DE69201020T2

DE69201020T2 - Verfahren zum Verpacken eines Getränkes.

Info

Publication number: DE69201020T2
Application number: DE69201020T
Authority: DE
Inventors: Michael William Coleman; Francis Joseph Lynch; Thomas Patrick Quinn
Original assignee: Guinness Brewing Worldwide Ltd
Current assignee: Guinness Brewing Worldwide Ltd
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1992-06-10
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: GB9113650D0; EP0520646A1; ES2068005T3; DK0520646T3; CA2072050A1; GB2257132A; DE69201020D1; EP0520646B1; JP3205394B2; IE64943B1; NZ243198A; AU1844492A; US5231816A; CA2072050C; GB2257132B; ATE116243T1; JPH06227513A; AU655990B2; GR3015479T3; IE922051A1

Description

Technisches Gebiet und Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verpacken eines Getränks. Insbesondere betrifft die Erfindung das Verpacken eines Getränks mit einem in Lösung befindlichen Gas in einem Behälter von der Art, welcher eine primäre Kammer aufweist, die das Getränk enthält und die einen primären Luftraum ausbildet, welcher das Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck enthält; mit der primären Kammer steht über eine eingeengte Öffnung eine sekundäre Kammer in Verbindung, die ein Fluid unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck enthält und so angeordnet ist, daß wenn der Behälter angezapft wird, um das Getränk abzugeben, der primäre Luftraum gegen den atmosphärischen Druck geöffnet wird und der durch den Druckabfall in dem primären Luftraum geschaffene Druckunterschied das Fluid in der sekundären Kammer über die eingeengte Öffnung zum Ausstoß in die primäre Kammer zwingt und dieser Ausstoß dazu führt, daß das in dem Getränk in Lösung befindliche Gas entwickelt wird und einen Schaumkopf auf dem Getränk ausbildet oder dessen Ausbildung unterstützt.
Ein Beispiel einer Getränkepackung der erörterten Art ist in unserem Europäischen Patent 0 227 213 beschrieben und in Übereinstimmung mit dieser Entwicklung sind diese Verpackung in der Technik sehr gut bekannt geworden und haben einen beträchtlichen kommerziellen Erfolg erzielt. Unser vorerwähntes Europäisches Patent ist hauptsächlich mit dem anfänglichen Ausstoß des Getränks von der sekundären Kammer über die eingeengte Öffnung in die primäre Kammer bei dem Öffnen des Behälters durch den Druckunterschied befaßt, der zwischen dem atmosphärischen Druck in dem primären Luftraum und einem sekundären Luftraum geschaffen wird, der sich unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck in der sekundären Kammer befindet; die Entwicklung eines gewünschten Schaumkopfes auf dem Getränk ist in unserem Europäischen Patent voll diskutiert und auch in dem Stand der Technik, auf welches es Bezug nimmt. Unter diesem Stand der Technik wird ein Bezug genommen auf unser Britisches Patent No. 1,266,351, welches auf den anfänglichen Gasausstoß von der sekundären Kammer über eine eingeengte Öffnung in ein Getränk in der primären Kammer für den Zweck einer Schaumbildung ausgerichtet ist. Ein anfänglicher Gasausstoß von der sekundären Kammer in die primäre Kammer wird bei einigen für die Bereitstellung von wünschenswerten Eigenschaften der Schaumbildung betrachtet, welche vorzugsweise solche sind, die bei dem anfänglichen Getränkeausstoß erreicht werden. Tests haben weiterhin gezeigt, daß durch Verwendung eines anfänglichen Gasausstoßes aus der sekundären Kammer in die primäre Kammer für die Schaumentwicklung es möglich ist, den Druck innerhalb des Behälters zu reduzieren, wenn die versiegelten Inhalte im Gleichgewicht sind im Vergleich mit einem solchen Druck, der für einen anf änglichen Getränkeausstoß benötigt werden würde. Die Möglichkeit des Gebrauchs eines relativ niedrigen Druckes innerhalb des versiegelten Behälters ist wirtschaftlich, für die Umgebung und aus Sicherheitsgründen zweifelsfrei wünschenswert, insbesondere bei einem Füllbetrieb mit hoher Geschwindigkeit, bei welchem aufeinanderfolgende Behälter mit dem Getränk gefüllt und versiegelt werden, um die Verpackung zu bilden.
Frühere Versuche zur Bereitstellung von Getränkeverpackungen der erörterten Art, bei welchen nach dem Öffnen Gas von der sekundären Kammer uber die eingeengte Öffnung in die primäre Kammer für den Zweck einer Schaumbildung ausgestoßen werden, haben bis jetzt nur wenig kommerziellen Erfolg gebracht. Dies lag hauptsächlich begründet in der Schwierigkeit und in den verursachten Kosten beim Erreichen und Beibehalten des Gases unter einer Druckbeaufschlagung in der sekundären Kammer, um zu versichern, daß solches Gas und nicht das Getränk anfänglich über die eingeengte Öffnung und in das Getränk in der primären Kammer für eine Schaumentwicklung ausgestoßen wurde. Soweit uns bekannt ist, haben Versuche zur Erreichung des anfänglichen Gasausstoßes die Anordnung eines hohlen Einsatzes in der sekundären Kammer erfordert, der mit Stickstoffgas unter Druck fern von dem Behälter gefüllt und versiegelt wurde und mit einem Einwegventil versehen war, das mit der eingeengten Öffnung verbunden wurde. Der versiegelte Einsatz wird in einem Behälter angeordnet, der mit dem Getränk gefüllt ist und selbst mit dem Getränk unter Druck versiegelt wird. Die Getränkeverpackung wird nachfolgend während der Pasteurisierung erwärmt, was eine Verformung des Einsatzes bewirkt, sodaß das Einwegventil wirksam wird und auf den zuvor erwähnten Druckunterschied anspricht, sodaß es den erforderlichen anfänglichen Gasausstoß von dem Einsatz erlaubt, während gleichzeitig verhindert wird, das Getränk von der primären Kammer in die sekundäre Kammer des Einsatzes eintritt. Dieses ferne Einfüllen von Stickstoffgas und Versiegeln der sekundären Kammer in dem Einsatz und das Vorsehen eines Einwegventils bei der Struktur des Einsatzes erfordern teure Herstellungsund Verarbeitungsstufen. Insbesondere wird angenommen, daß die Notwendigkeit für die Unterwerfung des Einsatzes unter eine Wärmeverformung für das Wirksamwerden seiner betriebsmäßigen Merkmale unvertretbar teure Herstellungskosten für eine zuverlässige Struktur des mit Gas gefüllten und versiegelten Einsatzes erfordert. Die ferne Gasfüllung und das Versiegeln des Einsatzes kann auch bei einer Ausbildung aus Kunststoff dazu führen, daß der atmosphärische Sauerstoff durch die Wände des Einsatzes hindurch in die sekundäre Kammer eindringt sodaß das Stickstoffgas in der dazwischenliegenden Zeit zwischen dem Versiegeln des Einsatzes und dem Versiegeln des Einsatzes in dem Behälter verschmutzen kann. Bei dem früheren Vorschlag des mit Gas gefüllten und versiegelten Einsatzes wurde es auch als nötig befunden, daß der Druck in der primären Kammer denjenigen in der sekundären Kammer um ein beträchtliches Maß übersteigt, um zu versichern, daß der Einsatz sein Vermögen zur Schaumeinleitung in dem versiegelten Behälter im Anschluß an die Verformung des Einsatzes durch ein Erwärmen beibehält; weitere Kosten fallen daher an, um zu versichern, daß eine angemessene Druckbeaufschlagung in dem Luftraum des versiegelten Behälters bereitgestellt wird. Selbst dann wurde jedoch auch gefunden, daß wenn der Behälter für den Verbrauch des Getränks geöffnet wird und nachfolgend ein Gasausstoß von dem Einsatz stattfindet, eine beträchtliche Gasladung und ein Restdruck in dem Einsatz durch das Einwegventil zurückgehalten werden, was eine relativ heftige Entladung verursachen kann, wenn der Einsatz durchstochen oder sonstwie verdorben wird. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verpacken eines Getränks durch Ausbildung einer Getränkeverpackung der erörterten Art bereitzustellen, bei welcher nach dem Öffnen der Verpackung Gas anfänglich von der sekundären Kammer und über die eingeengte Öffnung in das Getränk in der primären Kammer für die Zwecke einer Schaum- oder Kopfentwicklung ausgestoßen wird, wobei das Verfahren die Nachteile der früheren Vorschläge vermeidet.

Angaben zu der Erfindung und den Vorteilen

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verpacken eines Getränks mit einem damit in Lösung befindlichen Gas bereitgestellt, welches die Bereitstellung eines aufrechten Behälters mit einer primären Kammer mit einer oberen Öffnung und einer sekundären Kammer besteht, die mit der primären Kammer über eine eingeengte Öffnung in Verbindung steht; einer Füllung der primären Kammer mit dem Getränk mit dem in Lösung befindlichen Gas und in solcher Art und Weise, daß die eingeengte Öffnung in das Getränk in der primären Kammer eingetaucht ist; einem Versiegeln des Behälters zur Ausbildung einer versiegelten Verpackung mit einem primären Luftraum in der primären Kammer, welcher Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck enthält;
gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:
Drehung der Verpackung für eine Anordnung der eingeengten Öffnung in dem primären Luftraum der primären Kammer innerhalb der Periode im Anschluß an das Versiegeln des Behälters und vor dem Zeitpunkt, in welchem der Inhalt der versiegelten Verpackung im wesentlichen in einen Gleichgewichtszustand kommt, um solches Volumen des Getränks zu minimieren, welches in die sekundäre Kammer von der primären Kammer über die eingeengte Öffnung eintreten kann und um zu erlauben, daß die Gas- und Flüssigkeitsinhalte der Verpackung im wesentlichen in einen Gleichgewichtszustand kommen, sodaß, wenn die versiegelte Verpackung weiter gedreht wird, um die eingeengte Öffnung in das Getränk in der primären Kammer einzutauchen, und die Gas- und Getränkeinhalte der Verpackung im Gleichgewicht sind, Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck in der sekundären Kammer direkt über die eingeengte Öffnung mit dem Getränk in der primären Kammer in Verbindung steht, wodurch, wenn der Behälter angezapft wird, um den primären Luftraum zu dem atmosphärischen Druck hin zu öffnen, die Druckdifferenz, die von dem Druckabfall bei dem primären Luftraum resultiert, einen anfänglichen Ausstoß von Gas in der sekundären Kammer in das Getränk in der primären Kammer über die eingeengte Öffnung bewirkt und dieser Ausstoß eine Gasentwicklung von der Lösung in dem Getränk bewirkt, um einen Schaumkopf auf dem Getränk auszubilden oder dessen Ausbildung zu unterstützen.
Vorzugsweise ist der Behalter in der Ausbildung einer Metalldose, in welche ein hohler Einsatz eingepaßt und befestigt ist, um die sekundäre Kammer in der Art und Weise bereitzustellen, die generell in der EP 0 227 213 erörtert wird und auf welche Struktur die vorliegende Erfindung aus Bequemlichkeit normal Bezug nimmt; es soll jedoch realisiert sein, daß die vorliegende Erfindung in der Anwendung nicht auf Getränkeverpackungen der vorerwähnten Struktur beschränkt sein soll. Bspw. kann die Erfindung auf Getränkeverpackungen angewendet werden, bei welchen die sekundäre Kammer mit dem Behälter einstückig ausgebildet ist und Letzterer aus einem Material anders als Metall bestehen kann, bspw. aus Kunststoffen, oder auch eine Glasflasche oder ein Karton sein kann.
Bei den mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Getränkeverarbeitungslinien, wie bspw. für Stout, Ale, Lager oder anderes Bier oder selbst andere alkoholische Getränke oder sog. Softdrinks mit einem in Lösung befindlichen Gas, werden oben offene Dosen in einem aufrechten Zustand aufeinanderfolgend entlang einer Füllinie bewegt, und jede Dose empfängt über ihre obere Öffnung und innerhalb ihrer primären Kammer einen hohlen Einsatz, gewöhnlich aus Kunststoff, der die sekundäre Kammer schafft und in seiner Wand eine passend angeordnete eingeengte Öffnung aufweist. Der Einsatz ist in der Dose befestigt, gewöhnlich an dem Boden der primären Kammer und praktisch als ein Preß- oder Reibungssitz. Der Behälter wird jetzt mit dem passenden Getränkevolumen gefüllt, sodaß die eingeengte Öffnung in dem Einsatz (und gewöhnlich die Gesamtheit des Einsatzes) in dem Getränk untergetaucht wird. Die obere Öffnung der Dose wird jetzt versiegelt, sodaß ein primärer Luftraum durch das Getränk in der primären Kammer mit einem Gas in dem Luftraum ausgebildet wird, welches unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck steht. Eine solche Druckbeaufschlagung des primären Luftraumes wird in bekannter Art und Weise praktisch damit erreicht, daß eine Dosis flüssigen Stickstoffs in dem Luftraum der Dose unmittelbar vor dem Verschließen und Versiegeln der oberen Öffnung abgelegt wird. Im Anschluß an das Versiegeln des Behälters und in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der versiegelte Behälter gedreht, um die eingeengte Öffnung der sekundären Kammer in dem primären Luftraum der primären Kammer anzuordnen, sodaß damit versichert wird, daß die sekundäre Kammer direkt über die eingeengte Öffnung mit dem unter Druck stehenden Gas in dem primären Luftraum in Verbindung steht. Diese Drehung des versiegelten Behälters sollte so rasch wie es praktisch möglich ist geschehen im Anschluß an das Versiegeln, sodaß die sekundäre Kammer in Verbindung mit dem Gas in dem primären Luftraum über die eingeengte Öffnung hindurch kommt während und lange bevor die Gas- und Getränkeinhalte des versiegelten Behälters in einen Gleichgewichtszustand kommen. Die Drehung des versiegelten Behälters wird gewöhnlich durch seine Umkehrung auf der Füllinie bewirkt, während er von der Versiegelungsstation weg bewegt wird, sodaß die Verpackung um 180º von oben nach unten gedreht ist und der hohle Einsatz, der anfänglich an dem Boden der Verpackung angeordnet war, dann am oberen Ende der Verpackung auf der Linie angeordnet ist.
Es ist davon auszugehen, daß wenn der Behälter anfänglich mit dem Getränk gefüllt wird, ein Druckkopf in dem Versuch angewendet wird, den Getränkefluß über die eingeengte Öffnung in die sekundäre Kammer zu bewirken. Auch wird sich der Getränkedruck an der eingeengten Öffnung im Anschluß an das Versiegeln des Behälters und die anfängliche Druckbeaufschlagung des primären Luftraumes während des relativ kurzen Zeitintervalls erhöhen, welches der Drehung der versiegelten Verpackung für eine Anordnung der eingeengten Öffnung in dem primären Luftraum vorausgeht. Es ist daher möglich, daß eine relativ kleine Getränkemenge in die sekundäre Kammer von der primären Kammer über die eingeengte Öffnung eintritt, wenn sich die Fluidinhalte des versiegelten Behälters ihrem Gleichgewichtszustand annähern und bevor die eingeengte Öffnung mit dem primären Luftraum in Verbindung steht. Die Abmessungen der eingeengten Öffnung zusammen mit der Schnelligkeit, mit welcher die Verpackung gedreht wird, um die eingeengte Öffnung mit dem primären Luftraum in Verbindung zu bringen, können jedoch versichern, daß jedes in der sekundären Kammer vorhandene Getränk relativ klein ist und innerhalb der sekundären Kammer aufgenommen sein kann, ohne daß der geforderte Gasausstoß bedeutsam beeinträchtigt wird, wenn die Verpackung geöffnet wird.
Bezüglich dieses letzteren Punktes kann die sekundäre Kammer, insbesondere wenn sie in der Ausbildung eines hohlen Einsatzes ist, derart gestaltet sein, daß sie einen Senkenbereich aufweist, innerhalb welchem jedes Getränk, das in die sekundäre Kammer eintritt, frei von der eingeengten Öffnung aufgenommen werden kann (wenn sich die Verpackung in einem zu öffnenden aufrechten Zustand befindet), sodaß solches Getränk in dem Senkenbereich unterhalb des Niveaus der eingeengten Öffnung vorliegt und nicht in das Getränk in der primären Kammer ausgestoßen wird, wodurch versichert wird, daß der Ausstoß insgesamt das von einem sekundären Luftraum in der sekundären Kammer ist, welcher oberhalb irgendeines Getränks ausgebildet ist, welches in diese Kammer eintritt.
Wenn der Behälter umgekehrt ist, damit die eingeengte Öffnung mit dem Gas in dem primären Luftraum in Verbindung steht, dann ist es möglich, daß die Gesamtheit der sekundären Kammer in dem primären Luftraum angeordnet ist (was jedoch keinesfalls notwendig ist). Die Gas- und Getränkeinhalte der Verpackung werden im wesentlichen in einen Gleichgewichtszustand in einer relativ kurzen Zeitdauer im Anschluß an die Umkehrung der Dose kommen. Gelegentlich kann es vorkommen, daß die Verpackung möglicherweise noch während der Bewegung entlang der Füllinie nochmals in ihren ursprünglichen aufrechten Zustand umgekehrt wird, sodaß die eingeengte Öffnung in das Getränk untergetaucht wird. Weil die Drücke innerhalb der primären und sekundären Kammern jedoch im wesentlichen im Gleichgewicht sind, wird das Fließen des Getränkes von der primären Kammer in die sekundäre Kammer über die eingeengte Öffnung eingeengt und das Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck in der sekundären Kammer steht über die eingeengte Öffnung direkt mit dem Getränk in der primären Kammer in Verbindung. Folgerichtig wird der erforderliche Gasausstoß für die Schaumbildung auf dem Getränk erreicht, wenn der primäre Luftraum geöffnet wird, um mit dem atmosphärischen Druck in Verbindung zu kommen, gewöhnlich beim Öffnen des oberen Endes der Dose mit einem Ringzug oder einem anderen praktischen Mittel.
Es wird realisiert, daß es bei den herkömmlichen Füllinien mit einem Versiegeln oder einer sonstigen Handhabung der Behälter, wie bspw. Dosen, allgemein bekannt ist, die Dosen für verschiedene Zwecke umzukehren, während sie sich entlang der Linie bewegen. Bspw. kann es praktisch sein, eine Dose für den Zweck einer Beobachtung von Fluidleckagen vorübergehend umzukehren oder um die Möglichkeit einer Wasseransammlung in einem Endwulst der Dose auszuschließen (gewöhnlich wenn die versiegelte Dose einer Pasteurisierung durch Heißwasserstrahlen unterworfen wird) oder auch nur für die Bequemlichkeit einer Präsentation der Verpackung. Folgerichtig sind die Techniken und Einrichtungen, die zum Bewirken eines automatischen und raschen Umkehrens der Dosen benötigt werden, wie bspw. durch Verwendung von Roboterarmen oder durch ein Fallenlassen der Dosen durch eine Dreheinrichtung hindurch von einem Förderteil auf einem hohen Niveau zu einem Förderteil auf einem niedrigen Niveau allgemein bekannt und müssen hier nicht erläutert werden. Die Tatsache, daß die Umkehrung des Behälters im Anschluß an das Versiegeln allgemein bekannt ist, lenkt insoweit nicht von der Erfindungshöhe der vorliegenden Erfindung ab, als daß mit den bekannten Vorschlägen die Umkehrung des Behälters über einen relativ langen Weg entlang der Linie von den Getränkefüll- und Versiegelungsstationen bewirkt wird. Eine beträchtliche Zeit würde daher verstreichen zwischen den Versiegelungs- und Umkehrarbeiten, während welcher die Inhalte der versiegelten Verpackung in ein Gleichgewicht kommen würden und bewirken, daß die sekundäre Kammer mit Getränk teilweise gefüllt wird, welches aus der primären Kammer über die eingeengte Öffnung abgezweigt ist, sodaß beim Öffnen der versiegelten Verpackung das Getränk anfänglich von der sekundären Kammer über die eingeengte Öffnung in das Getränk in der primären Kammer für eine Schaumentwicklung in einer ähnlichen Art und Weise ausgestoßen werden würde, wie es bei der bevorzugten Ausführungsform unseres Europäischen Patents 0 227 213 beschrieben ist.
Bei praktischen Tests haben wir gefunden, daß durch Verwendung des Verpackungsverfahrens der vorliegenden Erfindung für ein Bierprodukt in einem Behälter mit im wesentlichen denselben Merkmalen wie diejenigen, die bei der bevorzugten Ausführungsform unseres vorerwähnten Europäischen Patentes diskutiert sind, es möglich ist, daß die primäre Kammer bei einem Gleichgewichtszustand mit einem primären Luftraumdruck von etwa 32 p.s.i. (2.18 bar) versehen werden kann, wenn der anfängliche Gasausstoß gebraucht wird, im Vergleich zu einem entsprechenden primären Luftraumdruck von 40 p.s.i. (2.80 bar), wenn der anfängliche Ausstoß eines flüssigen Getränks für die Kopfausbildung benutzt wird. Die vorliegende Erfindung kann daher bei der Erzielung der geforderten Druckbeaufschlagung des primären Luftraumes eine beträchtliche Wirtschaftlichkeit bereitstellen und eine Verringerung der Gefahren, die gewöhnlich mit der Handhabung von Druckgasen und -behältern verbunden sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine versiegelte Getränkeverpackung mit Gas- und Getränkeinhalten bereitgestellt, die im wesentlichen im Gleichgewicht sind, und welche einen aufrechten Behälter aufweist, der eine primäre Kammer ausbildet, welche das Getränk mit in Lösung befindlichem Gas enthält, wobei das Getränk mit dem Behälter einen primären Luftraum ausbildet, der Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck enthält; einen hohlen Einsatz, der in der primären Kammer angeordnet ist, wobei der Einsatz eine sekundäre Kammer bildet und in einer Wand davon eine eingeengte Öffnung hat, die in das Getränk in der primären Kammer eingetaucht ist und eine konstante Verbindung zwischen den primären und sekundären Kammern bereitstellt, wobei die sekundäre Kammer Getränk enthält, das über die eingeengte Öffnung von dem Getränk in der primären Kammer abgezweigt wird, wenn die Getränke- und Gasinhalte der versiegelten Verpackung in einen Gleichgewichtszustand kommen, wodurch das Getränk in der sekundären Kammer mit dem Einsatz einen sekundären Luftraum in der sekundären Kammer ausbildet, welcher Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck enthält und bei welchem, wenn der Behälter für eine Öffnung des primären Luftraums gegen den atmosphärischen Druck angezapft wird, eine Druckdifferenz, die von einem Druckabfall bei dem primären Luftraum und dem Gas unter Druck in der sekundären Kammer entwickelt ist, einen Ausstoß über die eingeengte Öffnung nach unten oder nach der Seite in das Getränk in der primären Kammer bewirkt, was in der Entwicklung von Gas von der Lösung in dem Getränk resultiert, um einen Schaumkopf auf dem Getränk auszubilden oder dessen Ausbildung zu unterstützen, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Einsatz einen Senkenbereich in der sekundären Kammer aufweist, wobei innerhalb dieses Senkenbereichs Getränk aufgenommen wird, welches von dem Getränk in der primären Kammer abgezweigt wird, sobald die Getränk- und Gasinhalte der versiegelten Verpackung in einen Gleichgewichtszustand kommen, sodaß das Getränk in dem Senkenbereich von der eingeengten Öffnung entfernt ist, wenn sich der Behälter in einem aufrechten Zustand befindet, wodurch, wenn der Behälter in dem aufrechten Zustand angezapft und die Druckdifferenz entwickelt wird, Gas unter Druck von dem sekundären Luftraum oberhalb des Getränks in dem Senkenbereich über die eingeengte Öffnung ausgestoßen wird, um die Entwicklung von Gas von der Lösung in dem Getränk einzuleiten, wärhend das Getränk in dem Senkenbereich in dem Einsatz zurückgehalten wird.

Zeichnungen

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Anwendung auf die Verpackung eines fermentierten Getränks, wie bspw. Stout, in eine Dose wird nunmehr anhand nur eines Beispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten darstellenden Zeichnungen beschrieben, bei welchen die Fig. 1 bis 4 schematisch die aufeinanderfolgenden Stufen bei der Ausbildung der Getränkeverpackung in einer Linie für eine Dosenfüllung zeigen.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Die vorliegende Erfindung wird in Bezug auf die Vorbereitung eines versiegelten Behälters betrachtet, der Stout mit einem in Lösung befindlichen Gemisch aus Stickstoff- und Kohlendioxidgasen enthält. Der Gehalt des Kohlenstoffdioxidgases von Stout kann so groß sein wie beschrieben bei der bevorzugten Ausführungsform der EP 0 227 213, während der Gehalt an Stickstoffgas bei dem Stout um etwa 1.5 % gegenüber dem diskutierten Gehalt verringert sein kann.
Das Stout wird in eine herkömmliche Form einer zylindrischen Dose 1 verpackt, die eine Basis 2 mit einer nach oben verlaufenden zylindrischen Seitenwand 3 hat, die eine obere Öffnung 4 ausbildet. Die Dose 1 hat typischerweise ein Fassungsvermögen von 500 ml und wird mit ihrem aufrechten Zustand mit der oberen Öffnung entlang einer Linie bewegt, die als eine herkömmliche Getränkefüll- und Versiegelungslinie betrachtet werden kann.
Während die Dose 1 entlang der Linie bewegt wird, wird ein hohler Kunststoffeinsatz 5 durch die obere Öffnung 4 der Dose nach innen gebracht in eine primäre Kammer 6 innerhalb der Dose. Der Einsatz 5 wird gewöhnlich auf der Dosenbasis 2 abgesetzt (welche bei herkömmlichen Bierdosen aus Leichtmetall ein konvex gewölbtes Profil innerhalb der primären Kammer 6 darbietet, wie es in den Zeichnungen gezeigt ist) Der Einsatz wird in seiner Position an oder gegen den Boden dar Dose 1 befestigt, gemäß einer praktischen Handhabung durch einen Reibungseingriff von Flanschen 8 an dem Einsatz mit der zylindrischen Wand 3 der Dose (obwohl angegeben werden kann, daß auch andere Mittel vorgesehen werden können, um den Einsatz in seiner gewünschten Position in der Dose zu halten).
Der Einsatz 5 bildet eine sekundäre Kammer 10 innerhalb der primären Kammer und hat in einer nach unten ausgerichteten Schulter 11 seiner Wand eine eingeengte Öffnung 12, die eine dauernde Verbindung zwischen den primären und sekundären Kammern 6 und 10 schafft. Bei dem vorliegenden Beispiel hat die sekundäre Kammer ein Volumen von etwa 16 ml und die eingeengte Öffnung 12 einen Durchmesser in dem Bereich von 0.002 bis 0.040 Inches (0.05 bis 1.0 mm), vorzugsweise 0.010 bis 0.020 Inches (0.25 bis 0.50 mm). Der Einsatz 5 ist profilliert, sodaß bei seiner Anordnung an dem Boden der Dose 1 und bei einem aufrechten Zustand der Letzteren die sekundäre Kammer 10 in eine Senke 13 hinein unterhalb des Niveaus der eingeengten Öffnung 12 verläuft. Um eine Verschmutzung, insbesondere eine Oxidation, des Stouts auszuschließen, welches verpackt werden soll, wird bevorzugt die sekundäre Kammer 10 von Luft im wesentlichen ausgespült, bequem mittels Stickstoffgas.
Im Anschluß an das Einpassen des Einsatzes 5 bewegt sich die Dose zu einer Bierfüllstation 9, wo sie in dem vorliegenden Fall mit 440 ml Stout 15 gefüllt wird (obwohl in der Praxis das Volumen des Stouts etwas größer als vorerwähnt sein kann, bspw. 442 bis 444 ml, aus Gründen, die nachfolgend noch erläutert werden)
Die Dose 1 passiert von der Füllstation 9 durch eine Druckbeaufschlagungsstation hindurch zu einer Schäumungs- und Versiegelungsstation (wobei keine von diesen gezeigt ist, da sie als herkömmlich betrachtet werden können). In der Druckbeaufschlagungsstation wird eine Dosis flüssigen Stickstoffs in den Luftraum des Behälters 1 oberhalb des Stouts 15 eingebracht, sodaß das Stickstoffgas, welches sich von der flüssigen Dosis entwickelt, den Luftraum von Luft ausspülen kann und dazu dienen wird, die Dose unter Druck zu setzen, wenn sie versiegelt wird. Bei der Säumungsstation wird eine Verschlußscheibe 17 mit einem Ringzugöffner 18 (oder eine andere herkömmliche Form eines Dosenöffners) angebracht, um die obere Öffnung 4 durch ein Säumen der zylindrischen Seitenwand 3 zu verschließen und zu versiegeln. Die so geformte versiegelte Verpackung hat einen Luftraum 19 oberhalb des Getränks 15 innerhalb der primären Kammer 6.
Aus den Fig. 1 und 2 ist ableitbar, daß die eingeengte Öffnung 12 und tatsächlich die Gesamtheit des Einsatzes 5 in das Getränk 15 untergetaucht ist. Unmittelbar im Anschluß an das Versiegeln des Behälters 1 oder so rasch wie bequem und praktisch danach wird die versiegelte Verpackung gedreht von oben nach unten über 180º, wie es durch den Fortgang von der Fig. 2 zu der Fig. 3 gezeigt ist, damit er relativ umgekehrt auf der Füllinie steht. Die Umkehrung des versiegelten Behälters kann mit herkömmlichen Mitteln bewirkt werden, bspw. kann die Dose 1 während ihrer Bewegung entlang der Linie zwischen Halteführungsschienen passieren, durch welche die Dose 1 wirksam nach unten fällt und sich über eine relativ kurze Länge der Linie dreht, um wieder in ihre relativ umgekehrte aufrechte Position orientiert zu werden.
Wenn sich der versiegelte Behälter in seiner "umgekehrten" Position befindet, wie gezeigt in Fig. 3, dann steht die eingeengte Öffnung 12 des Einsatzes 5 direkt mit dem Luftraum 19 in der primären Kammer 6 in Verbindung, sodaß folgerichtig der Gasdruck innerhalb der sekundären Kammer 10 in einen Gleichgewichtszustand mit dem Gasdruck in dem primären Luftraum 19 kommt. Im Anschluß an die Dosierungsund Versiegelungsstationen für den flüssigen Stickstoff wird sich der Gasdruck in dem primären Luftraum 19 progressiv erhöhen, sobald der flüssige Stickstoff verdampft, und wenn die Gas- und Getränkeinhalt des versiegelten Behälters im Gleichgewicht sind, dann sind die flüssige Stickstoffdosis, die angebracht wurde, zusammen mit dem anderen Charakteristiken des Behälters derart angeordnet, daß der Druck innerhalb des primären Luftraumes 19 etwa 32 p.s.i. (2.18 bar) beträgt.
Nach einer vorbestimmten Zeitdauer im Anschluß an die vorerwähnte Umkehrung des versiegelten Behälters 1 und wenn die Inhalte davon im Gleichgewicht stehen oder diesen wesentlich erfüllen, kann der versiegelte Behälter wieder zurück umgekehrt werden während seiner Bewegung entlang der Linie, damit er seinen ursprünglichen aufrechten Zustand wieder annimmt, wie gezeigt in Fig. 4. In Fig. 4 sind die Drücke innerhalb des primären Luftraumes 19 und der sekundären Kammer 10 im Gleichgewicht, sodaß das Gas in der sekundären Kammer 10 über die eingeengte Öffnung 12 direkt mit dem Getränk 15 in der primären Kammer 6 in Verbindung steht, während das Verhalten der Öffnung 12 hinsichtlich eines Ausgleichs des Fluiddruckes und einer Einengung die Strömung des Getränks von der primären Kammer in die sekundäre Kammer behindert.
Nach der Öffnung der versiegelten Verpackung durch den Ringzug 18 für eine Verteilung des Getränks 15 baut sich der Druck des druckbeaufschlagten Luftraumes 19 rasch auf den atmosphärischen Druck ab. Als eine Folge überschreitet der Gasdruck innerhalb der sekundären Kammer 10 denjenigen in dem Luftraum 19 und bewirkt, daß Gas in der sekundären Kammer über die Öffnung 12 in das Stout 15 in der primären Kammer der Dose ausgestoßen wird. Die Wirkung dieses Gasausstoßes und sein hoher Geschwindigkeitseintritt in das Stout 15 bewirkt eine Freigabe des in dem Stout in Lösung befindlichen Gases und bildet den gewünschten Schaumkopf auf dem Getränk 15 aus oder unterstützt dessen Ausbildung.
Es ist vorstehend erwähnt worden, daß die Umkehrung der versiegelten Verpackung in den in Fig. 3 gezeigten Zustand so rasch wie möglich im Anschluß an die Füllung des oben offenen Behälters 1 mit dem Stout wie gezeigt in Fig. 1 bewirkt werden sollte. Tests haben ergeben, daß bei einer Bierfüllinie von Dosen, die bspw. mit einer Füllung von 400 bis 500 Dosen pro Minute läuft, es möglich ist, daß ein versiegelter Behälter seine umgekehrte Position der Fig. 3 nach etwa 1 bis 8 Sekunden nach dem Verlassen der Versiegelungsstation erreicht, wobei die Umkehrung der Dose nach etwa 0.1 bis 2 Meter hinter der Versiegelungsstation entlang der Linie beginnt und die Umkehrung veranlaß wird über eine Fall- und Drehungslänge von etwa 1 Meter.
Der Einsatz 5 wird gewöhnlich in den oben offenen Behälter 1 abgelegt, wobei sich seine sekundäre Kammer 10 im wesentlichen unter atmosphärischem Druck befindet und durch Stickstoffgas von Luft ausgesprüht wird. Folgerichtig wird ein Druckkopf durch das Stout bewirkt, mit welchem der Behälter gefüllt wird, um einen kleinen Druckunterschied zwischen dem Stout und dem Druck in der sekundären Kammer 10 zu schaffen. Dieser letztere Druckunterschied wird weiterhin durch das Versiegeln und die Druckbeaufschlagung des Luftraums 19 vergrößert. Die beschränkte Größe der Öffnung 12 neigt dazu, den Eintritt des Stouts von der primären Kammer über diese Öffnung in die sekundäre Kammer 10 zu behindern. Trotzdem ist es möglich, daß eine kleine Menge des Stouts 30 in die sekundäre Kammer 10 über die Öffnung 12 eintritt, um einen sekundären Luftraum 31 in der sekundären Kammer auszubilden, selbst während der relativ kurzen Periode, bevor die Öffnung 12 in Verbindung mit dem primären Luftraum 19 kommt. Es ist daher wichtig, zu versichern, daß die Umkehrung des versiegelten Behälters so rasch wie möglich bewirkt wird, um das Volumen des Stouts 30 zu minimieren, welches in die sekundäre Kammer eintritt, und um zu versichern, daß das Volumen des Stouts nicht ausreicht, die Öffnung 12 zu bedecken, wenn sich die versiegelte Verpackung in ihrem aufrechten Zustand für eine Öffnung zur Freigabe des Getränks 15 befindet. Wenn in diesem letzteren Zustand das Stout 30 die Öffnung 12 bedeckt, dann wird der sekundäre Luftraum 31 Gas unter einem Druck enthalten, der größer ist als der atmosphärische Druck, sodaß wenn die versiegelte Verpackung für eine Freigabe des Stouts geöffnet wird, der Druckunterschied, der sich zwischen dem sekundären Luftraum 31 und der primären Kammer 19 entwickelt, einen Ausstoß von Stout 30 und nicht von Gas in das Getränk 15 in der primären Kammer in einer Art und Weise bewirken wird, wie es in unserem Europäischen Patent 0 227 213 gelehrt wird (ein solcher Ausstoß des Stouts 30 kann jedoch schlechtere Charakteristiken für die Kopfausbildung schaffen im Vergleich zu dem Ausstoß des Stouts wie beschrieben in unserem vorerwähnten Europäischen Patent, da der wünschenswerte Druck innerhalb des Luftraums 31 für den Ausstoß des Stouts größer sein sollte als derjenige, der für den Gasaustausch gefordert wird, also bspw. 40 p.s.i. (im Vergleich zu 32 p.s.i.)
Solches Stout 30, welches in die sekundäre Kammer 10 fließt, wird in der Senke 13 dieser Kammer aufgenommen, und diese Senke ist passend geformt und bemessen, um das Stout 30 fern von der Mündung 12 zu halten, wenn sich der Behälter in seinem gewöhnlichen aufrechten Zustand befindet, in welchem er geöffnet wird, wodurch versichert wird, daß der gewünschte Gasausstoß nach dem Öffnen der versiegelten Verpackung erreicht wird. Das Stout 30 wird innerhalb des hohlen Einsatzes 5 zurückgehalten werden und schließlich weggeworfen, sodaß es für den Verbraucher verloren geht. In der Paxis und zum Ausgleich für diesen Verlust wird der Behälter in der Füllstation mit einem Volumen gefüllt, welches demjenigen entspricht, welches für die Freigabe an den Verbrauch angegeben ist sowie zusätzlich demjenigen, welches in dem Einsatz zurückbehalten werden würde. In dem vorliegenden Beispiel kann das Stout 30, welches in dem Einsatz zurückbehalten wird, bspw. in der Größenordnung von 2 bis 4 ml liegen und dies kann natürlich berücksichtigt werden als ein Verlust bei dem Hersteller, sodaß wieder mit Nachdruck betont wird, daß es wünschenswert ist, die versiegelte Verpackung rasch umzukehren, sodaß die Drücke ihrer Fluidinhalte zu einem Gleichgewicht kommen können im wesentlichen während die eingeengte Öffnung 12 mit dem primären Luftraum 19 in Verbindung ist und das Volumen des Stouts 30 in der sekundären Kammer 10 minimiert wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die eingeengte Öffnung 12 in einem aufrechten Zustand des gefüllten Behälters, in welcher er gewöhnlich für eine Öffnung der Verpackung angeordnet ist, in einer solchen Anordnung gezeigt, daß das Gas von der sekundären Kammer 10 oder dem sekundären Luftraum 31 nach unten in das Getränk in der primären Kammer ausgestoßen wird, jedoch soll angemerkt werden, daß die eingeengte Öffnung 12 an dem Einsatz auch in anderen Positionen angeordnet sein kann, um den Gasausstoß entweder relativ nach oben oder nach der Seite in das Getränk in der primären Kammer zu dirigieren. Obwohl eine einzige eingeengte Öffnung 12 gezeigt worden ist, ist weiterhin davon auszugehen, daß zwei oder mehr eingeengte Öffnungen vorgesehen werden können, durch welche hindurch ein Gasausstoß bewirkt wird. Wenn die eingeengte Öffnung oder Öffnungen nach oben in das Getränk hinein ausgerichtet sind und diese eine direkte Verbindung zwischen den primären und sekundären Kammern bereitstellen, dann wird der Öffnungsdurchmesser so ausgewählt, daß die Möglichkeit einer Getränkeströmung in die sekundäre Kammer hinein, bewirkt durch eine Vibration der versiegelten Verpackung während des Transports, ausgeschlossen wird. Fall erforderlich, kann der oben offene Behälter mit dem Getränk gefüllt werden bevor der Einsatz innerhalb des Behälters angeordnet und in das Getränk untergetaucht wird.

Claims

1. Verfahren zum Verpacken eines Getränkes (15) mit einem damit in Lösung befindlichen Gas, welches aus der Bereitstellung eines aufrechten Behälters (1) besteht, der eine primäre Kammer (6) mit einer oberen Öffnung (4) und eine sekundäre Kammer (10) aufweist, die mit der primären Kammer (6) über eine eingeengte Öffnung (12) in Verbindung steht; einer Füllung der primären Kammer (6) mit dem Getränk (15) mit dem in Lösung befindlichen Gas und in solcher Art und Weise, daß die eingeengte Öffnung (12) in das Getränk (15) in der primären Kammer (6) eingetaucht ist; einem Versiegeln (17) des Behälters (1) zur Ausbildung einer versiegelten Packung mit einem primären Luftraum (19) in der primären Kammer (6), welcher Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck enthält;

gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:

Drehung der Verpackung für eine Anordnung der eingeengten Öffnung (12) in dem primären Luftraum (19) der primären Kammer (6) innerhalb der Periode im Anschluß an das Versiegeln des Behälters (1) und vor dem Zeitpunkt, in welchem der Inhalt der versiegelten Verpackung im wesentlichen in einen Gleichgewichtszustand kommt, um solches Volumen des Getränkes zu minimieren, welches in die sekundäre Kammer (10) von der primären Kammer (6) über die eingeengte Öffnung (12) eintreten kann und um zu erlauben, daß die Gas- und Flüssigkeitsinhalte der Verpackung im wesentlichen in einen Gleichgewichtszustand kommen, sodaß, wenn die versiegelte Packung weiter gedreht wird, um die eingeengte Öffnung (12) in das Getränk (15) in der primären Kammer (6) einzutauchen, und die Gasund Getränkeinhalte der Verpackung im Gleichgewicht sind, Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck in der sekundären Kammer (10) direkt über die eingeengte Öffnung (12) mit dem Getränk (15) in der primären Kammer (6) in Verbindung steht, wodurch, wenn der Behälter angezapft wird, um den primären Luftraum (19) zu dem atmosphärischen Druck hin zu öffnen, die Druckdifferenz, die von dem Druckabfall bei dem primären Luftraum (19) resultiert, einen anfänglichen Ausstoß von Gas in der sekundären Kammer (10) in das Getränk (15) in der primären Kammer über die eingeengte Öffnung (12) bewirkt und dieser Ausstoß eine Gasentwicklung von der Lösung in dem Getränk (10) bewirkt, um einen Schaumkopf auf dem Getränk (15) auszubilden oder dessen Ausbildung zu unterstützen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem während der Periode im Anschluß an die Füllung der primären Kammer (6) mit dem Getränk (15) und die Anordnung der eingeengten Öffnung (12) für eine Verbindung mit dem Gasdruck in dem primären Luf traum (19) Getränk (30) von der primären Kammer über die eingeengte Öffnung (12) in die sekundäre Kammer (10) strömt, um darin einen sekundären Luftraum (31) auszubilden, wobei der sekundäre Luftraum (31) eine direkte Verbindung über die eingeengte Öffnung (12) mit dem Getränk in der primären Kammer (6) beibehält, wenn die Gas- und Flüssigkeitsinhalte der Verpackung im Gleichgewicht sind und sich die versiegelte Packung in einem aufrechten Zustand befindet, um geöffnet zu werden, wodurch, wenn der Behälter (1) angezapft wird, um den primären Luftraum (19) gegen den atmosphärischen Druck zu öffnen, die Druckdifferenz, die entwickelt wird, einen anfanglichen Ausstoß von Gas von dem sekundären Luftraum (31) in der sekundären Kammer (10) in das Getränk (15) in der primären Kammer (6) über die eingeengte Öffnung (12) bewirkt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem Getränk (30) in der sekundären Kammer (10) in einer Senke (13) dieser Kammer (10) aufgenommen wird und, wenn sich die versiegelte Verpackung für eine Öffnung in einem aufrechten Zustand befindet, das Getränk (30) in der Senke (13) von der eingeengten Öffnung (12) entfernt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches aus der Anordnung und der Befestigung eines hohlen Einsatzes (5) in der primären Kammer besteht, welcher die sekundäre Kammer (10) und die eingeengte Öffnung (12) aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, welches aus der Anordnung des hohlen Einsatzes (5) in der primären Kammer (6) vor der Füllung der primären Kammer mit dem Getränk (15) besteht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches aus einer Druckbeaufschlagung des primären Luftraumes (19) durch Ablage einer Dosis flüssigen Stickstoffs auf das Getränk (15) in der primären Kammer (6) vor der Versiegelung des Behälters besteht.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches aus einer Drehung des versiegelten Behälters durch eine Umkehrung von oben nach unten über 180º besteht.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die versiegelte Verpackung gedreht wird, damit die eingeengte Öffnung (12) mit dem primären Luftraum (19) innerhalb einer Periode von im wesentlichen acht Sekunden ab der Füllung des Behälters (1) mit dem Getränk (15) in Verbindung steht.

9. Versiegelte Getränkeverpackung mit Gas- und Getränkeinhalten, die im wesentlichen im Gleichgewicht sind, und welche einen aufrechten Behälter (1) aufweist, der eine primäre Kammer (6) ausbildet, welche das Getränk (15) mit in Lösung befindlichem Gas enthält, wobei das Getränk mit dem Behälter (1) einen primären Luftraum (19) ausbildet, der Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck enthält; einen hohlen Einsatz (5), der in der primären Kammer (6) angeordnet ist, wobei der

Einsatz (5) eine sekundäre Kammer (10) bildet und in einer Wand (11) davon eine eingeengte Öffnung (12) hat, die in das Getränk (15) in der primären Kammer eingetaucht ist und eine konstante Verbindung zwischen den primären und sekundären Kammern (6, 10) bereitstellt, wobei die sekundäre Kammer (10) Getränk (31) enthält, das über die eingeengte Öffnung (12) von dem Getränk (15) in der primären Kammer (6) erhalten wird, wenn die Getränke- und Gasinhalte der versiegelten Verpackung in einen Gleichgewichtszustand kommen, wodurch das Getränk (31) in der sekundären Kammer (10) mit dem Einsatz einen sekundären Luftraum (31) in der sekundären Kammer (10) ausbildet, welcher Gas unter einem Druck größer als der atmosphärische Druck enthält und bei welchem, wenn der Behälter (1) für eine Öffnung des primären Luftraums gegen den atmosphärischen Druck angezapft wird, eine Druckdifferenz, die von einem Druckabfall bei dem primären Luftraum (19) und dem Gas unter Druck in der sekundären Kammer (10) entwickelt ist, einen Ausstoß über die eingeengte Öffnung (12) nach unten oder nach der Seite in das Getränk (15) in der primären Kammer bewirkt, was in der Entwicklung von Gas von der Lösung in dem Getränk (15) resultiert, um einen Schaumkopf auf dem Getränk auszubilden oder dessen Ausbildung zu unterstützen,

dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Einsatz (5) einen Senkenbereich (13) in der sekundären Kammer (10) aufweist, wobei innerhalb dieses Senkenbereichs (13) Getränk (30) aufgenommen wird, welches von dem Getränk (15) in der primären Kammer (6) abgeführt ist, sobald die Getränkeund Gasinhalte der versiegelten Verpackung in einen Gleichgewichtszustand kommen, sodaß das Getränk (30) in dem Senkenbereich von der eingeengten Öffnung entfernt ist, wenn sich der Behälter in einem aufrechten Zustand befindet, wodurch, wenn der Behälter in dem aufrechten Zustand angezapft und die Druckdifferenz entwickelt wird, Gas unter Druck von dem sekundären Luftraum (31) oberhalb des Getränks (30) in dem Senkenbereich (13) über die eingeengte Öffnung (12) ausgestoßen wird, um die Entwicklung von Gas von der Lösung in dem Getränk einzuleiten, während das Getränk (30) in dem Senkenbereich in dem Einsatz (5) zurückgehalten wird.