(57)【要約】充填デバイス（１）において、片側が開口している包装体（２）、特に厚紙複合包装体、に易流動性製品、特に食品、を充填するための方法が説明および図示される。加熱、滅菌、および／または乾燥を高いスループットで、より確実に、および装置および／または方法の点でより低い複雑度で、実施可能にするために、片側が開口している包装体（２）に予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が導入され、片側が開口している包装体（２）の容積の少なくとも３倍に相当する体積の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）に、好ましくは、片側が開口している包装体（２）の少なくともほぼ各々に、導入される。【選択図】図２
2020508940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填デバイス（１）において、片側が開口している包装体（２）、特に厚紙複合包装体、に易流動性製品、特に食品、を充填するための方法であって、
−  前記片側が開口している包装体（２）に予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が導入され、
−  前記片側が開口している包装体（２）の容積の少なくとも３倍に相当する体積の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）に、好ましくは、片側が開口している包装体（２）の少なくともほぼ各々に、導入される、
方法。
【請求項２】
前記片側が開口している包装体（２）の容積の少なくとも４倍、好ましくは少なくとも６倍、特に少なくとも１０倍、より好ましくは少なくとも１５倍、とりわけ少なくとも２０倍、に相当する体積の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）に、好ましくは、片側が開口している包装体（２）の少なくともほぼ各々に、導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−  前記片側が開口している包装体（２）は、歩進式に搬送されて前記充填デバイス（１）内を通過し、予熱用空気にさらすために連続して配置された複数の処理位置に、および／または、乾燥用空気にさらすために連続して配置された複数の処理位置に、および／または滅菌剤にさらすために連続して配置された複数の処理位置に、とどめられ、
−  好ましくは、前記片側が開口している包装体（２）の容積の少なくとも３倍、好ましくは少なくとも４倍、特に少なくとも６倍、より好ましくは少なくとも１０倍、とりわけ少なくとも１５倍、必要であれば少なくとも２０倍、に相当する体積の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が、少なくとも１つの処理ステーションにおいて、前記少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）にそれぞれ導入される、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤にさらすために、前記片側が開口している包装体（２）は、連続して配置されている少なくとも２つの、好ましくは少なくとも３つの、特に少なくとも４つの、処理位置に一定時間とどめられる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記片側が開口している包装体（２）は、少なくとも４ｍ３／ｈ、好ましくは少なくとも９ｍ３／ｈ、特に少なくとも１５ｍ３／ｈ、とりわけ少なくとも２０ｍ３／ｈ、の体積流量の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤にさらされる、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記片側が開口している包装体（２）は、８０℃と３４０℃の間、好ましくは８０℃と２６０℃の間、の温度の予熱用空気、８０℃と３４０℃の間、好ましくは８０℃と２６０℃の間、の温度の乾燥用空気、および／または１７０℃と３４０℃の間、好ましくは２２０℃と２９０℃の間、特に２６０℃と２８０℃の間、の温度の滅菌剤にさらされる、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
−  予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）を介して前記片側が開口している包装体（２）に上から導入され、
−  好ましくは、前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）は、前記包装体（２）への前記予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の導入中、前記片側が開口している包装体（２）に対して偏心的に位置付けられている、
請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
−  前記包装体（２）への前記予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の前記導入中、前記ノズル開口部の中心、好ましくは前記ノズル開口部全体、は、前記片側が開口している包装体（２）の中心長手方向軸線に隣接して、特に少なくともノズル開口部の幅だけ、側方に配置され、
−  好ましくは、前記ノズル開口部は、前記片側が開口している包装体（２）の１つの側面および／または１つの角部に割り当てられる、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
−  前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）、特にそのノズル開口部、は、前記片側が開口している包装体（２）の前記長手方向軸線から、前記包装体（２）の前記搬送方向に平行および／または垂直な方向にずらして配置され、および／または、
−  予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が、少なくとも２つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）を介して前記片側が開口している包装体（２）に上から連続して導入される、
請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
−  前記少なくとも２つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）は、前記包装体（２）への前記予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の前記導入中、前記片側が開口している包装体（２）に対して偏心的にそれぞれ位置付けられており、
−  好ましくは、少なくとも２つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）が、前記片側が開口している包装体（２）に対して、鏡面対称に配置されている、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記片側が開口している包装体（２）は歩進式に搬送されて前記充填デバイス（１）内を通過し、前記片側が開口している包装体（２）は、時々、少なくとも１つの、好ましくは不動の、ノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）の下に不動に位置付けられる、請求項７〜１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
連続する少なくとも２つの片側が開口している包装体（２）への少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）による予熱用空気の前記導入中、前記予熱用空気は、前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）から少なくともほぼ一定の体積流量で流出する、および／または、
連続する少なくとも２つの片側が開口している包装体（２）への少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）による乾燥用空気の前記導入中、前記乾燥用空気は、前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）から少なくともほぼ一定の体積流量で流出する、および／または、
連続する少なくとも２つの片側が開口している包装体（２）への少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）による滅菌剤の前記導入中、前記滅菌剤は、前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）から少なくともほぼ一定の体積流量で流出する、
請求項７〜１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
好ましくは請求項１〜１２の何れか一項に記載の方法により、片側が開口している包装体（２）、特に厚紙複合包装体、に易流動性製品、特に食品、を充填するための充填デバイス（１）であって、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を前記片側が開口している包装体（２）に上から導入するためのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）が少なくとも１つ設けられた、および前記片側が開口している包装体（２）を搬送して前記充填デバイス（１）内を通過させるための搬送デバイス（１４）が設けられた、充填デバイス（１）において、
前記片側が開口している包装体（２）の容積の少なくとも３倍に相当する体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）に、好ましくは、片側が開口している包装体（２）の少なくともほぼ各々に、導入するための調整手段および導入手段が設けられる、ことを特徴とする充填デバイス。
【請求項１４】
前記片側が開口している包装体（２）の前記容積の少なくとも４倍、好ましくは少なくとも６倍、特に少なくとも１０倍、より好ましくは少なくとも１５倍、とりわけ少なくとも２０倍、に相当する体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が前記少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）に、好ましくは、片側が開口している包装体（２）の少なくともほぼ各々に、導入するための調整手段（４２）および導入手段（４３）が設けられることを特徴とする、請求項１３に記載の充填デバイス。
【請求項１５】
前記搬送デバイスは、予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品を前記包装体（２）に導入するための前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）に対して、前記片側が開口している包装体（２）を偏心的に位置付けるように設計されることと、
好ましくは、前記搬送デバイス（１４）は、片側が開口している包装体（２）を収容するための、特に、前記片側が開口している包装体（２）を歩進式に搬送して前記充填デバイス（１）内を通過させるための、複数のセルを有するセルチェーン、または複数のセルを有するベルトドライブ、または複数のセルを有するダイレクトドライブを備え、より好ましくは、前記セルチェーンは、少なくとも１つのステップにおいて、予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品を前記包装体（２）に導入するための前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）の下に前記片側が開口している包装体（２）を偏心的に位置付けるように設計されることと、
を特徴とする、請求項１３または１４に記載の充填デバイス。
【請求項１６】
予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品を前記片側が開口している包装体（２）に上から連続して導入するためのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）が少なくとも２つ設けられることと、好ましくは、前記少なくとも２つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）は、前記片側が開口している包装体（２）への前記予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品の前記導入中、前記片側が開口している包装体（２）に対して偏心的にそれぞれ位置付けられていることと、を特徴とする、請求項１３〜１５の何れか一項に記載の充填デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、片側が開口している包装体に予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が導入される充填デバイスにおいて、片側が開口している包装体、特に厚紙複合包装体、に易流動性製品、特に食品、を充填するための方法に関する。本発明は更に、片側が開口している包装体、特に厚紙複合包装体、に易流動性製品、特に食品、を充填するための充填デバイスであって、片側が開口している包装体に上から予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を導入するためのノズルが少なくとも１つ設けられた、および片側が開口している包装体を搬送して充填デバイス内を通過させるための搬送デバイスが設けられた、充填デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に食品の形態の、製品を片側が開口している複数の包装体に充填するためのさまざまな充填デバイスが既知である。これらの包装体には、対応する充填デバイスによって、易流動性食品が充填されることが好ましい。使用される包装体は、包装体への充填のための開口部を設けるために、特に、上側が開口している包装体である。これらの包装体は、例えば、厚紙層と外側の、特に熱可塑性の、例えばポリエチレン（ＰＥ）製の、プラスチック層とを備えた積層体の形態の包装材から成る厚紙複合包装体とすることができる。厚紙は包装体に十分な安定性をもたらすので、包装体を容易に取り扱うことができ、例えば積み重ねることができる。プラスチック層は厚紙を湿気から保護すると共に、密閉された包装体を形成するために包装材料の封着を可能にする。加えて、包装体経由の酸素および他の気体の拡散を防止する、アルミニウム層などの、更なる層を設けることができる。
【０００３】
包装体への食品の充填は、一般に無菌状態で行われる。この場合、充填される食品ばかりでなく、包装体の滅菌も必要である。この目的のために、食品は、通常、一定時間にわたって加熱される。包装体は、通常、最初に、無菌の予熱用空気で洗流される。その後、このようにして加熱された包装体に、滅菌剤が導入される。滅菌剤は、一般に過酸化水素であるか、または少なくとも過酸化水素を含む。包装体は予熱されているので、滅菌中、高い反応速度が実現され、包装体内での過剰な凝縮液の形成が防止される。その後、好ましくは高温且つ無菌の、乾燥用空気で包装体を乾燥させることによって、湿気および残留過酸化水素が包装体から除去される。その後、この滅菌された包装体に充填される。
【０００４】
滅菌および／または充填中、包装体を間断なく、必要であれば定速で、搬送して充填デバイス内を通過させることができる。予熱用空気、滅菌剤、乾燥用空気、および／または充填対象製品を導入するためのデバイスは、対応する媒体を狙いどおりに供給するためのノズルを備える。ノズルは包装体と共に移動可能であるので、予熱用空気、滅菌剤、乾燥用空気、および／または充填対象製品の導入中、ノズルと包装体との間には相対速度がほぼ皆無である。ただし、充填デバイス内で包装体が次々と特定の位置を一定時間占めるように、包装体は周期的に、すなわち歩進式に、移動されることが多い。これらの位置において、包装体は不動で、少なくとも１つのノズルからの予熱用空気、滅菌剤、乾燥用空気、および／または充填対象製品にさらされ得る。
【０００５】
十分な量の予熱用空気、滅菌剤、乾燥用空気、および／または充填対象製品を包装体に適切に導入するには１サイクルに残っている時間が短すぎる場合は、予熱用空気、滅菌剤、乾燥用空気、および／または充填対象製品の導入を、包装体が短時間停止する複数の連続した処理位置において、複数の異なるノズルを介して、次々と、段階的に、行うこともできる。他方、包装体が充填デバイス内を間断なく移動される場合は、予熱用空気、滅菌剤、乾燥用空気、および／または充填対象製品の導入時間が、例えば、延長される。ただし、その結果、充填デバイスも延長されるので、予熱用空気、滅菌剤、乾燥用空気、および／または充填対象製品を導入するためのデバイスの少なくともノズルの周期的搬送が充填デバイス内で困難になる。これを相殺するために、包装体の加熱、滅菌、乾燥、および／または充填のための処理時間が短縮される。これは、対応する処理の信頼性の問題となり得る。
【０００６】
その結果、公知の諸方法の欠点は、加熱、滅菌、および／または乾燥のために、装置および方法の点で、必要とされる複雑度である。この複雑度は、特に高いスループットの場合に、かなりの程度になり得る。代わりに、または加えて、公知の諸方法では、加熱、滅菌、および／または乾燥が不確実に行われるという問題がある。この問題は、製品品質の低下または不良品発生率の上昇を招く。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明の基礎を成す目的は、加熱、滅菌、および／または乾燥を高いスループットで、より確実に、および装置および／または方法の点でより低い複雑度で、行えるように、上で詳細に説明した種類の方法および充填デバイスを設計し更に発展させることである。
【０００８】
この目的は、請求項１によると、充填デバイスにおいて片側が開口している包装体、特に厚紙複合包装体、に易流動性製品、特に食品、を充填するための方法であって、
−  片側が開口している包装体に予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が導入され、
−  片側が開口している包装体の容積の少なくとも３倍に相当する体積の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体に、好ましくは、片側が開口している包装体の少なくともほぼ各々に、導入される、
方法によって達成される。
【０００９】
上記の目的は、更に、請求項１３の前提部分に記載の充填デバイスにおいて、片側が開口している包装体の容積の少なくとも３倍に相当する体積の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤を少なくとも１つの片側が開口している包装体に、好ましくは、片側が開口している包装体の少なくともほぼ各々に、導入するための調整手段および導入手段が設けられることで、達成される。
【００１０】
したがって、前記媒体のうちの１つのみを、すなわち、予熱用空気、乾燥用空気、または滅菌剤を、少なくとも１つの片側が開口している包装体に、この少なくとも１つの片側が開口している包装体の容積の少なくとも３倍導入することが可能である。ただし、前記媒体のうちの２つまたは３つ全てを別個に、少なくとも１つの片側が開口している包装体に、この少なくとも１つの片側が開口している包装体の容積の３倍導入することも可能である。
【００１１】
予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の余剰媒体体積で包装体を洗流することによって、加熱、滅菌、および／または乾燥の点で、包装体のより好都合な処理が実現される。すなわち、加熱、滅菌、および／または乾燥が所望どおりに行われることが保証されるばかりでなく、包装体の対応する処理を、装置の観点から低複雑度で、高速に行うこともできる。したがって、予熱用空気、滅菌剤、および／または乾燥用空気の形態の、対応する余剰媒体はより多くの媒体を消費しがちであるが、その結果、処理をより高速で、より確実に、より容易に実現できる。例えば、対応する余剰量の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の使用は、１つの処理ステーションの省略を可能にする。その理由は、より少数の処理ステーションで処理を保証できるので、総時間および装置の点での複雑度が低減されるからである。
【００１２】
処理対象の各包装体は、通常、共通のサイズ、ひいては共通の容積、を有し得る。流体工学的理由により、特に好適であるのは、容積が少なくとも１００ｍｌ、少なくとも２００ｍｌ、または少なくとも２５０ｍｌ、の包装体である。極めて大型の包装体の場合、極めて大量の予熱用空気、滅菌剤、および／または乾燥用空気が必要とされる。この理由により、包装体のサイズは２０００ｍｌ、特に１５００ｍｌ、とりわけ１０００ｍｌ、を超えるべきではない。
【００１３】
記載の諸利点は、通常、加熱中、滅菌中、および／または乾燥中に得られ得る。ただし、これら個々の方法ステップの各々について異なる境界条件を考慮する必要があるので、余剰量の予熱用空気、乾燥用空気、および滅菌剤を使用する必要はなく、何れの場合も同じ余剰量を使用する必要はない。個々の方法ステップの適合化および個々の方法ステップのために可能な媒体余剰量は可変であり得る。これは、包装体を加熱、乾燥、および／または滅菌する個々の方法ステップのための可能な媒体余剰量にも当然当てはまる。
【００１４】
したがって、本発明によると、例えば、片側が開口している包装体の容積の少なくとも３倍に相当する量の予熱用空気、乾燥用空気、または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体に導入されれば十分であり得る。他方、少なくとも１つの片側が開口している包装体に、前記媒体のうちの１つまたは２つを片側が開口している包装体の容積の３倍未満の体積導入することもできる。これにより、好適な結果がもたらされる場合は、少なくとも１つの片側が開口している包装体に予熱用空気、乾燥用空気、および滅菌剤をそれぞれ異なる体積導入することもできるが、これらの体積は、何れの場合も、片側が開口している包装体の容積の少なくとも３倍に相当させることができる。あるいは、前記媒体のうちの少なくとも２つを少なくとも１つの包装体に少なくともほぼ同じ体積導入することもできる。
【００１５】
したがって、以下においては、加熱、乾燥、および／または滅菌の間、および予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の間、が必ずしも詳細に区別されているとは限らない。ただし、どの特徴が何れの場合も予熱、乾燥、および／または滅菌に関して好適であるかは、当業者には文脈から明らかであろう。
【００１６】
通常、より少ない余剰量の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を使用することも可能である。ただし、本ケースに記載の利点は、処理対象の個々の包装体の容積の少なくともほぼ３倍の体積の媒体によってのみ、特定の程度まで、もたらされる。換言すると、包装体の容積の少なくとも３倍の媒体体積によって達成される効果は、処理対象の個々の包装体の容積よりほんの僅かだけ大きい媒体体積が使用された場合に比べ、数倍大きい。
【００１７】
簡略化のために、片側が開口している包装体の容積とは、閉口後の包装体の容積、特に包装体の充填容積、を意味すると理解することができる。ただし、これは、片側が開口している包装体によって開口状態でもたらされる全容積を意味することが好ましい。包装体によっては、片側が開口しているときの包装体の容積は、閉口後の包装体の容積、またはその充填容積、より著しく大きいことがある。
【００１８】
本ケースにおいて、用語「予熱用空気」および「乾燥用空気」は、好ましくは、極めて広範に解釈されるものとする。通常、これは、必要であれば、高温の空気である。加熱または乾燥のために、対応する媒体が使用される。加熱または乾燥は、空気を一切使用せず、別の気体でも実現可能であろう。したがって、「予熱用空気」および／または「乾燥用空気」に言及されている場合、用語「空気」は、気体または気体混合物と通常見做されることが好ましい。ただし、空気が適しており、低価格で利用可能であるので、実際に空気であると特に好ましい。空気は、実際にも一貫して使用されている。したがって、本ケースにおいては、より明確にするために、および不要な繰り返しを回避するために、これら媒体を限定する必要がなく、前記媒体を原則として「加熱媒体」または「乾燥媒体」とも称し得る場合でも、「予熱用空気」および「乾燥用空気」と称する。予熱用空気および／または乾燥用空気は、例えば、最大３４０℃の温度を有し得る。ただし、多くの場合は、最大２６０℃またはこれ以下でも十分であり得る。温度が高いほど、包装体をより急速に加熱または乾燥させることができる。滅菌剤として、過酸化水素が特に適している。過酸化水素は、蒸気および／または空気と共に、片側が開口している包装体に導入可能である。滅菌剤の温度は、例えば、最大３４０℃または、必要であれば、最大２９０℃またはこれ以下とすることができる。
【００１９】
包装体は、包装材の積層体から形成された積層包装体であることが好ましい。特に好適なケースにおいて、包装体は、少なくとも１つの厚紙層と、好ましくは、例えばアルミニウム、ポリアミド、および／またはエチレン−ビニルアルコールで構成された、少なくとも１つの障壁層と、熱可塑性材料、特にポリエチレン（ＰＥ）、製の外層とを備えた包装材積層体製の厚紙複合包装体である。包装材積層体から形成された包装材ブランクの長手方向端縁同士が互いに封着されて、所謂包装スリーブを形成する。包装体底面を形成するために、包装スリーブの一方の開放端が折り畳まれて封着される。充填後、包装体の頭部を形成するために、依然として開口している包装スリーブの端部を同様に折り畳んで封着することによって閉口することができる。
【００２０】
或る体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を片側が開口している包装体に導入するための調整手段および導入手段は、用途に応じて極めて異なる設計が可能である。特に、他の複数の用途においては、対応する媒体の調整および導入のために、従来技術から公知の手段を使用できる。体積の調節か制御かに応じて、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の体積を調整するために、調整デバイスおよび／または制御デバイスを使用できる。導入のために、調整デバイスおよび／または制御デバイスに結合される弁および／またはポンプを設けることができる。
【００２１】
予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を節約するために、片側が開口している包装体が対応する出口の下に位置付けられているときに、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を片側が開口している包装体内に周期的にのみ案内することが可能である。他方、包装体が更に搬送されているとき、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の放出を中断できる。ただし、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を導入手段または対応する出口から間断なく流出させることも可能であり、装置および制御技術の点でより簡単である。
【００２２】
予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が周期的に流出するか、間断なく流出するかに関係なく、予熱用空気、乾燥用空気、または滅菌剤を単一の位置において、または複数の異なる位置において、すなわち、複数の連続ステップにおいて、片側が開口している包装体内に案内することが可能である。予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体に複数の連続するステップで導入される場合は、必要であれば少なくとも１つのステップにおいて、または、必要であれば個々のステップの各々において、片側が開口している包装体の容積の少なくとも３倍を超える、または少なくとも３倍未満の、体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を少なくとも１つの片側が開口している包装体に導入可能である。ただし、必要であれば複数の連続ステップにおいて、片側が開口している包装体の容積の少なくとも３倍に相当する量の予熱用空気全体、乾燥用空気全体、および／または滅菌剤全体が一緒に、少なくとも１つの片側が開口している包装体に導入されるようにすることができる。
【００２３】
予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を片側が開口している包装体に導入する上記方法に拘らず、包装体に導入される予熱用空気、導入される乾燥用空気、および／または導入される滅菌剤のそれぞれの体積を検出するために、少なくとも１つのセンサ、例えば流量センサ、の使用が更に可能である。対応する流量センサは、移送される媒体の体積および／または質量を検出することが好ましい。検出された体積および質量は、公知の方法で相互に関係付けられる。予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が充填デバイスの導入手段から間断なく流出する場合、導入される予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の体積は、それぞれの体積流量、それぞれの導入手段下の滞留時間、および片側が開口している包装体の周期的な、または間断のない、搬送の種類に基づき、求めることができる。
【００２４】
本発明によると、片側が開口している包装体に、片側が開口している包装体の容積の少なくとも３倍に相当する体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が導入されれば十分であり得る。ただし、本発明による利点は、少なくとも複数の片側が開口している包装体に、特に少なくともほぼ全ての片側が開口している包装体に、片側が開口している包装体の容積の少なくとも３倍に相当する体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が導入される場合にのみより深く感じられることは自明である。通常、片側が開口している全ての包装体が充填デバイスにおいて同様に処理されることが好ましい。その理由は、これが、装置および制御技術の点でより簡単であることによる。それにも拘わらず、片側が開口している１つの包装体または片側が開口している個々の包装体が異なる方法で、および、必要であれば、本発明によらない方法で、処理される場合は、当該利点が本発明により実現されることは的外れであり得る。
【００２５】
より明確にするために、および不要な繰り返しを回避するために、以下においては、片側が開口している包装体に充填するための方法および充填デバイスを、方法と充填デバイスとを詳細に区別せずに、一緒に説明する。ただし、何れの場合も、どの特徴が方法および充填デバイスに関して好適であるかは、当業者には文脈から明らかであろう。加えて、本発明は、予熱用空気、乾燥用空気、または滅菌剤単体の、導入にのみ関し得る。ただし、必要であれば、本発明は、前記媒体、すなわち予熱用空気、乾燥用空気、および滅菌剤、のうちの少なくとも２つの導入に関することが好適であり得る。ただし、代わりに、本発明は、予熱用空気の導入、乾燥用空気の導入、および滅菌剤の導入、にそれぞれ独立に関することが好適であり得る。したがって、より明確にするために、および不要な繰り返しを回避するために、上記を考慮に入れて、複数の異なる媒体に関して本発明をまとめて説明する。ただし、必ずしも全ての媒体を何時も一緒に意味しているとは限らない。
【００２６】
第１の特に好適な方法において、片側が開口している包装体の容積の少なくとも４倍に相当する体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体に、好ましくは、片側が開口している包装体の少なくともほぼ各々に、導入される。このようにして、確実な予熱、乾燥、および／または滅菌が低レベルの装置費用および／または時間消費で実現される。これが特に該当するのは、片側が開口している包装体の容積の少なくとも６倍、特に少なくとも１０倍、に相当する体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体に、好ましくは、片側が開口している包装体の少なくともほぼ各々に、導入される場合である。この体積を実際にどの程度大きくすべきかは、包装体のサイズおよび形状にも最終的に関係する。予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の経済的使用は、短い処理継続時間と同様に好適であり得るが、片側が開口している包装体の所望の処理のために、細くて深い包装体は、流体工学的理由により、より高い媒体速度を必要とし、ひいてはより大きな総体積を必要とする傾向がある。他方、細くて深い包装体の場合は、導入された量のより大きな割合が包装体に実際に接触するので、媒体体積の縮小傾向に寄与する。これに対して、平坦で幅広の包装体の場合、高速は不要であり、導入された媒体のごく一部のみが実際に包装体に接触する、または包装体と相互作用する。したがって、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の体積の増加または速度の上昇は、乱流の増加および包装体の処理向上をもたらすことができる。この背景に対して、一部の用途においては、片側が開口している包装体の容積の１５倍、とりわけ少なくとも２０倍、に相当する体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体に、好ましくは、片側が開口している包装体の少なくともほぼ各々に、導入されると好都合であり得る。
【００２７】
本方法が特に適しているのは、少なくとも１つの片側が開口している包装体を予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤にさらすために、少なくとも１つの片側が開口している包装体が歩進式に搬送されて充填デバイス内を通過し、連続して配置されている複数の処理位置にとどめられる場合である。したがって、少なくとも１つの片側が開口している包装体を予熱用空気にさらすために、連続して配置される複数の処理位置を設けることができる。代わりに、または加えて、少なくとも１つの片側が開口している包装体を乾燥用空気にさらすために、連続して配置される複数の処理位置を設けることができる。同じように、代わりに、または加えて、少なくとも１つの片側が開口している包装体を滅菌剤にさらすために、連続して配置される複数の処理位置を設けることができる。最後に、前記媒体のうちの１つを充填するための処理ステーションの数は、前記媒体のうちの別の媒体を充填するための処理ステーションの数には依存しない。この場合、媒体消費量、包装体の処理の信頼性、および処理の継続時間に関する同時最適化は、限られた程度でのみ可能である。予熱、乾燥、および／または滅菌が連続して配置された複数の処理位置で行われる場合は、各処理位置において一定量の媒体を包装体に導入する必要がある。同時に、処理時間を分割する必要があり、処理の信頼性は、処理対象の包装体を１つの処理位置から次の処理位置に移動するために、処理の少なくとも１回の中断を更に蒙り得る。これら不具合の全ては、余剰量の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤によって考慮され得る。
【００２８】
１つの媒体、すなわち、予熱用空気、乾燥用空気、または滅菌剤の何れか、を充填するための複数の処理位置に関して、特に有効且つ効率的であるのは、片側が開口している包装体の容積の少なくとも３倍、好ましくは少なくとも４倍、特に少なくとも６倍、より好ましくは少なくとも１０倍、とりわけ少なくとも１５倍、必要であれば少なくとも２０倍、に相当する体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体に、好ましくは、片側が開口している包装体の少なくともほぼ各々に、導入される場合である。このようにして、確実な加熱、乾燥、および／または滅菌が低レベルの装置費用および／または時間消費で実現される。使用される媒体の体積を実際にどの程度大きくすべきかは、包装体のサイズおよび形状にも最終的に関係する。予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の経済的使用は、短い処理継続時間と同じくらい望ましい。ただし、細くて深い包装体は、流体工学的理由により、より高い媒体速度を必要とし、ひいてはより大きな媒体体積を必要とする。他方、細くて深い包装体の場合は、導入された体積のより大きな割合が実際に包装体に接触するので、媒体体積の縮小傾向に寄与する。これに対して、平坦で幅広の包装体の場合は、高速は不要であり、導入された媒体のごく一部のみが実際に包装体に接触する、または包装体と相互作用する。それにも拘わらず、より高い媒体速度および／またはより大きな媒体体積を必要とする。
【００２９】
例えば、より大きな体積を必要とせずに予熱用空気、滅菌剤、および／または乾燥用空気の導入時間を延長するために、包装体を予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤にさらすために連続して配置されている少なくとも２つの、好ましくは少なくとも３つの、特に少なくとも４つの、処理位置に片側が開口している包装体をとどめることができる。したがって、片側が開口している包装体を連続して配置されている少なくとも２つの、好ましくは少なくとも３つの、特に少なくとも４つの、処理位置にとどめて予熱用空気にさらすことができる。ただし、代わりに、または加えて、片側が開口している包装体を連続して配置されている少なくとも２つの、好ましくは少なくとも３つの、特に少なくとも４つの、処理位置にとどめて乾燥用空気にさらすこともできる。更に、代わりに、または加えて、片側が開口している包装体を連続して配置されている少なくとも２つの、好ましくは少なくとも３つの、特に少なくとも４つの、処理位置にとどめて滅菌剤にさらすことができる。
【００３０】
予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤による包装体の確実且つ高速の処理を実現するために、片側が開口している包装体を少なくとも４ｍ３／ｈ、好ましくは少なくとも９ｍ３／ｈ、特に少なくとも１５ｍ３／ｈ、とりわけ少なくとも２０ｍ３／ｈ、の体積流量の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤にさらすことができる。体積流量が大きいほど、対応する媒体と包装体との相互作用がより強くなる。加えて、より短時間でより大量の媒体を包装体と相互作用させることができるので、処理全体が加速される。ただし、確実且つ十分な処理が同時に実現されるように、同様に十分な体積が包装体に導入されるべきである。これは、包装体の容積を倍数で上回り得る体積によって実現可能である。
【００３１】
片側が開口している包装体が８０℃と３４０℃の間、好ましくは８０℃と２６０℃の間、の温度の予熱用空気、８０℃と３４０℃の間、好ましくは８０℃と２６０℃の間、の温度の乾燥用空気、および／または１７０℃と３４０℃の間、好ましくは２２０℃と２９０℃の間、特に２６０℃と２８０℃の間、の温度の滅菌剤にさらされる場合は、信頼性および処理時間にプラスの影響を及ぼすこともできる。このようにして、申し分のない熱移動および／または質量移動が実現される。これら温度は、対応する媒体が出口から流出する前、または充填デバイスから流出した後に、必要に応じて、充填デバイス内に存在する。換言すると、これら温度は、例えば、対応する温度センサが充填デバイス内に設けられていない場合でも、流出後に測定可能である。
【００３２】
予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤による包装体の処理の信頼性を更に向上できるのは、少なくとも１つの処理位置において、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が、必要に応じて、少なくとも１つの対応するノズルを介して、包装体に対して偏心的に、包装体に導入される場合である。したがって、片側が開口している包装体の加熱、滅菌、および／または乾燥を一様に行うことができるので、片側が開口している包装体の内部のいくつかの区域または角部への予熱用空気、滅菌剤、および／または乾燥用空気の不十分な接触が回避される。この場合、大気を、より予測可能な方法で、包装体の中心から変位させることができ、ひいては、包装体への予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の、或る程度ランダムまたはカオス的な、導入が可能である。媒体の偏心導入の場合、予熱用空気、滅菌剤、および／または乾燥用空気のより狙いどおりの流動、加えて、包装体からの大気のより狙いどおりの変位、の実現が最終的に可能である。これにより、包装体のより一様且つより確実な処理がより短時間でもたらされる。
【００３３】
ただし、予熱用空気、滅菌剤、および乾燥用空気の偏心導入が不可欠とは限らない。単一の媒体または個々の媒体を対応するノズルを介して偏心的に、および、必要であれば、特定の処理位置においてのみ、包装体に導入すれば十分な場合もある。個々の各ケースにおいて、これは、包装体の形状寸法および対応する媒体に大きく依存する。
【００３４】
本ケースにおいて、用語「ノズル」は、極めて全般的に理解されることが好ましい。著しい圧力損失または大きく広がる自由噴流を生成するために、横断面が著しく狭まるノズルを必ずしも必要とはしない。ノズルは、対応する媒体を所定位置において、すなわち偏心的に、確実且つ狙いどおりに包装体に供給可能にするように意図されている。特に簡単なケースにおいて、ノズルは、包装体に極めて精確に位置合わせ可能な、直線状の管片として設計可能である。
【００３５】
包装体の特に効率的且つ確実な処理を実現できるのは、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を導入するために、ノズル開口部の中心またはノズル開口部全体が包装体の中心長手方向軸線、特に中心鉛直軸線、に隣接して側方に配置されている場合である。これにより、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を導入するための少なくとも１つのノズルの適した偏心配置が実現される。この場合、ノズル開口部の中心またはノズル開口部全体を、片側が開口している包装体の中心長手方向軸線または鉛直軸線に隣接して、対応するノズル開口部の少なくとも幅だけ側方に、配置可能である。中央または中心から対応する媒体の適した導入を実現するために、ノズル開口部を片側が開口している包装体の１つの側面および／または１つの角部にシフトさせることができる。この全てが包装体の再現可能な、且つ狙いどおりの、処理をもたらす。
【００３６】
それぞれのノズル開口部の配置に関係なく、簡素化のために、ノズル開口部は円形になるであろう。ただし、ノズル開口部から対応する媒体をより高速で流出させるために、および/または包装体内での流動を最適化するために、必要に応じて、楕円形、矩形、正方形、または他のデザインを有するノズル開口部を考えることもできる。更には、ノズル開口部の形状に関係なく、包装体の断面積に対するノズル開口部の断面積の比は、１０％と５０％の間、好ましくは１５％と４０％の間、特に２０％と３０％の間、とすることができる。これにより、予熱用空気、滅菌剤、および／または乾燥用空気による包装体の適切な処理および製品の充填が向上される。
【００３７】
代わりに、または加えて、少なくとも１つのノズル、特にそのノズル開口部、は片側が開口している包装体の長手方向軸線に対して、包装体の搬送方向に平行な方向に、代わりに、または加えて、包装体の搬送方向に垂直な方向にも、ずらして配置される。すなわち、包装体の搬送を考慮に入れることができる。これが特に重要であり得るのは、包装体は、大抵は所定の向きで搬送方向に搬送されるからである。したがって、包装体の、周期的、すなわち歩進式、搬送中に包装体内の製品のスロッシングを減らすために、例えば、狭い方の側面は、搬送方向にほぼ平行な方向に向けられ、広い方の側面は、搬送方向にほぼ垂直な方向に向けられる。
【００３８】
包装体の一様且つ簡素な処理のために推奨されるのは、充填デバイス内で予熱用空気、滅菌剤、および／または乾燥用空気を少なくとも２つのノズルを介して、特に連続する２つの処理位置において、片側が開口している包装体に上から連続して導入することである。加えて、簡素化のために、包装体の周期的搬送が使用される。ただし、導入時間を延長するために、および対応する媒体の使用を減らすために、包装体は停止するが処理は行われない位置が２つの処理位置の間に少なくとも１つ存在するようにすることもできる。この場合、片側が開口している包装体への予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の導入中、この片側が開口している包装体に対して少なくとも２つのノズルがそれぞれ偏心的に位置付けられていると特に好都合であり得る。そうであれば、偏心導入の諸利点は、連続する２つの方法ステップにおいて利用される。この場合、包装体のより一様な処理のために、他の複数の場所において、ノズルを包装体に対して偏心的に配置できる。
【００３９】
連続する少なくとも２つの位置において、必要に応じて、ノズルを包装体の長手方向軸線、または包装体の鉛直軸線、に対してほぼ対称に、特に点対称に、配置できる場合は、特に良好な結果を実現できる。換言すると、少なくとも２つのノズルは、片側が開口している包装体に関して対称に、点対称に、または鏡面対称に、配置される。必要に応じて、包装体の長手方向軸線、または包装体の鉛直軸線、に平行に、更には、長手方向に、横方向に、または包装体の２つの斜向かいの角部を接続するように、鏡面を設けることもできる。
【００４０】
片側が開口している包装体が歩進式に搬送されて充填デバイス内を通過するとき、片側が開口している包装体は、何れの場合も、少なくとも１つの、好ましくは更に不動の、ノズルの下に不動に位置付けられる。したがって、前記位置を処理位置と見做すことができる。この場合、対応する時間中、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が対応するノズルによって包装体内に案内される。
【００４１】
片側が開口している包装体は、包装体を搬送する搬送デバイスによって少なくとも１つのノズルの下に位置付け可能である。これにより、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を包装体に導入するために、少なくとも１つのノズルに対する包装体の簡単且つ精確な位置付けが可能になる。この場合、片側が開口している包装体が少なくとも１つのノズルの下に、この少なくとも１つのノズルに対して偏心的に、位置付けられるという事実によって、包装体の処理、すなわち、包装体の加熱、滅菌、および／または乾燥、が必要に応じて向上される。
【００４２】
搬送デバイスがセルチェーンを有し、片側が開口している包装体を収容するためのセルを複数有する場合は、充填デバイスによる包装体の搬送を極めて正確且つ確実に行うことができる。ただし、代わりに、または加えて、複数のセルを有するベルトドライブ、および／または、特に独立した、複数のセルを有するダイレクトドライブ、を設けることもできる。この場合、包装体を正確且つ確実に搬送することも可能である。片側が開口している包装体を歩進式に搬送して充填デバイス内を通過させるための搬送デバイスが設けられる場合は、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を導入するためのノズルの下に包装体を極めて精確に偏心的に位置付けることができる。これが特に確実に実現されるのは、セルチェーンが、片側が開口している包装体を位置付けるための少なくとも１つの処理位置において、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を導入するための少なくとも１つのノズルの下に偏心的に設計されている場合である。
【００４３】
包装体への予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の導入中、ノズル開口部の中心、好ましくはノズル開口部全体、が、片側が開口している包装体の中心長手方向軸線に隣接して、特に少なくともノズル開口部の幅だけ側方に、配置されている場合は、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の偏心導入によって、既述の諸利点を特定の程度まで利用できる。したがって、この場合、対応する諸利点をより良好に利用するために、対応するノズル開口部は、片側が開口している包装体の１つの側面および／または１つの角部に割り当てられることが好ましい。中心長手方向軸線からのノズル、またはノズルの中点、の離間距離が中心長手方向軸線から対応する包装体の１つの側面および／または１つの角部までの距離の少なくとも半分である場合は、ノズルの偏心離間の良好な結果が、必要に応じて、実現される。
【００４４】
包装体への予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の導入中、少なくとも１つのノズル、特にそのノズル開口部、が、片側が開口している包装体の長手方向軸線から包装体の搬送方向に平行および／または垂直な方向にずらして、配置される場合は、包装体の搬送と、特に包装体の形状寸法と、搬送方向に通常依存する包装体の向きとを考慮に入れることができる。
【００４５】
予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を片側が開口している包装体に上から連続して導入するために少なくとも２つのノズルが設けられる場合は、対応する媒体の導入を少なくとも２つの方法ステップに分割でき、この少なくとも２つの方法ステップにおいて異なる方法で実施できる。少なくとも２つのノズルによって実現される諸利点を増大させるために、包装体への予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の導入中、少なくとも２つのノズルを片側が開口している包装体に対してそれぞれ偏心的に位置付けることができる。この場合、包装体の一様な処理のために、少なくとも２つのノズルを片側が開口している包装体に対して対称に、点対称に、または鏡面対称に、配置すると特に好都合であることが実証されている。
【００４６】
完全を期すために、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤は同じ方法で導入可能であることに注目されたい。ただし、これら媒体のうちの２つのみを同じ方法で導入することも可能である。同様に、予熱用空気、乾燥用空気、および滅菌剤をそれぞれ異なる方法で導入することもできる。この同一性または違いは、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の中心または偏心導入、ならびに予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を導入するための処理位置の数、に関係し得る。したがって、最適な方法の提供を可能にするために、前記媒体の導入をそれぞれの境界条件に適合化させることができる。
【００４７】
加えて、連続する少なくとも２つの片側が開口している包装体への少なくとも１つのノズルによる予熱用空気の導入中、予熱用空気は、少なくとも１つのノズルから少なくともほぼ一定の体積流量で流出し得る。代わりに、または加えて、連続する少なくとも２つの片側が開口している包装体への少なくとも１つのノズルによる乾燥用空気の導入中、乾燥用空気は、少なくとも１つのノズルから少なくともほぼ一定の体積流量で流出し得る。代わりに、または加えて、連続する少なくとも２つの片側が開口している包装体への少なくとも１つのノズルによる滅菌剤の導入中、滅菌剤は、少なくとも１つのノズルから少なくともほぼ一定の体積流量で流出し得る。上記ケースの各々において、対応する媒体は少なくとも１つのノズルから、例えば、連続する複数の包装体がその下を搬送されているときに、間断なく流出する。したがって、連続する２つの包装体の処理の間に媒体の流出は停止されない。包装体の交換中も、媒体は流出し続ける。
【００４８】
以下においては、例示的実施形態のみを示している図面に基づき、本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による方法を実施するための、本発明による充填デバイスを略側面図で示す。
【図２】充填デバイスの詳細を略側面図で示す。
【図３Ａ】予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品の導入を略側面図で示す。
【図３Ｂ】予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品の導入を略平面図で示す。
【図４】片側が開口している包装体に或る体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を導入するための調整手段および導入手段の配置を概略表現で示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、特に易流動性食品を、包装体２に充填するための充填デバイス１を示す。この場合の充填デバイス１は、充填対象の包装体２を成形するためのデバイス３を備える。ただし、通常は、片側が開口している充填準備の整った包装体２を充填デバイスに供給することも可能である。この点に関して好適な図示の充填デバイス１は、一連の平行加工ラインを更に有する。それらのうちの１つの加工ラインのみが図１に示されている。各加工ラインに包装体ブランク５の束４が割り当てられる。包装体ブランク５の長手方向端縁同士が互いに封着されており、ひいては両側が開口している包装スリーブ６を形成している。包装スリーブ６は給送デバイス７によって広げられ、マンドレルホイール９のマンドレル８に押し被される。
【００５１】
この点に関して好適な図示のマンドレルホイール９は、反時計回りに周期的に、すなわち段階的に、回転される。包装スリーブ６は、複数の異なる位置において加工される。最初に、加熱ユニット１０を使用して一端縁が予熱用空気で加熱され、その後、折り癖付け部１１において折り癖が付けられる。その後、折り癖が付けられた端縁がプレス１２を使用して底面に封着される。このようにして、片側が開口し、片側が密に閉じられた包装体２が得られる。前記包装体は、輪状に案内される無端搬送デバイス１４のセル１３に移送される。この点に関して好適な図示の充填デバイス１は、無限に循環するセルチェーンである。
【００５２】
包装体２は、搬送デバイス１４によって搬送されて無菌チャンバ１５を通過する。無菌チャンバ１５は、滅菌ゾーン１６と充填および封着ゾーン１７とに次々と細分割されている。包装体２は、直線状に搬送される必要はなく、充填デバイス１が所謂インライン機かロータリ機かに応じて、少なくとも弧状に、または輪状にも、搬送可能である。無菌チャンバ１５は、細菌の侵入を防止するために、対応する無菌空気接続部１８からの無菌空気で洗流される。
【００５３】
包装体２を予熱するために、最初に予熱用無菌空気が予熱デバイス１９によって上部が開口している包装体２に吹き込まれる。その後、滅菌デバイス２０において、滅菌剤が包装体に吹き込まれる。前記滅菌剤は、予熱された包装体２内でより強く反応し、液化し難い。滅菌剤として過酸化水素が特に適している。過酸化水素は、蒸気および／または空気と一緒に、片側が開口している包装体２に導入可能である。包装体２の滅菌後、包装体２の内部は、乾燥デバイス２１において乾燥用空気にさらされることによって乾燥される。この場合、乾燥用空気は、高温且つ無菌であることが好ましい。
【００５４】
滅菌ゾーン１６から充填および封着ゾーン１７への移送後、片側が開口している包装体２は、充填デバイス２２の下に位置付けられ、食品が充填される。充填後の包装体体２は、次に、閉口デバイス２３を使用して閉口される。閉口デバイス２３は、包装体２の上部開口領域を折り畳み、前記上部開口領域を封着する。閉口後の包装体２は、その後、搬送デバイス１４のセル１３から取り出され、必要であれば更に処理される。搬送デバイス１４の今や空になったセル１３は、更なる包装体２を受け入れるために、マンドレルホイール９の方向に更に移動される。
【００５５】
図１には、更なる明瞭化のために、予熱デバイス１９、滅菌デバイス２０、乾燥デバイス２１、および充填デバイス２２のみが模式的に示されている。したがって、無菌チャンバ１５は、再び図２に詳細に示されている。図２の表現も極めて模式的であるが、より多くの位置が示されている。包装体２が搬送デバイス１４によって歩進式に搬送されて無菌チャンバ１５を通過しているとき、包装体２はこれらの位置に時々位置付けられる。通常、包装体２を無菌チャンバ１５内で停止させずに間断なく、必要であれば定速で、搬送することも可能であろう。包装体２を予熱用空気、滅菌剤、および／または乾燥用空気にさらすために、処理対象の包装体２がとどめられる単一の処理位置のみを設けることも同様に可能であろう。包装体２を乾燥用空気および／または滅菌剤にさらすためではなく、包装体２を予熱用空気にさらすために、およびこの逆のために、異なる数の処理位置を設けることも可能であろう。
【００５６】
ただし、多くの場合、少なくとも加熱、滅菌、および／または乾燥のためには、対応する媒体にさらすために処理対象の包装体２がとどめられる処理位置を複数設けることが好ましいであろう。ただし、その結果、方法は、通常、より複雑になり、制御がより困難になる。加えて、対応する充填デバイス１は、包装体２のための処理位置、予熱デバイス１９、滅菌デバイス２０、乾燥デバイス２１、および／または充填デバイス２２をそれぞれ異なる数有することもできる。ただし、この点に関して好適な図示の無菌チャンバ１５は、代替の無菌チャンバの表現が省かれるように、本発明の分かり易い説明を可能にする。
【００５７】
図２の無菌チャンバ１５においては、最初に予熱デバイス１９が滅菌ゾーン１６に設けられており、セルチェーン式搬送デバイス１４の２つの処理位置にわたって延在している。この２つの処理位置の各々に、予熱用空気を導入するためのノズル２４が設けられている。この点に関して好適な図示の充填デバイス１の場合、予熱用空気は、環境から圧縮器２５を介して吸い込まれ、微生物を分離して空気を滅菌するために、フィルタ２６の助けを借りて濾過される。その後、滅菌された空気は、加熱デバイス２７において加熱される。２つの処理位置の各々において、片側が開口している包装体２は、予熱デバイス１９の静止ノズル２４の下に偏心的に位置付けられる。すなわち、包装体２の中心長手方向軸線は、これら２つの位置において、対応するノズル２４に対してそれぞれ異なる方向にずらされる。したがって、予熱用空気は、各ノズル２４を介して、それぞれ異なる方向に導入される。
【００５８】
包装体２に導入される予熱用空気の体積は、包装体２の種類に応じて、包装体の容積の少なくとも３倍、４倍、６倍、または１０倍、である。これは、必要であれば、２つの処理位置において個々の包装体を一緒に予熱用空気にさらす場合にも当てはまる。ただし、包装体を予熱用空気にさらすための個々の処理位置の各々において、相当する体積の予熱用空気を処理対象の個々の包装体に導入することもできる。
【００５９】
滅菌ゾーン１６の次の２つの位置は、包装体２を滅菌デバイス２０において滅菌剤によって滅菌する役割を果たす。この点に関して好適な図示の充填デバイス１において、滅菌剤は過酸化水素水溶液であり、ポンプ２８を介して供給され、蒸発器２９において蒸発させられる。過酸化水素と蒸気との混合物は、空気と共に供給することも依然として可能であり、２つのノズル３０を介してそれらの下に位置付けられた包装体２に偏心的に導入される。２つのノズル３０の各々は、何れの場合も、包装体２の中心長手方向軸線または鉛直軸線から、もう一方のノズル３０と僅かに異なる方向に、離される。
【００６０】
包装体２に導入される滅菌剤の体積は、包装体２の種類に応じて、包装体の容積の少なくとも３倍、４倍、６倍、または１０倍、である。これは、必要であれば、２つの処理位置において個々の包装体を一緒に滅菌剤にさらす場合にも当てはまる。ただし、包装体を滅菌剤にさらすための個々の処理位置の各々において、対応する体積の滅菌剤を処理対象の個々の包装体の各々に導入することもできる。
【００６１】
この点に関して好適な図示の充填デバイス１においては、滅菌後、包装体２の処理が何も行われない空位置が続く。この領域においては、無菌空気のみが無菌空気接続部１８を介して滅菌ゾーン１６内に案内される。このために、空気が環境から圧縮器３１を介して吸い込まれ、フィルタ３２を介して圧縮される。空気を滅菌するために、フィルタ３２において、全ての微生物が分離される。セルチェーンの形態の搬送デバイス１４の後続の複数の処理位置において、包装体２は乾燥デバイス２１において高温の乾燥用空気で乾燥される。この乾燥用空気は、同様に圧縮器３３を介して吸い込まれ、フィルタ３４において病原菌が除去される。このようにして滅菌された空気は、加熱デバイス３５において加熱され、包装体２内に偏心的に案内される。この場合、各包装体２はノズル３６の下に僅かに違えて配置される。乾燥用空気の導入中、各ノズル３６は、包装体２の横断面の上方のそれぞれ異なる箇所に、しかし、何れの場合も、横断面の中心または中央から距離を置いて、位置付けられている。
【００６２】
包装体２に導入される乾燥用空気の体積は、包装体２の種類に応じて、包装体２の容積の少なくとも３倍、４倍、６倍、または１０倍、である。これは、必要であれば、２つの処理位置において個々の包装体が一緒に乾燥用空気にさらされる場合にも当てはまる。ただし、包装体を乾燥用空気にさらすための個々の処理位置の各々において、相当する体積の乾燥用空気を処理対象の個々の包装体の各々に導入することもできる。
【００６３】
必要に応じて、包装体当たりの予熱用空気、乾燥用空気、および滅菌剤の体積は同じであることも、それぞれ異なることもある。或る媒体の体積は、通常、その他の媒体の体積とは異なるように、選択可能である。
【００６４】
乾燥後の包装体２は、次に、充填および封着ゾーン１７に移送される。そこで、搬送デバイス１４の次の２つの処理位置において、食品の形態の製品が包装体２に充填される。製品は、充填デバイス２２において貯蔵容器３７を介して供給され、２つのノズル３８を介して包装体内に案内される。これらノズル３８の各々は、包装体２の横断面に対して偏心的に配置されている。すなわち、これらノズル３８は、包装体２の横断面に対してそれぞれ異なる箇所に位置付けられている。充填後の包装体体２は、次のサイクルで、包装体２の更なる処理が行われない処理位置に移動される。後続の処理位置において、包装体２は、上側端縁を封着する閉口デバイス２３によって閉口され、更なる空位置の後に、無菌チャンバ１５から搬出される。
【００６５】
図３Ａ〜図３Ｂは、予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品の導入を搬送方向Ｔとは反対方向の側面図および上から見た平面図で示す。包装体２の搬送方向が矢印で示されている。包装体２は、搬送デバイス１４のセル内に保持され、予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、または充填対象製品の導入中、３つの処理位置にわたって歩進式に更に搬送され、各処理位置において静止ノズル３９、４０、４１の下に一定時間不動に位置付けられる。各ノズル３９、４０、４１は、その下に位置付けられている包装体２の横断面に対して偏心的に配置されている。第１の処理位置において、ノズル３９は、包装体２の中央から搬送方向Ｔとは反対方向に、且つ搬送方向Ｔに向かって右側に、離されている。包装体２の中央は、包装体２の横断面の中央または中心長手方向軸線によって規定される。換言すると、ノズル３９は、包装体２の右後方の角領域に配置されている。第２の処理位置において、ノズル４０は、その下に位置付けられた包装体２の横断面の中央の、搬送方向Ｔに見て、左側に離される。第３の処理位置において、ノズル４１は、包装体２の横断面の中央から搬送方向Ｔに離されている。ただし、上記は、可能な１つの実施形態を構成するだけである。
【００６６】
図４は、或る体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を片側が開口している包装体２に導入するための充填デバイス１の調整手段４２および導入手段４３の配置を模式的に示す。調整手段４２および導入手段４３は、通常、全く異なるように設計および配置可能であるので、図４による概略表現で十分である。当業者は、本願明細書に基づき、および彼／彼女の専門知識に基づき、充填デバイス１を適切に設計でき、そのために、例えば、従来技術から公知の諸デバイスを使用できるであろう。図４には、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤用の管路４４が示されている。対応する媒体は、この管路内で過圧下にあり、遮断要素、特に弁、の形態の導入手段４３を介して放出される。遮断要素は、特に調整デバイスおよび／または制御デバイスの形態の、調整手段４２によって開閉可能である。導入手段４３を通過した媒体は、流量センサ４５を通る。流量センサ４５は、導入手段４３を通過した媒体の体積および／または質量を判定する。その後、媒体はノズル４６を介して、ノズル４６の下に位置付けられた片側が開口している包装体２に導入される。流量センサ４５によって検出された媒体の量は、調節のために、および／または文書化のために、調整手段４２に送られる。
【符号の説明】
【００６７】
１  充填デバイス
２  包装体
３  デバイス
４  束
５  包装体ブランク
６  包装スリーブ
７  給送デバイス
８  マンドレル
９  マンドレルホイール
１０  加熱デバイス
１１  折り癖付け部
１２  プレス
１３  セル
１４  搬送デバイス
１５  無菌チャンバ
１６  滅菌ゾーン
１７  充填および封着ゾーン
１８  無菌空気接続部
１９  予熱デバイス
２０  滅菌デバイス
２１  乾燥デバイス
２２  充填デバイス
２３  閉口デバイス
２４  ノズル
２５  圧縮器
２６  フィルタ
２７  加熱デバイス
２８  ポンプ
２９  蒸発器
３０  ノズル
３１  圧縮器
３２  フィルタ
３３  圧縮器
３４  フィルタ
３５  加熱デバイス
３６  ノズル
３７  貯蔵容器
３８〜４１  ノズル
４２  調整手段
４３  導入手段
４４  管路
４５  流量センサ
４６  ノズル
【図１】
2020508940.tif 000003
【図２】
2020508940.tif 000004
【図３Ａ】
2020508940.tif 000005
【図３Ｂ】
2020508940.tif 000006
【図４】
2020508940.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月26日(2019.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填デバイス（１）において、厚紙層と外側のポリエチレン製熱可塑性プラスチック層とを備えた積層体で構成された厚紙複合包装体の形態の片側が開口している包装体（２）に易流動性製品、特に食品、を充填するための方法であって、
−  前記片側が開口している包装体（２）に予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が導入され、
−  前記片側が開口している包装体（２）は、歩進式に搬送されて前記充填デバイス（１）内を通過し、予熱用空気にさらすために連続して配置された複数の処理位置に、および／または、乾燥用空気にさらすために連続して配置された複数の処理位置に、および／または滅菌剤にさらすために連続して配置された複数の処理位置に、とどめられ、
−  前記片側が開口している包装体（２）の容積の少なくとも３倍に相当する体積の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）に、好ましくは、片側が開口している包装体（２）の少なくともほぼ各々に、導入される、
方法。
【請求項２】
前記片側が開口している包装体（２）の容積の少なくとも４倍、好ましくは少なくとも６倍、特に少なくとも１０倍、より好ましくは少なくとも１５倍、とりわけ少なくとも２０倍、に相当する体積の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）に、好ましくは、片側が開口している包装体（２）の少なくともほぼ各々に、導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−  前記片側が開口している包装体（２）の容積の少なくとも３倍、好ましくは少なくとも４倍、特に少なくとも６倍、より好ましくは少なくとも１０倍、とりわけ少なくとも１５倍、必要であれば少なくとも２０倍、に相当する体積の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤が、少なくとも１つの処理ステーションにおいて、前記少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）にそれぞれ導入される、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤にさらすために、前記片側が開口している包装体（２）は、連続して配置されている少なくとも２つの、好ましくは少なくとも３つの、特に少なくとも４つの、処理位置に一定時間とどめられる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記片側が開口している包装体（２）は、少なくとも４ｍ３／ｈ、好ましくは少なくとも９ｍ３／ｈ、特に少なくとも１５ｍ３／ｈ、とりわけ少なくとも２０ｍ３／ｈ、の体積流量の予熱用空気および／または乾燥用空気および／または滅菌剤にさらされる、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記片側が開口している包装体（２）は、８０℃と３４０℃の間、好ましくは８０℃と２６０℃の間、の温度の予熱用空気、８０℃と３４０℃の間、好ましくは８０℃と２６０℃の間、の温度の乾燥用空気、および／または１７０℃と３４０℃の間、好ましくは２２０℃と２９０℃の間、特に２６０℃と２８０℃の間、の温度の滅菌剤にさらされる、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
−  予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）を介して前記片側が開口している包装体（２）に上から導入され、
−  好ましくは、前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）は、前記包装体（２）への前記予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の導入中、前記片側が開口している包装体（２）に対して偏心的に位置付けられている、
請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
−  前記包装体（２）への前記予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の前記導入中、前記ノズル開口部の中心、好ましくは前記ノズル開口部全体、は、前記片側が開口している包装体（２）の中心長手方向軸線に隣接して、特に少なくともノズル開口部の幅だけ、側方に配置され、
−  好ましくは、前記ノズル開口部は、前記片側が開口している包装体（２）の１つの側面および／または１つの角部に割り当てられる、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
−  前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）、特にそのノズル開口部、は、前記片側が開口している包装体（２）の前記長手方向軸線から、前記包装体（２）の前記搬送方向に平行および／または垂直な方向にずらして配置され、および／または、
−  予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が、少なくとも２つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）を介して前記片側が開口している包装体（２）に上から連続して導入される、
請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
−  前記少なくとも２つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）は、前記包装体（２）への前記予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の前記導入中、前記片側が開口している包装体（２）に対して偏心的にそれぞれ位置付けられており、
−  好ましくは、少なくとも２つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）が、前記片側が開口している包装体（２）に対して、鏡面対称に配置されている、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記片側が開口している包装体（２）は歩進式に搬送されて前記充填デバイス（１）内を通過し、前記片側が開口している包装体（２）は、時々、少なくとも１つの、好ましくは不動の、ノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）の下に不動に位置付けられる、請求項７〜１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
連続する少なくとも２つの片側が開口している包装体（２）への少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）による予熱用空気の前記導入中、前記予熱用空気は、前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）から少なくともほぼ一定の体積流量で流出する、および／または、
連続する少なくとも２つの片側が開口している包装体（２）への少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）による乾燥用空気の前記導入中、前記乾燥用空気は、前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）から少なくともほぼ一定の体積流量で流出する、および／または、
連続する少なくとも２つの片側が開口している包装体（２）への少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）による滅菌剤の前記導入中、前記滅菌剤は、前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）から少なくともほぼ一定の体積流量で流出する、
請求項７〜１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
好ましくは請求項１〜１２の何れか一項に記載の方法により、厚紙層と外側のポリエチレン製熱可塑性プラスチック層とを備えた積層体で構成された厚紙複合包装体の形態の片側が開口している包装体（２）に易流動性製品、特に食品、を充填するための充填デバイス（１）であって、予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を前記片側が開口している包装体（２）に上から導入するためのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）が少なくとも１つ設けられた、および前記片側が開口している包装体（２）を歩進式に搬送して前記充填デバイス（１）内を通過させ、予熱用空気にさらすために連続して配置された複数の処理位置に、および／または、乾燥用空気にさらすために連続して配置された複数の処理位置に、および／または滅菌剤にさらすために連続して配置された複数の処理位置に、とどめるための搬送デバイス（１４）が設けられた、充填デバイス（１）において、
前記片側が開口している包装体（２）の容積の少なくとも３倍に相当する体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤を少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）に、好ましくは、片側が開口している包装体（２）の少なくともほぼ各々に、導入するための調整手段および導入手段が設けられる、ことを特徴とする充填デバイス。
【請求項１４】
前記片側が開口している包装体（２）の前記容積の少なくとも４倍、好ましくは少なくとも６倍、特に少なくとも１０倍、より好ましくは少なくとも１５倍、とりわけ少なくとも２０倍、に相当する体積の予熱用空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が前記少なくとも１つの片側が開口している包装体（２）に、好ましくは、片側が開口している包装体（２）の少なくともほぼ各々に、導入するための調整手段（４２）および導入手段（４３）が設けられることを特徴とする、請求項１３に記載の充填デバイス。
【請求項１５】
前記搬送デバイスは、予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品を前記包装体（２）に導入するための前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）に対して、前記片側が開口している包装体（２）を偏心的に位置付けるように設計されることと、
好ましくは、前記搬送デバイス（１４）は、片側が開口している包装体（２）を収容するための、特に、前記片側が開口している包装体（２）を歩進式に搬送して前記充填デバイス（１）内を通過させるための、複数のセルを有するセルチェーン、または複数のセルを有するベルトドライブ、または複数のセルを有するダイレクトドライブを備え、より好ましくは、前記セルチェーンは、少なくとも１つのステップにおいて、予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品を前記包装体（２）に導入するための前記少なくとも１つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）の下に前記片側が開口している包装体（２）を偏心的に位置付けるように設計されることと、
を特徴とする、請求項１３または１４に記載の充填デバイス。
【請求項１６】
予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品を前記片側が開口している包装体（２）に上から連続して導入するためのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）が少なくとも２つ設けられることと、好ましくは、前記少なくとも２つのノズル（２４、３０、３６、３９〜４１、４６）は、前記片側が開口している包装体（２）への前記予熱用空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または充填対象製品の前記導入中、前記片側が開口している包装体（２）に対して偏心的にそれぞれ位置付けられていることと、を特徴とする、請求項１３〜１５の何れか一項に記載の充填デバイス。
【国際調査報告】
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