DE102009003025A1

DE102009003025A1 - Verfahren zum Befüllen von Lebenmittelbehältern

Info

Publication number: DE102009003025A1
Application number: DE102009003025A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hundeloh; Georg Janssen; Bernd Dr. Ullmann; Maril Kamp
Original assignee: Ball Packaging Europe GmbH
Current assignee: Ardagh Metal Packaging Europe GmbH
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2010-11-18
Also published as: CN102427897B; US8966869B2; NZ595460A; WO2010130797A1; RU2011150278A; EP2429735A1; AU2010247415A1; CA2760758A1; CA2760758C; MX2011011992A; AU2010247415B2; IL216080A0; EP2429735B1; CN102427897A; BRPI1014495A2; KR20120024601A; IL216080B; JP2012526712A; US20120090727A1; RU2552078C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen von dünnwandigen Lebensmittelbehältern, insbesondere von Getränkedosen, die im Ergebnis gasdicht verschlossen sind und einen über dem Umgebungsdruck liegenden Innendruck zur Stabilisierung des Lebensmittelbehälters aufweisen. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte: - Bereitstellen eines Lebensmittelbehälters mit einer offenen Füllöffnung in einer Füllstation - Befüllen des Lebensmittelbehälters in der Füllstation - Abdecken der Füllöffnung des Lebensmittelbehälters mittels eines Deckels unmittelbar nach Abschluss des Befüllens, - Fixieren des Deckels an dem Lebensmittelbehälter, ohne den Lebensmittelbehälter dabei gasdicht zu verschließen - Abtransport des Lebensmittelbehälters mit abgedeckter Füllöffnung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen von Lebensmittelbehältern, die im Ergebnis gasdicht verschlossen sind und einen über dem Umgebungsdruck liegenden Innendruck aufweisen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Befüllen von dünnwandigen Lebensmittelbehältern, die einen über dem Umgebungsdruck liegenden Innendruck zur Stabilisierung des Lebensmittelbehälters benötigen. Derartige Lebensmittelbehälter sind beispielsweise als Getränkedosen bekannt.
Beim Befüllen von Lebensmittelbehältern, insbesondere beim Abfüllen von flüssigen Lebensmitteln wie Getränken, besteht grundsätzlich das Problem, dass es zu einem Überschwappen kommen kann. Das übergeschwappte Lebensmittel kann dann in der Anlage zum Befüllen und Verschließen des Lebensmittelbehälters einen Nährgrund für mikrobiologisches Wachstum bilden. Im Ergebnis kann es zu einer Kontamination der gesamten Anlage kommen. Dies wiederum führt zu dem Risiko, dass ein jeweils frisch befüllter Lebensmittelbehälter und insbesondere sein Füllgut mikrobiologisch rekontaminiert wird.
Um dies zu vermeiden ist es heute üblich, Anlagen zum Befüllen und Verschließen solcher Lebensmittelbehälter regelmäßig zu stoppen und zu reinigen. Alternativ oder in Ergänzung hierzu wird der Lebensmittelbehälter nach dem Befüllen einer Wärmebehandlung unterzogen, um den Inhalt zu pasteurisieren oder zu sterilisieren.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Aufwand möglichst zu vermindern oder zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Befüllen von Lebensmittelbehältern der eingangs genannten Art gelöst, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:

– Bereitstellen eine Lebensmittelbehälters mit einer offenen Füllöffnung in einer Füllstation;
– Befüllen eines Lebensmittelbehälters in der Füllstation;
– Abdecken der Füllöffnung des Lebensmittelbehälters mittels eines Deckels unmittelbar nach Abschluss des Befüllens;
– Fixieren des Deckels an dem Lebensmittelbehälter, ohne den Lebensmittelbehälter dabei gasdicht zu verschließen und
– Abtransport des Lebensmittelbehälters mit abgedeckter Füllöffnung.

Vorzugsweise ist der zum Abdecken der Füllöffnung verwendete Deckel bereits jener Deckel, der im Ergebnis für den dauerhaften und gasdichten Verschluss des Lebensmittelbehälters vorgesehen ist, wobei dieser Deckel vorzugsweise bereits in der Füllstation oder unmittelbar benachbart zu dieser lediglich fixiert und der Lebensmittelbehälter dementsprechend nicht dauerhaft verschlossen wird.
Vielmehr ist es vorzugweise vorgesehen, dass das Fixieren des Deckels an dem Lebensmittelbehälter derart erfolgt, dass Gas aus dem abgedeckten Lebensmittelbehälter nach außen dringen kann. Bei kohlensäurehaltigen Getränken kann sich auf diese Weise oberhalb des Flüssigkeitsspiegels eine CO₂-Atmosphäre ausbilden und eventuell vorhandene Luft wird verdrängt.
Das Fixieren des Deckels kann dadurch geschehen, dass der Deckel während oder nach dem Aufsetzen auf den soeben befüllten Lebensmittelbehälter geringfügig verformt, aber noch nicht fest und dicht mit dem Lebensmittelbehälter verbunden wird.
Alternativ kann der Deckel auch passiv an dem Lebensmittelbehälter fixiert werden, in dem er z. B. durch eine äußere Einrichtung wie eine Andruckschiene oder Ähnliches auf den Lebensmittelbehälter gedrückt wird.
Vorzugsweise wird der abgedeckte Lebensmittelbehälter nach dem Befüllen und Abdecken von einer jeweiligen Füllstation zu einer jeweiligen Schließstation transportiert, wo er dann endgültig dauerhaft und gasdicht verschlossen wird. Dies kann beispielsweise in an sich bekannter Manier durch Falzen geschehen.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, durch das sofortige Abdecken des Lebensmittelbehälters nach dessen Befüllen eine Rekontamination zuverlässig dadurch zu vermeiden, dass das Eindringen von Keimen in den Behälter vermieden wird. Gleichzeitig hat das Abdecken die Folge, dass weniger oder gar kein Füllgut überschwappen kann, so dass es, wenn überhaupt, nur in einem wesentlich geringeren Maße zu einer Kontamination der entsprechenden Anlage kommt. Darüber hinaus ist ein einfaches Fixieren eines Deckels an dem Lebensmittelbehälter idealerweise wesentlich leichter zu bewerkstelligen als das endgültige Verschließen. Im bevorzugten Idealfall wird ein jeweiliger Deckel einfach nur auf einen die Füllöffnung eines jeweiligen Lebensmittelbehälters umgebenden Flansch aufgedrückt. Ein gasdichtes Verschließen des Lebensmittelbehälters soll hierbei ausdrücklich nicht erfolgen, um zunächst das Austreten von Gas aus dem Lebensmittelbehälter zuzulassen. Dies führt dazu, dass Keime, die sich in der Umgebung der abgedeckten Verpackung befinden, nicht in das Doseninnere gelangen. Auf diese Weise wird das Rekontaminationsrisiko verringert. Außerdem kann Sauerstoff aus der Atmosphäre oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels im befüllten Lebensmittelbehälter verdrängt werden und austreten.
Vorzugsweise besitzt der Deckel einen etwas nach innen gezogenen Rand mit einem Randweiteninnendurchmesser, der etwas geringer ist als ein Flanschaußendurchmesser des die jeweilige Füllöffnung einschließenden Flansches eines jeweiligen Lebensmittelbehälters. In diesem Falle wird der Deckel auf den Lebensmittelbehälter aufgeklemmt und auf diese Weise fixiert. Alternativ kann auch ein Deckel mit einem Randweiteninnendurchmesser bereitgestellt werden, der zunächst gleich groß oder etwas größer ist als ein entsprechender Flanschaußendurchmesser eines jeweiligen Lebensmittelbehälters. In diesem Falle wird der Deckel vorzugsweise – beispielsweise mit Hilfe eines Stempels – derart auf den Lebensmittelbehälter gedrückt, dass der Rand des Deckels geringförmig verformt und nach innen gedrückt wird, so dass sein Randweiteninnendurchmesser nach dem Aufdrücken auf den Lebensmittelbehälter geringer ist als der Flanschaußendurchmesser des Lebensmittelbehälters. Im Ergebnis ist auch hier der Deckel am Lebensmit telbehälter fixiert, ohne dass der Lebensmittelbehälter durch den Deckel dauerhaft gasdicht verschlossen ist.
Das dauerharfe und gasdichte Verschließen erfolgt vorzugsweise erst in einer Schließstation, und zwar vorzugsweise durch an sich bekanntes Falzen. Dazu wird der abgedeckte Lebensmittelbehälter von einer Füllstation zu einer Schließstation transportiert. Vorzugsweise ist der hierfür vorgesehene Transportweg geradlinig und vorzugsweise wird der bereits befüllte und abgedeckte Lebensmittelbehälter auf dem Transportweg nicht beschleunigt. Besonders bevorzugt ist es, dass der zunächst leere Lebensmittelbehälter auf einer Kreisbahn zu dem Füllort an der Füllstation transportiert wird und anschließend auf einer Tangente zu dieser Kreisbahn von der Füllstation zur Schließstation transportiert wird. Auf diese Weise werden Beschleunigungen des befüllten Lebensmittelbehälters, die zum Schwappen eines Inhalts führen können, möglichst vermieden.
Die Deckel zum Abdecken und anschließenden Verschließen des Lebensmittelbehälters werden diesem in der Füllstation vorzugsweise unter einer Schutzgasatmosphäre zugeführt, um sicherzustellen, dass nicht der Deckel selbst bereits zu einer Kontamination des Lebensmittelbehälters oder seines Füllgutes führt. Außerdem wird so der Sauerstoffgehalt der Gasatmosphäre oder halb des Flüssigkeitsspiegels in dem befüllten Lebensmittelbehälter vermindert.
Schließlich ist es bevorzugt, dass der Lebensmittelbehälter mit einem flüssigen Lebensmittel befüllt wird, das entweder Kohlensäure enthält, oder es wird zusätzlich ein Gas, wie Kohlendioxid oder Stickstoff, dem Lebensmittelbehälter in flüssiger oder fester Form zugeführt, um auf diese Weise zu bewirken, dass das zugeführte Gas auf dem Transportweg zwischen Füllstation und Schließstation ausgasen und damit eine möglicherweise über dem Flüssigkeitsspiegel in dem befüllten Lebensmittelbehälter befindliche sauerstoffhaltige Atmosphäre verdrängen kann. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass mit Gas ein Stoff gemeint ist, der bei Raumtemperatur gasförmig ist. Dies bedeutet, dass der Raumtemperatur gasförmige Stoff – hier als Gas bezeichnet – flüssig oder fest sein kann, wenn er mit erheblich niedrigerer Temperatur dem jeweils zu befüllenden Lebensmittelbehälter zugeführt wird.
Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in:
1: eine Skizze zur Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung; und
2a und 2b: Skizzen, die das aktive Fixieren eines Deckels an einem Lebensmittelbehälter beim Abdecken des Lebensmittelbehälters unmittelbar nach dessen Befüllen erläutert.
In 1 zeigt beispielhaft eine Kombination aus einer Füllstation 10 und einer Schließstation 12, mit denen ein Lebensmittelbehälter 14 zunächst mit einem Getränk befüllt und anschließend mit einem Deckel dicht verschlossen werden kann.
Die Füllstation 10 ist nur andeutungsweise dargestellt. Beispielhaft ist eine leere Getränkedose 14.1 dargestellt, die der Füllstation 10 zugeführt wird. Ebenfalls beispielhaft ist eine Dose 14.2 als Lebensmittelbehälter dargestellt, die in der Füllstation 10 befüllt wird. Eine weitere Dose 14.3 wird von der Füllstation 10 zur Schließstation 12 transportiert. Eine Dose 14.4 erreicht die Schließstation 12. In der Schließstation 12 wird ein Deckel mit der Dose in bekannter Manier durch Falzen fest verbunden, so dass die Dose anschließend dicht verschlossen ist. Eine solche dicht verschlossene Dose 14.5 ist in 1 ebenfalls angedeutet.
Im Unterschied zu bekannten Vorrichtungen ist eine Deckelzuführung 20 in unmittelbarer Nähe zur Füllstation 10 vorgesehen, mit der einer jeweils befüllten Dose jeweils ein Deckel zugeführt wird, mit dem die Dose dann später in der Schließstation 12 dicht und dauerhaft durch Falzen verschlossen wird.
Mittels der Deckelzuführung 20 wird jeder befüllten Dose ein Deckel derart zugeführt, dass die Dose unmittelbar nach ihrem Befüllen mit einem Deckel abgedeckt wird, so dass zwar noch Gas aus dem Inneren der Dose nach außen dringen kann, jedoch keine Keime von außerhalb ins Innere der abgedeckten Dose eindringen können. Das Zuführen der Deckel zu den in der Füllstation 10 befüllten Dosen erfolgt unter Schutzgasatmosphäre, also in einer CO₂-Atmosphäre, um sicherzustellen, dass nicht bereits beim Aufsetzen der Deckel auf die soeben befüllten Lebensmittelbehälter Keime mit eingeschlossen werden.
Auf dem Transportweg von der Füllstation 10 zur Schließstation 12 ist der Deckel der jeweiligen Dose (14.3) so fixiert, dass er nicht abfallen kann. Dies geschieht in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Andruckschiene 22, die oberhalb des Transportweges zwischen Füllstation 10 und Schließstation 12 angeordnet ist und die ein Abfallen der Deckel auf diesem Transportweg verhindert. Auf diese Weise wird ein jeweiliger Deckel passiv an dem jeweiligen Lebensmittelbehälter, also der jeweiligen Dose, fixiert.
Alternativ hierzu kann ein jeweiliger Deckel auf die Öffnung des jeweiligen Lebensmittelbehälters auch so aufgesetzt werden, dass er aktiv an dem Lebensmittelbehälter fixiert ist, also ohne weitere Hilfsmittel an dem Lebensmittelbehälter festhält.
2 zeigt hierzu ein Beispiel. Angedeutet ist der obere Rand einer üblichen Getränkedose 30, der deren Füllöffnung einschließt. Ebenfalls angedeutet ist der Randbereich eines Deckels 32, mit dem die Füllöffnung der Dose 30 verschlossen wird.
2a zeigt, wie mit Hilfe eines Stempels 34 eine Verformung des Randbereiches 36 des Deckels 32 herbeigeführt werden kann, so dass im Ergebnis ein Randweiteninnendurchmesser D1 (siehe 2b) bewirkt wird, der kleiner ist als ein Flanschaußendurchmesser D2 des oberen Randes des Lebensmittelbehälters 30.
Zu beachten ist, dass in 2 nur ein Teil eines insgesamt rotationssymmetrischen Stempels 34 dargestellt ist. Und zwar ist jener Teil des Stempels 34 dargestellt, der mit dem äußeren Rand des Deckels 32 in Eingriff kommt und diesen so verformt, dass sich die in 2b dargestellten Durchmesserverhältnisse einstellen.

Claims

Verfahren zum Befüllen von dünnwandigen Lebensmittelbehältern, insbesondere von Getränkedosen, die im Ergebnis gasdicht verschlossen sind und einen über dem Umgebungsdruck liegenden Innendruck zur Stabilisierung des Lebensmittelbehälters aufweisen, mit den Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines Lebensmittelbehälters mit einer offenen Füllöffnung in einer Füllstation – Befüllen des Lebensmittelbehälters in der Füllstation – Abdecken der Füllöffnung des Lebensmittelbehälters mittels eines Deckels unmittelbar nach Abschluss des Befüllens, – Fixieren des Deckels an dem Lebensmittelbehälter ohne den Lebensmittelbehälter dabei gasdicht zu verschließen – Abtransport des Lebensmittelbehälters mit abgedeckter Füllöffnung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllöffnung des Lebensmittelbehälters mittels eines Deckels abgedeckt wird, der im Ergebnis für den dauerhaften und gasdichten Verschluss des Lebensmittelbehälters vorgesehen ist, wobei der Deckel nach dem Befüllen in der Füllstation lediglich fixiert und nicht dauerhaft verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lebensmittelbehälter mit abgedeckter Füllöffnung von der Füllstation zu einer Schließstation transportiert und in der Schließstation dauerhaft und gasdicht verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger Deckel an einem jeweiligen Lebensmittelbehälter direkt nach dem Befüllen in oder unmittelbar nach der Füllstation derart fixiert wird, dass Gas aus dem abgedeckten Lebensmittelbehälter nach außen dringen kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger Deckel axial von oben auf einen jeweiligen Lebensmittelbehälter gedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Deckel mit einem Randweiteninnendurchmesser bereitgestellt wird, der etwas geringer ist, als ein Flanschaußendurchmesser eines jeweiligen Lebensmittelbehälters und – der Deckel auf den jeweiligen Lebensmittelbehälter aufgeklickt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Deckel mit einem Randweiteninnendurchmesser besitzt, der zunächst gleich groß wie oder etwas größer als ein Flanschaußendurchmesser eines jeweiligen Lebensmittelbehälters ist und – der Deckel beim Aufdrücken auf den Lebensmittelbehälter derart geringfügig verformt wird, dass sein Randweiteninnendurchmesser im Ergebnis geringer ist, als der Flanschaußendurchmesser des jeweiligen Lebensmittelbehälters.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel und der Lebensmittelbehälter in der Schließstation durch Falzen oder Bördeln dauerhaft und gasdicht miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger Deckel zum Abdecken eines jeweiligen Lebensmittelbehälters unter Schutzgasatmosphäre dem Lebensmittelbehälter zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lebensmittelbehälter mit einem kohlensäurehaltigen Getränk (carbonated beverage) befüllt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lebensmittelbehälter mit einem flüssigen Lebensmittel und Inertgas befüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in flüssiger oder fester Form in den Lebensmittelbehälter gefüllt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lebensmittelbehälter zur Füllstation auf einer Kreisbahn bewegt wird und nach dem Befüllen in der Füllstation auf einer Tangente zu der Kreisbahn zur Schließstation bewegt wird.
Vorrichtung zum Aufsetzen eines Deckels – der dazu ausgebildet ist, mit einem befüllten Lebensmittelbehälter durch Falzen dicht und dauerhaft verbunden zu werden – auf einen Befüllten Lebensmittelbehälter, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, einen solchen Deckel an einem befüllten Lebensmittelbehälter derart zu fixieren, dass der Lebensmittelbehälter nicht dicht verschlossen ist.