DE60103840T2

DE60103840T2 - Selektives Entgasungssventil für Behälter aromatischer bzw. riechende Produkte, wie Kaffee oder dergleichen

Info

Publication number: DE60103840T2
Application number: DE60103840T
Authority: DE
Inventors: Franco Goglio; Osvaldo Bosetti; Giorgio Bottini
Original assignee: Goglio Luigi Milano SpA
Current assignee: Goglio Luigi Milano SpA
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: CA2354727C; ITMI20002648A1; EP1213228A1; DE60103840D1; US20020066370A1; AR029979A1; PT1213228E; CN1213919C; JP4959885B2; EP1213228B1; JP2002179121A; BR0104020A; DK1213228T3; CN1356242A; CA2354727A1; MXPA01007829A; US6468332B2; BR0104020B1; ES2222953T3; IT1319364B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil für Behälter von aromatischen oder in jedem Fall Geruch ausströmenden Produkten, insbesondere partikelförmigen oder pulverförmigen Produkten, wie Kaffee, Reinigungsmittel, organische Flüssigkeiten und dergleichen.
Ventile der oben genannten Art sind offensichtlich bereits bekannt und werden allgemein als Entgasungsventile bezeichnet. Diese sind Einwegventile, die normalerweise an der oberen Wand des Behälters angebracht werden und deren Zweck darin besteht, ein Austreten der Gase, die von dem Produkt, zum Beispiel Kaffee, entwickelt werden, aus dem Behälter zu ermöglichen, wodurch die mögliche Entstehung eines inneren Überdrucks verhindert wird, der ein Ausbauchen und/oder ein Bersten des Behälters selbst verursachen würde, und gleichzeitig ein Eindringen von Luft in den Behälter zu verhindern, da dies die Qualität des Produktes beeinträchtigen würde.
Die Einwegventile, die gegenwärtig verwendet werden, erfüllen diesen Zweck perfekt, indem sie sich öffnen, wenn geringe innere Überdrücke auftreten, und sich sofort schließen, wenn diese enden.
Diese Ventile weisen aufgrund folgender Überlegungen jedoch beachtliche Nachteile auf.
Frischer (soeben verpackter) Kaffee erzeugt eine Mischung von Gasen im Inneren des Behälters, die vorwiegend aus Kohlendioxid und zu einem geringeren Prozentsatz aus sogenannten Aromen bestehen, die durch komplexe Molekülketten gekennzeichnet sind.
Bei gegenwärtig benutzten Einwegventile werden poröse Filter verwendet, deren einziger Zweck darin besteht, ein Austreten von Kaffeepartikeln zu vermeiden. Im Falle von Überdrücken im Inneren des Behälters ermöglichen sie daher das Entweichen von sowohl Kohlendioxid als auch Produktaromen, wie auch von anderen Gasen. Ventile dieser Art sind zum Beispiel in den italienischen Patenten 823800 und 971505 beschrieben.
Obwohl in dieser Beschreibung speziell auf Kaffee Bezug genommen wird, das heißt, auf ein Produkt mit einem angenehmen Aroma, entsteht dasselbe Problem allgemein bei Geruch ausströmenden Produkten, wie Reinigungsmitteln und den oben genannten organischen Flüssigkeiten, bei welchen es wünschenswert wäre, ein Austreten von Gerüchen, in diesem Fall unangenehmen, zu verhindern.
EP-0 659 657 B1 beschreibt ein Ventil der selektiven Art gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, das ein Austreten der Gase, die in der Packung entstehen, ermöglicht, während die Produktaromen erhalten bleiben. Es wurde jedoch festgestellt, dass eine solche Art von Ventil kein vollständiges Austreten von Sauerstoff ermöglicht, der dazu neigt, das Produkt zu oxidieren, mit dem er in Kontakt gelangt, wodurch dessen Qualität vermindert wird.
Es ist daher notwendig, den Behälter zu verschließen, nachdem ein hohes Vakuum durch eine Prozedur erzeugt wurde, die dazu neigt, die Produktionsraten der Verpackungsmaschinen zu verlangsamen, oder es ist notwendig, eine Waschung mit Inertgas durchzuführen, wieder mit Hilfe einer ziemlich kostspieligen Prozedur.
Die Packung hat aufgrund des Überdrucks, der zum Öffnen des Ventils notwendig ist, eine geringfügige Ausbauchung.
Die Aufgabe der Erfindung ist, die Nachteile zu beheben und die Eigenschaft des Produkts mehr oder weniger intakt zu erhalten, ein Austreten von Aromen oder Gerüchen auf ein Minimum zu reduzieren oder zu verhindern, und gleichzeitig sicherzustellen, dass der Sauerstoff, der in der Packung vorhanden ist, beseitigt und das Kohlendioxid verringert wird, so dass die Packung keine Ausbauchung aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Des Weiteren sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in den abhängigen Ansprüchen offenbart. Im Wesentlichen stellt die Erfindung ein Entgasungsventil bereit, das mit einem selektiven Filter ausgestattet ist, der einen Durchgang von Molekülen von Kohlendioxid und anderen Gasen erlaubt und die Moleküle, die das Aroma und die Gerüche des Produkts bestimmen, einfängt und deren Austreten nicht ermöglicht, und der den restlichen Teil des Sauerstoffs eliminiert, wodurch die Qualität Produkts verbessert wird.
Von Kaffee ist bekannt, dass er nach dem Rösten große CO₂-Mengen entwickelt, die bis zum Zwei- bis Dreifachen seines Volumens betragen können. Der Großteil dieses CO₂ wird durch das Ventil entfernt, während die restliche Menge vom Filter in einem solchen Ausmaß absorbiert wird, dass der restliche Innendruck innerhalb der Packung weiter verringert wird, wodurch die Packung ein ansehnliches Erscheinungsbild, ohne Ausbauchungen, erhält.
Als selektive Filter können poröse Filter oder Molekularsiebe verwendet werden. In den durchgeführten Tests wurde jedoch beobachtet, dass die Filter, die diese Selektorfunktion am besten erfüllen, Verbindungen sind, die auf Aktivkohle, Diatomeenerde, Silika usw. basieren, die in jedem Fall durch Zugabe von Zusatzstoffen modifiziert werden können, die sie für die jeweiligen organischen Anforderungen spezifisch machen. Der Sauerstoff wird andererseits durch Oxidations-Reduktions-Reaktionen, Additionsreaktionen mit organischen Substanzen adsorbiert, wie bereits in der Technik bekannt ist. Dasselbe gilt für CO₂.
Weitere Merkmale der Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung klarer, in der auf eine nur beispielhafte und somit nicht einschränkende Ausführungsform Bezug genommen wird, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, in welchen:
1 eine, in einer Explosionsdarstellung dargestellte, schematische Ansicht eines Entgasungsventils ist, das mit einem selektiven, Sauerstoff adsorbierenden Filter gemäß der Erfindung ausgestattet ist;
2 eine schematische Schnittansicht des Ventils von 1 ist, das an einem Behälter angebracht ist, der teilweise dargestellt ist;
3 eine schematische axonometrische Ansicht eines Behälters ist, der mit einem solchen Ventil ausgestattet ist;
4 ein schematischer Seitenriss eine Entgasungsventils gemäß der Erfindung vor dem Anbringen an einem Behälter ist.
Unter Bezugnahme auf diese Figuren bezeichnet in 3 das Bezugszeichen 1 allgemein einen Behälter für aromatische Produkte, insbesondere Kaffee, der flexiblen oder halbfesten Art.
In dem dargestellten Beispiel ist das selektive Ventil gemäß der Erfindung an dem vorderen Teil des Behälters angebracht. Für diesen Zweck ist eine kleine Bohrung 3 in dem Schichtmaterial oder Laminat des Behälters gebildet, unter der ein Entgasungsventil das als ganzes mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet ist, angebracht wird, wobei das Ventil an das Laminat 2 wärmegeschweißt oder geklebt wird.
Das Entgasungsventil 4, dessen allgemeine Struktur als im Wesentlichen bekannt angesehen werden kann, umfasst eine Grundplatte 5 und eine darin eingesetzte Kappe 6. Die Kappe 6 hat nahe ihrer unteren Kante eine ringförmige Nut 7, die in einem entsprechenden ringförmigen Vorsprung 8 einrastet, der am Boden der Platte 5 bereitgestellt ist. Über dem Fortsatz 8 befindet sich eine flache ringförmige Wand 9, die eine mittlere Lamelle 10 umgibt, die mit Bohrungen 11 versehen ist.
Zwischen der Kappe 6 und der Platte 5 ist eine Gummimembran 12 eingesetzt, die als das eigentliche Ventil dient, deren Umfangsteil auf der ringförmigen Wand 9 der Platte liegt, die mit einer viskosen Schicht 13 beschichtet ist, um eine bessere Dichtung bereitzustellen. Die Membran 12 wird durch einen gegenüber liegenden Vorsprung 14, der in der oberen Wand der Kappe 6 bereitgestellt ist, in dem auch eine Auslass- oder Lüftungsbohrung 15 bereitgestellt ist, gegen die Platte 5 gepresst.
Der Boden der Platte 5 ist so geformt, dass darunter, unter der Lamelle 10, ein Sitz 16 für einen Filter 17 bereitgestellt ist, der in der Folge ausführlicher beschrieben wird.
Das Ventil 4 ist an der Schicht 2 durch Schweißen oder Kleben entlang einem ringförmigen Pfad 18 entlang der oberen äußeren Kante der Platte 5 befestigt.
Das Ventil funktioniert wie folgt.
Unter normalen Bedingungen wird die Gummimembran 12 in Auflage gegen die flache Wand 9 der Platte 5 angebracht und erzeugt dank der vorhandenen viskosen Schicht 13 eine Dichtung sowohl gegen das Austreten der Gase, die im Inneren des Behälters 1 vorhanden sind, wie auch gegen das Eindringen von Luft von außen.
Im Falle von Überdrücken im Inneren des Behälters 1 wird die Membran 12 von der Wand 9 abgehoben, so dass die Gase austreten können, wobei sie durch die Bohrungen 11, den Raum, der zwischen der Membran 12 und der Wand 9 entsteht, die Bohrung 15 in der Kappe 6 und das Loch 3, das in dem Laminat 2 ausgebildet ist, in die äußere Umgebung strömen. Wenn wieder normale Bedingungen hergestellt sind, geht die Membran 12 wieder nach unten, wodurch ein Eindringen von Luft in den Behälter über die Route, die der zuvor beschriebenen entgegengesetzt ist, verhindert wird.
Damit Kaffee-Aromen nicht entweichen können, wenn die Gase aus dem Behälter entfernt werden, wird eine selektive Art von Filter 17 verwendet, der mehrere poröse Schichten mit dazwischen liegenden Adsorptionsschichten umfasst.
In der bevorzugten Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, umfasst der Filter 17 eine obere poröse Scheibe 19a, unter der eine Adsorptionsschicht aus Aktivkohle 21a angeordnet ist, eine zweite poröse Scheibe 20, dann eine Sauerstoff- und CO₂-Adsorptionsschicht 21b, die aus Materialien besteht, die zum Beispiel Eisen-Ionen enthalten, und eine dritte poröse Scheibe 19b. Das ganze kann in dem Sitz sowohl durch einfachen Druck wie auch durch Kleben oder Schweißen einer Filterwand gehalten werden.
Die Adsorptionsschicht 21b ist mehr zu der Innenseite der Packung angeordnet, das heißt, näher zu dem Produkt, um die Verringerung von Sauerstoff und CO₂ in der Packung zu verbessern.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die zwei Adsorptionsschichten 21a und 21b zu einer einzigen Schicht zusammengefügt sein, die sowohl Aktivkohle wie auch eine Substanz enthält, die Sauerstoff und CO₂ adsorbiert, wodurch eine poröse Scheibe entfällt.
Eine andere Alternative besteht darin, zwei Seite an Seite liegende Kammern in dem vertieften Sitz 16 auszubilden, wobei die Kammern die Aktivkohle oder dergleichen und das Sauerstoff- und CO₂-Adsorptionsmittel getrennt enthalten. In diesem Fall könnte die Kammer, die das Sauerstoff-Adsorptionsmittel enthält, nicht einmal mit dem oberen Bereich das Ventils in Verbindung stehen, da sie nur die Funktion hat, Sauerstoff und CO₂ zu adsorbieren.
Zur Erhaltung der Aktivität der Adsorptionsmittel und insbesondere des Sauerstoff-Adsorptionsmittels, das sich bei Kontakt mit Luft rasch abbauen würde, werden diese vor dem Einbau in die Packung gut geschützt, wie zum Beispiel mit Hilfe einer darunter liegenden undurchlässigen Schicht. Diese könnte aus einem mehrschichtigen Laminat bestehen, das zum Beispiel aus einem abziehbaren Polyester-, Aluminium- oder Polyethylenfilm 24 besteht, wie schematisch in 4 dargestellt ist. In diesem Fall wäre ein Band oder ein Streifen 24 vorhanden, auf das/den die Ventile geschweißt sind, und dieses/dieser würde als Ladevorrichtung für die Ventile auf den Packungslinien dienen. Das Band aus Sperrschichtfilm würde vom Ventil gelöst werden, wenn dieses an dem gewünschten Punkt der Packung angebracht wird. Als Alternative kann das Band aus Sperrschichtfilm an das Ventil gestanzt werden und an dieses geschweißt bleiben, wobei es beim Anbringen des Ventils an der Packung perforiert wird, wodurch ein Kontakt mit Sauerstoff vermieden wird, bevor das Adsorptionsmittel beginnt, seine Funktion zu erfüllen.
Mit einem derart konstruierten Filter werden die Gase, die vom Kaffee abgegeben werden, bevor sie durch die Gummimembran 12 gehen, durch die Aktivkohle 21a gefiltert, die den Großteil von ihnen, das heißt, die Aromen, zurückhält, wodurch eine höhere Konzentration im Inneren der Packung aufrecht erhalten wird. Gleichzeitig entfernt das Sauerstoff- und CO₂-Adsorptionsmittel 21b den Sauerstoff, der in der Packung vorhanden ist, und hält einen geeigneten CO₂-Gehalt aufrecht, wodurch der Überdruck beseitigt wird, der zum Öffnen des Ventils notwendig ist.
Die Rolle des CO₂-Adsorptionsmittels ist somit die Entfernung des Überdrucks, der in dem Beutel vorherrscht, nachdem die Entgasungsprozedur von dem Ventil ausgeführt wurde, um den Druck innerhalb und außerhalb der Packung auszugleichen, wodurch es zu keiner Ausbauchung kommt.
Die Verwendung des selektiven Filters wirkt im Wesentlichen wie eine Sperrschicht gegen das Austreten flüchtiger organischer Substanzen (Aromen, Gerüche, Düfte, usw.) aus dem Inneren des Behälters durch Entgasen des Produkts. Durch die Filterkomponente, die den Sauerstoff entfernt, der in der Packung vorhanden ist, kann eine Oxidierung des Inhalts reduziert werden, wodurch die Haltbarkeit des Produkts verlängert wird.
Das zuvor beschriebene System kann dann verwendet werden, wenn es notwendig ist, ein Austreten von Gasen aus der Packung zu ermöglichen, den Durchgang organischer Moleküle zu vermeiden und auch den Sauerstoff- und CO₂-Gehalt zu verringern.

Claims

Ein Entgasungsventil für Behälter von aromatischen und duftenden Produkten, das einen Ventilkörper (5, 6) und ein bewegliches Einweg-Ventilelement (12) umfasst, das auf dem Ventilkörper (5, 6) angeordnet ist, und einen Filter (17), der in den genannten Ventilkörper einrastet und gegenüber dem Produkt liegt, sowie geeignet ist, das Austreten von Produktteilchen zu verhindern, wobei der genannte Filter (17) eine selektive Filterschicht (21a) umfasst, welche den Durchgang von Gasen mit „einfachen" Molekülen wie Kohlendioxyd erlaubt und die Gase mit komplexen molekularen Ketten zurückhält, welche die Aromen des Produkts bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Filter (17) ebenfalls ein Sauerstoff-Adsorptionsmittel oder ein Sauerstoff- und Kohlendioxyd-Adsorptionsmittel (21b) umfasst, das restliche Sauerstoffrückstände im Behälter abbauen kann.
Ein Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte selektive Filterschicht (21a) und die genannte Sauerstoff- und Kohlendioxyd-Adsorptionsschicht (21b) übereinander liegen und zwischen Lamellen von porösem Material (19a, 20, 19b) angeordnet sind.
Ein Ventil gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Sauerstoff- und Kohlendioxyd-Adsozptionsschicht (21b) jeweils im innersten Teil des Behälters und daher dem Produkt am nächsten angeordnet ist.
Ein Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Sauerstoff- und Kohlendioxyd-Adsorptionsmittel (21b) in die genannte selektive Filterschicht (21a) eingebaut ist und eine einzige Schicht bildet, die zwischen zwei porösen Lamellen (19a, 19b) liegt.
Ein Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte selektive Filterschicht (21a) und die genannte Sauerstoff- und Kohlendioxyd-Adsorptionsschicht (21b) Seite an Seite und voneinander getrennt angeordnet sind.
Ein Ventil gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Sauerstoff- und Kohlendioxyd-Adsorptionsschicht nicht in Verbindung mit dem Äußeren des Behälters steht.
Ein Ventil gemäß einigem beliebigen der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Sauerstoff- und Kohlendioxyd-Adsorptionsschicht (21) Materialien umfasst, die Eisen-Ione enthalten.
Ein Ventil gemäß einem beliebigen der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte selektive Filterschicht (21a) aus Aktivkohle besteht.
Ein Ventil gemäß einem beliebigen der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte selektive Filterschicht (21a) und die genannte Sauerstoff- und Kohlendioxyd-Adsorptionsschicht (21b) in einem Gehäuse (16) enthalten sind, das in dem genannten Ventilkörper (5) gebildet ist.
Ein Ventil gemäß Anspruch 1, wobei der genannte Ventilkörper eine Grundplatte (5), in der der genannte Filter (17) untergebracht ist, und eine Gegenkappe (6) umfasst, die mit den entsprechenden Bohrungen (11, 15) ausgerüstet ist, und der genannte Ventilkörper (12) eine Gummimembran ist, die normalerweise gegen die Platte (5) gedrückt wird, um die genannten Bohrungen (11) zu verschließen.
Ein Entgasungsventil gemäß einem beliebigen der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es an einer Wand eines Behälters (1) für aromatische Produkte wie Kaffee und ähnliche, Gerüche abgebende Produkte angebracht wird.
Ein Ventil gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es durch eine darunter liegende undurchlässige Schicht (24) geschützt ist, bevor es am Behälter angebracht wird.
Ein Ventil gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte undurchlässige Schicht (24) aus einem abziehbaren Film besteht, der entfernt wird, wenn das Ventil am Behälter angebracht wird.
Ein Ventil gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte undurchlässige Schicht (24) aus einem Film besteht, der zum Zeitpunkt der Anbringung des Ventils an der Packung perforiert wird.
Ein luftdichter Behälter für Produkte, die Duftgase entwickeln, wie Kaffee und ähnliche Produkte, mit einem Einweg-Entgasungsventil (4) gemäß Anspruch 1, das mit mindestens einer selektiven Filterschicht (21a) ausgerüstet ist, die das Austreten der Aromen und Gerüche verhindert, und mit mindestens einer Sauerstoff- und Kohlendioxyd-Adsorptionsschicht (21b), die geeignet ist, die im Behälter vorhandenen Sauerstoff- und Kohlendioxydrückstände zu beseitigen.