WO2019211018A1 - Verfahren und vorrichtung zum auswerten von produkteigenschaften in verpackungen - Google Patents

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WO2019211018A1
WO2019211018A1 PCT/EP2019/053655 EP2019053655W WO2019211018A1 WO 2019211018 A1 WO2019211018 A1 WO 2019211018A1 EP 2019053655 W EP2019053655 W EP 2019053655W WO 2019211018 A1 WO2019211018 A1 WO 2019211018A1
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product
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communication device
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Roger Alther
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SIG Technology AG
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    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B7/00—Automatic or semi-automatic turning-machines with a single working-spindle, e.g. controlled by cams; Equipment therefor; Features common to automatic and semi-automatic turning-machines with one or more working-spindles
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    • B65D2203/10—Transponders
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    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H04Q2209/47—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture using RFID associated with sensors

Definitions

  • the subject matter relates to methods and apparatus for evaluating
  • Packaging can be done in different ways and in different ways
  • a first method is one, preferably from a roll
  • Insertion of a sealing strip is closed.
  • the product to be protected by the resulting pack is filled and the filled tube at predetermined locations transversely to the direction sealed in portions and singulated.
  • individual blanks are produced from the packaging material also present initially as a package laminate by longitudinal and / or transverse cutting, from which by folding and further steps, such as sealing along sealing edges, first a packing jacket and finally a packaging.
  • This production method has the advantage, among other things, that the blanks and packing shells are very flat and can thus be stacked to save space. In this way, the blanks or packing shells in another location are produced when the folding, sealing and filling of the packing shells takes place.
  • Such packaging is widely used, especially in the food industry.
  • the period of time during which the contents of the composite packaging are to be protected is very clear and ranges from a few days to several weeks.
  • the characteristics of the product tend to be quite strong in itself. For example, the bacterial load affecting the product fluctuates significantly from batch to batch of the same product, so that the initial conditions are difficult to grasp.
  • Composite packages vary. However, the individual composite packages are then exposed to different stresses in their continued existence, so that the costs arising for the product to be protected, for example by transport and storage conditions over the long period of up to one year or even longer in each case can hardly be predicted. In general, prolonged protection of a foodstuff is said to occur when the product is not chilled in its full quality for months in the market
  • the indication of the best before date means that the consumer usually no longer tests the product on his own, but generally disposes of the unopened composite packaging after expiry of the best before date.
  • EP 2 071 496 A1 discloses a method for producing a packaging material in which information about a packaging and a product can be stored by means of a radio-readable memory, in particular an RFID chip. The memory is doing in a composite
  • the information may contain, for example, information on a best-before date.
  • a disadvantage of the previous methods is that the condition of the bottled product (goods) after delivery by the bottler is unknown.Thus, the bottler can not check whether certain process parameters during bottling lead to particularly good durability results or not the influence of environmental conditions on the durability of the goods can not be precisely quantified, since the bottler is not aware of the transport conditions, storage conditions and / or the germination behavior of the goods.
  • the object of the present invention was to provide a method and a system that enables optimization of the filling process depending on actual shelf life of the filled goods.
  • the shelf life of packaged products may also be dependent on process parameters during the filling process. For example, the sterilization of the empty package, the temperature of the product during the filling in the package, the duration and temperature of the welding of the sealed seam and the like are relevant to the durability of the product.
  • the problem so far is that once a package has been delivered, the bottler can barely understand whether a product reaches the specified minimum shelf life or, if necessary, beyond that durable. Also, the bottler can not
  • a communication device also called a communication device or
  • Communication device called can be mobile and for example
  • a communication device has communication means for near-field communication.
  • Such communication means enable the communication device to communicate with spatially proximate entities.
  • Such can be, for example, representational packages which are equipped with corresponding transmitting devices.
  • the communication device can also be stationary and arranged, for example, in the area of a goods lock of a warehouse or intermediate storage or in a cold store or in / on a refrigerator.
  • a communication device has radio devices with which a connection to a remote server can be recorded, in particular via a wide area network.
  • a wide area network can be, for example, a telephone network, the Internet or another communications network with a distributed infrastructure.
  • the communication device may be formed at least in part from an electrical element, which will be described below.
  • measured values measured on the packaging are received in the communication device spatially separated from the packaging. Additionally and in particular linked to the measured values becomes a
  • the communication device receives identification of the packaging in the communication device.
  • the communication device at least information, based on the identification, to the packaging as such as well as, based on the at least one Measured value, to the product before.
  • the communication device now acts as an exchange and transmits the received measured value together with the identification to a server remote from the communication device via a wide area network.
  • An identification of the packaging may be unique so that each package has a unique identifier. Also, the identification of the packaging can be a
  • Batch identifier with which a plurality of packages can be assigned to a batch can be done, for example, a timestamp uniquely identify the pack, especially if each package receives its own time stamp when filling.
  • an identification of the package may include information about a filling line of a multi-line filling line. In a multi-lane filling line, individual process parameters can be traced from one line to another even with the same batch
  • the server has information about the measured value together with information about the respective packaging, and the bottler can perform evaluations of products in packages that are in distribution.
  • the bottler can determine, for example, via the identification of the packaging, the process parameters with which the packaging or the product were filled in the packaging and at the same time determine the measured value, such as the shelf life of the product in the field.
  • the measured value and the identification of the packaging it is also possible to determine a time stamp in the communication device or the server, the time of measurement on the product, the time of transmission of the measured value together with the identification of the packaging to the Communication device and / or the time of transmission of the measured value identified together with the identification to the server.
  • a statement can be made as to when a particular measured value was measured and / or when such a measured value was transmitted to the communication device and / or the server.
  • This time information (which in particular limits the time of the measurement) can be correlated with the predicted minimum shelf life of the product. Thus, in particular, those measurements can be evaluated that are close to
  • Best before date For example, if the best before date has not been reached and the reading indicates that the product may be corrupted, it may do so, taking into account other factors such as the
  • a statement about the product quality can be made in particular if at least one measured value is detected at least in parts directly on the product within the packaging.
  • a product quality can be measured directly on the product.
  • a sensor can be located inside the package and absorb physical and / or chemical values directly on the product.
  • a sensor can also be described as a functional element. The following is also the speech of a functional element when a sensor is meant.
  • a sensor can also be described as an electrical element. The following is also the speech of an electrical element, if a sensor is meant. It is also possible for the sensor to independently evaluate at least one measured value and to set a signal or a marker if the limit value is exceeded or fallen short of. This signal or the marker can be transmitted to the communication device.
  • the communication device can also independently evaluate at least one measured value and set a signal or a marker if the limit value is exceeded or fallen short of. If the signal or the marker can be detected in the communication device, the application in the
  • Communication device for example, give an indication on a display that the product may no longer be consumable.
  • At least one measured value can be detected at least in part outside the packaging.
  • a total amount of radiation may indicate how many times the packaging has been exposed to sunlight.
  • a temperature and / or a temperature profile can provide information about whether, for example, a cold chain has been maintained or the packaging exceptionally high
  • pressure information or acceleration information that can be collected through corresponding sensors can provide information about how the packaging was handled during transport. This too can influence the product quality.
  • the communication between the packaging or the sensors and the electronic units arranged there and the communication device preferably takes place via local radio.
  • local radio can in particular near field
  • NFC Network Communication
  • RFID Radio Frequency Identification
  • Bluetooth Wi-Fi
  • Other communication protocols in particular those which permit communication between two entities, in particular peer-to-peer, ie direct communication, are conceivable.
  • such communication methods are to be understood as near-field radio, which is a direct Communication between two entities with a distance of a few millimeters to a few meters allows.
  • Identification via the communication device Such a period of time is justified, in particular, by the long shelf life data, which in particular have germ-free bottled products. A period of time can be between a few weeks to a few months or even years. Because of this great
  • the measured value may first be recorded and / or the measured value and the identification sent and received. It is not absolutely necessary that the frequency of the activation field and the frequency of the transmission of measured value and identification is the same.
  • a corresponding antenna on the packaging sufficient energy can be drawn from the activation field in order to operate a sensor which, if appropriate, subsequently carries out a measurement and / or transmits the measured value together with the identification.
  • sensors are also known which can record measured values independently of a power supply, for example by chemical or physical reactions. These can be, for example, temperature profiles, which can also be recorded without an electric supply, and subsequently, after the
  • the initially recorded measured values can be read out electronically after activation by the activation field and made available for sending.
  • the measured value indicates at least one consumable capacity of the product.
  • a consumption of a product may be particularly dependent on its germ load, a rot of the product, a bacterial attack and / or a fungal attack.
  • an acidity in the product can provide information about its consumption.
  • Other sensory measured values can also provide information about the consumption of the product.
  • a time profile of a measured value can be, for example, the course of a temperature, a humidity and / or an air pressure.
  • sensors which can detect by chemical and / or physical effects a time course of these or other parameters, without being electrically powered.
  • the measured value In the moment in which the measured value is interrogated, there is an electrical activation, and the measured value can be read out electrically / electronically and transmitted to the communication device. Consequently, the subsequent transmission to the server in the server provides information on how the packaging was exposed to various environmental conditions during its life cycle.
  • the communication device is used objectively as a gateway, which forwards the relevant information via a wide area network.
  • the received information can then be utilized accordingly in the server.
  • a method for recycling data of a product filled in a package is proposed.
  • the Communication device received.
  • the measured value or possibly several measured values are read in by the packaging by the communication device and forwarded to the server via the wide area network.
  • the identification of the packaging is communicated to the server.
  • Hash value to be signed so that a further protection of the measured data including identification is possible.
  • the identification and / or the measured value is assigned using the
  • Identification of a filling process of the product in the packaging By identifying the packaging, it is possible to associate each individual packaging with the respective filling process of this packaging. This can be done on batch size 1 or with larger batch sizes per batch. Also, 2, 4, 6, 10, 12, 24, 100, 1000, or any other plurality of packages may be given the same identification and thus assigned to a lot having a lot size of that plurality.
  • process parameters that affect the bottling process are set.
  • process parameters are, for example, temperature and duration of the sterilization, number of sterilization steps, pressure of the
  • Sterilisationsmittels during application, temperature, flow rate of the product during the filling in the package, number of filling steps, temperature and duration of the sealing process on the sealed seam and / or the like. If the respective filling process is known, the process parameters assigned to this filling process can be detected. During the filling process, both setpoints and actual values of the process parameters can be recorded. About one Timestamps or the respective packaging identifications of the packagings that are currently being filled can later be assigned to the filling process of the respective packagings. The detected setpoint and / or actual parameters are transmitted to the server and stored there.
  • Combination with each other can include, among others, the following process parameters:
  • Packing coats, floor and / or gable parts as well as spouts or opening aids Under a preconditioning is in particular a treatment of the open edge areas (in particular edge sterilization, preferably with in the
  • Temperature, flow rate and flow velocity of preheat air during packing conditioning before / or. during the sterilization process if the packing sides are sterilized by hydrogen peroxide (H2O2), they are often pre-heated to a certain temperature range, in which the effect of H202 is particularly efficient; Temperature, flow rate and flow velocity, as well as proportion of (pure) H2O2 in the sterilant (vapor or aerosol from air, H 2 O 2 and water) during packing sterilization;
  • Interface design of the HMI for example, it can be determined that certain forms of presentation of the information and options offered lead to very little operator error.
  • a link with the process parameters can be established. For example, it is possible to determine from the measurements that a product was particularly durable. If the corresponding process parameters are known, this can be an indication that these parameters ensure a particularly good durability of the product. Since different products are filled with different process parameters and may react differently, this can be done with the help of the subject matter
  • Procedure also a product-specific adjustment of the process parameters taking into account the durability of the product done.
  • Process parameters of the filling process is adjusted depending on the evaluation. For example, it is possible, based on the received data, in particular the measured values and the identification of the packaging, to compare different filling processes with each other and also to compare the corresponding measured values with one another. If it turns out that for certain filling processes the measured values indicate a higher durability for packagings of approximately the same age, it can be concluded that one process parameter of one filling process is advantageous over one process parameter of the other filling process. Then, if appropriate, this process parameter can be adapted for future filling processes, so that the probability is increased that the shelf life of the product is increased in the future.
  • Process parameters at least one filling date is determined.
  • another process parameter may also be one Be filling date.
  • Measured values and the timestamp transmitted or recorded together can be used to determine how old a packaging is. Then it can be determined from the measured values, how the consumption of the product in the packaging has changed over its lifetime. Thus, measured values of a wide variety of packs with a very wide variety of lifetimes can be received and their measured values evaluated with regard to the consumable capacity of the product. From this, it may be concluded which process parameters lead to an extended shelf life of the product.
  • a measured value can also be an environmental condition and, for example, a
  • the packaging can be identified up to a lot size of one.
  • the packaging is assigned to a batch of a filling process.
  • the measured values linked to this identification can also be assigned to this batch.
  • Measured values from a plurality of packages, which are assigned to a same batch, can then be evaluated together. It is possible, for example, to average the measured values of a batch determine. In particular, it is possible to create mean values of the measured values for different periods since the filling date and to evaluate the batch with the aid of these mean values. It is also possible to form groups which depend on a further measured value.
  • a second group can be formed by the measured values recorded on packages where the conditions are approximately equal to the
  • Claim 18 additionally proposes a packaging which has at least one sensor for detecting a measured value on the product within the packaging.
  • the packaging has a transmitting device, configured for transmitting at least the measured value as well as an identification of the packaging, in particular to the communication device.
  • a continuous quality control can be carried out for every single batch up to the end customer. This quality control is available to the manufacturer of the packaging, so that he may make adjustments to the
  • Packaging device may change to respond to faulty batches. Also The manufacturer can determine the settings at which the product is optimally durable and thus select the appropriate settings for subsequent batches. This makes it possible for the manufacturer of the packaging, in particular the bottling plant, to optimize his process parameters, since he thus first acquires knowledge about the quality of products after their delivery.
  • An information of measured data from the inside of a package can be transmitted to the outside then electrically when the metallic barrier layer is broken.
  • a functional element which includes, for example, the measuring technology
  • an at least two-wire connection to an electrical element on the outside is necessary. This is effected objectively through the barrier layer through at least two mutually electrically insulated conductors.
  • a packing laminate (hereinafter also referred to as packaging material) is produced as a web product.
  • This can be formed as a composite of a plurality of thin layers comprising at least one carrier, a barrier layer and a cover layer and an outer layer.
  • the outer layer can also be referred to as a cover layer.
  • the exact structure of the laminate (composite) usually depends essentially on the desired degree of protection. So have laminates
  • Composites used to make a package for long term protection of the at least partially pourable, pasty, and / or liquid product to be stored in it, forms an additional gas barrier barrier layer, particularly if the product or parts of the product sensitive to air, especially to oxygen.
  • the packaging material is formed from a multilayer laminate.
  • at least one carrier layer can be connected to an electrically conductive barrier layer.
  • at least one cover layer can be provided, which is connected at least to the barrier layer.
  • the barrier layer may be on a first side
  • the functional element is arranged.
  • the functional element can at least the
  • Contain measuring technology in order to be able to make statements on the consumption of the product.
  • This electrical element may include the radio technology with which the communication device communicates.
  • a functional element may be arranged on the outer side in order, if necessary
  • the functional element may be an electrical, electronic, chemical and / or electrochemical element.
  • the electrical element may include electrical as well as electronic components.
  • Functional element is connected to the electrical element via at least two mutually insulated electrical conductors.
  • the electrical conductors can have two different electrical potentials and, in addition to an energy supply of the functional element in the interior of the package, also for
  • An electrical connection is possible between the interior of a package and the exterior of a package when using a metallic barrier layer.
  • a metallic barrier layer By suitable arrangement of the conductors, as will be discussed below, such an operative connection is possible. In special cases, a single electrical conductor may be sufficient. This can be guided electrically insulated from the barrier layer by the barrier layer or be formed by the barrier layer itself.
  • the first functional element has a sensor.
  • the electrical element has a transmitter and / or an antenna.
  • the antenna may comprise at least one conductor track, preferably in the form of a conductor spiral or conductor coil, and / or connections for connecting the antenna unit to a chip unit. Also, the antenna unit and the chip unit can be arranged on a common carrier. The antenna unit allows the reading of the stored information of the chip unit. In this case, preferably radio antennas are meant, as typically in RFID (Radio Frequency Identification) transponders or NFC (Near Field
  • inductive coupling readable elements can be considered as an antenna unit in the present sense. Furthermore, it may be expedient if the antenna unit a
  • the transmitter and / or the antenna may be part of a transmitting and
  • Receiving unit to be suitable to transmit data, signals and / or energy contactless or wireless unidirectional, preferably bidirectional. If characteristics of the sensor are described below or the term sensor is used, this description also applies to another
  • the sensor is advantageously set up to detect at least one property of a pasty and / or liquid product packaged in the packaging, in particular at least partially pourable.
  • the sensor can be arranged directly at least in part on the outer side of the cover layer or break through the cover layer in the direction of the product.
  • the sensor may be suitable for directly detecting the at least one property of the product.
  • the sensor may also be provided at least in part within the cover layer and in particular between the cover layer and the support layer. The sensor may then be suitable for indirectly detecting at least one property of the product.
  • the sensor may be adapted to measure pH, temperature, oxygen content, proportion of one or more vitamins / trace elements, electrical conductivity, metabolites or the like. It may be advantageous if the sensor is formed to determine at least one absolute value.
  • the sensor measuring the measured value, for example a pH, for the first time e.g. on contact with the product and then a change in the measured value, without knowing the actual quantitative value.
  • the sensor is therefore preferably a sensor which detects a qualitative change of a measured value. Therefore, it may occasionally be advantageous if the sensor is formed to determine at least one relative value of the measured value relative to an initial measured value.
  • more than one sensor can be used to determine different parameters. For example, as the temperature of the product being tested is on the Value determination of the sensor still has many effects today, it is important for the correctness of a quality determination derived therefrom that the value is assessed on the basis of the present temperature. It is therefore proposed that a measured value of a first sensor is weighted and / or normalized as a function of a measured value of a second sensor, in particular a temperature value of a temperature sensor.
  • the senor comprises a first region and a second region, wherein the first region is formed open to its environment, in particular the cover layer in the direction of the product and the second region at least partially insulated from its surroundings, in particular by the cover layer relative to the product covered is formed.
  • At least part of the surface of the cover layer assigned to the product and / or of the sensor forms one for at least one to be detected
  • embodiments of partially or completely printable sensors are conceivable which are based on the principle of an ion-sensitive field-effect transistor (ISFET) or electrolyte-insulator-semiconductor (EIS).
  • ISFET ion-sensitive field-effect transistor
  • EIS electrolyte-insulator-semiconductor
  • Standard materials of silicon technology replaced in whole or in part by functional inks based on polymers which have the same or similar electrical or electrochemical properties as the conventional materials.
  • the structures are produced using different printing methods, eg screen printing or ink-jet printing on a substrate, in particular the cover layer.
  • the substrate itself can serve as a functional part of the sensor structure, for example as an insulator, semiconductor or ion-sensitive layer.
  • monolayer, multilayer, rigid or flexible carriers in the form of, for example, films, plates (platelets), sheets, strips or the like can be used as the substrate. serve.
  • the combination of partially or completely printed sensor structures functional inks on flexible film substrates as a carrier allows one
  • a composite packaging is intended in particular to protect a fresh or preferably aseptically filled foodstuff and accordingly, after consumption of the food i.d.R. disposed of. If low-cost sensors are available even for small quantities, corresponding embodiments of packaging material for less common forms of packaging and / or for packages for rarer foods can also be produced inexpensively.
  • reference electrode is required in this case in order to provide a constant potential against which the electrode potential of the measuring electrode can be tapped.
  • the most common form of reference electrode is a silver-silver chloride (Ag / AgCl) electrode.
  • Reference electrodes have the disadvantage that the smaller they are built, the more unstable the equilibrium potentials they provide. In addition, most are
  • Material pairings e.g. Ag / AgCl, undesirable when in contact with food, especially if chlorides could be introduced into the food (e.g., because the food is particularly receptive to chlorides or certain other parameters are met).
  • the senor is equipped with a so-called pseudo-reference electrode as a substitute for a reference electrode.
  • pseudo-reference electrode are simple metal wires or metal surfaces on which a constant but unknown potential in an electrolyte solution also sets. The Measurement of the potential difference is thus inaccurate compared to eg Ag / AgCl reference electrode.
  • This variant is particularly preferred in applications in which a transition of eg chlorides is to be avoided in the medium to be measured, especially in consumer goods.
  • a measuring structure that does not require a reference electrode is based on the principle of redox cycling and is therefore particularly preferred.
  • a potential is applied to two electrodes in the analyte solution, for example the product to be analyzed, in particular foodstuffs or a component or a parameter of the food to be analyzed, by alternately applying a potential
  • the measurable current stands in indirect or direct
  • Embodiment consists of a corresponding sensor of exactly two electrodes. But there are also Mehrelektrodenan extracten, even with the inclusion of a
  • the electrodes can be designed as simple metal wires or completely or partially structured, flat-applied electrode structures.
  • To produce the electrode structures it is possible, for example, to use the production methods and substrates (substrates) described analogously to the ion-sensitive field effect transistors (ISFET) and the EIS (Electrolyte Insulator Semiconductor) sensors.
  • ISFET ion-sensitive field effect transistors
  • EIS Electrode Insulator Semiconductor
  • Printing techniques realize cost-effective sensor structures on film substrates, in particular the cover layer.
  • the senor is designed as a temperature sensor.
  • this can advantageously be an active temperature sensor.
  • Active temperature sensors generate an electrical signal due to their measuring principle. This has the advantage that no electrical auxiliary energy is needed.
  • An example of such an active temperature sensor is the thermocouple. In this case in particular, even an electrically insulated conductor with respect to the barrier layer may be sufficient.
  • the temperature sensor is designed as a passive temperature sensor. In passive temperature sensors, in contrast to active sensors, an auxiliary power is needed to read the signal.
  • thermometer An example of a passive temperature sensor is the resistance thermometer. It is an electrical component, which the
  • a resistance material are preferably pure metals. They show stronger resistance changes than alloys. Furthermore, they have a nearly linear relationship of resistance to temperature. Often platinum is used.
  • measuring resistors made of ceramic (sintered metal oxides) or semiconductors This can be much higher
  • thermocouples Both thermocouples and different versions of
  • thermometers can be produced cost-effectively today by printing technology.
  • At least one of the at least one sensor is a conductivity sensor.
  • the electrical conductivity can be determined in particular by liquids.
  • the conductivity results as the sum parameter of all dissociated substances (ions) dissolved in the liquid.
  • This is of particular advantage when a package is produced from the web material (packaging material), which serves for the preservation of a product having at least one liquid component, preferably a foodstuff.
  • the development makes use of the fact that the electrical resistance in most liquid or at least one Fluid component containing food changes with a transition from an unconscious edible condition to a corrupted condition.
  • the conductivity sensor consists for example of two mutually parallel or coaxially arranged electrodes.
  • the electrodes are made of stainless steel, graphite or, rather rarely, of pure metals such as platinum or titanium.
  • the electrodes have a defined area and are at a defined distance from each other.
  • the liquid between the electrodes behaves like an ohmic resistance, e.g. can be read by a conductive measurement method.
  • Measuring circuits according to the inductive method which offer the advantage that they can be operated potential-free by the liquid.
  • At least one of the at least one sensor is an oxygen sensor.
  • a sensor makes it possible to determine one or more properties of, for example, a product which comes into contact with the web material, in particular with its cover layer assigned to the product.
  • the functional element comprises a plurality of, in particular different, sensors and / or that the functional element also comprises further parts, which then
  • At least one of the at least one sensor is a pH sensor.
  • the pH value is a measure of the acidic or basic character of an aqueous solution. It is determined by the hydrogen ion activity of the aqueous solution. There are different methods to determine the pH. One possibility lies in the use of a potentiometric measuring chain (potentiometry). In this case, the potential which forms in direct dependence on the ion concentration on an ion-sensitive electrode is measured. The measurement takes place as
  • Reference electrode also called reference electrode
  • the pH glass electrode as an embodiment of a pH electrode is particularly well available on the market. It is usually used as a combination electrode with integrated
  • ISFET ion-sensitive field-effect transistor
  • EIS sensor is similar in principle to a metal-insulator-semiconductor structure, wherein the
  • ISFET structures can be fabricated using silicon technology. With high production quantities, cost advantages can thus be achieved in the manufacture of the sensors.
  • the first and / or the electrical element may be equipped with a memory.
  • Memory is to be understood as a data memory. It is a storage medium which serves to store electronic data.
  • Data memory can be designed either as a volatile memory or as a non-volatile memory or as a combination of the two types of memory mentioned.
  • Non-volatile memory is still divided into permanent or semi-permanent memory. As volatile memory here are memory to understand their information is lost if they are not refreshed or if the power is turned off.
  • Non-volatile memory is to be understood as memory in which the stored
  • Information for a long time (at least months) without concern of an operating voltage is maintained.
  • permanent saving the once saved or hard-wired information remains and can not be changed.
  • semi-permanent storage information can be stored permanently, but the information can also be changed.
  • the respective type of storage should be selected according to the application to which the packaging to be produced from the web is to serve once. Depending on the application, certain advantages result
  • the data memory may be part of the antenna or the transmitter.
  • the data memory can be part of a so-called "tag”, which can be read out by means of radio technology, in particular as an RFID tag
  • the data storage may be partially or completely described before being integrated into the laminate.
  • the data store can be described with a unique ID.
  • the data memory can be described in whole or in part with production data.
  • the data memory can be described wholly or partly on the filling machine.
  • the data store may be wholly or partially at one or more points of
  • the data memory can be described in whole or in part at one or more points in time.
  • the information stored on the data memory can be partially or completely replaced.
  • the electrical element comprises at least in parts a transmitting and receiving unit with an antenna and / or a memory and / or a sensor.
  • the barrier layer forms at least a part of at least one of the electrical conductors.
  • the barrier layer can form one of the electrical conductors themselves.
  • the barrier layer is preferably metallic to form a gas barrier. This circumstance can be used to allow electrical conduction from one side of the barrier layer to the other side of the barrier layer.
  • two electrical conductors are preferred, which are electrically insulated from one another and extend from one side of the barrier layer to the other side of the barrier layer.
  • One of these conductors can be the barrier layer itself.
  • a first conductor may be passed through the barrier layer in isolation.
  • the barrier layer itself may form the second conductor.
  • the functional element may on the one hand be connected to one of the conductors or form this and on the other hand be connected to the barrier layer.
  • the electrical element may be connected to the barrier layer, so that an electrical path is formed over the barrier layer between the functional element and the electrical element. A second electrical path between the
  • Functional element and the electrical element may be formed by the opposite of the barrier layer insulated conductor.
  • contacts of the elements are connected. Thus, it is preferred if in each case a contact of one of the elements is contacted with in each case at least one of the conductors.
  • the contacts of the elements may at least partially form the conductors themselves.
  • the barrier layer has a recess and that at least one of the electrical conductors is guided through the recess. In the manufacture of the packaging material this is in
  • Transport direction laminated with the respective layers It is possible that in the course of transport of the packaging material, for example, a recess is introduced into a defined region of the barrier layer, in particular punched. Also, the recess can be cut out of the barrier layer by means of a laser become.
  • the region in which the recess is introduced into the barrier layer is preferably such that it lies in the region of an interface in the package, in particular in the region of an overlap of two edges of the blank.
  • the recess is in the region of a longitudinal edge or a transverse edge of the blank, from which the package is created.
  • the recess is preferably circular, but may also have a different shape.
  • the recess preferably has a diameter of less than 5 mm, preferably less than 1 mm. Since the conductors need only have a low current carrying capacity, they may have diameters of less than 5 mm, preferably less than 1 mm.
  • the recess may be designed so that an annular space is formed between the barrier layer and the conductor guided in the recess. This annulus forms the insulation of the conductor against the barrier layer. Through the recess can be ensured that a conductor is guided isolated from the barrier layer through the barrier layer.
  • the functional element is connected to a layer on the first side of the barrier layer. It is also proposed that the electrical element is connected to a layer on the second side of the barrier layer.
  • sensors and / or antennas will be printed as described above.
  • Barrier layer are connected. It is possible that this takes place directly on the barrier layer or on the cover layer or an intermediate layer.
  • Connected to a layer in this disclosure may be on, in, or at one Mean layer arranged.
  • Arranging can be done by lamination / laminating, printing, gluing, riveting, mating or the like.
  • unwind elements which are present, for example, as film elements from a roll and to laminate them in the manufacturing process in a continuous application process on the moving in the manufacturing process packaging material.
  • a plurality of functional elements and / or electrical elements can be unwound as web material from a roll.
  • the arranged on the role or the web items may have a defined distance from each other, so that the elements are arranged in the blank in each case at a same position.
  • At least one functional element can be integrated into the package laminate, specifically between the carrier layer and a cover layer and / or at least partially into the carrier layer or cover layer. This simplifies the
  • the structuring and relatively rigid carrier layer can be used here.
  • the carrier layer thus forms a suitable substrate for mounting and receiving the at least one element.
  • the carrier layer provides a protective effect with respect to the element, so that this permanently
  • the package laminate are easily rolled up into a roll after its manufacture, to be then moved to another location.
  • Carrier layer protects the at least one electronic functional element
  • the element can also be protected by the carrier layer during the formation of the package and in the package itself.
  • the bending stiffness of the support layer can also be used.
  • the layer thickness of the package laminate can be kept low without having to take up the element at least partially in the carrier layer.
  • the functional element can have at least one sensor and / or one memory.
  • the electrical element may also have a memory.
  • the electrical element may have a transmitting and / or receiving unit. In particular, this may have a transmitting and / or receiving unit for near-field radio, in particular for NFC technology or RFID technology.
  • the electrical element can be energetically self-powered, for example by a battery or a capacitor. It is also possible and particularly preferred if the functional element and / or electrical element is energetically externally fed. This energetic external feeding can be done by a magnetic or electric field of the communication device. In particular, an electromagnetic coupling of a receiving coil formed in the electrical element with a transmitting coil can cause the energetic feed. By a transmitting coil, a current can be induced in the receiving coil, which is used to operate the first
  • the excitation field is switched off again, at least the stored measured value remains in the memory.
  • Such a measured value can be read out directly or at a later time, in the case of renewed excitation, so that at least one historical and / or one current sensor measured value can be read out. Since the elements in the packaging material must be as simple as possible, it is preferred if these only for detecting the measurement results and storing at least one measurement result and for emitting such a measurement result are set up. A subsequent evaluation of the measurement results can be done in a read-out device.
  • Fig. 1 is a schematic view of a first functional element in the
  • FIG. 2 is a schematic view of a first functional element and an electrical element in a packaging material
  • Fig. 3 is a schematic view of a system with a packaging, a
  • 4 is a view of an order of received measurement data.
  • Fig. 1 shows a schematic view of a layer structure of a Packstofflaminats (packaging material).
  • the layer structure may comprise a carrier layer 2, an outer cover layer 4, an inner cover layer 6 and a barrier layer 8.
  • the carrier layer 2 is preferably made of a carrier material, such as cardboard.
  • Cover layers 4, 6 are in particular made of plastic, for example PE and the barrier layer 8 is in particular metallic, for example of aluminum. To Further details of the layers is made to the above statements. It is understood that this layer structure is purely exemplary.
  • the cover layer 6 has, for example, an integrated sensor 10.
  • the sensor 10 has a region 10 a, which breaks through the cover layer 6 and thus lies on the surface of the cover layer.
  • the sensor 10 may also include a portion 10b covered by the cover layer 6. It is also possible for only one area 10a or one area 10b of the sensor 10 to be provided. In the area 10a an immediate measurement on the product is possible and in the area 10b an indirect measurement on the product is possible.
  • the senor 10 is applied to the barrier layer 8.
  • the sensor 10 is insulated with an insulator relative to the barrier layer.
  • two lines 12a, b extend along the barrier layer 8.
  • the lines 12a, b may in particular be foil conductors which are insulated and rest in isolation on the barrier layer 8.
  • Enable signal transmission Such a contacting is shown by way of example in FIG. 2.
  • FIG. 2 Also shown in FIG. 2 is a carrier layer 2, a barrier layer 8 and a cover layer 6. Furthermore, a sensor 10 is provided, which breaks through the cover layer 6 in a region 10a.
  • the conductors 12a, 12b are not formed as a foil conductor but, for example, as printed conductors on the cover layer 8.
  • the barrier layer is separated at a separation point 14.
  • the separation point 14 preferably runs parallel to a transverse or longitudinal seam and preferably extends over an entire blank from an upper edge to a lower edge or between two side edges. This ensures that the barrier layer 8 are divided into two areas that are electrically isolated from each other by the separation point 14. This makes it possible to contact the conductor 12a with a first part of the barrier layer 8 and the conductor 12b with a second area. This contacting can be done for example by means of pins that break through the cover layer 6.
  • a contacting of the two regions of the barrier layer 8 can also be made and the conductor 12a is continued by the conductor 12a 'and the conductor 12b by the conductor 12b'.
  • the conductor 12a ' is electrically shorted to the conductor 12a and the conductor 12b' is electrically shorted to the conductor 12b.
  • an electrical insulation for example, provided by the separation point 14 in the barrier layer 8.
  • the conductors 12a ', 12b' contact an electrical element, for example a transmitter 16, which may be equipped with a processor, a memory and an antenna.
  • the transmitter 16 can, for example, read out measured values of the sensor 10 via the conductors 12a, a ', 12b, b' and make them available wirelessly via an antenna.
  • Transmitter (transmitting device) 16 and sensor 10 can be arranged as a functional element 18 on the packaging 20 according to FIG. 3.
  • a mobile communication device 22 can be used to trigger the functional element 18 via a near field 24.
  • the communication device is described below as mobile. The However, the same applies equally to a stationary one
  • the mobile communication device 22 is brought into the vicinity of the package 20 at a distance of preferably a few centimeters.
  • a radiated activation field establishes communication via the near field 24 between the mobile communication device 22 and the functional element 18.
  • the functional element 18 with its transmitter 16, for example, remove the activation field electrical energy and activate the sensor 10. At this moment, the functional element 18 is electrically powered by the activation field of the mobile communication device 22.
  • the sensor 10 inside the package 20, as described in detail above, can capture a reading directly on the product.
  • This measured value may be, for example, a pH, an oxygen content, a microbacterial load or the like.
  • a memory may be present in the functional element 18, in which optionally a unique identifier of the packaging 20 is stored and this memory can be read out.
  • a passive sensor (not shown) can be read out via a sensor (for example a further sensor in addition to the sensor 10) via which, for example, a course of temperature conditions or other environmental conditions has been detected via chemical and / or physical processes.
  • a course can be transmitted to the mobile communication unit 22 in addition to the measured value detected by the sensor 10 together with the unambiguous identification (identification) of the packaging via the transmitter 16 and the near field 24.
  • a data set formed therefrom is transmitted to a server 28 via a long-distance connection 26. First, the received record is stored in the server 28.
  • This process can be performed on a variety of packages so that information about how products in packaging 20 behave in distribution can be accumulated in the server 28 over time.
  • Production parameters can, as described above,
  • a set of process parameters describing the bottling process in the filler 30 of the respective package 20 may be stored.
  • Packaging valid best before date If the best before date is exceeded and the measured value indicates that it can be eaten, it can be concluded that the corresponding production parameters were good and led to a good shelf life of the product. On the other hand, if a sell-by date has not been exceeded yet, you can view the metrics, the ability to consume the product is no longer concluded that, if appropriate, individual or several production parameters were negative or unsuitable or disadvantageous. This makes it possible for future
  • Filling processes the filling device 30 to operate with such production parameters that have led to a good shelf life of the product.
  • the incoming measurement data can be assigned to certain categories, as shown in FIG. 4.
  • the incoming measurement data can be assigned to certain categories, as shown in FIG. 4.
  • Temperature profile of the package 20 has been recorded over its lifetime.
  • Environmental conditions can be evaluated as the temperature profile and here only representative of environmental conditions, the temperature profile is described.
  • the group 32a is such a group in which measured values are stored in which the
  • Temperature history has indicated that the temperature was always below a threshold.
  • Group 32b may, for example, be a group in which measured values are stored in which the packaging was exposed to temperatures which are partly above a limit value and partly below a limit value and the mean value lies within a tolerance band around the limit value.
  • a group 32c such a measured value which has been detected on a packaging 20 in which the temperature profile was permanent, that is to say above a limit value, in particular over a predetermined period of time.
  • measurements of such packages exposed to standard environmental conditions and in group 32c may be those measurements necessary to maintain the consumptibility of the product
  • the measured values stored in the groups 32a, b can then be sorted according to the best before dates of the respective packages 20, for example.
  • Packaging was exceeded or undershot. Now it is possible to detect such measurements measured on packages 20 whose
  • the server can be assigned to a bottling plant.
  • the data can be stored specifically for a bottling operation.
  • the server can
  • the server can access a larger data set in a central instance and thus determine optimal process parameters.
  • Process parameters can be transmitted from the server to the bottling facilities in bottling plants.

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Abstract

Verfahren zum Bereitstellen von Daten eines in einer Verpackung abgefüllten Produktes umfassend: Empfangen zumindest eines an der Verpackung gemessenen Messwertes in einer von der Verpackung räumlich getrennten Kommunikationseinrichtung, Empfangen von einer Identifikation der Verpackung in der Kommunikationseinrichtung, und Übertragen des zumindest einen Messwertes zusammen mit der Identifikation von der Kommunikationseinrichtung an einen entfernten Server über ein Weitverkehrsnetz.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Auswerten von Produkteigenschaften in
Verpackungen
Der Gegenstand betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Auswerten von
Produkteigenschaften in Verpackungen.
Verpackungen können auf unterschiedliche Weisen und aus verschiedensten
Materialien hergestellt werden. Eine weit verbreitete Möglichkeit ihrer Herstellung besteht darin, Verpackungen aus einem Packungslaminat mit einem, auf einem
Faserstoff, insbesondere Karton, basierenden Trägerschicht aufgebauten Laminat mittels Falt- und Siegelvorgängen herzustellen. Dazu sind im Wesentlichen zwei Verfahren etabliert.
Bei einem ersten Verfahren wird aus einem, vorzugsweise von einer Rolle
abgewickelten Packungslaminat in dessen Ablaufrichtung (Längsrichtung) ein Schlauch geformt, während die entstehende Packung entlang ihrer Längsnaht meist durch
Einbringung eines Siegelstreifens verschlossen wird. In diesen Schlauch wird das durch die entstehende Packung zu schützende Produkt gefüllt und der gefüllte Schlauch an vorgegebenen Stellen quer zur Laufrichtung portionsweise versiegelt und vereinzelt.
Aus den so entstandenen halbfertigen Verbundverpackungen („Kissen") werden durch Falt- und weitere Siegelvorgänge fertige Verbundverpackungen erzeugt.
In einem zweiten Verfahren werden aus dem ebenfalls zunächst als Packungslaminat vorliegenden Verpackungsmaterial durch längs- und/oder querschneiden einzelne Zuschnitte hergestellt, aus denen durch Falten und weitere Schritte, wie z.B. Siegeln entlang von Siegelkanten zunächst ein Packungsmantel und schließlich eine Verpackung entsteht. Diese Herstellungsart hat unter anderem den Vorteil, dass die Zuschnitte und Packungsmäntel sehr flach sind und somit platzsparend gestapelt werden können. Auf diese Weise können die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel an einem anderen Ort hergestellt werden, als die Faltung, Siegelung und Befüllung der Packungsmäntel erfolgt. Auch hier kommen Laminate (=Verbundstoffe) zum Einsatz, die auf einer Trägerschicht aufbauen, die einen Faserstoff, insbesondere Karton aufweisen.
Derartige Verpackungen finden insbesondere in der Lebensmittelindustrie große Verbreitung.
Abhängig davon, ob eine Verbundverpackung einen Schutz über einige Tage bis hin zu wenigen Wochen für ein sogenanntes frisch abgefülltes Produkt bieten soll oder ob es ein„keimfreies“ und unter aseptischen Bedingungen abgefülltes Lebensmittel mit wenigstens einem flüssigen Anteil über einen langen Zeitraum bei
Umgebungsbedingungen schützen soll, ergeben sich zum Teil sehr unterschiedliche Anforderungen.
Bei einem frisch abgefüllten Produkt, auch wenn es sich um ein sogenanntes„extended- shelflife-Produkt“ handelt, ist der Zeitraum, indem der Inhalt der Verbundverpackung zu schützen ist, sehr übersichtlich und beträgt zwischen einigen Tagen bis zu mehreren Wochen. Dafür streuen meist aber die Eigenschaften des Produktes an sich recht stark. So schwankt beispielsweise die das Produkt belastende Keimzahl deutlich von Charge zu Charge des an sich gleichen Produktes, sodass die Anfangsbedingungen nur schwer fassbar sind.
Bei einem„keimfreien" und unter aseptischen Bedingungen abgefüllten Produkt stellen sich dagegen ganz andere Probleme dar. Zwar findet man hier definierte Bedingungen vor, um die die meist zu Zehntausend oder sogar mehreren Zehntausend, während einer Stunde Produktionszeit auf einer einzigen Füllmaschine entstehenden
Verbundverpackungen schwanken. Jedoch werden die einzelnen Verbundverpackungen in ihrem weiteren Bestehen dann unterschiedlichen Strapazen ausgesetzt, sodass die für das zu schützende Produkt entstehenden Belastungen, beispielsweise durch Transport- und Lagerbedingungen, über den langen Zeitraum von bis zu einem Jahr oder sogar länger im Einzelfall kaum vorauszusagen sind. Von einem langanhaltenden Schutz eines Lebensmittels spricht man im Allgemeinen, wenn das Produkt in seiner vollen Qualität über Monate ungekühlt in der
Verbundverpackung geschützt werden kann. Das Produkt wird dazu dann im
Allgemeinen aseptisch in die entstehende Verbundverpackung gefüllt. Bei H-Milch und Säften kann dann oft davon ausgegangen werden, dass der Inhalt der
Verbundverpackung über einem Zeitraum von bis zu einem Jahr, manchmal sogar darüber hinaus haltbar ist.
Um den Verbraucher vor dem Verzehr eines gesundheitsbedenklichen Lebensmittels zu schützen, schreibt der Gesetzgeber trotz der eben beschriebenen, beinahe
gegensätzlichen Problematiken einen einheitlichen Lösungsansatz vor, nämlich die Kennzeichnung der Verbundverpackung mit einem so genannten
„Mindesthaltbarkeitsdatum". Der Hersteller muss bei diesem Konzept dafür bürgen, dass das in der Verbundverpackung enthaltene Produkt bis zur Erreichung des
Mindesthaltbarkeitsdatums gesundheitlich unbedenklich ist und falls auf der Packung angegeben seine Qualität wenigstens den angegebenen Nährwerten entspricht. Dies führt automatisch dazu, dass das angegebene Mindesthaltbarkeitsdatum äußerst vorsichtig veranschlagt wird, sodass der Großteil der Verbundverpackungen auch noch -zum Teil deutlich- über den zeitlichen Ablauf des Mindesthaltbarkeitsdatums hinaus ein gesundheitlich völlig unbedenkliches Produkt beinhaltet.
Dennoch führt die Angabe des Mindesthaltbarkeitsdatums dazu, dass der Verbraucher das Produkt heute meist nicht mehr selbstständig testet, sondern nach Ablauf des Mindesthaltbarkeitsdatums im Regelfall die ungeöffnete Verbundverpackung entsorgt.
Aus der Veröffentlichung EP 2 071 496 Al ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsmaterial bekannt, bei dem mittels eines funkauslesbaren Speichers, insbesondere eines RFID Chips, Informationen zu einer Verpackung und einem Produkt gespeichert werden können. Der Speicher wird dabei in einen Verbundstoff
eingearbeitet und kann auch in verschiedenen Lagen des Verbundstoffes angeordnet sein. Die Information kann z.B. eine Information zu einem Mindesthaltbarkeitsdatum enthalten.
Nachteilig bei den bisherigen Verfahren ist jedoch, dass der Zustand des abgefüllten Produktes (Gutes] nach der Auslieferung durch den Abfüller unbekannt ist. Somit kann der Abfüller keine Überprüfung durchführen, ob bestimmte Verfahrensparameter während der Abfüllung zu besonders guten Haltbarkeitsergebnissen führen oder nicht. Auch kann der Einfluss von Umweltbedingungen auf die Haltbarkeit des Gutes nicht genau beziffert werden, da dem Abfüller die Transportbedingungen, Lagerbedingungen und/oder das Keimverhalten des Gutes unbekannt bleiben.
Daher lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur Verfügung zu stellen, welches eine Optimierung des Abfüllprozesses abhängig von tatsächlichen Haltbarkeiten der abgefüllten Güter ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 8 sowie einer Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 15, einem Server nach Anspruch 17 als auch einem System nach Anspruch 18 gelöst.
Es ist erkannt worden, dass die Haltbarkeit von abgepackten Produkten auch abhängig von Prozessparametern während des Abfüllvorgangs sein kann. So sind beispielsweise die Sterilisation der leeren Verpackung, die Temperatur des Produktes während des Einfüllens in die Verpackung, die Dauer und Temperatur des Verschweißens der Siegelnaht und dergleichen relevant für die Haltbarkeit des Produktes. Problematisch ist jedoch bisher, dass sobald eine Verpackung ausgeliefert wurde, der Abfüller kaum mehr nachvollziehen kann, ob ein Produkt die angegebene Mindesthaltbarkeit erreicht oder gegebenenfalls auch darüber hinaus haltbar ist. Auch kann der Abfüller keine
Verknüpfung zwischen den Prozessparametern der Abfüllung und der tatsächlichen Haltbarkeit des Produktes herstellen. Ist eine Verpackung einmal in Verkehr gebracht, so besteht für den Abfüller nahezu keine Möglichkeit mehr, weitere Informationen zu dieser Verpackung, geschweige denn dem darin abgepackten Produkt zu erhalten. Dies wird gegenständlich geändert, indem eine Kommunikationseinrichtung als sogenanntes„Gateway" für die Kommunikation zwischen der Verpackung und einem Zentralrechner fungiert.
Eine Kommunikationseinrichtung (auch als Kommunikationsvorrichtung oder
Kommunikationsgerät bezeichnet) kann dabei beispielsweise mobil sein und
insbesondere ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein Laptop, ein Tabletcomputer, eine Smartwatch, Smartglasses oder dergleichen sein. Eine Kommunikationseinrichtung verfügt einerseits über Kommunikationsmittel zur Nahfeldkommunikation. Solche Kommunikationsmittel ermöglichen es dem Kommunikationsgerät, mit räumlich in der Nähe befindlichen Entitäten zu kommunizieren. Solche können beispielsweise gegenständliche Verpackungen sein, die mit entsprechenden Sendeeinrichtungen ausgestattet sind. Die Kommunikationseinrichtung kann aber auch stationär sein und beispielsweise im Bereich einer Warenschleuse eines Lagers oder Zwischenlagers oder in einem Kühlhaus oder in/an einem Kühlschrank angeordnet sein.
Darüber hinaus verfügt eine Kommunikationseinrichtung über Funkeinrichtungen, mit denen insbesondere über ein Weitverkehrsnetz eine Verbindung mit einem entfernten Server aufgenommen werden kann. Ein Weitverkehrsnetz kann dabei beispielsweise ein Telefonnetz, das Internet oder ein sonstiges Kommunikationsnetz mit verteilter Infrastruktur sein. Die Kommunikationseinrichtung kann zumindest in Teilen aus einem elektrischen Element gebildet sein, welches nachfolgend noch beschrieben wird.
Gegenständlich wird vorgeschlagen, dass an der Verpackung gemessene Messwerte in der räumlich von der Verpackung getrennten Kommunikationseinrichtung empfangen werden. Zusätzlich und insbesondere verknüpft mit den Messwerten wird eine
Identifikation der Verpackung in der Kommunikationseinrichtung empfangen. Somit liegen in der Kommunikationseinrichtung zumindest Informationen, anhand der Identifikation, zu der Verpackung als solche als auch, anhand des zumindest einen Messwertes, zu dem Produkt vor. Die Kommunikationseinrichtung fungiert nunmehr als Vermittlungsstelle und überträgt den empfangenen Messwert zusammen mit der Identifikation an einen von der Kommunikationseinrichtung entfernten Server über ein Weitverkehrsnetz.
Eine Identifikation der Verpackung kann eindeutig sein, sodass jede Verpackung eine eindeutige Kennung aufweist. Auch kann die Identifikation der Verpackung eine
Chargenkennung sein, mit der eine Mehrzahl an Verpackungen einer Charge zugewiesen können. Auch kann eine Identifikation der Verpackung über eine Zeitinformation erfolgen, beispielsweise kann ein Zeitstempel die Packung eindeutig identifizieren, insbesondere wenn jede Verpackung beim Abfüllen einen eigenen Zeitstempel erhält. Auch kann eine Identifikation der Verpackung lnformationen zu einer Abfüllbahn einer mehrbahnigen Abfüllanlage enthalten. Bei einer mehrbahnigen Abfüllanlage können einzelne Prozessparameter von Bahn zu Bahn auch bei einer gleichen Charge
verschieden sein. Wenn anhand der Identifikation der Verpackung auch die jeweilige Bahn bestimmt werden kann, auf der das Produkt in die Verpackung abgefüllt wurde, kann der exakte Prozessparameter dieser Bahn für diese Verpackung abgerufen und überprüft werden.
Somit liegt in dem Server eine Information zu dem Messwert zusammen mit einer Information zu der jeweiligen Verpackung vor und der Abfüller kann Auswertungen von Produkten in Packungen durchführen, die im Vertrieb sind. Der Abfüller kann dabei beispielsweise über die Identifikation der Verpackung die Prozessparameter ermitteln, mit denen die Verpackung bzw. das Produkt in der Verpackung abgefüllt wurden und gleichzeitig über den Messwert feststellen, wie beispielsweise die Haltbarkeit des Produktes im Feld ist.
Neben dem Messwert und der Identifikation der Verpackung ist es auch möglich, einen Zeitstempel in der Kommunikationseinrichtung oder dem Server zu ermitteln, der den Zeitpunkt der Messung an dem Produkt, den Zeitpunkt der Übertragung des Messwertes zusammen mit der Identifikation von der Verpackung an die Kommunikationseinrichtung und/oder den Zeitpunkt der Übertragung des Messwertes zusammen mit der Identifikation an den Server identifiziert. Somit kann eine Aussage darüber getroffen werden, wann ein bestimmter Messwert gemessen wurde und/oder wann ein solcher Messwert an die Kommunikationseinrichtung und/oder den Server übertragen wurde.
Diese Zeitinformation (die ja insbesondere den Zeitpunkt der Messung eingrenzt) kann korreliert werden mit der prognostizierten Mindesthaltbarkeit des Produktes. Somit können insbesondere solche Messungen ausgewertet werden, die nahe am
Mindesthaltbarkeitsdatum liegen. Ist beispielsweise das Mindesthaltbarkeitsdatum noch nicht erreicht und der Messwert zeigt an, dass das Produkt eventuell verdorben ist, so kann dies, unter Berücksichtigung weiterer Faktoren, wie beispielsweise den
Lagerbedingungen, Rückschluss auf einen eventuell nicht optimalen Abfüllprozess ermöglichen. Auf der anderen Seite kann, wenn das Mindesthaltbarkeitsdatum überschritten ist und der Messwert beispielsweise anzeigt, dass das Produkt noch haltbar ist und nicht verdorben ist, dies ein Indiz dafür sein, dass der Abfüllprozess besonders gut, insbesondere keimfrei verlaufen ist.
Eine Aussage über die Produktqualität lässt sich gemäß einem Ausführungsbeispiel insbesondere dann treffen, wenn zumindest ein Messwert zumindest in Teilen unmittelbar am Produkt innerhalb der Verpackung erfasst wird. Mit Hilfe von nachfolgend noch beschriebenen Sensoren (z.B. zumindest in Teilen in einem
Funktionselement) kann eine Produktqualität unmittelbar am Produkt gemessen werden. Ein solcher Sensor kann sich im Inneren der Verpackung befinden und unmittelbar am Produkt physikalische und/oder chemische Werte aufnehmen. Ein Sensor kann auch als Funktionselement beschrieben werden. Nachfolgend ist auch die Rede von einem Funktionselement, wenn ein Sensor gemeint ist. Ein Sensor kann auch als elektrisches Element beschrieben werden. Nachfolgend ist auch die Rede von einem elektrischen Element, wenn ein Sensor gemeint ist. Auch ist es möglich, dass der Sensor selbstständig zumindest einen Messwert auswertet und bei einem Über- oder Unterschreiten eines Grenzwertes ein Signal oder einen Marker setzt. Dieses Signal oder der Marker kann an die Kommunikationseinrichtung übermittelt werden. Auch kann die Kommunikationseinrichtung selbstständig zumindest einen Messwert auswerten und bei einem Über- oder Unterschreiten eines Grenzwertes ein Signal oder einen Marker setzen. Ist das Signal oder der Marker in der Kommunikationseinrichtung detektierbar, kann die Applikation in der
Kommunikationseinrichtung beispielsweise einen Hinweis auf einem Display ausgeben, dass das Produkt ggf. nicht mehr verzehrfähig ist.
Darüber hinaus ist ebenso interessant wie relevant, die Lagerbedingungen der
Verpackung zu kennen. Dazu kann gemäß einem Ausführungsbeispiel zumindest ein Messwert zumindest in Teilen außerhalb der Verpackung erfasst werden. So kann beispielsweise eine Gesamtstrahlungsmenge Aufschluss darüber geben, wie oft die Verpackung Sonnenlicht ausgesetzt war. Auch kann beispielsweise eine Temperatur und/oder ein Temperaturverlauf darüber Aufschluss geben, ob beispielsweise eine Kühlkette eingehalten wurde oder die Verpackung außergewöhnlich hohen
Temperaturen ausgesetzt war. Weitere Informationen, wie beispielsweise
Druckinformationen oder Beschleunigungsinformationen, die über entsprechende Sensoren erfasst werden können, können beispielsweise Aufschluss darüber geben, wie die Verpackung beim Transport behandelt wurde. Auch dies kann Einfluss auf die Produktqualität haben.
Die Kommunikation zwischen der Verpackung bzw. den Sensoren und den dort angeordneten elektronischen Einheiten und der Kommunikationseinrichtung erfolgt vorzugsweise über Nahfunk. Unter Nahfunk kann insbesondere Near Field
Communication (NFC), Radio Frequency Identification (RFID), Bluetooth oder auch WLAN verstanden werden. Andere Kommunikationsprotokolle, insbesondere solche, die eine Kommunikation zwischen zwei Entitäten, insbesondere Peer-to-Peer, also eine unmittelbare Kommunikation erlauben, sind denkbar. Dabei sind insbesondere solche Kommunikationsverfahren als Nahfunk zu verstehen, welche eine direkte Kommunikation zwischen zwei Entitäten mit einer Entfernung von wenigen Millimetern bis einigen Metern ermöglicht.
In der Regel liegt eine beträchtliche Zeitspanne zwischen dem Abfüllen des Produktes in die Verpackung und dem hier beschriebenen Auslesen des Messwertes und der
Identifikation über die Kommunikationseinrichtung. Eine solche Zeitspanne ist insbesondere durch die langen Mindesthaltbarkeitsdaten begründet, die insbesondere keimfrei abgefüllte Produkte aufweisen. Eine Zeitspanne kann dabei zwischen einigen Wochen bis einigen Monaten oder gar Jahren betragen. Aufgrund dieser großen
Zeitspannen ist es nahezu unmöglich, die elektronischen Einheiten, die zum Messen und Übertragen der Messwerte und Identifikation genutzt werden, energetisch eigen zu speisen. Daher wird auch vorgeschlagen, dass zunächst ein Aktivierungsfeld durch die Kommunikationseinrichtung ausgestrahlt wird und dass angeregt durch das
Aktivierungsfeld der Messwert ggf. erst erfasst wird und/oder der Messwert und die Identifikation ausgesendet und empfangen werden. Dabei ist es nicht zwingend notwendig, dass die Frequenz des Aktivierungsfeldes und die Frequenz der Übertragung von Messwert und Identifikation die gleiche ist. Über eine entsprechende Antenne an der Verpackung kann dem Aktivierungsfeld ausreichend Energie entnommen werden, um einen Sensor zu betreiben, der im Anschluss ggf. zunächst eine Messung durchführt und/oder den Messwert zusammen mit der Identifikation aussendet.
Es sind jedoch auch Sensoren bekannt, die unabhängig von einer Energieversorgung Messwerte aufzeichnen können, beispielsweise durch chemische oder physikalische Reaktionen. Dies können beispielsweise Temperaturverläufe sein, die auch ohne eine elektrische Speisung aufgezeichnet werden können um anschließend, nach der
Aktivierung, ausgesendet werden zu können. Die zunächst aufgezeichneten Messwerte können nach der Aktivierung durch das Aktivierungsfeld elektronisch ausgelesen und für das Versenden bereitgestellt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Messwert zumindest eine Verzehrfähigkeit des Produktes anzeigt. Eine Verzehrfähigkeit eines Produktes kann insbesondere von dessen Keimbelastung, einer Fäulnis des Produktes, einem Bakterienbefall und/oder einem Pilzbefall abhängig sein. Auch kann beispielsweise ein Säuregehalt in dem Produkt eine Aussage über dessen Verzehrfähigkeit ermöglichen. Andere sensorisch erfassbare Messwerte können ebenfalls eine Aussage über die Verzehrfähigkeit des Produktes ermöglichen.
Wie bereits erläutert, kann nicht nur ein Prozessparameter während der Abfüllung relevant für die Haltbarkeit des Produktes sein, sondern auch die Transport- und/oder Lagerbedingungen der Verpackung. Dabei ist insbesondere ein langfristiger Effekt zu beobachten, was heißt, dass wenn bestimmte Umweltbedingungen über einen längeren Zeitraum andauern, die Haltbarkeit des Produktes relevant beeinflusst wird. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass zumindest ein zeitlicher Verlauf eines Messwertes erfasst wird. Ein zeitlicher Verlauf eines Messwertes kann beispielsweise der Verlauf einer Temperatur, einer Luftfeuchte und/oder eines Luftdrucks sein. Es sind Sensoren bekannt, die durch chemische und/oder physikalische Effekte einen zeitlichen Verlauf dieser oder anderer Parameter erfassen können, ohne elektrisch gespeist zu sein. In dem Moment, in dem der Messwert abgefragt wird, liegt eine elektrische Aktivierung vor, und der Messwert kann elektrisch/elektronisch ausgelesen werden und an die Kommunikationseinrichtung übermittelt werden. Mithin steht dann durch die anschließende Übertragung an den Server im Server eine Information zur Verfügung, wie die Verpackung im Verlauf ihres Lebenszyklus verschiedenen Umweltbedingungen ausgesetzt war.
Wie bereits erläutert, ist zunächst relevant, die Messdaten zusammen mit der
Identifikation von der Verpackung zu einem Server zu übertragen. Hierzu wird gegenständlich die Kommunikationseinrichtung als Gateway genutzt, welche die relevanten Informationen über ein Weitverkehrsnetz weiterleitet. Die empfangenen Informationen können dann in dem Server entsprechend verwertet werden. Aus diesem Grunde wird ein Verfahren zum Verwerten von Daten eines in einer Verpackung abgefüllten Produktes vorgeschlagen. Hierbei wird insbesondere serverseitig ein gemessener Messwert zusammen mit einer Identifikation der Verpackung von einer von der Verpackung räumlich getrennten, insbesondere mobilen
Kommunikationseinrichtung empfangen. Der Messwert oder gegebenenfalls mehrere Messwerte werden von der Verpackung durch die Kommunikationseinrichtung eingelesen und an den Server über das Weitverkehrsnetz weitergeleitet. Zusammen mit dem Messwert/den Messwerten wird die Identifikation der Verpackung dem Server mitgeteilt. Dabei ist es möglich, den Messwert zusammen mit der Identifikation der Verpackung in einen gemeinsamen Datensatz zu schreiben und über diesen Datensatz zumindest einen Hashwert zu berechnen. Dies ermöglicht es sicherzustellen, dass die Messwerte und die Identifikation der Verpackung unverfälscht im Server empfangen werden. Hierdurch können Manipulationen verhindert werden. Auch kann der
Hashwert signiert werden, sodass eine weitere Absicherung der Messdaten samt Identifikation möglich ist.
Nachdem Messwert und Identifikation im Server empfangen wurden erfolgt eine Zuordnung der Identifikation und/oder des Messwertes unter Verwendung der
Identifikation zu einem Abfüllprozess des Produktes in die Verpackung. Durch die Identifikation der Verpackung ist es möglich, jede einzelne Verpackung dem jeweiligen Abfüllprozess dieser Verpackung zuzuordnen. Dies kann auf Losgröße 1 erfolgen oder mit größeren Losgrößen pro Charge erfolgen. Auch können 2, 4, 6, 10, 12 ,24, 100, 1000 oder eine andere Mehrzahl an Verpackungen eine gleiche Identifikation bekommen und so einer Charge mit einer Losgröße von dieser Mehrzahl zugeordnet werden.
Wenn ein Abfüllprozess abläuft, sind bestimmte Prozessparameter eingestellt, die den Abfüllprozess beeinflussen. Solche Prozessparameter sind beispielsweise Temperatur und Dauer der Sterilisation, Anzahl der Sterilisationsschritte, Druck des
Sterilisationsmittels beim Aufbringen, Temperatur, Durchflussgeschwindigkeit des Produktes während des Einfüllens in die Verpackung, Anzahl der Abfüllschritte, Temperatur und Dauer des Siegelvorgangs an der Siegelnaht und/oder dergleichen. Ist der jeweilige Abfüllprozess bekannt, können die diesem Abfüllprozess zugeordneten Prozessparameter erfasst werden. Während des Abfüllprozesses können sowohl Sollwerte als auch Istwerte der Prozessparameter erfasst werden. Über einen Zeitstempel oder die jeweiligen Verpackungsidentifikationen der Verpackungen, die gerade abgefüllt werden, lassen sich später diese Prozessparameter dem Abfüllprozess der jeweiligen Verpackung zuordnen. Die erfassten Soll- und/oder Istparameter werden an den Server übermittelt und dort abgespeichert.
Jeweils bahnübergreifend oder bahnindividuell einzeln oder in jeder sinnvollen
Kombination miteinander können unter anderem die folgenden Prozessparameter erfasst werden:
Art und Grad der Vorkonditionierung der Packungsrohteile, insbesondere
Packungsmäntel, Boden- und/oder Giebelteilen sowie Ausgießern bzw. Öffnungshilfen. Unter einer Vorkonditionierung wird dabei insbesondere eine Behandlung der offenen Kantenbereiche (insbesondere Kantensterilisation, vorzugsweise mit in den
Kantenbereichen eingedrungenem und dort verbleibendem Sterilisationsmittel) sowie Einstellung der Temperatur und Kartonfeuchtigkeit durch Klimatisierung;
Intensität einer Ionenbeaufschlagung der Luft, insbesondere im Bereich der Packungsmäntel, sofern eine derartige Entstaubungsvorrichtung vorgesehen ist;
Temperatur, Volumenstrom und Strömungsgeschwindigkeit von
Aktivierungsheißluft sowie Anpressdruck und Anpresszeit bei Heißluftsiegelvorgängen, wie sie häufig bei Bodensiegelungen am Dornrad vorzufinden sind;
Temperatur, Volumenstrom und Strömungsgeschwindigkeit von Vorheizluft bei der Packungskonditionierung vor/bzw. während des Sterilisationsprozesses (Werden die Packungs (innen) seiten mittels Wasserstoffperoxid (H2O2) sterilisiert, werden sie häufig vorher auf einen bestimmten Temperaturbereich vorgeheizt, in dem die Wirkung des H202 besonders effizient ist); Temperatur, Volumenstrom und Strömungsgeschwindigkeit, sowie Anteil des (reinen) H2O2 im Sterilisationsmittel (Dampf oder Aerosol aus Luft, H202 und Wasser) bei der Packungssterilisierung;
Temperatur, Volumenstrom und Strömungsgeschwindigkeit der Sterilluft beim Ausspülen des Sterilisationsmittels;
Temperatur des Füllgutes;
Transportgeschwindigkeit der (entstehenden) Packungen in einzelnen
Produktionsabschnitten oder gesamt;
Überdruck in der Aseptikkammer;
Laminarflow in der Aseptikkammer;
Temperatur in der Aseptikkammer;
Maximale Produktionszeit zwischen zwei Zwischenreinigungsvorgängen (Cleaning in Place =CIP);
Maximale Produktionszeit zwischen zwei Vollreinigungsvorgängen;
Frequenz und Anpressdruck, sowie Haltezeit bei Ultraschallsiegelvorgängen;
Aktivierungstemperatur und Aktivierungszeit sowie Anpressdruck und Anpresszeit bei Außensiegelvorgängen (Anlegen von Packungsüberständen, s.g. „Ohren");
Auslösegrenzen von verschiedenen Überwachungssensoren; Interfacegestaltung des HMI (z.B. kann festgestellt werden, dass bestimmte Darstellungsformen der Informationen und angebotenen Handlungsmöglichkeiten zu besonders wenig Bedienfehlern führen).
Nach der Auslieferung ist es nunmehr möglich, festzustellen, ob das Produkt
ausreichend lange haltbar war, insbesondere anhand der Messwerte. Auch kann eine Verknüpfung mit den Prozessparametern hergestellt werden. So ist es beispielsweise möglich, anhand der Messwerte festzustellen, dass ein Produkt besonders gut haltbar war. Sind die entsprechenden Prozessparameter bekannt, so kann dies ein Indiz dafür sein, dass diese Parameter für eine besonders gute Haltbarkeit des Produktes sorgen. Da verschiedene Produkte mit verschiedenen Prozessparametern abgefüllt werden und gegebenenfalls unterschiedlich reagieren, kann mit Hilfe des gegenständlichen
Verfahrens auch eine produktspezifische Einstellung der Prozessparameter unter Berücksichtigung der Haltbarkeit des Produktes erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass zumindest ein
Prozessparameter des Abfüllprozesses abhängig von der Auswertung angepasst wird. Beispielsweise ist es möglich, anhand der empfangenen Daten, insbesondere der Messwerte als auch der Identifikation der Verpackung, verschiedene Abfüllprozesse miteinander zu vergleichen und die entsprechenden Messwerte gleichfalls miteinander zu vergleichen. Stellt sich heraus, dass bei bestimmten Abfüllprozessen die Messwerte bei in etwa gleich alten Verpackungen eine höhere Haltbarkeit indizieren, so kann daraus geschlossen werden, dass ein Prozessparameter eines Abfüllprozesses gegenüber einem Prozessparameter des anderen Abfüllprozesses vorteilhaft ist. Dann kann gegebenenfalls dieser Prozessparameter für zukünftige Abfüllprozesse angepasst werden, so dass die Wahrscheinlichkeit erhöht ist, dass die Haltbarkeit des Produktes zukünftig erhöht ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass aus den
Prozessparametern zumindest ein Abfülldatum ermittelt wird. Neben den oben genannten Prozessparametern kann ein weiterer Prozessparameter auch ein Abfülldatum sein. Anhand des Abfülldatums und gegebenenfalls einem mit den
Messwerten und der Identifikation zusammen übermittelten oder erfassten Zeitstempel kann ermittelt werden, wie alt eine Verpackung ist. Dann kann anhand der Messwerte festgestellt werden, wie sich die Verzehrfähigkeit des Produktes in der Verpackung über ihre Lebensdauer verändert hat. So können Messwerte von verschiedensten Packungen mit unterschiedlichsten Lebensdauern empfangen werden und deren Messwerte hinsichtlich der Verzehrfähigkeit des Produktes ausgewertet werden. Daraus kann gegebenenfalls geschlossen werden, welche Prozessparamater zu einer verlängerten Haltbarkeit des Produktes führen.
Ein Messwert kann auch eine Umweltbedingung und beispielsweise ein
Temperaturverlauf sein. Wird festgestellt, dass während der Lebenszeit der Verpackung eine häufig erhöhte Temperatur vorherrschte, so kann dies natürlich dazu führen, dass die Verzehrfähigkeit bzw. die Haltbarkeit des Produktes abnimmt. Insbesondere ist es möglich, solche Messwerte, die eine geringe Haltbarkeit anzeigen, dann geringer zu wichten, wenn die zeitlichen Verläufe von anderen Messwerten indizieren, dass die Umweltbedingungen für die Verpackung nicht optimal waren. Andererseits können solche Messwerte höher gewichtet werden, die von Verpackungen stammen, bei denen der zeitliche Verlauf eines Messwertes anzeigt, dass die Umweltbedingungen optimal waren. Somit ist es möglich, gegebenenfalls durch negative äußere Einflüsse bedingte geringere Haltbarkeiten von Produkten von der Optimierung der Prozessparameter auszunehmen oder zumindest nur mit einer geringeren Wichtung in die Optimierung der Prozessparameter einfließen zu lassen.
Wie oben ebenfalls bereits erwähnt wurde, kann eine Identifikation der Verpackung bis auf eine Losgröße 1 erfolgen. Andererseits ist es aber auch möglich, dass mit Hilfe der Identifikation der Verpackung die Verpackung einer Charge eines Abfüllprozesses zugeordnet wird. Die mit dieser Identifikation verknüpften Messwerte können ebenfalls dieser Charge zugeordnet werden. Messwerte von einer Mehrzahl von Verpackungen, die einer gleichen Charge zugeordnet werden, können dann gemeinsam ausgewertet werden. Dabei ist es beispielsweise möglich, Mittelwerte der Messwerte einer Charge zu ermitteln. Insbesondere ist es möglich, für verschiedene Zeiträume seit dem Abfülldatum Mittelwerte der Messwerte zu erstellen und mit Hilfe dieser Mittelwerte die Charge zu beurteilen. Auch ist es möglich, Gruppen zu bilden, die von einem weiteren Messwert abhängen.
So ist es beispielsweise möglich, zumindest drei Gruppen zu bilden, wobei in eine erste Gruppe solche Messwerte kommen, die in Verpackungen erfasst wurden, welche Bedingungen, z.B. Temperaturbedingungen ausgesetzt waren, die besser waren als die Mindeststandards. Eine zweite Gruppe kann durch die Messwerte gebildet werden, die an Verpackungen erfasst wurden, bei denen die Bedingungen in etwa den
Mindeststandards entsprachen. Schließlich kann eine dritte Gruppe aus den Messwerten gebildet werden, die an Verpackungen ermittelt wurden, bei denen der die Bedingungen schlechter als die Mindeststandards waren. Die letzte Gruppe wird mit hoher
Wahrscheinlichkeit Messwerte enthalten, die anzeigen, dass die Produkte eine geringere Haltbarkeit hatten als in der ersten und der zweiten Gruppe. Die beste Aussagekraft werden die Messwerte haben, die in der zweiten Gruppe erfasst wurden, da diese Messungen von Verpackungen enthält, die Umweltbedingungen ausgesetzt waren, die den Mindeststandards entsprechen.
Weitere Aspekte sind eine Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 15, ein Server nach Anspruch 17 als auch ein System nach Anspruch 18. Bei dem System nach
Anspruch 18 ist zusätzlich eine Verpackung vorgeschlagen, die zumindest einen Sensor zum Erfassen eines Messwertes an dem Produkt innerhalb der Verpackung aufweist. Darüber hinaus hat die Verpackung eine Sendeeinrichtung, eingerichtet zum Übertragen zumindest des Messwertes als auch einer Identifikation der Verpackung, insbesondere an die Kommunikationseinrichtung.
Gegenständlich kann eine durchgehende Qualitätskontrolle für jede einzelne Charge bis zum Endkunden durchgeführt werden. Diese Qualitätskontrolle steht dem Hersteller der Verpackung zur Verfügung, so dass dieser gegebenenfalls Einstellungen an der
Verpackungseinrichtung verändern kann, um auf fehlerhafte Chargen zu reagieren. Auch kann der Hersteller feststellen, bei welchen Einstellungen das Produkt optimal haltbar ist und somit für nachfolgende Chargen die entsprechenden Einstellungen wählen. Dies ermöglicht es dem Hersteller der Verpackungen, insbesondere dem Abfüllbetrieb, seine Verfahrensparameter zu optimieren, da er somit erstmalig Kenntnis über die Qualität von Produkten nach deren Auslieferung erlangt.
Eine Information von Messdaten aus dem Inneren einer Verpackung kann nach außen dann elektrisch übermittelt werden, wenn die metallische Barriereschicht durchbrochen wird. Um ein Funktionselement (das z.B. die Messtechnik beinhaltet) im Inneren der Verpackung elektrisch ansteuern und ggf. Informationen auslesen zu können, ist eine zumindest zweiadrige Verbindung mit einem elektrischen Element auf der Außenseite notwendig. Diese wird gegenständlich durch die Barriereschicht hindurch durch zumindest zwei gegeneinander elektrisch isolierte Leiter bewirkt.
Beispielsweise wird ein Packungslaminat (nachfolgend auch als Packstoff bezeichnet) als Bahnware hergestellt. Diese kann als Verbund aus mehreren dünnen Lagen umfassend zumindest eine Träge rsch ich t, eine Barriereschicht sowie eine Deckschicht und eine Außenschicht gebildet sein. Die Außenschicht kann ebenfalls als Deckschicht bezeichnet werden. Der genaue Aufbau des Laminats (Verbundstoffs) richtet sich meist im Wesentlichen nach dem gewünschten Maß an Schutz. So weisen Laminate
(Verbundstoffe), die zur Herstellung einer Verpackung für einen langanhaltenden Schutz des in ihr zu lagernden zumindest teilweise schüttfähigen, pastösen, und/oder flüssigen Produkts verwendet werden, eine eine zusätzliche Gasbarriere bildende Barriereschicht auf, insbesondere dann, wenn das Produkt oder Teile des Produkts empfindlich auf Luft, insbesondere auf Sauerstoff, reagieren.
Zunächst wird vorgeschlagen, dass der Packstoff aus einem mehrlagigen Laminat gebildet ist. Hierbei kann zumindest eine Trägerschicht mit einer elektrisch leitenden Barriereschicht verbunden sein. Ferner kann zumindest eine Deckschicht vorgesehen sein, die zumindest mit der Barriereschicht verbunden ist. Zur Detektion von Zuständen im Inneren einer nach der Verarbeitung des Packstoffs erhaltenen Verpackung, kann auf einer ersten Seite der Barriereschicht ein
Funktionselement angeordnet ist. Das Funktionselement kann zumindest die
Messtechnik enthalten, um Aussagen zu der Verzehrfähigkeit des Produktes treffen zu können.
Ferner kann auf der dem Funktionselement abgewandten zweiten Seite der
Barriereschicht ein elektrisches Element angeordnet sein. Dieses elektrische Element kann die Funktechnik enthalten, mit der die Kommunikationseinrichtung kommuniziert.
Auch kann ein Funktionselement auf der Außenseite angeordnet sein, um ggf.
Umweltparameter aufzuzeichnen.
Das Funktionselement kann ein elektrisches, elektronisches, chemisches und/oder elektrochemisches Element sein. Das elektrische Element kann elektrische als auch elektronische Komponenten enthalten.
Eine elektrische Wirkverbindung zwischen den beiden Elementen ist durch zumindest zwei elektrische Leiter ermöglicht. Dabei wird vorgeschlagen, dass das
Funktionselement mit dem elektrischen Element über zumindest zwei zueinander isolierte elektrische Leiter verbunden ist. Die elektrischen Leiter können im Betrieb zwei voneinander verschiedene elektrische Potentiale haben und somit neben einer Energieversorgung des Funktionselements im Inneren der Packung auch zur
Signalübertragung genutzt werden.
Eine elektrische Wirkverbindung ist zwischen dem Inneren einer Packung und dem Äußeren einer Packung bei der Verwendung einer metallischen Barriereschicht möglich. Durch geeignete Anordnung der Leiter, wie nachfolgend noch diskutiert wird, ist eine solche Wirkverbindung möglich. In besonderen Fällen kann auch ein einziger elektrischer Leiter ausreichend sein. Dieser kann gegenüber der Barriereschicht elektrisch isoliert durch die Barriereschicht geführt sein oder durch die Barriereschicht selbst gebildet sein.
Auch eine solche Ausgestaltung kann eigenständig erfinderisch und mit allen hier beschriebenen Merkmalen kombinierbar sein. In diesem Zusammenhang sei
ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Merkmale selbstständig und in Kombination mit anderen hier beschriebenen Merkmalen erfinderisch sein können, auch unter Umgehung von einzelnen oder allen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das erste Funktionselement einen Sensor auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das elektrische Element einen Transmitter und/oder eine Antenne auf.
Die Antenne (Antenneneinheit, elektrisches Element) kann wenigstens eine Leiterbahn, vorzugsweise in Form einer Leiterspirale oder Leiterspule, und/oder Anschlüsse zum Anschließen der Antenneneinheit an eine Chipeinheit umfassen. Auch können die Antenneneinheit und die Chipeinheit auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sein. Die Antenneneinheit erlaubt dabei das Auslesen der gespeicherten Information der Chipeinheit. Dabei sind vorzugsweise Funkantennen gemeint, wie sie typischerweise bei RFID (Radio Frequency Identification)-Transpondern oder NFC (Near Field
Communication) Tags eingesetzt werden. Insbesondere durch induktive Kopplung auslesbare Elemente können als Antenneneinheit im vorliegenden Sinne angesehen werden. Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn die Antenneneinheit ein
Trägerelement zur Aufnahme der Leiterbahn umfasst.
Der Transmitter und/oder die Antenne können als Teil einer Sende- und
Empfangseinheit dazu geeignet sein, Daten, Signale und/oder Energie berührungslos bzw. drahtlos unidirektional, vorzugsweise bidirektional zu übertragen. Wenn nachfolgend Eigenschaften des Sensors beschrieben werden oder der Begriff Sensor verwendet wird, so gilt diese Beschreibung auch für ein anderes
Funktionselement, welches im Bereich der Deckschicht, insbesondere der dem Produkt zugewandten oder abgewandten Deckschicht angeordnet bzw. verbunden ist.
Mit Vorteil ist der Sensor zur Erfassung wenigstens einer Eigenschaft eines in der Verpackung abgepackten, insbesondere zumindest teilweise schüttfähigen, pastösen und/oder flüssigen Produktes eingerichtet. Der Sensor kann dabei unmittelbar zumindest in Teilen auf der äußeren Seite der Deckschicht angeordnet sein oder die Deckschicht in Richtung des Produktes durchbrechen. Somit kann der Sensor zur direkten Erfassung der wenigstens einen Eigenschaft des Produktes geeignet sein. Der Sensor kann auch zumindest in Teilen innerhalb der Deckschicht und insbesondere zwischen der Deckschicht und der Trägerschicht vorgesehen sein. Der Sensor kann dann zur indirekten Erfassung wenigstens einer Eigenschaft des Produktes geeignet sein.
Der Sensor kann zur Messung des pH-Werts, der Temperatur, des Sauerstoffgehalts, des Anteils eines oder mehrerer Vitamine/Spurenelemente, der elektrischen Leitfähigkeit, von Stoffwechselprodukten oder dergleichen eingerichtet sein. Es kann von Vorteil sein, wenn der Sensor zur Ermittlung wenigstens eines Absolutwertes gebildet ist.
Es ist von Vorteil, wenn zur Ermittlung der augenblicklich vorliegenden Qualität des Lebensmittels zwei Messwerte herangezogen werden. Dabei kann es sich um denselben Parameter handeln, wobei der Sensor den Messwert, bspw. einen pH-Wert, erstmalig z.B. beim Inkontakttreten mit dem Produkt misst und danach eine Veränderung des Messwertes, ohne den tatsächlichen quantitativen Wert zu kennen. Der Sensor ist daher bevorzugt ein Sensor, der eine qualitative Veränderung eines Messwertes erfasst. Daher kann es fallweise von Vorteil sein, wenn der Sensor zur Ermittlung wenigstens eines Relativwertes des Messwertes relativ zu einem initialen Messwert gebildet ist.
Auch kann mehr als ein Sensor zur Ermittlung unterschiedlicher Parameter verwendet werden. Da sich beispielsweise die Temperatur des untersuchten Produkts auf die Wertermittlung des Sensors heute noch häufig auswirkt, ist es für die Korrektheit einer daraus abgeleiteten Zustandsbestimmung der Qualität wichtig, dass die Wertermittlung anhand der vorliegenden Temperatur beurteilt wird. Daher wird vorgeschlagen, dass ein Messwert eines ersten Sensors abhängig von einem Messwert eines zweiten Sensors, insbesondere einem Temperaturwert eines Temperatursensors, gewichtet und/oder normiert wird.
Mit Vorteil umfasst der Sensor einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, wobei der erste Bereich offen gegenüber seiner Umgebung, insbesondere die Deckschicht in Richtung des Produktes durchbrechend gebildet ist und der zweite Bereich wenigstens teilweise isoliert gegenüber seiner Umgebung, insbesondere durch die Deckschicht gegenüber dem Produkt abgedeckt gebildet ist.
Mit Vorteil bildet wenigstens ein Teil der Oberfläche der dem Produkt zugewiesenen Deckschicht und/oder des Sensors einen für zumindest einen zu detektierenden
Gegenstand bevorzugten Aufenthaltsbereich.
Es sind zudem Ausführungen von teilweise bzw. vollständig druckbaren Sensoren denkbar, welche auf dem Prinzip eines ionensensitiven Feldeffekttransistors (ISFET) bzw. Elektrolyt-Isolator-Halbleiter (EIS) beruhen. Hierbei werden die
Standardmaterialien der Siliziumtechnologie ganz oder teilweise durch funktionale Tinten auf Basis von Polymeren ersetzt, welche die gleichen bzw. ähnliche elektrische bzw. elektrochemische Eigenschaften aufweisen wie die herkömmlichen Materialien.
Die Strukturen werden dabei mit unterschiedlichen Druckverfahren, z.B. Siebdruck oder Ink-Jet-Druck auf einem Substrat, insbesondere der Deckschicht erzeugt. Das Substrat kann dabei neben seiner Funktion als Träger der Sensorstruktur selbst als funktionaler Teil der Sensorstruktur dienen, z.B. als Isolator, Halbleiter oder ionensensitive Schicht. Als Substrat können dabei einschichtige, mehrschichtige, steife oder flexible Träger in Form von z.B. Folien, Platten (Plättchen), Bögen, Streifen o.Ä. dienen. Insbesondere die Kombination aus teilweise bzw. vollständig gedruckten Sensorstrukturen aus funktionalen Tinten auf flexiblen Foliensubstraten als Träger ermöglicht eine
kostengünstige Fertigung, sogar bei kleineren Stückzahlen.
Eine kostengünstige Bereitstellung eines Sensors ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung deshalb so besonders wichtig, weil der Packstoff, respektive die Bahnware zur Herstellung einer Verbundverpackung dient. Eine Verbundverpackung soll im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere zum Schutz eines frisch oder bevorzugt aseptisch abgefüllten Lebensmittels dienen und wird dem zufolge nach Verzehr des Lebensmittels i.d.R. entsorgt. Sind sogar für kleine Stückzahlen preiswerte Sensoren verfügbar, können auch entsprechende Ausführungsformen von Packstoff für seltenere Packungsformen und/oder für Packungen für seltenere Lebensmittel preiswert erzeugt werden.
Hinsichtlich der Sensoren, die mit einem potentiometrischen Messverfahren arbeiten stellt jedoch das zwingende Erfordernis einer Referenzelektrode einen generellen Nachteil dar. Eine Referenzelektrode wird hierbei benötigt, um ein konstantes Potential bereitzustellen, gegen welche das Elektrodenpotential der Messelektrode abgegriffen werden kann. Die häufigste Form der Referenzelektrode ist eine Silber-Silberchlorid- (Ag/AgCl) Elektrode.
Referenzelektroden haben den Nachteil, dass je kleiner sie gebaut, desto instabiler die von ihnen gelieferten Gleichgewichtspotentiale sind. Zudem sind die meisten
Materialpaarungen, z.B. Ag/AgCl, unerwünscht, wenn sie in Kontakt mit Lebensmitteln treten, insbesondere dann, wenn Chloride in das Lebensmittel eingebracht werden könnten (z.B. weil das Lebensmittel besonders aufnahmefähig für Chloride ist oder bestimmte andere Parameter erfüllt sind).
Deshalb ist mit Vorzug dafür gesorgt, dass der Sensor mit einer sogenannten Pseudo- Referenzelektrode als Ersatz für eine Referenzelektrode ausgestattet ist. Hierbei handelt es sich um einfache Metalldrähte bzw. Metalloberflächen, an denen sich ebenfalls ein konstantes, jedoch unbekanntes Potential in einer Elektrolytlösung einstellt. Die Messung der Potentialdifferenz wird dadurch ungenauer im Vergleich zu einer z.B. Ag/AgCl-Referenzelektrode. Diese Variante wird insbesondere bei Anwendungen bevorzugt, bei denen ein Übergang von z.B. Chloriden in das Messmedium zu vermeiden ist, insbesondere bei Bedarfsgegenständen.
Ein Messaufbau der ohne Referenzelektrode auskommt beruht auf dem Prinzip des Redoxcyclings und ist deshalb besonders bevorzugt. Hierbei wird durch wechselseitiges beaufschlagen eines Potentials an zwei Elektroden in der Analytlösung, beispielsweise dem zu analysierenden Produkt, insbesondere Lebensmittel beziehungsweise einer Komponente oder eines Parameters des zu analysierenden Lebensmittels, ein
messbarer Strom erzeugt, der durch Redoxreaktionen des Analyten an den Elektroden entsteht. Der messbare Strom steht dabei in mittelbarem bzw. unmittelbarem
Zusammenhang mit der Analytkonzentration. In einer besonders einfachen
Ausführungsform besteht ein dementsprechender Sensor aus genau zwei Elektroden. Es sind aber auch Mehrelektrodenanordnungen, auch unter Einbezug einer
Referenzelektrode denkbar. Die Elektroden können dabei als einfache Metalldrähte oder ganz bzw. teilweise strukturierte, flächig ausgebrachte Elektrodenstrukturen ausgeführt sein. Zur Herstellung der Elektrodenstrukturen können beispielsweise die analog zu den ionensensitiven Feldeffekttransistoren (ISFET) und den EIS- (Electrolyte Insulator Semiconductor) Sensoren beschriebenen Herstellungsverfahren und Trägermaterialien (Substrate) verwendet werden. Auch hier lassen sich insbesondere durch die
Verwendung von funktionalen Tinten in Kombination mit verschiedenen
Drucktechniken kostengünstige Sensorstrukturen auf Foliensubstraten, insbesondere der Deckschicht realisieren.
Mit Vorteil ist der Sensor als Temperatursensor ausgebildet. Dabei kann es sich fallweise mit Vorteil um einen aktiven Temperatursensor handeln. Aktive Temperatursensoren erzeugen aufgrund ihres Messprinzips ein elektrisches Signal. Dies hat den Vorteil, dass dabei keine elektrische Hilfsenergie benötigt wird. Ein Beispiel für einen solchen aktiven Temperatursensor ist das Thermoelement. Insbesondere in diesem Fall kann auch bereits ein elektrisch gegenüber der Barriereschicht isolierter Leiter ausreichend sein. In anderen Fällen kann es bevorzugt sein, dass der Temperatursensor als passiver Temperatursensor ausgebildet ist. Bei passiven Temperatursensoren wird im Gegensatz zu aktiven Sensoren eine Hilfsenergie benötigt, um das Signal auslesen zu können.
Beispiel für einen passiven Temperatursensor ist das Widerstandsthermometer. Es handelt sich hierbei um ein elektrisches Bauelement, welches die
Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes eines elektrischen Leiters zur Messung der Temperatur ausnutzt. Als Widerstandsmaterial eignen sich vorzugsweise reine Metalle. Sie zeigen stärkere Widerstandsänderungen als Legierungen. Ferner haben sie einen nahezu linearen Zusammenhang des Widerstandes mit der Temperatur. Häufig wird Platin verwendet.
Es können jedoch auch Messwiderstände aus Keramik (gesinterte Metalloxide) oder Halbleitern verwendet werden. Damit lassen sich sehr viel höhere
Temperaturkoeffizienten als mit Metallen und damit auch viel höhere Empfindlichkeiten erzielen, teilweise jedoch zu Lasten der Genauigkeit.
Sowohl Thermoelemente als auch verschiedene Ausführungen von
Widerstandsthermometern lassen sich heute auf drucktechnischem Wege kostengünstig herstellen.
Mit Vorteil handelt es sich bei wenigstens einem des wenigstens einen Sensors um einen Leitfähigkeitssensor.
Mit einem Leitfähigkeitssensor lässt sich die elektrische Leitfähigkeit insbesondere von Flüssigkeiten bestimmen. Die Leitfähigkeit ergibt sich dabei als Summenparameter aller in der Flüssigkeit gelöster, dissoziierter Stoffe (Ionen). Dies ist von besonderem Vorteil, wenn aus der Bahnware (Packstoff) eine Verpackung erzeugt ist, die zur Bewahrung eines wenigstens eine Flüssigkeitskomponente aufweisenden Produkts, vorzugsweise eines Lebensmittels, dient. Hier macht die Weiterbildung sich zu Nutze, dass der elektrische Widerstand bei den meisten flüssigen oder wenigstens eine Flüssigkeitskomponente aufweisenden Lebensmitteln mit Übergang von einem bedenkenlos genießbaren Zustand in einen verdorbenen Zustand ändert.
Der Leitfähigkeitssensor besteht beispielsweise aus zwei zueinander parallel oder koaxial angeordneten Elektroden. Die Elektroden bestehen aus Edelstahl, Graphit oder, eher selten, aus Reinmetallen wie Platin oder Titan. Die Elektroden besitzen eine definierte Fläche und stehen in einem definierten Abstand zueinander. Die Flüssigkeit zwischen den Elektroden verhält sich dabei wie ein ohmscher Widerstand, der z.B. nach einem konduktiven Messverfahren ausgelesen werden kann. Es gibt auch
Messschaltungen nach dem induktiven Verfahren, die den Vorteil bieten, dass sie potentialfrei von der Flüssigkeit betrieben werden können.
Einfache Elektrodenstrukturen zur Leitfähigkeitsmessung lassen sich auf
drucktechnischem Wege kostengünstig herstellen.
Mit Vorteil handelt es sich bei wenigstens einem des wenigstens einen Sensors um einen Sauerstoffsensor.
Durch das Vorsehen eines Sensors wird es möglich, eine oder mehrere Eigenschaften beispielsweise eines, mit dem Bahnmaterial, insbesondere mit ihrer dem Produkt zugewiesenen Deckschicht in Kontakt tretenden Produktes zu ermitteln. Um
verschiedene Eigenschaften ermitteln zu können, ist es selbstverständlich denkbar, dass das Funktionselement mehrere, insbesondere unterschiedliche Sensoren umfasst und/oder, dass das Funktionselement noch weitere Teile umfasst, die dann
beispielsweise ebenfalls einen Sensor umfassen.
Mit Vorteil handelt es sich bei wenigstens einem des wenigstens einen Sensors um einen pH-Sensor.
Der pH-Wert ist ein Maß für den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung. Er wird anhand der Wasserstoffionenaktivität der wässrigen Lösung ermittelt. Es gibt verschiedene Methoden den pH-Wert zu ermitteln. Eine Möglichkeit liegt in der Anwendung einer potentiometrischen Messkette (Potentiometrie). Hierbei wird das Potential, welches sich in direkter Abhängigkeit zur H onen-Konzentration an einer ionensensitiven Elektrode bildet, gemessen. Die Messung erfolgt dabei als
Potentialdifferenzmessung gegenüber einer Bezugselektrode, auch Referenzelektrode genannt, welche ein konstantes Potential bereitstellt.
Heute ist die pH-Glaselektrode als eine Ausführungsform einer pH-Elektrode besonders gut am Markt verfügbar. Sie wird meist als Einstabmesskette mit integrierter
Referenzelektrode gebaut.
Neben Glaselektroden existieren weitere Ausführungsformen von potentiometrischen pH-Sensoren die ebenfalls mit Vorzug im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung Anwendung finden können. Dabei handelt es sich beispielsweise um den ionensensitiven Feldeffekttransistor (ISFET) und den EIS Sensor. Beim ISFET handelt es sich um eine Sonderform des Feldeffekttransistors, bei dem der Gatekontakt durch ein ionen- bzw. pH-sensitives Material ersetzt wird (z.B. S1O2, AI2O3 oder Ta205). Der EIS- Sensor gleicht im Prinzip einer Metall-Isolator-Halbleiter-Struktur, wobei der
Metallkontakt durch den Messelektrolyten und die Referenzelektrode und der Isolator durch eine ionensensitive Schicht (z.B. Si02, AI2O3 oder Ta205) ersetzt werden. Ein Vorteil dieser Ausführungsformen liegt u.a. in der Möglichkeit zur Miniaturisierung. ISFET- bzw. EIS-Strukturen können unter Anwendung der Siliziumtechnologie hergestellt werden. Bei hohen Produktionsstückzahlen können somit Kostenvorteile bei der Herstellung der Sensoren erzielt werden.
Das erste und/oder das elektrische Element kann mit einem Speicher ausgestattet sein. Als Speicher ist dabei ein Datenspeicher zu verstehen. Dabei handelt es sich um ein Speichermedium welches der Speicherung von elektronischen Daten dient. Der
Datenspeicher kann dabei wahlweise als flüchtiger Speicher oder als nicht-flüchtiger Speicher bzw. als eine Kombination aus beiden genannten Speichertypen ausgelegt sein. Nicht- flüchtige Speicher werden noch in permanente bzw. semi-permanente Speicher unterteilt. Als flüchtige Speicher sind hierbei Speicher zu verstehen, deren Informationen verloren gehen, wenn sie nicht aufgefrischt werden oder wenn der Strom abgeschaltet wird. Als nicht-flüchtiger Speicher sind Speicher zu verstehen, bei denen die gespeicherte
Information längere Zeit (mindestens Monate) ohne Anliegen einer Betriebsspannung erhalten bleibt. Bei permanenten Speichern bleibt die einmal gespeicherte oder festverdrahtete Information vorhanden und kann nicht mehr verändert werden. In semi-permanenten Speichern lassen sich Informationen permanent speichern, jedoch können die Informationen auch noch verändert werden.
Der jeweilige Speichertyp soll nach dem Anwendungsfall gewählt sein, dem die aus der Bahnware zu erzeugende Verpackung einmal dienen soll. Dabei ergeben sich je nach Anwendungsfall bestimmte Vorteile
Der Datenspeicher kann Teil der Antenne oder des Transmitters sein. Der Datenspeicher kann Teil eines sogenannten„Tags" sein, welches sich mittels Funktechnik auslesen lässt, insbesondere als RFID Tag. Der Datenspeicher kann bereits während des
Produktionsprozesses des Packstoffs ganz oder teilweise beschrieben werden. Der Datenspeicher kann teilweise oder ganz beschrieben sein, bevor er in das Laminat integriert wird. Der Datenspeicher kann mit einer eindeutigen ID beschrieben sein. Der Datenspeicher kann ganz oder teilweise mit Produktionsdaten beschrieben sein. Der Datenspeicher kann ganz oder teilweise an der Füllmaschine beschrieben werden. Der Datenspeicher kann ganz oder teilweise an einem oder mehreren Punkten der
Wertschöpfungskette beschrieben werden. Der Datenspeicher kann ganz oder teilweise zu einem oder mehreren Zeitpunkten beschrieben werden. Die auf dem Datenspeicher gespeicherten Informationen können ganz oder teilweise ersetzt werden.
Mit besonderem Vorteil umfasst das elektrische Element zumindest in Teilen eine Sende- und Empfangseinheit mit einer Antenne und/ oder einem Speicher und/oder einen Sensor. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Barriereschicht zumindest einen Teil zumindest eines der elektrischen Leiter bildet. Insbesondere kann die Barriereschicht einen der elektrischen Leiter selbst bilden. Die Barriereschicht ist vorzugsweise metallisch, um eine Gasbarriere zu bilden. Dieser Umstand kann genutzt werden, um eine elektrische Leitung von der einen Seite der Barriereschicht zu der anderen Seite der Barriereschicht zu ermöglichen. Wie bereits erläutert, sind zwei elektrische Leiter bevorzugt, die elektrisch voneinander isoliert sind und von der einen Seite der Barriereschicht zu der anderen Seite der Barriereschicht reichen. Einer dieser Leiter kann die Barriereschicht selbst sein. In diesem Fall kann ein erster Leiter isoliert durch die Barriereschicht geführt werden. Die Barriereschicht selbst kann den zweiten Leiter bilden. Das Funktionselement kann einerseits mit einem der Leiter verbunden sein oder diesen bilden und andererseits mit der Barriereschicht verbunden sein. Das elektrische Element kann mit der Barriereschicht verbunden sein, so dass ein elektrischer Pfad über die Barriereschicht zwischen dem Funktionselement und dem elektrischen Element gebildet ist. Ein zweiter elektrischer Pfad zwischen dem
Funktionselement und dem elektrischen Element kann durch den gegenüber der Barriereschicht isolierten Leiter gebildet sein.
Es versteht sich, dass das Funktionselement mit dem elektrischen Element über die beiden Leiter nur dann verbunden ist, wenn die elektrischen Leiter jeweils mit
Kontakten der Elemente verbunden sind. Somit ist bevorzugt, wenn jeweils ein Kontakt eines der Elemente mit jeweils zumindest einem der Leiter kontaktiert ist. Die Kontakte der Elemente können zumindest in Teilen die Leiter selbst bilden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Barriereschicht eine Ausnehmung aufweist und dass zumindest einer der elektrischen Leiter durch die Ausnehmung geführt ist. Bei der Herstellung des Packstoffs wird dieser in
Transportrichtung mit den jeweiligen Schichten laminiert. Dabei ist es möglich, dass im Verlaufe des Transports des Packstoffes beispielsweise eine Ausnehmung in einen definierten Bereich der Barriereschicht eingebracht, insbesondere gestanzt wird. Auch kann die Ausnehmung mittels eines Lasers aus der Barriereschicht herausgeschnitten werden. Bevorzugt ist der Bereich, in dem die Ausnehmung in die Barriereschicht eingebracht ist, derart, dass dieser in der Packung im Bereich einer Nahtstelle, insbesondere im Bereich einer Überlappung zweier Kanten des Zuschnitts liegt.
Insbesondere liegt die Ausnehmung im Bereich einer Längskante oder einer Querkante des Zuschnitts, aus dem die Packung erstellt wird. Die Ausnehmung ist vorzugsweise kreisförmig, kann jedoch auch eine andere Form haben. Die Ausnehmung hat vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als 5 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm. Da die Leiter nur eine geringe Stromtragfähigkeit aufweisen müssen, können diese Durchmesser von weniger als 5 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm aufweisen. Somit kann die Ausnehmung so gestaltet sein, dass sich zwischen der Barriereschicht und dem in der Ausnehmung geführten Leiter ein Ringraum bildet. Dieser Ringraum bildet die Isolation des Leiters gegenüber der Barriereschicht. Durch die Ausnehmung kann sichergestellt werden, dass ein Leiter isoliert gegenüber der Barriereschicht durch die Barriereschicht geführt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Funktionselement mit einer Schicht auf der ersten Seite der Barriereschicht verbunden ist. Auch wird vorgeschlagen, dass das elektrische Element mit einer Schicht auf der zweiten Seite der Barriereschicht verbunden ist.
Es ist möglich, dass Sensoren und/oder Antennen gedruckt werden, wie oben bereits beschrieben. Insbesondere ist es möglich, einen Sensor oder ein anderes
Funktionselement in oder auf der Deckschicht, welche dem Produkt zugewandt ist, zu verbinden. Insbesondere ist es möglich, eine Antenne oder ein anderes elektrisches Element in oder auf der Deckschicht, welche dem Produkt abgewandt ist, zu verbinden. Auch sind elektrische Elemente bekannt, die bereits als folienartiges Bauteil erhältlich sind. So bereits vorlaminierte elektrische Elemente können auch Sensoren oder Antennen enthalten. Dieses folienartige Element kann mit/auf einer Seite der
Barriereschicht verbunden werden. Es ist möglich, dass dies unmittelbar auf der Barriereschicht oder auf der Deckschicht oder einer dazwischen liegenden Schicht erfolgt. Mit einer Schicht verbunden kann in dieser Offenbarung auf, in oder an einer Schicht angeordnet bedeuten. Anordnen kann durch Auf-/Einlaminieren, Drucken, Kleben, Nieten, Stecken oder dergleichen erfolgen.
Bei der Herstellung der Bahnware kann es möglich sein, laminierte elektrische
Elemente, die beispielsweise als Folienelemente vorliegen, von einer Rolle abzuwickeln und im Herstellungsprozess in einem kontinuierlichen Aufbringungsverfahren auf den im Herstellungsprozess sich bewegenden Packstoff aufzulaminieren. Eine Vielzahl von Funktionselementen und/oder elektrischen Elementen können als Bahnware von einer Rolle abgewickelt werden. Die auf der Rolle bzw. der Bahnware angeordneten Elemente können einen definierten Abstand zueinander haben, so dass die Elemente im Zuschnitt jeweils an einer gleichen Position angeordnet sind.
Es ist auch erkannt worden, dass zur Bereitstellung der gewünschten Informationen für den Benutzer wenigstens ein Funktionselement in das Packungslaminat integriert werden kann, und zwar zwischen die Trägerschicht und eine Deckschicht und/oder wenigstens teilweise in die Trägerschicht bzw. Deckschicht. Dies vereinfacht die
Herstellung des Packungslaminats und die Anbringung des Elements. Hier kann nämlich die strukturgebende und verhältnismäßig biegesteife Trägerschicht genutzt werden. Die Trägerschicht bildet so ein geeignetes Substrat zur Anbringung und Aufnahme des wenigstens einen Elements. Alternativ oder zusätzlich stellt die Trägerschicht eine Schutzwirkung im Hinblick auf das Element bereit, so dass dieses auf Dauer
beschädigungsfrei im Packungslaminat aufgenommen werden kann. So kann
beispielsweise das Packungslaminat nach seiner Herstellung problemlos zu einer Rolle aufgerollt werden, um sodann an einen anderen Ort verbracht zu werden. Die
Trägerschicht schützt das wenigstens eine elektronische Funktionselement vor
Beschädigung, insbesondere durch Knicken oder übermäßiges Umbiegen. Das Element kann aber auch bei der Bildung der Packung und in der Packung selbst durch die Trägerschicht geschützt werden. Bei der Integration des Elements wenigstens teilweise in die Deckschicht kann die Biegesteifigkeit der Trägerschicht ebenfalls genutzt werden. Zudem kann die Schichtdicke des Packungslaminats gering gehalten werden, ohne das Element wenigstens teilweise in die Trägerschicht aufnehmen zu müssen. Hinzu kommt, dass so bedarfsweise ein Kontakt des Elementes zur Außenseite des Packungslaminats bzw. zur Innenseite der späteren Packung bereitgestellt werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die erste Seite der
Barriereschicht der Innenschicht einer Packung und die zweite Seite der Barriereschicht einer Außenschicht der Packung zugewandt ist.
Wie bereits erläutert, kann das Funktionselement zumindest einen Sensor und/oder einen Speicher aufweisen. Auch das elektrische Element kann einen Speicher aufweisen. Darüber hinaus kann das elektrische Element eine Sende- und/oder Empfangseinheit aufweisen. Insbesondere kann dies eine Sende- und/oder Empfangseinheit für Nahfunk, insbesondere für NFC-Technologie oder RFID-Technologie aufweisen. Dazu kann das elektrische Element energetisch eigengespeist sein, beispielsweise durch eine Batterie oder einen Kondensator. Auch ist es möglich und besonders bevorzugt, wenn das Funktionselement und/oder elektrische Element energetisch fremdgespeist ist. Diese energetische Fremdspeisung kann durch ein magnetisches oder elektrisches Feld der Kommunikationseinrichtung erfolgen. Insbesondere kann eine elektromagnetische Kopplung einer in dem elektrischen Element gebildeten Empfangsspule mit einer Sendespule die energetische Speisung bewirken. Durch eine Sendespule kann in der Empfangsspule ein Strom induziert werden, der zum Betreiben der ersten
elektronischen Einheit und/oder der zweiten elektronischen Einheit dienen kann. So kann es beispielsweise sinnvoll sein, durch das Erregerfeld den Sensor zu aktivieren und im Falle der Aktivierung zumindest einen Sensormesswert zu erfassen und
abzuspeichern. Wird das Erregerfeld wieder abgeschaltet, verbleibt zumindest der gespeicherte Messwert in dem Speicher. Ein solcher Messwert kann unmittelbar oder zu einem späteren Zeitpunkt, bei einer erneuten Erregung, ausgelesen werden, so dass zumindest ein historischer und/oder ein aktueller Sensormesswert ausgelesen werden kann. Da die Elemente in dem Packstoff möglichst einfach gestaltet sein müssen, ist bevorzugt, wenn diese lediglich zum Erfassen der Messergebnisse und Abspeichern zumindest eines Messergebnisses sowie zum Aussenden eines solchen Messergebnisses eingerichtet sind. Eine anschließende Auswertung der Messergebnisse kann in einer Auslesevorrichtung erfolgen.
Die Merkmale der Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale und Teilmerkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen sowie unabhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen oder Teilmerkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines ersten Funktionselements in dem
Packstoff;
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines ersten Funktionselements und eines elektrischen Elements in einem Packstoff;
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Systems mit einer Verpackung, einer
Kommunikationseinrichtung und einem Server und einer Verpackungseinrichtung;
Fig. 4 eine Ansicht einer Ordnung von empfangenen Messdaten.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Schichtaufbaus eines Packstofflaminats (Packstoffs). Der Schichtaufbau kann eine Trägerschicht 2, eine äußere Deckschicht 4, eine innere Deckschicht 6 sowie eine Barriereschicht 8 aufweisen. Die Trägerschicht 2 ist vorzugsweise aus einem Trägermaterial, wie beispielsweise Karton. Die
Deckschichten 4, 6 sind insbesondere aus Kunststoff, beispielsweise PE und die Barriereschicht 8 ist insbesondere metallisch, beispielsweise aus Aluminium. Zu weiteren Details der Schichten wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Es versteht sich, dass dieser Schichtenaufbau rein beispielhaft ist.
In der Fig. 1 ist zu erkennen, dass die Deckschicht 6 beispielsweise einen integrierten Sensor 10 aufweist. Der Sensor 10 hat einen Bereich 10a, der die Deckschicht 6 durchbricht und somit an der Oberfläche der Deckschicht liegt. Der Sensor 10 kann jedoch auch einen Bereich 10b aufweisen, der von der Deckschicht 6 bedeckt ist. Auch ist es möglich, dass ausschließlich ein Bereich 10a oder ein Bereich 10b des Sensors 10 vorgesehen ist. Im Bereich 10a ist eine unmittelbare Messung am Produkt möglich und im Bereich 10b ist eine mittelbare Messung am Produkt möglich.
Wie zu erkennen ist, ist der Sensor 10 auf der Barriereschicht 8 aufgebracht. Dazu ist der Sensor 10 mit einem Isolator gegenüber der Barriereschicht isoliert. Ausgehend von dem Sensor 10 erstrecken sich zwei Leitungen 12a, b entlang der Barriereschicht 8. Die Leitungen 12a, b können dabei insbesondere Folienleiter sein, die isoliert sind und isoliert auf der Barriereschicht 8 aufliegen.
Zur Kontaktierung des Sensors 10 mit einem elektrischen Element jenseits der
Barriereschicht 8 ist es notwendig, die Barriereschicht 8 zu durchdringen. Gleichzeitig müssen die beiden Leiter 12a, b voneinander elektrisch isoliert bleiben, um eine
Signalübertragung zu ermöglichen. Eine solche Kontaktierung ist beispielhaft in der Fig. 2 gezeigt.
Auch in der Fig. 2 ist eine Trägerschicht 2, eine Barriereschicht 8 sowie eine Deckschicht 6 gezeigt. Ferner ist ein Sensor 10 vorgesehen, der die Deckschicht 6 in einem Bereich 10a durchbricht.
Anders als in der Fig. 1 sind die Leiter 12a, 12b jedoch nicht als Folienleiter, sondern beispielsweise als gedruckte Leitungen auf der Deckschicht 8 gebildet. Ferner ist in der Fig. 2 zu erkennen, dass die Barriereschicht an einer Trennstelle 14 aufgetrennt ist. Die Trennstelle 14 verläuft dabei vorzugsweise parallel zu einer Quer- oder Längsnaht und erstreckt sich vorzugsweise über einen gesamten Zuschnitt von einer Oberkante zu einer Unterkante oder zwischen zwei Seitenkanten. Dadurch wird gewährleitet, dass die Barriereschicht 8 in zwei Bereiche aufgeteilt sind, die elektrisch durch die Trennstelle 14 voneinander isoliert sind. Hierdurch ist es möglich, den Leiter 12a mit einem ersten Teil der Barriereschicht 8 zu kontaktieren und den Leiter 12 b mit einem zweiten Bereich. Diese Kontaktierung kann beispielsweise mit Hilfe von Stiften erfolgen, die die Deckschicht 6 durchbrechen.
Auf der anderen Seite der Barriereschicht 8, im Bereich der Trägerschicht 2, kann ebenfalls eine Kontaktierung der beiden Bereiche der Barriereschicht 8 vorgenommen werden und der Leiter 12a wird durch den Leiter 12a' fortgeführt und der Leiter 12b durch den Leiter 12b'. Der Leiter 12a' ist elektrisch mit dem Leiter 12a kurzgeschlossen und der Leiter 12b' ist elektrisch mit dem Leiter 12b kurzgeschlossen. Zwischen den Leitern 12a, b ist eine elektrische Isolation, beispielsweise durch die Trennstelle 14 in der Barriereschicht 8 vorgesehen.
Die Leiter 12a', 12b' kontaktieren ein elektrisches Element, beispielsweise einen Transmitter 16, welcher mit einem Prozessor, einem Speicher und einer Antenne ausgestattet sein kann.
Der Transmitter 16 kann beispielsweise Messwerte des Sensors 10 über die Leiter 12a, a', 12b, b' auslesen und über eine Antenne drahtlos zur Verfügung stellen.
Transmitter (Sendeeinrichtung) 16 und Sensor 10 können als Funktionselement 18 an der Verpackung 20 gemäß Fig. 3 angeordnet sein.
Zu einem Zeitpunkt nach dem Verpacken des Gutes in der Verpackung 20, in dem die Verpackung 20 im Vertrieb ist, kann eine mobile Kommunikationseinrichtung 22 dazu genutzt werden, um über ein Nahfeld 24 das Funktionselement 18 auszulösen.
Nachfolgend ist die Kommunikationseinrichtung als mobil beschrieben. Das Beschriebene gilt aber gleichermaßen auch für eine stationäre
Kommunikationseinrichtung.
Hierzu wird die mobile Kommunikationseinrichtung 22 in einen Abstand von bevorzugt wenigen Zentimetern in die Nähe der Verpackung 20 gebracht. Durch ein ausgestrahltes Aktivierungsfeld wird eine Kommunikation über das Nahfeld 24 zwischen der mobilen Kommunikationseinrichtung 22 und dem Funktionselement 18 aufgebaut.
Hierbei kann das Funktionselement 18 mit seinem Transmitter 16 beispielsweise dem Aktivierungsfeld elektrische Energie entnehmen und den Sensor 10 aktivieren. In diesem Moment wird das Funktionselement 18 durch das Aktivierungsfeld der mobilen Kommunikationseinrichtung 22 elektrisch gespeist.
Ist der Sensor 10 aktiviert, kann der Sensor 10 im Inneren der Verpackung 20, wie oben ausführlich beschrieben, einen Messwert unmittelbar am Produkt erfassen. Dieser Messwert kann beispielsweise ein pH-Wert, ein Sauerstoffgehalt, eine mikrobakterielle Belastung oder dergleichen sein.
Außerdem kann in dem Funktionselement 18 ein Speicher vorhanden sein, in dem gegebenenfalls eine eindeutige Kennung der Verpackung 20 gespeichert ist und dieser Speicher kann ausgelesen werden.
Darüber hinaus kann über einen Sensor (beispielsweise einen weiteren Sensor neben dem Sensor 10) ein passiver Sensor (nicht gezeigt) ausgelesen werden, über den beispielsweise über chemische und/oder physikalische Prozesse ein Verlauf von Temperaturbedingungen oder sonstigen Umweltbedingungen erfasst wurden. Ein solcher Verlauf kann neben dem durch den Sensor 10 erfassten Messwert zusammen mit der eindeutigen Identifikation (Kennung) der Verpackung über den Transmitter 16 und das Nahfeld 24 an die mobile Kommunikationseinheit 22 übermittelt werden. In der mobilen Kommunikationseinheit 22 wird über eine Weitverkehrsverbindung 26 ein hieraus gebildeter Datensatz an einen Server 28 übermittelt. Zunächst wird der empfangene Datensatz in dem Server 28 gespeichert.
Dieser Vorgang kann mit einer Vielzahl von Verpackungen durchgeführt werden, sodass in dem Server 28 mit der Zeit lnformationen darüber angesammelt werden können, wie sich Produkte in Verpackungen 20 im Vertrieb verhalten.
Parallel dazu ist es möglich, in dem Server 28 Produktionsdaten einer Abfülleinrichtung 30 dauerhaft zu speichern. Hierbei ist es beispielsweise möglich, chargenbezogen oder auch auf einzelne Kennungen von Verpackungen 20 bezogen die entsprechenden Produktionsparameter der Fülleinrichtung 30 zu speichern. Solche
Produktionsparameter (Prozessparameter) können, wie oben beschrieben,
Temperaturen, Geschwindigkeiten, Durchflussmengen, Sterilisationszeiten und dergleichen sein. Somit kann in dem Server 28 für jede Verpackung 20 oder eine Charge von einer Mehrzahl von Verpackungen 20 ein Satz von Prozessparametern gespeichert werden, die den Abfüllprozess in der Abfülleinrichtung 30 der jeweiligen Verpackung 20 beschreiben.
Nachdem von einer Verpackung 20 oder einer Mehrzahl von Verpackungen 20
Datensätze mit Messwerten und Kennungen von Verpackungen empfangen wurden, können diese Datensätze so ausgewertet werden, dass zu den entsprechenden
Messwerten die zuvor gespeicherten Produktionsparameter geladen werden.
Anschließend ist es möglich, die Messwerte dahingehend auszuwerten, eine Aussage über die Verzehrfähigkeit des Produktes in der jeweiligen Verpackung 20 zu treffen. Diese Aussage kann verknüpft werden mit einer Information zu dem für diese
Verpackung gültigen Mindesthaltbarkeitsdatum. Ist das Mindesthaltbarkeitsdatum überschritten und der Messwert zeigt eine Verzehrfähigkeit an, so kann daraus geschlossen werden, dass die entsprechenden Produktionsparameter gut waren und zu einer guten Haltbarkeit des Produktes geführt haben. Andererseits kann, wenn ein Mindesthaltbarkeitsdatum noch nicht überschritten ist, die Messwerte jedoch anzeigen, das eine Verzehrfähigkeit des Produktes nicht mehr gegeben ist darauf geschlossen werden, dass gegebenenfalls einzelne oder mehrere Produktionsparameter negativ oder ungeeignet oder nachteilig waren. Hierdurch ist es möglich, für zukünftige
Abfüllprozesse die Abfülleinrichtung 30 mit solchen Produktionsparametern zu betreiben, die zu einer guten Haltbarkeit des Produktes geführt haben.
In dem Server 28 können die einlaufenden Messdaten bestimmten Kategorien zugeordnet werden, wie in der Fig. 4 gezeigt. So ist es beispielsweise möglich, dass neben den von dem Sensor 10 erfassten Messwerten auch beispielsweise ein
Temperaturverlauf der Verpackung 20 über ihre Lebensdauer erfasst wurde. Beim Empfangen des Datensatzes umfassend den Messwert, die Identifikation der
Verpackung und beispielsweise den Temperaturverlauf ist es möglich den
Temperaturverlauf auszu werten. Hierbei sei angemerkt, dass auch andere
Umweltbedingungen als der Temperaturverlauf ausgewertet werden können und hier nur stellvertretend für Umweltbedingungen der Temperaturverlauf beschrieben ist.
Anschließend ist es möglich, einen Datensatz einer von mehreren Gruppen 32a-c zuzuordnen. Hierbei ist es beispielsweise möglich, auszuwerten, ob der
Umweltparameter dauerhaft über einem Mindeststandart lag, sein Mittelwert über einem Mindeststandart lag oder gegebenenfalls kurzfristig der Umweltparameter einen Grenzwert überschritten hat. Im gezeigten Beispiel ist beispielsweise die Gruppe 32a eine solche Gruppe, in die Messwerte gespeichert werden, bei denen der
Temperaturverlauf angezeigt hat, dass die Temperatur stets unterhalb einem Grenzwert lag.
Gruppe 32b kann beispielsweise eine solche Gruppe sein, in der Messwerte gespeichert werden, bei denen die Verpackung Temperaturen ausgesetzt war, die teilweise oberhalb eines Grenzwertes und teilweise unterhalb eines Grenzwertes liegen und der Mittelwert in einem Toleranzband um den Grenzwert liegt. Schließlich kann in einer Gruppe 32c ein solcher Messwert gespeichert werden, der an einer Verpackung 20 erfasst wurde, bei dem der Temperaturverlauf dauerhaft, das heißt insbesondere über einen vorbestimmten Zeitraum über einem Grenzwert lag.
In der Gruppe 32a sind somit Messwerte von Verpackungen, die guten
Umweltbedingungen ausgesetzt waren, in der Gruppe 32b Messwerte von solchen Verpackungen, die Standartumweltbedingungen ausgesetzt waren und in der Gruppe 32c können solche Messwerte sein, die für den Erhalt der Verzehrfähigkeit des
Produktes nachteiligen Umweltbedingungen ausgesetzt waren.
Am aussagekräftigsten wird dann die Auswertung der Messwerte in den Gruppen 32a und 32b sein.
Die in den Gruppen 32a, b gespeicherten Messwerte können dann beispielsweise nach den Mindesthaltbarkeitsdaten der jeweiligen Verpackungen 20 sortiert werden.
Insbesondere ist es möglich, einen Zeitraum zwischen der Messung und dem
Mindesthaltbarkeitsdatum zu bestimmen, wenn während der Messung oder der
Übertragung der Messung von der Verpackung 20 an die mobile
Kommunikationseinrichtung 22 oder von der mobilen Kommunikationseinrichtung 22 an den Server 28 ein Zeitstempel miterfasst wird. Über diesen Zeitstempel ist es möglich, festzustellen, ob das Mindesthaltbarkeitsdatum der entsprechenden
Verpackung über- oder unterschritten war. Nun ist es möglich, solche Messungen zu detektieren, die an Verpackungen 20 gemessen wurden, deren
Mindesthaltbarkeitsdatum überschritten war, die Dauer der Überschreitung aber eine bestimmte Zeitspanne nicht überschritten hat. Auch ist es möglich, solche Messungen zu identifizieren, die an Verpackungen 20 durchgeführt wurden, bei denen das
Mindesthaltbarkeitsdatum noch nicht erreicht war, jedoch eine Zeitspanne bis zum Mindesthaltbarkeitsdatum eine obere Grenze unterschritten hat. Diese beiden Typen von Messungen sind an Verpackungen 20 vorgenommen worden, bei denen das
Mindesthaltbarkeitsdatum knapp über- oder knapp unterschritten wurde. Wird anhand dieser Messungen dann festgestellt, dass bei einigen Produkten die Verzehrfähigkeit noch gegeben war, bei anderen Produkten jedoch nicht, so kann ein Vergleich der Produktionsparameter für die jeweiligen Verpackungen durchgeführt werden. Bei diesem Vergleich kann beispielsweise festgestellt werden, dass ein bestimmter Produktionsparameter für eine sehr gute Haltbarkeit gesorgt hat und zu Messungen geführt hat, die eine gute Verzehrfähigkeit des Produktes indizieren.
Andererseits ist es beispielsweise möglich, wenn festgestellt wurde, dass eine
Verzehrfähigkeit nicht mehr gegeben war, obwohl das Mindesthaltbarkeitsdatum im Bereich des Datums der Messung lag, dass Produktionsparameter hierfür verantwortlich sein könnten.
Entsprechende Auswertungen können für die Messungen in der Gruppe 32b
durchgeführt werden.
Auch in der Gruppe 32c ist es beispielsweise möglich, solche Messungen zu
identifizieren, bei denen das Mindesthaltbarkeitsdatum zum Zeitpunkt der Messungen in etwa erreicht war und das Produkt nach wie vor als verzehrfähig qualifiziert werden kann. Obwohl schlechte Umweltbedingungen Vorlagen, kann beispielsweise ein Produkt nach wie vor verzehrfähig sein. In diesem Fall kann eine Betrachtung des
Produktionsparameters einen Schluss erlauben, dass ein bestimmter
Produktionsparameter dazu geführt hat, dass die Verzehrfähigkeit des Produktes bzw. dessen Mindesthaltbarkeit besonders positiv beeinflusst wurde.
Durch die Auswertung der Messungen, wie oben beschrieben, ist es möglich,
Produktionsparameter der Abfülleinrichtung 30 für zukünftige Abfüllprozesse hinsichtlich der Mindesthaltbarkeit zu optimieren.
Im Hinblick auf die Haftungsfragen des Abfüllers bei einem nicht verzehrfähigen
Produkt kann es sinnvoll sein, einen Zusammenhang zwischen den Umweltbedingungen der sich im Vertrieb, der Lagerung und des Verkaufs befindlichen Verpackung und dem Zeitpunkt des Verlustes der Verzehrfähigkeit herzustellen. Der Server kann einem Abfüllbetrieb zugeordnet sein. Somit können die Daten spezifisch für einen Abfüllbetrieb gespeichert werden. Auch kann der Server
übergeordnet für eine Mehrzahl an Abfüllbetrieben eingerichtet sein. Durch eine zentrale Auswertung der Messwerte zusammen mit den Prozessparametern kann eine Optimierung der Prozessparameter verschiedener Abfüllbetriebe erfolgen. Durch das Erfassen der Daten von Verpackungen unterschiedlicher Abfüllbetriebe kann in einer zentralen Instanz der Server auf einen größeren Datensatz zurückgreifen und somit optimale Prozessparameter bestimmen. Diese serverseitig bestimmten
Prozessparameter können von dem Server an die Abfülleinrichtungen in Abfüllbetrieben übermittelt werden.
Bezugszeichenliste
2 Träger Schicht
4 Deckschicht
6 Deckschicht
8 Barriereschicht
10 Sensor
10a, b Bereich
12a, b Leiter
14 Trennstelle
16 Transmitter
18 Funktionselement
20 Verpackungen
22 mobile Kommunikationseinrichtung
24 Nahfeld
26 Weitverkehrsnetz
28 Server
30 Abfülleinrichtung
32a-c Gruppe

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Bereitstellen von Daten eines in einer Verpackung abgefüllten Produktes umfassend:
Empfangen zumindest eines an der Verpackung gemessenen Messwertes in einer von der Verpackung räumlich getrennten Kommunikationseinrichtung ,
Empfangen von einer Identifikation der Verpackung in der
Kommunikationseinrichtung ,
Übertragen des zumindest einen Messwertes zusammen mit der Identifikation von der Kommunikationseinrichtung an einen entfernten Server über ein Weitverkehrsnetz.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einer der Messwerte zumindest in Teilen unmittelbar am
Produkt innerhalb der Verpackung, erfasst wird und/oder das zumindest einer der Messwerte zumindest in Teilen außerhalb der Verpackung erfasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Messwert und die Identifikation über Nahfunk, insbesondere per near field communication (NFC), radio frequency Identification (RFID) oder Bluetooth empfangen werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Messwert an einer ungeöffneten und/oder geöffneten Verpackung gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zunächst ein Aktivierungsfeld durch die Kommunikationseinrichtung ausgestrahlt wird, und
dass angeregt durch das Aktivierungsfeld der zumindest eine Messwert und die Identifikation empfangen werden.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Messwert zumindest eine Verzehrfähigkeit des Produktes anzeigt, insbesondere Informationen zu einer Keimbelastung, einer Fäulnis, einem Bakterien- und/oder einem Pilzbefall des Produktes enthält.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Messwert zumindest einen zeitlichen Verlauf aufweist, insbesondere einen zeitlichen Verlauf einer Temperatur und/oder einer Luftfeuchte und/oder eines Luftdrucks.
8. Verfahren zum Verwerten von Daten eines in einer Verpackung abgefüllten Produktes umfassend:
Empfangen zumindest eines an der Verpackung gemessenen Messwertes zusammen mit einer Identifikation der Verpackung von einer von der
Verpackung räumlich getrennten Kommunikationseinrichtung in einem Server, Zuordnen der Identifikation zu einem Abfüllprozess des Produktes in die Verpackung und Erfassen von Prozessparametern des zugeordneten
Abfüllprozesses, und Auswerten des zumindest einen Messwertes zusammen mit den Prozessparametern.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Prozessparameter des Abfüllprozesses abhängig von der Auswertung angepasst wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus den Prozessparametern zumindest ein Abfülldatum ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus einem der Messwerte zumindest ein zeitlicher Verlauf ermittelt wird und dass der zeitliche Verlauf zur Wichtung eines weiteren Messwertes genutzt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine empfangene Messwert durch die Identifikation der Verpackung einer Charge eines Abfüllprozesses zugeordnet werden und/oder dass der zumindest eine empfangene Messwert durch die Identifikation der Verpackung einer Bahn einer Abfülleinrichtung zugeordnet wird.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messwerte einer Charge und/oder einer Bahn gemeinsam ausgewertet werden, insbesondere dass ein Mittelwert eines Messwertes einer Charge/Bahn ermittelt wird, wobei insbesondere ein Mittelwert eines Messwertes einer Gruppe zugeordnet wird und die Gruppe abhängig von einem weiteren Messwert bestimmt wird.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zunächst ein Packungsmantel mit zumindest einem Sensor zum Erfassen eines Messwertes an dem Produkt innerhalb der Verpackung und einer
Sendeeinrichtung eingerichtet zum Übertragen zumindest des Messwertes als auch einer Identifikation der Verpackung ausgestattet wird, anschließend der Packungsmantel mit dem Produkt gefüllt und verschlossen wird und
abschließend die Verpackung in Verkehr gebracht wird.
15. Kommunikationseinrichtung eingerichtet zum Durchführen eines Verfahrens nach Anspruch 1 umfassend:
eine Empfangseinrichtung eingerichtet zum Empfangen zumindest eines an der Verpackung gemessenen Messwertes, und von einer Identifikation der
Verpackung,
eine Sendeeinrichtung eingerichtet zum Übertragen des Messwertes zusammen mit der Identifikation an einen entfernten Server über ein Weitverkehrsnetz.
16. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kommunikationseinrichtung mobil ist, insbesondere ein Mobiltelefon oder ein mobiler Computer ist.
17. Server eingerichtet zum Durchführen eines Verfahrens nach Anspruch 8
umfassend:
eine Empfangseinrichtung eingerichtet zum Empfangen zumindest eines an der Verpackung gemessenen Messwertes zusammen mit einer Identifikation der Verpackung von einer von der Verpackung räumlich getrennten
Kommunikationseinrichtung , eine Zuordnungseinrichtung eingerichtet zum Zuordnen der Identifikation zu einem Abfüllprozess des Produktes in die Verpackung und zum Erfassen von Prozessparametern des zugeordneten Abfüllprozesses, und
eine Auswerteeinrichtung eingerichtet zum Auswerten des zumindest einen Messwertes zusammen mit den Prozessparametern.
18. System mit einer Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 15 und einem
Server nach Anspruch 17 sowie einer mit einem Produkt gefüllten Verpackung, wobei die Verpackung zumindest einen Sensor zum Erfassen eines Messwertes an dem Produkt innerhalb der Verpackung und eine Sendeeinrichtung eingerichtet zum Übertragen zumindest des Messwertes als auch einer
Identifikation der Verpackung aufweist.
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