EP0581121A1 - Verfahren und Vorrichtung zum sauerstofffreien Verpacken von Ware - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum sauerstofffreien Verpacken von Ware Download PDF

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EP0581121A1
EP0581121A1 EP93111309A EP93111309A EP0581121A1 EP 0581121 A1 EP0581121 A1 EP 0581121A1 EP 93111309 A EP93111309 A EP 93111309A EP 93111309 A EP93111309 A EP 93111309A EP 0581121 A1 EP0581121 A1 EP 0581121A1
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EP
European Patent Office
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substance
gas
container
receiving device
interior
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EP93111309A
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EP0581121B1 (de
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Franz Dipl.-Ing. Garnreiter (Fh)
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Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/04—Evacuating, pressurising or gasifying filled containers or wrappers by means of nozzles through which air or other gas, e.g. an inert gas, is withdrawn or supplied
    • B65B31/043—Evacuating, pressurising or gasifying filled containers or wrappers by means of nozzles through which air or other gas, e.g. an inert gas, is withdrawn or supplied the nozzles acting horizontally between an upper and a lower part of the container or wrapper, e.g. between container and lid

Definitions

  • the invention relates to a process for the oxygen-free packaging of goods in containers, in which the goods are filled into the container and the interior of the container is flushed with a gas before the container is closed in a gas-tight manner, and a device for carrying out the method.
  • a common packaging method is, for example, to evacuate the package and then seal it.
  • this can only be carried out with flexible packings, since otherwise the pack can easily be damaged by forces arising from the vacuum.
  • this method is associated with an enormous expenditure on equipment. Elaborate vacuum chambers and at least one powerful vacuum pump are required.
  • problems arise with products with low-boiling aromas, such as coffee, since these are then lost to the product due to the vacuum.
  • a further development of the above-mentioned method consists in back-gassing the evacuated pack with inert, oxygen-free gas and then closing it. This method can then also be used to pack product in rigid containers.
  • Another packaging method involves purging the package with an inert, oxygen-free gas. The pack is then closed. However, packages filled with lumpy product are not obtained with sufficient oxygen freedom afterwards by flushing with inert gas in a reasonable time.
  • the object of the present invention is to design a method of the type mentioned at the outset and a device for carrying out the method in such a way that oxygen-free packaging of goods takes place in a simple and economical manner without the disadvantages of the previous methods and devices mentioned.
  • This object is achieved in that a substance capable of gas evolution is poured into a substance receiving device attached in or on the container, the substance located in the substance receiving device is brought to gas evolution, the resulting gas is transferred into the container interior, the container interior with the Gas is flushed and after the container is closed, the gas generated in the substance receiving device is no longer transferred into the interior of the container, but is instead released into the atmosphere.
  • a liquid gas in particular liquid nitrogen, is expediently used as the gas-developing substance.
  • dry ice (CO2 snow) is also suitable.
  • the decisive factor is that the substance, for example in the liquid or solid state, is filled into the substance receiving device and then caused to develop gas, that is to say can be brought to vaporization, for example.
  • the substance capable of gas evolution is not metered directly into the interior of the container, but into a separate substance receiving device, which in the simplest case can be designed as a cup which is attached in or on the container.
  • the gas produced in the substance receiving device by the gas evolution is transferred into the container interior, for example via connecting lines or in the simplest case via a gap formed by the cup rim and the container lid.
  • the container can be closed without having to consider whether substance is still contained in the substance receiving device.
  • the gas resulting from the evolution of gas from the remaining substance is namely no longer transferred into the interior of the container after the container has been closed, but is instead released into the atmosphere.
  • this is achieved by eliminating the gap between the substance receiving device and the container lid when the container is closed by the container lid, and piercing the container at the point directly above the substance receiving device. In this way, the gas resulting from the substance remaining in the substance receiving device can no longer lead to an undesirable bulging of the lid or to bursting of the packaging.
  • an inert gas in particular liquid nitrogen
  • the gaseous nitrogen produced by the evaporation of the liquid nitrogen in the substance receiving device displaces the oxygen from the container and forms an inert atmosphere in the interior of the container, which increases the shelf life of the food.
  • Another option is dry ice (CO2 snow) to fill in the substance absorption device.
  • CO2 snow dry ice
  • the resulting CO2 gas displaces the atmospheric oxygen in the container and creates a CO2-containing atmosphere in the interior of the container.
  • the gas evolution of the substance in the substance receiving device is preferably accelerated by the supply of heat.
  • the substance absorption device can, for example, be electrically heated or hot air can be supplied to the substance absorption device.
  • a gas is blown into the substance receiving device filled with the substance.
  • the injected gas is transferred into the interior of the container together with the gas resulting from the substance and thus supports its flushing action.
  • the gas evolution of the substance is intensified by the injected gas.
  • the substance in the substance receiving device is at least partially converted into the gaseous state in a first step and a gas is blown into the substance receiving device in a subsequent second step. Since the gas evolution of the substance is usually initially stronger and gradually subsides, the decreasing gas evolution can be increased again in the second step. Overall, the additional blowing of gas into the substance receiving device results in the advantage that less substance is required to rinse the container.
  • gaseous nitrogen or a mixed gas in particular an N2 / CO2 mixed gas or an N2 / CO2 / O2 mixed gas with possible proportions of argon, helium or carbon monoxide is blown into the substance receiving device.
  • a heated gas is preferably used to further intensify the gas evolution of the substance.
  • the invention further relates to a device for carrying out the method with a container which can be filled with goods and closed in a gastight manner.
  • the container has a substance receiving device which is essentially designed as an interior surrounded by a wall and can be filled with a substance capable of gas development, the interior of which is in communication with the container interior in the unlocked state of the container and with the atmosphere in the closed state of the container.
  • the substance receiving device is expediently attached to the fumigation point in the container, so that the gas resulting from the substance can rinse the entire container at the same time.
  • the substance receiving device is designed according to a particularly preferred embodiment essentially as a cup arranged in the shell, for example in a conical or cylindrical shape with a cup rim surrounding the cup in the vertical direction at the top.
  • the rim of the bowl and the rim of the cup run in a common horizontal plane, so that the bowl and cup can be closed with a common cover.
  • the cover In the unlocked state of the bowl, gaps are provided between the bowl edge and the cover and between the cup edge and the cover, ie the cover is at a short distance above the cup and bowl edge.
  • the gas formed in the substance receiving device ie in the cup
  • the cover To close the shell, the cover is lowered onto the shell so that the gaps between the edge of the shell and the cover are closed when the shell is closed. The gas can no longer pass from the cup into the bowl interior.
  • the cover of the bowl is pierced at the point immediately above the cup after the bowl has been closed. The cover thus has, in the closed state of the shell, an opening to the interior of the cup through which, due to the gas evolution of the substance remaining in the cup, gas can escape to the atmosphere after evaporation.
  • a valve is arranged instead of the opening in the cover, which closes the path from the outside into the cup interior, while it opens the way from the cup interior to the outside.
  • a heating device is provided in the area of the substance absorption device. This can consist, for example, of an electric heating plate, via which the containers are transported during the packaging process. It is also possible to arrange a hot air blower in the vicinity of the liquid absorption device.
  • a gas feed line is provided which is directed into the interior of the substance receiving device. Via this gas supply line, e.g. gaseous nitrogen are blown into the substance receiving device, which on the one hand intensifies the gas development and on the other hand supports the purging effect of the gas formed from the substance.
  • the wall of the substance absorption device preferably has knobs in order to improve the outer surface and thus the heat transfer from the outside.
  • the invention enables a uniform gas purging of the container from one point and creates an independence from time fluctuations in the gas development. Substance dosing in excess is also possible.
  • oxygen-free packaging of goods in containers is achieved without expensive equipment, such as e.g. Vacuum pumps and vacuum chambers would be required.
  • the process according to the invention creates an oxygen-free atmosphere in the containers within a short time, which also ensures packaging and storage of oxygen-sensitive products. In this way e.g. Foods are permanently protected from oxidation processes so that their shelf life is improved.
  • the invention is particularly suitable for packaging finished food products in single or multi-compartment menu trays.
  • a liquid gas namely liquid nitrogen
  • the substance absorption device is referred to below as the liquid gas absorption device.
  • the menu tray 10 shown in FIG. 1 has a liquid gas receiving device 4 designed as a cup, which is arranged at a point in the center of the menu tray 10 that is favorable in terms of fumigation technology.
  • the liquid gas receiving device 4 is filled with liquid nitrogen.
  • a heating element 3 arranged below the liquid gas receiving device 4 is brought up to the liquid gas receiving device 4 in order to support the evaporation of the liquid nitrogen located in the liquid gas receiving device 4.
  • the resulting gaseous nitrogen passes over the upper rim 11 of the liquefied gas absorption device 4 into the area above 9 of the menu tray 10 located food product arranged headspace 5 above.
  • the nitrogen gas displaces the air located in the head space 5 of the menu tray 10 and exits into the atmosphere via the tray edges 12.
  • the path of the nitrogen gas is illustrated in the drawing by arrows.
  • a cover film 2 is held at a short distance above the menu tray 10, so that gaps are formed between the cup edge 11 and the cover film 2 and between the bowl edge 12 and the cover film 2 through which the nitrogen gas can pass.
  • the menu tray 10 is closed by means of a sealing device 1 arranged above the menu tray 10.
  • the cover film 2 is pressed onto the bowl edge 12 and cup edge 11 and attached to sealing surfaces 8.
  • the menu tray 10 is thus sealed gas-tight. Since the gap between the cup rim 11 and the lid film 2 has also been eliminated, nitrogen gas can no longer pass from the liquid gas receiving device 4 into the head space 5 of the menu tray 10.
  • the cover film 2 is pierced at a point immediately above the liquid gas receiving device 4. This allows nitrogen gas, which is produced by evaporating liquid nitrogen remaining in the liquid gas receiving device 4, to escape to the atmosphere without damage. It is therefore not necessary to wait until all of the liquid nitrogen has evaporated before the menu tray 10 is sealed, in order to prevent the package from bursting open due to the subsequently evaporated nitrogen.
  • gaseous nitrogen can additionally be blown into the liquid gas receiving device 4. This can be done, for example, by a nitrogen gas supply arranged instead of the piercing device 7 respectively. This also intensifies the evaporation of the liquid nitrogen in the liquid gas receiving device 4.
  • the menu tray shown in Figure 1 is shown in plan view.
  • the liquid gas receiving device 4 is arranged at a fumigation point in the center of the multi-compartment menu tray.
  • the path of the nitrogen gas is again shown by arrows.
  • the sealing surfaces 8, on which the lid film rests after the menu tray has been sealed, can be seen clearly.
  • Figure 3 shows a perspective view of the menu tray shown in Figures 1 and 2.
  • the arrow illustrates the metering of liquid nitrogen into the liquid gas receiving device 4.
  • a single-compartment menu tray is shown in FIG. 4, the liquid gas receiving device 4 being arranged in a corner of the menu tray.
  • the menu tray is preferably pre-sealed with the cover film in the area in which the liquid gas receiving device 4 is located. This prevents some of the evaporated nitrogen from ineffectively escaping to the atmosphere in the direction facing away from the interior of the shell via the edge of the shell. An undesired escape of the evaporated nitrogen can also be prevented by an appropriate design of the sealing tool used to seal the cover film.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vacuum Packaging (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum sauerstofffreien Verpacken von Waren. An einem Behälter (10) zur Aufnahme der Waren ist eine Substanzaufnahmeeinrichtung (4) angebracht, in die eine zur Gasentwicklung befähigte Substanz, insbesondere ein Flüssiggas eindosiert wird. Die in der Substanzaufnahmeeinrichtung (4) befindliche Substanz wird zur Gasentwicklung gebracht und das entstehende Gas tritt in den Behälterinnenraum (5,9) über. Das Gas verdrängt den im Behälterinnenraum (5,9) befindlichen Sauerstoff und tritt über den Behälterrand (12) in die Atmosphäre aus. Nach dem Spülen des Behälterinnenraumes (5, 9) wird der Behälter (10) mittels einer Abdeckung (2) gasdicht verschlossen. Dabei wird auch die Verbindung zwischen der Substanzaufnahmeeinrichtung und dem Behälterinnenraum (5, 9) unterbrochen, so daß kein Gas mehr in den Behälter übertreten kann. In der Abdeckung (2) wird eine Durchtrittsöffnung zur Substanzaufnahmeeinrichtung (4) geschaffen, damit das durch die Gasentwicklung von übriggebliebener Substanz entstehende Gas an die Atmosphäre austreten kann. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum sauerstofffreien Verpacken von Ware in Behälter, bei dem die Ware in den Behälter eingefüllt wird und der Behälterinnenraum mit einem Gas gespült wird, bevor der Behälter gasdicht verschlossen wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Bei einigen Waren, insbesondere Lebensmittelprodukten, ist es vorteilhaft, sie unter Ausschluß von Sauerstoff aufzubewahren, um z.B. deren Haltbarkeit sicherzustellen. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um innerhalb einer Packung eine sauerstofffreie Atmosphäre zu schaffen.
  • Eine übliche Verpackungsmethode besteht z.B. darin, die Packung zu evakuieren und anschließend zu verschließen. Dies ist jedoch nur mit flexiblen Packungen durchführbar, da sonst durch aufgrund des Vakuums auftretende Kräfte eine Beschädigung der Packung leicht möglich ist. Außerdem ist diese Methode mit einem enormen apparativen Aufwand verbunden. Es sind aufwendige Vakuumkammern und mindestens eine leistungsfähige Vakuumpumpe erforderlich. Überdies ergeben sich Probleme bei Produkten mit niedrigsiedenden Aromastoffen, wie z.B. Kaffee, da diese dann aufgrund des Vakuums dem Produkt verlorengehen.
  • Eine Weiterentwicklung der genannten Methode besteht darin, die evakuierte Packung mit inertem, sauerstofffreiem Gas rückzubegasen und anschließend zu verschließen. Damit kann diese Methode dann auch zum Abpacken von Produkt in starren Behältern verwendet werden.
  • Eine andere Verpackungsmethode sieht ein Spülen der Packung mit einem inerten, sauerstofffreien Gas vor. Anschließend wird die Packung verschlossen. Mit stückigem Produkt gefüllte Packungen werden jedoch im nachhinein durch Spülung mit inertem Gas in angemessener Zeit nicht mit ausreichender Sauerstofffreiheit erhalten.
  • Es ist auch bekannt, eine sauerstofffreie Atmosphäre innerhalb der Packung durch Sauerstoffbindung in der Packung mit Chemikalien zu erreichen. Diese Methode ist jedoch bei Lebensmittelpackungen z.B. aufgrund unsachgemäßer Verwendungsmöglichkeiten der Chemikalien durch Kinder bedenklich.
  • Schließlich ist es aus der DE-OS 36 25 081 bekannt, zum Kopfraumspülen von Behältnissen gasförmigen Stickstoff zu verwenden, der aus eindosiertem flüssigem Stickstoff durch Verdampfen entsteht. Wird dieses Verfahren beim Verpacken von mehrfächrigen Menüschalen eingesetzt, wie sie bei Lebensmittelfertigprodukten verwendet werden, so müssen bei unterschiedlichen Fächervolumina in die Fächer unterschiedliche Flüssigstickstoffmengen eindosiert werden, damit entsprechend der zu verdrängenden Luftmenge ausreichend gasförmiger Stickstoff zur Verfügung steht. Dies erfordert eine aufwendige Flüssigstickstoffdosieranlage mit mehreren Dosierstellen. Außerdem sammelt sich der flüssige Stickstoff erfahrungsgemäß nicht in der dosierten Menge an einem bevorzugten Ort in der Schale, sondern verteilt sich an beliebiger Stelle zu ungleichmäßigen Mengen. Dies bringt erheblich schwankende Verdampfungszeiten für den flüssigen Stickstoff mit sich. Aus diesem Grund muß mit dem Verschließen der Schalen gewartet werden, bis zumindest in 99 von 100 Schalen der flüssige Stickstoff vollständig verdampft ist. Anderenfalls würden Reste an flüssigem Stickstoff in der verschlossenen Schale nach Verdampfen zu einem Überdruck in der Schale führen, der geringstenfalls ein unerwünschtes Aufwölben des Deckels oder sogar ein Aufplatzen der Verpackung zur Folge hat.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so auszugestalten, daß eine sauerstofffreie Verpackung von Waren auf einfache und wirtschaftliche Weise erfolgt, ohne daß die genannten Nachteile der bisherigen Verfahren und Vorrichtungen auftreten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zur Gasentwicklung befähigte Substanz in eine in oder an dem Behälter angebrachte Substanzaufnahmeeinrichtung eingefüllt wird, die in der Substanzaufnahmeeinrichtung befindliche Substanz zur Gasentwicklung gebracht wird, das so entstehende Gas in den Behälterinnenraum überführt wird, der Behälterinnenraum mit dem Gas gespült wird und nach dem Verschließen des Behälters das in der Substanzaufnahmeeinrichtung entstehende Gas nicht mehr in den Behälterinnenraum überführt, sondern an die Atmosphäre abgegeben wird.
  • Zweckmäßigerweise wird als gasentwickelnde Substanz ein Flüssiggas, insbesondere flüssiger Stickstoff, verwendet. Es eignet sich aber auch Trockeneis (CO₂-Schnee). Ausschlaggebend ist, daß die Substanz z.B. in flüssigem oder festem Zustand in die Substanzaufnahmeeinrichtung eingefüllt und anschließend zur Gasentwicklung veranlaßt, also z.B. zum Verdampfen gebracht werden kann.
  • Der wesentliche Unterschied zum Stand der Technik besteht demnach darin, daß die zur Gasentwicklung befähigte Substanz nicht direkt in den Behälterinnenraum eindosiert wird, sondern in eine separate Substanzaufnahmeeinrichtung, die im einfachsten Fall als Becher ausgebildet sein kann, der im oder am Behälter angebracht ist. Das in der Substanzaufnahmeeinrichtung durch die Gasentwicklung hergestellte Gas wird beispielsweise über Verbindungsleitungen oder im einfachsten Fall über einen vom Becherrand und Behälterdeckel gebildeten Spalt in den Behälterinnenraum überführt. Nachdem der Behälterinnenraum mit dem Gas gespült worden ist, kann der Behälter verschlossen werden, ohne darauf Rücksicht nehmen zu müssen, ob in der Substanzaufnahmeeinrichtung noch Substanz enthalten ist. Das durch die Gasentwicklung von übriggebliebener Substanz entstehende Gas wird nämlich nach dem Verschließen des Behälters nicht mehr in den Behälterinnenraum überführt, sondern an die Atmosphäre abgegeben. Im einfachsten Fall wird dies dadurch erreicht, daß der Spalt zwischen der Substanzaufnahmeeinrichtung und dem Behälterdeckel beim Verschließen des Behälters durch den Behälterdeckel beseitigt wird und der Behälter an der Stelle, die sich direkt über der Substanzaufnahmeeinrichtung befindet, durchstochen wird. Auf diese Weise kann das aus der in der Substanzaufnahmeeinrichtung verbliebenen Substanz entstehende Gas nicht mehr zu einem unerwünschten Aufwölben des Deckels oder zum Aufplatzen der Verpackung führen.
  • Falls Lebensmittel verpackt werden sollen, so wird zweckmäßigerweise ein Inertgas, insbesondere flüssiger Stickstoff, als gasentwickelnde Substanz eingesetzt. Der durch Verdampfen des flüssigen Stickstoffs in der Substanzaufnahmeeinrichtung entstehende gasförmige Stickstoff verdrängt den Sauerstoff aus dem Behälter und bildet eine inerte Atmosphäre im Behälterinnenraum, wodurch die Haltbarkeit der Lebensmittel erhöht wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Trockeneis (CO₂-Schnee) in die Substanzaufnahmeeinrichtung einzufüllen. Das entstehende CO₂-Gas verdrängt den Luftsauerstoff im Behälter und schafft eine CO₂-haltige Atmosphäre im Behälterinnenraum. Durch Wahl der entsprechenden zur Gasentwicklung befähigten Substanz kann die für die jeweils zu verpackenden Waren günstigste Behälterinnenraumatmosphäre eingestellt werden. Beispielsweise kann auch flüssiges Helium als gasentwickelnde Substanz verwendet werden, um eine Heliumatmosphäre im Behälterinnenraum herzustellen.
  • Die Gasentwicklung der in der Substanzaufnahmeeinrichtung befindlichen Substanz wird vorzugsweise durch Wärmezufuhr beschleunigt. Hierzu kann die Substanzaufnahmeeinrichtung beispielsweise elektrisch beheizt werden oder Heißluft an die Substanzaufnahmeeinrichtung herangeführt werden.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in die mit der Substanz gefüllte Substanzaufnahmeeinrichtung ein Gas eingeblasen. Das eingeblasene Gas wird gemeinsam mit dem aus der Substanz entstandenen Gas in den Behälterinnenraum überführt und unterstützt somit dessen Spülwirkung. Außerdem wird durch das eingeblasene Gas die Gasentwicklung der Substanz intensiviert.
  • In einer weitergehenden Variante der Erfindung wird in einem ersten Schritt die in der Substanzaufnahmeeinrichtung befindliche Substanz zumindest teilweise in den gasförmigen Zustand überführt und in einem anschließenden zweiten Schritt ein Gas in die Substanzaufnahmeeinrichtung eingeblasen. Da die Gasentwicklung der Substanz üblicherweise zunächst stärker ist und allmählich nachläßt, kann auf diese Weise die nachlassende Gasentwicklung im zweiten Schritt wieder verstärkt werden. Insgesamt ergibt sich durch das zusätzliche Einblasen von Gas in die Substanzaufnahmeeinrichtung der Vorteil, daß weniger Substanz zum Spülen des Behälters erforderlich ist.
  • Zweckmäßigerweise wird gasförmiger Stickstoff oder ein Mischgas, insbesondere ein N₂/CO₂-Mischgas oder ein N₂/CO₂/O₂-Mischgas mit möglichen Anteilen von Argon, Helium oder Kohlenmonoxid in die Substanzaufnahmeeinrichtung eingeblasen. Zur weiteren Intensivierung der Gasentwicklung der Substanz wird bevorzugt ein erwärmtes Gas verwendet.
  • Es wird empfohlen, mindestens eine solche Menge an Substanz in die Substanzaufnahmeeinrichtung einzufüllen, die ausreicht, um nach der Gasentwicklung den Behälterinnenraum sauerstofffrei zu spülen. Falls zusätzlich Gas in die Substanzaufnahmeeinrichtung eingeblasen wird, kann die Substanzmenge entsprechend verringert werden.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem mit Ware befüllbaren und gasdicht verschließbaren Behälter.
  • Erfindungsgemäß weist der Behälter eine im wesentlichen als von einer Wandung umgebener Innenraum ausgebildete, mit einer zur Gasentwicklung befähigten Substanz befüllbare Substanzaufnahmeeinrichtung auf, dessen Innenraum im unverschlossenen Zustand des Behälters mit dem Behälterinnenraum und im verschlossenen Zustand des Behälters mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
  • Die Substanzaufnahmeeinrichtung ist zweckmäßigerweise an einer begasungstechnisch günstigen Stelle im Behälter angebracht, so daß das aus der Substanz entstehende Gas den gesamten Behälter gleichzeitig spülen kann.
  • Geht man davon aus, daß der Behälter im wesentlichen aus einer ein- oder mehrfächrigen Schale mit einem die Schale in lotrechter Richtung oben umgebenden Schalenrand besteht, wie sie beispielsweise bei der Verpackung von Lebensmittelfertigprodukten verwendet wird, so ist die Substanzaufnahmeeinrichtung gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform im wesentlichen als in der Schale angeordneter Becher z.B. in konischer oder zylindrischer Form mit einem den Becher in lotrechter Richtung oben umgebenden Becherrand ausgebildet. Dabei verlaufen der Schalenrand und der Becherrand in einer gemeinsamen horizontalen Ebene, so daß Schale und Becher mit einer gemeinsamen Abdeckung verschlossen werden können. Im unverschlossenen Zustand der Schale sind Spalte zwischen dem Schalenrand und der Abdeckung sowie zwischen dem Becherrand und der Abdeckung vorgesehen, d.h. die Abdeckung befindet sich in einem geringen Abstand über Becher- und Schalenrand. In diesem Zustand kann das in der Substanzaufnahmeeinrichtung, d.h. in dem Becher, aus der Substanz entstandene Gas in den Schaleninnenraum übertreten, diesen sauerstofffrei spülen und über den äußeren Schalenrand an die Atmosphäre abgegeben werden. Zum Verschließen der Schale wird die Abdeckung auf die Schale gesenkt, so daß die Spalte zwischen dem Schalenrand und der Abdeckung im verschlossenen Zustand der Schale geschlossen sind. Das Gas kann nun nicht mehr aus dem Becher in den Schaleninnenraum übertreten. Gleichzeitig wird die Abdeckung der Schale nach dem Verschließen der Schale an der Stelle, die sich unmittelbar über dem Becher befindet, durchstochen. Die Abdeckung weist somit im verschlossenen Zustand der Schale eine Öffnung zum Becherinnenraum auf, durch die aufgrund der Gasentwicklung der im Becher verbliebenen Substanz entstandenes Gas nach Verdampfen an die Atmosphäre austreten kann.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist anstelle der Öffnung in der Abdeckung ein Ventil angeordnet, das den Weg von außen in den Becherinnenraum verschließt, während es den Weg vom Becherinnenraum nach außen freigibt.
  • Zur Unterstützung der Gasentwicklung ist im Bereich der Substanzaufnahmeeinrichtung eine Heizvorrichtung vorgesehen. Diese kann beispielsweise aus einer elektrischen Heizplatte bestehen, über die die Behälter beim Verpackungsvorgang transportiert werden. Es ist auch möglich, ein Warmluftgebläse in der Nähe der Flüssigasaufnahmeeinrichtung anzuordnen.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine in den Innenraum der Substanzaufnahmeeinrichtung gerichtete Gaszuleitung vorgesehen. Über diese Gaszuleitung kann z.B. gasförmiger Stickstoff in die Substanzaufnahmeeinrichtung eingeblasen werden, wodurch einerseits die Gasentwicklung intensiviert und andererseits die Spülwirkung des aus der Substanz entstandenen Gases unterstützt wird.
  • Zur weiteren Intensivierung der Gasentwicklung weist die Wandung der Substanzaufnahmeeinrichtung vorzugsweise Noppen auf, um die äußere Oberfläche und damit den Wärmeübergang von außen zu verbessern.
  • Die Erfindung ermöglicht eine gleichmäßige Gasspülung des Behälters von einer Stelle aus und schafft eine Unabhängigkeit von Zeitschwankungen bei der Gasentwicklung. Außerdem ist eine Substanzdosierung im Überschuß möglich. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein sauerstofffreies Verpacken von Waren in Behältern erreicht, ohne daß aufwendige Apparaturen, wie z.B. Vakuumpumpen und Vakuumkammern, erforderlich wären. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird innerhalb kurzer Zeit eine sauerstofffreie Atmosphäre in den Behältern geschaffen, die auch eine Verpackung und Aufbewahrung von sauerstoffempfindlichen Produkten gewährleistet. Auf diese Weise können z.B. Lebensmittel vor Oxidationsprozessen dauerhaft geschützt werden, so daß ihre Haltbarkeit verbessert wird.
  • Die Erfindung eignet sich vor allem zum Verpacken von Lebensmittelfertigprodukten in ein- oder mehrfächrigen Menüschalen.
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand von in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    einen Querschnitt durch eine Menüschale mit zugeordneter Siegelvorrichtung
    Figur 2:
    eine Draufsicht auf die in Figur 1 dargestellte Menüschale
    Figur 3:
    eine perspektivische Darstellung der Menüschale
    Figur 4:
    eine perspektivische Darstellung einer einfächrigen Menüschale.
  • In den folgenden Ausführungsbeispielen wird als zur Gasentwicklung befähigte Substanz ein Flüssiggas, nämlich flüssiger Stickstoff, verwendet. Deshalb wird im folgenden die Substanzaufnahmeeinrichtung als Flüssiggasaufnahmeeinrichtung bezeichnet.
  • Die in Figur 1 gezeigte Menüschale 10 weist eine als Becher ausgebildete Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 auf, die an einer begasungstechnisch günstigen Stelle im Mittelpunkt der Menüschale 10 angeordnet ist. Zum Spülen der Menüschale 10 mit Stickstoffgas wird die Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 mit flüssigem Stickstoff gefüllt. Ein unterhalb der Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 angeordnetes Heizelement 3 wird an die Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 herangeführt, um das Verdampfen des in der Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 befindlichen flüssigen Stickstoffs zu unterstützen. Der entstehende gasförmige Stickstoff tritt über den oberen Becherrand 11 der Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 in den oberhalb des im Bereich 9 der Menüschale 10 befindlichen Lebensmittelproduktes angeordneten Kopfraum 5 über. Das Stickstoffgas verdrängt die im Kopfraum 5 der Menüschale 10 befindliche Luft und tritt über die Schalenränder 12 in die Atmosphäre aus. Der Weg des Stickstoffgases ist in der Zeichnung durch Pfeile verdeutlicht.
  • Über der Menüschale 10 wird in einem geringen Abstand eine Deckelfolie 2 gehalten, so daß Spalte zwischen dem Becherrand 11 und der Deckelfolie 2 sowie zwischen dem Schalenrand 12 und der Deckelfolie 2 gebildet werden, durch die das Stickstoffgas hindurchtreten kann. Nachdem der Kopfraum 5 der Menüschale 10 sauerstofffrei gespült worden ist, wird die Menüschale 10 mittels einer oberhalb der Menüschale 10 angeordneten Siegelvorrichtung 1 verschlossen. Hierzu wird die Deckelfolie 2 auf den Schalenrand 12 und Becherrand 11 gedrückt und an Siegelflächen 8 befestigt. Somit ist die Menüschale 10 gasdicht verschlossen. Da auch der Spalt zwischen dem Becherrand 11 und der Deckelfolie 2 beseitigt ist, kann kein Stickstoffgas mehr aus der Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 in den Kopfraum 5 der Menüschale 10 übertreten. Mittels einer Durchstoßvorrichtung 7 wird die Deckelfolie 2 an einer unmittelbar über der Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 liegenden Stelle durchstochen. Damit kann Stickstoffgas, das durch Verdampfen von in der Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 verbliebenen flüssigen Stickstoff entsteht, schadlos an die Atmosphäre austreten. Es muß somit mit dem Versiegeln der Menüschale 10 nicht gewartet werden, bis der gesamte flüssige Stickstoff verdampft ist, um ein Aufplatzen der Verpackung durch nachträglich verdampften Stickstoff zu verhindern.
  • Zur Unterstützung der Spülwirkung des in der Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 verdampften Stickstoffs kann in die Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 zusätzlich gasförmiger Stickstoff eingeblasen werden. Dies kann z.B. durch eine anstelle der Durchstoßvorrichtung 7 angeordneten Stickstoffgaszuführung erfolgen. Dadurch wird außerdem das Verdampfen des in der Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 befindlichen flüssigen Stickstoffs intensiviert.
  • In Figur 2 ist die in Figur 1 dargestellte Menüschale in der Draufsicht gezeigt. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, daß die Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 an begasungstechnisch günstiger Stelle im Mittelpunkt der mehrfächrigen Menüschale angeordnet ist. Der Weg des Stickstoffgases ist wiederum durch Pfeile verdeutlicht. Außerdem sind die Siegelflächen 8, auf denen nach dem Versiegeln der Menüschale die Deckelfolie aufliegt, gut zu erkennen.
  • Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Menüschale. Der Pfeil verdeutlicht das Eindosieren von flüssigem Stickstoff in die Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4.
  • In Figur 4 ist eine einfächrige Menüschale dargestellt, wobei die Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 in einer Ecke der Menüschale angeordnet ist.
  • Vorzugsweise wird die Menüschale in dem Bereich, in dem sich die Flüssiggasaufnahmeeinrichtung 4 befindet, mit der Deckelfolie vorversiegelt. Damit wird verhindert, daß ein Teil des verdampften Stickstoffs wirkungslos in die dem Schaleninnenraum abgewandte Richtung über den Schalenrand an die Atmosphäre austritt. Ein unerwünschter Austritt des verdampften Stickstoffs kann auch durch eine entsprechende Ausgestaltung des zur Versiegelung der Deckelfolie eingesetzten Siegelwerkzeuges verhindert werden.
  • Bei allen Figuren sind dieselben Vorrichtungsteile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.

Claims (14)

  1. Verfahren zum sauerstofffreien Verpacken von Ware in Behälter, bei dem die Ware in den Behälter eingefüllt wird und der Behälterinnenraum mit einem Gas gespült wird, bevor der Behälter gasdicht verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Gasentwicklung befähigte Substanz in eine in oder an dem Behälter (10) angebrachte Substanzaufnahmeeinrichtung (4) eingefüllt wird, die in der Substanzaufnahmeeinrichtung (4) befindliche Substanz zur Gasentwicklung gebracht wird, das so entstehende Gas in den Behälterinnenraum (5, 9) überführt wird, der Behälterinnenraum (5, 9) mit dem Gas gespült wird und nach dem Verschließen des Behälters (10) das in der Substanzaufnahmeeinrichtung (4) entstehende Gas nicht mehr in den Behälterinnenraum (5, 9) überführt, sondern an die Atmosphäre abgegeben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Substanz flüssiger Stickstoff verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Substanz Trockeneis (CO₂-Schnee) verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanzaufnahmeeinrichtung (4) beheizt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine solche Menge an Substanz in die Substanzaufnahmeeinrichtung (4) eingefüllt wird, die ausreicht, um nach der Gasentwicklung den Behälterinnenraum (5, 9) sauerstofffrei zu spülen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die mit der Substanz gefüllte Substanzaufnahmeeinrichtung (4) ein Gas eingeblasen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die mit der Substanz gefüllte Substanzaufnahmeeinrichtung (4) gasförmiger Stickstoff eingeblasen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die mit der Substanz gefüllte Substanzaufnahmeeinrichtung (4) ein Mischgas, insbesondere ein N₂/CO₂-Mischgas oder ein N₂/CO₂/O₂-Mischgas, eingeblasen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die mit der Substanz gefüllte Substanzaufnahmeeinrichtung (4) ein erwärmtes Gas eingeblasen wird.
  10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem mit Ware befüllbaren und gasdicht verschließbaren Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) eine im wesentlichen als von einer Wandung umgebener Innenraum ausgebildete, mit einer zur Gasentwicklung befähigten Substanz befüllbare Substanzaufnahmeeinrichtung (4) aufweist, dessen Innenraum im unverschlossenen Zustand des Behälters (10) mit dem Behälterinnenraum (5) und im verschlossenen Zustand des Behälters (10) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Behälter im wesentlichen als ein- oder mehrfächrige, mit einer Abdeckung gasdicht verschließbare Schale mit einem die Schale in lotrechter Richtung oben umgebenden Schalenrand ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanzaufnahmeeinrichtung (4) im wesentlichen als in der Schale (10) angeordneter Becher (4) mit einem den Becher (4) in lotrechter Richtung oben umgebenden Becherrand (11) ausgebildet ist, wobei der Schalenrand (12) und der Becherrand (11) in einer gemeinsamen horizontalen Ebene verlaufen und im unverschlossenen Zustand der Schale (10) Spalte zwischen dem Schalenrand (12) und der Abdeckung (2) sowie zwischen dem Becherrand (11) und der Abdeckung (2) vorgesehen sind, die im verschlossenen Zustand der Schale (10) geschlossen sind, und die Abdeckung (2) im verschlossenen Zustand der Schale (10) eine Öffnung zum Becherinnenraum aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Substanzaufnahmeeinrichtung (4) eine Heizvorrichtung (3) vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine in den Innenraum der Substanzaufnahmeeinrichtung (4) gerichtete Gaszuleitung vorgesehen ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Substanzaufnahmeeinrichtung (4) Noppen aufweist.
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