用于处理容器的混合方法和系统技术方案

根据本公开的方面提供了用于处理塑料容器的方法，包括：i.提供适合热填充的容器；ii.向容器填充加热的或能加热的液体，包括水；iii.用密封件或盖密封容器以闭合容器；iv.冷却密封的容器中的液体以在容器内产生第一顶部空间压力；v.将冷却并密封的容器装入开放式无菌转换器腔室中，其中，转换器腔室包括：1.消毒环境；2.保持转换器腔室内的容器消毒的装置；3.对转换器腔室中的容器的盖或密封件穿孔或开口的装置；4.用于在转换器腔室内密封开口或穿孔的装置；和5.运输或运送转换器腔室内的多个容器的装置；vi.在用于在密封件或盖中形成开口的穿孔器装置或设备的消毒环境中，在容器的密封件或盖中形成开口；vii.通过将消毒流体引入到容器的顶部空间中，将容器内的第一顶部空间压力增加到第二顶部空间压力；viii.在密封装置或设备的消毒环境中重新密封容器；ix.从转换器腔室的消毒环境中运输或运送密封的容器。

Hybrid methods and systems for handling containers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理容器的混合方法和系统
本公开涉及一种用于处理容器的方法和系统，尤其涉及处理用于容纳人类可消耗(humanconsumable)材料的容器的方法和系统。
技术介绍
各种类型的饮料或产品被存储在不同类型的容器中，以供消费者最终消费。饮料和其他产品通常在自动填充工艺中被填充到容器(诸如热塑性或玻璃液体容器)中。产品、容器和容器封盖(closure)(例如盖(cap，帽))必须在密封容器的内表面处全部是被灭菌的(sterilized，被消毒)，或者不含微生物，以向消费者提供具有消费者预期的相应质量属性的安全产品。通常，可以在“冷填充”工艺或“热填充”工艺中给容器填充饮料。实现容器内灭菌的方法因技术而异，每种方法都有不同的益处和成本考量。从设备和方法的角度来看，在全球范围内，热填充工艺较为便宜并且更易于维护，但是导致了几乎没有设计自由度的更昂贵的容器。冷填充工艺通常要昂贵得多且难以维护，但是可以提供较便宜的容器，并且容器具有更大的设计自由度。因此，由于该技术在全球范围内被广泛地实践，所谓的“热填充”容器在本领域中是已知的。塑料容器(诸如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)容器)在高温下(通常约为185°F(85℃))被填充有各种液体内容物。在填充之前，该产品已在配料(batching)过程中保持了一段时间，以确保任何微生物均被杀灭(称为巴氏灭菌法)。目的是杀灭液体中的显微细菌生命，确保产品保持更长久的新鲜。在将产品填充到容器中之后，将容器密封或加盖(capped)并保持在填充温度下一段时间，通常为2-3分钟左右。这是为了允许加热和密封的内容物对容器内部进行灭菌。之后，通常会对容器进行冷却以防止对容器的热损害，因为容器通常仅被“热定形(heat-set)”为承受设定时间的热填充温度。一旦容器内的液体冷却，所容纳的液体的体积就会减小，从而在容器内产生真空，该真空向内拉动(pull)容器的侧壁和端壁。如果塑料容器没有被构造得其刚性足以抵抗真空力，则这会导致塑料容器变形。对于刚性和坚固容器的这种需求导致使用大量的材料，因为容器必须既厚又坚固。将饮料填充到热填充的PET容器中，直到容器几乎充满为止。填充后饮料所位于的水平(level，液位、高度)称为“填充点”，这会在瓶顶中填充点的上方(称为“顶部空间(headspace)”)留下少量空气。当热填充的容器冷却时，液体体积的减小导致在顶部空间内引起真空。一旦在高温下填充容器，则通常会通过加盖而进行密封并迅速倒置(invert)。也就是说，容器被侧放或完全颠倒。该动作允许热液体浸泡容器的上端以及盖的内表面。大约30秒后，将容器再次倒置到其正常直立位置，并朝向冷却器输送。大约2-3分钟后，可以安全地假定容器及其内容物已被安全灭菌，并且容器可进入冷却器单元。冷却器通常是简单的冷水喷淋通道(showertunnel)，其更快地冷却瓶(bottle，瓶子)，以减少容器处于热内容物的极端压力下的时间量，从而允许容器随后被贴上标签。对于用加热的液体填充容器的替代方案是，用液体填充容器，密封容器，然后对容器施加热量以对内容物进行灭菌。巴氏杀菌是对容器及其内容物进行灭菌的常用方法。虽然与热填充相似，但这两个主要步骤相反地发生。首先，容器被填充并密封，然后加热。这在巴氏灭菌通道中发生，以加热容器的外表面，直到达到目标核心温度。计算该核心温度以实现期望的PU数(PUcourt)，PU数是工业上用来表示容器内容物的清洁度的度量单位。然后使容器冷却。在此过程中，内部压力显著增加，导致容器中的塑料膨胀达到无法恢复的程度。当液体冷却并收缩时，容器无法完全恢复原始尺寸，因此变得比填充时更大。结果是在容器顶部空间内形成真空。填充容器的热填充工艺的替代方案是常用的“无菌”填充方法。为了避免对容器进行热填充并因此避免处理冷却并允许形成真空的后果，对容器进行冷填充。但是，无菌系统必须在完全无菌或灭菌的环境中填充容器。没有像热填充方法那样对容器和盖的内表面进行灭菌的措施(provision)。在将本身已通过适当的巴氏瞬间灭菌法(flashpasteurization)或其他方法灭菌到一定程度的冷液体填充到容器中之前，灭菌室和设备处理会完全清洁容器的内外表面。尽管这种填充方法已被成功地实施，但是运行这样的填充线所需的成本和专业知识是许多组织无法克服的令人望而却步的(prohibitive)障碍。这些环境非常难以控制，因为它们跨越(span)不会发生污染的大的连接机壳(largeconnectedenclosure)，从而限制进入(access，接近)和可维护性。要求员工具备更高的专业知识，而这通常超出了全球许多制造商的能力(means，手段)。填充系统还需要时常地停止并清洁，以确保产品的完整性，因为在填充线处于生产过程中没有可用的方法来检测污染。因此，无菌系统通常要求容器在无菌环境中被吹制，在无菌环境中被填充，并在无菌环境中被密封。这与热填充环境中的根据简单温度监控更容易预测无菌性的情况不同，需要复杂的程序来检查无菌性。总之，对于确保饮料保持稳定的(robust)保质期且提供一种易于对容器的内部容积进行灭菌的方式来说，热填充饮料是一种非常经济有效且可靠的方法。可以从独立渠道“离线地”提供容器。然而，该技术的最大缺点是，冷却后会在容器内产生的所得真空压力。管理此真空需要更重且因此更昂贵的瓶。这抵消了对容器进行热填充以实现巴氏灭菌的低成本吸引力。相反，无菌填充线可以使用非常轻且便宜的容器，但是在操作方面更为昂贵且困难，因为容器的制造、填充和密封需要大量的控制和集成。这两种系统的相对的优点都被相对的缺点抵消，因此这两种技术都没有明显的优越性。
技术实现思路
本公开通常涉及热填充饮料生产的领域，并且代表了对同一专利技术人在PCT/NZ2009/000079、美国专利申请2017/0305581和美国专利申请2017/0008745中公开的在先公开的改进，这些申请全部并入本文。更具体地，本公开涉及提供一种方法，所述方法对填充有加热液体的容器进行巴氏灭菌并抵消(counteract)容器被填充、密封和冷却后在容器内形成的真空压力。本公开的另一个目的是至少为消费者或公众提供有用的选择。在本公开的特定方面中，可以提供一种“混合”填充线，其包含与无菌方法相联接的用于对容器的内部内容物进行填充和灭菌的热填充方法，以提供消除真空压力并将饮料质量提高到典型无菌质量的附加益处。本公开的一些方面的目的是提供一种以比投资于典型无菌线低得多的成本将典型传统(legacy，遗留)热填充线升级或转变为现代无菌线等同物的方法。本公开的一些方面的另一目的是提供一种与现有技术的无菌填充线相比构造更便宜且更易于操作和管理的混合填充线。混合填充线还可以允许将容器的吹制(blowing)集成在填充线内，这在现代吹制-填充操作中常见的(并且在无菌填充线中是强制性的)，或者与商业化瓶供应商脱离(off-line)，如全球热填充线常见的。更具体地，本公开的一些方面涉及提供一种方法，该方法对填充有加热液体的容器进行巴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理塑料容器的方法，包括：/ni.提供适合于热填充的容器；/nii.向所述容器填充加热的或能加热的液体，包括水；/niii.用密封件或盖密封所述容器以闭合所述容器；/niv.冷却密封的所述容器中的液体以在所述容器内产生第一顶部空间压力；/nv.将冷却和密封的所述容器装入开放式无菌转换器腔室中，其中，所述转换器腔室包括：/n1.消毒环境；/n2.保持所述转换器腔室内的所述容器消毒的装置；/n3.对所述转换器腔室内的所述容器的盖或密封件穿孔或开口的装置；/n4.用于在所述转换器腔室内密封开口或穿孔的装置；和/n5.运输或运送所述转换器腔室内的多个容器的装置；/nvi.在用于在所述密封件或盖中形成开口的穿孔器装置或设备的消毒环境中，在所述容器的密封件或盖中形成开口；/nvii.通过将消毒流体引入到所述容器的顶部空间中，将所述容器内的所述第一顶部空间压力增加到第二顶部空间压力；/nviii.在密封装置或设备的消毒环境中重新密封所述容器；/nix.从所述转换器腔室的消毒环境运输或运送密封的所述容器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170530 NZ 7323171.一种处理塑料容器的方法，包括：
i.提供适合于热填充的容器；
ii.向所述容器填充加热的或能加热的液体，包括水；
iii.用密封件或盖密封所述容器以闭合所述容器；
iv.冷却密封的所述容器中的液体以在所述容器内产生第一顶部空间压力；
v.将冷却和密封的所述容器装入开放式无菌转换器腔室中，其中，所述转换器腔室包括：
1.消毒环境；
2.保持所述转换器腔室内的所述容器消毒的装置；
3.对所述转换器腔室内的所述容器的盖或密封件穿孔或开口的装置；
4.用于在所述转换器腔室内密封开口或穿孔的装置；和
5.运输或运送所述转换器腔室内的多个容器的装置；
vi.在用于在所述密封件或盖中形成开口的穿孔器装置或设备的消毒环境中，在所述容器的密封件或盖中形成开口；
vii.通过将消毒流体引入到所述容器的顶部空间中，将所述容器内的所述第一顶部空间压力增加到第二顶部空间压力；
viii.在密封装置或设备的消毒环境中重新密封所述容器；
ix.从所述转换器腔室的消毒环境运输或运送密封的所述容器。


2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述穿孔器或孔形成装置的消毒环境与所述转换器腔室的消毒环境共享。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述穿孔器或孔形成装置的消毒环境包括提供附加消毒流体的附加供应线。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加热的或能加热的液体包括甜味剂。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述加热的或能加热的液体包括调味成分。


6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二顶部空间压力在0.0003psi和0.001psi之间。


7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述附加消毒流体包括甜味剂。


8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述附加消毒流体包括调味成分。


9.根据权利要求3所述的方法，其中，所述附加消毒流体包括氮气。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述密封装置的消毒环境与所述转换器腔室的消毒环境共享。

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·梅尔罗斯，C·梅尔罗斯艾伦，
申请(专利权)人：大卫梅尔罗斯设计有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰;NZ