專利名稱：高壓食品包裝容器和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
髙壓食品包裝容器和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域本公幵在此總體上涉及用于高壓食品包裝容器和系統(tǒng)的設(shè)計， 特別地講，涉及用于能夠保持高的內(nèi)部壓力的氣改食品包裝容器的 設(shè)計和用于使用這種包裝容器的系統(tǒng)的設(shè)計。描述了各種實施例， 其中一些實施例具有自動釋放過大的內(nèi)部壓力的特征，所述過大的 內(nèi)部壓力可能由加熱、壓力差、容納產(chǎn)品的內(nèi)部發(fā)酵或其他因素引 起o背景技術(shù)氣改包裝通常是指改變內(nèi)部氣體的成分或包裝內(nèi)氣體空間以提 高產(chǎn)品的保存期的實踐。產(chǎn)品通常是食品，但也可包括藥物或氣體 類型的產(chǎn)品。改變通常涉及試圖降低氧氣量，以減緩好氧生物的生 長和氧化反應(yīng)的速度。去除的氧氣通常用通常稱為惰性氣體的氮氣或二氧化碳代替，它們可降低pH值，或抑制細(xì)菌的生長。在食品的情況下，氣改包裝通常認(rèn)為是一種用于延長新鮮或經(jīng) 最少處理的食物的保存期的技術(shù)。在這種保存技術(shù)中，包裝中食物 周圍的空氣通過例如換氣工序而得到不同成分的氣體。食物的初始 新鮮狀態(tài)可通過減緩食品的自然質(zhì)變過程而延長。呼吸性食物例如 水果和蔬菜由于它們在收獲之后繼續(xù)呼吸和成熟而繼續(xù)吸收氧和釋 放二氧化碳。冷凍和可調(diào)氣體儲存方法可用于減緩成熟過程。降低 溫度減緩產(chǎn)品的新陳代謝，包括呼吸速率。在可調(diào)氣體儲存下，呼 吸和成熟可通過降低空氣中的氧氣含量得到進(jìn)一步降低，正?？諝夂薪?1%的氧氣、78%的氮氣和1%的其他成分。氣改包裝技術(shù)一種最新的應(yīng)用是通過在固體食品中加入二氧化 碳?xì)怏w以改善食品味覺(例如，美國專利5968573，其通過引用并于 此)。該方法涉及在裝有食物的可密封容器內(nèi)產(chǎn)生正的C02壓力，使 得C02溶入食物的水份中。碳酸汽化的食物(例如，F(xiàn)izzy Fruit ) 的發(fā)展需要安全和方便的包裝容器，以便于一次性食量包裝食品的 運輸和儲存。涉及在包裝容器內(nèi)保持正壓氣體的包裝容器的一種示例是網(wǎng)球 罐(或網(wǎng)球管)。網(wǎng)球內(nèi)的空氣壓力通常比海平面的環(huán)境空氣壓力高 12psi (磅/平方英寸)，約0.84kg/cm2。空氣隨著時間從球的內(nèi)部泄 漏，使得球內(nèi)部的空氣量降低，從而降低了球的回彈特性。為了防 止球變"平"，球被包裝在具有正壓的球筒中，該球筒被加壓到大約 12psi (0.84kg/cm2)，這足以防止空氣從球的內(nèi)部泄漏。正壓包裝容 器的另一示例是普通使用的碳酸飲料瓶裝容器，此類飲料瓶需要高 達(dá)50psi (3.52kg/cm2)的壓力維持飽和的二氧化碳?xì)怏w。因此，需要一種能夠承受高壓和可控氣體的食品包裝容器和系 統(tǒng)設(shè)計。這種設(shè)計可應(yīng)用于包裝美國專利No.5968573、美國專利申 請No.l0/857043或美國申請No.11/454814中描述的碳酸汽化的水果 或蔬菜產(chǎn)品，上述三個專利或?qū)＠暾埵怯蒄izzy Fruit公司共同擁 有的或許可的，且每一個通過引用并于此。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有包裝容器的不足。根據(jù)本實用新型的高壓食品包裝容器，包括具有底部、和從 所述底部向上延伸到杯口的側(cè)面的杯，所述杯口確定杯子的開口大小， 一 定體積的食品可通過所述開口被接收到所述杯的內(nèi)部空間中， 所述杯的所述開口足夠?qū)?，使得手指可到達(dá)所述內(nèi)部空間中的非液體食品塊；能夠封蓋所述開口、且具有能夠與所述杯口上的螺紋相配嚙合的螺紋的蓋子；以及至少一個單向密封機(jī)構(gòu)，所述至少一個單向密封機(jī)構(gòu)可使得氣體通過它進(jìn)入到所述內(nèi)部空間，且可防止所述氣體通過它從所述內(nèi) 部空間泄漏，其中，所述高壓食品包裝容器能夠保持至少35psi (2.46kg/cm2) 的內(nèi)部壓力，以及其中，所述高壓食品包裝容器能夠便于單手抓握。


為了更完全地理解本實用新型，附圖在此示出了本實用新型的 示例。然而，附圖并不是限制本實用新型的范圍。附圖中的相同的 附圖標(biāo)記表示相同的元件。圖1A是示例性高壓食品包裝容器和加壓系統(tǒng)的剖切側(cè)視圖；圖1B是圖1A的高壓食品包裝容器和系統(tǒng)的密封件和螺紋區(qū)域 的詳細(xì)的剖切側(cè)視圖；圖2是用于與圖1A的高壓食品包裝容器和用于加壓系統(tǒng)的氣動 系統(tǒng)的示例性示意圖；圖3A-3B是示例性加壓系統(tǒng)流程圖，示出了用于操作圖2的系 統(tǒng)的方法步驟；圖4A是涉及過壓保護(hù)特征的示例性高壓食品包裝容器的剖切側(cè) 視圖；圖4B是圖4A的高壓食品包裝容器的蓋子部分的剖切仰視圖； 圖5A是圖4A的高壓食品包裝容器的蓋子的剖切側(cè)視圖； 圖5B是圖5A的蓋子的單向閥區(qū)域的詳細(xì)的剖視圖；以及 圖6是用于與圖4A的高壓食品包裝容器一起使用的示例性系統(tǒng)。
具體實施方式
在以下的詳細(xì)描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以便完全理解優(yōu) 選實施例。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不難理解，本實用新型可以 在不具有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實施，本實用新型并不局限于所描 述的實施例，且本實用新型可以以多種替代性實施例實施。在其他 方面，未詳細(xì)描述眾所周知的方法、工序、構(gòu)件和系統(tǒng)。可以以有助于理解優(yōu)選實施例的方式將各種操作描述成依次執(zhí) 行的多個分離步驟。然而，描述順序不應(yīng)認(rèn)為意味著這些操作必須 按照它們所呈現(xiàn)的順序執(zhí)行，甚至也不應(yīng)認(rèn)為順序是相關(guān)的。最后， 短語"在一個實施例中"的重復(fù)使用并不一定指相同的實施例，盡 管可以這樣?？傮w上講，發(fā)明人確定，需要發(fā)明一種包裝容器和系統(tǒng)用于高 壓食品包裝和生產(chǎn)，所述包裝容器和系統(tǒng)為一些產(chǎn)品例如新采摘水 果或蔬菜提供足夠大的碳化壓力和、可控的氣改成份，同時保持安 全，易于打開和使用，且是可重新密封的和輕便的。然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)存的包裝容器不太令人滿意，因為包裝容器可能具有 太小的開口而不易于固體食物的裝入和取出(即，此類包裝容器是 為液體飲料而設(shè)計的)；此類包裝容器不能提供足夠大的正壓力，以 有效地改善提高食品味覺的汽感；和/或包裝容器含有不便于現(xiàn)存回收系統(tǒng)回收的材料。例如， 一種正在開發(fā)碳酸汽化的食品的包裝容 器使用接合到塑料杯的鋁蓋子。由于兩種材料之間的緊密焊接使得 不能通過現(xiàn)有的回收方法足夠容易地分離，因此這使回收利用更加 困難。如果包裝容器由于太大的內(nèi)部壓力例如由于食品的內(nèi)部發(fā)酵 而爆開，這種鋁/塑料類型的包裝容器還可能潛在地產(chǎn)生危險的金屬 邊緣。因此，發(fā)明人確定，不僅要求新型包裝容器保持足夠的內(nèi)部 壓力，而且還要求新型包裝容器能夠自動釋放過大的內(nèi)部壓力。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對于一些類型的包裝， 一旦具有固定量食物的容 器通過氣體被初始加壓到其最大水平然后密封，則頂部空間中的氣 體將逐漸被吸收到食品的組織中，從而減小了包裝容器內(nèi)的總內(nèi)部 壓力。這種減小的內(nèi)部壓力水平可能不足以提供預(yù)期汽感強(qiáng)度從而 改善食品味感。在對上述鋁/塑料類型包裝容器的一個實施例的測試中，在初始?xì)怏w加壓達(dá)到包裝容器的最大承受力(即大約35psi，約 為2.46kg/cm2)之后，容器內(nèi)壓力在氣體被食品吸收后趨于均衡， 包裝容器的內(nèi)部壓力隨之降低到僅大約20psi (1.41kg/cm2)，從而導(dǎo) 致較弱的汽感。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在通過碳酸汽化改善食品味覺的其他各種方法 中，碳酸汽化度(或被吸收的二氧化碳量)在維持包裝容器或容器 內(nèi)的內(nèi)部壓力的步驟過程中隨著二氧化碳的內(nèi)部壓力變化。發(fā)明人 發(fā)現(xiàn)，這種碳酸汽化度隨內(nèi)部壓力而變化的關(guān)系可通過一個壓力控 制裝置保持包裝容器內(nèi)部二氧化碳?xì)怏w壓力均勻一致得到控制，這 一壓力控制能夠確保均勻一致的汽感效果。發(fā)明人目前提出了從1 至5的"汽感度"，以量化地描述與內(nèi)部C02壓力的上述關(guān)系。然而， 發(fā)明人確定現(xiàn)有包裝系統(tǒng)不能將內(nèi)部壓力控制并維持在特定的壓力 水平下，特別是高壓力水平下。發(fā)明人發(fā)明了一種高壓食品包裝容器和系統(tǒng)，其在一個實施例 中提供了 一種高壓食品包裝容器，其包括具有寬口杯和蓋子的可 密封容器和位于可密封容器內(nèi)的與瓶蓋一體或分離的氣體密封件， 所述可密封容器設(shè)計適合用于包裝非液體食品，所述氣體密封件能 夠在可密封容器內(nèi)保持和維持正壓，且所述氣體密封件構(gòu)造成使容 器內(nèi)的正壓加強(qiáng)密封件(即壓力越大，密封越好)；以及圓筒充氣裝 置，該裝置能夠在將蓋子部分地封蓋到杯的狀態(tài)下，對容器進(jìn)行充 氣加壓并對容器進(jìn)行密封定位，從而有效地控制充氣量，獲得所預(yù) 期的汽感和味覺。在一個實施例中，包裝容器能夠提供加壓的富含二氧化碳混合 氣，初始達(dá)到近似75 psi (5.27kg/cm2)，并均衡到近似55psi (3.87kg/cm2)，用于給一些食物例如水果或蔬菜充碳酸氣或維持碳 酸汽化水平。在一個實施例中，如果食品本身對細(xì)菌并沒有抑制作 用(例如酸性)，則在混合氣體中加入最佳量的氧氣，以避免危險的 厭氧情況。混合氣體可含有一定比例的C02和02組合。例如，混合 氣體可以含有95%的C02和5%的02，它即可以產(chǎn)生足夠汽感，也 可以有足夠的氧氣防止厭氧性微生物的繁殖(例如，肉毒梭菌)。在一個實施例中，圓筒充氣加壓裝置通過真空將杯定位，同時 通過螺紋密封件和部分封閉蓋子將所需體積和成份的氣體充填在內(nèi) 部。當(dāng)所需體積氣體通過壓力傳感器探測達(dá)到預(yù)定壓力時，所述壓 力傳感器在蓋子緊固到特定的轉(zhuǎn)矩水平之后發(fā)出信號停止充氣并釋 放真空。在一個實施例中， 一個機(jī)械式充氣裝置將所需氣體充入包 裝容器并達(dá)到可控的壓力水平。在一個實施例中，高壓食品包裝容器包括具有寬口杯和蓋子的 可密封容器，所述蓋子在其內(nèi)表面上具有單向閥，氣體可通過該單向閥注入容器；以及鋁箔襯墊或其他隔膜，所述鋁箔襯墊或其他隔膜在容器內(nèi)的內(nèi)部壓力超過預(yù)定水平時被頂破或爆開，起到過壓安 全保護(hù)作用。例如，高壓食品包裝容器可包括塑料杯和旋上型螺紋 蓋子， 一定數(shù)量的食品如一定量的新鮮水果或蔬菜可保持在包裝容 器內(nèi)的氣改的氣體中(包括部分加壓二氧化碳)，蓋子具有單向隔膜 型閥和鋁箔襯墊。在一個實施例中，鋁箔襯墊密封在杯口上，隨后 氣體可通過單向閥注入包裝容器。在一個實施例中，手動式充氣裝 置可用于將氣體注入密封容器中(通過單向閥)。現(xiàn)參看為示例性高壓食品包裝容器和系統(tǒng)的剖切側(cè)視圖的圖1，可以看出，包裝系統(tǒng)100的一個實施例包括聚對苯二甲酸乙二酯 (PET或PETE)塑料寬口杯102和聚丙烯(PP)蓋子104，蓋子104 通過四圈間斷螺紋105 (螺距為0.083")和蓋子內(nèi)的一個或多個內(nèi) 置點密封件106、 108、 110塑料寬口杯102接合，所述一個或多個 內(nèi)置點密封件106、 108、 110在緊固過程中與杯的頂部杯口 112接 觸。優(yōu)選地，杯口 112限定出進(jìn)入杯102的開口，該開口足夠?qū)挘?使得手指可達(dá)到事先放入杯102中的塊狀固體食品。其他材料也可 用于杯102和蓋子104， 一個或多個點密封件106、 108、 110可與杯 102或蓋子104做成一體，或者可做成合適地裝配到杯102或蓋子 104上的分離構(gòu)件，以提供密封作用。如圖所示，密封件106是與蓋 子104 —體形成的環(huán)形材料薄片，并使得氣體可流入杯內(nèi)部空間 114，但當(dāng)空間114中的壓力超過杯102和蓋子104外部的相反壓力 (通過螺紋105作用)時防止氣體向回流出內(nèi)部空間114。蓋子104 可包括一個或多個點密封件108、 110，它們在蓋子104向下旋固在 杯102上時與緊鄰杯口 H2的表面接合。螺紋105可以是或可以不 是間斷型螺紋，螺距、螺紋尺寸和螺紋圈數(shù)也可能是不同結(jié)構(gòu)和大小。壓力腔室116是由圓筒充氣裝置內(nèi)腔118、墊塊120、下O形圈 124和底板122形成，它們通過在壓力腔室128中產(chǎn)生的真空126 共同夾持住(如圖所示，部分封閉)杯102和蓋子104組件，同時 克服上O形圈130和下O形圈132與杯體和杯蓋之間產(chǎn)生的密封阻 力。當(dāng)施加真空126時，杯和蓋子組件被夾持住，同時所需氣體134 (例如，C02)通過杯102和蓋子104之間的螺紋105間隙泵入包裝 容器中。圖1B中的詳細(xì)視圖通過箭頭134示出了氣體路徑。如。蓋 子材料薄片106充當(dāng)單向閥，使得可在包裝容器的內(nèi)部空間114內(nèi) 建立壓力。當(dāng)探測到期望的內(nèi)部壓力時，加壓停止并被撤消，且同 一薄片106由于其彈性與杯口 112緊貼在一起，從而對內(nèi)部壓力進(jìn) 行密封。內(nèi)部壓力本身起著加強(qiáng)該密封件106的作用。在各種實施例中，包裝容器可包括螺紋蓋子，該螺紋蓋子可通 過一體式或分離的壓力加強(qiáng)密封件保持壓力。諸如所示的材料薄片 106被緊壓在杯102杯口的邊沿上進(jìn)行密封，這種密封方式所需的開 蓋力矩比較低。通常螺紋蓋是通過蓋子內(nèi)頂部和杯口頂面之間的壓 力進(jìn)行密封的。包裝容器內(nèi)部壓力不會幫助密封。但在圖1A-1B所 示的配置中，材料薄片密封件106隨著杯內(nèi)的壓力的增大而提供了 更大的密封力。充氣方法是在杯蓋和杯口部分旋入的狀態(tài)下(如圖 1B所示)，通過充氣圓筒和杯內(nèi)壓力差向內(nèi)推開材料薄片106，形成 氣道134。粘合帶可施加在杯102和蓋子104的接合處，以防止意外 的蓋子轉(zhuǎn)動和提供產(chǎn)品篡改的標(biāo)示。在多個實施例中，可采用在蓋子104和杯102之間使用一個或 多個密封點的壓力加強(qiáng)密封件。密封件可為一體式(蓋子104的一O形圈)，或以涂覆在蓋子104上的不同材料 的方式施加。例如，密封件可是柔軟的但耐用的物質(zhì)，例如噴射到 蓋子的表面上的硅。其他材料也可加到螺紋105上(蓋子104和杯 102上的尺寸相配的螺紋中的任一個或兩個)，以幫助密封。另一個實施例可在蓋子104和杯102的邊緣處包括彎曲配合的 結(jié)構(gòu)，使得包裝容器內(nèi)的內(nèi)部壓力通過結(jié)構(gòu)的并置將蓋子和杯保持 在一起，它們類似于兩個匙裝配在一起。在一個實施例中，蓋子104在包裝容器加壓之后(即在充氣后) 通過轉(zhuǎn)矩扳手旋到(到特定的轉(zhuǎn)矩)杯102上，轉(zhuǎn)矩扳手通過從蓋 子外表面凸出的供牽引/抓持的小翅片抓卡蓋子。優(yōu)選地，被加壓包 裝容器的打開(或泄壓)通過旋松蓋子以使包裝容器內(nèi)的加壓氣體 通過螺紋105排出實現(xiàn)。在打開包裝容器之后重新緊固或重新密封 蓋子104可使殘留在包裝容器內(nèi)的產(chǎn)品中的氣改氣體得到保持。優(yōu) 選地，重新密封的包裝容器能夠保持正的內(nèi)部壓力(由于氣體從食 品中泄漏并進(jìn)入包裝容器內(nèi)的內(nèi)部空間114，或如果其他氣體被注入 到重新密封的包裝容器中)，以延長、維持或提高殘留產(chǎn)品的汽感特 性。在一個實施例中，PETE塑料可用于杯102和蓋子104中的一個 或兩個，且可是方向性塑料，使其在過壓時首先伸展、然后縱向裂 開以防止出現(xiàn)四散形炸開。優(yōu)選地，用于杯102和蓋子104的材料 包括適合于裝存食品的食品級材料，且便于現(xiàn)有回收系統(tǒng)回收和循 環(huán)利用。優(yōu)選地，用于杯和蓋子包裝容器的材料和設(shè)計使得包裝容 器能夠安全地保持高達(dá)卯psi (6.33kg/cm2)的內(nèi)部壓力(超出海平 面的環(huán)境壓力或外部壓力的壓差)，以應(yīng)對產(chǎn)品在運輸、銷售過程中 的一些不測因素，例如熱天、空運和運輸中包裝容器意外從高處摔落。在一個實施例中，不同顏色的材料可用于杯102和蓋子104中的一個或兩個，以標(biāo)示包裝容器的具體容納物。例如，不同顏色可 用于包括包裝產(chǎn)品的特殊類型的新鮮或經(jīng)最少加工的水果或蔬菜， 或可用于它們的組合。作為另一示例，特殊顏色可用于包裝不同種 類的碳酸汽化的新鮮水果，不同的顏色可用于含有高粘性果漿或果 露的非液體食品?，F(xiàn)參看圖2,提供了用于與圖1A的高壓食品包裝容器和系統(tǒng)一 起使用的氣動系統(tǒng)的示例性示意圖。圖3A至3B提供了示例性流程 圖，示出了用于操作圖2的系統(tǒng)的方法步驟。在一個實施例中，包裝系統(tǒng)ioo可通過一系列的閥和開關(guān)控制，使得在壓下腳踏開關(guān)時部分旋合的杯和蓋子組件落入殼體118中的 簡單動作產(chǎn)生一系列事件通過真空將包裝容器保持住、通過螺紋 105和單向或材料薄片密封件106對包裝容器的內(nèi)部空間114充氣加 壓、將蓋子安全旋緊在杯102上、然后通過將包裝容器下方產(chǎn)生的 真空126氣流反向，使已充氣加壓的包裝容器從圓筒充氣裝置中彈 出。在一個實施例中，腳踏開關(guān)(未示出)起動真空泵VP,該真空 泵VP在真空足以(通過由3號壓力表PG3確定)將杯保持住時啟 動1號壓力開關(guān)PS1，以打開5號閥V5，使得來自儲氣筒GC的氣 體被充入包裝容器。當(dāng)達(dá)到期望的容器內(nèi)部壓力(例如75psi，約為 5.27kg/cm2)并被2號壓力表PG2探測到時，2號壓力開關(guān)PS2驅(qū) 動五個閥1號閥VI、 2號閥V2、 3號閥V3、 4號閥V4和6號閥 V6，使得整個系統(tǒng)如圖3A-3B詳述的流程圖所描述的那樣循環(huán)和 重置。當(dāng)通過密封件的加壓停止時，包裝容器內(nèi)的殘留內(nèi)部壓力在旋緊蓋子的過程中使密封件106起作用從而維持內(nèi)部壓力。包裝容器在密封過程中通過螺紋蓋子被期望的混合氣體充填到 預(yù)設(shè)壓力，使得在氣體進(jìn)入食品達(dá)到均衡之后碳酸汽化的食品獲得期望汽感度。如果以1至5的等級描述，其中，1表示幾乎不能探測 到的汽感，5是可見和聽得到的汽感(從產(chǎn)品中迸發(fā)氣泡)，本發(fā)明 系統(tǒng)能夠優(yōu)選地重復(fù)和一致性地生產(chǎn)出所需的任何汽感度的碳酸汽 化產(chǎn)品。為了獲得期望的汽感和相應(yīng)的內(nèi)部最終均衡壓力，初始壓力應(yīng) 該大于最終壓力，以便C02氣體隨著時間逐漸地(例如，幾個小時) 被吸收到食品中。根據(jù)以下方程，初始壓力與最終壓力之間的關(guān)系是添加的氣體質(zhì)量和除包裝容器內(nèi)的產(chǎn)品以外的空間容積的函數(shù)"W (i)其中，p產(chǎn)杯內(nèi)的初始壓力 Pf杯內(nèi)的最終壓力n產(chǎn)杯的氣體空間中的C02的初始摩爾數(shù)112=在水果的C02吸收在給定壓力和溫度下達(dá)到均衡之后殘留在氣體空間中的C02的摩爾數(shù)nrn^已被產(chǎn)品吸收的C02的摩爾數(shù)；這取決于食品內(nèi)的水分 量，且對于給定的食品，在給定的溫度和壓力下是相對恒定的 RHl用氣體常數(shù)-8.3145J/mo1 K V,是在初始加壓之后的杯的容積V2是在壓力達(dá)到均衡之后的容積。如果在壓力下杯的容積變化是可以忽略的，即，V,=V2=VTi是杯內(nèi)的初始溫度T2是在達(dá)到壓力均衡之后的杯內(nèi)的溫度如果杯在冷凍條件下儲存，假設(shè)T產(chǎn)TfT，則方程l變?yōu)?2)然而，對于給定的杯內(nèi)產(chǎn)品體積，如果增加杯的頂部空間或杯 的整體容積V,，將會增大杯內(nèi)C02的摩爾數(shù)，即n,或杯內(nèi)的C02 的質(zhì)量。這樣，可在相同的壓力下增大被碳酸汽化食品的汽感?，F(xiàn)請參看圖4A,提供了涉及過壓保護(hù)特征的示例性高壓食品包 裝容器的剖切側(cè)視圖。在一個實施例中，用于加壓包裝容器400并 產(chǎn)生所需汽感的C02氣體通過塑料蓋404中心的嘴部402和單向隔 膜閥406充入包裝容器400，所述單向隔膜閥406覆蓋鋁箔感應(yīng)密封 襯墊408中的中心孔，所述襯墊408通過電磁感應(yīng)被焊接到塑料瓶 412的瓶口 410上。生產(chǎn)這種包裝的碳酸汽化食品的步驟包括首先 在瓶412的內(nèi)部空間414加入一定量的食品；然后將裝有鋁箔襯墊 408和單向閥406的瓶蓋404以預(yù)定力旋擰在杯或瓶412上；將瓶蓋 404和瓶412從電磁感應(yīng)焊接機(jī)中通過，以將鋁箔襯墊408焊接到瓶 口410上，從而產(chǎn)生密封；以及最后通過瓶蓋404上的嘴部402給 包裝容器400充填C02氣體。瓶蓋404優(yōu)選地以預(yù)定的力旋擰到瓶 上，該預(yù)定力足夠低，以便于容易地用手旋開(即，便于供小孩使 用)。鋁箔襯墊408提供過壓安全保護(hù)特征。如果包裝容器內(nèi)的內(nèi)部 壓力由于溫度過高超過預(yù)定的壓力時，鋁箔襯墊408優(yōu)選設(shè)計成通 常在瓶口410附近爆開，或從瓶口410局部分離，從而釋放包裝容器內(nèi)壓力。其他材料例如隔膜襯墊或塑料膜可用于過壓安全保護(hù)， 且這種材料可使用其他非電熱焊接方法焊接到瓶口 410上。在各種實施例中，瓶412可如圖1A所示包括杯102，或具有前 面描述的杯102的特征中的一個或多個特征。同樣地，圖1A中的杯 102可包括圖4A中的瓶(或杯)412的特征中的一個或多個特征。 類似地，圖1A中的蓋子104和圖4A中的帽(或蓋子)404可具有 一個或多個特征。例如，在一個實施例中，瓶412帶有螺紋416，該 螺紋416與瓶蓋404上的螺紋418相配合。然而，如圖4A所示，相 配螺紋416、 418與圖1A所示的螺紋105的齒形不同。圖4B是圖4A的高壓食品包裝容器的蓋子部分的剖切仰視圖。 從蓋子(或帽)404的底部可以看出，根據(jù)優(yōu)選實施例，單向隔膜閥 406圍繞著嘴部402被置于中心，使得嘴部中的開口 440與鋁箔襯墊 408中的開口 426和隔膜閥406中的幵口 424對齊。在開始充填包裝 容器400的內(nèi)部空間414之前，注入嘴部幵口 440中的氣體通過鋁 箔襯墊開口 426進(jìn)入隔膜閥開口 424和位于通道側(cè)部422、 423之間 的通道420。優(yōu)選地，鋁箔襯墊開口 426具有至少與嘴部開口 440 的尺寸442 —樣大的尺寸(或直徑)432。優(yōu)選地，單向閥開口 424 具有至少與箔襯墊開口 426的尺寸432 —樣大的尺寸430。在一個實 施例中，隔膜閥406包括位于通道側(cè)部422、 423之間的通道420， 其具有比單向閥開口尺寸430大的寬尺寸，使得底層438中的隔膜 材料能夠向上彎曲(當(dāng)包裝容器的內(nèi)部空間414內(nèi)的內(nèi)部壓力形成 時)，以密封通道420和閥開口 424。圖5A是圖4A的高壓食品包裝容器的蓋子的剖切側(cè)視圖，較詳 細(xì)地示出了根據(jù)一個實施例的被裝載在蓋子(帽)404上的單向隔膜 閥406和箔襯墊408。圖5B是圖5A的蓋子的單向閥區(qū)域的詳細(xì)的剖視圖，且更清楚地示出了一個實施例中的包括閥和襯墊的多個層。塑料蓋404的組件層從上至下是中心嘴部402、感應(yīng)密封箔襯墊408 和單向閥406，所述單向閥406本身又包括三個隔膜層434、422/423、 438。單向閥406的中間層422/423中的通道通過從嘴部開口 440施 加在閥406的中心的正壓被稍微打開，以使得氣體可沿一個方向流 入瓶412。單向閥406的底層438上的背壓使底層438向上塌陷并緊 貼在鋁箔中心開口 432上，從而防止氣體回流出瓶412和嘴部402。 在一個實施例中，少量粘性流體例如一滴食品級油可放置在閥開口 424中(它可移動到通道420中)，以在背壓使底層438向上突起關(guān) 閉單向閥時幫助密封通道420。感應(yīng)密封鋁箔襯墊408可包括被用塑料涂覆在一側(cè)的鋁箔襯墊 材料，該塑料通過鋁箔在被傳導(dǎo)通過與感應(yīng)密封過程關(guān)聯(lián)的感應(yīng)(或 RF)能量場時發(fā)熱。然后，被加熱的塑料涂層粘合到與涂層接觸的 表面上。優(yōu)選地，塑料涂層被定位成粘合到瓶412的瓶口 410，且鋁 箔襯墊408或瓶口 410與鋁箔襯墊408之間的焊接被設(shè)計成在預(yù)定 壓力下失效。例如，箔襯墊408可設(shè)計成在90psi (6.33kg/cm2)的 內(nèi)部壓力下失效。優(yōu)選地，鋁箔襯墊408合適地設(shè)計成當(dāng)包裝容器 400的蓋子404被擰脫或擰開時爆開(或在與瓶口 410的焊接接合部 處出現(xiàn)泄漏)。在優(yōu)選實施例中，當(dāng)蓋子404打開時，密封失效并開 始釋放壓力。 一旦蓋子104被打開后，鋁箔襯墊408存留在瓶412 的瓶口 410上，可以通過鋁箔襯墊上的凸耳向上撕拉將鋁箔襯墊撕 離瓶口分開。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果箔襯墊密封件焊接太強(qiáng)，密封件即使在瓶蓋 除去時也不會馬上破裂失效，發(fā)生密封件陡然"砰"的爆開，造成 潛在的不安全。在優(yōu)選實施例中，鋁箔襯墊408和杯410的杯口之間的焊接強(qiáng)度被控制成使其所形成的密封在包裝容器的壓力密封中是弱的連接。換言之，當(dāng)內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)定值例如卯psi(6.33kg/cm2) 時，鋁箔襯墊408從杯412的杯口 410脫開。這時，包裝容器將釋 放過大的內(nèi)部壓力，從而不能繼續(xù)保持碳酸汽化效果。該過壓保護(hù) 特征在包裝容器可能被消費者濫用比如儲存在過高的溫度下而導(dǎo)致 食物內(nèi)部發(fā)酵產(chǎn)生過高的內(nèi)部壓力時起到安全泄壓的作用。為了避 免因一些不可控制因素和不當(dāng)儲存及操作方法造成的容器過壓爆開，襯墊密封處被設(shè)計成最薄弱點首先失效，從而使得壓力通過杯 412和蓋子402之間的螺紋泄漏。在一個實施例中，在蓋子404從加壓包裝容器400初始移除后， 箔密封將被破壞，但可保持在杯口上(例如，通過僅部分地向上撕 開鋁箔襯墊408)，使得在蓋子404在瓶412上再一次的重新密封時 包裝容器可繼續(xù)保持一定內(nèi)部壓力。額外的C02可注入包裝容器 400，以進(jìn)一步延長所需的汽感，在包裝容器中的食品保持較高的汽 感度。圖6是與圖4A的高壓食品包裝容器一起使用的示例性系統(tǒng) 600。如上所述，為了獲得期望的汽感度所需的汽化壓力是氣體空間 容積和時間的函數(shù)。在 一 個實施例中，充填壓力大約75psi (5.27kg/cm2)，食物在吸收C02氣體達(dá)到飽和時的壓力是50psi (3.52kg/cm2)。如圖所示，手動裝置602可用于通過包裝容器的嘴 部402將氣體(例如，C02或C02-02的混合氣體)注入每個包裝容 器400。手動裝置602優(yōu)選由可縮回機(jī)構(gòu)604懸置，且包括壓力傳感 器或開關(guān)，所述壓力傳感器或開關(guān)在包裝容器400的內(nèi)部壓力達(dá)到 預(yù)定水平(例如，大約75psi，約5.27kg/cm2)時自動停止多余氣體 流入容器。優(yōu)選地，杯102 (或412)的尺寸大小可以是用于一份、兩份或 三份食量的。在一個實施例中，單份食量的重量在2oz (56.70g)至 3oz (85.05g)的范圍內(nèi)。在一個實施例中，單份食量的包裝具有使 食量重量為2.6oz (73.71g)的杯尺寸)。 一份、兩份或三份食量可分 別對應(yīng)于使食量重量為2oz(56.70g)、 4oz( 113.40g)和6oz( 170.10g) 的杯尺寸。用于一份、兩份或三份食量的杯尺寸可分別對應(yīng)于使食 量重量為2 - 2.6oz (56.70 - 73.71g)、 4 — 5.2oz ( 113.40 - 147.42g) 和6-7.8oz ( 170.10 - 221.13g)范圍內(nèi)的杯尺寸。也可使用對應(yīng)于 杯尺寸和杯尺寸范圍的其他份量。優(yōu)選地，包裝容器可便于手拿， 且便于一只手抓握。在前面的說明書中采用的術(shù)語和表述在此用于描述目的，而非 限制性的，且并沒有在這些術(shù)語和表述的使用中將所示和所述的特 征或它們的多個部分的等同替換排除在外的意圖，可以認(rèn)為，本實 用新型的范圍僅由權(quán)利要求書限定和限制。
權(quán)利要求1.一種高壓食品包裝容器，其特征在于，包括具有底部、和從所述底部向上延伸到杯口的側(cè)面的杯，所述杯口確定杯子的開口大小，一定體積的食品可通過所述開口被接收到所述杯的內(nèi)部空間中，所述杯的所述開口足夠?qū)?，使得手指可到達(dá)所述內(nèi)部空間中的非液體食品塊；能夠封蓋所述開口、且具有能夠與所述杯口上的螺紋相配嚙合的螺紋的蓋子；以及至少一個單向密封機(jī)構(gòu)，所述至少一個單向密封機(jī)構(gòu)可使得氣體通過它進(jìn)入到所述內(nèi)部空間，且可防止所述氣體通過它從所述內(nèi)部空間泄漏，其中，所述高壓食品包裝容器能夠保持至少2.46kg/cm2的內(nèi)部壓力，其中，所述高壓食品包裝容器能夠便于單手抓握。
2. 如權(quán)利要求1所述的包裝容器，其特征在于，它還包括隔膜 襯墊，所述隔膜襯墊能夠在所述內(nèi)部空間內(nèi)的內(nèi)部壓力超過預(yù)定水 平時自動從所述內(nèi)部空間釋放壓力。
3. 如權(quán)利要求1所述的包裝容器，其特征在于，它還包括隔膜 襯墊，所述隔膜襯墊能夠在所述蓋子被從所述杯上擰下時可控制性 地從杯口的螺紋接合處釋放內(nèi)部壓力。
4. 如權(quán)利要求1所述的包裝容器，其特征在于，所述單向密封機(jī)構(gòu)包括隔膜型單向閥。
5. 如權(quán)利要求4所述的包裝容器，其特征在于，所述蓋子包括 嘴部，所述嘴部能夠接收所述氣體并將所述氣體引導(dǎo)通過所述單向 閥。
6. 如權(quán)利要求1所述的包裝容器，其特征在于，所述單向密封 機(jī)構(gòu)包括環(huán)形密封件，所述環(huán)形密封件位于所述蓋子的內(nèi)頂部并作 用于所述杯口和蓋子的內(nèi)頂面之間。
7. 如權(quán)利要求6所述的包裝容器，其特征在于，所述環(huán)形密封 件包括材料薄片，所述材料薄片從所述蓋子延伸，且能夠向內(nèi)偏轉(zhuǎn) 以使得所述氣體可流入所述內(nèi)部空間，所述薄片在所述內(nèi)部空間內(nèi) 的壓力超過所述內(nèi)部空間外的壓力時向回擠壓到所述杯口的表面 上。
8. 如權(quán)利要求7所述的包裝容器，其特征在于，它還包括一個 或多個另外的環(huán)形密封件，所述一個或多個另外的環(huán)形密封件位于 所述杯口的表面與所述蓋子的表面之間。
9. 如權(quán)利要求6所述的包裝容器，其特征在于，所述氣體通過 位于所述杯和所述蓋子之間的螺紋注入所述內(nèi)部空間。
10. 如權(quán)利要求1所述的包裝容器，其特征在于，當(dāng)所述一些食 品是單份的食量時，所述杯的尺寸選擇成使食量重量在56.70g-、85.05g的范圍內(nèi)。
11. 如權(quán)利要求9所述的包裝容器，其特征在于，它還包括圓筒 定位裝置，所述圓筒定位裝置能夠在通過位于所述杯和所述蓋子之 間的螺紋將氣體充入所述內(nèi)部空間時用真空固定所述杯。
12. 如權(quán)利要求2所述的包裝容器，其特征在于，所述預(yù)定壓力 是6.33kg/cm2。
13. 如權(quán)利要求2所述的包裝容器，其特征在于，所述隔膜襯墊 包括能夠通過電磁感應(yīng)焊接到所述瓶口上的電熱焊接襯墊，使得與 所述瓶口形成的密封在所述內(nèi)部空間內(nèi)的內(nèi)部壓力超過所述預(yù)定壓 力值時失效，從而釋放所述內(nèi)部壓力。
專利摘要一種高壓食品包裝容器和系統(tǒng)包括用于裝有一定數(shù)量食品的杯、一個杯蓋、和至少一個單向密封機(jī)構(gòu)，所述至少一個單向密封機(jī)構(gòu)可使得氣體通過它進(jìn)入由杯和蓋子封閉的內(nèi)部空間，且防止氣體通過它從內(nèi)部空間泄漏。高壓包裝容器(和系統(tǒng)以及使用高壓包裝容器的方法)特別適于生產(chǎn)具有汽感(或碳酸汽化)特性的食品(例如，水果或蔬菜)。
文檔編號B65B31/00GK201165386SQ20082000148
公開日2008年12月17日 申請日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者A·凱格勒, G·D.·考夫曼, 凌慶躍 申請人:碳酸果品公司