一种在线成型、填充并封装形成产品包装的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种在线成型、填充并封装形成产品包装的系统，该系统包括：杀菌装置，成型装置，传输带，填充装置和第一封合装置。本发明专利技术还公开了一种在线成型、填充并封装形成产品包装的方法。本发明专利技术的方法实现了在将大容量包装的生产和填充一体化，大大缩短了供应链，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及包装制造领域。更具体地，涉及在线成型、填充并封装形成产品包装的系统和方法。
技术介绍
许多可消费的产品，例如果汁、葡萄酒、番茄酱、混合饮料糖浆、浓缩液或类似物是存放在由柔性的薄片状材料(例如，带有薄膜和铝层的盒)制成的包装中。典型地，用于这类可消费的产品的包装具有柔性形状。还有一些包装具有多脊形状(例如，带有屋顶的盒)。用于大容量的包装典型地是盒中袋包装(BagInBox，简称BIB包装)，其可用于填充立即可饮的饮料或流体浓缩液。现有的BIB包装是采用层压薄膜制成，带有两个接口，一个接口用于填充，另一个接口用于分配。它的制作流程是：首先，由预制袋供应商购买层压薄膜、盖子、接口和管子制成预制袋，两个接口采用与预制袋的内部连通的方式设置在预制袋上，盖子用来盖住接口；其次，将预制袋打包，运至辐照厂进行辐照杀菌；再次，将杀菌后的预制袋在无菌储存条件下运输至灌装厂，在灌装生产线上通过用于填充的接口向预制袋内灌装产品；最后，将预制袋密封并打包后放入盒内，形成完成的BIB包装。在整个过程中，为了保证产品质量，物流过程需要尽量保持无菌，这就造成BIB包装的生产成本很高且产品品质极易受到破坏。此外，受填充速度影响，用于填充的接口必须足够大。在现有的柔性包装生产中，所使用的灌装设备包括袋成型装置、灌装装置、和密封装置等均是垂直分布的。这样的设计使得封装物的重量几乎完全由包装材料内的张力来承受。为了避免因张力过大导致包装材料破裂，采用这种方式灌装的包装容量都不大，均为小容量包装。但由于小容量包装大多为一次性完成使用，无需考虑分配和长时间使用的问题，现有的灌装设备能够满足用来生产小容量包装。生产大容量的包装只能采用前述的预制袋的方式，这是一个十分复杂的过程，供应链长，成本高，且需要额外的质量控制来确保达到包装要求。鉴于上述不足，对于可以在线成型、填充并封装的系统和方法存在一种需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种在线成型、填充并封装形成产品包装的系统，该系统包括：杀菌装置，用于对包装材料进行杀菌；成型装置，用于将包装材料形成具有用于容置待分配产品的空间；传输带，用于传输包装材料；填充装置，用于向包装材料的待分配产品的空间内填充待分配产品；和第一封合装置，用于将填充有产品的包装材料完全封合，得到产品包装。本专利技术的系统可用于形成大容量产品包装。优选地，所述传输带与水平面成角度；或者，该系统进一步包括承托装置，用于承托包装材料。所述传输带与水平面的倾斜角度可以调节，以适应不同容量和不同产品规格。所述承托装置可以是机械手等等任何可以提供承托的装置。还可以将将倾斜的传输带和承托装置配合使用，倾斜的传输带对包装材料提供传输和部分支撑，承托装置在填充待分配产品时对包装材料提供另外部分支撑。本专利技术的系统先采用杀菌装置对包装材料进行杀菌，之后将包装材料制成具有用于容置待分配产品的空间的形状，最后采用填充装置向该空间填充产品，同时为了避免封装物的重量完全由包装材料内的张力来承受设置了传输带和/或承托装置来向封装物提供一定的支撑，并由此可以用于生产大容量的包装。本文中，大容量指800mL以上容量，优选1L以上容量，更优选2L以上容量，通常为3L-8L。本专利技术的系统实现了在将大容量包装的生产和填充一体化，大大缩短了供应链，提高了生产效率。所述杀菌装置可以采用现有的杀菌装置，包括辐照杀菌、过氧化氢杀菌等。例如，当采用过氧化氢杀菌时，先将包装材料使用过氧化氢(H202)浸洗，之后用清水清洗，最后用无菌热空气烘干，得到经杀菌的包装材料。可借助包装材料安装和传输装置，例如送料辊，将包装材料运输至过氧化氢杀菌罐。所述包装材料一般为成卷的片状材料。优选地，所述成型装置进一步包括对折单元和纵向封合单元。对折单元用于将包装材料对折，形成对置的第一部分和第二部分；纵向封合单元用于将对折后的包装材料的边缘纵向封合，形成筒状形状。筒状形状的内部即是可用于容置待分配产品的内部空间。所述填充装置包括填充管。填充管从尚未封合的包装材料的部分插入包装材料的用于容置待分配产品的空间内，向其中填充待分配产品，例如，诸如饮料或者饮料原浆的液体，或包含固容物的液体。因此，采用根据本专利技术的系统无需在包装袋上额外设置用于填充的接口。作为本专利技术的一个实施方案，可以是当包装材料在承托装置上时，将包装材料对折并纵向封合，并与此同时使用填充管填充待分配产品。作为替换，也可以是先将包装材料对折并纵向封合，之后接纳到承托装置上并使用填充装置填充待分配产品。可以采用分切装置来将已完全封合的产品包装与后续产品包装分开，以便形成独立的产品包装。在一些实施例中，该系统对所述包装材料经杀菌处理后的各工艺提供无菌环境直至包装材料被完全封合。例如，待包装材料形成具有用于容置待分配产品的空间后，空间内部充满无菌的热空气，用来对抗外来空气，以此保证包装材料内部和产品的无菌。在另一些实施例中，该系统中，所述填充装置采用热灌装工艺。此时，是利用产品余热对包装材料内壁可能接触产品的部分做杀菌处理。在一些实施例中，该系统还包括接口附加装置，用于将分配接口附接在包装材料外表面上；该分配接口包括接口基底部、接口连接嘴和位于其间的接口颈部。由于是将分配接口附接到包装材料的外面，并不与包装内部连通，不会破环包装材料的密封性，进而不会给产品带来任何污染，且将分配接口附接到包装材料外使得在线形成并填充得到具有分配接口的产品包装成为可能。该分配接口的接口基底部被附接到包装材料的外表面上，可以附接到包装材料的第一部分上或包装材料的第二部分上。可以采用例如焊接、粘合剂粘接或类似手段将分配接口附接到包装材料上。可以在将包装材料杀菌后的任意步骤将分配接口附接到包装材料上，也可以在将已完成封合的包装与后续包装分开成独立包装后再将分配接口附接到包装材料上，优选在将已完成封合的产品包装与后续产品包装分开成独立的产品包装之前将分配接口附接到包装材料上。在一些实施例中，所述接口附加装置可以是将分配接口附接在未形成具有用于容置待分配产品的空间的包装材料的外表面上。在这种情况下，由于分配接口上携带的微生物可能会接触到产品进而导致产品品质不佳，因此此时，该系统还包括接口杀菌装置，用于对分配接口进行杀菌处理，以保证分配接口不会将微生物污染带入无菌空间。在另一些实施例中，所述接口附加装置还可以是将分配接口附接在具有用于容置待分配产品的空间的包装材料的外表面上。此时，分配接口可无需经接口杀菌装置来进行严格杀菌。这是由于分配接口不会与产品接触，而与包装材料外表面接触部分所含有的细菌极少，且由于细菌只有在开始分配产品后才会接触到营养物质(即产品包装内的产品)，而从分配产品开始到完成分配的时间通常较短，产品品质仅为受到细菌的影响极小，可以忽略。与前面的在未形成具有用于容置待分配产品的空间的包装材料的外表面上附接分配接口相比，工艺条件要求大大降低，更适合工业生产。在另一些实施例中，第一封合装置进一步用于使包装内部空间分为连通的第一空间和管状空间。在另一些实施例中，该系统还包括第二封合装置，用于使包装内部空间分为连通的第一空间和管状空间。优选地，所述使包装内部空间包括连通的第一空间和管状空间是将包装材料对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线成型、填充并封装形成产品包装的系统，其特征在于，该系统包括：杀菌装置，用于对包装材料进行杀菌；成型装置，用于将包装材料形成具有用于容置待分配产品的空间；传输带，用于传输包装材料；填充装置，用于向包装材料的待分配产品的空间内填充待分配产品；和第一封合装置，用于将填充有产品的包装材料完全封合，得到产品包装。

【技术特征摘要】
1.一种在线成型、填充并封装形成产品包装的系统，其特征在于，该系统包括：杀菌装置，用于对包装材料进行杀菌；成型装置，用于将包装材料形成具有用于容置待分配产品的空间；传输带，用于传输包装材料；填充装置，用于向包装材料的待分配产品的空间内填充待分配产品；和第一封合装置，用于将填充有产品的包装材料完全封合，得到产品包装。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统可用于生产大容量包装。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传输带与水平面成角度。4.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，该系统还包括：承托装置，用于承托包装材料。5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，该系统对所述包装材料经杀菌处理后的各工艺提供无菌环境直至包装材料被完全封合。6.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，该系统中，所述填充装置采用热灌装工艺。7.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述成型装置包括：对折单元，用于将包装材料对折；和纵向封合单元，用于将对折后的包装材料的边缘纵向封合，形成筒状形状。8.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，该系统还包括接口附加装置，用于将分配接口附接在包装材料外表面上；该分配接口包括接口基底部、接口连接嘴和位于其间的接口颈部。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述接口附加装置用于将分配接口附接在未形成具有用于容置待分配产品的空间的包装材料的外表面上。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，该系统还包括接口杀菌装置，用于对分配接口进行杀菌处理。11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述接口附加装置用于将分配接口附接在具有用于容置待分配产品的空间的包装材料的外表面上。12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述接口附加装置在非无菌环境中将分配接口附接在具有用于容置待分配产品的空间的包装材料的外表面上。13.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，第一封合装置进一步用于使包装内部空间包括连通的第一空间和管状空间。14.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，该系统还包括第二封合装置，用于使包装内部空间包括连通的第一空间和管状空间。15.根据权利要求13或14所述的系统，其特征在于，所述使包装内部空间包括连通的第一空间和管状空间是将包装材料对置的第一部分和第二部分部分地贴合在一起，形成细长的贴合部，该细长贴合部将包装内部空间分为连通的第一空间和可用作分配口的管状空间。16.根据权利要求13或14所述的系统，其特征在于，所述使包装内部空间包括连通的第一空间和管状空间是将包装内部空间形成包括第一空间和从第一空间向外延伸的可用作分配口的管状空间。17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述产品包装具有适于紧密排列的外部形状。18.一种在线成型、填充并封装形成产品包装的方法，其特征在于，包括以下步骤：将包装材料进行杀菌；将杀菌后的包装材料成型形成具有用于容置待分配产品的空间；向包装材料的用于容置待分配产品的空间内填充待分配产品；以及将填充有产品的包装材料完全封合，得到产品包装；其中，至少在所述填充步骤中对包装材料提供支撑。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，该方法中，所述包装材料经杀菌处理后的各工艺步骤在无菌环境中进行直至包装材料被完全封合得到产品包装。20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，该方法中，所述填充采用热灌装工艺。21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，该方法可用于生产大容量包装。22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述包装材料成型步骤
\t包括：将包装材料对折；将对折后的包装材料的边缘纵向封合，形成筒状形状。23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，该方法还包括将分配接口附接在包装材料外表面上；该分配接口包括接口基底部、接口连接嘴和位于其间的接口颈部。24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述将分配接口附接在包装材料外表面上是将分配接口附接在未形成具有用于容置待分配产品的空间的包装材料的外表面上。25.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，该方法还包括对分配接口进行杀菌处理。26.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述将分配接口附接在包装材料外表面上是将分配接口附...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志恒，吴雨静，曹海燕，
申请(专利权)人：可口可乐公司，
类型：发明
国别省市：美国;US