DE69107452T2

DE69107452T2 - Verfahren und vorrichtung zum erleichtern des gaswechselns eines versiegelten behälters.

Info

Publication number: DE69107452T2
Application number: DE69107452T
Authority: DE
Inventors: Jerry Mitchell
Original assignee: Pakor Inc
Current assignee: Pakor Inc
Priority date: 1990-04-19
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2011-04-20
Also published as: DE69107452D1; ATE118421T1; CA2080912C; AU7758591A; EP0525097A1; EP0525097B1; WO1991016237A1; JPH05507036A; CA2080912A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 6 und 9. Die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 6 sind in der US-A-1 591 932 offenbart. Die Erfindung betrifft insbesondere das direkte Behandeln von Nahrungsmitteln in transparenten flexiblen Verpackungen, in welchen die Nahrungsmittel zum Anbieten und zum Vermarkten eingepackt oder anderweitig verschlossen bzw. abgedichtet sind.
Die Aufbewahrungszeit vieler Lebensmittelprodukte in Regalen, sowohl gekühlt als auch bei Raumtemperatur, kann stark ausgedehnt werden, wenn das Lebensmittelprodukt in einer im wesentlichen sauerstofffreien Umgebung angeordnet wird. Ein Weg, diese sauerstofffreie Umgebung zu erreichen, ist das Evakuieren einer Verpackung, welche das Lebensmittelprodukt enthält, auf ein sehr hohes Vakuumniveau. Wenn jedoch eine flexible Verpackung involviert ist, kann die Verwendung eines hohen Vakuums das eingeschlossene Produkt deformieren, zusammendrücken und brechen, wenn das Vakuum angelegt wird. Zum Beispiel können Bäckereiprodukte leicht zusammengequetscht oder komprimiert werden, so daß sie ihr kundenfreundliches Aussehen verlieren. Geriebener Käse kann derartig zusammengedrückt werden, daß ein erneutes Reiben erforderlich ist. Obsterzeugnisse können Druckstellen erhalten, was zu einem Verlust von sowohl Aussehen als auch Geschmack führt.
Fleisch-, Obst- und Gemüseerzeugnisse, die einer Vakuumverpackung ausgesetzt sind, unterlaufen auch eine Flüssigkeitsreinigung, die ihr Aussehen und ihren Geschmack vermindert. Außerdem nehmen einer Vakuumverpackung unterliegende Fleischprodukte eine leicht violette Farbe an, da kein Oxymyoglobin wegen des Fehlens von Sauerstoff gebildet wird. Diese Farbe ist manchmal unakzeptabel für den einheimischen Einzelhandel, und deshalb muß das Produkt vor dem Anbieten aus der Vakuumverpackung entnommen werden und derart neu verpackt werden, daß der charakteristische rote "Schimmer" bei dem Fleischprodukt erscheinen kann.
Um die zuvor beschriebenen Nachteile zu überwinden, sind Gasverpakkungen als Alternative zu Vakuumverpackungen verwendet worden. Gasverpackungen sind mit einer Modifikation der Atmosphäre innerhalb des Behälters verbunden, welcher das Produkt enthält, um so ein wachstumhemmendes Mittel, d.h. ein inertes Gas oder ein oxidierendes Mittel, in den Behälter einzuführen. Es kann ebenso wünschenswert sein, das Gas innerhalb des Behälters zu modifizieren, um eine gewünschte Konzentration eines oxidierenden Mittels, z.B. Ozon, einzubeziehen, so daß die bakterielle Konzentration innerhalb des Behälters reduziert oder eliminiert wird.
In Fällen, in denen ein Gasspül-Verpacken angewendet wird, ist es oft wünschenswert, einen wesentlichen Anteil der ursprünglichen vorherrschenden Atmosphäre innerhalb des Behälters vor Einführen eines zweiten Gases oder einer Gaskombination zu entfernen. Das ist wünschenswert, um so die Menge des Sekundärgases zu verringern, das zum nützlichen Beeinflussen des im Behälter befindlichen Produktes notwendig ist. Wenn eine Evakuierung oder Teilevakuierung des Behälters nicht zuerst unternommen wird, wird das Sekundärgas verdünnt und wird deshalb in größeren Mengen benötigt, um den beabsichtigten Zweck zu erzielen. Zumindest eine Teilgasextraktion ist deshalb wünschenswert, um das vorherrschende Gas vor dem Einführen eines zweiten Gases zu entfernen. Diese Gasextraktion bringt jedoch auch, wenn sie in einer konventionellen Art durchgeführt wird, die oben in Verbindung mit dem Vakuumverpacken aufgeführten Nachteile dahingehend mit sich, daß die Verpackung, selbst wenn nur zeitweilig, einer Deformation oder einem Zusammenfallen unterliegt.
Eine Vielzahl von Vorrichtungen sind entwickelt worden, um die mit dem Zusammenfallen eines flexiblen Behälters oder Aufnahmebehälters während des Gaswechsels oder der Extraktion verbundenen Probleme anzugehen. Eine derartige Vorrichtung ist ersichtlich aus dem US-Patent Nr. 1,591,932 (dem '932-Patent) von Young. Das '932-Patent offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ersetzen von Luft in einem gefüllten Behälter durch ein inertes Gas. In dem '932-Patent wird der Behälter innerhalb einer Vakuumkammer angeordnet und werden die Drücke im Inneren und außerhalb des Behälters so reguliert, daß die Deformation oder das Zusammenfallen der Wände des Behälters vermieden wird. Der Gaswechsel in dem '932-Patent wird durch Abziehen der vorherrschenden Atmosphäre aus dem Behälter über ein Entlüftungsloch bewirkt, während ein gleicher Druck innerhalb der Vakuumkammer aufrechterhalten wird. Wenn die Zugabe des inerten Gases gewünscht wird, wird ein Druckausgleich über ein Joch bewirkt, welches durch den Druck des in den Behälter eingespritzen Gases aktiviert wird.
Nachteile der zuvor erwähnten Vorrichtung bestehen darin, daß eine Öffhung in dem Behälter ausgebildet sein muß, um eine Evakuierung und erneute Unterdrucksetzung zu erzielen, und zwar zusätzlich zur Notwendigkeit, einen Sekundärversiegelungsschritt anzuwenden, um die zweite Atmosphäre innerhalb des Behälters zu halten.
Die vorliegende Erfindung spricht die zuvor beschriebenen und weitere Nachteile zum Modifizieren der Gasatmosphäre in einem geschlossenen Behälter an. Insbesondere spricht die vorliegende Erfindung die mit der Konservierung von verderblichen Produkten verbundenen Nachteile an, indem ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gaswechsel innerhalb des Behälters geschaffen wird, ohne daß eine Deformation oder ein Zusammenfallen erzeugt wird. Darüber hinaus ermöglicht es die vorliegende Erfindung, daß ein Gaswechsel in einer ökonomischen und automatischen Art ausgeführt wird, welcher bei verschiedenen Niveaus innerhalb der gesamten Verkaufs- oder Einzelhandelsverteilungskette ausgeführt wird.
Die Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems ist in den Ansprüchen 1, 6 und 9 aufgeführt.
Die vorliegende Erfindung weist im allgemeinen eine Vakuumkammer auf, die mit einer Einrichtung zum Bewegen und Ausrichten eines versiegelten Behälters aus einer Lage außerhalb der Kammer in eine gewünschte Lage innerhalb der Kammer versehen ist, woraufhin die Kammer automatisch geschlossen und versiegelt bzw. abgedichtet wird. Sobald die Kammer geschlossen und versiegelt ist, wird ein Gaswechselmeßfühler automatisch in den Behälter durch ein wiederversiegelbares Ventil derart eingeführt, daß eine Strömungskommunikation zwischen dem Inneren des Behälters und der Vakuumkammer aufgestellt werden kann. Das Ventil ist vorzugsweise ein Trennwandventil, das durch den Meßfühler in einer selbstversiegelnden Art durchdrungen werden kann. In der Kammer wird dann ein Vakuum erzeugt, wobei das Innere des Behälters durch den Gaswechselmeßfühler evakuiert wird. In einer solchen Art wird eine Deformation oder ein Zusammenfallen eines flexiblen Behälters vermieden, da der Gaswechselvorgang keine Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Behälters bewirkt.
Das Gaseinführen und der Gaswechsel werden in einer ähnlichen Art wie das ausgeglichene Einführen des Gasdruckes über sowohl dem Inneren als auch dem Äußeren des Behälters ausgeführt. Während der Wiedereinführungsphase des Gases wird jedoch Gas in die Verpackung separat über ein Ventil von dem Gas eingeführt, das zum erneuten Unterdrücksetzen der Vakuumkammer verwendet wird. In einer solchen Art strömt das Austauschgas nur in das Innere der Verpackung, während der Druck im Inneren der Kammer außerhalb der Verpackung durch das Einführen eines dritten, weniger teuren Gases oder selbst von Außenluft beibehalten werden kann. Die vorliegende Erfindung kann besonders auf das Verpacken von Nahrungsmittelprodukten in Polystyrenschaum oder anderen Kunststofftellern bzw. -tabletts angewendet werden, die hermetisch mit transparentem Kunststoffverpackungsmaterial versiegelt sind. Während viele andere Produkte in dieser Art versiegelt und vermarktet werden können, benötigen Nahrungsmittelprodukte besondere Sorgfalt, um sowohl ihre Qualität als auch ihr Aussehen beizubehalten.
Die vorliegende Erfindung weist eine Anzahl von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik auf. Ein derartiger Vorteil ist die Fähigkeit, eine minimale Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Behälters während der Gaswechselvorgänge aufrecht zu erhalten. In einer solchen Art wird die Deformation der Verpackung und das Waschen des Produktes mit einer Flüssigkeit mmimiert.
Ein zweiter Vorteil der Erfindung ist die Fählgkeit, automatische Gaswechselvorgänge vorzusehen, ohne daß der Behälter in einem zweiten separaten Vorgang erneut versiegelt werden muß.
Ein weiterer Vorteil ist die Fähigkeit, eine Verpackung mit einem gesteuerten positiven Druck, um so ein Waschen bzw. Reinigen mit Flüssigkeit zu reduzieren oder zu vermeiden, sowie weitere physikalische ästhetische nutzbare Vorteile zu erzeugen.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
Fig. 1 veranschaulicht eine perspektivische Teilschnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 2 veranschaulicht eine detaillierte Seitenansicht des in Fig. 1 veranschaulichten Türmechanismus.
Fig. 3 veranschaulicht eine Perspektivansicht einer Gaswechselvorrichtung der vorliegenden Erfindung, wie sie bei einem bevorzugten Verpackungsaufbau angewendet werden kann.
Fig. 4 veranschaulicht eine aufgeschnittene Draufsicht des in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiels.
Fig. 5 veranschaulicht eine detaillierte Seitenansicht der Gaswechselvorrichtung und damit verwendeter Aktivierungseinrichtungen.
Fig. 6 veranschaulicht eine schematische Ansicht der Gaswechselvorrichtung.
Fig. 7 veranschaulicht eine schematische Ansicht der elektrischen Schaltung eines Ansführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 1 veranschaulicht eine Vakuumkammer 6, die auf einem Rahmen 2 getragen ist. Die Kammer 6 ist mit Türen 21 und 21A versehen, die an deren gegenüberliegenden Seiten so angeordnet sind, daß sie eine progressive Bewegung der Aufnahmebehälter oder der Behälter 100 zulassen, die vorzugsweise über ein Förderband 4 in und durch die Kammer 6 zu Zwecken des Gasaustausches und einer Modifikation bewegt werden, wie es hiernachfolgend weiter beschrieben wird.
Wie in Fig. 1 veranschaulicht, ist das Förderband 4 vorzugsweise derart angeordnet, daß es an die Kammer 6 an deren gegenüberliegenden Seiten an einer Höhe anstößt, die im allgemeinen zu dem Betrieb der inneren Förderanordnung 83 paßt, wie es nachfolgend beschrieben wird. Das Förderband 4 kann aus einer Reihe von Rollen 17 bestehen, die linear entlang eines Rahmens 18 in einer im allgemeinen konventionellen Art montiert sind. In alternativer Weise kann das Band 4 aus einer konventionellen endlosen Bandförderanordnung bestehen. Vorzugsweise sollte jedoch das Band 4 mit einer Einrichtung zum automatischen Regulieren und Regeln der linearen Bewegung der darauf angeordneten Gegenstände versehen sein. In einer solchen Art ist bevorzugt, daß das Band 4 eher automatisch als manuell betätigt wird.
In dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Türen 21 und 21A schwenkbar an der Kammer 6 mit Scharnieren 7 derart angebracht, daß sie sich nach oben öffnen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist (siehe Pfeil B). Wenn die Türen 21 und 21A in einer geschlossenen Position sind, wie der in Fig. 1 dargestellten, behalten sie eine luftdichte Dichtung mit dem Körper der Kammer 6 bei. Um diese luftdichte Dichtung zu bewerkstelligen, sind die Türen 21 vorzugsweise mit einer Verschlußdichtung oder ähnlichem (nicht gezeigt) versehen, um ein Vakuum in der Kanrner 6 zu ermöglichen. In alternativer Weise kann ein geeignetes Dichtmaterial an der Kontaktfläche der Kammer 6 vorgesehen sein, welche die Türen 21 aufnimmt, wenn sie in einer geschlossenen Position sind. Die Türen 21 und 21A sind vorzugsweise ebenfalls mit einem Schließmechanismus allgemeinen konventionellen Aufbaus versehen, um ein Unterdrucksetzen der Kammer 6 zu ermöglichen.
Bei dem veranschaulichten Ausfühmngsbeispiel wird der Betrieb der Türen 21 und 21A unabhängig durch Motoren 24 bzw. 24A gesteuert. Die Motoren 24 und 24A sind an dem äußeren Oberteil 5 der Kammer 6 befestigt und sind funktionell mit einem Nocken 26 gekoppelt, der drehbar mit einem Steuerarm 22 gekoppelt ist. Der Steuerarm 22 ist seinerseits drehbar mit einem Türrahmenträger 20 gekoppelt, der selbst teilweise mit dem Äußeren der Kammer 6 als eine Rahmenanordnung 9 an einem Ende und an der Tür an ihrer untersten Stelle verbunden ist. In einer derartigen Art führt der Betrieb der Motoren 24 und 24A in einer "Vorwärts"-Richtung zu der Aufwärtsschwenkung der Türen 21 in eine "offene" Stellung. Eine Umsteuerung der Motoren 24 und 24A führt zur Bewegung der Türen 21 und 21A in eine "geschlossene" und verriegelte Stellung. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Motoren 24 und 24A elektrisch mit einem zentralen Steuersystem 39, wie z.B. einer Toshiba Ex-20-Steuervorrichtung in einer in Fig. 7 dargestellten Art verbunden. In einer solchen Art kann der Betrieb der Türen 21 und 21A automatisch gesteuert werden, wie es nachfolgend beschrieben wird.
Während ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 1 dargestellt ist, sollen weitere strukturelle Konfigurationen der vorliegenden Erfindung gemäß dem Geist der vorliegenden Erfindung ebenfalls mit umfaßt sein. Zum Beispiel kann die in den Fig. 1 und 2 veranschaulichte Türschwenkanordnung durch einen Gleittürmechanismus oder ähnliches ersetzt werden. In ähnlicher Weise kann die Gesamtkonfiguration der Kammer 6 auch derart modifiziert werden, daß sie das Einführen einer Vielzahl von Behältern 100 variierender Größen ermöglicht. In alternativer Weise kann der Betrieb der Türen durch einen einzigen Motor in entweder einer unabhängigen oder einer abhängigen Art gesteuert werden. Bei allen Ausführungsbeispielen ist es jedoch wünschenswert, daß die Kammer 6 so ausgestaltet oder mit einer transparenten Platte oder einem "Fenster" versehen ist, damit eine visuelle Inspektion des Gaswechselvorganges ermöglicht wird.
Das Gaswechselsystem der vorliegenden Erfindung ist aus den Fig. 1, 4, 5 und 7 ersichtlich. Fig. 4 veranschaulicht eine aufgeschnittene Draufsicht des Inneren der Kammer 6, welche einen Behälter 100 zeigt, der auf einer Endlos-Bandförderanordnung 83 angeordnet ist. Wie veran-15schaulicht, besteht die Anordnung 83 aus zwei oder mehr Antriebsrollen 84 und einem Trageband 82. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Band 82 aus Neopren oder einem anderen elastischen Material hergestellt sein, während die Rollen 84 durch einen Dayton-Elektromotor 115V mit 50 min&supmin;¹ oder einer anderen vergleichbaren Ausrüstung angetrieben werden. Andere Fördersysteme können auch angewendet werden und sind für einen Fachmann naheliegend. Es ist wünschenswert, daß irgendein Fördermechanismus entweder abdichtbar innerhalb der Kammer 6 enthalten ist oder andererseits die Erzeugung eines Vakuums in der Kammer zuläßt.
Die Gaswechselvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, daß sie in Verbindung mit einem vorversiegelten Behälter 100 verwendet wird, wie der in der US-A-4 548 824 beschriebene. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, weist der Behälter 100 im allgemeinen eine Seitenwand 19 und ein Oberteil 21 auf, wobei die Kombination eine versiegelbare, unterdrücksetzbare Einheit bildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Seitenwände 19 des Behälters 100 mit einem wiederverschließbaren Ventil 102 versehen, das in die Seitenwand selbst integriert oder an der Oberfläche des Äußeren der Verpackung angebracht sein kann. In dem in Fig. 3 veranschaulichten Behälter 100 ist ein Ventil 102 an einer Ecke der Seitenwand 19 so angeordnet, daß es zu dem Gaswechselmechanismus bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kompatibel ist.
Um einen Gaswechsel zu schaffen, ist der Behälter 100 vorzugsweise auf der Anordnung 83 so ausgerichtet, daß er bündig gegen eine Halteschiene 29 und einen Anschlag 150 anliegt. Ein seitliches Positionieren des Behälters 100 entlang der Anordnung 83 kann über einen flexiblen Ausrichtarm 80 verwirklicht werden. Wie in Fig. 4 veranschaulicht, ist der Arm 80 in der Kammer 6 so angeordnet, daß er sich in einer Ebene biegen kann, die im allgemeinen koplanar zu der bei der Anordnung 83 beschriebenen und in einer seitlichen Richtung ist, um so den Behälter 100 gegen die Halteschiene 29 zu drücken. Wenn der Behälter 100 durch die Vorwärtsbewegung der Anordnung 83 (deren Bewegungsrichtung durch den Pfeil A gekennzeichnet ist) und durch die Seitenkraft, die durch den Ausrichtarm 80 ausgeübt wird, gezwungen wird, wird er in eine Anschlagbeziehung bezüglich des Anschlages 150 und der Schiene 29 bewegt, wie zuvor beschrieben. Auf diese Weise wird das Verpackungsventil 102 unmittelbar nahe der Gaswechselanordnung 120 angeordnet.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Verpackungssensor oder der Steueranschlag 150 elektrisch mit dem zentralen Steuersystem 39, wie zuvor beschrieben, in einer Art verbunden, wie sie in Fig. 7 veranschaulicht ist. Die Betätigung des Steueranschlags 150 führt zu der Übertragung eines elektrischen Siguals an der Steuersystem 39. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Anschlag 150 druckaktiviert und überträgt so ein elektrisches Signal an das Steuersystem 39, wenn er durch die Verpackung 100 kontaktiert wird. Vorzugsweise ist der Aktivierungsmechanismus 51 für die Förderanordnung 83 in ähnlicher Weise mit dem Steuersystem 39 gekoppelt. In einer derartigen Art wird, wenn der Behälter 100 in Kontakt mit dem Anschlag 150 bewegt wird, die Förderanordnung 83 ausgekoppelt. Magnetventile 121, 94, 91 und 92 sind in ähnlicher Weise mit dem Steuersystem 39 in einer Art gekoppelt, wie sie in Fig. 7 veranschaulicht ist.
Die zuvor beschriebenen Abläufe bzw. Portionen sind so beschrieben worden, als ob sie im wesentlichen simultan auftreten. Es soll jedoch auch mit umfaßt werden, eine programmierte oder zeitlich abgestirnmte Verzögerung in der Betriebsabfolge der Vorrichtung zu schaffen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaswechselvorrichtung 120 ist aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich. Die Gaswechselanordnung 120 weist im allgemeinen einen Einspritzmeßfühler 125 auf, der an einem Kolben 123 montiert ist, der gleitbar in einem Gehäuse angeordnet ist. Der w Meßfühler 125 kann aus einem feinen hohlen Rohr oder einer Nadel bestehen, wie z.B. einer Hypodermic-Nadel der Klasse 20, die von Becton, Dickinson and Company hergestellt wird. Der Kolben 123 ist selbst fest an dem vorderen Ausleger des Magnetventils 121 montiert, wie veranschaulicht. Ein derartiges Magnetventil weist einen konventionellen Aufbau auf, wie z.B. ein durch Dayton Electric hergestelltes. Bei Aktivierung bewegt das Magnetventil 121 den Einspritzmeßfühler 125 durch ein wiederverschließbares Ventil 102 und bringt ihn in Kommunikation mit den innerhalb des Behälters 100 versiegelten Gasen.
Die Gaswechselanordnung 120 ist mit einer Drei-Wege-Ventil-Einheit 83 über eine Gasleitung 88 gekoppelt. Bezugnehmend auf die Fig. 1, 3, 4 ermöglicht die Einheit 83 das Leiten einer Gaströmung aus dem Inneren des Behälters 100 und in ihn hinein. Die Einheit 83 ist mit einem Evakuierungsventil 95 über eine Sekundärgasleitung 90 gekoppelt. Die Einheit 83 ist ebenfalls mit einem zweiten Magnetventil 92, wie z.B, einem ASCO-Modell 826014, über eine Leitung 84 gekoppelt. Das Magnetventil 92 seinerseits ist mit einer Gasversorgungsquelle 40 über eine Leitung 41 gekoppelt.
Der Betrieb der Evakuierungsventilanordnung 95 wird durch ein Magnetventil 94, wie z.B. einem Dayton Electric Speedair 2A242 gesteuert. Die Ventilanordnung 95 weist einen Gaseiniaß 96 auf, der mit dem Inneren der Kammer 6 in Verbindung steht. Das Magnetventil 94 ist elektrisch mit dem Steuersystem 39 gekoppelt und kann sonut automatisch gesteuert werden. Wenn das Magnetventil 94 in eine "offene" Position aktiviert wird, wird eine Gaskommunikation zwischen dem Inneren des Behälters 100 und dem Inneren der Vakuumkammer 6 aufgestellt. Wenn das Magnetventil 94 deaktiviert ist, bewegt es sich in eine "geschlossene" Position, wodurch das Ventil 95 geschlossen wird und das Entweichen oder das Einführen von Gas zwischen dem Behälter 100 und die Kammer 6 verhindert wird. Das Evakuieren der Verpackung 100 findet somit statt, wenn das Magnetventil 94 in eine "offene" Position gezwungen wird. Ein erneutes Unterdrucksetzen der Verpackung 100 findet statt, wenn das Magnetventil 94 in einer "geschlossenen" Position angeordnet ist.
Die Kammer 6 ist mit einer Ventileinrichtung 101 versehen, die das Entfernen oder die Zugabe von Gasen dazu ermöglicht. Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 4 weist die Ventileinrichtung 101 eine Leitung 99 auf, welche in der Seitenwand der Kammer 6 derart angeordnet ist, daß eine Fluidkommunikation durch sie hindurch aufgestellt wird. Die Leitung 99 ist an ihrem entfernten Ende offen und an ein T-Stück 97 an ihrem nahen Ende gekoppelt. Das T-Stück 97 ist ebenfalls an ein Magnetventil 91 und eine Leitung 98 gekoppelt. Wenn das Magnetventil 91 in einer "offenen" Position ist, ermöglicht es ein Unterdrucksetzen zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Kammer 6 über eine Düse bzw. ein Ventil 103. Wenn das Magnetventil 91 in einer "geschlossenen" Position ist, ermöglicht es, daß ein Vakuum in der Kammer 6 über die Leitung 98 erzeugt wird, die mit einer Vakuumpumpe 43 gekoppelt ist.
Es kann manchmal wünschenswert sein, die Atmosphäre innerhalb des Behälters 100 unabhängig von der Entfernung der Atmosphäre aus der Kammer 6 zu entfernen. Das kann notwendig sein, wenn der Behälter 100 ein starkes Oxidationsmittel, z.B. Chlor oder Brom, enthält. In einem solchen Fall kann die Gasentfernung aus dem Behälter 100 über eine separate Vakuumpumpe (nicht gezeigt) durchgeführt werden, die z.B. mit einer Leitung 84 gekoppelt ist, wie es durch die gestrichelte Linie 84A gekennzeichnet ist. Bei einem derartigen Aufbau würde das Magnetventil 94 in einer "geschlossenen" Position während des Evakuierungsvorganges gehalten werden. In alternativer Weise würden die Bauelemente 94, 95 und 96 und die Kupplung 90 insgesamt eliminiert werden.
In Fällen, in denen der Behälter 100 einen hohen Sauerstoffgehalt, z.B. > 35% enthält, kann eine separate Gasentfernung über eine Venturi-Pumpe ausgeführt werden. In einer solchen Art ist die Möglichkeit einer Explosion oder eines Feuers miimiert. Das Evakuieren der Kammer 6 kann über eine schneller arbeitende konventionelle Vakuumpumpe ausgeführt werden, wie unter Bezugnahme auf das allgemeine Ausführungsbeispiel zuvor beschrieben.
Der bevorzugte Betrieb der vorliegenden Erfindung kann nacheinander wie folgt beschrieben werden. Nach der Beendigung des vollständigen vorherigen Gaswechselvorganges wird die Tür 21A in eine "offene" Position über eine Aktivierung des Motors 24A bewegt. Die Förderanordnung 83 wird in ähnlicher Weise aktiviert, wodurch der vorherige Behälter aus der Kammer 6 bewegt wird. Das Förderband 4, welches in ähnlicher Weise aktiviert worden ist, bewegt den Behälter in Förderrichtung zum Verpacken oder zu einer weiteren Verarbeitung weiter. Während dieses Vorganges wird gleichzeitig ein neuer Behälter 100 in die Kammer 6 durch die Tür 21 bewegt, die ebenfalls in eine "offene" Position bewegt worden ist. Sobald die Verpackung 100 in eine Anschlagbeziehung mit dem Anschlag 150 bewegt ist, wird dann die Tür 21A in eine abgedichtete und "geschlossene" Position bewegt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Bewegung des Behälters 100 automatisch gesteuert werden, wie zuvor beschrieben. In alternativer Weise kann der Betrieb der verschiedenen separaten Mechanismen über ein zeitlich abgestimmtes Programm ausgeführt werden. Sobald der Behälter teilweise in die Kammer 6 bewegt worden ist, wird die Vorwärtsbewegung des Behälters 100 über die Bewegung der Förderanordnung 83 beendet. Der Betrieb der Anordnung 83 bewegt den Behälter 100 in Kontakt mit dem Ausrichtarm 80, der eine Seitenkraft auf den Behälter ausübt. Die Seitenkraft bewegt in Kombination mit der Vorwärtsbewegung der Anordnung 83 den Behälter 100 in Kontakt mit der Halteschlene 19 und dem Anschlag 150. Wenn der Anschlag 150 durch den Behälter 100 kontaktiert wird, leitet der Anschlag 150 einen elektrischen Impuls an die Steuereinrichtung 39, welche den Motor 24 aktiviert, welcher seinerseits die Tür 21 in eine geschlossene abgedichtete Position bewegt. Durch ein nachfolgendes Signal von der Steuereinrichtung 39 wird dann die Förderanordnung 83 deaktiviert.
Um jegliche Probleme einer Verschmutzung zu vermeiden, die in dem Fall auftreten kann, wenn der Behälter 100 beschädigt oder zu irgendeiner Zeit während des Gaswechselvorganges durchstochen wird, ist es wünschenswert, einen positiven Druck im Inneren des Behälters 100 vor sdem Einleiten des Gaswechselvorganges zu schaffen. Demgemäß ist es bevorzugt, daß ein Teilvakuum in der Kammer 6 vor dem Gaswechsel geschaffen wird. Nachfolgend wird deshalb eine Vakuumpumpe 43 zugeschaltet und ein Magnetventil 91 in eine "geschlossene" Position bewegt, um so den Ausstoß des Gases durch die Gasleitungen 99 und 98 zu ermöglichen. Das Schaffen eines Vakuums oder eines Teilvakuums wird unmittelbar vor dem Einführen des Meßfühlers 122 in den Behälter 100 geschaffen. Sobald ein Vakuum oder Teilvakuum erzielt worden ist, wird ein Magnetventil 121 aktiviert, wodurch der Meßfühler 122 in den Behälter 100 durch das Ventil 102 bewegt wird, wie zuvor beschrieben. Das Magnetventil 94 wird ebenfalls in eine "offene" Position aktiviert.
Das Durchstoßen des Behälters 100 mit einer Nadel 122 ermöglicht eine Gasströmung durch die Leitung 88 durch den Gasauslaß 96, wenn der Behälter 100 entleert wird. Gleichzeitig werden die Gase innerhalb der Kammer 6 weiterhin durch den Einlaß 99 über die Pumpe 43 evakuiert. In einer solchen Weise führt die Evakuierung der Kammer 6 zu einer gleichzeitigen Evakuierung des Inneren des Behälters 100, womit jegliche resultierende Modifikationen in der Form des Behälters vermieden wird.
Wenn ein Vakuum im inneren der Kammer erzeugt worden ist, wird die Pumpe 43 deaktiviert, und das Magnetventil 94 wird in eine "geschlossene" Position bewegt. Eine Betätigung der Pumpe 43 und des Magnetventils 94 kann durch Vakuumsensoren bewirkt werden, die aktiviert werden, wenn ein ausreichendes Vakuum in der Kammer 6 erzielt ist, oder kann in alternativer Weise über den Betrieb eines Zeitgebers bewirkt werden (jeweils nicht gezeigt).
Die vorliegende Erfindung findet insbesondere Anwendung bei Prozessen, bei denen ein Gasabzug und -austausch berücksichtigt wird. In dem Fall, in dem das Einführen eines zweiten Gasgemisches in den Behälter 100 erwünscht ist, wird das Magnetventil 94 in eine "geschlossene" Position aktiviert, während das Magnetventil 92 in eine "offene" Position bewegt wird. Die Gasströmung von der Gasversorgung 40 kann nun in den Behälter 100 beginnen. Unmittelbar danach wird das Magnetventil 91 in eine "offene" Postion aktiviert, damit eine Gasströmungskommunikation zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Kammer 6 auftreten kann. In einer solchen Weise wird dadurch ein Druckausgleich zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Verpackung 100 aufrechterhalten, wodurch jegliches Zusammendrücken eliminiert oder im wesentlichen reduziert wird. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das erneute Unterdrucksetzen des Behälters 100 über ein zweites Magnetventil 107 und eine Pumpe 192 (siehe Fig. 6) verwirklicht werden. In einer solchen Art kann eine präzisere Druckregelung erzielt werden.
Nach vollständiger Beendigung des Gaswechselvorganges wird der Meßfühler 122 automatisch aus dem Behälter 100 zurückgezogen, woraufhin die Anordnung 83 reaktiviert wird, um den Behälter 100 vorwärts zu bewegen. Parallel dazu wird der Motor 24A aktiviert, wodurch die Tür 21A in eine "offene" Position bewegt wird. Der Behälter 100 wird dann vorwärts bewegt, bis er einen Kontakt mit dem Band 4 herstellt, welches automatisch den Behälter 100 in Förderrichtung zur weiteren Verarbeitung oder Verpackung bewegt.

Claims

1. Verfahren zum Ersetzen eines innerhalb eines versiegelten Behälters (100) enthaltenen ersten Gases durch ein zweites Gas, während die strukturelle Integrität des Behälters beibehalten wird, wobei das Verfahren die Abfolgeschritte aufweist:

a) Anordnen des versiegelten Behälters in einer Vakuumkammer (6);

b) Schließen und Abdichten der Vakuumkammer;

c) Evakuieren des in dem Behälter enthaltenen ersten Gases in die Kammer, während gleichzeitig die Kammer evakuiert wird;

d) Einführen des zweiten Gases in den evaküierten Behälter, während gleichzeitig ein drittes Gas in die evakuierte Kammer bei einer Rate eingeführt wird, daß jegliche Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Behälters und dem Inneren der Kammer iin wesentlichen eliminiert wird,

gekennzeichnet durch

e) Betätigen eines Meßfühlers (125) in eine Position zur Kommunikation zwischen dem Inneren des Behälters und entweder dem Inneren oder dem Äußeren der Kammer, um das zweite Gas einzuführen; und

f) Offenhalten einer wiederabdichtbaren Ventileirrrichtung (102) mit dem Meßfähler, wenn der Meßfähler in der einen Position betätigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das zweite Gas inert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchen das Inertgas CO&sub2; aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das zweite Gas ein Oxidationsmittel ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem das Oxidationsmittel Ozongas ist.

6. Vorrichtung zum Entfernen eines ersten Gases, das ein gegebenes Material in einem versiegelten Behälter (100) umgibt, und Auswechseln des ersten Gases durch ein zweites Gas, um somit ein Zusammenfallen oder einen Verlust an struktureller Integrität des Behälters während eines derartigen Austausches zu vermeiden, welche aufweist:

a) eine Vakuumkannner (6) zum Aufrechterhalten eines gesteuerten Druckes und einer Umgebung um den Behälter;

b) eine Ventileinrichtung (95), um wahlweise eine Gaskommunikation zwischen dem Inneren des Behälters und dem Inneren der Kammer zu ermöglichen;

c) eine Einrichtung (101), um den Behälter durch die Ventileinrichtung und die Kammer bei einer Rate simultan zu evakuieren, um die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Behälters zu steuern;

d) eine Einrichtung (40, 91, 92), um ein zweites Gas in den evakuierten Behälter einzuführen, während gleichzeitig ein drittes Gas in die evakuierte Kammer eingeführt wird;

gekennzeichnet durch

e) einen Meßfühler (125) zwischen der Ventileinrichtung und dem Behälter; der geöffnet ist, um eine Kommunikation in einer Position zwischen der Ventileinrichtung und dem Behälter oder zwischen dem Behälter und dem Äußeren der Kammer herzustellen; und

f) eine wiederabdichtbare Ventileinrichtung (102), die an dem Behälter angebracht ist, welche durch den Meßfühler in der einen Position geöffnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Meßfühler hohl ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, welche des weiteren ein Trennwandventil (102) in dem Behälter aufweist, das so angepaßt ist, daß es den hohlen Meßfühler aufnimmt.

9. Vorrichtung zur Verwendung zum Entfernen, Modiflzieren oder Austauschen eines innerhalb eines versiegelten flexiblen Behälters (100) enthaltenen ersten Gases über eine Ventileinrichtung (102), die an dem Behälter anbringbar ist, während ein positiver Druck innerhalb des Behälters aufrechterhalten wird, aufweisend:

a) eine abdichtbare, unterdrücksetzbare Kammer (6), die so angepaßt ist, daß sie den Behälter aufnimmt;

b) einen Meßfühler (125), der automatisch durch die Ventileinrichtung (102) bei einer derartigen Aufnahme des Behälters in der Kammer einführbar ist;

gekennzeichnet durch

c) eine selektive Ventileinrichtung (95), die in einem ersten Zustand zum Ermöglichen einer Gaskommunikation zwischen dem Inneren der Kammer und dem Behälter und in einem zweiten Zustand zwischen dem Behälter und dem Äußeren der Kammer betreibbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Vaküumkammer (6) so angepaßt ist, daß es ein Tablett (100) aufnimmt, welches ein hermetisch mit einer Kunststoffverpackung und über ein Ventil (102) versiegeltes Lebensmittelprodukt enthält, und die des weiteren aufweist:

a) eine Verschließeinrichtung (21, 21a) an den ersten und zweiten Enden der Kammer, die zum Abdichten der Vaküumkammer betreibbar ist;

b) eine Führungseinrichtung (80, 29) innerhalb der Kammer, die betreibbar ist, um derartige Verpackungen verschiedener Größen in eine Position innerhalb der Kammer zu führen, daß die Ventile die Verpackungen verschiedener Größen einen gemeinsamen Punkt der Kammer berühren;

c) eine gegabelte Leitung (98), die den Meßfühler über eine erste Gabel (90) mit dem Inneren der Kammer und über eine zweite Gabel (84) mit dem Äußeren der Kammer verbindet;

d) ein erstes Ventil (95) in der ersten Gabel, das der Ventileinrichtung entspricht; und

e) ein zweites Ventil (101), das zur Verbindung des Inneren der Kammer mit dem Äußeren der Kammer betreibbar ist und der Evakuierungseinrichtung entspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, welche des weiteren eine Vakuumpumpe (43) aufweist, die extern von der Kammer angeordnet und mit dem zweiten Ventil verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, die des weiteren eine Gasquelle (40) aufweist, die extern von der Kammer angeordnet und mit der zweiten Gabel der gegabelten Leitung verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Vakuumkammer mit einem abdichtbaren Eingang und Ausgang versehen ist, wobei die Vorrichtung eine Förderanordnung (82) aufweist, die abdichtbar in der Kammer angeordnet und betreibbar ist, um die Behälter nacheinander von dem Eingang zu dem Ausgang zu bewegen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher der Meßfühler fest mit einem Magnetventil (121) derart gekoppelt ist, daß die Aktivierung des Magnetventils den Meßfühler durch die Ventileinrichtung in Fluidkommunikation mit dem Inneren des Behälters bewegt, der Meßfähler mit der Ventileinrichtung und einer Gasversorgung (40) verbunden ist, wobei die Ventileinrichtung über ein zweites Magnetventil (94) betätigt wird, und die Vorrichtung ein zweites Kammerventil (101) aufweist, das so angepaßt ist, daß es die Kammer evakuiert.