DE69218459T2

DE69218459T2 - Verfahren und vorrichtung zum bilden einer scheibe eines lebensmittels mit einer haftenden heisssiegelnaht

Info

Publication number: DE69218459T2
Application number: DE69218459T
Authority: DE
Inventors: Vincent Meli; David Shaft
Original assignee: Schreiber Foods Inc
Current assignee: Schreiber Foods Inc
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-11-16
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: SK280327B6; HK1007427A1; CA2129668C; NZ245005A; BR9207094A; HU217825B; KR100241080B1; CN1036382C; NO943159D0; US5347792A; WO1993016920A1; ATE150405T1; DK0628002T3; GR3022875T3; ES2098560T3; CA2129668A1; AU3075592A; US5800851A; MX9206497A; CN1079193A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verpacken von Lebensmittelartikeln und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verpacken und Stapeln von Lebensmittelartikeln in einzelnen Scheiben mit Heißklebeverschlüssen.
Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen und Verpacken einzelner Scheiben von Lebensmittelartikeln, wie beispielsweise Käse, vorgeschlagen und eingesetzt wurden. Obwohl sich die zur Verfügung stehenden Vorrichtungen und Verfahren zum Verpacken einzelner Scheiben eignen, weisen sie jedoch Nachteile auf.
Eine bestimmte Vorrichtung und ein bestimmtes Verfahren sind in der US-Anmeldung Serien-Nr. 07/791,490 offenbart, die am 12. November 1991 eingereicht wurde und deren Offenbarung hiermit durch Verweis einbezogen wird. In der Anmeldung mit der Serien-Nr. 07/791, 490 wird die Verpackung für die einzelnen Scheiben aus einer fortlaufenden Folie bzw. Bahn aus Thermoplastmaterial hergestellt. Die Bahn wird zunächst in V- Zustand gefaltet. Der Begriff "V-Faltzustand" bezeichnet hier einen Abschnitt von Material, der umgeschlagen wurde, so daß entsteht, was später als vordere Lage und hintere Lage bezeichnet werden kann, die durch die Falte an der Unterseite miteinander verbunden sind, so daß der Querschnitt dem Buchstaben "V" ähnelt. Die Bahn wird normalerweise so gefaltet, daß die hintere Lage länger ist als die vordere Lage, so daß ein Umschlagklappenabschnitt an der hinteren Lage gebildet wird, der sich über den oberen Rand der vorderen Lage hinaus erstreckt. Der Umschlagklappenabschnitt wird normalerweise auf die vordere Lage gefaltet, so daß eine schlauchförmige Bahn entsteht.
Als Beispiel dient in der folgenden Beschreibung Schmelzkäse als der zu verpackende Lebensmittelartikel. Es liegt auf der Hand, daß andere Artikel innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen. Der Lebensmittelartikel, wie beispielsweise Schmelzkäse, wird in den Schlauch eingefüllt. Die Bahn und der Käse werden dann abgeflacht. Anschließend werden Querverschlüsse quer zur Längsrichtung der Schlauchbahn in vorgegebenen Abständen hergestellt, so daß Scheiben entstehen, die miteinander verbunden sind. Nachdem der Schlauch in Querrichtung verschlossen wurde, wird er an den Querverschlüssen durchtrennt, so daß einzeln verpackte Käsescheiben entstehen.
Es stehen gegenwärtig verschiedene Verfahren zur Herstellung des Querverschlusses zur Verfügung. Bei einem verbreitet eingesetzten Verfahren werden die in Querrichtung verlaufenden Querverschlüsse hergestellt, indem die abgeflachte Bahn (mit dem eingefüllten heißen Käse) an den gewünschten Stellen Druck ausgesetzt wird. Der Druck wird so ausgeübt, daß eine ultradünne Schicht bzw. ein Film im Käse in dem in Querrichtung verlaufenden Verschlußabschnitt verbleibt. Die ultradünne Schicht bzw. der Film aus Käse wirkt als Klebstoff, der die beiden Schichten der Kunststoffbahn zusammenhält. Nachdem dieser "Käseverschluß" hergestellt worden ist, wird die Bahn an den verschlossenen Abschnitten durchtrennt, so daß einzelne Käsescheiben entstehen.
Obwohl der "Käseverschluß" einen ausreichenden Verschluß für die einzelnen Käsescheiben bildet, ist das Käseerzeugnis nach dem Verpacken nicht so lange haltbar, wie wünschenswert wäre. Dies ist darauf zurückzuführen, daß es sich bei dem Käseverschluß um einen relativ schwachen Verschluß handelt, der sich schließlich löst und unter normalen atmosphärischen Bedingungen Luft in die Scheiben eintreten läßt. Die Scheiben trocknen so bald aus oder verderben, und zwar insbesondere in der Nähe der Ränder, wo der "Käseverschluß" ausgebildet ist.
Es sind darüber hinaus andere Verfahren zum Herstellen eines in Querrichtung verlaufenden Querverschlusses offenbart worden. So offenbart beispielsweise das US-Patent Nr. 4,586,317 (Bussell), dessen Offenbarung hiermit durch Verweis einbezogen wird, eine Anordnung zum Herstellen eines Verschlusses in Verpackungsmaterial (wie beispielsweise Schmelzkäse), bei der ein Verschlußelement mit einer endlichen Zahl kleiner Rinnen in der Oberfläche eingesetzt wird. Die Verpackungsfolie wird coextrudiert bzw. laminiert und enthält eine innere Verschlußschicht aus Kunststoff mit relativ niedriger Schmelztemperatur und eine äußere Schicht, die bei Verschlußbedingungen nicht schmilzt. Der Schlauch wird durch die Verschlußelemente in Querrichtung erwärmt und zusammengedrückt, so daß die inneren Schichten der Verpackungsfolie aneinander gesiegelt werden. Ein derartiges Verschlußverfahren wird auch bei der in WO 91/02461 (Davison et al.) offenbarten Anordnung eingesetzt, deren Offenbarung hiermit durch Verweis einbezogen wird. Obwohl die Vorrichtung und das Verfahren, die in diesem Patent offenbart werden, einen geeigneten Querverschluß schaffen, weist das Enderzeugnis die gleichen Nachteile auf, wie sie oben beschrieben sind. Da der Längsverschluß hergestellt wird, indem eine Umschlagklappe in der V-förmig gefalteten Bahn hergestellt wird und die Umschlagklappe lediglich auf die Oberseite der vorderen Lage der Bahn umgelegt wird, wird ein schlechter Verschluß hergestellt. So treten Luft und andere Bestandteile der Atmosphäre in die verpackten Käsescheiben ein und verringern die Haltbarkeit des Erzeugnisses.
Eine weitere Verschlußvorrichtung wird von Kustner Industries S.A. angeboten. Bei der Vorrichtung von Kustner werden zwei Paar einander gegenüberliegender Drehzylinder eingesetzt, wobei an wenigstens einem der einander gegenüberliegenden Zylinder beheizte Stollen angebracht werden. Verschlüsse werden hergestellt, indem ein abgeflachter Käseschlauch mit darin enthaltenem heißen Käse durch eines der Paare einander gegenüberliegender Zylinder bewegt und mit den beheizten Stollen an den einander gegenüberliegenden Zylindern gepreßt wird. Die beheizten Stollen sind auf die Stelle ausgerichtet, an der der Schlauch die einander gegenüberliegenden Zylinder durchläuft. Der Schlauch wird dann zu einem weiteren Paar einander gegenüberliegender Zylinder mit beheizten Stollen transportiert, und der Vorgang wird wiederholt, so daß Verschlüsse da entstehen, wo der Schlauch zusammengedrückt wird. Es ist anzumerken, daß bei der Vorrichtung von Kustner die Verschlüsse nur erwärmt werden, wenn die Stollen mit den Verschlüssen in Kontakt kommen, und daß die Verweildauer des Verschlusses auf den Stollen ungefähr 0,01 Sek. beträgt.
Eine Lösung der Probleme, die der Stand der Technik aufweist, ist in der US-Anmeldung Serien-Nr. 07/791,491 offenbart, deren Offenbarung hiermit durch Verweis eingezogen wird. Die Anmeldung mit der Serien-Nr. 07/791,490 lehrt, daß eine einzelne Scheibe Käse in einer Verpackung verpackt wird, die auf allen Seiten luftdicht verschlossen ist. Um dies zu erreichen, wird ein hermetischer Verschluß an dem Längsrand der Bahn und an den in Querrichtung verlaufenden Querverschlüssen hergestellt. Eine luftdicht verschlossene Verpackung weist mehrere Vorteile auf. So kann eine luftdicht verschlossene Scheibe beispielsweise zum Kühlen und Sterilisieren eingetaucht werden. Des weiteren ist eine luftdicht verschlossene Scheibe unabdingbar bei der keimfreien Verpackung.
US-A-3542570 betrifft ein Verfahren zum Herstellen einzeln verpackter Scheiben extrudierbarer Erzeugnisse.
Trotz der Vorteile des Einsatzes von luftdicht verschlossenen Scheiben weist die vorliegende Erfindung andere Vorteile auf. So lassen sich die luftdicht verschlossenen Scheiben schwerer öffnen als andere Verschlüsse, und ein luftdichter Verschluß ist möglicherweise nicht immer erforderlich.
Daher besteht angesichts des Obenstehenden eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einzelner Scheiben von Lebensmittelerzeugnissen, wie beispielsweise Schmelzkäse, zu schaffen, mit denen die Nachteile eines "Käseverschlusses" vermieden werden und eine Alternative zu hermetisch verschlossenen Verpackungen geschaffen wird. Das heißt, bei der vorliegenden Erfindung wird eine dicht verpackte Scheibe hergestellt, die die positiven Eigenschaften eines "Käseverschlusses" (d.h. leicht zu öffnen und kostengünstig) und einer luftdicht verschlossenen Scheibe (d.h. starke Haftung und lange Haltbarkeitsdauer) aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen eine kontinuierliche und wirkungsvolle Anordnung zum Herstellen eines in Längsrichtung verlaufenden Heißverschlusses an der Vorderseite der gefalteten Verpackungsbahn geschaffen wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die Heißverschlüsse auf kostengünstige Weise herstellen kann, indem vorhandene Verpackungsvorrichtungen, wie beispielsweise Heißeinfüllmaschinen mit einer Falt-/Verschlußstation nachgerüstet werden können, die Heißverschlüsse herstellt, die besser sind als "Käseverschlüsse".
Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung eine Lebensmittelverpackungsvorrichtung, die einzeln verpackte Scheiben eines Lebensmittelartikels aus einem fortlaufenden, abgeflachten Schlauch aus Verpackungsmaterial mit dem darin befindlichen Lebensmittelartikel herstellt, wobei der abgeflachte Schlauch eine Vorderseite und eine Rückseite hat, wobei die Vorrichtung umfaßt:
eine Unterteilungsstation, die benachbarte Abschnitte des abgeflachten Schlauches herstellt, die durch Unterteilungslinien voneinander getrennt sind, wobei jede der Unterteilungslinien durch die Unterteilungsstation hergestellt wird, indem die Vorderseite und die Rückseite des Schlauchmaterials in einem Bereich quer zur Länge des Schlauchs gepreßt werden, so daß der Lebensmittelartikel aus dem Bereich herausgequetscht wird;
eine Fördereinrichtung, die den fortlaufenden Schlauch des Lebensmittelartikels transportiert;
gekennzeichnet durch
eine Erhitzungsstation, die stromab von der Unterteilungsstation angeordnet ist und die benachbarten Abschnitte des Lebensmittelartikels aus der Unterteilungsstation an den Unterteilungslinien über eine vorgegebene Zeit erhitzt, wobei die Unterteilungslinien während der vorgegebenen Zeit nicht gepreßt werden; und
eine Verschlußstation, die die benachbarten Abschnitte des Lebensmittelartikels aus der Erhitzungsstation aufnimmt und die Unterteilungslinien preßt, so daß ein Klebverschluß an den Unterteilungslinien entsteht.
Einem weiteren Aspekt der Erfindung zufolge wird ein Verfahren zum Herstellen einzeln verpackter Scheiben eines Lebensmittelartikels aus einem fortlaufenden, abgeflachten Schlauch aus Verpackungsmaterial mit dem darin befindlichen Lebensmittelartikel geschaffen, das die folgenden Schritte umfaßt:
Pressen des Schlauchs in einem ersten Bereich quer zur Länge des Schlauchs, so daß der Lebensmittelartikel aus dem ersten Bereich herausgequetscht wird und eine erste Unterteilungslinie entsteht;
Pressen des Schlauchs in einem zweiten Bereich quer zur Länge des Schlauchs, so daß der Lebensmittelartikel aus dem zweiten Bereich herausgequetscht wird, eine zweite Unterteilungslinie entsteht und eine Lebensmittelartikelscheibe hergestellt wird, die sich zwischen der ersten und der zweiten Unterteilungslinie befindet;
gekennzeichnet durch die Schritte des
Unterbrechens des Pressens des Schlauchs und Erhitzens der ersten und der zweiten Unterteilungslinie über eine vorgegebene Zeit; und
Pressens der erhitzten ersten und zweiten Unterteilungslinie nach dem Erhitzen der ersten und der zweiten Unterteilungslinie, um so eine Lebensmittelartikelscheibe mit einem Klebeverschluß herzustellen.
Um die obenstehenden und weiteren Aufgaben zu erfüllen und entsprechend den Zwecken der vorliegenden Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Verpakkung mit einem Heißverschluß geschaffen, die für eine Scheibe eines Lebensmittelartikels verwendet wird. Der hergestellte Verschluß bildet einen Verschluß zwischen den Schichten des Thermoplastverpackungsmaterials, jedoch nicht so, daß ein luftdichter Verschluß entsteht. Dieser Verschluß wird im folgenden als "Klebeverschluß" bezeichnet. Um eine Scheibe mit einem derartigen Verschluß herzustellen, wird zunächst eine Bahn aus Thermoplastmaterial in eine Schlauchform mit einem in Längsrichtung verlaufenden Heißverschluß gebracht. Der Lebensmittelartikel, wie beispielsweise Käse, der zu einer weichen Masse geformt worden ist, wird anschließend in das Schlauchelement eingefüllt, und das Schlauchelement wird abgeflacht, so daß eine kontinuierliche Bahn entsteht. Es ist eine Einrichtung zum Herstellen von Heißkleb-Querverschlüssen nach dem Abkühlen der Bahn vorhanden, die im wesentlichen quer zur Längs- Vorwärtsbewegungsrichtung der Bahn angeordnet ist. Die Einrichtung zum Herstellen der Heißkleb-Querverschlüsse enthält eine Unterteilungsstation, die Druck ausübt, um Unterteilungslinien herzustellen und die Scheiben zu bilden, eine Erhitzungsstation, die die hergestellten Scheiben aus der Unterteilungsstation aufnimmt und die Scheibe sowie die Unterteilungslinien bei einer vorgegebenen Temperatur über einen vorgegebenen Zeitraum erhitzt, sowie eine Verschlußstation, die die Scheiben aus der Erhitzungsstation aufnimmt und Druck auf die erhitzten Unterteilungslinien ausübt, so daß ein Heißklebverschluß an den Unterteilungslinien entsteht.
Weitere Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung aufgeführt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Falt-/Verschlußvorrichtung der Ausführung in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Vorderansicht der Falt-/Verschlußvorrichtung der Ausführung in Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines an der Erhitzungsstation der Ausführung in Fig. 1 angebrachten Stollens;
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Erhitzungsstation der Ausführung in Fig. 1;
Fig. 6 ist eine Vorderansicht der Falt-/Verschlußvorrichtung der Ausführung in Fig. 1;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht der Antriebsbaugruppe der Ausführung in Fig. 1;
Fig. 8 ist eine Hinteransicht der Antriebsbaugruppe der Ausführung in Fig. 1;
Fig. 9 ist eine Seitenansicht der Längs-Verschlußstation der Ausführung in Fig. 1;
Fig. 10 ist eine Draufsicht auf die Längs-Verschlußstation der Ausführung in Fig. 1;
Fig. 11 ist eine Ausführung einer Scheibenabflachvorrichtung; und
Fig. 12 ist eine zweite Ausführung einer Scheibenabflachvorrichtung.
Im folgenden wird auf die Zeichnungen bezug genommen, in denen gleiche Elemente in allen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Wie speziell unter Bezugnahme auf Fig. 1 zu sehen ist, ist eine bevorzugte Ausführung der Konstruktion und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung einschließlich der Unterteilungs-, Erwärmungs- und Verschlußstationen dargestellt.
Zunächst wird Käse auf in der Technik bekannte Weise mit der Käseverarbeitungsstation 10 behandelt. Der Schmelzkäse wird dann auf bekannte Weise von der Käsebehandlungseinrichtung 10 in eine Einfüllröhrenanordnung 12 geleitet, die dazu dient, den Schmelzkäse in eine Schlauchbahn einzufüllen, die aus Thermoplastmaterial, vorzugsweise Polypropylen, besteht.
Die Schlauchbahn aus Thermoplastmaterial wird im einzelnen hergestellt, indem eine fortlaufende Folie bzw. Bahn aus Thermoplastmaterial aus einer Folienzuführbaugruppe 14 zugeführt wird, die in der Technik bekannt ist, und die Bahn in eine Schlauchform 21 gefaltet wird, wobei ein erster Längsrand der Bahn einen zweiten Längsrand der Bahn teilweise überdeckt, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Der Umschlagenklappenabschnitt kann auf in der Technik bekannte Weise auf die vordere Seite der Bahn gefaltet werden. Nachdem die Bahn aus Thermoplastmaterial in die teilweise überdeckende Schlauchform gefaltet worden ist, wird ein Längsverschluß in einer Längsverschlußstation 16 hergestellt (wie weiter unten ausführlicher beschrieben). Der Verschluß wird, wie in Fig. 10 zu sehen ist, von der Kante des ersten Längsrandes entfernt hergestellt, so daß ein Umschlagenklappenschnitt entsteht. Bei einer beispielhaften Ausführung befindet sich der Verschluß ungefähr 3,81 cm (1,5") von der Kante des ersten Längsrandes entfernt. Nachdem der Längsverschluß in der Längsverschlußstation 16 hergestellt worden ist, wird erwärmter Käse mit der Einfüllröhre 12 in die Schlauchbahn eingefüllt. Die Bahn und der Käse werden anschließend zu einer Abflachstation 18 (ebenfalls weiter unten ausführlicher beschrieben) geleitet. In der Abflachstation 18 wird die Schlauchbahn mit dem Käse abgeflacht, so daß eine fortlaufende Bahn bzw. lange Scheibe aus verpacktem Käse entsteht.
Nachdem die Bahn abgeflacht worden und zu der langen Scheibe geformt worden ist, wird die Bahn durch eine Abkühlstation 20 geleitet. In der Abkühlstation 20 wird die Oberfläche der Bahn abgekühlt. Bei einer bevorzugten Ausführung umfaßt die Abkühlstation 20 einen Tank bzw. Behälter 22, der eine Kühlflüssigkeit enthält, wie beispielsweise Leitungs- oder gekühltes Wasser. Durch die Flüssigkeit wird die Bahn vorzugsweise gekühlt und geschmiert. Bei der vorliegenden Ausführung kann die Abkühlstation 20 zwei Paar Walzen 24 enthalten, so daß die Bahn und der Käse den Tank gewunden durchlaufen. Die Abkühlstation 20 ist vorzugsweise so aufgebaut, daß die Bahn mit dem Käse ungefähr 60 Sekunden lang das Kühlwasser durchläuft, wobei das Wasser eine Temperatur von ungefähr 275K (36ºF) hat. Diese Zeit benötigt der Käse, der zunächst in der Einfüllröhre eine Temperatur zwischen 344K (160ºF) und 358K (185ºF) (normalerweise 355K (180ºF), vorgesehen sind jedoch bis 328K (130ºF), und der Käse wird auf ungefähr 283K (50ºF) bis 289K (60ºF) am Austrittsende der Abkühlstation 20 abgekühlt. Die Abkühlstation kann des weiteren Abstreifer 26 und/oder Luftgebläse 28 enthalten, um die Bahn zu trocknen, wenn sie aus der Abkühlstation 20 austritt.
Der Fachmann weiß, daß auch andere geeignete Kühleinrichtungen verwendet werden können.
Nach dem Austritt aus der Abkühlstation 20 und dem Durchlaufen der Abstreifer 26 und der Luftgebläse 28 wird die Bahn zu der Falt-/Verschlußvorrichtung 30 transportiert, die die Heißkleb- Querverschlüsse herstellt. Eine Quer-Wärme-Spannungsmeßeinrichtung 32 kann hinter dem Luftgebläse 28 vorhanden sein, um die Spannung der Bahn zu messen. Die Spannung, die gemessen wird, wird dann genutzt, um die Geschwindigkeit der Bahn zu regulieren und jegliches unerwünschte Durchhängen der Bahn aufzuheben. Nach der Spannungsmeßeinrichtung 32 kann die Bahn weiter durch Lufttrockner 34 getrocknet werden, der der Bahn Druckluft zuführt. Nach dem Durchlaufen des Lufttrockners 34 ist die Bahn dann bereit zum Eintreten in die Falt-/Verschlußstation 30. Die Falt-/Verschlußstation 30 enthält eine Unterteilungsstation 36, eine Erhitzungsstation 38 und eine Verschlußstation 40, die weiter unten ausführlicher beschrieben werden.
Die Falt-/Verschlußstation 30 stellt einen Heißklebverschluß quer zur Längs- bzw. Vorwärtsbewegungsrichtung der Bahn her. Die Bahn enthält nunmehr eine Vielzahl von Scheiben aus Käse, die mit einem Heißklebeverschluß versehen sind.
Das Abkühlen der Bahn vor dem Herstellen der Querverschlüsse schafft eine Reihe wichtiger Vorteile gegenüber den bestehenden Systemen. Bei bisherigen Verfahren wird die Bahn abgekühlt, nachdem die Querverschlüsse hergestellt worden sind. Dieses Verfahren führt dazu, daß die Bahn schrumpft und die Größe der Scheiben nicht einheitlich ist. Damit führt das bisherige Verfahren zu Ausrichtproblemen beim Schneiden und Stapeln der einzelnen Scheiben. Im Unterschied dazu wird bei der vorliegenden Erfindung die Bahn vor dem Herstellen der Querverschlüsse abgekühlt. Durch diesen Vorabkühlschritt wird im wesentlichen jegliches Schrumpfen der Bahn vermieden und bessere Ausrichtung beim Schneiden und Stapeln einzelner Scheiben gewährleistet.
Nachdem die Querverschlüsse hergestellt worden sind, wird die Bahn zu einer Schneidstation 42 transportiert, in der die einzelnen Käsescheiben getrennt und gestapelt werden. Die Schneidstation 42 enthält eine Einrichtung zum Schneiden der Bahn entlang des Querverschlusses, um einzeln verpackte Scheiben herzustellen. Die einzeln verpackten Scheiben werden vorzugsweise zu einer Stapelstation 44 transportiert, die die von der Schneidstation 42 zugeführte Scheiben in einer Vielzahl von Stapeln stapelt.

DIE LÄNGSVERSCHLUSSTATION

Die bevorzugte Ausführung der Längsverschlußstation 16 schafft eine neuartige und vorteilhafte Vorrichtung sowie ein Verfahren, mit denen der Längs-Heißklebverschluß in der Bahn ohne intermittierendes Anhalten der Bahn hergestellt wird. Die Längsverschlußstation 16 enthält eine stationäre Platte 46 und eine stationäre Heizschiene 48, die in Fig. 9 und 10 dargestellt sind. Platte 46 ist vorzugsweise rechteckig und befindet sich innerhalb der teilweise überdeckenden Schlauchform. Heizschiene 48 weist vorzugsweise eine rechteckige Verschlußkante 49 auf, die der Platte 46 gegenüberliegt und eine Dicke von ungefähr 0,3 cm (1/8") aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausführung sind die Platte 46 und Heizschiene 48 in einem Winkel zueinander angeordnet, so daß ein Eintrittsspalt 51 in der Nähe der Einfüllröhre 12 gebildet wird und der Spalt zwischen Platte 46 und Heizschiene 48 mit zunehmender Entfernung von der Einfüllröhre 12 kleiner wird. Wenn Polypropylen als ein Bahnmaterial eingesetzt wird, ist der Eintrittsspalt 51 vorzugsweise 0,08 cm (1/32") breit. Der Spalt zwischen Platte 46 und Heizschiene 48 nimmt so ab, daß Kontakt zwischen der Platte 46 und Heizschiene 48 an ihren Enden hergestellt wird. Diese Winkelstellung der Platte 46 und der Heizschiene 48 ermöglicht es, daß der überdeckende Abschnitt der Bahn lediglich auf der Platte 46 in einem Auflagebereich aufliegt, der sich von dem Eintrittsspalt 51 zu einem weiter stromab gelegenen Kontaktbereich erstreckt. Im Kontaktbereich befindet sich der überdeckende Abschnitt der Bahn in engem Kontakt sowohl mit der Platte 46 als auch mit Heizschiene 48. Bei einer beispielhaften Ausführung hat die keilförmige Platte gegenwärtig eine vertikale Höhe von ungefähr 17,8 cm (7") bei Geschwindigkeiten von ungefähr 300 - 700 Scheiben pro Minute. Die vertikale Höhe kann bei höheren Geschwindigkeiten verlängert werden, um die Verweilzeit auszudehnen. Es ist beispielsweise vorgesehen, daß bei einigen Herstellungsgeschwindigkeiten eine Heizschiene mit einer vertikalen Höhe von ungefähr 25,4 cm (10") mit einem Auflagebereich mit einer vertikalen Höhe von ungefähr 17,8 cm (7") und ein Kontaktbereich mit einer vertikalen Höhe von ungefähr 7,6 cm (3") eingesetzt werden.
Die vertikale Höhe des Auflagebereiches und des Kontaktbereiches hängen von Faktoren, wie beispielsweise der Maschinengeschwindigkeit und der Art der Folie, ab, die zum Verpacken der Scheibe verwendet wird. Die Heizschiene 48 wird auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um einen Längs- Heißklebverschluß herzustellen, wenn die Bahn zwischen der Platte 46 und Heizschiene 48 hindurchtransportiert wird. Es ist darüber hinaus vorgesehen, daß bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten die Platte 46 und Heizschiene 48 so angeordnet sind, daß die Bahn über die gesamte Länge der Platte 46 läuft, und Platte 46 einen Kontaktbereich von ungefähr 15,2 - 20,3 cm (6 - 8") am unteren Ende der Heizschiene 48 hat.
Die Erwärmung kann mit jeder geeigneten Heizeinrichtung ausgeführt werden, beispielsweise mit einer elektrischen Heizeinrichtung, die in Längsrichtung durch eine Öffnung in der Heizschiene 48 eingeführt ist. Eine geeignete Heizeinrichtung ist als Modell Nr. 28 - 232103-305 von Fenwall erhältlich. Heizschiene 48 wird auf eine Temperatur erwärmt, die ausreicht, um einen Heißklebverschluß zwischen den beiden Lagen der Bahn herzustellen, Heizschiene 48 kann beispielsweise auf eine Temperatur von ungefähr 414K (285ºF) erwärmt werden, wenn Polypropylen als das Bahnmaterial eingesetzt wird, oder auf ungefähr 450K (350ºF), wenn Mylar (eingetragenes Warenzeichen von DuPont) eingesetzt wird. Es liegt auf der Hand, daß die Temperatur der Heizschiene 48 von der Zeit abhängig ist, über die die Bahn auf der Heizschiene 48 verweilt, d.h., die geeignete Temperatur hängt davon ab, wie schnell sich die Bahn bewegt.
Die Einfüllröhre 12 erstreckt sich in die Bahn so hinein, daß der Austrittsrand der Einfüllröhre 12 hinter der Position angeordnet ist, an der der Längsverschluß hergestellt wurde und ein Schlauch entstanden ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist eine Blasenverringerungseinheit (nicht dargestellt) vor der Abflachstation 18 angeordnet. Die Blasenverringerungseinheit dient dazu, die Käsemenge zu bestimmen, die in die Bahn eingefüllt wird. Auf diese Weise kann der Strom von Käse so gesteuert werden, daß er der Geschwindigkeit der Bahn und der gewünschten Dicke und dem Gewicht der Scheibe entspricht. Nachdem der Käse in die schlauchförmige Bahn eingefüllt worden ist, wird die schlauchförmige Bahn zu einer Abflachstation 18 transportiert. Die Abflachstation 18 enthält einen ersten Satz nebeneinander angeordneter Walzen 50, einen zweiten Satz nebeneinander angeordneter Walzen 52 sowie ein Paar einander gegenüberliegender Riemen (nicht dargestellt). Jeder Riemen ist um einen Satz Walzen 50, 52 herum angeordnet. Wenn die Bahn mit dem darin eingefüllten Käse zwischen den beiden Riemen hindurchläuft, wird der Käse abgeflacht, so daß eine Bahn entsteht, die die schlauchförmige Thermoplastfolie sowie eine fortlaufende Käsescheibe umfaßt. Es ist eine Einrichtung in der Abflachstation 18 vorhanden, mit der der Abstand zwischen den Riemen reguliert wird, um die Dicke der Bahn aus schlauchförmigem Thermoplastmaterial und Käse zu steuern. Die Riemen werden vorzugsweise so gespannt, daß die Riemen fest auf die Bahn drücken, wenn sie sich zwischen ihnen befindet, oder sind in einem festen Abstand zueinander angeordnet, wenn sich kein Bahnmaterial dazwischen befindet.
Die Bahn wird, wie obenbeschrieben, zu einem schlauchförmigen Abschnitt mit einem Längsverschluß geformt. Die Bahn ist vorzugsweise an der Vorderseite der Bahn so verschlossen, daß ein Umschlagklappenabschnitt entsteht.
Nachdem der Längsverschluß hergestellt worden ist, wird die Bahn durch die Abkühlstation 20 transportiert, wie dies oben beschrieben wurde, und anschließend wird die Umschlagklappe umgeschlagen. Die Umschlagklappe kann auf in der Technik bekannte Weise umgeschlagen werden, bevor die Bahn die Falt- /Ver-schlußstation 30 erreicht. Vorzugsweise wird die Umschlagklappe auf in der Technik bekannte Weise in der Falt- /Verschluß-station 30 teilweise an den Querverschlußabschnitten an der Vorderseite der Bahn gesiegelt.

VOR-FALTVORRICHTUNG

Um maximale Einheitlichkeit der Dicke der Käsescheiben (ungefähr 0,3 cm (1/8") bis 0,5 cm (3/16") zu gewährleisten, wird vorzugsweise eine Vor-Faltvorrichtung 142 eingesetzt, bevor die Bahn in die Falt-/Verschlußvorrichtung 30 eintritt. Bei einer in Fig. 11 dargestellten Ausführung umfaßt die Vor- Faltvorrichtung 142 zwei Zylinder 144, die im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie der Unterteilungszylinder 62 haben. Statt des Einsatzes der rechteckigen Stollen des Unterteilungszylinders 62 werden bei jedem Scheibenabflachzylinder 144 abgerundete Stollen 146 eingesetzt, die aus Silikonkautschuk oder Urethan bestehen. Vier abgerundete Stollen sind in gleichem Abstand zueinander an jedem Zylinder 144 angeordnet. Des weiteren sind die Stollen an einander gegenüberliegenden Zylindern aufeinander an den Positionen in der Bahn ausgerichtet, an der die Unterteilungsstation 36 die Unterteilungslinien herstellt. Wenn die abgerundeten Stollen 146 an einander gegenüberliegenden Zylindern aufeinander ausgerichtet sind, drücken sie aufeinander, so daß die Bahn aus Käse gepreßt wird, wenn sie zwischen den Zylindern 144 hindurchläuft. Durch das Pressen der Bahn drücken die vorderen Enden 148 der aufeinander ausgerichteten abgerundeten Stollen 146 einen Teil des Käses von der Unterteilungslinie in die vordere Scheibe weg, und die hinteren Enden 150 drücken einen Teil des Käses in die nachfolgende Scheibe. So wird die Ausbeulung im wesentlichen vermieden.
Bei einer beispielhaften Ausführung befinden sich die abgerundeten Stollen 146 in einem eingekerbten Zylinder, wie dies in Fig. 11 dargestellt ist. Jeder Zylinder 144 weist einschließlich einander gegenüberliegender Stollen 146, wenn sie nicht zusammengedrückt sind, einen Durchmesser von ungefähr 13,0 cm (5,1") auf. Die Zylinder 144 sind so angeordnet, daß der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Zylinder 144 beim Zusammendrücken der abgerundeten Stollen 146 ungefähr 12,4 cm (4,9") beträgt. An beiden Wänden jeder Einkerbung 152 liegt eine Trägerschiene 154 an, um die eine Lage aus Silikonkautschuk oder Urethan 158 gehüllt ist, so daß die abgerundeten Stollen 146 entstehen. Der Durchmesser jedes Zylinders 144 beträgt einschließlich der Trägerschienen 154 und ohne die Stollen 146 ungefähr 10,2 cm (4,0"). Die Lage 156 wird an Wand 158 und einer zweiten Schiene 160 festgehalten. Die Zylinder 144 sind vorzugsweise mit dem Unterteilungszylinder 62 synchronisiert, indem der Unterteilungszylinder 62 und wenigstens einer der Scheibenabflachzylinder 144 auf in der Technik bekannte Weise durch Riemenscheiben und Antriebsriemen miteinander verbunden sind.
Bei einer anderen, in Fig. 12 dargestellten Ausführung können zwei sich drehende Bänder 162 eingesetzt werden, die flache Stollen 166 enthalten, die auf ähnliche Weise wie bei der Ausführung in Fig. 11 beschrieben, aufeinander ausgerichtet sind.
Die Stollen 166 können beispielsweise aus Urethan oder einem gummiartigen Material bestehen. Der Stollen 166 weist eine Dicke auf, die ungefähr der Hälfte der gewünschten Dicke der Käsescheibe entspricht. Die Bänder 162 werden durch Zylinder 164 angetrieben, die vorzugsweise mit dem Unterteilungszylinder 62 synchronisiert sind, indem der Unterteilungszylinder 62 und wenigstens einer der Zylinder 164 auf in der Technik bekannte Weise durch Riemenscheiben und Antriebsriemen miteinander verbunden werden.

DIE FALT-/VERSCHLUSSTATION

Im folgenden wird unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 1 - 3 eine bevorzugte Ausführung der Falt-/Verschlußvorrichtung 30 offenbart. Die Falt-/Verschlußvorrichtung 30 enthält eine Unterteilungsstation 36, eine Erhitzungsstation 38 sowie eine Verschlußstation 40, wobei jede der Stationen 36, 38 und 40 eine Vielzahl einander gegenüberliegender Klauen bzw. Stollen 56, 58 bzw. 60 enthält, die an entsprechenden Stationen angebracht sind. Die Unterteilungsstation 36 und Erhitzungsstation 38 sind so angeordnet, daß, wenn die Bahn zwischen dem Stollen 56 der Unterteilungsstation 36 und dem damit in Kontakt kommenden Stollen 58 der Erhitzungsstation 38 hindurchtransportiert wird, die obere und die untere Schicht der Folienbahn an einer Vielzahl von Querverschlußbereichen in engen Kontakt miteiander gedrückt werden, wobei die Bahn in dem gewünschten Querverschlußabschnitt kontinuierlich vorwärtsbewegt wird. Die Stollen 56 und 58 erzeugen genug Druck, wenn sie miteinander in Kontakt kommen, um im wesentlichen den gesamten Käse in dem Bereich der Bahn zu entfernen, der mit dem Stollen in Kontakt ist. So kommen beide Seiten der Bahn im Kontaktbereich der Stollen 56 und 58 miteinander in Kontakt, so daß eine Unterteilungslinie entsteht. Die Stollen 58 der Erhitzungsstation 38 werden auf in der Technik bekannte Weise auf die Verschlußtemperatur erwärmt. Die Stollen 58 können beispielsweise erwärmt werden, indem ein elektrisches Heizelement in jeden Stollen eingebettet wird. Ein geeignetes elektrisches Heizelement ist das Modell Nr. G3P8-D10 von Watlow. Die elektrischen Heizelemente in jedem Stollen 58 können zusammen an eine einzelne Spannungsquelle angeschlossen werden. Die Heizelemente erzeugen vorzugsweise 100 Watt Energie, können jedoch bis zu 150 Watt erzeugen. Derartige Heizelemente erzeugen einen Temperaturbereich, der ungefähr von Umgebungstemperatur bis 505K (450ºF) reicht. Die Stollen 58 können aus jedem geeigneten Material, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, bestehen.
Der in Kontakt befindliche Stollen 58 der Unterteilungsstation 36 besteht vorzugsweise aus einem weicheren Material als der Stollen 58. Der Stollen 56 kann beispielsweise aus einem Metallmaterial, wie Aluminium mit einer Oberfläche aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Urethan bestehen. Wenn Urethan eingesetzt wird, weist es vorzugsweise eine Durometer-Härte von 60 auf.
Es ist eine Einrichtung vorhanden, die die beiden einander gegenüberliegenden Stollen 56 und 58 so drückt, daß sie mit der Bahn aus Käse in Kontakt kommen, wenn sie zwischen der Unterteilungsstation 36 und Erwärmungsstation 38 hindurchtransportiert wird. Bei der bevorzugten Ausführung umfaßt, wie in den Figuren dargestellt, die Einrichtung, die die Stollen 56 und 58 zusammendrückt, eine zylindrische Unterteilungs- und eine Erhitzungsstation, deren Achsen parallel zueinander sind. Bei einer beispielhaften Ausführung weist der Unterteilungszylinder 62 einschließlich der Stollen 56 einen Flankendurchmesser von ungefähr 12,45 cm (4,9") bis 12,47 cm (4,91") auf. Vorzugsweise sind vier Stollen 56 in gleichem Abstand zueinander angeordnet und befinden sich am Umfang des Unterteilungszylinders 62. Jeder Stollen 56 weist eine Ringdicke von ungefähr 0,6 cm (1/4") und eine Länge von ungefähr 10,2 cm (4") auf.
Desgleichen weist der Erhitzungszylinder 64 ohne die Stollen 58 einen Durchmesser von ungefähr 27,9 - 1,9 cm (11 - 3/4") und mit den Stollen 58 einen Durchmesser von ungefähr 30,5 - 0,6 cm (12 - 1/4") auf. Vorzugsweise sind zehn Stollen 58 mit einem gleichmäßigen Abstand von ungefähr 7,6 - 2,1 cm (3 - 13/16") angeordnet und befinden sich am Umfang des Erhitzungszylinders 64. Jeder Stollen 58 steht vorzugsweise um ungefähr 0,6 cm (1/4") von dem Zylinder vor und hat eine Länge von ungefähr 10,2 cm (4").
Der Unterteilungszylinder 62 und der Erhitzungszylinder 64 drehen sich mittels eines Antriebsmechanismus, der weiter unten ausführlicher offenbart wird, jeweils um ihre entsprechende Achse. Die Positionen der Stollen 56 und 58 sind so ausgewählt, daß bei gleichzeitiger Drehung des Unterteilungs- und des Erhitzungszylinders entsprechende Stollen 56 und 58 entlang der Linie A, die in Fig. 2 und 3 durch gestrichelte Linien dargestellt ist, aufeinander ausgerichtet werden. So werden die Stollen 56 und 58 , wenn die Bahn zwischen der Unterteilungs- und der Erhitzungsstation 36 bzw. 38 hindurch transportiert wird, intermittierend aufeinander ausgerichtet, wobei sich die Bahn zwischen ihnen befindet. Die Stollen 56 und 58 sind ungefähr 0,01 Sekunden lang aufeinander ausgerichtet, und Unterteilungszylinder 62 dreht sich mit ungefähr 70 Umdrehungen pro Minute. Wenn die Stollen 56 und 58 aufeinander ausgerichtet sind, werden sie um ungefähr 0,089 cm (0,035") zusammengedrückt. Wenn sie aufeinander ausgerichtet sind, wird durch Druck und Wärme ein Heißklebeverschluß an einer Unterteilungslinie in der Bahn hergestellt.
Wenn die Unterteilungslinien einer Scheibe hergestellt worden sind, liegt die Scheibe auf dem Erhitzungszylinder 64 in dem Raum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stollen 58 auf und läuft darauf, wobei die Unterteilungslinie auf dem Stollen 58 aufliegt. Bei einer beispielhaften Ausführung dreht sich der Erhitzungszylinder 64 mit einer Winkelgeschwindigkeit von ungefähr 60 Umdrehungen pro Minute. Die Unterteilungslinie liegt ungefähr 1/2 Sekunde auf dem erwärmten Stollen, und vorzugsweise 0,43 Sekunden bei einer Bahngeschwindigkeit von ungefähr 700 Scheiben pro Minute. Dies ist ein Unterschied zu der kurzen Verweilzeit von ungefähr 0,01 Sekunden, die bei den oben erläuterten Vorichtungen eingesetzt wird. Die Unterteilungslinie wird durch die Oberfläche des Stollens 58 erwärmt, während sie daraufliegt, d.h., während der Verweilzeit. Die Erwärmung der Unterteilungslinie duch den Erhitzungszylinder 64 bildet einen Zwischenschritt, in dem die Scheibe bzw. das Bahnmaterial für die Herstellung der Heißkleb-Querverschlüsse an den Unterteilungslinien vorbereitet wird. Der Fachmann weiß, daß sich die erforderlichen Temperaturen je nach der Verweilzeit der Bahn auf den Stollen 58 und auf der Fläche zwischen den Stollen unterscheiden.
Die Scheibe dreht sich um 180º mit dem Erhitzungszylinder 64, bis sie der Verschlußstation 40 zugeführt wird, wo eine Sekunde lang Druck mit den Stollen 58 und 60 ausgeübt wird, um einen Wärmeklebverschluß an den Unterteilungslinien herzustellen. Der Heißklebeverschluß, der durch die Stollen 58 und 60 hergestellt wird, ist strukturell fester als der durch die Stollen 56 und 58 hergestellte, da nunmehr Druck ausgeübt wird, nachdem das Bahnmaterial auf dem erwärmten Stollen 58 verblieben ist.
Verschlußstation 40 umfaßt vorzugsweise einen Verschlußzylinder 66, dessen Aufbau mit dem des Unterteilungszylinders 62 identisch ist. Die Achsen des Unterteilungs-, des Erhitzungs- und des Verschlußzylinders sind parallel zueinander und schneiden Linie A. Der Verschlußzylinder 66 und der Erhitzungszylinder 64 drehen sich durch einen Antriebsmechanismus, der weiter unten erläutert wird, jeweils um ihre entsprechende Achse. Die Positionen der Stollen 58 und 60 sind so ausgewählt, daß bei gleichzeitiger Drehung des Unterteilungs- und des Erhitzungszylinders entsprechende Stollen 58 und 60 entlang der Linie A aufeinander ausgerichtet werden. So werden die Stollen 58 und 60, wenn die Bahn zwischen der Erhitzungs- und der Verschlußstation 38 und 40 hindurch transportiert wird, intermittierend aufeinander ausgerichtet, wobei sich die Bahn zwischen ihnen befindet. Die Stollen 58 und 60 sind ungefähr 0,01 Sekunden lang aufeinander ausgerichtet, und Verschlußzylinder 66 dreht sich mit ungefähr 70 Umdrehungen pro Minute. Wenn die Stollen 58 und 60 aufeinander ausgerichtet sind, werden sie um ungefähr 0,089 cm (0,035") zusammengedrückt. Wenn sie aufeinander ausgerichtet sind, wird durch Druck und Wärme ein Heißklebeverschluß hergestellt, der Käse zu beiden Seiten des Verschlusses trennt. Da die Bahn an der Unterteilungslinie während der Verweilzeit erwärmt worden ist, ist das Bahnmaterial teilweise geschmolzen, und so wird ein besserer Verschluß als bei Systemen nach dem Stand der Technik hergestellt, bei denen die Erhitzung nur während des Kontaktes zwischen einander gegenüberliegenden Stollen ausgeführt wird. So wird eine Käsescheibe zwischen zwei aufeinanderfolgenden Heißklebverschlüssen hergestellt.
Der Verschluß wird vorzugsweise so hergestellt, daß, nachdem der Verschluß hergestellt worden ist, und die Verpackung an dem Verschluß auseinandergezogen wird, der Verschluß aufbricht. Dies stellt einen Unterschied zu den gegenwärtig hergestellten Verschlüssen dar, bei denen der Verschluß durch Schichttrennung geöffnet wird, d.h., indem die Bindung zwischen der oberen nichtverschließenden Schicht und der inneren bzw. verschließenden Schicht der Folie der Bahn gelöst wird. Diese bevorzugte Verpackungskonstruktion wird durch entsprechende Auswahl des Thermoplastmaterials erzielt. So umfaßt beispielsweise ein bevorzugtes Material, das für Schmelzkäse mit oder ohne Konservierungsstoffe verwendet werden kann, eine Polypropylenschicht, die mit einer EVA-Polyethylen- Verschlußschicht mit einer dazwischenliegenden Klebeschicht coextrudiert wird.
Obwohl es sich bei einer Polypropylenschicht, die mit einer EVA-Polyethylen-Verschlußschicht mit einer dazwischenliegenden Klebeschicht coextrudiert wird, um das bevorzugte Verpackungsmaterial für Käse handelt, können andere Materialien zum Verpacken von Käse mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Eine Gruppe von Materialien wird, wie bereits beschrieben, durch Coextrudieren mehrerer Schichten hergestellt. Die Materialien können des weiteren eine Mylar-Folie mit einer Verschlußschicht oder einer Polypropylenschicht umfassen, die mit einer Sauerstoffsperrschicht mit einer dazwischenliegenden wärmeaktivierbaren Klebeschicht coextrudiert wird. Eine Sauerstoffsperrschicht, wie beispielsweise EVOH, Saran usw., kann bei Fleischwaren und Lebensmittelerzeugnissen verwendet werden, die keine Lebensmittelkonservierungsstoffe enthalten.
Eine weitere Gruppe Verpackungsmaterialien, die für den Einsatz vorgesehen ist, umfaßt Schichten, die auf dem Stand der Technik nach bekannte Weise aufeinander laminiert werden. Zu diesen Materialien gehören 1) eine Polyesterschicht, die auf eine wärmeaktivierbare Verschlußschicht laminiert wird; 2) eine metallisierte Polyesterschicht, die auf eine wärmeaktivierbare Verschlußschicht laminiert wird; 3) eine Nylonschicht, die auf eine wärmeaktivierbare Verschlußschicht laminiert wird; 4) eine Zellglasschicht, die auf eine wärmeaktivierbare Verschlußschicht laminiert wird; 5) eine Polycarbonatschicht, die auf eine wärmeaktivierbare Verschlußschicht laminiert wird, und 6) eine Acrylnitrilschicht, die auf eine wärmeaktivierbare Verschlußschicht laminiert wird.
Obwohl die beiden Gruppen von Materialien zum Verpacken von Käse eingesetzt werden sollen, können sie darüber hinaus zum Verpacken vieler Lebensmittel eingesetzt werden, so beispielsweise für 1) Schmelzkäse mit oder ohne Konservierungsstoffe; 2) Käsemischungen; 3) Pizzabeläge; 4) Käse- und -Fleisch- Mischungen; 5) Käse-Fleisch-und-Gewürz-Mischungen; 6) Mayonnaise; 7) Erdnußbutter; 8) Ketchup; 9) Grillsauce und 10) Käse und Eier. Die 10 Gruppen von Lebensmittelerzeugnissen, die oben aufgeführt sind, können auch mit einer Polypropylenschicht verpackt werden, die mit einer Polyethylen- Verschlußschicht coextrudiert wird, wobei sich eine Klebeschicht dazwischen befindet.
Wenn Polypropylen das Bahnmaterial ist, liegt die Verschlußtemperatur (die Temperatur, auf die die beheizten Stollen 58 gebracht werden) je nach der Bahngeschwindigkeit vorzugsweise zwischen ungefähr 394K (250ºF) und 433K (320ºF). Bei einer weiteren Ausführung liegt, wenn Mylar das Bahnmaterial ist, die Verschlußtemperatur zwischen ungefähr 450K (350ºF) und 505K (450ºF). Der Druck, der zwischen den einander gegenüberliegenden Stollen auf die Unterteilungsstation 36 und die Erhitzungsstation 38 ausgeübt wird, ist so groß, daß enger Kontakt zwischen den beiden Schichten aus Folie aufrechterhalten wird und im wesentlichen der gesamte Käse in den Querverschlußbereichen zwischen den beiden Schichten des Thermoplast- Bahnmaterials entfernt wird. Somit nimmt der Käse das Innere des Raums, der durch die Heißklebebahn gebildet wird, vollständig ein.
Der Verschlußquerschnitt der Stollen 58 ist vorzugsweise so, daß der Heißklebe-Querverschluß zwischen benachbarten Käsescheiben ungefähr 1,3 cm (1/2") beträgt. Die Stollen 58 sind so beabstandet, daß der Abstand vom Anfang einer Scheibe zum Beginn der nächsten Scheibe (einschließlich der Querverschlußabschnitte) ungefähr 7,6 - 2,1 cm (3 - 13/16") von Mitte zu Mitte beträgt.
Dieser Aufbau ermöglicht die schnelle Produktion der einzelnen Käsescheiben. Da die Erwärmungsstollen 58 und die Stollen 56 und 60 der Unterteilungs- und der Verschlußstation sich zusammen über einen festen Zeitraum mit dem Querverschluß bewegen, kann die Bahn mit relativ hoher Geschwindigkeit kontinuierlich bewegt werden, so daß eine hohe Mengenleistung möglich ist. Die Bahn kann beispielsweise mit ungefähr 60 m/min (200 feet/minute) bzw. so bewegt werden, daß über ungefähr 150 bis 700 Scheiben pro Minute hergestellt werden. Aufgrund der vorgegebenen Verweilzeit der Bahn auf den beheizten Stollen 58 wird ein guter Verschluß für die Scheiben hergestellt.

ERHITZUNGSSTATION

Der Erhitzungszylinder 64 ist, wie in Fig. 2, 5 und 7 zu sehen ist, an einer Drehwelle 68 angebracht. Drehwelle 68 wird durch Gehäuse 70 in Position gehalten. Drehwelle 68 erstreckt sich von dem Erhitzungszylinder 64 durch das Gehäuse 70 zu einer Rückseite, wo eine Riemenscheibe 72 angebracht ist, an der ein Antriebsriemen 74 angebracht ist. Die Welle 68 enthält des weiteren eine Nabeneinstellbuchse 76, die die axiale Position der Erhitzungswelle 68 und von Zylinder 64 einstellt. Der Antriebsriemen 74 dreht, wie in Fig. 7 und 8 zu sehen ist, die Erhitzungswelle 68 und Zylinder 64.
Es sind, wie bereits beschrieben, vorzugsweise zehn Stollen 58 an der Oberfläche des Erhitzungszylinders 64 angeordnet. Jeder Stollen 58 umfaßt einen Erhitzungsblock 78, der mit bekannten mechanischen Einrichtungen, wie beispielsweise Bolzen und Schrauben, an dem Erhitzungszylinder 64 angebracht ist, wie dies in Fig. 4 zu sehen ist. Jeder Stollen 58 weist eine elektrische Stabheizeinrichtung auf, die in dem Erhitzungsblock 78 eingebettet ist und dem Stollen 58 Wärme zuführt. Einer der Stollen 58 enthält darüber hinaus einen Temperatursensor 80, der in einem Kanal 82 des Erhitzungsblocks 78 angeordnet ist. Der Temperatursensor 80 wird durch eine Feder 84, die mit einem Abstandshalter 86 in Kontakt ist, in Position gehalten. Das gesamte Sensorsystem ist im Inneren des Erhitzungsblocks durch Halteelement 88 eingeschlossen. Der Temperatursensor 80 und der elektrische Draht werden vor dem Einführen in den Erhitzungsblock 78 vorzugsweise mit einer großen Menge wärmeleitenden Silikonfetts "Compound 7" von Dow Corning beschichtet.
Der Qualitätsüberwachung halber, und um Einheitlichkeit der Querverschlüsse zu erreichen, enthält einer der beheizten Stollen 58 eine zentrale Temperatursteuereinrichtung mit einem Mikroprozessor, der den Strom steuert, den die Spannungsquelle jedem der einzelnen Stollen 58 zuführt. Eine Temperatursteuerung reguliert dann die Temperatur in allen Stollen 58. Bei einer anderen Ausführung können einzelne Thermostate verwendet werden, um die Temperatur jedes einzelnen Stollen zu steuern. Bei dieser Ausführung kann die Temperatur jedes einzelnen Stollen 58 einzeln gesteuert werden.

UNTERTEILUNGS- UND VERSCHLUSSSTATION

Der Unterteilungszylinder 62 ist, wie in Fig. 2 zu sehen ist, an einer Drehwelle 90 angebracht. Drehwelle 90 wird durch Gehäuse 92 in Position gehalten. Drehwelle 90 erstreckt sich von dem Unterteilungszylinder 62 durch Gehäuse 92 zu einer Rückseite, wo eine Riemenscheibe 94 angebracht ist, an der ein Antriebsriemen 96 angebracht ist. Die Welle 90 enthält des weiteren eine Nabeneinstellbuchse 98, die die axiale Position des Unterteilungszylinders und der Welle einstellt. Der Antriebsriemen 96 dreht, wie in Fig. 2 zu sehen ist, die Welle 90 und den Unterteilungszylinder 62.
Es sind vorzugsweise vier Stollen 56 an der Oberfläche des Unterteilungszylinders 62 angeordnet. Jeder Stollen 56 ist mit bekannten mechanischen Einrichtungen, wie beispielsweise Bolzen und Schrauben, an dem Unterteilungszylinder 62 angebracht.
Die Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Unterteilungsstation 36 gilt für die Verschlußstation 40, da der Unterteilungs- und der Verschlußzylinder identisch sind. Verschlußzylinder 66 ist an Drehwelle 100 angebracht, die von Gehäuse 102 auf gleiche Weise wie die Unterteilungswelle 90 getragen wird. Eine Riemenscheibe 104 ist an der Welle 100 angebracht, so daß ein Antriebsriemen 106 Drehbewegung erzeugt. Die axiale Position der Welle 100 wird durch die Nabeneinstellbuchse 108 eingestellt.
Um die Bewegung des Unterteilungs-, des Erhitzungs- und des Verschlußzylinders zu synchronisieren, ist ein System von Riemenscheiben, Riemen und Motoren am hinteren Abschnitt der Vorrichtung vorhanden, wie dies in Fig. 6 - 8 zu sehen ist. Bei dem Verschlußzylinder 66 umfaßt zunächst das hintere Ende der Drehwelle 100 des Verschlußzylinders eine Riemenscheibe 104 und ein Zahnrad 110, das auf der Innenseite der Riemenscheibe 104 angeordnet ist und Zähne aufweist. Antriebsriemen 106 ist mit Riemenscheibe 104, Spannscheibe 112 und Antriebsriemenscheibe 114 im Eingriff. Antriebsriemenscheibe 114 ist an einer Achse angebracht, die eine innenliegende Riemenscheibe 116 enthält. Die Achse wird durch einen Riemen 118 gedreht, der an einer zweiten innenliegenden Riemenscheibe 120 und einer Riemenscheibe 122 angebracht ist, die durch einen Motor 124 gedreht wird. Der Motor 124 umfaßt vorzugsweise einen 5-PS- Wechselstrommotor, der als 184 Nema C-Face-Motor bekannt ist. Ein derartiger Motor erzeugt vorzugsweise 1525 U/min. Dies führt zu einer Mengenleistung von ungefähr 600 Scheiben/min. Der Motor 124 ist des weiteren vorzugsweise mit einem 10:1-Untersetzungsgetriebe 126 verbunden, das mit der Achse verbunden ist.
Eine weitere Riemenscheibe 128 ist an der Achse angebracht, die Riemenscheibe 122 dreht. Ein Zahnflachriemen 74 mit Zähnen ist an Riemenscheibe 128, einer Spannriemenscheibe 132 und der Riemenscheibe 72 angebracht, die an der Welle 68 des Erhitzungszylinders 64 angebracht ist. So führt Drehung der Riemenscheibe 128 zu Drehung des Erhitzungszylinders 64.
Synchrone Drehung des Verschlußzylinders 66 wird dadurch erreicht, daß ein Riemen mit der Riemenscheibe der Verschlußstation in Eingriff ist und auf in der Technik bekannte Weise durch eine Riemenscheibe des Unterteilungsstationszylinders angetrieben wird.

DIE SCHNEID-UND-STAPEL-ANORDNUNG

Nachdem die Heißkleb-Querverschlüsse hergestellt worden sind, wird die Bahn zu einer Schneidstation 42 und einer Stapelstation 44 transportiert. Die so hergestellte Bahn wird zunächst durch eine Photosensorbaugruppe 134 geleitet, wo die Querverschlüsse durch eine Lichtleitfaser-Photozelle erfaßt werden. Die Bahn durchläuft dann die Spanneinrichtung 136, die zwei einander gegenüberliegende Endlosriemen 138 umfaßt, wobei jeder Riemen auf in der Technik bekannte Weise durch Riemenscheiben 140 angetrieben wird. Die Bahn wird dann der Schneidstation 42 und Stapelstation 44 zugeführt (Fig. 1). Eine geeignete Schneidbaugruppe für Polypropylen umfaßt Messer, die als Modell Nr. 280004 von Do Boy Packaging Machinery Inc. (New Richmond, Wisconsin) bezogen werden können. Die Messer schneiden die Scheiben dadurch, daß sie mit den Heißklebverschlüssen in Kontakt kommen und die Verschlüsse auf einen Amboß drücken, der aus gehärtetem Stahl besteht. Die Scheiben werden durch die Klemmwirkung der Messer an dem Amboß geschnitten.
Eine geeignete Schneid-und-Stapel-Stations-Baugruppe für Mylar kann von Green Bay Machine Corporation (Green Bay, Wisconsin) als Baugruppe Nr. EO-16-2-68 bezogen werden, die dem gegenwärtig unter der Bezeichnung 300S von Green Bay Machine Corporation vertriebenen Extruder ähnelt. Die Schneidstation 42 enthält ein Schneidmesser (nicht dargestellt) und einen elektronischen Drehmelder (nicht dargestellt), der die Position des Messers erfaßt. Der elektronische Drehmelder ist mit einem programmierbaren Grenzschalter verbunden, der dazu dient, die Position des Schneidmessers zu bestimmen. Unter Verwendung des Signals von der Lichtleitfaser-Photozelle wird die Position des Schneidmessers so reguliert, daß das Messer die Bahn an den Heißkleb-Querverschlüssen schneidet.
Nachdem die Bahn so geschnitten wurde, daß die einzelnen Scheiben entstehen, werden die Scheiben aus der Schneidstation 42 ausgegeben und auf der Stapelstation 44 angeordnet, die die Scheiben in drei Stapeln stapelt.
Daher wird mit dem Verpackungs-und-Stapel-System der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung geschaffen, mit der einzelne Scheiben Käse in Heißklebverschlüssen bei effektiver und schneller Mengenleistung verpackt werden können. Die Verschlußkonstruktion, die mit der vorliegenden Erfindung geschaffen wird, erzeugt einen Heißverschluß an der Längsseite der Bahn. Wenn der Käse in die Schlauchbahn eingeführt worden ist, werden Heißkleb-Querverschlüsse hergestellt. Diese Anordnung ermöglicht eine Verpackung von Käse mit Heißklebverschlüssen, die eine wesentlich längere Haltbarkeit aufweisen als die gegenwärtig erhältlichen Käsescheibenerzeugnisse. Des weiteren werden der Längsverschluß und die Querverschlüsse auf eine Weise hergestellt, die kontinuierliche Bewegung der Bahn ohne intermittierende Bewegung einiger gegenwärtig erhältlicher Verschlußsysteme ermöglicht. Die Scheibe, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt und verpackt wird, stellt ein zu bevorzugendes verpacktes Enderzeugnis dar.
Des weiteren löst sich, da Polyethylen als die Verschlußschicht verwendet werden kann, das Verpackungsmaterial leicht von dem Schmelzkäse. Dadurch kann auf Einrichtungen, wie beispielsweise eine Scherpumpe zur Behandlung des Käses verzichtet werden, so daß eine weniger haftende Struktur entsteht und besseres Lösen möglich ist. Natürlich kann, wenn gewünscht, eine Scherpumpe eingesetzt werden. Da die Bahn abgekühlt wird, bevor die Querverschlüsse hergestellt werden, wird die Unterteilung mit der Schneidstation vereinfacht. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglichen es des weiteren, daß das Verpackungsmaterial aus Polypropylen besteht. Dies ist besonders vorteilhaft, da Polypropylen weniger teuer ist als gegenwärtig eingesetzte Materialien, wie beispielsweise Mylar.

Claims

1. Lebensmittelverpackungsvorrichtung, die einzeln verpackte Scheiben eines Lebensmittelartikels aus einem fortlaufenden, abgeflachten Schlauch aus Verpackungsmaterial mit dem darin befindlichen Lebensmittelartikel herstellt, wobei der abgeflachte Schlauch eine Vorderseite und eine Rückseite hat, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Unterteilungsstation (36), die benachbarte Abschnitte des abgeflachten Schlauches (21) herstellt, die durch Unterteilungslinien voneinander getrennt sind, wobei jede der Unterteilungslinien durch die Unterteilungsstation (36) hergestellt wird, indem die Vorderseite und die Rückseite des Schlauchmaterials in einem Bereich quer zur Länge des Schlauchs (21) gepreßt werden, so daß der Lebensmittelartikel aus dem Bereich herausgequetscht wird;

eine Fördereinrichtung, die den fortlaufenden Schlauch des Lebensmittelartikels transportiert;

gekennzeichnet durch

eine Erhitzungsstation (38), die stromab von der Unterteilungsstation (36) angeordnet ist und die benachbarten Abschnitte des Lebensmittelartikels aus der Unterteilungsstation (36) an den Unterteilungslinien über eine vorgegebene Zeit erhitzt, wobei die Unterteilungslinien während der vorgegebenen Zeit nicht gepreßt werden; und

eine Verschlußstation (40), die die benachbarten Abschnitte des Lebensmittelartikels aus der Erhitzungsstation aufnimmt und die Unterteilungslinien preßt, so daß ein Klebverschluß an den Unterteilungslinien entsteht.

2. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Lebensmittelartikel um ein Käseerzeugnis handelt.

3. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Erhitzungsstation (38) eine Temperatur im Bereich von 394K (250ºF) bis 433K (320ºF) erzeugt.

4. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Erhitzungsstation (38) eine Temperatur im Bereich von 450K (350ºF) bis 505K (450ºF) erzeugt.

5. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die vorgegebene Zeit ungefähr 1/2 Sekunde beträgt.

6. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Erhitzungsstation (38) eine Vielzahl von Stollen (58) umfaßt.

7. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Vielzahl von Stollen (58) an einem drehbaren Zylinder (64) angebracht ist.

8. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl von Stollen (58) in Umfangsrichtung und gleichmäßig beabstandet angeordnet sind.

9. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei benachbarte der Vielzahl von Stollen (58) voneinander um einen vorgegebenen Abstand getrennt sind, der die Länge einer Scheibe bestimmt.

10. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Unterteilungsstation (36) einen Stollen (56) umfaßt, der auf einen der Vielzahl von Stollen der Erhitzungsstation ausgerichtet ist, so daß eine Unterteilungslinie hergestellt wird, wenn sich der Lebensmittelartikel dazwischen befindet.

11. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Unterteilungsstation (36) eine Vielzahl von Stollen (56) umfaßt, die an einem drehbaren Zylinder (62) angebracht sind.

12. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Verschlußstation (40) einen Stollen (60) umfaßt, der auf einen der Vielzahl von Stollen (58) der Erhitzungsstation (38) ausgerichtet ist, so daß die Vorderseite und die Rückseite des Schlauchmaterials zusammengedrückt werden und ein Verschluß entsteht, wenn die Unterteilungslinie auf die aufeinander ausgerichteten Stollen (58, 60) ausgerichtet sind, und benachbarte Abschnitte des Lebensmittelartikels aus der Erhitzungsstation (38) aufgenommen und die Unterteilungslinien erhitzt werden, so daß ein Klebeverschluß an den Unterteilungslinien hergestellt wird.

13. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Verschlußstation (40) eine Vielzahl von Stollen (60) umfaßt, die an einem drehbaren Zylinder (66) angebracht sind.

14. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Unterteilungsstation (36) einen Stollen (56) umfaßt, der auf einen der Vielzahl von Stollen (58) der Erhitzungsstation (38) ausgerichtet ist, so daß die Unterteilungslinie hergestellt wird, wenn sich der Lebensmittelartikel dazwischen befindet.

15. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Verschlußstation (40) einen drehbaren Zylinder (66) umfaßt, wobei die drehbaren Zylinder (62, 66) der Unterteilungsstation (36) und der Verschlußstation (40) den gleichen Durchmesser haben.

16. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Durchmesser der drehbaren Zylinder (62, 66) der Unterteilungsstation (36) und der Verschlußstation (40) einen anderen Wert haben als der Durchmesser des drehbaren Zylinders (64) der Erhitzungsstation (38).

17. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 11, die eine Synchronisiervorrichtung umfaßt, die wenigstens einen der Vielzahl von Stollen (56), die an der Unterteilungsstation (36) angebracht sind, sowie wenigstens einen der Vielzahl von Stollen (58), die an der Erhitzungsstation (38) angebracht sind, aufeinander ausrichtet.

18. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Synchronisiervorrichtung wenigstens einen der Vielzahl von Stollen (58), die an der Erhitzungsstation (38) angebracht sind, auf wenigstens einen der Vielzahl von Stollen (60), die an der Verschlußstation (40) angebracht sind, ausrichtet.

19. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Vielzahl von Stollen (58) der Erhitzungsstation (38) gleichmäßig beabstandet sind und von einer Oberfläche getragen werden, wobei die Oberfläche zwischen benachbarten Stollen (58) liegt und einen Abschnitt des Lebensmittelartikels trägt.

20. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verpackungsmaterial ein dehnbares Material umfaßt.

21. Lebensmittelverpackungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei das Verpackungsmaterial Polypropylen umfaßt.

22. Verfahren zum Herstellen einzeln verpackter Scheiben eines Lebensmittelartikels aus einem fortlaufenden, abgeflachten Schlauch aus Verpackungsmaterial mit dem darin befindlichen Lebensmittelartikel, das die folgenden Schritte umfaßt:

Pressen des Schlauchs in einem ersten Bereich quer zur Länge des Schlauchs, so daß der Lebensmittelartikel aus dem ersten Bereich herausgequetscht wird und eine erste Unterteilungslinie entsteht;

Pressen des Schlauchs in einem zweiten Bereich quer zur Länge des Schlauchs, so daß der Lebensmittelartikel aus dem zweiten Bereich herausgequetscht wird, eine zweite Unterteilungslinie entsteht und eine Lebensmittelartikelscheibe hergestellt wird, die sich zwischen der ersten und der zweiten Unterteilungslinie befindet;

gekennzeichnet durch die Schritte des

Unterbrechens des Pressens des Schlauchs und Erhitzens der ersten und der zweiten Unterteilungslinie über eine vorgegebene Zeit; und

Pressens der erhitzten ersten und zweiten Unterteilungslinie nach dem Erhitzen der ersten und der zweiten Unterteilungslinie, um so eine Lebensmittelartikelscheibe mit einem Klebeverschluß herzustellen.

23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei es sich bei dem Lebensmittelartikel um ein Käseerzeugnis handelt.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, wobei der Erhitzungsschritt bei einer Temperatur im Bereich von 394K (250ºF) bis 433K (320ºF) ausgeführt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, wobei der Erhitzungsschritt bei einer Temperatur im Bereich von 450K (350ºF) bis 505K (450ºF) ausgeführt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 24, wobei die vorgegebene Zeit ungefähr 1/2 Sekunde beträgt.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, das das Schneiden der Lebensmittelartikelscheibe mit dem Klebeverschluß an der ersten und der zweiten Unterteilungslinie umfaßt.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, wobei das Verpackungsmaterial ein dehnbares Material umfaßt.

29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Verpackungsmaterial Polypropylen umfaßt.