[发明专利]瓶的热灌注系统

说明书

发明领域

本发明涉及瓶的灌注阀，该灌注阀尤其适于往塑料瓶中热灌注营养的液体，比如水果汁、等渗饮料、奶和其他类似的饮料，并且涉及包括多个灌注阀的相应的系统。

技术状态

为了确保易受微生物变质的饮料或者通常液态形式的食物的保存和安全，比如牛奶、葡萄酒、啤酒、果汁、茶等，通常进行低热杀菌的程序，该程序在于加热食物以减少或抑制某些微生物的存在。在果汁、茶或等渗饮料的情形下，用于避免已杀菌的饮料在包装前被再次污染的最常规的方法之一是灌注容器的同时将饮料自身保持在超过某一温度。该温度依赖于产品的类型和处理自身的持续时间。只要容器被密封，食物就被允许冷却。另外，当热灌注程序使用PET瓶进行时，具有一些特性，该特性需要一些特殊问题的解决方案。

第一个要解决的问题在于在开始灌注程序之前，和灌注系统一起加热每个灌注阀以避免产品冷却，产品冷却将会危及热处理循环的有效性。在已知的灌注系统中，该预加热的步骤通过激活恰当的再循环回路而发生，首先通过循环热水，然后循环热食物，热食物被送至回收回路而不结束于瓶内。在这些情形下，再循环流的过渡步骤，被称为阀内再循环的步骤，因而被考虑。

第二个要被解决的问题是封闭瓶盖之后立即将瓶翻转几秒钟，以便使仍然热的饮料重叠在瓶盖和瓶颈的内表面，其从液体显现出来，所谓的“顶部空间”，因而使其经受热处理，所述表面的扩展越小，所述热处理越有效。为此，灌注后瓶内通常需要有高的高度，该高度是现有技术中的偏转系统通常不能达到的。

第三个问题是关于多个产品的灌注过程，尤其是在高温下，往往引起泡沫形成的事实。该泡沫应该在加盖前被去除，因为一旦容器被封闭，它将溶解，从而引起高度不希望的降低。因而需要在灌注步骤之后提供被称为“瓶内再循环”的步骤，其中已经引进瓶内的产品的上部部分被引起与升至表面的泡沫一起流出，并被以低流速进入瓶中的新产品替代，而不会产生任何扰动和新的泡沫。

另一个问题是在延长的机器停止期间，阀内再循环的步骤和瓶内再循环的步骤都应该被激活，阀内再循环的步骤避免系统冷却，尤其是等待被瓶装的接近于封闭阀的产品，且瓶内再循环的步骤避免在先灌注的瓶内的产品在加盖前冷却，此种情形将会导致瓶被拒绝。

在预加热步骤和灌注的生产步骤中，瓶内或阀内再循环的产品被有利地收回、冷却并引进箱中，从中产品通过增加一定百分比的要杀菌的新产品而被逐渐地处理。经受第二次低热杀菌的此百分比的产品应该被保持在尽可能低的值以阻止减弱最终饮料的感官特征。因而需要一种系统，适于监测瓶内再循环的液体的量，以根据每次产品的类型、瓶的类型和生产频率来最小化该量。

在通常瓶子具有小直径瓶颈的情况下，使得可用于灌注和排空泡沫的通过段受到限制。现有技术中具有再循环的灌注系统是基于“内部再循环”喙嘴(beak)的使用，其产生一系列问题，因为：

a)其还减小了有效截面，因而需要一定推力即压力载荷，这引起塑料瓶上的不希望的应变，

b)其不允许产生泡沫的最优偏转，

c)其不允许迅速的泡沫排空，这将引起再循环产品的高百分比，

d)其伸入瓶中且在灌注的最后保持浸没在液体内，因而当喙嘴撤出时，高度会下降，这是不希望的结果。

另一个重要的问题是市场日益需要更多100％的果汁或含有给定量浆状物、丝状体或晶粒的水果基饮料，这将赋予饮料“自然性”的特殊特征。饮料中浆状物的存在对于传统的基于标准化孔的再循环控制系统是不利的。另外，如果灌注过程引起过度的扰动，浆状物往往结合一定量的泡沫，该泡沫不会迅速升至表面且可以仅仅通过非常长的再循环步骤被移除，该非常长的再循环步骤引起如上所述的大量的回收产品和产品感官特征的降低。

如今新材料的使用日益变得更加广泛，因为现代吹制技术允许制得典型由PET、聚对苯二甲酸乙二酯制成的塑料瓶，尽管通过使用越来越少量的材料制得，却同时适合于高达95℃的热灌注和充分地耐久。重要的是灌注过程不需要容器经受可危及其尺寸稳定性的压力或应变，因为高温往往减小其强度。

当使用将喷嘴和偏转系统伸入瓶中的解决方案以最优化食物流时，可轻易地发生产品溢出的问题，该食物流在灌注结束时部分地浸入液体中，然后在从瓶中分离的步骤中显现；结果发生瓶嘴外部的玷污和接下来在瓶帽和瓶之间的空隙内霉菌的形成，或者尤其是在小直径瓶颈的情形下，可能发生由于这些部件的出来引起的最终高度降低的问题。