CN103702688A

CN103702688A - 用于生产灌装液体的饮料容器的方法及设备

Info

Publication number: CN103702688A
Application number: CN201280033658.1A
Authority: CN
Inventors: 约瑟夫·克洛特; 汉斯·朔伊伦
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: DE102011107772A1; US20140325941A1; EP2731631A1; EP2731631B1; WO2013010772A1; CN103702688B

Abstract

一种用于生产灌装液体尤其是饮料的容器的方法，其中，塑料预制件（10）由加热装置（16）进行加热，随后传输到成形装置（4），并通过所述成形装置（4）成形以形成塑料容器；所述塑料容器（20）随后传输至灌装装置（8）并灌装液体。其中所述容器至少在灌装过程中在洁净室（35）内部传输。并且在洁净室（35）内灌装液体之前，通过第一灭菌装置（6）至少部分地灭菌。根据本发明，所述塑料容器（10,20）在通过第一灭菌装置（6）进行灭菌之前，通过第二灭菌装置（12）进行预灭菌；其中该预灭菌在所述洁净室（35）外部进行。

Description

用于生产灌装液体的饮料容器的方法及设备

技术领域

本发明涉及一种用于生产灌装液体（尤其是饮料）的饮料容器的设备及方法。

背景技术

这种生产灌装液体的饮料容器的方法相当长的时间以来在现有技术中已知。这样，已知的一种设备和方法，其中例如吹塑站或成形装置分别地首先从塑料预制件中生产塑料容器，随后采用液体例如饮料灌装这些容器。

EP2138298A2描述了一种用于生产塑料容器的设备和方法。在该例子中，塑料预制件首先通过第一灭菌装置进行灭菌，随后将其加热并成形。在成形为塑料容器后，它们通过第二灭菌装置进行灭菌。在该例子中，采用了两个灭菌装置以通过有效的方式实现容器的整个灭菌。然而，这个设备需要分别的壳体或洁净室，其中该壳体或洁净室包围整个设备，包括炉子（furnace）、成形站以及灌装装置。在本例中，在这种大体积的洁净室内部维持灭菌条件是相当复杂的。

WO2010/020530A1中已知用于塑料预制件灭菌的设备及方法。在该例子中，在塑料预制件的加热步骤结束后并在成形装置内的成形步骤结束前，通过可流动介质（例如H₂O₂、过乙酸或ClO₂）进行容器灭菌。。然而，采用该设备存在着塑料预制件发生再污染的风险。

EP1982920A1描述了一种用于容器灭菌的设备。在该例子中，处理头（treatment head）通过容器内的孔引入到容器中，通过电子辐射处理容器的内壁以对该内表面进行灭菌。EP1982920A1所公开的内容在此通过引用其全文组成本申请所公开的内容。

发明内容

因此，本发明的目的在于简化容器的这种灭菌。通过这种方式，可以提高现有的以及将来的无菌设备（plant）的效率。这些目的通过根据本发明的独立权利要求的方法和设备所获得。优选实施例和其他优点构成了从属权利要求的主题。

在根据本发明的用于生产灌装液体尤其是饮料的容器的方法的例子中，塑料预制件通过加热装置进行加热，随后传输到成形装置，并通过所述成形装置塑形以成形塑料容器。此后，所述塑料容器传输至灌装装置并灌装液体。在本例中，所述容器至少在灌装过程中在洁净室内部传输；并在洁净室内、在灌装液体之前，通过第一灭菌装置至少部分（at least in part）地灭菌所述容器。

根据本发明，所述塑料容器在采用第一灭菌装置进行灭菌之前，通过第二灭菌装置进行预灭菌；其中该预灭菌在所述洁净室外部进行。

由此提出，所述容器的预灭菌应当在所述洁净室外部进行。因此，优选地，所述预灭菌在非灭菌的环境条件下进行。尽管由于必须处理所述容器一定程度的再污染，使得初看时将灭菌在非灭菌的条件下进行看起来并不符合逻辑；然而，根据本发明提出，该预灭菌应当为仅实现塑料容器一定水平的清洁度的过程。通过这种方式，由于所述容器的清洁程度已经比没有经过预灭菌的容器的洁净程度更高，因此随后发生的灭菌可以通过更低的支出而实现。

在本例中，优选地，在成形之后，所述容器通过第一灭菌装置进行灭菌。由此优选地，所述容器在所述洁净室内的成形过程中已经进行灭菌。在另一优选方法中，采用所述第二灭菌装置的预灭菌发生在通过所述加热装置的加热之后。通过这种方式，所述塑料预制件优选地在加热过程中在洁净室外部进行传输。

优选地，所述预灭菌的执行使得所述塑料容器的内壁受到辐射和/或电荷载体的作用。

在本发明的范围内由此提出，为无菌的灭菌单元，特别是化学操作的灭菌单元，补充提供物理操作的灭菌单元。该另一（further）灭菌单元在本例中并非必需的，并优选地不设计成无菌的灭菌单元。在本例中，有可能采用辐射，例如UV辐射或激光辐射、X射线辐射或其他类似辐射作用在所述容器的内壁上。然而，优选地，所述容器的内壁分别受到电子辐射或电子的作用。这样，优选地使用提供是电子束进行所述塑料容器的内部处理。在本例中，有可能采用电子束或其他束（beam）作用在所述塑料预制件上；或仅作用在已完成的塑料容器上。以上优选地在洁净室外部进行。

由于根据本发明的步骤，由此有可能将洁净室设计成更小，且这对于用于维护灭菌状态的花费具有直接的作用。

用于塑料容器的辐射的合适设备通过所述容器的内部的辐射减少细菌的负荷；由此例如只有百万分之一（log6）的塑料预制件是带细菌的（germ-laden）。这些半加工的容器在随后的吹塑机中分别地成形或吹塑。该过程以及可能不存在于这部分中的无菌操作使之发生再感染，由此随后千分之一（-log3）的预制件再次带有细菌。此后，通过采用化学剂实现实际的灭菌，并伴随着log4的细菌的减少。最后，通过这种方式所产生的所述容器灌装有液体，例如低酸性产品。

优选地，所述塑料容器通过第一灭菌装置采用可流动的灭菌介质作用在所述塑料容器上进行灭菌。在本例中，例如过乙酸或过氧化氢（H₂O₂）可以作为灭菌介质。

通过这种方式，化学灭菌与物理灭菌之间存在确切的关联（definite link）。如上所述，有可能灭菌首先通过辐射和/或电荷载体的加压而实现，且该灭菌优选地在所述洁净室外部进行；随后在所述洁净室的内部进行化学灭菌。除了采用电荷载体的辐射之外，在这里也有可能提供采用UV光进行的辐射。

然而相反地，也有可能化学灭菌，优选为采用过乙酸或过氧化氢作用在所述容器上的化学灭菌首先执行，例如在所述洁净室外部；并为此跟随着通过辐射和/或电荷载体作用在所述容器上实现的另一灭菌，尤其是在所述洁净室的内部的灭菌。

在本例中，由于所述容器已经具有一定程度的清洁度，由此也有可能，采用化学介质进行的预灭菌首先发生，并随后通过UV光加压（stress）的灭菌作为第二灭菌发生。由于采用UV辐射的灭菌可以比采用电荷载体例如电子的加压更便宜地进行；因此，成本可以节省。

优选地，无菌和带菌的灭菌之间的确切的关联可以实现，在该例子中，特别是采用灭菌介质的加压在无菌条件下发生（即，例如在洁净室内）。

总体来说，由于基本上每个细菌均可被破坏，因此通过所提出的步骤可以实现所述过程可靠性的提高。由于已经辐射的塑料容器需要使用较少的灭菌，对于设备而言，化学剂使用量的减少也是可能的。此外，通过这种方式，由于所述化学剂使用的减少使得在所述无菌的灭菌单元内的处理时间也能够减少，因此所述无菌的灭菌单元性能的提高得以实现。化学灭菌与物理灭菌单元的组合由此以特别优选的方式提出；其中该物理灭菌单元通过辐射或电荷载体作用在塑料容器上。由此，优选地，所述第二灭菌装置在所述容器的传输方向上设置在所述第一灭菌装置的上游；其中所述第二灭菌装置通过辐射和/或电荷载体作用在容器上对所述容器进行灭菌。

在另一优选方法的例子中，在成形步骤之前和/或在成形步骤过程中，所述塑料预制件通过所述第二灭菌装置进行预灭菌。因此，在该步骤的例子中，所述塑料预制件已经灭菌；这是有利的，由于所述塑料预制件大体上比从所述塑料预制件大体上成形的所述塑料容器具有更小的表面。然而，也有可能，在实际的成形步骤后，在随后的化学处理之前，所述预灭菌直接发生，其中所述预灭菌在以下也提及为物理处理。此外，也有可能，在灭菌的吹塑机上游的化学处理之前，所述塑料预制件的辐射能够发生。这意味着，有可能，所述塑料预制件首先通过辐射进行预灭菌，随后立刻（directly afterward）通过可流动介质的作用对所述塑料预制件进行灭菌，并且仅在此之后所述塑料预制件通过成形装置成形。

在另一优选方法的例子中，所述塑料预制件的内壁唯一地（exclusively）通过第二灭菌装置进行灭菌。这可以通过例如伸入（dig into）到所述塑料预制件或所述塑料容器的内部的辐射指（radiation finger）进行，且所述内壁相应地受到辐射和/或辐射载体的作用。然而，此外，所述塑料预制件的孔区域也可以通过第二灭菌装置进行灭菌。

在另一优选方法的例子中，所述塑料容器至少分段（in sections）在洁净室内传输；在该例子中，至少在所述塑料预制件的加热过程中，所述塑料预制件仍在所述洁净室外部进行传输。由此提出，与现有技术相比，所述洁净室应当制成体积更小的，尤其是所述塑料预制件的加热应当在所述洁净室的上游进行。由此优选地通过所述第二灭菌装置进行的灭菌也发生在所述洁净室的外部；而通过所述第一灭菌装置进行的灭菌发生在上述的洁净室的内部。在本例中，有可能，所述塑料预制件成形为塑料容器的成形步骤已经在洁净室内部发生。

本发明进一步涉及一种用于生产灌装液体的容器的设备，所述设备具有加热塑料预制件的加热装置，以及将所述塑料预制件成形为塑料容器的成形装置；所述成形装置在所述塑料预制件的传输方向上设置在上述的加热装置的下游。此外，所述设备具有灌装装置，所述灌装装置在所述塑料容器的传输方向上设置在所述成形装置的下游，并用于向容器灌装液体，特别是灌装饮料。此外，所述设备具有洁净室，所述容器至少部分地在所述洁净室内进行处理，特别是进行灌装。此外，设有第一灭菌装置，所述第一灭菌装置至少部分地设置在所述灌装装置的上游并位于所述洁净室内部，用于对所述塑料容器进行灭菌。

根据本发明，所述设备具有第二灭菌装置，用于对所述塑料容器进行预灭菌；其中，所述第二灭菌装置设置在所述洁净室外部。

由此关于所述设备也提出，所述容器的预灭菌应当在所述洁净室的外部进行。优选地，所述第二灭菌装置在所述容器的传输方向上设置在所述洁净室的上游。

优选地，所述第二灭菌装置在所述容器的传输方向上设置在所述加热装置的下游。优选地，所述第二灭菌装置在所述塑料容器的传输方向上相对于所述成形装置设置在上游。在另一优选实施例的例子中，所述第一灭菌装置设置在所述成形装置和所述灌装装置之间。然而，也有可能，所述第一灭菌装置设置在所述成形装置的上游。优选地，所述第一灭菌装置整体设置在所述灌装装置的上游。

优选地，所述成形装置为吹塑机，特别为拉伸吹塑机。这意味着，所述成形装置优选地具有多个吹塑站，所述多个吹塑站设置在可活动载体上，尤其设置在可旋转载体轮上。此外，这些单个吹塑站也优选地具有拉伸杆，所述拉伸杆将所述塑料容器在其纵向拉伸。在本例中，所述加热装置可以以红外线加热炉的形式进行设计，其中所述塑料预制件在其传输过程中在所述加热装置内进行加热。然而，所述加热装置的形式也可以为微波加热装置，在特别优选地方式中所述微波加热装置具有多个加热单元，所述塑料预制件通过作用在其上的微波进行加热。

在另一优选实施例的例子中，所述灌装装置也具有多个灌装件，所述灌装件设置在可活动载体上，尤其是可旋转灌装轮上。优选地，所述设备进一步具有洁净室，所述洁净室至少包围所述设备的部件，例如所述灌装装置。优选地，所述洁净室也至少分段包围所述传输路径；其中所述塑料预制件在成形步骤中，在所述传输路径上传输。

优选地，所述洁净室以管道的形式包围所述传输路径。通过这种方式，所述设备具有用于传输所述塑料容器的传输装置。

在另一优选实施例的例子中，所述第二灭菌装置具有加压装置，所述加压装置通过电荷载体和/或电磁辐射作用在所述塑料预制件的至少内壁上。优选地，所述第二灭菌装置进一步具有可活动载体，多个所述加压装置设置在所述可活动载体上；其中，多个所述加压装置通过电荷载体和/或电磁辐射作用在所述塑料预制件的至少内壁上。优选地，所述可活动载体为可旋转载体。

在另一优选实施例的例子中，上述的加压装置相对于所述塑料预制件或塑料容器分别地在偏离所述塑料预制件的传输路径的方向上可移动。在该例子中，有可能所述加压装置自身在上述方向移动；然而，为了实现该相对运动，优选地，移动所述塑料预制件，并将所述加压装置至少在运动方向上保持固定。优选地，上述方向为与所述传输路径成直角延伸的方向。

在另一优选实施例的例子中，至少一个加压装置能够通过所述塑料预制件的孔至少分段地插入所述塑料预制件中。

附图说明

其他优选实施例在附图中是显而易见的。附图中：

图1是根据本发明的设备的结构示意图；

图2是第二灭菌装置的平面图；

图3是第二灭菌装置的另一视图；以及

图4是解释容器的灭菌的示意图。

标号清单

4 成形装置

6 第一灭菌装置

8 灌装装置

10 塑料预制件

12 第二灭菌装置

14 闭合装置

16 加热装置

18 传输装置

20 塑料容器

22 供给轮

24 排出轮

26 载体

28 加压装置

30 壳体

32 辐射指（radiation finger）

34 夹持件

35 洁净室

36 载体

38 第三灭菌装置

42 供给轮

44 排出轮

52 以固定方式设置的导向凸轮

L 方向

具体实施方式

图1是用于容器处理的设备的结构示意图。在本例中，塑料预制件10首先在加热装置16内加热，并随后通过成形装置4塑形以成形为塑料容器20。此后，这些塑料容器20通过传输装置18传输到灌装装置8，并在该灌装装置8灌装液体，特别是饮料。标号6概略地示出了第一灭菌装置，该第一灭菌装置用于对那些然而仍未灌装的容器进行灭菌。特别地，在本例中，灭菌可以通过采用灭菌介质进行加压来实现，即以化学方式来实现。

标号30指的是壳体，该壳体至少包围着灌装装置8和第一灌装装置6。洁净室35形成在该壳体30的内部。通过这种方式，采用第一灭菌装置6进行的灭菌已经在灭菌或无菌条件下进行。灌装步骤8也已经在无菌条件下进行。

标号14指的是示例性的（仅概略地）闭合装置，该闭合装置采用封闭体（closure）对容器进行闭合。此外，在本例中，闭合装置也可以设置在洁净室35内。在本例中，可以设置有第三灭菌装置38，该第三灭菌装置38对容器的封闭体进行灭菌（尤其在无菌条件下，即尤其在洁净室内部）。

标号42指的是供给轮，其将塑料预制件提供给成形装置4；而标号44分别指的是排出轮或流出轮（run-out wheel），其将塑料容器20排出。标号12指的是第二灭菌装置，该第二灭菌装置在塑料预制件进入成形装置4之前对该塑料预制件进行灭菌。在本例中，第二灭菌装置优选地以物理方式对塑料预制件进行灭菌，即，通过采用辐射和/或（优选的）电荷载体（charge carriers）作用于该塑料预制件上。该第二灭菌装置设置在洁净室35外部。通过这种方式，洁净室可以设计成相当地小。在这里所示的实施例中，成形步骤仍在洁净室外部进行。

然而，也有可能并优选地，成形步骤已经在灭菌条件下进行；或成形装置4至少部分地设置在洁净室内部。在本例中，有可能成形装置的至少个别的成形站设置在洁净室内部，或在洁净室内部传输。此外，也有可能设置多个洁净室，该多个洁净室例如通过气锁（air lock）或类似物彼此相互连接。

相比之下，这里所提出的纯物理灭菌的单元的使用提供了很多优点。一方面，有可能没有被化学剂所破坏的细菌，通过上述的辐射或电子辐射分别的被破坏。此外，也有可能，不管额外的单元或分别的第二灭菌装置12如何，所述设备的性能整体上并未减少。此外，所提出的灭菌装置12的生产和维护也较为便宜；最后，灭菌结果建立在电流的基础上。

通过这种方式，以下的无菌灭菌单元6的化学剂的使用也可以减少。此外，通过这种方式，有可能，加工时间以及由此的灭菌器或洁净室各自的大小（magnitude）可以减小。此外，通过以下处理步骤中电荷载体使用也可以对任意形式的臭味或污点进行截取。通过这种方式，这种灭菌过程的改善通过采用物理灭菌处理对传统的化学灭菌设备6的扩展（enlargement）而实现。优选地，在本例中，第二灭菌装置12并非无菌操作，在该例子中，如上所述，上面所列出的优势仅通过两种方法的组合来实现，即化学灭菌和物理灭菌。

图2是第二灭菌装置12的平面图。在本例中，同样具有提供塑料预制件的供给轮22，以及将预灭菌的塑料预制件排出的排出轮24。多个加压装置28，例如上述的伸入（dip into）容器内部的辐射指，设置在可活动的尤其是可旋转的载体26上。通过这种方式，优选地，有可能第二灭菌装置12具有四个到十二个之间，并优选为在六个到十个之间的加压装置，用于容器的内部处理。在本例中，可旋转载体26基于功率可以具有直径在400mm到600mm之间，优选为500mm到550mm之间的分度圆（reference circle）。

图3是第二灭菌装置12的另一示例。在本例中，加压装置同样整体指定为28，并在任何情况下具有辐射指32，该辐射指32可引入到容器内。为此，设备具有夹持件34，该夹持件34分别地夹持容器或塑料预制件，例如容器或塑料预制件的其传输环（carrying ring）下方；并将这些容器或塑料预制件向上抬起，从而辐射指32可以伸入到容器的内部。此外，夹持件34可以设置在载体36上，这允许了方向L上的移动；其中该方向L同时也是塑料预制件的纵向。标号52指的是导向凸轮，该导向凸轮以固定的方式进行设置，并允许塑料预制件或夹持件各自的上升和下降。通过这种方式，塑料预制件的机械行程由此发生；然而，为了完成该行程，也有可能使用其他驱动装置，例如伺服电机、液压或气动驱动或其他类似物。优选地，个别辐射装置或加压装置28分别地进行空冷或气冷，该冷却优选地用于电子的出口窗（outlet window）的冷却。

大体上，有可能第二灭菌装置12已经设置在图1示出的加热设备，即炉子的上游。在本例中，为了隔绝（screening）可以封闭供给和排出轮22和24。如上所述，除了塑料预制件以外或替代塑料预制件，已经完成的吹塑的塑料容器可以通过电子（辐射）的作用进行灭菌。此外，有可能，另外（可选择地具有其他单元）通过采用电子或一般的电荷载体（general charge carriers）作用于塑料预制件或塑料容器上来实现塑料预制件或塑料容器的外部处理。灭菌装置12也可以整体设置在壳体内。

图4示出了根据本发明的灭菌的可能路线。在本例中，首先借助于第二灭菌装置而实现细菌的10⁶系数(by the factor of10⁶)的减少。此后，再污染通常发生在吹塑机内，并再次实现再污染；此后，通过另一细菌减少第一灭菌装置6使得细菌进一步实现10⁴系数的减少。最后，容器由灌装装置8进行灌装。通过这种方式，细菌整体上实现10⁷系数的减少。附加的影响，例如通过非灭菌空气的细菌的引入在这些概略性的示例中并未纳入考虑。这里扣除了一个对数单元（log unit），从而总共获得log6的细菌的减少。然而，该数值通常仍比借助于传统的灭菌器的细菌减少更高。其原因在于，在所提出的发明中，高度有效的物理方法以便宜的设计而使用。所提出的模块优选的没有清洁和灭菌装置。由于外部处理采用第二灭菌装置12来执行，也有可能，隔绝的成本以及个别辐射器（radiator）的成本可以降低。

申请人保留要求申请文件中所公开的对本发明来讲必需的全部特征的权利，只要与现有技术相比，这些特征自身或其结合是新颖的。

Claims

1.一种用于生产灌装液体尤其是饮料的容器的方法，其中，塑料预制件（10）通过加热装置（16）进行加热，随后传输到成形装置（4），并通过所述成形装置（4）塑形以成形塑料容器；此后，所述塑料容器（20）传输至灌装装置（8）并灌装液体；其中，所述容器至少在灌装过程中在洁净室（35）内部传输；并在洁净室（35）内、在灌装液体之前，通过第一灭菌装置（6）至少部分地灭菌；其特征在于，所述塑料容器（10,20）在采用第一灭菌装置（6）进行灭菌之前，通过第二灭菌装置（12）进行预灭菌；其中该预灭菌在所述洁净室（35）外部进行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述第二灭菌装置进行的所述预灭菌通过辐射和/或电荷载体作用所述塑料容器（10,20）的内壁来执行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述第二灭菌装置进行的预灭菌发生在采用所述加热装置（16）的加热之后。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述塑料容器的灭菌通过第一灭菌装置采用灭菌介质作用在所述塑料容器上进行。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在成形步骤之前和/或在成形步骤过程中，所述塑料预制件通过第二灭菌装置进行预灭菌。

6.一种用于生产灌装液体的容器的设备（1），具有加热塑料预制件（10）的加热装置（16）、将所述塑料预制件（10）成形为塑料容器的成形装置（4）、用于向容器灌装液体的灌装装置（8）、洁净室（35）和用于对所述塑料容器进行灭菌的第一灭菌装置（6）；所述成形装置（4）在所述塑料预制件的传输方向上设置在所述加热装置（16）的下游，所述灌装装置（8）在所述塑料容器的传输方向上设置在所述成形装置（4）的下游，所述容器在所述洁净室（35）内进行处理，所述第一灭菌装置（6）至少部分地设置在所述灌装装置（8）的上游并位于所述洁净室（35）内部；其特征在于，所述设备具有第二灭菌装置（12），用于对所述塑料容器（10,20）进行预灭菌；其中，所述第二灭菌装置（12）设置在所述洁净室（35）外部。

7.根据权利要求6所述的设备（1），其特征在于，所述第二灭菌装置（12）在所述容器（10）的传输方向设置在所述洁净室（35）的上游。

8.根据权利要求6所述的设备（1），其特征在于，所述第二传输装置（12）在所述容器（10,20）的传输方向设置在所述加热装置（16）的下游。

9.根据权利要求6所述的设备（1），其特征在于，所述第二灭菌装置具有加压装置，所述加压装置通过电荷载体和/或电磁辐射作用在所述塑料预制件的至少内壁上。

10.根据权利要求6所述的设备（1），其特征在于，所述第二灭菌装置（12）具有可活动载体（22），多个加压装置设置在所述可活动载体（22）上，其中所述多个加压装置通过电荷载体和/或电磁辐射作用在所述塑料预制件的至少内壁上。

11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述加压装置在偏离所述塑料预制件的传输路径的方向上，相对于所述塑料预制件可活动。

12.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，至少一个加压装置（18）能够通过所述塑料预制件（10）的孔至少分段地插入。