EP1245493A1 - Verfahren und Anlage zum Verpacken von Flüssigkeiten und/oder stückigen Produkten in Standbeutel - Google Patents

Verfahren und Anlage zum Verpacken von Flüssigkeiten und/oder stückigen Produkten in Standbeutel Download PDF

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EP1245493A1
EP1245493A1 EP01126210A EP01126210A EP1245493A1 EP 1245493 A1 EP1245493 A1 EP 1245493A1 EP 01126210 A EP01126210 A EP 01126210A EP 01126210 A EP01126210 A EP 01126210A EP 1245493 A1 EP1245493 A1 EP 1245493A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stand
aseptic
pouches
packaging material
pouch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01126210A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alwin Egli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SIG Combibloc International AG
Original Assignee
SIG Combibloc International AG
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Filing date
Publication date
Application filed by SIG Combibloc International AG filed Critical SIG Combibloc International AG
Publication of EP1245493A1 publication Critical patent/EP1245493A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/027—Packaging in aseptic chambers
    • 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
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
    • B65B55/10—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by liquids or gases
    • B65B55/106—Sterilising connected bags

Definitions

  • the present invention relates to a method according to the Preamble of claim 1 and a system according to Claim 3.
  • the aseptic stand-up pouches mostly offer compared to today Packings made of cardboard composite material - also called Brik or carton packs - for pack sizes from 500-1000 ml the following advantages:
  • the packaging material for aseptic stand-up pouches made of sealable Preprinted composite film according to FIGS. 1 and 2 is over 30% cheaper than the printed composite packaging of the corresponding "Brik package".
  • the aseptic stand-up pouch is juxtaposed with the aseptic carton pack more environmentally friendly because he like already mentioned, in addition to the only slightly higher plastic and aluminum foil consumption no high quality Carton needed.
  • the packaging material is treated aseptically in an immersion bath with H 2 O 2 solution and then dried before the stand-up pouch is formed.
  • the packaging material is entered through a housing slot and the filled and closed stand-up pouches exit via a multi-part lock wheel.
  • the disposal costs for the stand-up pouch are corresponding thanks to the absence of cardboard, less high than the Carton pack with the same filling volume.
  • the operating effort for the aseptic filling system for Stand-up pouch with packaging material from a roll corresponds to that from filling lines for carton packs with packaging material Role.
  • the packaging material web is drawn with a continuously working roll preference through an immersion bath with a 35% H 2 O 2 solution and then dried.
  • the stand-up pouches are shaped using a shaped wedge, as well the center sealing of the bottom seam and the vertical Bag seams, with a separate roll transport the concerned about switching material preference.
  • the stand-up pouches are opened using a suction device, Molded body and aseptic blown air.
  • the stand-up pouches are then filled in several Stations and sealing the top of the bag.
  • the aseptic procedure described below can Stand-up pouch made of printed, with centering marks, flexible packaging material, for example from composite films 1, 7 with a packaging material structure according to FIGS. 1 to 3 or others equivalent combinations can be used.
  • a stand-up pouch 8, 8 'produced in accordance with FIGS. 4 and 5 has in a known design on its underside a circularly sealed bottom fold 9, 9 'for the shape of the base of the standard bag.
  • the packaging material web 1, 7 enters the closed housing part 15 via a labyrinth 16 with a sealed inlet slot 17 and an outlet column 17 'according to Fig. 7.
  • This labyrinth 16 is by a nozzle 18 supplied with aseptic hot air, so that the overpressure in the labyrinth 16 and in the housing part 15 Penetration of outside air into the housing part and thus one possible contamination prevented.
  • a double roller rocker 25 arranged as a packaging buffer serves the transition to the switching working Preference for producing a stand-up pouch web 24 forms.
  • the switching of the packaging material for the stand-up pouch formation and sealing is also closed and aseptically held housing part 28 by a roller preference 29 executed, its control by a print mark reflex centering 30 takes place.
  • the packaging material web 1, 7 arrives at a wedge forming station 31 with a bottom shape sword 32 for folding the stand-up pouch base 9 of the pouch web 24.
  • the housing parts 15 and 28 are with a partition 34 a vertical slot 34 'for the bag web passage Cut.
  • the housing part 28 is connected to a partition 38 highly aseptic housing part 39 connected to a vertical Slot 38 'has the sealed stand-up pouch web through it 24 is performed.
  • the housing part 39 also against a possible intrusion of atmospheric Outside air is under pressure, is for opening, filling and closing the stand-up pouch 40 provided.
  • a scissors 41 is used to center it Separate the stand-up pouch 40 from the pouch web 24 and with a transfer tongs 43 whose transfer to a switch working pincer 42 performed.
  • the stand-up pouch web is between the partition walls 34 and 38 24 covered above (Fig. 6 and 8) with hoods 44, the Half 45 is hinged. These hoods 44 are through Nozzle 46 is fed with aseptic warm air so that none possibly in the closed aseptic housing part 28 penetrate existing germs into the bag web 24 open at the top can.
  • the packaging material web 1, 7 after drying 22, 23 and the packaging material buffer 25, but before the molding of the bag web 24 in the wedge-forming station 31, with ultraviolet on the inside -Light 47 are irradiated, wherein any dust particles on the inside of the packaging material can be removed from a flat nozzle 48 before the irradiation with blown air.
  • the opening, filling and closing takes place the stand-up pouch 40 according to FIGS. 9 and 11 on the multi-part, shifting pincer wheel 42 in the closed highly aseptic Housing part 39.
  • this housing part 39 is opposite the Housing part 28 through the partition 38 and opposite the Outside atmosphere closed by a multi-part lock wheel 69.
  • this housing part 39 is more aseptic by feeding Warm air overpressure is provided to prevent possible intrusion from outside air and thus to prevent contamination.
  • the slot 38 ' is provided for the passage of the standing bag web 24 through the partition 38.
  • the transfer of the bag web takes place 24 separated stand-up pouch 40 with the transfer pliers 43 on the pincer wheel 42 at the wheel station A (Fig. 11).
  • the stand-up pouches 40 become more radial on this pincer wheel 42 Position of inner pliers 49 and outer pliers 50 taken over and held.
  • the inner pliers 49 are firmly attached to the pliers wheel 42, while the outer pliers 50 are arranged on radially rectangular guides 51 with rollers 52 of the body of the pliers 50 'can be moved.
  • This displacement of the outer pliers 50 takes place via the rollers 52 by a controlled rail lever 58 and Fixed guide rails 60. Limit at the same time inner stops 59 and outer stops 59 'the displacement of the outer pliers body 50 '.
  • Opening the pliers 49 closed with torsion springs and 50 on the pincer wheel 42 is done with controlled roller levers 53 and 53 'via pliers lever 54.
  • the outer bag tongs are used for this shaping 50 over the pincer roller 52 with the rail lever 58 in two Steps for immersing the wedges 56 and 57 in the Stations B and C shifted towards the pincer wheel center.
  • the outer pliers 50 thus displaced become after the displacement inwards with the stops 59 and outwards held in place by the guide rail 60.
  • the standing bags 40 are fully shaped in the station D by a controlled aseptic injection Warm air via a nozzle 61.
  • the fully closed containers are transferred Stand-up pouch 67 through a pair of tongs 68 a multi-part, interlocking moving lock device 69 (Fig. 9, 10 and 11), which is preferably a lock wheel is.
  • the lock wheel 69 comprises a rotating bottom 70 and rotating chamber walls 71, as well as a fixed cylindrical Outer wall 72 and a fixed cover 73.
  • the stand-up pouches hang in the chambers of the lock wheel 69 67 of fixed pliers 76 and movable, spring-closed Pliers 77, which are opened via lever 78 and roller lever 79 and 79 ' can be, the pliers 76, 77 preferably can be formed as brackets.
  • a swinging of the stand-up pouches hanging from the clamps 76, 77 67 is prevented by side bag guides 80.
  • inlet connection 83 and outlet connection 84 rinsing with aseptic warm air during bag discharge outside air entering the chamber.
  • the air is returned via an outlet connection 101 and lines 102, with an M flap 103 Fresh air can be added.
  • a 35% H 2 O 2 solution can be injected with an atomizing nozzle 105, which solution is supplied from a container 106 with a pump 107, via an M-valve 108 and a Line 109 is supplied.
  • the system can have several pressure gauges 104 (FIG. 12) and pressure relief valves (FIG. 11).
  • the immersion bath 20 can also be charged with the same line 109 become.
  • the housing parts 15, 28 and 39 with interior lighting and the housing cover with Macrolon discs (Fig. 11) may be provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Zum Verpacken von Flüssigkeiten oder stückigen Produkten in Standbeutel (40) aus flexiblem Packstoff (1, 7) ab Rolle (12, 12') wird eine Packstoffbahn über ein abdichtendes Labyrinth (16) zu einer weitgehend geschlossenen Anlage (15, 28, 39) geführt, in der Überdruck herrscht und in der die Standbeutel (67) gefüllt und fertig verschlossen werden. Die verschlossenen Standbeutel werden über ein mehrteiliges Schleusenrad aus der Anlage (15, 28, 39) entnommen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Anlage nach Patentanspruch 3.
Zum aseptischen Verpacken von Flüssigkeiten und Produkten mit stückigem Anteil werden heute vermehrt kostengünstige Standbeutel aus siegelfähigen Verbundfolien verwendet.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aseptisches Verfahren zum Verpacken von Flüssigkeiten und/oder stückigen Produkten anzugeben, das wenig aufwendig ist und sich vorzugsweise bei Verwendung von gesiegelten Standbeuteln aus vorbedruckter Verbundfolie ab Rolle entsprechend Fig. 3 realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Massnahmen gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsarten der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Die aseptischen Standbeutel bieten gegenüber den heute meistens eingesetzten Packungen aus Karton-Verbundmaterial - auch Brik- oder Karton-Packungen genannt- für Packungsgrössen von 500-1000 ml folgende Vorteile:
Der Packstoff für aseptische Standbeutel aus siegelfähiger vorbedruckter Verbundfolie gemäss Fig. 1 und 2 ist um über 30 % billiger als der bedruckte Verbund-Packstoff der entsprechenden "Brik-Packung".
Als Bestätigung hierfür sei erwähnt, dass eine 1-Liter-Karton-Packung 23 g primärfasrigen Karton benötigt, was bei einem Preis von Fr. 2200.--/t fertig fassoniertem Karton Kartonkosten von Fr. 0,05 pro Liter Packung bedingt.
Im Vergleich dazu erfordert der 1-Liter-Standbeutel nach Fig. 5 einen nur unwesentlich höheren Anteil an Kunststoff und Aluminium-Folie aber keinen Karton.
Der aseptische Standbeutel ist in der Gegenüberstellung zur aseptischen Karton-Packung umweltfreundlicher, weil er, wie schon erwähnt, neben dem nur unwesentlich höheren Kunststoff- und Aluminium-Folienverbrauch keinen hochwertigen Karton benötigt.
So müssen pro 1-Liter-Packung 23 g hochwertiger Karton eingesetzt werden, was einem Kartonverbrauch von 1 t (1000 kg) oder umgerechnet einem Holzbedarf von ca. 2 m3 für je 43'500 Packungen entspricht.
Mit dem zur Darstellung gelangenden aseptischen Verfahren können Flüssigkeiten und/oder stückige Produkte verpackt werden.
Bei der Schlauchherstellung der bekannten Karton-Packung mit Abfüllung durch ein Formrohr und Quersiegelung durch das Produkt lassen sich keine stückigen Produkte abpacken.
Die mechanische und aseptische Sicherheit der Standbeutel mit 7 mm breiten Siegelnähten (ohne Trennähte wie beim PE-Beutel) (Polyäthylen-Beutel) und ohne Nahtkreuzungen ist sehr hoch.
Die aseptische Behandlung des Packtstoffes erfolgt im Tauchbad mit H2O2-Lösung und anschliessendem Trocknen vor dem Formen des Standbeutels.
Aseptische Behandlung, Formen, Abfüllen und Verschliessen des Standbeutels werden in komplett geschlossenen Gehäusen unter aseptischen Bedingungen durchgeführt.
Dabei erfolgt der Packstoffbahneintritt durch einen Gehäuseschlitz und der Austritt der gefüllten und verschlossenen Standbeutel über ein mehrteiliges Schleusenrad. Diese Lösungen für den Gehäuseein- und austritt garantieren eine hohe aseptische Sicherheit des Verfahrens bei geringem H2O2- und Energiebedarf. Die aseptische Behandlung der Packstoffbahn vor dem Formen der Standbeutel schliesst die Gefahr von H2O2-Rückständen im Standbeutel aus.
Die Handhabung der Standbeutel vom Ladenregal bis zum Verbraucher, sowie beim Öffnen, Ausgiessen und Aufbewahren im Kühlschrank ist konsumentenfreundlich.
Die Entsorgung des Standbeutels mit 11 g Tara für 1 Liter, also mit ca. 1/3 des Packstoffgewichtes der 1-Liter-Karton-Packung und einem wesentlich geringeren Abfallvolumen ist kostengünstiger und weniger umweltbelastend.
Entsprechend sind die Entsorgungskosten für den Standbeutel dank dem wegfallenden Kartonanteil weniger hoch als bei der Karton-Packung mit gleichem Füllvolumen.
Die Herstellung der für aseptische Standbeutel geeigneten Verbundfolien ist bedeutend weniger anspruchsvoll als die aufwendige Fabrikation und Bereitstellung des Kartonverbundes und insbesondere der längsgesiegelten Kartonhülsen für bekannte Packungen.
Es ist deshalb für den Verwender dieser Verpackungsart keine Systembindung erforderlich, was auch bei hohen Qualitätsansprüchen eine breitere und preisgünstigere Packstoffbeschaffung erlaubt.
Die leistungsbezogenen Abmessungen und Kosten der Abfüllanlagen für das aseptische Abpacken der Standbeutel sind geringer als bei üblichen bekannten Abfüllanlagen.
Zudem sind H2O2- und Energiebedarf, wie bereits erwähnt, geringer als bei den entsprechenden bekannten Anlagen.
Der Bedienungsaufwand für die aseptische Abfüllanlage für Standbeutel mit Packstoff ab Rolle entspricht demjenigen von Abfüllanlagen für Karton-Packungen mit Packstoff ab Rolle. Bei Anlagen für längsgefaltete und -gesiegelte Kartonzuschnitte ab Stapel ist er wegen der in kurzen Zeitab-. ständen erfolgenden Kartonmagazinbeschickung grösser.
Beim erfindungsgemässen aseptischen Abpackverfahren für Standbeutel erfolgt die Zuführung einer vorbedruckten Verbundfolie ab Rolle über einen Splicer durch einen dichten Eintrittsschlitz in ein geschlossenes Gehäuse, in dem aseptische Bedingungen herrschen.
In diesem geschlossenen Gehäuse wird die Packstoffbahn mit einem kontinuierlich arbeitenden Rollenvorzug durch ein Tauchbad mit einer 35%igen H2O2-Lösung gezogen und anschliessend getrocknet.
Nach der aseptischen Behandlung und Packstoffbahnpufferung erfolgt das Formen der Standbeutel über einen Formkeil, sowie das zentrierte Siegeln der Bodennaht und der vertikalen Beutelnähte, wobei ein separater Rollentransport den schaltweisen Packstoffvorzug besorgt.
In einem weiteren hochaseptischen Gehäuseteil wird der flachgeformte Standbeutel von der Beutelbahn getrennt und einem schaltweise bewegten Zangenrad übergeben.
In diesem geschieht das Öffnen der Standbeutel mittels Sauger, Formkörper und aseptischer Blasluft.
Anschliessend erfolgt das Abfüllen der Standbeutel auf mehreren Stationen und das Absiegeln der Beuteloberseite.
Die fertig gefüllten und verschlossenen Standbeutel verlassen den hochaseptischen Gehäuseteil über ein mehrteiliges Schleusenrad, von dem sie mit einer Zangenübergabe und einem Bandtransport für die Weiterverpackung übernommen werden.
In den geschlossenen Gehäuseteilen mit aseptischen Bedingungen verhindert Überdruck eine Kontamination durch eindringende Luft.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1
einen Packstoffaufbau für Verbundmaterial mit Aluminiumfolie,
Fig. 2
einen Packstoffaufbau für Kunststoff-Verbundmaterial (mit EVOH),
Fig. 3
eine Packstoff-Rolle mit abgewickelter, bedruckter Packstoffbahn,
Fig. 4
eine Ausführung des gefüllten und verschlossenen Standbeutels bis 500 ml,
Fig. 5
eine Ausführung des gefüllten und verschlossenen Standbeutels bis 1000 ml,
Fig. 6
eine schematische Darstellung des Längsschnittes der aseptischen Verpackungsanlage mit Packstoff ab Rolle, Splicer und Druckvorrichtung, geschlossenem Gehäuse mit H2O2-Bad, Trocknung, kontinuierlichem Rollenvorzug, Pufferung für schaltweise bewegte Packstoffbahn, Standbeutelformung und - siegelung, intermittierendem Rollenvorzug, Schere und Transfer der abgetrennten Beutel auf Zangenrad,
Fig. 7
eine Ausführung des Gehäuseeintritts für die Packstoffbahn mit Labyrinth und Zufuhr von aseptischer Warmluft,
Fig. 8
eine mit aseptischer Warmluft beschickte Abdekkung der Oberkante der Standbeutelbahn zwischen Beutelformung und Eintritt der Beutelbahn in den hochaseptischen Gehäuseteil,
Fig. 9
eine schematische Darstellung des Längsschnittes durch den hochaseptischen Gehäuseteil der Verpakkungsanlage (Fortsetzung von Fig. 6) mit Beutel-Transfer auf schaltweise bewegtes Zangenrad für das Öffnen der Standbeutel, Abfüllen und Absiegeln der Oberseite, Übergabe vom Zangenrad auf das schaltweise arbeitende Schleusenrad mit Tragzangen und Übergang auf das Transportband für Weiterverpackung,
Fig. 10
eine schematische Darstellung des Längsschnittes durch das Schleusenrad beim Rücklauf nach dem Standbeutelaustritt bis zur Wiederaufnahme der Beutel mit Spülung der leeren Kammern des Schleusenrades,
Fig. 11
einen Grundriss des mehrteiligen Zangenrades mit Beutelübergabe auf das Zangenrad, Beutelöffnung mit Saugern, Spreizkeilen und Blasluft, sowie der Abfüllstellen für stückige Produkte und Flüssigkeiten, Siegelorgane für Beuteloberseite, Transferzange für Beutelübergabe auf mehrteiliges Schleusenrad und Zangenübergabe der Standbeutel auf Bandauslauf,
Fig. 12
ein Schema für die Spülung der verschiedenen Gehäuseteile und des Schleusenrades mit aseptischer Warmluft unter Überdruck sowie Anschlüsse für die Reinigung der Abfüllstellen mit CIP und des Abfüllgehäuses und Schleusenrades mit Wasser aus Sprühdüsen und für die Sterilbehandlung der Organe und Gehäuseteile mit steriler Heissluft, ferner die Zuführung der 35%igen H2O2-Lösung auf Sprühdüsen und Tauchbad für die Packstoffbahn,
Fig. 13
einen Aufriss der aseptischen Verpackungsanlage für Standbeutel mit Doppelrollen-Abwickler, aseptischer Behandlung für Packstoffbahn, kontinuierlichem Rollenvorzug, Packstoffbahn-Pufferung, Standbeutelformung und -siegelung mit Antriebsorganen, Abfüllen und Siegeln im Zangenrad mit Antrieben, Schleusenrad und Weitertransport,
Fig. 14
einen Grundriss der aseptischen Verpackungsanlage mit Doppelrollenabwickler, aseptischer Packstoffbehandlung, Standbeutelformung und -siegelung, mit Zangenrad für das Öffnen, Abfüllen und Schliessen der Standbeutel, sowie mit Schleusenrad und Übergang der Standbeutel auf den Bandauslauf.
Beim nachstehend beschriebenen aseptischen Verfahren können Standbeutel aus bedrucktem, mit Zentriermarken versehenem, flexiblen Packstoff, beispielsweise aus Verbundfolien 1, 7 mit einem Packstoffaufbau nach Fig. 1 bis 3 oder anderen gleichwertigen Kombinationen eingesetzt werden.
In den Figuren 1 bis 3 haben die Bezugszeichen folgende Bedeutung:
2
Innenlage, z.B. 60 g/m2 NDPE (Niederdruck-Polyäthylen)
3
Kaschiermittel
4
Barrierematerial, z.B. 0,008 mm Aluminium-Folie
5
Aussenlage, z.B. 12-14 g/m2 Polyester
6
4/5-Farbendruck
8
Barrierematerial, z.B. 35-40 g/m2 EVOH
9
Lichtschutzschicht
B
Standbeutel-Breite
H
Standbeutel-Höhe
b
Breite für Bodenfalt
BR
Rollenbreite = 2xH + b
ZM
Zentriermarke
Ein damit hergestellter Standbeutel 8, 8' nach Fig. 4 und 5 besitzt in bekannter Ausführungsweise auf seiner Unterseite einen kreisförmig abgesiegelten Bodenfalt 9, 9' für die Ausformung des StanGbeutelbodens. Dabei wird der Bodenfalt 9, 9' auch ohne siegelfähige Packstoffaussenseite in bekannter Art mit einem Siegel durch die ausgestanzten Löcher 10, 10' in den seitlichen Rändern zusammengehalten.
Sämtliche Siegelnähte (xxxx) der Standbeutel werden Innenseite gegen Innenseite (Finseal) in Breiten von mindestens 6-7 mm gesiegelt. Sie sind deshalb bei sicherer Dichtheit stark belastbar.
Beim mit Hilfe der Anlage nach Fig. 6 durchgeführten aseptischen Verfahren wird der bedruckte, mit Zentriermarken und Siegellöchern 10, 10' versehene Verbundpackstoff 1, 7 einem Doppelrollenstand 11 mit Rollen 12, 12' für eine Laufzeit von je ca. 2 bis 6 Stunden entnommen und anschliessend über einen Splicer 13 und ein Druckgerät 14 für Preis- und Datumaufdruck der Anlage zugeführt, welche die geschlossenen Gehäuseteile 15, 28 und 39 aufweist.
Dabei erfolgt der Eintritt der Packstoffbahn 1, 7 in den geschlossenen Gehäuseteil 15 über ein Labyrinth 16 mit einem abgedichteten Eintrittsschlitz 17 und einer Austrittsspalte 17' gemäss Fig. 7. Dieses Labyrinth 16 wird durch einen Stutzen 18 mit aseptischer Warmluft versorgt, so dass der Überdruck im Labyrinth 16 und im Gehäuseteil 15 ein Eindringen von Aussenluft in den Gehäuseteil und damit eine mögliche Kontamination verhindert.
Die Anlage zur Standbeutelherstellung nach Fig. 6 weist einen kontinuierlich drehenden Rollenvorzug 19 auf, der die Packstoffbahn 1, 7 im geschlossenen Gehäuseteil 15 durch ein Tauchbad 20 mit einer 35%igen H2O2-Lösung zieht, anschliessend mit einem Rollenpaar 21 abpresst und mit aseptischer Warmluft aus Blasdüsen 22 und mit Hilfe von Wärmestrahlern 23 abtrocknet.
Nach dem kontinuierlichen Packstoffvorzug 19 ist eine Doppelrollenschwinge 25 angeordnet, die als Packstoffpufferung dient, welche den Übergang auf den schaltweise arbeitenden Vorzug zur Herstellung einer Standbeutelbahn 24 bildet.
Zur Steuerung des Packstoffvorrates in der beispielsweise durch die Doppelrollenschwinge 25 gebildeten Pufferung wirken Lichtschalter 26 und 27 derart, dass bei Ansprechen des Schalters 26 durch die Schwinge 25 der Reguliermotor der Vorzugsgruppe 19 den Vorzug beschleunigt und bei genügend Packstoffvorrat, das heisst bei Ansprechen des Lichtschalters 27, reduziert.
Der schaltweise Packstofftransport für die Standbeutelformung und -siegelung wird im ebenfalls geschlossenen und aseptisch gehaltenen Gehäuseteil 28 durch einen Rollenvorzug 29 ausgeführt, dessen Steuerung durch eine Druckmarken-Reflexzentrierung 30 erfolgt.
Nach der Packstoffbahnpufferung mit der Dcppelrollenschwinge 25 gelangt die Packstoffbahn 1, 7 zu einer Keilformstation 31 mit einem Bodenformschwert 32 für das Einfalten des Standbeutelbodens 9 der Beutelbahn 24.
Nach der Keilformstation 31 erfolgt das Schliessen bzw. Zusammenfalten der Beutelbahn 24 mit Rollenführungen 33 und 33'.
Die Gehäuseteile 15 und 28 sind durch eine Trennwand 34 mit einem vertikalen Schlitz 34' für den Beutelbahndurchtritt getrennt.
Im Gehäuseteil 28, in dem ebenfalls Überdruck herrscht, erfolgt auf einer ersten Station das Siegeln des Standbeutelbodens mit Siegelbacken 35.
Auf den beiden nächsten Stationen werden die vertikalen Standbeutelnähte mit. Siegelbacken 36 gesiegelt und anschliessend mit Kühlbacken 37 gekühlt und damit unverzüglich belastbar gemacht.
Der Gehäuseteil 28 ist über eine Trennwand 38 mit einem hochaseptischem Gehäuseteil 39 verbunden, die einen vertikalen Schlitz 38' aufweist durch den die gesiegelte Standbeutelbahn 24 geführt wird. Der Gehäuseteil 39, der ebenfalls gegen ein mögliches Eindringen von atmosphärischer Aussenluft unter Überdruck steht, ist für das Öffnen, Abfüllen und Schliessen der Standbeutel 40, vorgesehen.
Im Gehäuseteil 39 wird mit einer Schere 41 ein zentriertes Trennen des Standbeutels 40 von der Beutelbahn 24 und mit einer Transferzange 43 dessen Übergabe an ein schaltweise arbeitendes Zangenrad 42 durchgeführt.
Zwischen den Trennwänden 34 und 38 wird die Standbeutelbahn 24 oben (Fig. 6 und 8) mit Hauben 44 abgedeckt, deren Hälfte 45 aufklappbar ist. Diese Hauben 44 werden durch Stutzen 46 mit aseptischer Warmluft so beschickt, dass keine eventuell im geschlossenen aseptischen Gehäuseteil 28 vorhandenen Keime in die oben offene Beutelbahn 24 eindringen können.
Zusätzlich zur aseptischen Behandlung mit dem erwähnten H2O2-Tauchbad 20 kann die Packstoffbahn 1,7 nach dem Abtrocknen 22, 23 und der Packstoff-Pufferung 25, aber vor dem Formen der Beutelbahn 24 in der Keilformstation 31, auf der Innenseite mit Ultraviolett-Licht 47 bestrahlt werden, wobei eventuelle Staubpartikel auf der Packstoffinnenseite vor der Bestrahlung mit Blasluft aus einer Flachdüse 48 entfernt werden können.
Wie erwähnt, erfolgt das Öffnen, Abfüllen und Schliessen der Standbeutel 40 nach Fig. 9 und 11 auf dem mehrteiligen, schaltweise bewegten Zangenrad 42 im geschlossenen hochaseptischen Gehäuseteil 39.
Dieser Gehäuseteil 39 ist, wie Fig. 11 zeigt, gegenüber dem Gehäuseteil 28 durch die Trennwand 38 und gegenüber der Aussenatmosphäre durch ein mehrteiliges Schleusenrad 69 abgeschlossen.
Auch in diesem Gehäuseteil 39 ist durch Zuführung aseptischer Warmluft Überdruck vorgesehen, um ein mögliches Eindringen von Aussenluft und damit eine Kontamination zu verhindern. Für den Durchtritt der Standbeutelbahn 24 durch die Trennwand 38 ist der Schlitz 38' vorgesehen.
Wie beschrieben erfolgt die Übergabe des von der Beutelbahn 24 abgetrennten Standbeutels 40 mit der Transferzange 43 auf das Zangenrad 42 bei der Radstation A (Fig. 11).
Auf diesem Zangenrad 42 werden die Standbeutel 40 in radialer Stellung von inneren Zangen 49 und äusseren Zangen 50 übernommen und gehalten.
Die inneren Zangen 49 sind fest auf dem Zangenrad 42 befestigt, während die äusseren Zangen 50 auf radial angeordneten rechteckigen Führungen 51 mit Rollen 52 des Zangenkörpers 50' verschoben werden können.
Dieses Verschieben der äusseren Zangen 50 geschieht über die Rollen 52 durch einen gesteuerten Schienenhebel 58 und fest montierte Führungsschienen 60. Gleichzeitig begrenzen innere Anschläge 59 und äussere Anschläge 59' die Verschiebung des äusseren Zangenkörpers 50'.
Das Öffnen der mit Torsionsfedern geschlossenen Zangen 49 und 50 auf dem Zangenrad 42 geschieht mit gesteuerten Rollenhebeln 53 und 53' über Zangenhebel 54.
Beim Öffnen der Standbeutel 40 durch zwei Sauger 55 und durch Eintauchen eines Spreizkeils 56 auf Station B, sowie eines Spreizkeils 57 auf Station C, erfolgt auch das Formen derselben.
Dabei werden für dieses Ausformen die äusseren Beutelzangen 50 über die Zangenrolle 52 mit dem Schienenhebel 58 in zwei Stufen für das Eintauchen der Spreizkeile 56 und 57 bei den Stationen B und C gegen das Zangenradzentrum verschoben.
Die so verschobenen äusseren Zangen 50 werden nach dem Verschieben nach innen mit den Anschlägen 59 und gegen aussen durch die Führungsschiene 60 in Position gehalten.
Ein Anheben der Sauger 55 über die geöffneten Standbeutel 40 ermöglicht ein Durchlaufen derselben.
Das volle Ausformen der Standbeutel 40 erfolgt in der Station D durch ein gesteuertes Einblasen von aseptischer Warmluft über eine Düse 61.
Anschliessend können die ausgeformten, oben geöffneten Standbeutel 40
  • in den Stationen E und F über Stutzen 62 mit stückigen Produkten und
  • in den Stationen G und H über Stutzen 63 mit Flüssigkeit gefüllt werden.
Die Verteilung des Abfüllvorganges auf mehrere Stationen erlaubt ein langsames und dadurch sorgfältiges Abfüllen.
Beim schaltweisen Transport der in den Zangen 49 und 50 hängenden gefüllten Standbeutel 40 verhindern die beidseitig angebrachten Führungsbleche 64 ein Schwingen der Beutel und damit ein Überschwappen des Füllgutes.
Nach dem Abfüllvorgang erfolgt zwischen den Stationen H und J sowie J und K ein Strecken der Oberseite der gefüllten Standbeutel 40 mittels der durch die Führungsschiene 60 über die Rolle 52 nach aussen verschobenen äusseren Zange 50, die auch Beutelzange genannt wird.
Anschliessend werden in den Stationen K und M die gestreckten Standbeutel 40 auf der Oberseite durch gesteuerte Heizbacken 66 dicht abgesiegelt.
In der Station O erfolgt der Transfer der fertig verschlossenen Standbeutel 67 durch einen Zangentransport 68 auf eine mehrteilige, schaltweise bewegte Schleusenvorrichtung 69 (Fig. 9, 10 und 11), die vorzugsweise ein Schleusenrad ist.
Im Schleusenrad 69 herrscht der gleiche Überdruck wie im Gehäuseteil 39.
Das Schleusenrad 69 umfasst einen mitdrehenden Boden 70 und mitdrehende Kammerwände 71, sowie eine fixe zylindrische Aussenwand 72 und eine fest stehende Abdeckung 73.
Abgedichtet werden die drehenden Kammerwände 71 und der Schleusenradboden 70 gegenüber den feststehenden Schleusenradteilen mit Dichtungen 74 und 75.
In den Kammern des Schleusenrades 69 hängen die Standbeutel 67 von fixen Zangen 76 und beweglichen, federgeschlossenen Zangen 77, die über Hebel 78 und Rollenhebel 79 und 79' geöffnet werden können, wobei die Zangen 76, 77 vorzugsweise als Klammern ausgebildet sein können.
Ein Schwingen der von den Klammern 76, 77 hängenden Standbeutel 67 wird durch seitliche Beutelführungen 80 verhindert.
Nach dem Durchlauf des Schleusenrades 69 erfolgt durch einen Zangentransport 81 ein Austrag der fertig gefüllten Standbeutel 67 auf ein Auslaufband 82.
Nach dem Austritt der fertig gefüllten Standbeutel 67 aus dem Schleusenrad 69 drehen die leeren Kammern schaltweise weiter auf dem gleichen Niveau gemäss Fig. 10 bis zur Anfangsposition.
Dabei wird durch Zuführstutzen 83 und Auslassstutzen 84 ein Ausspülen mit aseptischer Warmluft der beim Beutelaustrag in die Kammer eingetretenen Aussenluft bewirkt.
Die leeren Kammern des Schleusenrades 69 erreichen nach dem mit leichtem Überdruck erfolgten Spülen die Öffnung für die Aufnahme der gefüllten Standbeutel 67. Dieser Überdruck liegt aber immer unter dem Druck, der im Gehäuseteil 39 mit dem Zangenrad 42 herrscht.
Durch diese Massnahmen wird ein Eindringen von atmosphärischer Aussenluft in den Gehäuseteil 39 und damit eine mögliche Kontamination der offenen Standbeutel 40 und des aseptischen Produktes verhindert.
Die Inbetriebnahme einer Verpackungsanlage, die entsprechend dem vorstehend beschriebenen aseptischen Verfahren arbeitet, erfolgt folgendermassen (Fig. 12):
  • die Kontrolle und Wartung der inneren Organe wird über mit Deckeln versehene Gehäuseöffungen 85 und 110 sowie über eine Öffnung der Schleusenradabdeckung 73 (Fig. 6, 9 und 11) durchgeführt,
  • die Reinigung des Gehäuseteiles 39 in dem sich das Zangenrad 42 und die Falt- und Antriebsorgane befinden, wird mit über Sprühdüsen 86 gespritztes Warmwasser durchgeführt,
  • die Reinigung des Abfüllsystems wird mit einer CIP-Vorrichtung 87 (cleaning in place) durchgeführt, dessen Anschlüsse unter die Abfüllstutzen 62 und 63 eingeschwenkt werden können,
  • die Sterilisation des Innern der Gehäuseteile 15, 28, 39 und 69, sowie aller Organe im Innern der genannten Gehäuseteile wird durch aseptische Heissluft von 180°C während mindestens 30 Min. durchgeführt, die mit einem Gebläse 88, einem Erhitzer 89, einem Aseptikfilter 90 und einem Zusatzerhitzer 91 bei offenem Ventil 92 und geschlossenem Ventil 93 über die Verteilleitungen 94 den Gehäuseteilen zugeführt wird, wobei die Ventile 92, 93 vorzugsweise M-Klappen sind.
Beim Betrieb dieser aseptischen Verpackungsanlage wird der Anlage bei geschlossener M-Klappe 92 und geöffneter M-Klappe 93 aseptische Warmluft über das Gebläse 88, den Erhitzer 89, den Aseptikfilter 90, eine Leitung 95 und die Stutzen 18, 22, 46, 48, 83 und 96 zugeführt. Die Feinregulierung der Warmluftmenge erfolgt durch Drosselklappen 97.
Zum Öffnen eines Standbeutels 40 wird die zugeführte aseptische Warmluft mit einem Zusatzgebläse 98, einem Zusatzerhitzer 99 und einem Magnetventil 100 getaktet und über die Düse 61 in einen Standbeutel geblasen.
Die Rückführung der Luft erfolgt über einen Austrittsstutzen 101 und Leitungen 102, wobei mit einer M-Klappe 103 Frischluft beigemischt werden kann.
Wie zuvor beschrieben, muss der Druck in den Gehäuseteilen 15, 28, 39 und 69 über dem atmosphärischen Druck der Aussenluft liegen, damit keine Aussenluft in die genannten Gehäuseteile dringen und dadurch eine Kontamination des Standbeutelmaterials und des Produktes verursacht wird.
Zur Herstellung und Bewahrung aseptischer Bedingungen in den Gehäuseteilen 15, 28 und 39 kann mit einer Zerstäuberdüse 105 eine 35%ige H2O2-Lösung eingespritzt werden, die von einem Behälter 106 mit einer Pumpe 107, über ein M-Ventil 108 und eine Leitung 109 zugeführt wird. Die Anlage kann mehrere Manometer 104 (Fig. 12) und Überdruckventile (Fig. 11) aufweisen.
Mit der gleichen Leitung 109 kann auch das Tauchbad 20 beschickt werden.
Zur Beobachtung und Kontrolle des Packungsdurchlaufs und der inneren Organe können die Gehäuseteile 15, 28 und 39 mit einer Innenbeleuchtung und die Gehäusedeckel mit Macrolon-Scheiben (Fig. 11) versehen sein.
Die Daten einer Verpackungsanlage nach dem beschriebenen aseptischen Verfahren für Standbeutel ab Rolle sind beispielsweise:
  • Formatbereich für Standbeutel: 250 bis 1000 ml, verstellbar bei entsprechender Ausrüstung, Standbeutel 500 ml gemäss Fig. 4, Standbeutel 1000 ml gemäss Fig. 5,
  • Maschinenleistung: ca. 4000-5000 Standbeutel/h, je nach Produkt und Format
  • Abmessungen der aseptischen Verpackungsanlage
    Aufriss nach Fig. 13
    Grundriss nach Fig. 14
  • Bedienung: 1 Person.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Verpacken von Flüssigkeiten und/oder stückigen Produkten in Standbeutel (8, 40) aus flexiblem Packstoff (1,7) ab Rolle (12, 12'), dadurch gekennzeichnet, dass der Packstoff einer weitgehend geschlossenen Anlage (15, 28, 39) zugeführt wird, in der Überdruck herrscht und in der die Standbeutel (67) gefüllt und fertig verschlossen werden, und dass die verschlossenen Standbeutel (67) über eine Schleusenvorrichtung (69) aus der Anlage (15, 28, 39) entnommen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verpacken mit aseptischer Behandlung der Packstoff (1, 7) einem abdichtenden Labyrinth (16) zugeführt wird, dass nach Durchgang durch dieses Labyrinth aus dem Packstoff eine Packstoffbahn gebildet wird und eine aseptische Behandlung (20-23) des Packstoffes (1, 7) stattfindet, dass dann eine Standbeutelbahn (24) geformt und gesiegelt wird, und dass danach die Standbeutel (40, 67) geöffnet, abgefüllt und verschlossen werden.
  3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage einen Gehäuseteil (15) aufweist, der eingangsseitig zur Aufnahme des Packstoffes (1, 7) ein Labyrinth (16) mit einem abgedichteten Eintrittsschlitz (17) und einer Austrittsspalte (17') umfasst.
  4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage einen zweiten Gehäuseteil (28) aufweist, in dem ein Rollenvorzug (29) untergebracht ist, durch den eine an der Oberseite offene Standbeutelbahn (24) gezogen werden kann.
  5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Gehäuseteil (39) vorhanden ist, der ein mehrteiliges, schaltweise bewegtes Zangenrad (42) aufweist, um die Standbeutel (40) in radialer Stellung mit möglichst kurzem Schaltweg zu transportieren, und eine Schleusenvorrichtung (69) umfasst, die zur Entnahme der verschlossenen Standbeutel dient.
  6. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Gehäuseteile (15, 28, 39) in Reihe angeordnet und weitgehend geschlossen, jedoch durch Trennwände verbunden sind, die je einen Schlitz aufweisen, und dass in den drei Gehäuseteilen durch Zuführung von aseptischer Luft unter Überdruckbedingungen aseptische Bedingungen herrschen.
  7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zangenrad (42) Zangen (49, 50) aufweist, um die Standbeutel (40) in Räumen zu hängen, die durch zumindest angenähert radiale Führungsbleche (64) abgegrenzt sind, und/oder dass die Schleusenvorrichtung (69) weitere Zangen (76, 77) aufweist, um die Standbeutel (67) in Räumen zu hängen, die zumindest angenähert durch weitere Führungsbleche (80) abgegrenzt sind, und dass alle diese Führungsbleche (64, 80) vorgesehen sind, um bei der Schaltbewegung der Räder ein Schwingen der Standbeutel (40, 67) zu verhindern.
  8. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenvorrichtung (69) derart mehrteilig und schaltweise bewegbar ausgestaltet ist, dass beim Austrag der gefüllten und verschlossenen Standbeutel (67) vermieden wird, dass atmosphärische Aussenluft in die Anlage eindringen kann, indem die bei der Beutelabgabe auf den Bandauslauf in die Schleusenkammern einströmende Aussenluft beim Rücklauf der leeren Schleusenkammern durch über Stutzen (83) zugeführte aseptische Luft und durch über Stutzen (84) austretende Luft ausgespült wird.
  9. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstellung aseptischer Bedingungen nach einem Reinigungsprozess mit Warmwasser ein erster Kreislauf zum Einspritzen einer H2O2-Lösung durch Düsen (105) sowie ein zweiter Kreislauf mit einem Gebläse (88), mindestens einem Erhitzer (89, 91), einem Filter (90) sowie Leitungen (94) und Stutzen (18, 46, 83, 96) für ein Einblasen von aseptischer Heissluft während einer vorbestimmten Zeit vorgesehen sind, und dass zur Aufrechterhaltung des aseptischen Betriebszustandes weitere Leitungen (95) und ein Ventil (93) vorhanden sind, die mit dem Gebläse (88), dem Erhitzer (89), dem Filter (90), diesen weiteren Leitungen (95) und weiteren Stutzen (18, 22, 46, 48, 83, 96) einen dritten Kreislauf bilden, um Luft zur Anlage zu führen und damit einen Überdruck zu erzeugen, der eine Kontamination des Produktes und des Beutelmaterials verhindert.
  10. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Öffnen der Standbeutel (40) mindestens zwei Stationen mit Saugern (55), Spreizkeilen (56, 57) und mindestens einer Blasluftdüse (61) und zum Abfüllen des sterilen Produktes mindestens zwei Abfüllstellen (62, 63) vorhanden sind.
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