-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen von Folienbeuteln, insbesondere
von Getränke-
oder Lebensmittelbeuteln, wonach eine gewünschte Füllung ausschließlich durch
eine, bereits am Folienbeutel angebrachte, zumindest einmal verschließbare Öffnung hindurch
in den jeweiligen Folienbeutel eingebracht wird.
-
Ein
derartiges Verfahren wird beispielsweise in der
DE 102 35 929 A1 vorgestellt.
Hier werden die einzelnen Folienbeutel befüllt und danach an ihrer verschließbaren Öffnung verschlossen,
was durch Ultraschalleinwirkung im Bereich der Öffnung erfolgt.
-
Daneben
sind ähnliche
Vorgehensweisen durch die
DE
197 45 855 A1 bekannt geworden, die sich mit einer Trinkhalmanbringungsvorrichtung
bei solchen Folienbeuteln befasst. Solche Trinkhalme bzw. damit
ausgerüstete
Folienbeutel schränken
jedoch das Verwendungsgebiet ein, weil nur mit vergleichsweise kleinen
Füllmengen
gearbeitet werden kann.
-
In
der Praxis ergeben sich insbesondere beim Befüllen von Getränke- oder
Lebensmittelbeuteln zunehmend Anforderungen dahingehend, Verschmutzungen
aller Art, insbesondere aber Verschmutzungen mit Keimen sicher zu
vermeiden. Diese können
dadurch entstehen, dass die fraglichen Folienbeutel in geöffnetem
Zustand transportiert werden, beispielsweise vom Herstellungsbetrieb
dieser Beutel zum Verarbeitungs- bzw. Abfüllbetrieb. Zwar findet der
Transport der fraglichen Folienbeutel üblicherweise in Magazinen statt,
wie sie beispielsweise in der
DE 101 46 487 A1 beschrieben werden und auch
dergestalt, dass der jeweilige Folienbeutel mit flach aufeinanderliegenden
Seitenwänden
transportiert wird. Dennoch können
Verschmutzungen des Beutelinneren nicht mit letzter Sicherheit ausgeschlossen
werden, zumal heutzutage mit gegenüber früher verlängerten Transportwegen der
Folienbeutel von ihrem Herstellungsort bis zur Abfüllanlage
gerechnet werden muss.
-
Dabei
ist ebenfalls zu beachten, dass schädigende Keime auch dann in
solchen Folienbeuteln enthalten sind, wenn diese Folienbeutel unter
Reinraumbedingungen hergestellt, anschließend aber auf die übliche Art
und Weise transportiert werden.
-
Hier
will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
-
Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges
Verfahren so weiter zu entwickeln, dass Verschmutzungen des Beutelinneren bzw.
schädigende
Wirkungen eventuell vorhandener Verschmutzungen durch Keime oder ähnliches
sicher vermieden werden.
-
Ebenfalls
ist es Ziel der Erfindung, die Haltbarkeit des Füllgutes zu verlängern, wobei
das bekannte Erhitzen des Folienbeutels aufgrund seiner Nachteile
vermieden werden soll. Dazu ist vorzugsweise vorgesehen, den gesamten
Behandlungs- oder Abfüllprozess
kalt- oder warmaseptisch durchzuführen.
-
Zur
Lösung
dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Verfahren
zum Befüllen
von Folienbeuteln dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des jeweiligen
Folienbeutels vor seinem Befüllen
aseptisch behandelt wird.
-
Tatsächlich erreicht
die Erfindung durch die aseptische bzw. keimfreie Behandlung, dass
im Innern des jeweiligen Folienbeutels eventuell vorhandene Keime
abgetötet
bzw. unschädlich
gemacht werden. Dadurch wird das eingefüllte Produkt, insbesondere
wenn es sich um ein Getränk
oder ein Lebensmittel handelt, zuverlässig vor Verderben, Ungenießbarkeit
geschützt,
so dass letztendlich die Qualität
und Haltbarkeit gegenüber
bisherigen Vorgehensweisen deutlich verbessert ist. In der Regel
erfolgt die aseptische Behandlung mittels eines in den jeweiligen
Folienbeutel eingebrachten Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittels.
Im einfachsten Fall wird hierzu der jeweilige Folienbeutel mit gas-
oder dampfförmigem
Wasserstoffperoxid (H2O2)
als Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel gefüllt. Herbei
reicht üblicherweise
eine Menge von einem oder wenigen Millilitern je nach Größe des Folienbeutels aus.
-
Das
Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel kann vorteilhaft nach
seinem Einbringen in das Innere des Folienbeutels aktiviert werden.
Im Rahmen der Erfindung und bei Verwendung von beispielsweise Wasserstoffperoxid
erfolgt die Aktivierung dadurch, dass der Folienbeutel mit dem zuvor eingebrachten
Wasserstoffperoxid mit Dampf respektive Wasserdampf einer bestimmten
Temperatur beaufschlagt und gleichsam aufgepumpt wird.
-
Dadurch
erfährt
nicht nur die (geringe) Menge an Wasserstoffperoxid im Innern des
Folienbeutels eine gleichmäßige Verteilung
an der Innenwandung des fraglichen Folienbeutels, sondern sorgt
die Temperatur des Wasserdampfes gleichzeitig dafür, dass
das betreffende Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel aktiviert
wird.
-
Bei
diesem Vorgang wird die Zersetzung des Wasserstoffperoxids gestartet.
Im Beispielfall handelt es sich um eine Zerfallsreaktion in Wasser
und freie Sauerstoffradikale, die neben weiteren Reaktionen etwaige
im Innern des Folienbeutels vorhandene Mikroorganismen, Keime und
dergleichen abtöten. Nach
Beendigung dieser Reaktion bleibt im Wesentlichen Wasser zurück, welches
vorteilhaft etwaige Zerfallsprodukte sowie gegebenenfalls geringfügige Verschmutzungen
aufgelöst
hat bzw. aufnimmt.
-
Um
nun das fragliche Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel und/oder
Reaktions- und/oder Abfallprodukte zu entfernen, empfiehlt die Erfindung
nach vorteilhafter Ausgestaltung, den jeweiligen Folienbeutel in
seinem Volumen zu verkleinern. Dazu reicht es bereits aus, den Folienbeutel (mechanisch)
zusammenzudrücken.
Genau so gut kann der fragliche Folienbeutel auch evakuiert werden,
d. h. mit Hilfe einer Unterdruckeinrichtung wieder in seinen vor
der aseptischen Behandlung eingenommenen Funktionszustand mit aufeinanderliegenden
Seitenwänden überführt werden.
Beide Vorgehensweisen haben den Vorteil, dass der Folienbeutel für das anschließende Befüllen flach
zur Verfügung steht,
so dass der Füllvorgang
mit hoher Geschwindigkeit erfolgen kann.
-
Das
ist insbesondere vor dem Hintergrund von Bedeutung, dass als Folienbeutel
aus einer oder mehreren (ein- oder mehrlagigen) Kunststofffolien aufgebaute
Folienbeutel zum Einsatz kommen, die darüber hinaus an ihrer Öffnung über lediglich
einen verschließbaren
Ausgießer
verfügen.
Denn dieser Ausgießer
gibt die Öffnung
des fraglichen Folienbeutels vor, welche im Allgemeinen einen Durchmesserbereich
von einigen Millimetern abdeckt. Die betreffende Öffnung wird
beispielsweise durch einen Schraub- oder Bajonettverschluss nach
dem Befüllen verschlossen.
-
Jedenfalls
findet das Entfernen der Reaktions- und/oder Abfallprodukte ebenso
wie dasjenige der Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel vorteilhaft
vor dem anschließenden
Befüllen
des Folienbeutels mit dem gewünschten
Getränk
oder Lebensmittel statt. Dabei kann der zuvor angesprochene Vorgang
des Entfernens sowie das Befüllen
auch mit zeitlichem Überlapp
durchgeführt
werden. D. h., während
das Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel und/oder hieraus
entstehende Reaktions- und/oder Abfallprodukte, im Beispielfall überwiegend
Wasser, aus dem Folienbeutel entfernt werden, wird der Beutel bereits
befüllt.
Dadurch lässt
sich die Behandlungsdauer deutlich verringern.
-
Gegenstand
der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Befüllen von Folienbeuteln, wie
sie im geltenden Anspruch 8 und daran anschließenden Patentansprüchen beschrieben
wird. – Im
Ergebnis werden ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Befüllen von
Folienbeuteln, also aus Kunststofffolien hergestellten Beuteln,
beschrieben. Diese Folienbeutel sind nicht formstabil, mögen aber über einen Standboden
verfügen.
Außerdem
sind (an den Standboden angeschlossene) Seitenwände realisiert, die mit Hilfe
von sich gegenüberliegenden
Seitennähten
durch beispielsweise einen Kunststoffschweißvorgang miteinander verbunden
sind. Grundsätzlich
lassen sich auch andere Herstellungsweisen und Folienbeutel denken.
-
Im
Rahmen der Erfindung werden nun diese Folienbeutel vorteilhaft vor
dem Befüllen
sterilisiert respektive aseptisch behandelt. Dazu wird der jeweilige
Folienbeutel mit dem Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel
in seinem Innern beaufschlagt, welches anschließend durch beispielsweise Aufblasen
mit Wasserdampf eine Aktivierung erfährt. Im Anschluss hieran werden
das Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel sowie etwaige Reaktions- und/oder
Abfallprodukte aus dem Innern des Folienbeutels entfernt. Danach
oder teilweise gleichzeitig findet das gewünschte Befüllen statt.
-
Auf
diese Weise können
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
insbesondere Folienbeutel befüllt
werden, die über
einen geringen Öffnungsdurchmesser
von wenigen Millimetern an ihrer zumindest einmal verschließbaren Öffnung verfügen, ohne
dass die Füllzeiten
unverhältnismäßig lang dauern.
Das gilt selbst dann, wenn der Öffnungsquerschnitt
in dem Ausgießer
relativ klein ist. Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis
aus, dass geringe Öffnungsquerschnitte
und dementsprechend kleine Durchmesser der Öffnung im Ausgießer aus
verschiedenen Gründen
bevorzugt werden. Zunächst einmal
sind solche Ausgießer
mit kleiner Öffnung kostengünstig herzustellen.
Hinzu kommt, dass sich Folienbeutel mit kleinem Ausgießer schnell
und zuverlässig
herstellen lassen. Schließlich
begünstigt ein
kleiner Ausgießer
die Haltbarkeit der eingefüllten Produkte,
weil etwaige Migration von Sauerstoff durch die Wandungen des Ausgießers nicht
besonders ausgeprägt
ist.
-
Erfindungsgemäß lässt sich
der Befüllvorgang
nun selbst bei solchen Folienbeuteln mit kleinem Öffnungsquerschnitt
des Ausgießers
besonders vorteilhaft und schnell durchführen. Hierfür sorgt insbesondere die der
Sterilisation folgende Volumenverkleinerung, welche den fraglichen
Folienbeutel unmittelbar für
das nachfolgende Befüllen
vorbereitet. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert;
es zeigen:
-
1 einen
Folienbeutel exemplarisch, wie er erfindungsgemäß befüllt wird und
-
2 eine
Vorrichtung zum Befüllen
solcher Folienbeutel.
-
In
der 1 ist ein Folienbeutel 1 dargestellt, der
beispielhaft im Rahmen der Erfindung mit einem Getränk oder
Lebensmittel gefüllt
wird. Bei dem fraglichen Folienbeutel 1 handelt es sich
nicht einschränkend
um einen Standbodenbeutel bzw. Standbodenfolienbeutel. Dieser verfügt über einen
Standboden 2 mit beispielsweise kreisförmiger oder ovaler Gestalt, von
dem zwei Seitenwände 3 ausgehen,
die an gegenüberliegenden
Seitennähten 4 miteinander
verbunden sind. Die Seitennähte 4 werden
beispielsweise durch einen Kunststoffschweißvorgang definiert. Der Folienbeutel 1 besteht
seinerseits aus Kunststofffolien, beispielsweise auf PET-Basis.
-
Man
erkennt, dass der Folienbeutel 1 eine verschließbare Öffnung 5 besitzt,
durch welche sämtliche
nachfolgend zu beschreibenden Prozessschritte arbeiten müssen. Die
verschließbare Öffnung 5 ist an
einem Ausgießer 6 ausgebildet,
welcher kopfseitig mit den Seitenwänden 3 verbunden ist.
Der Durchmesser der verschließbaren Öffnung 5 mag
vorliegend im Bereich von 3 mm bis 50 mm liegen, beträgt insbesondere
5 mm bis 10 mm. Für
den Verschluss der Öffnung 5 sorgt
vorliegend ein nicht dargestellter Schraubverschluss. Selbstverständlich kann
auch ein Bajonettverschluss zum Einsatz kommen.
-
Zum
Befüllen
des Folienbeutels 1 nach 1 mit einem
Getränk
oder einem Lebensmittel kommt die in der 2 dargestellte
Vorrichtung zum Einsatz. Tatsächlich
ist die dortige Vorrichtung mit einer Beutel-Aufgabestation 7 und
einer Beutel-Füllstation 8 ausgerüstet. Über ein
Magazin 9 werden die Folienbeutel 1 flach nebeneinander
hängend
der Beutel-Aufgabestation 7 zugeführt. Zu diesem Zweck werden
die jeweiligen Folienbeutel 1 an ihrem Ausgießer 6 gehalten.
Die Beutel-Aufgabestation 7 entnimmt
mit Hilfe nicht ausdrücklich
gezeigter Greifer die einzelnen Folienbeutel 1 dem Magazin 9 und übergibt
diese weiter an die Beutel-Füllstation 8.
-
Erfindungsgemäß ist nun
diese Beutel-Füllstation 8 in
verschiedene Sektionen unterteilt, die im Rahmen des Ausführungsbeispiels
nach 2 im Gegenuhrzeigersinn – wie durch einen Pfeil angedeutet – durchlaufen
werden. Tatsächlich
passieren die Folienbeutel 1 nach ihrer Übergabe
von der Beutel-Aufgabestation 7 auf
ein Füllkarussell 8' der Beutel-Füllstation 8 zunächst eine
Beutel-Sterilisationsstation 10, 11, 12 bevor
sie eine Beutel-Fülleinrichtung 13 erreichen.
-
Die
Beutel-Sterilisationsstation 10, 11, 12 setzt
sich im dargestellten Beispiel aus einer Mittelzuführeinrichtung 10,
einer Mittelaktivierungseinrichtung 11 sowie schließlich einer
Mittelenffernungseinrichtung 12 zusammen. Die Mittelzuführeinrichtung 10 dient
dafür,
ein Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel in den jeweiligen
Folienbeutel 1 einzubringen, um anschließend eine
aseptische Behandlung des jeweiligen Folienbeutels 1 zu
initiieren. Nachdem der Folienbeutel 1 die Mittelzuführeinrichtung 10 passiert
hat, gelangt er in eine Mittelaktivierungseinrichtung 11.
In der Mittelaktivierungseinrichtung 11 wird im Ausführungsbeispiel
heißer
Dampf in den jeweiligen Folienbeutel 1 eingefüllt. Der
heiße
Dampf dient dazu, dass im Innern des Folienbeutels 1 befindliche Desinfektions-
und/oder Sterilisationsmittel zu aktivieren, bei dem es sich im
Beispielfall um Wasserstoffperoxid handelt. Durch das Einbringen
des Wasserdampfes in der Mittelaktivierungseinrichtung 11 wird
der jeweilige Folienbeutel 1 gleichsam "aufgeblasen" und das Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel
aktiviert.
-
Nach
der Mittelaktivierungseinrichtung 11 gelangt der jeweilige
Folienbeutel 1 in eine Mittelenffernungseinrichtung 12.
Hier werden das zuvor eingebrachte Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittel sowie
gegebenenfalls hieraus entstehende Reaktions- und/oder Abfallprodukte aus dem Innern
der jeweiligen Folienbeutel 1 entfernt. Das erfolgt im
Beispielfall dadurch, dass die jeweiligen Folienbeutel 1 evakuiert
werden. Sowohl das Einbringen des Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittels
als auch das Aufblasen der Folienbeutel 1 mit Wasserdampf
und schließlich
das Entfernen des Desinfektions- und/oder Sterilisationsmittels
sowie etwaiger Reaktions- und/oder Abfallprodukte erfolgt jeweils
einzig und allein durch die verschließbare Öffnung 5 des betreffenden
Folienbeutels 1 hindurch.
-
Im
Anschluss an die Mittelenffernungseinrichtung 12 folgt
die Beutel-Fülleinrichtung 13.
Man erkennt, dass sich im Ausführungsbeispiel
die Mittelentfernungseinrichtung 12 und die Beutel-Fülleinrichtung 13 geringfügig überlappen,
so dass der Füllvorgang
bereits einsetzt, während
der jeweilige Folienbeutel 1 noch evakuiert wird. Das ist
allerdings nicht zwingend.
-
Die
mit dem gewünschten
Lebensmittel oder Getränk
gefüllten
Folienbeutel 1 werden im Anschluss an die Beutelfülleinrichtung 13 an
eine Beutel-Schließstation 14 übergeben.
In dieser Beutel-Schließstation 14 wird
die jeweilige Öffnung 5 eines
Folienbeutels 1 mit einem Schraub- oder Bajonettverschluss
verschlossen, so dass anschließend die
gefüllten
Folienbeutel 1 verbrauchsfertig sind. – Es sollte betont werden,
dass im Ausführungsbeispiel
die Beutel-Aufgabestation 7, die Beutel-Füllstation 8 und
auch die Beutel-Schließstation 14 auf
jeweils ein Karussell zum Transport der Folienbeutel 1 zurückgreifen.
Das ist jedoch nicht einschränkend
zu verstehen, weil selbstverständlich
auch lineare Transportvorrichtungen und/oder mehrere Behandlungskarussells
alternativ oder zusätzlich
eingesetzt werden können.
-
Der
Umfang der vorliegenden Erfindung erstreckt sich auch auf Verfahren
und Vorrichtungen, bei denen aufgrund der Beschaffenheit des Sterilisationsmittels
eine Aktivierung des selbigen nicht erforderlich ist, und der Verfahrensschritt „Aktivierung" und die dazu erforderlichen
Vorrichtungen entfallen können.
Derartige Sterilisationsmittel wirken quasi von sich aus, wobei
es zur sicheren Wirkung dieser Mittel erforderlich ist, dass alle
Innenflächen
der Folienbeutel sicher erreicht werden können, wozu das Aufblasen der
Folienbeutel mit einem gasförmigen Sterilisationsmittel überaus vorteilhaft
ist.