DE102019004991A1

DE102019004991A1 - Verfahren zum Versiegeln von Geschirreinheiten mit darauf positionierten teilzubereiteten Speisen mit einer Folie

Info

Publication number: DE102019004991A1
Application number: DE102019004991.8A
Authority: DE
Inventors: Martin Eilerts
Original assignee: MChef GmbH and Co KG
Current assignee: PACKINGPANDA VERPACKUNGSTECHNIK GMBH, DE
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-01-21
Also published as: WO2021008720A1; EP3999427A1

Abstract

Verfahren zum Versiegeln von Geschirreinheiten (1) mit darauf positionierten Speisen (30) mit einer Folie (15), wobei eine Geschirreinheit (1) in einer Versiegelungsmaschine (50) platziert wird. Oberhalb der Geschirreinheit (1) wird ein Abschnitt (52) der Folie (15) positioniert. Es wird eine die Geschirreinheit (1) und wenigstens einen Teilabschnitt (53) der Folie umfassende luftdicht abgeschlossene Kammer (54) gebildet. Luft aus dem Innenraum der Kammer (54) wird abgesaugt, um einen definierten ersten Innendruck in dem Innenraum der Kammer (54) zu erzeugen. Es wird ein Inertgas dem Innenraum (54) zugeführt, bis ein bestimmter zweiter Innendruck erreicht wird. Gasgemisch wird aus dem Innenraum der Kammer (54) abgesaugt, um einen definierten dritten Innendruck zu erzeugen. Dann wird der Teilabschnitt (53) der Folie mit der Geschirreinheit (1) verklebt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein ein Verfahren zum Versiegeln von Geschirreinheiten mit einer Folie, wobei auf den Geschirreinheiten insbesondere Speisen positioniert sind. Insbesondere dient das Verfahren zum Versiegeln von Geschirreinheiten mit darauf positionierten teilzubereiteten Speisen mit einer Folie. Dabei wird eine Geschirreinheit in einer Versiegelungsmaschine platziert und es wird ein Abschnitt der Folie oberhalb der Geschirreinheit positioniert und die Folie wird mit der Geschirreinheit verklebt.
Es sind verschiedene Verfahren zum Versiegeln von Geschirreinheiten mit darauf positionierten teilzubereiteten oder zu Ende zubereiteten Speisen mit einer Folie bekannt geworden.
In der noch unveröffentlichten DE 10 2018 000 407.5 der Anmelderin wird ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Geschirreinheit wie ein Teller in einer Versiegelungsmaschine positioniert wird, nachdem die Geschirreinheit mit Speisen bestückt wurde. Zuvor wurde ein Kleber auf einen Klebebereich der Geschirreinheit aufgebracht. Oberhalb der Geschirreinheit wird eine Folie positioniert, der Aufnahmeraum wird evakuiert und die Folie wird auf den Klebstoff in dem Klebebereich gepresst, um die Geschirreinheit mit der Folie zu versiegeln. Vor der Versiegelung können Inertgasbestandteile zugeführt werden. Dadurch sinkt der Anteil von Sauerstoff in dem Restvolumen an der versiegelten Geschirreinheit, wodurch eine längere Haltbarkeit ermöglicht wird. Das bekannte Verfahren funktioniert an sich zuverlässig, erfordert aber eine relativ hohe Menge an Inertgas, um die Haltbarkeit zu erhöhen. Außerdem kann die Reproduzierbarkeit verbessert werden.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Versiegeln von Geschirreinheiten mit insbesondere darauf positionierten und z. B. teilzubereiteten oder vollständig zubereiteten Speisen mit einer Folie zu Verfügung zu stellen, welches zuverlässig funktioniert und eine verbesserte Haltbarkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Versiegeln von Geschirreinheiten mit einer Folie wird insbesondere mit Geschirreinheiten durchgeführt, auf denen zuvor wenigstens teilweise teilzubereitete Speisen positioniert wurden. Durch die Versiegelung können die einzelnen Speisen auf der Geschirreinheit transportsicher aufgenommen werden. Außerdem kann die Haltbarkeit der Speisen vergrößert werden.
Bei dem Verfahren wird wenigstens eine Geschirreinheit in einer Versiegelungsmaschine platziert. Oberhalb der Geschirreinheit wird ein Abschnitt der Folie positioniert. Es wird eine eine Geschirreinheit und wenigstens einen Teilabschnitt der Folie umfassende luftdicht abgeschlossene Kammer gebildet. Anschließend wird Luft aus dem Innenraum der Kammer abgesaugt, um einen definierten ersten Innendruck in dem Innenraum der Kammer zu erzeugen. Danach wird ein Inertgas dem Innenraum zugeführt, bis ein definierter zweiter Innendruck erreicht wird. Danach wird Gasgemisch aus dem Innenraum der Kammer abgesaugt, um einen definierten dritten Innendruck zu erzeugen. Schließlich wird wenigstens der Teilabschnitt der Folie mit der Geschirreinheit verklebt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Geschirreinheiten mit insbesondere darauf positionierten Speisen transportsicher versiegelt werden. Außerdem wird auf einfache Art und Weise für eine erhöhte Haltbarkeit der Speisen gesorgt, da zunächst der Innendruck abgesenkt wird, danach ein Inertgas dem Innenraum zugeführt und schließlich das entstandene Gasgemisch aus dem Innenraum der Kammer soweit abgesaugt wird, bis ein definierter dritter Innendruck erzeugt ist. Dann ist ein relativ geringer Anteil von Sauerstoff in dem Innenraum enthalten, sodass eine erhöhte Haltbarkeit gewährleistet werden kann.
Vorzugsweise wird zum Versiegeln Folie einer Folienbahn verwendet, die beispielsweise auf einer Rolle aufgewickelt bevorratet werden kann. Dann wird eine Geschirreinheit in einer Versiegelungsmaschine platziert und oberhalb der Geschirreinheit ein Abschnitt der Folie der Folienbahn positioniert. Ein die Geschirreinheit und wenigstens einen Teilabschnitt (des Abschnitts) der Folie der Folienbahn umfassende luftdicht abgeschlossene Kammer wird gebildet. Danach wird der erste definierte Innendruck durch Absaugen erzeugt, Inertgas zugeführt, bis der zweite definierte Innendruck erreicht wird und schließlich Gasgemisch aus dem Innenraum abgesaugt, um den dritten definierten Innendruck zu erzeugen, bevor der Teilabschnitt der Folie der Folienbahn dann mit der Geschirreinheit verklebt wird. Die Verwendung einer Folienbahn erlaubt eine einfachere Automatisierung und einen kontinuierlichen bzw. quasi-kontinuierlichen Betrieb.
Vorzugsweise ist der definierte zweite Innendruck größer als der definierte erste Innendruck und auch größer als der definierte dritte Innendruck.
Insbesondere ist wenigstens ein Innendruck aus einer Gruppe von Innendrücken, die den ersten Innendruck, den zweiten Innendruck und den dritten Innendruck umfasst, kleiner als der Umgebungsdruck. Besonders bevorzugt ist der zweite Innendruck größer als der erste Innendruck. Vorzugsweise ist wenigstens ein Innendruck kleiner als 500 mbar. Besonders bevorzugt sind der erste, der zweite und der dritte Innendruck jeweils kleiner als 800 mbar.
Vorzugsweise ist der erste Innendruck und/oder der dritte Innendruck kleiner als 250 mbar. Möglich ist es auch, dass der erste Innendruck und/oder der dritte Innendruck kleiner oder gleich 150 mbar ist bzw. sind.
Es ist bevorzugt, dass der erste Innendruck und/oder der zweite Innendruck und/oder der dritte Innendruck jeweils größer als 50 mbar und insbesondere größer als 100 mbar sind. Besonders bevorzugt sind alle Innendrücke größer als 50 mbar und vorzugsweise auch größer als 100 mbar. Das ist vorteilhaft, da ein zu geringer Innendruck zu einer Deformation der auf der Geschirreinheit positionierten Speisen führen kann. Wenn der Innendruck zu klein ist, können insbesondere weiche Desserts oder auch andere Speisen durch die zu große Druckdifferenz von innen und außen deformiert werden, sodass der optische Eindruck leidet.
Vorzugsweise liegen der erste Innendruck und der dritte Innendruck zwischen 50 mbar und 300 mbar und der zweite Innendruck beträgt vorzugsweise zwischen 200 mbar und 800 mbar. Beispielsweise können der erste und der dritte Innendruck etwa 150 mbar betragen, während der zweite Innendruck zwischen 350 und 500 mbar beträgt.
Durch eine derart abgestufte Innendruckvariation kann eine hohe Stabilität beim Transport erreicht werden. Außerdem wird für einen entsprechend niedrigen Sauerstoffanteil gesorgt, sodass eine hohe Haltbarkeit der Speisen ermöglicht wird.
Vorzugsweise wird eine Versiegelungsmaschine mit wenigstens zwei Werkzeugkomponenten verwendet, welche in einer geschlossenen Stellung die luftdicht abgeschlossene Kammer mit dem Innenraum zur Aufnahme wenigstens einer Geschirreinheit ausbildet. Es ist auch möglich, dass drei oder mehr Werkzeugkomponenten insgesamt die luftdicht abgeschlossene Kammer bilden.
Die Kammer wird insbesondere durch eine Relativbewegung der Werkzeugkomponenten zueinander geschlossen. Dadurch wird der Innenraum im Wesentlichen luftdicht von der Umgebung abgetrennt.
Vorzugsweise ist wenigstens eine erste Werkzeugkomponente als Oberwerkzeug ausgebildet. Besonders bevorzugt ist eine zweite Werkzeugkomponente als Unterwerkzeug ausgebildet. Insbesondere werden Teile des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs luftdicht verschlossen. Beim Verschließen stellen die Teile des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs dann die luftdicht abgetrennte Kammer zur Verfügung.
Vorzugsweise ist wenigstens ein beweglicher Klemmrahmen umfasst, welcher in einer Klemmstellung den Abschnitt der Folie (bzw. der Folienbahn) gegen das Oberwerkzeug klemmt. Insbesondere ist der Klemmrahmen gegenüber dem Oberwerkzeug beweglich. Vorzugsweise ist der Klemmrahmen an dem Oberwerkzeug höhenverstellbar aufgenommen.
In vorteilhaften Ausgestaltungen, bei denen eine kontinuierliche und von einer Rolle abgerollte Folienbahn verwendet wird, verläuft die Folienbahn vorzugsweise zwischen dem beweglichen Klemmrahmen und dem Oberwerkzeug. In der Klemmstellung wird dann ein Abschnitt der Folie der Folienbahn gegen das Oberwerkzeug geklemmt. In einer Absenkstellung ist hingegen ein Folientransport der Folie der Folienbahn zwischen dem Klemmrahmen und dem Oberwerkzeug möglich. Aus der Folienbahn wird ein passender Ausschnitt ausgeschnitten oder ausgestanzt.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass der Abschnitt der Folie erwärmt und vorgedehnt wird und (wenigstens zum Teil) in einen domartigen Bereich des Oberwerkzeugs eingezogen wird. Der zwischen dem Klemmrahmen und dem Oberwerkzeug geklemmte Teil des Abschnitts der Folie wird zuverlässig gehalten, während der mittlere Bereich durch die Einwirkung des Vakuums und Wärmeeinwirkung sich dehnt und in den domartigen Bereich des Oberwerkzeugs eingezogen wird. Dabei kann sich der eingezogene Teil der Folie teilweise oder vollständig an der inneren Wandung des domartigen Bereichs des Oberwerkzeugs anlegen. Vorzugsweise sind in dem domartigen Bereich des Oberwerkzeugs (Entlüftungs- und Belüftungs-) Öffnungen vorgesehen, um den domartigen Bereich evakuieren zu können.
Vorzugsweise wird die Geschirreinheit mit einem Klebervorrat versehen bzw. ausgerüstet. Insbesondere wird eine umlaufende Kleberwulst an der Geschirreinheit positioniert, die eine dichte Verklebung der Folie mit der Geschirreinheit ermöglicht.
Besonders bevorzugt wird der Teilabschnitt der Folie mit der Geschirreinheit verklebt, nachdem der dritte Innendruck erzeugt wurde. Insbesondere wird der Teilabschnitt der Folie mit der Geschirreinheit verklebt, während der dritte Innendruck vorherrscht.
Beim Verkleben wird der Teilabschnitt der Folie vorzugsweise auf die Geschirreinheit gedrückt bzw. es wird die Geschirreinheit gegen den Teilabschnitt der Folie gedrückt. Vor und bei dem Verkleben werden der Teilabschnitt der Folie wenigstens im Kontaktbereich mit dem Kleber und der Kleber erhitzt, um eine einwandfreie Verklebung der Folie mit der Geschirreinheit zu ermöglichen.
Insbesondere ist ein Siegelwerkzeug umfasst, welches zum Versiegeln bzw. Verkleben auf eine Temperatur zwischen insbesondere 140° und 170° erhitzt wird. Vorzugsweise presst das Siegelwerkzeug den Teilabschnitt der Folie gegen die Geschirreinheit. Insbesondere wird das Siegelwerkzeug auf eine Temperatur von etwa 150° erhitzt. Das Siegelwerkzeug kann kontinuierlich auf eine Temperatur von 150 °C gebracht werden, solange Geschirreinheiten versiegelt werden sollen.
Vorzugsweise wird der Teilabschnitt der Folie mit einem Druck von zwischen 3 bar und 6 bar auf die Geschirreinheit gedrückt. Insbesondere wird der Teilabschnitt der Folie pneumatisch gegen die Geschirreinheit gedrückt. In bevorzugten Ausgestaltungen wird ein Druck von etwa 5 bar + /-1.0 % verwendet.
Der Teilabschnitt der Folie wird vorzugsweise für eine Siegelzeit von zwischen 2 Sekunden und 4 Sekunden auf die Geschirreinheit gedrückt. Insbesondere wird der Teilabschnitt der Folie für eine Siegelzeit von 2,5 Sekunden +/- 0,5 Sekunden auf die Geschirreinheit gedrückt. Dadurch wird eine zuverlässige Verklebung erreicht.
Vorzugsweise wird der Innenraum der Kammer belüftet, nachdem der Teilabschnitt der Folie mit der Geschirreinheit verklebt wurde. Insbesondere wird dann die Kammer geöffnet und das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug werden auseinandergefahren.
Als Inertgas wird vorzugsweise ein Gasgemisch zugeführt, welches wenigstens 60 % N2 (Stickstoff) und wenigstens 20 % CO2 (Kohlendioxid) umfasst. Vorzugsweise umfasst das Gasgemisch weniger als 10 % O2 (Sauerstoff) und insbesondere gar keinen Sauerstoff.
Es ist bevorzugt, dass eine Mehrzahl von Geschirreinheiten im Wesentlichen gleichzeitig auf dem Unterwerkzeug positioniert werden. Vorzugsweise wird die Mehrzahl von Geschirreinheiten über ein Greifwerkzeug in die Versiegelungsmaschine eingebracht. Besonders bevorzugt wird gleichzeitig eine gleiche Mehrzahl von mit Folie versiegelten Geschirreinheiten aus der Versiegelungsmaschine ausgebracht.
Der Vakuumiergrad kann insbesondere von den zu verpackenden Speisen abhängen. Bei druckempfindlichen Speisen kann ein geringeres Vakuum bzw. ein höherer dritter Innendruck eingestellt werden, während bei mechanisch stabilen Speisen ein geringerer Innendruck bzw. ein höheres Vakuum eingestellt werden kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die mit Bezug auf die beiliegenden Figuren im Folgenden erläutert werden.
In den Figuren zeigen:

1 eine Versiegelungsmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Frontalansicht;
2 das Ober- und Unterwerkzeug der Versiegelungsmaschine nach 1 in auseinandergefahrener Stellung;
3 eine perspektivische Draufsicht auf das Unterwerkzeug nach 2;
4 eine Draufsicht auf einen Halter des Unterwerkzeugs nach 3;
5 einen domartigen Bereich des Siegelwerkzeugs des Oberwerkzeugs;
6 eine schematische Explosionsdarstellung einer Versiegelungsmaschine;
7 eine schematische Darstellung der Versiegelungsmaschine nach 6;
8 eine schematische Darstellung der Versiegelungsmaschine nach 6 in der Klemmstellung beim Versiegeln der Geschirreinheiten;
9 eine schematische Draufsicht auf eine Geschirreinheit; und
10 eine geschnittene Seitenansicht der Geschirreinheit nach 9.

1 zeigt eine Vorderansicht einer schematisch dargestellten Versiegelungsmaschine 50, die zum Versiegeln von Geschirreinheiten mit darauf positionierten und teilzubereiteten Speisen 30 geeignet ist. Dabei werden die Geschirreinheiten 1 mit einer Folie 15 versiegelt, die von einer Folienbahn 51 stammt und hier auf einer Rolle aufgewickelt bevorratet wird.
Auf der rechten Seite ist der Antransport 57a zu sehen, wo mit Speisen 30 versehene Geschirreinheiten 1 zugeführt werden. Dabei wird das Transportband so gesteuert, dass hier im Ausführungsbeispiel vier Geschirreinheiten 1 in Form von Tellern definiert voneinander beabstandet werden. Hier werden die vier Geschirreinheiten 1 gleichzeitig durch das Greifwerkzeug 72 in das Innere der Versiegelungsmaschine 50 transportiert und dort zwischen den beiden Werkzeugkomponenten 60 und 61, nämlich dem Oberwerkzeug 60 und dem Unterwerkzeug 61 positioniert und hier auf dem Unterwerkzeug 61 abgesetzt.
Nach erfolgter Versiegelung werden mit dem Greifwerkzeug 72 die vier versiegelten Geschirreinheiten 1 mit den darauf positionierten Speisen aus dem Werkzeug entnommen über den Abtransport 57b abtransportiert. Am Abtransport 57b können die Geschirreinheiten 1 einzeln entnommen werden oder sie werden automatisch abtransportiert.
Zur Steuerung und zur Übersicht über den Verfahrensablauf dient die Anzeige und Steuerung 65, auf der der jeweilige Zustand der Versiegelungsmaschine 50 und der Verfahrensablauf dargestellt werden. An der Anzeige 65 können auch Parameter des Prozesses interaktiv geändert werden.
Die Folienbahn 51 wird durch das Werkzeug durchgeführt. Bei der Versiegelung übrig bleibende Folienbestandteile werden auf der Aufwicklung 51a aufgewickelt.
Um das Innere der Versiegelungsmaschine 50 zu zeigen, ist die Versiegelungsmaschine 50 hier in einer Stellung dargestellt, in der das Schutzgitter 59 hochgeklappt ist, damit das Werkzeug mit den Werkzeugkomponenten 60 und 61 im Inneren der Versiegelungsmaschine erkennbar ist.
Die Folienbahn 51 verläuft in dem dargestellten auseinandergefahren Zustand der beiden Werkzeugkomponenten zwischen dem Oberwerkzeug 60 und dem sich etwas darunter befindenden Klemmrahmen 62. Beabstandet darunter ist in der in 1 dargestellten Stellung das Unterwerkzeug 61 zu erkennen. Beim Schließen der Werkzeugkomponenten entsteht im Inneren eine Kammer 54 (vergleiche 7) und die Folienbahn 51 wird zwischen dem Oberwerkzeug 60 und den Klemmrahmen 62 zuverlässig geklemmt. Unterhalb des Klemmrahmens 62 schließt sich in der Klemmstellung 55 das Unterwerkzeug mit der darauf positionierten Geschirreinheit 1 an.
Im Laufe des Versiegelungsprozesses wird zunächst das Werkzeug geschlossen. Anschließend wird aus dem Inneren des Werkzeugs Gas abgesaugt, um den Innendruck auf einen ersten Innendruck abzusenken. Anschließend wird ein Inertgas oder in Inertgasgemisch zugeführt, welches beispielsweise in der Inertgasflasche 58 bevorratet wird. Dazu bietet sich beispielsweise ein Gemisch von Stickstoff und Kohlendioxid an.
Zum Absaugen wird der Kompressor 67 verwendet. Als Zwischenspeicher dient ein Vakuumtank 66, wodurch ein schnelleres Absaugen des Werkzeuginneren ermöglicht wird.
2 zeigt eine leicht perspektivische Darstellung des Oberwerkzeugs 60 und des Unterwerkzeugs 61 mit dem dazwischen erkennbaren Klemmrahmen 62. An dem Unterwerkzeug sind hier vier Halter 68 angeordnet, die zur definierten Aufnahme von jeweils einer Geschirreinheit 1 formschlüssig ausgebildet sind. Die Geschirreinheiten 1 werden mittels des Greifwerkzeugs 72 aus 1 entsprechend auf der Werkzeugkomponente 61 abgesetzt.
Das Unterwerkzeug 61 ist ebenso wie das Oberwerkzeug 60 über Versorgungsleitungen 69 an den Kompressor 67 bzw. den Vakuumtank 66 angeschlossen und über entsprechende Leitungen und steuerbare Ventile auch mit der Inertgasflasche 58 verbindbar.
3 zeigt das Unterwerkzeug 61 mit den Haltern 68 zur Aufnahme der Geschirreinheiten 1. Nach links hin schließt sich an das Unterwerkzeug 61 der Abtransport 57b an, während auf der rechten Seite der Antransport 57a zu erkennen ist. Im oberen Bereich ist auch das Oberwerkzeug 60 zu sehen.
4 zeigt eine Draufsicht auf einen Halter 68 an dem Unterwerkzeug 61. Erkennbar sind die Vakuumleitungen 70 in dem Material des Unterwerkzeugs 61 und die passgenaue Ausgestaltung des Halters 68 inklusive eines Soßenhalterbereichs 68a. Der Halter 68 ist passgenau zu der Unterseite der Geschirreinheit 1 ausgebildet, sodass ein sicherer Halt der Geschirreinheit 1 an dem Halter 68 und somit an dem Unterwerkzeug 61 gewährleistet wird.
5 zeigt einen Blick in das Innere eines domartigen Bereiches 63 des Siegelwerkzeugs 64, welches im Oberwerkzeug 60 aufgenommen ist. Die Anzahl der domartigen Bereiche 63 in dem Oberwerkzeug 60 entspricht der Anzahl der Halter 68 an dem Unterwerkzeug 61. Beim Versiegeln wird praktisch der domartige Bereich 63 über den auf dem Halter 68 angeordneten Teller bzw. über die Geschirreinheit 1 gestülpt. Durch die Vakuumleitungen 70 im Unterwerkzeug 61 und auch in den domartigen Bereich 63 des Siegelwerkzeugs 64 kann ein Unterdruck in der Kammer 54 aufgebaut werden.
Mit Bezug auf die 6 bis 8 wird die Funktionsweise und der Ablauf des Verfahrens zum Versiegeln von Geschirreinheiten 1 mit darauf positionierten Speisen 30 mit einer Folie verdeutlicht.
6 zeigt zum besseren Verständnis eine Art von Explosionsdarstellung der Werkzeugkomponenten 60, 61 und 62, wobei zwischen dem Klemmrahmen 62 und dem Oberwerkzeug 60 die Folie 15 von der Folienbahn 51 zu sehen ist.
Zwischen dem Klemmrahmen 62 und dem Unterwerkzeug 61 ist die Geschirreinheit 1 abgebildet, die passgenau von dem Halter 68 an dem Unterwerkzeug 61 aufgenommen wird. Dabei kann die Geschirreinheit 1 in einen umlaufenden Rand des Halters 68 eingesetzt werden, wie in 6 zu sehen. Oder aber die Geschirreinheit 1 weist einen nach unten abstehenden Steg auf, der auf dem Halter 68 abgesetzt wird und den Halter 68 wenigstens abschnittsweise formschlüssig umgibt.
7 zeigt eine schematische Darstellung des Werkzeugs nach dem Schließen des Werkzeugs, wobei die einzelnen Teile etwas voneinander beabstandet gezeichnet sind, um sie unterscheiden zu können. Tatsächlich ist in der in 7 dargestellten Klemmstellung 55 die Kammer 54 nach außen geschlossen und dicht ausgebildet.
Die Geschirreinheit 1 ist hier formschlüssig an dem Halter 68 des Unterwerkzeugs 61 aufgenommen. Der Abschnitt 52 der Folienbahn 51 wird zwischen dem Klemmrahmen 62 und dem Oberwerkzeug 60 im Randbereich geklemmt. Im Bereich der Kammer 54 ist der domartige Bereich 63 in dem Siegelwerkzeug 64 des Oberwerkzeugs 60 ausgebildet. Durch die in 5 erkennbaren Vakuumleitungen wurde der domartige Bereich 63 evakuiert, nachdem oder während der Abschnitt 52 der Folienbahn 51 aufgeheizt wurde. Dadurch dehnt sich die Folie in den domartigen Bereich 63 hinein und kann sich insbesondere nahezu oder vollständig flächig an den domartigen Bereich 63 in dem Siegelwerkzeug 64 anlegen. Dadurch wird ein ausreichender Abstand zu an der Geschirreinheit 1 aufgenommenen Speisen 30 (vergleiche 8) erreicht.
Nach einem ersten Evakuieren der Kammer 54 und einem Absenken des Innendrucks auf einen ersten definierten Innendruck wird Gas der Kammer 54 zugeleitet, bis ein zweiter definierter Innendruck in der Kammer 54 vorliegt. Dabei wird hier nicht Umgebungsluft zugeführt, sondern ein Inertgas oder ein Inertgasgemisch zum Beispiel aus der Inertgasflasche 58 aus 1. Dadurch wird der Sauerstoffanteil in dem Gasgemisch innerhalb der Kammer 54 erheblich verringert.
Anschließend wird die Kammer 54 wieder weiter evakuiert, bis ein definierter dritter Innendruck erreicht wird. Die Folie 15 hat sich dabei eng an die Speisen 30 und die Geschirreinheit 1 angelegt, sodass nur ein geringer Zwischenraum 16 zwischen der Geschirreinheit 1 und den Speisen 30 und der Folie 15 verbleibt.
In diesem Zustand wird der zuvor auf die Geschirreinheit 1 aufgebrachte und mittlerweile erwärmte Kleber 21 durch Druck des Oberwerkzeugs auf die Geschirreinheit 1 bzw. durch Druck der Geschirreinheit 1 gegen das Oberwerkzeug 60 mit der Folie 15 bzw. dem Teilabschnitt 53 des Abschnitts 52 der Folienbahn 51 verklebt.
Die Anpressdauer zum Versiegeln von Folie und Geschirreinheit beträgt vorzugsweise etwa 2,5 Sekunden, wobei der Anpressdruck insbesondere 5 bar beträgt.
Das Aufheizen des zu verklebenden Bereiches der Folie wird dabei durch das Siegelwerkzeug 64 bewerkstelligt, welches durchgängig auf eine Temperatur von hier 150 °C geheizt wird.
Dadurch, dass nach dem Schließen des Werkzeugs zunächst ein erster definierter Innendruck von beispielsweise 150 mbar eingestellt wird, wird die Luftmenge und damit auch die Sauerstoffmenge in dem Bereich der Kammer 54 erheblich reduziert. Anschließend werden die Kammer 54 und somit auch der Zwischenraum 16 mit einem Inertgas oder Inertgasgemisch belüftet, bis ein zweiter definierter Innendruck erreicht wird, der im Ausführungsbeispiel vorzugsweise zwischen 350 und 500 mbar beträgt. Dadurch wird der Anteil des Sauerstoffes am insgesamt innerhalb der Kammer 54 enthaltenen Gas nochmals deutlich reduziert. Anschließenden wird Gas aus der Kammer 54 abgesaugt, bis der definierte dritte Innendruck erreicht wird. Somit wird die Sauerstoffmenge im Inneren der Kammer nochmals deutlich reduziert. Vorzugsweise wird ein dritter definierter Innendruck von 150 mbar eingestellt.
9 und 10 zeigen eine Draufsicht und einen seitlichen Querschnitt durch die Geschirreinheit 1, die vorzugsweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird.
In der Draufsicht nach 9 erkennt man, dass die Geschirreinheit 1 in Form eines Tellers ausgebildet ist und über einen Spiegelabschnitt 3 zur Aufnahme von Speisen und einen Randabschnitt 4 verfügt, an dem die Geschirreinheit 1 gegriffen werden kann. Der Randabschnitt 4 dient auch zum Verkleben mit der Folie 15. Dazu ist auf den Randabschnitt 4 ein Kleberwulst 7 umlaufend aufgetragen. Der Kleber wird mit der Folie 15 verklebt und dichtet den Innenraum nach außen ab. Beim Abziehen der Folie 15 von der Geschirreinheit 1 verbleibt der Kleber 21 weitestgehend bzw. vollständig an der Folie.
Die Geschirreinheit 1 weist hier einen separaten Spiegelabschnitt 23 zur Aufnahme eines Behälters 24 wie zum Beispiel eines Soßenbehälters auf. Die Geschirreinheit 1 ist insgesamt etwa rechteckig ausgebildet und weist eine Breite 5 und eine Länge 6 auf, die hier wenigstens etwa das 1,5 fache der Breite 5 beträgt.
In 10 ist ein Querschnitt der Geschirreinheit 1 zu sehen, wobei hier auch der Kleberwulst 7 aus dem Kleber 7 bzw. dem Siegelmaterial 21 an dem Randabschnitt 4 erkennbar ist. An dem Randabschnitt 4 ist eine Auftragsfläche 18 als Klebebereich 8 gebildet.
Insgesamt stellt die Erfindung ein vorteilhaftes Verfahren zum Versiegeln von Geschirreinheiten mit einer Folie zu Verfügung.
Die Geschirreinheiten 1 bzw. Teller können vor der Versiegelung mit der erforderlichen Klebstoffmenge versehen werden. Anschließend können die Geschirreinheiten 1 für beispielsweise einen Tag oder dergleichen gelagert werden. Vor dem Auftragen des Stickstoffs werden die Geschirreinheiten 1 auf Temperaturen insbesondere zwischen 25 °C und 35 °C temperiert, um einen optimalen Kleberauftrag zu gewährleisten.
Der Klebstoff wird umlaufend in einer geschlossenen Kontur auf den Randabschnitt 4 aufgetragen. Dabei wird der Klebstoff in einem Vorratsbehälter hier im Ausführungsbeispiel bei 150 °C geschmolzen und durch einen ebenfalls auf 150 °C erwärmten Zuleitungsschlauch transportiert und mit einer auf 160 °C erwärmten Düse aufgetragen. Der Klebstoff trocknet anschließend auf dem Randabschnitt 4.
Vor dem Versiegeln werden die Speisen auf dem Teller platziert. Die Geschirreinheit 1 wird anschließend auf den Antransport 57a in Form beispielsweise einer Rollenbahn aufgelegt. Jeweils vier Geschirreinheiten werden hier durch eine Lichtschranke gesteuert in einen definierten Abstand gebracht und dann von einem Greifwerkzeug angehoben und in die Versiegelungsmaschine 50 bewegt. Die Geschirreinheiten 1 werden an dem Unterwerkzeug 61 auf angepasste Halter 68 platziert, wobei die Konturen der Halter 68 und der Unterseite der Geschirreinheiten 1 aneinander angepasst sind und dadurch die Geschirreinheiten formschlüssig und spielfrei auf dem Halter positioniert werden.
In einer offenen Position des Werkzeugs verläuft verläuft die Folienbahn 51 zwischen dem Klemmrahmen 62 und dem Oberwerkzeug 60. Durch Schließen des Werkzeugs wird eine luftdicht abgeschlossene Kammer 54 gebildet.
Das Siegelwerkzeug 64 ist dauerhaft auf eine Temperatur von 150 °C erwärmt. Zunächst kann Luft durch die Vakuumleitungen 70 in den domartigen Bereich 63 auf die Folie geblasen werden, wobei die Folie sich durch die erhitzte Luft entsprechend erwärmt und gedehnt werden kann. Durch Absaugen der Luft aus dem domartigen Bereich 63 wird die Folie angesaugt und in die domartigen Bereiche 63 eingezogen. Dann besteht genügend Raum für die auf den Geschirreinheiten positionierten Speisen 30, sodass das Unterwerkzeug 61 gegen das Oberwerkzeug 60 gefahren werden kann. Es wird eine nach außen abgedichtete Kammer erzeugt, in der sich die 4 Geschirreinheiten 1 befinden.
Anschließend wird ein erstes Vakuum und somit ein erster definierter Innendruck erzeugt. Anschließend wird ein Inertgas oder Inertgasgemisch zugeführt, bis ein zweiter definierter Innendruck erreicht wird, bevor das Gas wieder abgesaugt wird, bis ein dritter definierter Innendruck vorliegt.
In diesem Zustand wird die Folie mit der Geschirreinheit 1 verklebt. Anschließend kann die Kammer 54 belüftet werden und die versiegelten Geschirreinheiten 1 können aus dem Werkzeug entnommen werden.
Bezugszeichenliste

1: Geschirreinheit, Teller
2: Körper
3: Spiegelabschnitt
4: Randabschnitt
5: Breite
6: Länge
7: Kleberwulst
8: Klebebereich
9: Griffrand, Rand
15: Folie
16: Zwischenraum
18: Auftragsfläche
19: Erhöhung
21: Kleber, Siegelmaterial
23: Spiegelabschnitt
24: Behälter
30: Speise, Bestandteil
50: Versiegelungsmaschine
51: Folienbahn
51a: Aufwicklung
52: Abschnitt
53: Teilabschnitt
54: Kammer
55: Klemmstellung
56: Absenkstellung
57a: Antransport
57b: Abtransport
58: Inertgasflasche
59: Schutzgitter
60: Werkzeugkomponente, Oberwerkzeug
61: Werkzeugkomponente, Unterwerkzeug
62: Klemmrahmen
63: domartiger Bereich
64: Siegelwerkzeug
65: Anzeige und Steuerung
66: Vakuumtank
67: Kompressor
68: Halter
68a: Soßenhalterbereich
69: Versorgungsleitung
70: Vakuumleitungen
71: Dichtung
72: Greifwerkzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018000407 [0003]

Claims

Verfahren zum Versiegeln von Geschirreinheiten (1) mit insbesondere darauf positionierten Speisen (30) mit einer Folie (15), wobei wenigstens eine Geschirreinheit (1) in einer Versiegelungsmaschine (50) platziert wird und wobei oberhalb der Geschirreinheit (1) ein Abschnitt (52) der Folie (15) positioniert wird und wobei eine die Geschirreinheit (1) und wenigstens einen Teilabschnitt (53) der Folie umfassende luftdicht abgeschlossene Kammer (54) gebildet wird, wobei Luft aus dem Innenraum der Kammer (54) abgesaugt wird, um einen definierten ersten Innendruck in dem Innenraum der Kammer (54) zu erzeugen, wobei ein Inertgas dem Innenraum (54) zugeführt wird, bis ein bestimmter zweiter Innendruck erreicht wird, wobei Gasgemisch aus. dem Innenraum der Kammer (54) abgesaugt wird, um einen definierten dritten Innendruck zu erzeugen, und wobei wenigstens der Teilabschnitt (53) der Folie dann mit der Geschirreinheit (1) verklebt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei wenigstens ein Innendruck aus einer Gruppe von Innendrücken, die den ersten Innendruck, den zweiten Innendruck und den dritten Innendruck umfasst, kleiner als der Umgebungsdruck ist und wobei der zweite Innendruck größer als der erste Innendruck ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Innendruck und/oder der dritte Innendruck kleiner als 250 mbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Innendruck und/oder der zweite Innendruck und/oder der dritte Innendruck größer als 50 mbar oder 100 mbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Innendruck und der dritte Innendruck zwischen 50 mbar und 300 mbar und der zweite Innendruck zwischen 200 mbar und 800 mbar beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Versiegelungsmaschine (50) mit wenigstens zwei Werkzeugkomponenten (60, 61) verwendet wird, welche in einer geschlossenen Stellung (62) die luftdicht abgeschlossene Kammer (54) mit dem Innenraum zur Aufnahme wenigstens einer Geschirreinheit (1) ausbildet.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei wenigstens eine erste Werkzeugkomponente (60) als Oberwerkzeug ausgebildet und wobei eine zweite Werkzeugkomponente (61) als Unterwerkzeug ausgebildet ist, und wobei Teile des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs luftdicht verschlossen werden und beim Verschließen die luftdicht abgetrennte Kammer (54) zur Verfügung stellen.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein beweglicher Klemmrahmen (62) umfasst ist, welcher in einer Klemmstellung (55) den Abschnitt (52) der Folie (15) gegen das Oberwerkzeug (60) klemmt.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschnitt (52) der Folie (15) erwärmt und vorgedehnt wird und in einen domartigen Bereich (63) des Oberwerkzeugs (60) eingezogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Geschirreinheit (1) zuvor mit einem Klebervorrat (21) ausgerüstet wird, der eine umlaufende Kleberwulst (7) bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Teilabschnitt (53) der Folie (15) mit der Geschirreinheit (1) verklebt wird, nachdem der dritte Innendruck erzeugt wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Teilabschnitt (53) der Folie (15) auf die Geschirreinheit (1) gedrückt wird und wobei der Teilabschnitt (53) der Folie und ein Kleber erhitzt werden, um den Teilabschnitt (53) der Folienbahn (51) mit der Geschirreinheit (1) zu verkleben.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Siegelwerkzeug (64) umfasst ist, welches auf eine Temperatur zwischen 140°C und 170°C erhitzt wird und den Teilabschnitt (53) der Folie (15) gegen die Geschirreinheit (1) presst.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Teilabschnitt (53) der Folie (15) mit einem Druck von zwischen 3 bar und 6 bar auf die Geschirreinheit (1) gedrückt wird.
Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei der Teilabschnitt (53) der Folie (15) für eine Siegelzeit von zwischen 2 und 4 Sekunden auf die Geschirreinheit (1) gedrückt wird
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kammer (54) geöffnet und das Oberwerkzeug (60) und das Unterwerkzeug (61) auseinandergefahren und der Innenraum der Kammer (54) belüftet wird, nachdem der Teilabschnitt (53) der Folie (15) mit der Geschirreinheit (1) verklebt wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Inertgas ein Gasgemisch zugeführt wird, welches wenigstens 60% N2 und wenigstens 20% CO2 umfasst.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Gasgemisch weniger als 10% O2 umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Geschirreinheiten (1) im Wesentlichen gleichzeitig auf dem Unterwerkzeug (61) positioniert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei über ein Greifwerkzeug (25) eine Mehrzahl von Geschirreinheiten (1) in die Versiegelungsmaschine (50) eingebracht und gleichzeitig eine gleiche Mehrzahl von mit Folie versiegelten Geschirreinheiten (1) ausgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vakuumiergrad von den zu verpackenden Speisen (30) abhängt.