专利名称：用于在受控温度下将饮料包装到容器中的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在受控温度下将饮料包装到容器中的系统和方法。更具体地说，本发明涉及这样一种方法和系统，其用于在自动工艺中利用热的无菌果汁对诸如柔性袋这样的容器进行快速灌装，并且形成袋捆的多包组合包装件(multi-pac packages of bundledpouches)，却无需在生产线中使用一个单独的冷却设备。
背景技术：
将热的无菌饮料灌装到任何类型的容器内，比如塑料容器、玻璃容器或者金属容器内，通常需要在生产线中使用一个独立的冷却工位。这些冷却工位相当庞大，具有大约五(5)英尺乘二十(20)英尺的占地面积，并且高度为六(6)至八(8)英尺。此外，这些冷却装置会降低系统的生产能力和效率。还有，这些冷却装置工作时会消耗大量能量。
迄今为止，已知某些系统用于在生产线中制取柔性袋和利用诸如果汁这样的热无菌饮料对柔性袋进行灌装，并且最终将这些柔性袋打包成次级包装件(secondary packages)，诸如六袋、十二袋这样的多包组合包装件，或者类似产品。在这些常规系统中，通过将待灌装到柔性袋内的饮料加热到一个185°F左右的较高温度，来对饮料进行巴氏灭菌。这些经过巴氏灭菌后的饮料通常包括有一种由香精与诸如水这样的稀释液形成的混合物。在这些系统中，在对所述袋进行灌装之前，所有由水与香精形成的混合物被加热到所述较高温度。因此，一旦利用这种非常热的饮料对柔性袋进行灌装，那么必须在包装生产线中使得灌装好的柔性袋穿过一个冷却工位，来将这些柔性袋的温度降低到一个可以由打包和/或者包装机进行高效处理的温度。但是，这种类型的冷却工位会在包装车间中占据相当多的空间和占地面积，工作成本昂贵，并且会降低总体的处理速度。
因此，在本技术领域中需要一种工艺和系统，与迄今为止所有可能的技术方案相比，这种工艺和系统用于以较低的成本对柔性袋、无菌容器或者其它类型容器进行灌装和制造，同时生产线的总体占地面积大大缩小。
发明概述根据本发明的一个方面，一种用于对饮料进行无菌包装的方法，包括将预定量的饮料浓缩物在第一预定温度下供送至一个诸如柔性袋这样的容器，并且此后立即利用一种冷却的无菌稀释液在第二预定温度下对所述容器或者袋进行灌装，其中所述无菌稀释液比如是水，而所述第二预定温度远低于所述第一预定温度。浓缩物与稀释液的最终混合物由此被冷却至第三预定温度。该方法还包括对所述容器进行密封，来形成无菌的饮料包装件。
作为一个优选实施例，在这里利用呈无菌柔性包装件形式的容器对本发明进行描述，但是本发明中的系统和方法同样适用于对任何类型的容器进行灌装。
根据本发明的另外一个方面，一种用于对饮料进行无菌包装的系统，包括一个第一灌装装置，用于将预定量的饮料浓缩物在第一预定温度下供送至一个容器，和第二灌装装置，用于在此后立即利用一种冷却的无菌稀释液在第二预定温度下对所述容器进行灌装，其中所述无菌稀释液比如是水，而所述第二预定温度远低于所述第一预定温度。浓度物与稀释液的混合物由此被冷却至第三预定温度。该系统还包括一个机构，用于对所述容器进行密封来形成一个无菌的饮料包装件。
在一个优选实施例中，对于等量的浓缩物和稀释液来说，饮料浓缩物的第一预定温度为185°F左右，冷却稀释液的温度为35°F左右，并且浓缩物与稀释液混合物的第三预定温度被调节至100°F左右。通过将温度降低至100°F左右，生产线中的包装设备可以高效地对灌装好的饮料袋进行处理，并且在不会对柔性袋造成损伤的条件下将它们打包成多包组合包装件。在此过程中无需额外的独立冷却工位，比如在现有技术中使用的冷却工位，所述冷却工位会占据相当多的空间，增加生产线的总体成本，降低系统的生产能力，并且消耗大量能量。
此外，整个生产线可以包括有一个用于将一根吸管附着到柔性包装件上的工位；一个用于在灌装操作之后将具有大量柔性袋的袋卷(aweb of a plurality of flexible pouches)分离成单个独立柔性袋的模切工位，并且在所述包装件上标记出诸如日期这样的识别信息；一个用于对柔性袋进行称重以便确保它们已经得以合适灌装的称重工位；以及一个位于生产线端部的高速拣拾-置放机，用于使得箱体直立、对箱体进行包装以及对箱体进行封闭。
通过下面给出的详细描述，本发明的其它适用范围将会变得明白。但是，必须明白的是，尽管示出了本发明的优选实施例，但是下面的详细描述和具体示例均仅为例证目的而给出，因为对于本技术领域中那些熟练技术人员来说，通过下面的详细描述，在本发明的技术构思和保护范围之内的各种变化和改进将变得清楚明了。
附图简述通过下面给出的详细描述以及附图，将能够更为全面地理解本发明，其中这些详细描述和附图仅为例证目的而给出，因此不对本发明产生限制，其中
图1是一个示意性方框图，描绘出了本发明的总体系统构造；而图2是一个示意图，更为详细地描绘出了图1所示系统内的袋成形和灌装部分。
优选实施例的描述详细地参照附图，总体示出了一种用于利用热的饮料对柔性袋进行快速灌装的方法和系统。设置有一个果汁巴式灭菌装置10，用于将果汁浓缩物加热到一个足够高以便能够对浓缩物进行巴氏灭菌的温度，并且将其输送至一个旋转式灌装工位12。果汁浓缩物的成分可以变化。例如，其可能是一种与糖组合在一起的香精，或者可能是一种诸如橙汁这样的天然果汁浓缩物，用于通过与一种诸如水这样的液体进行混合而形成最终可消费的饮料。
根据本发明，即将进行灌装的柔性包装件在袋成形机14中制取，该袋成形机14可以是任何能够提供接近600ppm的袋产出率的商用机。在进行密封之前，所制得的袋在一个两阶段式灌装工艺中得以灌装，首先是从果汁巴氏灭菌装置10排入袋内的热浓缩物，其次是来自于一个无菌冷却水供给源的无菌冷却水。从果汁巴氏灭菌装置10排出的热果汁浓缩物在185°F左右的温度下进入灌装机和待灌装的袋内(或者任何其它类型的容器内)。已经消毒后的冷却水被引入灌装机12内，并且随后在接近35°F的温度下进入在袋成形机14中制取的袋内。热浓缩物与冷却水的最终混合物会快速达到一个接近100°F的温度。所希望的是，大致将灌装好的包装件的温度降低至该温度，因为在高于100°F的更高温度下，柔性袋会处于一种柔软并且发粘状态，并且易于受到打包和包装机的损伤。但是，利用本发明中的两阶段式灌装工艺，包装件被冷却至大约100°F，因此可以利用常规的输送和处理设备进行处理，来在不对柔性袋造成损伤的条件下将它们组合成多包组合包装件。
优选的是，袋成形机14从辊卷存储袋成形机16(roll stock pouchforming machine)接收到一张折叠的塑料薄膜，并且将该薄膜分割成单个独立的柔性袋，用于利用液体灌装机12进行灌装。优选的是，与灌装机12相结合，对于具有各种预期形状和特性的200毫升袋来说，所述袋成形机可以基于600ppm左右的速度高速、连续地制取和形成灌装好的包装件，或者对于330毫升袋来说，以300ppm左右的速度高速、连续地制取和形成灌装好的包装件。
一旦灌装结束，将利用连续的声波密封装置20沿着所述柔性袋的灌装口对其进行密封。通过使用公知类型的吸管施用装置22，可以将吸管插入到所述袋内，或者附着于其上。通过使用一个模切装置34，将来自于辊卷的柔性袋分离成单个独立的容器，其中模切装置34也可以带有一个打印装置，用于在包装件上标记出诸如生产日期这样的信息。在包装件成形和灌装机的输出端部处，还设置有一个转盘式产品输送装置24，由该装置24将单个独立的包装件供送至一个传送装置27，用于使得它们穿过一个袋重检查装置26，由该装置26确定出所述袋是否已经得以合适灌装。这些袋接着会穿过一个螺旋波动装置28(a helixsurge device)来到一个输送系统30。一个高速拣拾-置放机器人32将包装件从传送系统30输送至一个双路径箱体直立器34(a dual-lanecase erector)上。位于所述两个路径内的包装件随后被输送至一个箱体打包机36。用于在制造和灌装操作之后对柔性袋进行操作和处理的前述子系统的细节，不是本发明的组成部分。所述多包组合包装件可以是六袋、十二袋或者任何预期数目的组合包装件。
对于本技术领域中那些熟练技术人员来说，通过考虑在这里所公开的对本发明的说明和实际应用，本发明的其它实施例将会得以明白。所希望的是，这些说明和示例仅被看作是示例性的，并且本发明的实际保护范围和技术构思由后面的权利要求予以指明。
权利要求
1.一种用于对饮料进行无菌包装的方法，包括下述步骤a)将预定量的饮料浓缩物在一个第一预定温度下供送至一个容器，所述第一预定温度足够高以便能够对饮料浓缩物进行巴氏灭菌，并且使得制取所述容器的材料发生软化；b)在此之后立即利用一种无菌稀释液在一个第二预定温度下对所述容器进行灌装，所述第二预定温度远低于所述第一预定温度，来由此将浓缩物与稀释液的混合物冷却至一个第三预定温度，所述第三预定温度低于将会使得所述材料发生软化的温度；并且c)对所述容器进行密封，来形成一个无菌的饮料包装件。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于对于等量的浓缩物和稀释液来说，所述第一预定温度为185°F左右，所述第二预定温度为35°F左右，并且所述第三预定温度低于100°F。
3.如权利要求2中所述的方法，其特征在于所述浓缩物是一种热的果汁浓缩物，并且所述稀释液是水。
4.如权利要求2中所述的方法，其特征在于所述容器是一种柔性袋。
5.如权利要求1中所述的方法，其特征在于所述浓缩物是一种热的果汁浓缩物，并且所述稀释液是水。
6.如权利要求1中所述的方法，其特征在于所述容器是一种柔性袋。
7.如权利要求1中所述的方法，还包括下述步骤无需执行任何其它的主动冷却步骤，在所述第三预定温度下将带有浓缩物与稀释液混合物的所述容器直接输送至一个包装机，来利用灌装有饮料的容器形成多包组合包装件。
8.如权利要求1中所述的方法，还包括下述步骤在对所述容器进行密封之后，将一根吸管附着到所述容器上。
9.如权利要求4中所述的方法，还包括下述步骤在密封步骤之后将一根吸管附着到所述柔性袋上。
10.如权利要求1中所述的方法，还包括下述步骤在对灌装好的容器进行密封之后，对所述容器进行称重。
11.如权利要求4中所述的方法，还包括下述步骤在对灌装好的容器进行密封之后，对所述容器进行称重。
12.一种用于对饮料进行无菌包装的系统，包括a)一个第一灌装装置，用于将预定量的饮料浓缩物在一个第一预定温度下供送至一个容器，所述第一预定温度足够高以便能够对饮料浓缩物进行巴氏灭菌，并且使得制取所述容器的材料发生软化；b)一个第二灌装装置，用于在此之后立即利用一种无菌稀释液在一个第二预定温度下对所述容器进行灌装，所述第二预定温度远低于所述第一预定温度，来由此将浓缩物与稀释液的混合物冷却至一个第三预定温度，所述第三预定温度低于将会使得所述材料发生软化的温度；以及c)一个机构，用于对所述容器进行密封来形成一个无菌的饮料包装件。
13.如权利要求12中所述的系统，其特征在于对于等量的浓缩物和稀释液来说，所述第一预定温度为185°F左右，所述第二预定温度为35°F左右，并且所述第三预定温度低于100°F。
14.如权利要求13中所述的系统，其特征在于所述浓缩物是一种热的果汁浓缩物，并且所述稀释液是水。
15.如权利要求13中所述的系统，其特征在于所述容器是一种柔性袋。
16.如权利要求12中所述的系统，其特征在于所述浓缩物是一种热的果汁浓缩物，并且所述稀释液是水。
17.如权利要求12中所述的系统，其特征在于所述容器是一种柔性袋。
18.如权利要求12中所述的系统，还包括一个输送装置，用于在无需执行任何其它主动冷却步骤的条件下，在所述第三预定温度下将带有浓缩物与稀释液混合物的所述容器直接输送至一个包装机，来利用灌装有饮料的容器形成多包组合包装件。
19.如权利要求12中所述的系统，还包括一个用于在对所述容器进行密封之后将一根吸管附着到该容器上的装置。
20.如权利要求15中所述的系统，还包括一个用于在密封步骤之后将一根吸管附着到所述柔性袋上的装置。
21.如权利要求12中所述的系统，还包括一个用于在对灌装好的容器进行密封之后对所述容器进行称重的计量器。
22.如权利要求15中所述的系统，还包括下一个用于在对灌装好的容器进行密封之后对所述容器进行称重的计量器。
23.如权利要求1中所述的方法，其特征在于两个灌装步骤均在一个无菌环境中进行。
24.如权利要求12中所述的系统，其特征在于对所述容器的灌装操作在一个无菌环境中进行。
全文摘要
一种用于将热的饮料包装到柔性无菌袋中的方法和系统，包括用一种热的饮料浓缩物对所述袋进行灌装，此后立即利用冷却的无菌水对所述袋进行灌装，以便降低所述袋中浓缩物与水的最终混合物的温度，对所述袋进行计量，并且直接将所述袋输送至打包或者多体组合装置。所述方法和系统无需为灌装器与打包器之间热的柔性袋使用独立的冷却工位，这是因为作为两阶段式灌装工艺的一部分，在起始阶段将冷却的无菌水引入到了所述袋内。除了柔性包装件之外，其它类型的容器也可以利用所述方法和系统进行灌装。
文档编号B65B55/12GK1492823SQ02805291
公开日2004年4月28日 申请日期2002年2月20日 优先权日2001年2月21日
发明者詹姆斯·J·王, 詹姆斯 J 王 申请人:可口可乐公司