專利名稱：用于在受控溫度下將飲料包裝到容器中的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在受控溫度下將飲料包裝到容器中的系統(tǒng)和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種方法和系統(tǒng)，其用于在自動(dòng)工藝中利用熱的無菌果汁對諸如柔性袋這樣的容器進(jìn)行快速灌裝，并且形成袋捆的多包組合包裝件(multi-pac packages of bundledpouches)，卻無需在生產(chǎn)線中使用一個(gè)單獨(dú)的冷卻設(shè)備。
背景技術(shù)：
將熱的無菌飲料灌裝到任何類型的容器內(nèi)，比如塑料容器、玻璃容器或者金屬容器內(nèi)，通常需要在生產(chǎn)線中使用一個(gè)獨(dú)立的冷卻工位。這些冷卻工位相當(dāng)龐大，具有大約五(5)英尺乘二十(20)英尺的占地面積，并且高度為六(6)至八(8)英尺。此外，這些冷卻裝置會(huì)降低系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和效率。還有，這些冷卻裝置工作時(shí)會(huì)消耗大量能量。
迄今為止，已知某些系統(tǒng)用于在生產(chǎn)線中制取柔性袋和利用諸如果汁這樣的熱無菌飲料對柔性袋進(jìn)行灌裝，并且最終將這些柔性袋打包成次級包裝件(secondary packages)，諸如六袋、十二袋這樣的多包組合包裝件，或者類似產(chǎn)品。在這些常規(guī)系統(tǒng)中，通過將待灌裝到柔性袋內(nèi)的飲料加熱到一個(gè)185°F左右的較高溫度，來對飲料進(jìn)行巴氏滅菌。這些經(jīng)過巴氏滅菌后的飲料通常包括有一種由香精與諸如水這樣的稀釋液形成的混合物。在這些系統(tǒng)中，在對所述袋進(jìn)行灌裝之前，所有由水與香精形成的混合物被加熱到所述較高溫度。因此，一旦利用這種非常熱的飲料對柔性袋進(jìn)行灌裝，那么必須在包裝生產(chǎn)線中使得灌裝好的柔性袋穿過一個(gè)冷卻工位，來將這些柔性袋的溫度降低到一個(gè)可以由打包和/或者包裝機(jī)進(jìn)行高效處理的溫度。但是，這種類型的冷卻工位會(huì)在包裝車間中占據(jù)相當(dāng)多的空間和占地面積，工作成本昂貴，并且會(huì)降低總體的處理速度。
因此，在本技術(shù)領(lǐng)域中需要一種工藝和系統(tǒng)，與迄今為止所有可能的技術(shù)方案相比，這種工藝和系統(tǒng)用于以較低的成本對柔性袋、無菌容器或者其它類型容器進(jìn)行灌裝和制造，同時(shí)生產(chǎn)線的總體占地面積大大縮小。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于對飲料進(jìn)行無菌包裝的方法，包括將預(yù)定量的飲料濃縮物在第一預(yù)定溫度下供送至一個(gè)諸如柔性袋這樣的容器，并且此后立即利用一種冷卻的無菌稀釋液在第二預(yù)定溫度下對所述容器或者袋進(jìn)行灌裝，其中所述無菌稀釋液比如是水，而所述第二預(yù)定溫度遠(yuǎn)低于所述第一預(yù)定溫度。濃縮物與稀釋液的最終混合物由此被冷卻至第三預(yù)定溫度。該方法還包括對所述容器進(jìn)行密封，來形成無菌的飲料包裝件。
作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在這里利用呈無菌柔性包裝件形式的容器對本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明中的系統(tǒng)和方法同樣適用于對任何類型的容器進(jìn)行灌裝。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種用于對飲料進(jìn)行無菌包裝的系統(tǒng)，包括一個(gè)第一灌裝裝置，用于將預(yù)定量的飲料濃縮物在第一預(yù)定溫度下供送至一個(gè)容器，和第二灌裝裝置，用于在此后立即利用一種冷卻的無菌稀釋液在第二預(yù)定溫度下對所述容器進(jìn)行灌裝，其中所述無菌稀釋液比如是水，而所述第二預(yù)定溫度遠(yuǎn)低于所述第一預(yù)定溫度。濃度物與稀釋液的混合物由此被冷卻至第三預(yù)定溫度。該系統(tǒng)還包括一個(gè)機(jī)構(gòu)，用于對所述容器進(jìn)行密封來形成一個(gè)無菌的飲料包裝件。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，對于等量的濃縮物和稀釋液來說，飲料濃縮物的第一預(yù)定溫度為185°F左右，冷卻稀釋液的溫度為35°F左右，并且濃縮物與稀釋液混合物的第三預(yù)定溫度被調(diào)節(jié)至100°F左右。通過將溫度降低至100°F左右，生產(chǎn)線中的包裝設(shè)備可以高效地對灌裝好的飲料袋進(jìn)行處理，并且在不會(huì)對柔性袋造成損傷的條件下將它們打包成多包組合包裝件。在此過程中無需額外的獨(dú)立冷卻工位，比如在現(xiàn)有技術(shù)中使用的冷卻工位，所述冷卻工位會(huì)占據(jù)相當(dāng)多的空間，增加生產(chǎn)線的總體成本，降低系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，并且消耗大量能量。
此外，整個(gè)生產(chǎn)線可以包括有一個(gè)用于將一根吸管附著到柔性包裝件上的工位；一個(gè)用于在灌裝操作之后將具有大量柔性袋的袋卷(aweb of a plurality of flexible pouches)分離成單個(gè)獨(dú)立柔性袋的模切工位，并且在所述包裝件上標(biāo)記出諸如日期這樣的識別信息；一個(gè)用于對柔性袋進(jìn)行稱重以便確保它們已經(jīng)得以合適灌裝的稱重工位；以及一個(gè)位于生產(chǎn)線端部的高速揀拾-置放機(jī)，用于使得箱體直立、對箱體進(jìn)行包裝以及對箱體進(jìn)行封閉。
通過下面給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它適用范圍將會(huì)變得明白。但是，必須明白的是，盡管示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是下面的詳細(xì)描述和具體示例均僅為例證目的而給出，因?yàn)閷τ诒炯夹g(shù)領(lǐng)域中那些熟練技術(shù)人員來說，通過下面的詳細(xì)描述，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和保護(hù)范圍之內(nèi)的各種變化和改進(jìn)將變得清楚明了。
附圖簡述通過下面給出的詳細(xì)描述以及附圖，將能夠更為全面地理解本發(fā)明，其中這些詳細(xì)描述和附圖僅為例證目的而給出，因此不對本發(fā)明產(chǎn)生限制，其中

圖1是一個(gè)示意性方框圖，描繪出了本發(fā)明的總體系統(tǒng)構(gòu)造；而圖2是一個(gè)示意圖，更為詳細(xì)地描繪出了圖1所示系統(tǒng)內(nèi)的袋成形和灌裝部分。
優(yōu)選實(shí)施例的描述詳細(xì)地參照附圖，總體示出了一種用于利用熱的飲料對柔性袋進(jìn)行快速灌裝的方法和系統(tǒng)。設(shè)置有一個(gè)果汁巴式滅菌裝置10，用于將果汁濃縮物加熱到一個(gè)足夠高以便能夠?qū)饪s物進(jìn)行巴氏滅菌的溫度，并且將其輸送至一個(gè)旋轉(zhuǎn)式灌裝工位12。果汁濃縮物的成分可以變化。例如，其可能是一種與糖組合在一起的香精，或者可能是一種諸如橙汁這樣的天然果汁濃縮物，用于通過與一種諸如水這樣的液體進(jìn)行混合而形成最終可消費(fèi)的飲料。
根據(jù)本發(fā)明，即將進(jìn)行灌裝的柔性包裝件在袋成形機(jī)14中制取，該袋成形機(jī)14可以是任何能夠提供接近600ppm的袋產(chǎn)出率的商用機(jī)。在進(jìn)行密封之前，所制得的袋在一個(gè)兩階段式灌裝工藝中得以灌裝，首先是從果汁巴氏滅菌裝置10排入袋內(nèi)的熱濃縮物，其次是來自于一個(gè)無菌冷卻水供給源的無菌冷卻水。從果汁巴氏滅菌裝置10排出的熱果汁濃縮物在185°F左右的溫度下進(jìn)入灌裝機(jī)和待灌裝的袋內(nèi)(或者任何其它類型的容器內(nèi))。已經(jīng)消毒后的冷卻水被引入灌裝機(jī)12內(nèi)，并且隨后在接近35°F的溫度下進(jìn)入在袋成形機(jī)14中制取的袋內(nèi)。熱濃縮物與冷卻水的最終混合物會(huì)快速達(dá)到一個(gè)接近100°F的溫度。所希望的是，大致將灌裝好的包裝件的溫度降低至該溫度，因?yàn)樵诟哂?00°F的更高溫度下，柔性袋會(huì)處于一種柔軟并且發(fā)粘狀態(tài)，并且易于受到打包和包裝機(jī)的損傷。但是，利用本發(fā)明中的兩階段式灌裝工藝，包裝件被冷卻至大約100°F，因此可以利用常規(guī)的輸送和處理設(shè)備進(jìn)行處理，來在不對柔性袋造成損傷的條件下將它們組合成多包組合包裝件。
優(yōu)選的是，袋成形機(jī)14從輥卷存儲袋成形機(jī)16(roll stock pouchforming machine)接收到一張折疊的塑料薄膜，并且將該薄膜分割成單個(gè)獨(dú)立的柔性袋，用于利用液體灌裝機(jī)12進(jìn)行灌裝。優(yōu)選的是，與灌裝機(jī)12相結(jié)合，對于具有各種預(yù)期形狀和特性的200毫升袋來說，所述袋成形機(jī)可以基于600ppm左右的速度高速、連續(xù)地制取和形成灌裝好的包裝件，或者對于330毫升袋來說，以300ppm左右的速度高速、連續(xù)地制取和形成灌裝好的包裝件。
一旦灌裝結(jié)束，將利用連續(xù)的聲波密封裝置20沿著所述柔性袋的灌裝口對其進(jìn)行密封。通過使用公知類型的吸管施用裝置22，可以將吸管插入到所述袋內(nèi)，或者附著于其上。通過使用一個(gè)模切裝置34，將來自于輥卷的柔性袋分離成單個(gè)獨(dú)立的容器，其中模切裝置34也可以帶有一個(gè)打印裝置，用于在包裝件上標(biāo)記出諸如生產(chǎn)日期這樣的信息。在包裝件成形和灌裝機(jī)的輸出端部處，還設(shè)置有一個(gè)轉(zhuǎn)盤式產(chǎn)品輸送裝置24，由該裝置24將單個(gè)獨(dú)立的包裝件供送至一個(gè)傳送裝置27，用于使得它們穿過一個(gè)袋重檢查裝置26，由該裝置26確定出所述袋是否已經(jīng)得以合適灌裝。這些袋接著會(huì)穿過一個(gè)螺旋波動(dòng)裝置28(a helixsurge device)來到一個(gè)輸送系統(tǒng)30。一個(gè)高速揀拾-置放機(jī)器人32將包裝件從傳送系統(tǒng)30輸送至一個(gè)雙路徑箱體直立器34(a dual-lanecase erector)上。位于所述兩個(gè)路徑內(nèi)的包裝件隨后被輸送至一個(gè)箱體打包機(jī)36。用于在制造和灌裝操作之后對柔性袋進(jìn)行操作和處理的前述子系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，不是本發(fā)明的組成部分。所述多包組合包裝件可以是六袋、十二袋或者任何預(yù)期數(shù)目的組合包裝件。
對于本技術(shù)領(lǐng)域中那些熟練技術(shù)人員來說，通過考慮在這里所公開的對本發(fā)明的說明和實(shí)際應(yīng)用，本發(fā)明的其它實(shí)施例將會(huì)得以明白。所希望的是，這些說明和示例僅被看作是示例性的，并且本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍和技術(shù)構(gòu)思由后面的權(quán)利要求予以指明。
權(quán)利要求
1.一種用于對飲料進(jìn)行無菌包裝的方法，包括下述步驟a)將預(yù)定量的飲料濃縮物在一個(gè)第一預(yù)定溫度下供送至一個(gè)容器，所述第一預(yù)定溫度足夠高以便能夠?qū)︼嬃蠞饪s物進(jìn)行巴氏滅菌，并且使得制取所述容器的材料發(fā)生軟化；b)在此之后立即利用一種無菌稀釋液在一個(gè)第二預(yù)定溫度下對所述容器進(jìn)行灌裝，所述第二預(yù)定溫度遠(yuǎn)低于所述第一預(yù)定溫度，來由此將濃縮物與稀釋液的混合物冷卻至一個(gè)第三預(yù)定溫度，所述第三預(yù)定溫度低于將會(huì)使得所述材料發(fā)生軟化的溫度；并且c)對所述容器進(jìn)行密封，來形成一個(gè)無菌的飲料包裝件。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于對于等量的濃縮物和稀釋液來說，所述第一預(yù)定溫度為185°F左右，所述第二預(yù)定溫度為35°F左右，并且所述第三預(yù)定溫度低于100°F。
3.如權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于所述濃縮物是一種熱的果汁濃縮物，并且所述稀釋液是水。
4.如權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于所述容器是一種柔性袋。
5.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述濃縮物是一種熱的果汁濃縮物，并且所述稀釋液是水。
6.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述容器是一種柔性袋。
7.如權(quán)利要求1中所述的方法，還包括下述步驟無需執(zhí)行任何其它的主動(dòng)冷卻步驟，在所述第三預(yù)定溫度下將帶有濃縮物與稀釋液混合物的所述容器直接輸送至一個(gè)包裝機(jī)，來利用灌裝有飲料的容器形成多包組合包裝件。
8.如權(quán)利要求1中所述的方法，還包括下述步驟在對所述容器進(jìn)行密封之后，將一根吸管附著到所述容器上。
9.如權(quán)利要求4中所述的方法，還包括下述步驟在密封步驟之后將一根吸管附著到所述柔性袋上。
10.如權(quán)利要求1中所述的方法，還包括下述步驟在對灌裝好的容器進(jìn)行密封之后，對所述容器進(jìn)行稱重。
11.如權(quán)利要求4中所述的方法，還包括下述步驟在對灌裝好的容器進(jìn)行密封之后，對所述容器進(jìn)行稱重。
12.一種用于對飲料進(jìn)行無菌包裝的系統(tǒng)，包括a)一個(gè)第一灌裝裝置，用于將預(yù)定量的飲料濃縮物在一個(gè)第一預(yù)定溫度下供送至一個(gè)容器，所述第一預(yù)定溫度足夠高以便能夠?qū)︼嬃蠞饪s物進(jìn)行巴氏滅菌，并且使得制取所述容器的材料發(fā)生軟化；b)一個(gè)第二灌裝裝置，用于在此之后立即利用一種無菌稀釋液在一個(gè)第二預(yù)定溫度下對所述容器進(jìn)行灌裝，所述第二預(yù)定溫度遠(yuǎn)低于所述第一預(yù)定溫度，來由此將濃縮物與稀釋液的混合物冷卻至一個(gè)第三預(yù)定溫度，所述第三預(yù)定溫度低于將會(huì)使得所述材料發(fā)生軟化的溫度；以及c)一個(gè)機(jī)構(gòu)，用于對所述容器進(jìn)行密封來形成一個(gè)無菌的飲料包裝件。
13.如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其特征在于對于等量的濃縮物和稀釋液來說，所述第一預(yù)定溫度為185°F左右，所述第二預(yù)定溫度為35°F左右，并且所述第三預(yù)定溫度低于100°F。
14.如權(quán)利要求13中所述的系統(tǒng)，其特征在于所述濃縮物是一種熱的果汁濃縮物，并且所述稀釋液是水。
15.如權(quán)利要求13中所述的系統(tǒng)，其特征在于所述容器是一種柔性袋。
16.如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其特征在于所述濃縮物是一種熱的果汁濃縮物，并且所述稀釋液是水。
17.如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其特征在于所述容器是一種柔性袋。
18.如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)輸送裝置，用于在無需執(zhí)行任何其它主動(dòng)冷卻步驟的條件下，在所述第三預(yù)定溫度下將帶有濃縮物與稀釋液混合物的所述容器直接輸送至一個(gè)包裝機(jī)，來利用灌裝有飲料的容器形成多包組合包裝件。
19.如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)用于在對所述容器進(jìn)行密封之后將一根吸管附著到該容器上的裝置。
20.如權(quán)利要求15中所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)用于在密封步驟之后將一根吸管附著到所述柔性袋上的裝置。
21.如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)用于在對灌裝好的容器進(jìn)行密封之后對所述容器進(jìn)行稱重的計(jì)量器。
22.如權(quán)利要求15中所述的系統(tǒng)，還包括下一個(gè)用于在對灌裝好的容器進(jìn)行密封之后對所述容器進(jìn)行稱重的計(jì)量器。
23.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于兩個(gè)灌裝步驟均在一個(gè)無菌環(huán)境中進(jìn)行。
24.如權(quán)利要求12中所述的系統(tǒng)，其特征在于對所述容器的灌裝操作在一個(gè)無菌環(huán)境中進(jìn)行。
全文摘要
一種用于將熱的飲料包裝到柔性無菌袋中的方法和系統(tǒng)，包括用一種熱的飲料濃縮物對所述袋進(jìn)行灌裝，此后立即利用冷卻的無菌水對所述袋進(jìn)行灌裝，以便降低所述袋中濃縮物與水的最終混合物的溫度，對所述袋進(jìn)行計(jì)量，并且直接將所述袋輸送至打包或者多體組合裝置。所述方法和系統(tǒng)無需為灌裝器與打包器之間熱的柔性袋使用獨(dú)立的冷卻工位，這是因?yàn)樽鳛閮呻A段式灌裝工藝的一部分，在起始階段將冷卻的無菌水引入到了所述袋內(nèi)。除了柔性包裝件之外，其它類型的容器也可以利用所述方法和系統(tǒng)進(jìn)行灌裝。
文檔編號B65B55/12GK1492823SQ02805291
公開日2004年4月28日 申請日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月21日
發(fā)明者詹姆斯·J·王, 詹姆斯 J 王 申請人:可口可樂公司