低酸性食品無菌包裝的方法
【專利摘要】本公開涉及保持吹填密封操作的無菌工作區(qū)的無菌以使低酸性食品可以被無菌地處理和包裝的方法。本公開的方法進一步提供用于保持無菌工作區(qū)的無菌以使得無菌工作區(qū)在吹填密封過程期間不必封閉在單獨的無菌環(huán)境中。本公開的方法進一步提供符合與低酸性食品的無菌包裝相關(guān)的FDA規(guī)定的滅菌程序。進一步公開的是用于產(chǎn)生包含低酸性食品的密閉地密封的容器的方法。
【專利說明】
低酸性食品無菌包裝的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開總體上涉及預(yù)滅菌、形成和保持吹填密封操作的無菌工作區(qū)的無菌以使得低酸性食品可以被無菌地包裝的方法。進一步提供的是符合美國食品與藥品管理局規(guī)定的預(yù)滅菌、形成和保持吹填密封操作的無菌工作區(qū)的無菌的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已發(fā)展各種技術(shù)用于處理、包裝和存儲食品。其中這些技術(shù)是冷凍、罐裝、輻射和干燥。最近，食品通過無菌包裝程序進行包裝和存儲。無菌包裝允許食品能在室溫下存儲延長的時間段，而食品不會變質(zhì)或降解。
[0003]通常，在無菌處理期間，食品被滅菌以破壞任何腐敗源，諸如耐熱孢子或其他病菌。食品隨后被放置在滅菌的保護包裝中。在無菌包裝期間使用的工藝和設(shè)備還必須保持無菌以不會污染食品或包裝材料。包裝材料一旦密封在滅菌的食品周圍就提供了防止有害生物體或病菌的后來的任何可能的侵害的屏障，并因此提供了商業(yè)上的滅菌食品。滅菌包裝提供了具有150天或更長貨架期的包裝食品。
[0004]在美國，食品的無菌處理由美國食品和藥品管理局(“FDA”)管理。FDA將食品分類為高酸性食品(具有低于4.6的PH)或低酸性食品(具有高于4.6的PH)。高酸性食品的酸含量有助于減少食品中的微生物群并且還抑制微生物的生長。但是，低酸性食品并不能提供這種抗菌環(huán)境，并且因此FDA對于低酸性食品的無菌處理和包裝的規(guī)定是更嚴格的。
[0005]同樣地，雖然吹填密封過程在醫(yī)藥工業(yè)中和對于高酸性食品已獲得廣泛的認可，但是由于嚴格的無菌要求，低酸性食品通常不通過吹填密封操作進行無菌包裝。
[0006]在吹填密封過程/操作期間，在沒有人工干涉的情況下以連續(xù)的過程，在機器內(nèi)部的封閉區(qū)域或環(huán)境內(nèi)，容器被形成、用希望的產(chǎn)品充填并且被密封。典型地，吹填密封過程實現(xiàn)原始包裝的形成以及隨后的充填操作。包裝形成和充填發(fā)生的封閉的固定無菌區(qū)域通常稱為無菌工作區(qū)(“AWZ”)。典型地，無菌工作區(qū)是無菌包裝和無菌產(chǎn)品被組合的充填操作的(多個)區(qū)域。因此在許多吹填密封充填機中，無菌工作區(qū)可能是十分大的。進一步地，在許多傳統(tǒng)的吹填密封過程中，無菌工作區(qū)是被滅菌的固定區(qū)域。吹填密封操作保持無菌的滅菌工作區(qū)用于食品的無菌處理。
[0007]進一步地，在傳統(tǒng)的吹填密封無菌操作中，無菌工作區(qū)包括預(yù)滅菌的產(chǎn)品接觸表面和包括充填發(fā)生的護罩下的整個區(qū)域的充填區(qū)域。在傳統(tǒng)的吹填密封操作中，護罩下的區(qū)域通常并不進行預(yù)滅菌。但是，HEPA過濾的空氣用于在吹填密封機器中的充填區(qū)內(nèi)提供滅菌過濾的空氣。壓力差用于容納吹填密封機器的室內(nèi)以及用于形成型坯的區(qū)域和充填區(qū)域之間。因此通過使用滅菌過濾的空氣、HEPA過濾的空氣以及用于機器的剩余部分的壓力差實現(xiàn)無菌保持。
[0008]在法規(guī)機構(gòu)(諸如美國食品和藥品管理局)的監(jiān)督下已出現(xiàn)了吹填密封技術(shù)的使用。存在與由懸浮微粒并且特別是活的微生物(其已導致吹填密封容器和/或包裝的充填和密封發(fā)生的環(huán)境質(zhì)量的爭議)引起的產(chǎn)品污染可能性密切相關(guān)的關(guān)注。
[0009]因此，考慮到這些滅菌的關(guān)注、對于大量產(chǎn)品產(chǎn)量的需要以及低操作成本，存在對于勝過傳統(tǒng)的吹填密封過程的改善的吹填密封過程的需要。此外，傳統(tǒng)的吹填密封機器的無菌工作區(qū)不符合由FDA建立的用于低酸性食品包裝的無菌標準。
[0010]因此，本公開涉及滿足用于低酸性食品的無菌充填的法規(guī)要求的使用吹填密封無菌包裝的無菌工作區(qū)。而且，本公開涉及保持無菌工作區(qū)無菌以使得低酸性食品可以按照FDA標準進行無菌包裝的方法。本文公開的方法進一步包括可移動的無菌工作區(qū)。此外，本公開涉及在多個吹填密封循環(huán)期間保持無菌工作區(qū)的無菌以使得吹填密封操作不必在封閉環(huán)境中進行的方法。本文進一步提供的是形成包括滅菌低酸性食品的密閉地密封的容器的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]簡要地，本公開在一個實施例中涉及形成和保持無菌工作區(qū)的無菌以使得無菌工作區(qū)在整個多個吹填密封循環(huán)中保持無菌(多種)方法。此外，本公開涉及保持無菌工作區(qū)的無菌以使得低酸性食品可以通過吹填密封過程按照美國FDA標準無菌地處理的方法。
[0012]能理解的是前面總體描述和下面的詳細描述提供了本公開的實施例并且意圖提供理解如所要求保護的本公開的實質(zhì)和特征的概述或框架。描述用于說明所要求保護的主題的原理和操作。在閱讀下面的公開內(nèi)容后，本公開的其他和進一步特征和益處對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0013]圖1示出了包括內(nèi)部充填噴嘴襯套和充填管的充填噴嘴組件的放大圖像。
[0014]圖2示出了擠壓機和型坯。
[0015]圖3顯示了就在由吹模裝置固定之前的擠壓機和型坯。還示出了吹模裝置的夾爪、密封模具、模具壁和底部模具。
[0016]圖4顯示了圍繞吹制的型坯的處于閉合位置的吹模。夾爪固定在型坯周圍并且密封模具處于打開位置。
[0017]圖5示出了在充填循環(huán)期間容納充填噴嘴組件的護罩。
[0018]圖6示出了接觸型坯上端并用食品充填吹制的容器的充填噴嘴組件。
[0019]圖7示出了處于閉合位置的吹模的密封模具，因此密閉地密封容器。
[0020]圖8示出了吹模從充填有食品的密閉地密封的容器縮回。
【具體實施方式】
[0021 ]現(xiàn)在將詳細地參考本公開的實施例，下面在本文闡述其一個或多個示例。每個示例將通過本公開的說明的方式提供并且不是限制。實際上，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然的是可以對本公開的教導進行各種修改和改變而不脫離本公開的范圍。例如，作為一個實施例的部分示出或描述的特征可以與另一個實施例使用以產(chǎn)生又一個實施例。
[0022]因此，意圖本公開覆蓋所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有這些修改和改變以及其等效物。本公開的其他目的、特征和方面在下面的詳細描述中公開或根據(jù)下面的詳細描述是顯而易見的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能理解的是本論述僅是示例性實施例的描述而不意圖作為本公開的更寬方面的限制。
[0023]“無菌處理”或“無菌包裝”意味著將商業(yè)的滅菌的冷卻產(chǎn)品充填至預(yù)滅菌的容器中，接著是利用預(yù)滅菌的關(guān)閉物在沒有微生物的環(huán)境中無菌密閉地密封。
[0024]“型還”是擠出的熱熔融的中空塑料管。型坯使用擠壓機和滅菌空氣形成，并且被吹制成型坯以在模具圍繞其關(guān)閉以形成塑料容器之前保持其形狀。
[0025]“膨脹氣體”是用于保持型坯的管狀形狀的滅菌過濾的氣體。
[0026]“充氣氣體”是用于由型坯吹制或形成塑料容器的滅菌過濾的氣體。一旦底部模具圍繞型坯閉合并且模具在充填噴嘴組件下方移動并且充填噴嘴下降到模具中，充氣氣體就被控制。在一些實施例中，充氣氣體由充氣噴嘴組件經(jīng)由充填噴嘴襯套控制。
[0027]本文使用的“吹?！敝冈诖堤蠲芊膺^程中使用以由型坯形成塑料容器的模具。模具可以包括幾個不同的部分。例如“底部模具”形成成品容器的底部，而“密封模具”形成塑料容器的密閉密封。
[0028]本文使用的“夾爪”保持熱熔融型坯打開以允許充填噴嘴組件進入無菌工作區(qū)。
[0029]“運模車”是保持模具并在形成型坯的擠壓機工作站和吹制和充填發(fā)生的工作站之間移動的裝置。
[0030]“無菌工作區(qū)” (“AWZ”)僅包括充填噴嘴組件、吹填型坯和最終的密閉地密封的容器的必要的、直接的和間接的食品接觸表面。
[0031]本文使用的“充填循環(huán)”指從底部模具閉合在型坯上的時間開始以及在空的吹模移動回到型坯擠壓機下面的位置時結(jié)束的吹填密封操作的整個時間。充填循環(huán)包括(但不限于)以下步驟:吹模的底部閉合在型坯上，切割裝置將型坯從擠壓機切割，運模車將型坯移到充填工作站，型坯被吹制成容器，容器被充填低酸性食品，容器被密封并從吹模裝置移除，以及空的運模車將吹模移回到型坯擠壓機下面的位置。
[0032]“熱處理食品的商業(yè)無菌”意味著由施加熱量實現(xiàn)的情況，施加熱量使得食品基本免除能夠在通常非冷藏的存儲和銷售情況下的食品中再生的微生物。如本文所使用的商業(yè)無菌還指由施加熱量實現(xiàn)的情況，施加熱量使得食品基本免除活的微生物，包括但不限于具有公共衛(wèi)生意義的孢子。該定義還包括通過水分活性的控制和熱量的施加的食品處理，這使得食品免除能夠在通常非冷藏的存儲和銷售情況下的食品中再生的微生物。
[0033]用于食品的無菌處理和包裝的“設(shè)備和容器的商業(yè)無菌”意味著由施加熱量、化學滅菌劑或其他適當?shù)奶幚韺崿F(xiàn)的情況，使得設(shè)備和容器基本免除能夠在通常非冷藏的存儲和銷售情況下的食品中再生的具有公共衛(wèi)生意義的活的微生物以及非衛(wèi)生意義的微生物。
[0034]“密閉地密封的容器”意味著設(shè)計和意圖沒有微生物進入的危險并且由此在處理后保持其內(nèi)容物的商業(yè)無菌的容器。
[0035]“低酸性食品”意味著任何食品，除了酒精飲料，具有大于4.6的最終平衡pH以及大于0.85的水分活性(“aw”)。在一些實施例中，低酸性食品是嬰兒乳粉。在其他實施例中，低酸性食品是適合用于新生兒強化護理單元中的營養(yǎng)組分，包括但不限于蛋白質(zhì)溶液、母乳強化劑和/或嬰兒乳粉。
[0036]“美國食品和藥品管理局”或“FDA〃指衛(wèi)生與公眾服務(wù)部內(nèi)的聯(lián)邦行政機關(guān)，其致力于食品與飼料安全、營養(yǎng)和其他公共衛(wèi)生目標。
[0037]本文所使用的“氣化過氧化氫”也公知為過氧化氫蒸汽或由名稱VHP?而公知。氣化過氧化氫是具有分子式H2O2的過氧化氫的氣態(tài)形式。VHP?由美國國家環(huán)境保護局(“EPA”)注冊為滅菌劑，其被定義為“殺死或消除非生物環(huán)境中的所有形式的微生物生命的物質(zhì)，包括所有形式的植物性細菌、細菌芽孢、真菌、真菌孢子和病毒”。
[0038]本文所使用的“二氧化氯”是具有分子式ClO2的化學化合物。其是通常用于水處理和漂白的氧化劑。二氧化氯還可以用于空氣消毒。
[0039]本文所使用的“二氧化氮”是具有分子式NO2的化學化合物。
[0040 ]對本公開的單數(shù)的特征或限制的所有參考將包括對應(yīng)的復(fù)數(shù)特征或限定，反之亦然，除非以其他方式明確提出或通過進行參考的上下文清楚地相反地暗示。
[0041]本文所使用的方法或過程步驟的所有組合可以按任何次序執(zhí)行，除非以其他方式明確提出或通過進行參考組合的上下文清楚地相反地暗示。
[0042]本公開的方法和裝置(包括其部件)可以包括、包含或基本上包含本文所描述的實施例的基本元件和限定，以及本文描述的任何附加或可選的部件或限定或?qū)@些方法和裝置有用的別的部件或限定。
[0043]如本文所使用的，術(shù)語“大約”應(yīng)被解釋為指明確指定為任何范圍的端點的兩個數(shù)值。對范圍的任何參考應(yīng)考慮為提供對該范圍內(nèi)任何子集的支持。
[0044]總體上，本公開涉及形成和保持用于吹填密封操作的無菌工作區(qū)的方法。進一步地，本公開涉及連續(xù)地產(chǎn)生用于吹填密封操作的無菌工作區(qū)的方法。此外，本公開涉及具有連續(xù)更新的無菌工作區(qū)以使得吹填密封操作不必在確保無菌的封閉環(huán)境中進行的吹填密封操作的方法。本公開還提供通過吹填密封操作按照FDA標準包裝低酸性食品的方法。
[0045]而且，本公開涉及預(yù)滅菌吹填密封裝置的必要器件以使得低酸性食品可以按照FDA標準無菌地包裝的方法。本公開還涉及在多個吹填密封循環(huán)期間保持無菌工作區(qū)的無菌的方法。此外，本文提供的是持續(xù)地形成用于吹填密封操作的無菌工作區(qū)的方法。在一些實施例中，方法包括在整個吹填密封操作中持續(xù)地形成多個無菌工作區(qū)。
[0046]在一些實施例中，本文公開的方法包括形成和保持吹填密封過程的無菌工作區(qū)，其中充填噴嘴組件被預(yù)滅菌并且充填噴嘴組件的無菌保持通過HEPA過濾的空氣實現(xiàn)。在一些實施例中，發(fā)生充填操作的所有區(qū)域被預(yù)滅菌，諸如護罩。此外，在一些實施例中，吹填密封機器的護罩區(qū)域利用適合的滅菌氣體進行預(yù)滅菌并且通過HEPA過濾的氣體保持無菌。因此，當充填噴嘴組件移動到充填位置中并且一旦容器被充填就隨后移回到靜止位置時，充填噴嘴組件和護罩兩者保持無菌。
[0047]總體上，本文公開的方法包括形成無菌工作區(qū)，在開始吹填密封操作之前使吹填型坯、充填噴嘴組件和最終的密閉地密封的容器的必要的、直接的和間接的食品接觸表面由滅菌劑處理。進一步地，無菌工作區(qū)通過向型坯、充填噴嘴組件、容納充填噴嘴組件的護罩和最終的密閉地密封的容器的所有必要的、直接的和間接的食品接觸表面提供連續(xù)的滅菌氣體。在一些實施例中，滅菌氣體可以選自以下各項中的至少一項:滅菌過濾的空氣、滅菌HEPA-過濾的空氣以及其組合。進一步地，在一些實施例中，無菌工作區(qū)通過離開無菌工作區(qū)的滅菌氣體和/或滅菌空氣的單向流動來保持。
[0048]在一些實施例中，倘若無菌工作區(qū)和護罩在整個吹填密封過程中被預(yù)滅菌并保持無菌，則吹填密封機器不必封閉在單獨的無菌環(huán)境、容器或罩中。
[0049]在一些實施例中，方法包括用滅菌氣體處理充填噴嘴組件、吹填型坯和最終的密閉地密封的容器的表面，以使得滅菌氣體連續(xù)地傳送經(jīng)過必要的、直接的和間接的食品接觸表面，由此保持滅菌的無菌工作區(qū)。而且，在一些實施中，滅菌氣體連續(xù)地傳送經(jīng)過必要的、直接的和間接的食品接觸表面以使得吹填密封過程不必在完全封閉和滅菌的環(huán)境中進行。
[0050]—旦系統(tǒng)/設(shè)備被預(yù)滅菌，在一些實施例中在護罩區(qū)域內(nèi)通過滅菌過濾的HEPA空氣保持無菌，護罩區(qū)域是容器的充填發(fā)生的地方。在一些實施例中，充填噴嘴組件從護罩下降到容器內(nèi)以充填。一旦充填完成，充填噴嘴組件就上升回到護罩內(nèi)。
[0051]簡要地，在一些實施例中，包括擠出的塑料型坯的無菌工作區(qū)被預(yù)滅菌并由于擠出溫度而保持無菌。在一些實施例中，塑料型坯的內(nèi)部表面至少在開始用滅菌過濾的膨脹空氣保持無菌。一旦底部模具閉合并且型坯從擠壓機上切割，包括塑料型坯的內(nèi)部以及塑料型坯的開口端表面的產(chǎn)品接觸表面的無菌通過向上以及離開型坯開口流動的滅菌膨脹空氣的單向流動來保持。在運模車將塑料型坯移動到護罩/充填噴嘴組件下面的充填位置時，滅菌膨脹空氣的單向流動持續(xù)。
[0052]在一些實施例中，通過使無菌充填噴嘴組件下降到開放的型坯和最終的容器中來進一步保持無菌，其中滅菌充氣氣體和滅菌產(chǎn)品被充填到容器中。又是，滅菌氣體單向向上流動并在容器的開口端上流出，同時產(chǎn)品被充填。密封模具閉合，從而產(chǎn)生無菌的密封地密封的容器。充填噴嘴組件上升并且通過滅菌過濾的HEPA空氣保持無菌。在這發(fā)生的同時，下一個型坯正在由擠壓機形成，因此形成無菌工作區(qū)“持續(xù)”特征。
[0053]在一些實施例中，本方法的無菌工作區(qū)是移動的而不是固定的。例如塑料型坯由擠壓機形成并隨后被切割并從擠壓機移除并定位在護罩下面，護罩容納充填噴嘴組件。因此，包括塑料型坯的無菌工作區(qū)被固定在運模車內(nèi)并從擠壓機下面移動到護罩和充填噴嘴組件下面的充填位置。在塑料型坯從擠壓機下面移動到護罩下面的充填位置期間，存在向上并離開型坯并經(jīng)過型坯開口端的單向流動的滅菌氣體，其在運輸期間保持塑料型坯的無菌。
[0054]在一些實施例中，滅菌氣體可以選自以下各項中的至少一項:氣化過氧化氫、二氧化氯、二氧化氮和其組合。在一些實施例中，滅菌氣體可以選自以下各項中的至少一項:滅菌過濾的空氣、HEPA過濾的空氣、氮氣、氧氣、氬氣、二氧化碳和其組合。在一些實施例中，充填噴嘴組件和產(chǎn)品直接接觸管道的預(yù)滅菌通過飽和蒸氣實現(xiàn)。
[0055]FDA規(guī)定要求在開始無菌包裝操作之前，容器和封閉滅菌系統(tǒng)以及產(chǎn)品充填和關(guān)閉系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)商業(yè)無菌狀態(tài)。本公開的方法被設(shè)計為符合在密閉地密封的容器中熱處理低酸性食品的FDA規(guī)定。因此，在一些實施例中，(多種)方法包括將吹填密封操作的必要的、直接的和間接的食品接觸表面滅菌成符合FDA規(guī)定的商業(yè)無菌狀態(tài)的步驟。
[0056]進一步地，在一些實施例中，方法包括預(yù)滅菌充填噴嘴組件的步驟。在一些實施例中，充填噴嘴組件的預(yù)滅菌包括用滅菌氣體處理吹填密封裝置的充填噴嘴組件。在一些實施例中，充填噴嘴組件用飽和蒸汽預(yù)滅菌。
[0057]圖1描繪了適合在低酸性食品的無菌吹填密封包裝期間使用的充填噴嘴組件10。充填噴嘴組件10包括充填噴嘴襯套20和充填管30。在一些實施例中，充填噴嘴組件的這些部件沿所有必要的、直接的和間接的食品接觸表面用飽和蒸汽預(yù)滅菌。一旦充填噴嘴組件10被預(yù)滅菌，就可以開始吹填密封循環(huán)。
[0058]參照圖2，當熔融的塑料通過擠壓機50被壓制并擠出以形成型坯40時開始吹填密封過程。在一些實施例中，型坯40在整個吹填密封過程中由擠壓機50連續(xù)地形成。選擇用于形成型坯40的塑料可以是本領(lǐng)域中適用于包裝浸劑、注射劑、灌腸劑、滴眼劑、滴耳劑或滴鼻劑，以及營養(yǎng)組分(包括但不限于嬰兒乳粉、足月嬰兒配方奶粉、兒童營養(yǎng)產(chǎn)品以及腸內(nèi)營養(yǎng)配方)中已知的任一種。在一些實施例中，型坯40可以包括聚烯烴，其包括但不限于各種密度的聚乙烯和聚丙烯。進一步地，型坯40可以包括粒狀聚氯乙烯(“PVC”)。用于形成型坯40的一種塑料或多種塑料可以由FDA注冊，特別是如果包裝的產(chǎn)品被提供給臨床藥學。
[0059]型坯40的擠出溫度使得塑料被滅菌。由于整個吹填密封過程發(fā)生幾秒鐘，所以塑料型坯不會丟失足夠的熱量從而損害無菌，并且因此擠出的塑料在整個充填循環(huán)中保持無菌。滅菌的膨脹空氣也用于保持型坯的無菌。塑料型坯40的擠出溫度可以變化，例如在一些實施例中，擠出溫度從大約150°C至大約230°C。在一些實施例中，塑料型坯40的擠出溫度是160°C至大約200°C。由于在這些溫度下的擠壓，因而形成無菌型坯40。
[0060]因此，在一些實施例中，本文的(多個)方法可以包括通過擠壓機擠出熱熔融的塑料的步驟。進一步地，本文公開的(多個)方法可以包括通過擠壓機擠出熱熔融的塑料的步驟，其中擠出溫度使得形成無菌型坯40。
[0061 ]當從擠壓機50擠出塑料時，型坯40的內(nèi)部通過滅菌膨脹氣體和/或滅菌氣體保持無菌。進一步地，型坯40的形狀由擠壓機50形成。被連續(xù)擠出的型坯40在下端開放，因此理論上來自周圍空氣的微生物可能侵入型坯40的該開放的下端內(nèi)從而形成不利的狀態(tài)并損害型坯40的無菌。但是型坯40的開放的下端的污染通過持續(xù)地將滅菌膨脹氣體流動通過型坯40來防止。在成型期間連續(xù)地噴吹膨脹空氣通過型坯40的該方法對于具有窄直徑的型坯40特別有用。
[0062]在一些實施例中，(多個)方法包括使滅菌膨脹氣體傳送通過塑料型坯以使得微生物和/或其他污染物不能進入塑料型坯的開放端的步驟。在一些實施例中，本文所公開的方法包括使滅菌膨脹氣體傳送通過塑料型坯以使得塑料型坯的內(nèi)部和開放的下端保持符合FDA規(guī)定的無菌狀態(tài)的步驟。
[0063]用于形成型坯40的膨脹氣體可以是本領(lǐng)域中已知的任何滅菌氣體。在引入塑料型坯40的內(nèi)部中之前，膨脹氣體被保持從而在塑料型坯被形成時不將任何感染物引入到塑料型坯內(nèi)。膨脹氣體可以在被引入無菌工作區(qū)內(nèi)之前通過本領(lǐng)域中已知的任何合適的方法進行滅菌。在特定實施例中，在進入無菌工作區(qū)之前，膨脹氣體可以被引入到液體分離器以消除高濕度、潛在的微量油以及任何其它污染物。
[0064]在其他實施例中，膨脹氣體可被預(yù)過濾以去除污染物的懸浮顆粒。在一些實施例中，過濾器型號可以被選擇以使得一定尺寸的污染物顆粒從滅菌的膨脹氣體中濾掉。例如，過濾器可以被選擇以使得具有高達Ιμπι的直徑的所有顆粒被去除。在另外其他實施例中，膨脹氣體可以通過被傳送通過活性碳吸收器用于吸收任何散發(fā)氣味的顆粒和/或可能損害最終包裝的食品的整體味道的顆粒而被預(yù)滅菌。還是在其他實施中，膨脹氣體可以通過被傳送通過滅菌過濾器以使得下至到0.2μπι顆粒尺寸的顆粒、微生物體和孢子被濾出膨脹氣體。
[0065]進一步地，膨脹氣體傳送通過的管線在被用于食品包裝之前在其安裝狀態(tài)下被滅菌。管線可以通過本領(lǐng)域中已知的任何程序進行滅菌。例如，在一些實施例中，管線可以用至少2.5bar和至少120°C溫度的預(yù)清洗的加壓蒸汽進行滅菌持續(xù)至少25分鐘。蒸汽冷凝物隨后用滅菌空氣吹出管線并且隨后管線被冷卻。在此實施例中，從空氣處理部分沿下行線攜帶膨脹氣體的管線中的再感染被防止。在一些實施例中，攜帶滅菌膨脹氣體的管線也可以使用滅菌氣體進行預(yù)滅菌。滅菌氣體可以包括但不限于氣化過氧化氫、二氧化氯、二氧化氮和/或其混合物。
[0066]在型坯40被擠出后，其必須在上端從擠壓機50分離。圖3示出了就在吹模90圍繞型坯閉合之前處于打開位置的吹模90。滅菌膨脹氣體在型坯40內(nèi)部中的持久流動確保在型坯40被切割之前，型坯40的塑料與吹模90的夾爪60牢固接觸，還如由圖3示出的。
[0067]現(xiàn)在參照圖4，底部模具80圍繞型坯40閉合以有效地形成型坯40的封閉底端。型坯40的上端接著由夾爪60保持并且通過任何適合的無菌切割裝置從擠壓機50切割型坯40。型坯40在擠壓機50的下面以及吹模90之上被切割以形成開口，開口允許充填噴嘴組件10被下向移動至型坯40的開口內(nèi)用于模制并之后充填模制的容器110。適用于本公開的切割裝置包括但不限于無菌線或無菌刀。在使用無菌刀的實施例中，無菌刀可以被加熱至大約275°C至大約450°C或任何合適的溫度以確保刀的無菌。
[0068]吹模90必須離開擠壓機50下的位置，原因是滅菌膨脹氣體流動通過的型坯40的下一個部分連續(xù)地出現(xiàn)。隨后吹模90移動到充填工作站。由冷的滅菌空氣形成的吹模90里的熱塑料型坯40由于壓降在吹模90里開始收縮。滅菌空氣取代位于型坯40的開放的上端周圍的任何大氣空氣。在吹模90內(nèi)的型坯40的體積減小時，同時在塑料型坯40的內(nèi)部冷的無菌空氣開始變暖。變暖的滅菌空氣體積增大從而產(chǎn)生多余壓力，其使得未滅菌的環(huán)境空氣不可能進入型坯40;因此開放端的塑料型坯40的無菌被保持。
[0069]因此在一些實施例中，本文公開的(多個)方法進一步包括步驟:冷卻熱的塑料型坯以使得位于塑料型坯內(nèi)部中的滅菌氣體傳送離開塑料型坯的開放端，由此保持護塑料型坯的開放端的無菌。滅菌氣體離開塑料型坯的內(nèi)部以及離開塑料型坯的開放端的這種單向流動確保塑料型坯和型坯的開放端保持無菌。
[0070]進一步地，在一些實施例中，本文公開的(多個)方法包括步驟:使冷的滅菌空氣從型坯的內(nèi)部單向傳送離開型坯的上端。在另外其他實施例中，方法可以包括步驟:減小吹模中的型坯的體積以使得位于型坯內(nèi)的滅菌空氣被允許傳送離開型坯的開放端，因此確保污染物(諸如微生物體和/或其他微生物)不能進入型坯的開放端。
[0071]—旦在充填工作站的下面，充填噴嘴組件10就從無菌護罩120下降。參見圖5。簡要地，護罩120通過本領(lǐng)域已知的任何合適的氣態(tài)滅菌劑進行預(yù)滅菌。一旦護罩120被預(yù)滅菌，HEPA過濾的空氣的連續(xù)的單向流動就將保持護罩120、充填噴嘴組件1和無菌工作區(qū)的無菌。由于充填噴嘴組件10豎直地移進和移出無菌護罩120并進入型坯40和最終的容器110之上的充填位置，因此存在病菌和微生物體感染與型坯40和最終的容器110形成接觸的充填噴嘴組件10的表面由此損害無菌工作區(qū)的無菌的機會。但是無菌護罩120用滅菌HEPA過濾的空氣加壓，滅菌HEPA過濾的空氣持續(xù)地清洗充填噴嘴組件10的表面，因此保持充填噴嘴組件10的外表面的無菌，并因此在每個充填循環(huán)之間保持無菌工作區(qū)的無菌。
[0072]在一些實施例中，充填噴嘴組件10的外側(cè)表面的無菌保持通過滅菌HEPA過濾的空氣來實現(xiàn)。選擇用于保持護罩120的無菌的滅菌空氣可以是本領(lǐng)域內(nèi)已知任何一種。在一些實施例中，包括在護罩120中的滅菌空氣是滅菌HEPA過濾的空氣。在一些實施例中，滅菌空氣可以包括但不限于氮氣、二氧化碳、氧氣、氬氣和其混合物。
[0073]一旦充填噴嘴組件10已與型坯40的開放端接觸，充填噴嘴組件10接著就控制滅菌充氣氣體通過充填噴嘴襯套20進入型坯40中，從而迫使型坯40靠在模具壁100上并因此由型坯40形成塑料容器110。參見圖6。因此，在一些實施例中，方法包括步驟:使塑料型坯由滅菌充氣氣體處理，由此在模具內(nèi)形成塑料容器。
[0074]用于形成容器110的充氣氣體可以是本領(lǐng)域中已知的任何滅菌氣體。在引入容器110的內(nèi)部中之前，充氣氣體被保持從而不會將任何感染物引入塑料型坯40或容器110(當其正在形成時)內(nèi)。充氣氣體在被引入無菌工作區(qū)內(nèi)之前可以通過本領(lǐng)域已知的任何合適的方法進行滅菌。在特定實施例中，在進入無菌工作區(qū)之前，充氣氣體可以被引至液體分離器以消除高濕度、潛在的微量油以及任何其他污染物。
[0075]在其他實施例中，充氣可以被預(yù)過濾以去除懸浮的污染物顆粒。在一些實施例中，過濾器型號可以被選擇以使得一定尺寸的污染物顆粒從滅菌的充氣氣體濾掉。例如，過濾器可以被選擇以使得去除具有高達Ιμπι直徑的所有顆粒。在另外的其他實施例中，充氣氣體可以通過被傳送通過活性碳吸收器以吸收任何散發(fā)氣味的顆粒和/或可能損害最終包裝的食品的總體味道的顆粒進行預(yù)滅菌。還是在其他實施例中，充氣氣體可以通過被傳送通過滅菌過濾器以使得下至0.2μπι顆粒尺寸的顆粒、微生物體和孢子被濾出充氣氣體。
[0076]進一步地，充氣氣體被傳送通過的管線在被用于食品包裝之前在其安裝狀態(tài)下被滅菌。管線可以通過本領(lǐng)域中已知的任何程序進行預(yù)滅菌。例如，在一些實施例中，管線可以用至少2.5bar和至少120°C溫度的預(yù)清洗的加壓蒸汽進行滅菌持續(xù)至少25分鐘。蒸汽冷凝物隨后用滅菌空氣吹出管線并且隨后管線被冷卻。在此實施例中，從空氣處理部分沿下行線攜帶充氣氣體的管線中的再感染被防止。在一些實施例中，攜帶滅菌充氣氣體的管線也可以使用滅菌氣體進行預(yù)滅菌。滅菌氣體可以包括但不限于氣化過氧化氫、二氧化氯、二氧化氮和/或其混合物。
[0077]在容器110可以被充填希望的低酸性食品之前，用于模制容器110的充氣氣體必須首先從容器110排出。但是，容器110內(nèi)的滅菌的充氣氣體不能簡單地通過排放裝置釋放，因此這可能沿排放路徑將微生物體和孢子引入無菌系統(tǒng)中。而是，在無菌產(chǎn)品被充填到容器110中時，浸入的充氣氣體通過包圍充填噴嘴裝置10的充填管30的充填噴嘴襯套20從容器110去除。以這種方式，充填噴嘴襯套20、充填噴嘴組件10和新形成的容器110保持無菌。
[0078]在一些實施例中，方法進一步包括步驟:通過位于充填噴嘴組件中的充填噴嘴襯套從塑料容器去除滅菌充氣氣體。在一些實施例中，充填噴嘴襯套以本領(lǐng)域已知的任何方法進行預(yù)滅菌。進一步地，在一些實施例中，充填噴嘴襯套持續(xù)地由滅菌空氣(包括HEPA過濾的空氣)處理以使得充填噴嘴襯套在整個吹填密封過程中保持無菌。在一些實施例中，滅菌空氣可以包括但不限于氮氣、氧氣、二氧化碳、氬氣以及其混合物。
[0079]充填噴嘴組件10的充填管30將希望的低酸性食品放置到容器110內(nèi)。低酸性食品首先被滅菌以消除細菌和病菌。在一些實施例中，低酸性食品以這樣的方式被滅菌:符合由FDA規(guī)定所要求的熱加工食品的商業(yè)無菌要求。因此，在一些實施例中，低酸性食品通過包括(但不限于)過濾器滅菌、超高溫“UHT”滅菌以及其組合的任意滅菌方法來滅菌。
[0080]在一些實施例中，在充填容器110之前，低酸性食品通過過濾滅菌。例如，在低酸性食品可以包括蛋白溶液的實施例中，低酸性食品可以通過適當?shù)倪^濾器滅菌程序進行滅菌。
[0081 ]在一些實施例中，在充填容器110之前，低酸性食品通過超高溫“UHT”巴氏滅菌過程進行滅菌。UHT過程的時間和溫度是符合Π)Α標準所需的時間和溫度，其取決于低酸性食品的組分。之后，UHT巴氏滅菌低酸性食品被傳送到充填噴嘴組件10內(nèi)的充填管30。低酸性食品接著被從充填管30排放到容器110內(nèi)。在一些實施例中，在容器已充填低酸性食品后，充填噴嘴組件10上升回到護罩120內(nèi)。
[0082 ]在容器110充填希望的低酸性食品之后，容器110接著被封閉從而形成密閉地密封的容器。容器110的封閉可以在充填噴嘴組件10豎直地從充填位置縮回回到護罩120內(nèi)的靜止位置時開始。密封模具70接著在容器110的模制的主體之上閉合，并且由于密封模具70施加的壓力，容器110的上部被模制閉合。參見圖7。
[0083]進一步地，當密封模具70閉合時，容器110上部內(nèi)的空氣體積被減小。因此，容器110內(nèi)的低酸性食品上的滅菌空氣被向外推出。該體積減小導致容器110的上端上的滅菌空氣的流出，這持續(xù)直到容器110被熔接閉合?，F(xiàn)在充填有低酸性食品的容器110接著從吹模90釋放并且充填循環(huán)自身重復(fù)。參見圖8。
[0084]因此，在一些實施例中，方法包括步驟:用低酸性食品取代塑料容器中的滅菌空氣以使得滅菌空氣被推出容器的開口。傳送離開容器的滅菌空氣接著傳送越過塑料容器的開口，從而進一步確保容器保持無菌。方法可以進一步包括步驟:將容器的開放端模制或熔接閉合，由此產(chǎn)生密閉地密封的容器。
[0085]在充填循環(huán)的不同步驟期間保持無菌工作區(qū)的無菌可以取決于吹填密封操作的整個循環(huán)時間。例如，在一些實施例中，從型坯的擠出到充填有低酸性食品的容器的移除的整個充填循環(huán)時間可以是每個容器從大約8秒到大約15秒。在一些實施例中，充填循環(huán)時間是每個容器從大約9.5秒至大約11.5秒。
[0086]在一些實施例中，預(yù)滅菌方法和用于保持無菌工作區(qū)的無菌的方法符合由FDA設(shè)置的設(shè)備和容器的商業(yè)無菌要求。
[0087]此外，在一些實施例中，本公開提供了產(chǎn)生包含低酸性食品的密閉地密封的容器的方法。產(chǎn)生密閉地密封的容器的方法可以包括以下步驟中的至少一個或其任意組合:
i)在足以保持塑料無菌的擠出溫度下通過擠壓機擠出熱熔融塑料；
ii)使滅菌氣體通過熱熔融塑料以保持無菌塑料型坯；
iii)使滅菌塑料型坯受控于模具裝置以密封型坯的底部；
iv)用滅菌的切割裝置切割熱塑料型坯以使得型坯從擠壓機移除并且形成具有封閉端和開放端的塑料型坯；
V)冷卻熱的塑料型坯以使得位于塑料型坯內(nèi)部中的滅菌氣體傳送離開塑料型坯的開放端，從而由此保持塑料型坯的開放端的無菌；
vi)使塑料型坯的開放上端受控于無菌充填噴嘴組件；
vii)將滅菌充氣氣體從充填噴嘴組件提供到塑料型坯的內(nèi)部中，從而由此形成具有無菌的內(nèi)部和開放端的塑料容器；
viii)使滅菌充氣氣體從塑料容器的無菌內(nèi)部向外傳送并經(jīng)過容器的開放端以保持容器的開放端的無菌；
ix)用滅菌的低酸性食品充填容器;以及 X)密閉地密封容器的開放端。
[0088]在一些實施例中，產(chǎn)生密閉地密封的容器的方法不在單獨的封閉的以及無菌環(huán)境中產(chǎn)生。在一些實施例中，密閉地密封的容器通過吹填密封過程產(chǎn)生，其中充填密封機器不封閉在無菌的環(huán)境中。
[0089]本說明書中引用的所有參考，包括但不限于所有的論文、公開物、專利、專利申請、陳述、文本、報告、手稿、手冊、書籍、網(wǎng)上發(fā)貼、期刊文章、期刊等在此通過引用全文并入本說明書。本文參考的論述僅意圖概述由其作者做出的主張而不承認任何參考構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
【申請人】保留挑戰(zhàn)引用的參考的準確性和相關(guān)性的權(quán)利。
[0090]雖然本公開的實施例已使用特定術(shù)語、裝置和方法進行了描述，但是這些描述僅用于說明目的。所使用的詞語是描述的詞語而不限制?？梢岳斫獾氖潜绢I(lǐng)域的技術(shù)人員可以進行改變和變化而不脫離在后面的權(quán)利要求闡述的本公開的精神或范圍。此外，應(yīng)理解的是各個實施例的方面可以整體上或部分地互換。例如，雖然已示例說明了形成和保持用于包裝低酸性食品的吹填密封操作的無菌工作區(qū)的預(yù)滅菌的方法，但是也可以預(yù)期其他用途。因此所附權(quán)利要求的精神和范圍不應(yīng)被限制于其中包含的優(yōu)選實例的描述。
【主權(quán)項】
1.用于形成和保持吹填密封過程的無菌工作區(qū)的方法，包括: 用滅菌氣體處理充填噴嘴組件、型坯和最終的密閉地密封的容器的必要的和直接的食品接觸表面，其中在充填循環(huán)期間滅菌氣體的單向流動保持所有必要的、直接的和間接的食品接觸表面的無菌。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中包括充填噴嘴組件、型坯和最終的密閉地密封的容器的必要的和直接的食品表面的無菌工作區(qū)在整個吹填密封過程中持續(xù)地形成。3.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括步驟: 通過擠壓機擠出熱熔融塑料；以及 使滅菌氣體通過熱熔融塑料，由此形成熱塑料型坯。4.如權(quán)利要求4所述的方法，其中熱熔融塑料在足以保持塑料的無菌的擠出溫度下被擠出。5.如權(quán)利要求5所述的方法，其中擠出溫度是從大約150°C到大約230 °C。6.如權(quán)利要求4所述的方法，進一步包括步驟: 提供模具裝置以封閉熱塑料型坯，從而密封塑料型坯的底部。7.如權(quán)利要求7所述的方法，進一步包括步驟: 用滅菌的切割裝置切割熱塑料型坯以使得其從擠壓機移除并形成具有封閉端和開放端的塑料型坯。8.如權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括步驟: 將塑料型坯從擠壓機下面移動到充填噴嘴組件下面的充填位置，其中型坯的開放端受控于預(yù)滅菌的充填噴嘴組件。9.如權(quán)利要求9所述的方法，進一步包括步驟:用選自包括以下各項的組的滅菌氣體預(yù)滅菌護罩:氣化過氧化氫、二氧化氯和二氧化氮。10.如權(quán)利要求10所述的方法，其中預(yù)滅菌的充填噴嘴組件僅通過在充填操作期間與無菌塑料型坯和最終的塑料容器進行接觸從而在每個充填循環(huán)期間以及在每個充填循環(huán)之間保持無菌，并且進一步地，其中預(yù)滅菌的充填噴嘴組件在充填循環(huán)期間不處于充填位置時被容納在預(yù)滅菌的護罩中。11.如權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括步驟: 塑料型坯的開放端受控于無菌充填噴嘴組件；以及 將滅菌充氣氣體從充填噴嘴組件提供到塑料型坯的內(nèi)部中，從而形成塑料容器，其中滅菌充氣氣體傳送離開塑料容器并保持塑料容器的開口的無菌。12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中充填噴嘴組件在充填循環(huán)開始之前用滅菌氣體滅菌。13.如權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括步驟: 用滅菌的低酸性食品充填容器；以及 密閉地密封容器的開放端。14.用于在低酸性食品的無菌包裝的吹填密封操作期間保持無菌工作區(qū)的方法，包括: 提供用于吹填密封裝置的無菌充填噴嘴組件，其中在充填噴嘴組件豎直往復(fù)地伸縮至充填位置時使用滅菌過濾的HEPA氣體來保持充填噴嘴組件的無菌；以及提供用于在充填循環(huán)期間容納無菌充填噴嘴組件的預(yù)滅菌的護罩，護罩用HEPA過濾的空氣保持無囷。15.如權(quán)利要求15所述的方法，進一步包括以下步驟中的至少一個步驟: 通過擠壓機擠出熱熔融塑料從而形成塑料型坯； 將滅菌膨脹氣體傳送通過熱塑料型坯； 提供模具裝置以封閉熱塑料型坯，從而密封塑料型坯的底部； 用滅菌的切割裝置切割熱塑料型坯，以使得其從擠壓機移除，從而形成具有封閉端和開放端熱塑料型坯； 使塑料型坯的開放端受控于無菌充填噴嘴組件； 將滅菌充氣氣體從充填噴嘴組件提供至塑料型坯的內(nèi)部中，從而形成塑料容器，其中在塑料容器冷卻后，滅菌充氣氣體傳送離開塑料容器并保持塑料容器的開放端的無菌； 用滅菌的低酸性食品充填容器；以及 密閉地密封容器的開放端。16.產(chǎn)生包含低酸性食品的密閉地密封的容器的方法，包括步驟: 通過擠壓機在足以保持塑料無菌的擠出溫度下擠出熱熔融塑料； 使滅菌膨脹氣體通過熱熔融塑料以形成無菌塑料型坯； 使無菌塑料型坯受控于模具裝置以密封型坯的底部； 用滅菌的切割裝置切割熱塑料型坯，以使得型坯從擠壓機移除并且形成具有封閉端以及具有表面的開放端的塑料型坯； 冷卻熱塑料型坯以使得位于塑料型坯內(nèi)部中的滅菌氣體傳送離開塑料型坯的開放端并經(jīng)過型坯的開放端的表面，從而保持塑料型坯的開放端的無菌； 將塑料型坯移動到護罩和充填噴嘴組件下面的充填位置； 使塑料型坯的開放上端受控于無菌充填噴嘴組件； 將滅菌充氣氣體從充填噴嘴組件提供到塑料型坯的內(nèi)部中，從而形成具有無菌內(nèi)部和開放端的塑料容器； 使滅菌充氣氣體從塑料容器的無菌內(nèi)部傳送離開并越過容器的開放端以保持容器的開放端的無菌； 用滅菌的低酸性食品充填容器，其中在用低酸性食品充填容器期間，容器內(nèi)的滅菌充氣空氣傳送離開容器并進入充填噴嘴組件的無菌充填噴嘴襯套內(nèi)；以及密閉地密封容器的開放端。17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中滅菌氣體的單向流動在充填循環(huán)期間保持所有必要的、直接的和間接的食品接觸表面的無菌，并且進一步地，其中包括充填噴嘴組件、型坯和最終的密閉地密封的容器的必要的、直接的和間接的食品表面的無菌工作區(qū)在整個吹填密封過程中持續(xù)地形成。18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中滅菌氣體是選自包括以下各項中的至少一個的組的HEPA過濾的空氣:空氣、氮氣、氧氣及其組合。19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中產(chǎn)生密閉地密封的容器的方法不封閉在單獨的滅菌環(huán)境中；并且進一步地，其中充填噴嘴組件容納在預(yù)滅菌的護罩中，護罩在充填循環(huán)期間用HEPA過濾的空氣保持無菌。
【文檔編號】B29C49/46GK106029336SQ201580010909
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月2日
【發(fā)明人】R.P.貝特馬
【申請人】Mjn 美國控股有限責任公司