專利名稱：用于將兩種不同的產(chǎn)品流無菌灌裝到容器中的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將兩種不同的產(chǎn)品流無菌灌裝到容器中的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
如具有果塊部分的果汁的含塊產(chǎn)品(piece-containing product)的灌裝包括將兩種不同的產(chǎn)品流灌裝到容器中，所述兩種不同的產(chǎn)品流是比如水或果汁的第一產(chǎn)品流和比如具有果塊的果汁的第二產(chǎn)品流。基本上，無菌灌裝有兩種可能。兩種產(chǎn)品流可以被熱處理并且在熱的狀態(tài)下被輸送到灌裝機(jī)，在該灌裝機(jī)中，產(chǎn)品流被獨(dú)立地灌裝到容器中。但是，在這種情況下，被灌裝的產(chǎn)品需要較長(zhǎng)的時(shí)間冷卻，這意味著對(duì)于例如果塊等產(chǎn)品的影響(stress)很大。此外，可以對(duì)兩種產(chǎn)品流首先進(jìn)行熱處理并且在將它們輸送到灌裝機(jī)之前使它們冷卻。然而，這需要使從滅菌器或巴氏滅菌器到灌裝機(jī)的部分是無菌的，以使產(chǎn)品不被再污染。但是，該方案在技術(shù)上是復(fù)雜的。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述內(nèi)容，本發(fā)明的目的是提供一種用于將兩種不同的產(chǎn)品流無菌灌裝到容器中的方法和設(shè)備，其允許以簡(jiǎn)單的器械完成灌裝處理，同時(shí)小心處理產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明，該目的利用如下方案來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，第一產(chǎn)品流被熱處理，以對(duì)所述第一產(chǎn)品流進(jìn)行巴氏殺菌/滅菌，然后所述第一產(chǎn)品流被冷卻并被供給到灌裝閥，而第二產(chǎn)品流被熱處理，以對(duì)所述第二產(chǎn)品流進(jìn)行巴氏殺菌/滅菌，然后，所述第二產(chǎn)品流在熱的狀態(tài)下在所述灌裝閥的上游或在所述灌裝閥中被添加到所述第一產(chǎn)品流?！肮嘌b閥的上游”是指不插入冷卻裝置或緩沖箱。這產(chǎn)生了如下優(yōu)點(diǎn)可以由第一產(chǎn)品流來冷卻熱的第二產(chǎn)品流，從而第二產(chǎn)品流不需要單獨(dú)的冷卻部分。此外，由于第二產(chǎn)品流在熱的狀態(tài)下被輸送到灌裝閥，因此不必對(duì)第二產(chǎn)品流在被灌裝之前經(jīng)過的距離進(jìn)行滅菌。這使系統(tǒng)緊湊且降低成本。此外，具有如下優(yōu)點(diǎn)含有例如果塊的第二產(chǎn)品流可以被第一產(chǎn)品流迅速地冷卻， 從而特別小心地處理產(chǎn)品。第二產(chǎn)品流在熱的狀態(tài)下在灌裝閥中被添加到第一產(chǎn)品流是特別地有利的，這是因?yàn)椋捎诘诙a(chǎn)品流的高溫，在熱的第二產(chǎn)品流至灌裝閥所經(jīng)過的整個(gè)距離上能保持無菌性，而不需要任何額外的措施。然后，在灌裝處理過程中調(diào)整混合溫度。這種系統(tǒng)中所使用的器械特別簡(jiǎn)單。有利地，在混合過程中，第一產(chǎn)品流的溫度在3°C至30°C的范圍內(nèi)，而第二產(chǎn)品流的溫度在72°C至98°C的范圍內(nèi)。這意味著第二產(chǎn)品流能夠被迅速地冷卻。第一產(chǎn)品流的體積流量(volume flow)比第二產(chǎn)品流的體積流量大是特別有利的。這使得第二產(chǎn)品流非?？焖俚睦鋮s。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第二產(chǎn)品流在其經(jīng)受熱處理之后，尤其在短時(shí)間的加熱或保持時(shí)期之后在所述灌裝閥的緊上游或在所述灌裝閥中被添加到所述第一產(chǎn)品流。因此，該系統(tǒng)更便于使用。有利地，所述第二產(chǎn)品流通過旁通管路至少部分地和/或在一定時(shí)間被回送到用于對(duì)所述第一產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的裝置。這意味著，第二產(chǎn)品流的一部分不被添加到第一產(chǎn)品流并且也不被供給到灌裝閥，在循環(huán)中過量的產(chǎn)品流、即第二產(chǎn)品的未被灌裝閥灌裝的過量的產(chǎn)品流可以被回送到用于對(duì)第二產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的裝置。該旁通使得省略了無菌緩沖箱。有利地，第一產(chǎn)品的粘性比第二產(chǎn)品的粘性低。由于第一產(chǎn)品的粘性比第二產(chǎn)品的粘性低，并且由于第一產(chǎn)品被冷卻而第二產(chǎn)品未被冷卻，能夠更簡(jiǎn)單且成本更低廉地實(shí)現(xiàn)冷卻裝置。有利地，第一產(chǎn)品可以是大致同質(zhì)的液體(homoge nous Iiq uid)，特別地是水、果汁或牛奶，而第二產(chǎn)品是具有固體塊的非同質(zhì)的液體，特別地是具有果肉的果汁、具有纖維或細(xì)胞狀組織的果汁、糖漿或奶油。這意味著，例如如下不同對(duì)的產(chǎn)品流可以被灌裝到容器中果汁/具有果肉的果汁、果汁/具有纖維或細(xì)胞狀組織的果汁、水/糖漿、牛奶/ 奶油。用于將兩種不同的產(chǎn)品流灌裝到容器中的設(shè)備包括用于對(duì)第一產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的裝置和用于冷卻第一產(chǎn)品流的裝置。該冷卻裝置可以被構(gòu)造成例如熱交換器的形式， 優(yōu)選地被構(gòu)造成板式熱交換器(Plate heat exchanger)的形式。然后，已經(jīng)冷卻的產(chǎn)品可以被居間(interme diately)存儲(chǔ)在下游的無菌緩沖箱中。第二產(chǎn)品流在混合腔中、即在混合區(qū)中被添加到第一產(chǎn)品流。如前所述，灌裝閥自身包括該混合腔是特別有利的。然而，混合腔還可以在產(chǎn)品流的方向上被配置在灌裝閥的上游，從而向灌裝閥供給混合后的產(chǎn)品流。灌裝閥的上游是指在灌裝閥和用于對(duì)第二產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的裝置之間的區(qū)域或配管部分，在該部分中不設(shè)置冷卻裝置。有利地，用于對(duì)第二產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的裝置是滅菌/巴氏殺菌單元，所述單元可以包括供給箱、熱交換器和高溫保持部，所述熱交換器優(yōu)選是管式熱交換器，所述高溫保持部例如是盤管(coiled pipe)形式，其中，高溫保持部經(jīng)由配管被直接連接到混合腔。這意味著，在熱處理裝置與混合腔和灌裝閥之間不必設(shè)置無菌緩沖箱，即，特別地，在高溫保持部與混合腔和灌裝閥之間不必設(shè)置無菌緩沖箱。有利地，在用于對(duì)所述第二產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的所述裝置與所述混合腔之間或用于對(duì)所述第二產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的所述裝置與所述灌裝閥之間設(shè)置旁通管路，所述第二產(chǎn)品流能通過所述旁通管路至少部分地和/或在一定時(shí)間被回送到用于對(duì)所述第二產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的所述裝置，特別地回送到供給箱。因此，過量的產(chǎn)品流(在分支到旁通流之前的第二產(chǎn)品流的總量的 100%，優(yōu)選是5% )可以被有效地回送和重新供給到第二產(chǎn)品流以對(duì)其進(jìn)行加熱。用于冷卻第一產(chǎn)品流的裝置和灌裝閥之間的配管部分優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為無菌配管部分。由此，可以確保冷的產(chǎn)品流不被細(xì)菌污染。本發(fā)明產(chǎn)生如下優(yōu)點(diǎn)僅該小配管部分必須被實(shí)現(xiàn)為無菌配管部分，然而，能夠利用所需的最小的熱負(fù)荷灌裝產(chǎn)品?？梢杂上鄳?yīng)的裝置來調(diào)整旁通管路中的體積流量。該裝置可以是例如連接到混合腔或灌裝閥的旁通管路和/或配管中的調(diào)節(jié)閥，和/或該裝置可以集成在混合腔或灌裝閥中。
下面將借助附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。


圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明的灌裝閥的結(jié)構(gòu)；圖3示出本發(fā)明的另一實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式圖1示意性示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式。該設(shè)備包括供給管路22，由未示出的泵部件使第二產(chǎn)品流P2例如從混合箱15經(jīng)由該供給管路22供給到所述設(shè)備。該設(shè)備還包括對(duì)第二產(chǎn)品流P2進(jìn)行熱無菌處理(thermal aseptic treatment)的裝置4。有利地，該裝置4是KZE加熱單元(瞬間加熱/瞬間巴氏殺菌)，如圖1所示，該裝置4特別地包括供給箱 4a、熱交換器4b (板式熱交換器或管式熱交換器)以及如盤管形式的高溫保持部4c。配管部分17、19在產(chǎn)品流的方向上被設(shè)置在用于對(duì)第二產(chǎn)品流P2進(jìn)行熱無菌處理的裝置的下游，第二產(chǎn)品流P2可以通過該配管部分17、19被供給到灌裝閥1。在配管部分17和19中不設(shè)置冷卻裝置，從而產(chǎn)品流P2可以在熱的狀態(tài)下供給到灌裝閥1。斷路器(turn-off) 16 位于配管部分17、19中，從斷路器16引出旁通管路18，第二產(chǎn)品流P2可以通過該旁通管路 18至少部分地和/或在一定時(shí)間被回送到用于熱處理的裝置4。這意味著，在循環(huán)中可自由地調(diào)整的過量的產(chǎn)品流可以通過旁通管路18回送。由于該旁通管路18并且由于第二產(chǎn)品流P2在熱的狀態(tài)下被供給到灌裝閥1，因此這里不需要無菌緩沖箱和冷卻裝置。在該實(shí)施方式中，第二產(chǎn)品流P2通過旁通管路18回送到供給箱4a。作為示例，設(shè)置相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥 20a、20b和20c來調(diào)整各個(gè)體積流量，這些調(diào)節(jié)閥例如被配置在配管部分17、配管部分19 和配管部分20中。該設(shè)備還包括用于對(duì)第一產(chǎn)品流Pl進(jìn)行熱無菌處理的裝置6。該裝置6例如也可以是巴氏殺菌單元，所述單元例如像關(guān)于單元4所述的那樣構(gòu)造。然后，熱的產(chǎn)品流Pl被冷卻裝置冷卻。該冷卻裝置可以由熱交換器7和/或無菌緩沖箱7a構(gòu)成。用于冷卻第一產(chǎn)品流Pl的裝置7、7a之間的部分被構(gòu)造成無菌配管部分8。為了提供無菌配管部分，例如采取以下措施。有利地，根據(jù)衛(wèi)生設(shè)計(jì)準(zhǔn)則構(gòu)造配管部分和所有的部件。這意味著，該構(gòu)造必須包括最小的間隙容積和優(yōu)化的表面，并且必須配備例如調(diào)節(jié)閥和無菌構(gòu)造的閥。此外， 配管部分可以被無菌化是有利的。例如，用于調(diào)整體積流量的調(diào)節(jié)閥21可以位于配管部分8中。由未示出的泵部件產(chǎn)生產(chǎn)品流。第一產(chǎn)品流Pl在冷的狀態(tài)下被供給到灌裝閥1。調(diào)節(jié)閥20c和調(diào)節(jié)閥21在這里被設(shè)置在配管中，但是也可以集成到灌裝閥1中。重要地，彼此混合的體積流量的比率是可調(diào)的。在灌裝閥1中，第二產(chǎn)品流P2在熱的狀態(tài)下被添加到第一產(chǎn)品流P1。為此，例如可以使用圖2中大致示意性示出的灌裝閥。灌裝閥1包括混合腔14，混合腔14例如包括第二產(chǎn)品流P2用的上入口 23和第一產(chǎn)品流Pl用的另一入口 10。使這兩種產(chǎn)品流在該區(qū)域中匯集。在灌裝過程中，使熱的產(chǎn)品流P2和冷的產(chǎn)品流Pl匯集而產(chǎn)生產(chǎn)品流P3，該產(chǎn)品流P3具有混合溫度并且然后能夠流入容器中。只大致示意性示出了閥座12和上下可動(dòng)的閥體11。應(yīng)當(dāng)理解，閥不限于該實(shí)施方式，并且可以特別地與申請(qǐng)?zhí)枮?02009032791.6、 102009032794. 0、102009032795. 9、102009050388. 9 的德國(guó)專利申請(qǐng)對(duì)應(yīng)地來構(gòu)造。第一產(chǎn)品是大致同質(zhì)的液體，其特別地是透明的。第一產(chǎn)品例如可以是水、果汁或者還可以是牛奶。第二產(chǎn)品例如可以是具有固體物質(zhì)的非同質(zhì)的液體，特別地如具有果肉的果汁、具有纖維的果汁、具有細(xì)胞狀組織的果汁、或者例如糖漿。第一產(chǎn)品的粘性低于第二產(chǎn)品的粘性。因此，第一產(chǎn)品比第二產(chǎn)品易于冷卻，從而，第一產(chǎn)品流Pi冷卻而第二產(chǎn)品流P2未冷卻是有利的。然而，第一產(chǎn)品還可以是牛奶，第二產(chǎn)品流可以是奶油。圖3示出本發(fā)明的另一實(shí)施方式，該實(shí)施方式除了處于熱的狀態(tài)的第二產(chǎn)品流P2 在灌裝閥1的上游被添加到第一產(chǎn)品流Pi之外與圖1所示的實(shí)施方式對(duì)應(yīng)。這意味著，在該實(shí)施方式中，灌裝閥1不包括混合腔14，但是混合腔14在產(chǎn)品流的方向上被設(shè)置在灌裝閥1的上游。該任務(wù)例如通過管路內(nèi)的攪拌器來完成。在這種情況下，混合腔也包括第一產(chǎn)品流Pl用的入口、第二產(chǎn)品流P2用的入口以及可以將混合后的產(chǎn)品流P3供給到灌裝閥 1的出口，然后，灌裝閥1將產(chǎn)品流P3供給到容器?；旌锨?4可以與灌裝閥1直接鄰接，即混合腔的出口與灌裝閥的入口鄰接。然而，還可以在混合腔14和灌裝閥1之間設(shè)置配管部分。然而，由于相應(yīng)的構(gòu)造較簡(jiǎn)單，使產(chǎn)品流在灌裝閥1中直接匯集是有利的。此外， 確保能夠使用于熱無菌處理的裝置4和灌裝閥1之間的配管部分17和19保持盡可能高的溫度。此外，由熱的產(chǎn)品流P2使灌裝閥1保持無菌。以下，將結(jié)合圖1更詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的方法。第二產(chǎn)品流P2例如從混合箱15經(jīng)過配管22供給到用于熱無菌處理的裝置4。第二產(chǎn)品流P2在該裝置4中被滅菌并且在72°C到98°C的溫度范圍內(nèi)流出該裝置4，在該情況中例如在90°C的溫度下流出裝置4。第二產(chǎn)品流P2的體積流量例如在產(chǎn)品流P3的總體積流量的10% 20%的范圍，在該實(shí)施方式中，第二產(chǎn)品流P2的體積流量為2m3/h。然后，第二產(chǎn)品流在調(diào)節(jié)閥20a、20c打開的狀態(tài)下經(jīng)由配管部分17和19流到灌裝閥1。在流入灌裝閥1時(shí)，第二產(chǎn)品流仍具有上述高溫。過量的產(chǎn)品流、即第二產(chǎn)品流P2的一部分可以通過旁通管路18回送到用于熱無菌處理的裝置4以進(jìn)行再加熱，在該情況下是回送到供給箱 4a中。在旁通管路18中回送的過量的產(chǎn)品流占配管部分17中的第二產(chǎn)品流P2的體積流量的大約1% 5%。第一產(chǎn)品流經(jīng)過配管23供給到用于熱無菌處理的裝置6。在這種情況下，產(chǎn)品流也被加熱和滅菌，并且在例如72°C至140°C的溫度下流出該裝置6。然后，該熱的第一產(chǎn)品流Pl被冷卻到;TC至30°C的溫度，第一產(chǎn)品流Pl在該溫度下經(jīng)由配管部分8供給到灌裝閥 1。第一產(chǎn)品流Pl能夠被熱交換器7冷卻和/或存儲(chǔ)在無菌緩沖箱7a中，產(chǎn)品在無菌緩沖箱7a中被冷卻或被進(jìn)一步冷卻。如果打開調(diào)節(jié)閥21，則第一產(chǎn)品流可以以6m3/h至60m3/ h的體積流量被供給到灌裝閥1。于是，第一產(chǎn)品流Pl具有例如15°C的溫度和23m3/h的體積流量。由于將熱的狀態(tài)的第二產(chǎn)品流P2添加到第一產(chǎn)品流P1，第二產(chǎn)品流可以被第一產(chǎn)品流Pl冷卻。結(jié)果，混合后的產(chǎn)品流P3具有混合溫度。由于第一產(chǎn)品流Pl的體積流量比第二產(chǎn)品流P2的體積流量大，因此可以使熱的第二產(chǎn)品流P2特別迅速地冷卻。由于熱的第二產(chǎn)品流P2能夠比較迅速地冷卻的事實(shí)，例如可以特別小心地灌裝果塊部分或熱敏
7感成分。 基于第一實(shí)施方式說明了該方法。對(duì)于圖3所示的第二實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的方法以類似的方式工作。然而，在第二實(shí)施方式中，產(chǎn)品流在沿產(chǎn)品流的方向位于灌裝閥1 的上游的混合腔14中匯集。
權(quán)利要求
1.一種用于將兩種不同的產(chǎn)品流(P1、P2)無菌灌裝到容器中的方法，其中，第一產(chǎn)品流(Pi)被熱處理，以對(duì)所述第一產(chǎn)品流進(jìn)行巴氏殺菌/滅菌，然后所述第一產(chǎn)品流被冷卻并被供給到灌裝閥(1)，以及第二產(chǎn)品流(P2)被熱處理，以對(duì)所述第二產(chǎn)品流進(jìn)行巴氏殺菌/滅菌，然后，所述第二產(chǎn)品流在熱的狀態(tài)下在所述灌裝閥(1)的上游或在所述灌裝閥(1)中被添加到所述第一產(chǎn)品流(Pl)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在混合過程中，所述第一產(chǎn)品流(Pl)的溫度在；TC至30°C的范圍內(nèi)，而所述第二產(chǎn)品流(P2)的溫度在72°C至98°C的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在混合過程中，所述第一產(chǎn)品流(Pl) 的體積流量比所述第二產(chǎn)品流(P2)的體積流量大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二產(chǎn)品流(P2) 在短時(shí)間的加熱和保持時(shí)期之后在所述灌裝閥(1)的緊上游或在所述灌裝閥(1)中被添加到所述第一產(chǎn)品流(Pl)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二產(chǎn)品流(P2) 通過旁通管路(18)至少部分地和/或在一定時(shí)間被回送到用于對(duì)所述第一產(chǎn)品流(Pl)進(jìn)行熱處理的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，第一產(chǎn)品的粘性比第二產(chǎn)品的粘性低，并且所述第一產(chǎn)品優(yōu)選是大致同質(zhì)的液體，特別地是水、果汁或牛奶，而所述第二產(chǎn)品是具有固體塊的非同質(zhì)的液體，特別地是具有果肉的果汁、具有纖維或細(xì)胞狀組織的果汁、糖漿或奶油。
7.一種用于將兩種不同的產(chǎn)品流(P1、P2)無菌灌裝到容器中的設(shè)備，其包括用于對(duì)第一產(chǎn)品流(Pl)進(jìn)行熱無菌處理的裝置(6)；用于冷卻所述第一產(chǎn)品流(Pl)的裝置(7 ；7a)；用于對(duì)第二產(chǎn)品流(P2)進(jìn)行熱無菌處理的裝置(4)；灌裝閥(1)，所述灌裝閥(1)包括混合腔(14)或者所述灌裝閥(1)被連接到混合腔 (14)，其中，所述混合腔(14)被配置成使得熱的所述第二產(chǎn)品流(P2)能被添加到冷卻了的所述第一產(chǎn)品流(Pl)并且混合后的產(chǎn)品流(P3)能被供給到所述容器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，用于對(duì)所述第二產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的所述裝置(4)是滅菌/巴氏殺菌單元，所述滅菌/巴氏殺菌單元包括供給箱(4a)、熱交換器 (4b)和高溫保持部(4c)，其中，所述高溫保持部(4c)經(jīng)由配管(17、19)被直接連接到所述混合腔(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其特征在于，從配管(17、19)開始，在用于對(duì)所述第二產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的所述裝置(4)與所述混合腔(14)之間或用于對(duì)所述第二產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的所述裝置(4)與所述灌裝閥(1)之間設(shè)置旁通管路(18)，所述第二產(chǎn)品流 (P2)能通過所述旁通管路(18)至少部分地和/或在一定時(shí)間被回送到用于對(duì)所述第二產(chǎn)品流進(jìn)行熱處理的所述裝置(4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8和9中的至少一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，旁通管路(18)通向所述供給箱(4a)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中的至少一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述灌裝閥(1)和用于冷卻所述第一產(chǎn)品流的所述裝置(7)之間的配管部分(8)被實(shí)現(xiàn)為無菌配管部分(8)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括用于調(diào)整所述旁通管路 (18)中的體積流量的裝置(20b ；20c)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將兩種不同的產(chǎn)品流無菌灌裝到容器中的方法和設(shè)備，其中，第一產(chǎn)品流被熱處理，以對(duì)其進(jìn)行巴氏殺菌/滅菌，然后被冷卻并被供給到灌裝閥，第二產(chǎn)品流被熱處理，以對(duì)其進(jìn)行巴氏殺菌/滅菌，然后在熱的狀態(tài)下在灌裝閥的上游或在灌裝閥中被添加到第一產(chǎn)品流。
文檔編號(hào)B67C3/20GK102190100SQ20111004714
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者羅蘭德·費(fèi)爾納 申請(qǐng)人:克朗斯股份公司