一种用于填充瓶的方法.pdf

1.  一种用非碳酸液体装填具有挠性壁的容器的方法，包括：
提供非碳酸液体；
在第一温度，在第一温度将合适的气体以亚饱和水平溶解于所述非碳酸液体中；
将含有溶解气体的所述非碳酸液体转移至挠性壁容器中以填充所述容器至顶部或填充所述容器的预先设定部分，所述容器的未填充部分留作顶部空间；
紧闭所述容器；
使含有所述溶解气体的所述非碳酸液体达到第二温度；借此同时维持所述顶部空间中的压力以防止正常处理期间所述挠性壁的变形；
其中，所述顶部空间具有决定所述非碳酸液体中所述溶解气体所需的压力以在所述顶部空间中产生希望的压力积累的体积分数。

2.  一种用非碳酸液体食品装填具有挠性壁的容器的方法，包括：
将合适的气体以微米/纳米气泡形式以亚饱和水平引入至第一容器中的处于第一温度的非碳酸液体中；
将含有所述微米/纳米气泡的所述非碳酸液体转移至挠性壁容器中以填充所述容器至顶部或填充所述容器的预先设定部分，所述容器的未填充部分留作顶部空间；
紧闭所述容器；以及
使含有所述微米/纳米气泡的所述非碳酸液体达到第二温度，借此维持所述顶部空间中的压力以防止正常处理期间所述挠性壁的变形；
其中，所述顶部空间具有决定所述非碳酸液体中所述溶解气体的所需压力以在所述顶部空间中产生希望的压力积累的体积分数。

3.  根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，所述第二温度低于所述第一温度。

4.  根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，所述第二温度高于所述第一温度。

5.  根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括：
提供非碳酸液体；
使所述非碳酸液体通过缓冲罐和通过过滤系统；
对所述非碳酸液体消毒；
将合适的气体溶解在所述非碳酸液体中；
使含有溶解气体的所述非碳酸液体进入填充器单元；以及
将含有所述溶解气体的所述非碳酸液体从所述填充器单元转移至容器中并封闭所述容器。

6.  根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括：
提供非碳酸液体；
使所述非碳酸液体通过缓冲罐和通过过滤系统；
对所述非碳酸液体消毒；
使所述非碳酸液体进入填充器单元；
将合适的气体进料至所述填充器单元；以及
将含有所述气体的所述非碳酸液体从所述填充器单元转移至容器中并封闭所述容器。

7.  根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括：
提供非碳酸液体；
使所述非碳酸液体通过缓冲罐和通过过滤系统；
对所述非碳酸液体消毒；
使所述非碳酸液体进入填充器单元；
使所述非碳酸液体从所述填充器单元离开并将所述非碳酸液体转移至容器中，当将所述非碳酸液体转移至容器时，溶解合适的气体，随后封闭所述容器。

8.  根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述合适的气体是惰性气体。

9.  根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述合适的气体选自N₂、N₂O、CO₂、或这些的任意组合。

10.  根据权利要求8和9中任一项所述的方法，其中，所述合适的气体提供压力积累和/或使所述液体轻微碳酸化。

11.  根据权利要求8和9中任一项所述的方法，其中，所述合适的气体是N₂O，其提供压力积累。

12.  根据权利要求11所述的方法，其中，所述N₂O产生快乐心情的轻产品。

13.  根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述非碳酸液体包含一种或多种组分。

14.  根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其中，在范围为60℃至90℃的高温实施消毒。

15.  根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其中，在范围为环境温度至95℃的温度实施将所述气体进料至所述非碳酸液体。

16.  根据权利要求5-7中任一项所述的方法，进一步包括将所述填充器单元中的液体温度(T_L)保持在环境温度至95℃的范围内。

17.  根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其中，沿进料线路的压力在1至10巴的范围内。

18.  根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其中，所述填充器单元的入口处的压力在1至10巴的范围内。

19.  根据权利要求5-7中任一项所述的方法，进一步包括将泵添加至进料线路，以在所述非碳酸液体进入所述填充器单元之前提高所述非碳酸液体的压力。

20.  根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其中，所述容器在填充期间对大气是开放的。

21.  根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其中，所述容器在填充期间对大气是封闭的。

22.  根据权利要求5-7中任一项所述的方法，进一步包括在填充期间和填充之后将所述容器保持在环境温度或更低的温度。

一种用于填充瓶的方法
技术领域
本发明涉及一种用于将非碳酸(或碳酸)饮料填充至由内压稳定的薄壁容器中的方法。更具体地，本发明涉及在加工期间和之后，在液体中溶解气体以适当地控制挠性容器或半挠性容器的内压。
背景技术
通常的饮料通常可以被划分为碳酸类饮料和非碳酸类饮料。传统的玻璃容器已经成为支柱超过一个世纪。然而，越来越受欢迎挠性容器或半挠性容器引起了对于加工期间和之后内部包装压力的适当控制的注意。
过饱和的碳酸饮料需要挠性包装以抵抗与外部的大气压力相比正的更高的内压。非碳酸饮料(尤其当以热填充处理时)与负的内压(与环境压力相比)有关。热填充通常在热消毒过程之后，因此，当冷却产品(例如，在货架上)时，发生负压差，由此施加在包装上的外压高于内压。为了克服压差，即，为了将内压增加至与外压可相比的水平，饮料和食品工业已经长期利用氮气用于装瓶和包装应用。
在最相关的技术中，在覆盖和密封容器之前，将微控的液氮滴注入容器中。在大多数技术背后的基本想法是，当少量液氮击打饮料的表面或进入饮料核心时，它汽化并且在气相中提供压力。事实上，从物理的角度来看，当冷液氮(-190℃)暴露于环境(在环境温度)时，它立即发展为气态氮。可能地，对于热填充过程，小滴的蒸发过程可能是更快速的和显著的。因此，刚好在密封之前，通过所谓的温和喷氮的压力积累(刚好在覆盖之前在饮料上面)需要液氮的准确填装和精确定时的液氮滴至容器(瓶或罐等)的顶部空间中。因为每个容器单独进行氮注射，因此需要适当的专门装置以确保以不同的线路速度氮供料的高纯精度。
WO 99/02406公开了一种生产包装在罐或瓶或其它合适的容器中的液体产品的方法。该方法包括将氮、二氧化碳和一氧化二氮气体中的一种或多种注入液体产品中。该方法的一个优选特征是在注入气体前冷却液体 产品。另一优选特征是在封闭容器之前将液氮添加至填充的容器的顶部空间中。
US 2004/0035089描述了一种使用惰性气体如氮和/或二氧化碳在薄壁的包装中包装液体产品的方法和装置，其中惰性气体以气态通过注射器引入至冷液体中，液体利用该惰性气体成为饱和的或过饱和的。
GB 2134496描述了一种利用基本上无碳酸的饮料填充罐的方法，在该方法中，在压力下将N₂气体和CO₂气体作为混合物溶解于饮料中。随后，在与将N₂和CO₂气体以预定比例溶解在饮料中相同的温度和压力下将预定量的饮料引入至罐中，并将含有惰性气体的N₂气体和/或CO₂供应在罐中饮料的表面上，在罐的顶部空间中基本上替换空气，而在罐的填充和密封之间罐是开放的。
GB 2241941描述了一种利用低碳酸液体(如啤酒)填装容器(特别是薄壁罐)的方法，包括将二氧化碳溶解在液体中，以及将氮溶解在液体中同时通过冷却器循环溶液，因此在合适的亚环境温度实施溶解。
EP 0489589描述了一种用于非碳酸液体食品装罐的方法，根据该方法，在0至4℃之间的温度将氮溶解于产品中，其中，在氮压力下将产品保持在保温罐中足以允许泡沫减退的一段时间。随即液密关闭填充的罐，并且在每个封闭罐中氮从溶液出来以创造超大气压力。
如上面看见的，在所有的方法中，在注射气体之前冷却液体产品，以及在一些方法中，在封闭容器之前，将液氮添加至填充的容器的顶部空间。然而，所有相关的现有技术文献强调液体必须是足够过饱和的以在密封时确保产品中足够量的气体(氮)的需求。照这样，现有方法包括注射饱和饮料所需量很少倍的氮，和/或包括冷却液体产品至预定的温度的步骤，和/或将CO₂/N₂的气体混合物引入产品中(具有预定的比率)，其假设氮表面饱和的液体能够以过饱和水平将氮保持较长的时间。
此外，在大多数现有的方法中，除将氮注射至液体外，还将另外的气体N₂和/或CO₂供应至容器中产品的表面上同时在填充和密封容器之间容器仍然是开放的。这增加了控制和/或复杂的同步化的巨大困难。
在这个点，值得注意的是液相越饱和，气体漏泄越明显且强烈。此外，过饱和是物理上很少定义的状态并且因此更难控制。正如在本文中显示的，为了适当控制加工期间和之后挠性容器或半挠性容器的内压，过饱和并不是必须需要的。
因此，本发明的目的是提供一种在碳酸或非碳酸产品的冷填充过程或热填充过程中用于压力积累和控制的一般方法和广泛原理(comprehensive principle)。通过该方法，确定挠性容器或半挠性容器的最终(货架(shelf))内压适当控制所需要的气体的精确量(或其相应的压力)，从而避免不必要的过饱和以及气体浪费。
本发明的另一目的是处理生产的整个线路，或根据当地的压力/温度条件的填料，而不是处理移动单个容器。同气体-奔流系统和方法相对比，分配氮滴于单独的每个瓶。因此，所提议的方法是氮气节省并且不依赖于与其它线路装置有关的线路中断、线路路速度变化或任何断开时间问题。
最后，但并非最不重要的一点是，因为所提议的方法与界限清楚的物理状态有关，所以很容易设计和控制。
具体实施方式
本发明的特点之一是利用亚饱和液体和/或迟饱和状态(late saturation state)操作(填充)，使得气体的逸出不是显著的而是微小的影响。
气体可以是根据所需的压力积累、产品性能、填充条件(例如，填充温度)、沿着线路的气体注入的位置等所选择的氮或任何其它气体。例如，二氧化碳(CO₂)可以用于内压积累以平衡外部环境压力，P∞＝1atm。在这种情况下，可以获得非常轻的碳酸水。对于T＝25℃和P∞＝1atm，可以平衡环境压力的CO₂气体的平衡溶解度是大约1.5gr/l，与常规的碳酸饮料相差甚远，但是仍是不可不重视的因此不可以忽视。然而，在打开之后，CO₂浓度可能降低，因为外部的CO₂环境浓度是～1％。因此，碳酸化作用实际上是非常小的水平并且在打开之后立即减少。
值得注意的是，在轻碳酸水或碳酸水之间的健康考虑主要涉及水合水平。一些人认为，碳酸化可能导致脱水的风险(例如，通过在肾上产生压力)。另一方面，研究已经确认了一些轻碳酸水的健康益处。实际上，在碳酸饮料和非碳酸饮料之间的健康差异仍然在激烈的讨论中。
因此，利用CO₂，使用低水平的CO₂可以实现双重目标：(1)压力积累，以及(2)理想水平的轻碳酸产品。
上面提出的方法和原理的另外的应用是一氧化二氮(笑气)(N₂O)用于压力积累并因此用于轻气化的用途。一氧化二氮是不易燃的无毒气体，其没有颜色或气味，是微甜的并且无法仿制。因此，它广泛用于医药、娱乐、烹调领域并且被许可作为食品添加剂。一氧化二氮气体用于食品服务， 例如烹调喷雾(cook sprays)，因为它防止细菌增长，或者在点心(snack food)中填充它以消除细菌。还将它用作起泡剂或混合剂(例如，在牛奶过程中，在制造生奶油中等)。
除作为食物生产的重要组分外，例如一氧化二氮箱(cartridge)是受欢迎的并且是政府认可的食品添加剂。它还成为用于冷却食品的二氧化碳(箱)的普通替代物。
值得注意的是，即使意外吸入，一氧化二氮被认为是相对更安全的镇静剂。没有“宿醉”效应-在停止气体供应之后3-5分钟内从身体中消除气体。一氧化二氮不是过敏原。只有以非常高的剂量给药且呼吸持续非常长的时间，才出现一些副作用。因此，它是娱乐和享乐受欢迎的根源之一。控制N₂O的使用的现今真正的挑战是避免由娱乐性使用向其他集约方法转移。
N₂O的另一特性是它在环境温度是惰性的并且它溶于水得到中性溶液。当一氧化二氮溶于水时存在的平衡向右进行(lies far to the left)：
N₂O+H₂O＝H₂N₂O₂(7)
考虑到上面，用于压力积累(在呼吸时不明显)并且以相对小的浓度利用一氧化二氮(由于其高亨利常数，参见以下)可以导致非常适度的具有“乐饮”的轻特征、绝对安全(因为你可以开车回家并且不需要护送者)的气化产品，并且可以利用各种受控水平的气化生产。此外，利用一氧化二氮的目标是双重的；首先，用于以实际非常低的浓度的压力积累或者用于压力积累和以温和浓度的快乐轻产品。
利用微米/纳米气泡气化：
微米/纳米气泡具有相对小的上升速度，并且由多种类型的生成器产生。同在快速上升且在界面处破裂的普通大气泡相比，微米气泡保持悬浮在液体中较长的时间并且溶于液相中。
微米/纳米气泡的最重要的特点之一是它们的高表面积与体积比率，其导致在液体中的高溶解度和极其稳定的迟过饱和溶液。
考虑到微米/纳米气泡的以上特征，通过利用微米/纳米气泡实施气化过程(碳酸化或氮化)。与填充容器(罐和瓶)直到它们完全密封的规模-时间(其是秒级的)相比，在完全溶解之前，微米气泡由于它们的长寿命期限可以维持迟的过饱和。
作为直接的结果，在气泡中保持气体体积(CO₂、N₂或N₂O)并且仅仅在密封容器之后和将产品冷却至货架温度之后释放气体体积至气相(顶部空间)。此外，因为气体在热温度不释放，在密封容器后，在顶部空间中的最初压力不会立即增加(由于与过饱和相关的直接强烈的气体逸出)，而是在顶部空间中的压力会下降，并且气体将逸出液相以仅在产品冷却之后在某一时刻补偿这样的下降。
发明内容
根据本发明，提供了一种用非碳酸(或碳酸)液体食品装填具有挠性壁的容器的方法，包括：
在填充器单元中提供非碳酸液体；
在第一容器中，在第一温度将合适的气体以亚饱和水平溶解在所述非碳酸液体中；
将含有溶解气体的非碳酸液体转移至挠性壁容器中以填充容器至顶部或填充容器预先设定的部分，将挠性壁容器的未填充部分留作顶部空间，并且在顶部空间中液体与气体保处于平衡或非平衡状态；
紧闭容器；
使含有溶解气体的非碳酸液体达到第二温度；
借此，当第二温度低于第一温度时，液体的体积减少，在所述容器中产生顶部空间，填充所述容器至顶部或增加其中填充预先设定的部分的所述容器中的顶部空间，水蒸汽凝聚并且打破平衡，因此，液体中的溶解气体与顶部空间中的气体达到新的平衡。顶部空间中的气体在容器内维持压力以在正常的处理期间防止壁变形。
其中，顶部空间具有决定在非碳酸液体中所需的溶解气体的压力以在顶部空间中产生希望的压力积累的体积分数。
根据本发明，沿着线路的任何地方并且不必须是在填充器中可以进行在所述非碳酸液体中溶解气体。
而且，根据本发明，以上方法包括：
提供非碳酸液体；
使非碳酸液体通过缓冲罐和过滤系统；
对非碳酸液体消毒；
将合适的气体溶解在所述非碳酸液体中；
使含有溶解气体的非碳酸液体进入填充器单元；以及
将含有溶解气体的非碳酸液体从填充器单元转移至容器中并且封闭容器。
而且，根据本发明，以上方法包括：
提供非碳酸液体；
使非碳酸液体通过缓冲罐和过滤系统；
对非碳酸液体消毒；
使非碳酸液体进入填充器单元；
将合适的气体进料至填充器单元中；以及
将含有气体的非碳酸液体从填充器单元转移至容器中并且封闭容器。
而且，根据本发明，以上方法包括：
提供非碳酸液体；
使非碳酸液体通过缓冲罐和过滤系统；
对非碳酸液体消毒；
使非碳酸液体进入填充器单元；
使非碳酸液体从所述填充器单元离开并将非碳酸液体转移至容器中，当将非碳酸液体转移至容器中时，溶解合适的气体，然后封闭容器。
而且，根据本发明，气体是合适的惰性气体。
而且，根据本发明，合适的气体选自N₂、N₂O、CO₂或这些的任意组合。
而且，根据本发明，气体提供压力积累和/或使液体轻微碳酸化。
而且，根据本发明，气体是N₂O，其提供压力积累。
而且，根据本发明，N₂O创造快乐心情的轻产品。
而且，根据本发明，非碳酸液体包含一种或多种组分。
而且，根据本发明，在60至90℃范围的高温实施消毒。
而且，根据本发明，在环境温度至95℃范围的温度实施将气体进料至非碳酸液体。
而且，根据本发明，上述方法进一步包括，在填充器单元中保持液体温度(T_L)为环境温度至95℃。
而且，根据本发明，沿着进料线路的压力在1至10巴的范围内。
而且，根据本发明，填充器单元入口处的压力在1至10巴的范围内。
而且，根据本发明，将容器保持在大约环境温度或以下。
而且，根据本发明，以上方法进一步包括，在非碳酸液体进入填充器单元之前，将泵添加至进料线路以提高非碳酸液体的压力。
而且，根据本发明，在填充期间，容器对大气是开放的或关闭的。
而且，根据本发明，以上方法进一步包括在填充期间和填充之后将容器的壁保持在环境温度或以下。
根据本发明，提供了一种用非碳酸液体食品装填具有挠性壁的容器的方法，包括：
在第一容器中，在第一温度将合适的气体以微米/纳米气泡的形式以亚饱和水平引入非碳酸液体中；
将含有微米/纳米气泡的非碳酸液体转移至容器以填充容器至顶部或填充容器的预先设定的部分，将挠性壁容器的未填充部分留作顶部空间，并且所述非碳酸液体中的气体与顶部空间中的气体处于平衡或非平衡状态；
紧闭容器；以及
使含有微米/纳米气泡的非碳酸液体达到比第一温度低或高的第二温度；
借此，当第二温度低于第一温度时，液体的体积减少，在填充至顶部的所述容器中产生顶部空间，或增加其中填充预先设定的部分的所述容器中的顶部空间，水蒸汽凝聚并且打破平衡，因此，微米/纳米气泡溶解在液体中，并且气体逸出至顶部空间直到达到新的平衡。顶部空间中的气体维持容器内的压力以在正常处理期间防止壁的变形，其中，顶部空间具有决定在非碳酸液体中所需的溶解气体的压力以在顶部空间中产生希望的压力积累的体积分数。
而且，根据本发明，第二温度低于第一温度。
而且，根据本发明，第二温度高于第一温度。
应当指出的是，顶部空间的压力积累是本发明最显著的特征。因为顶部空间中的压力积累长时间保持容器安全，因此其是高度重要的。在容器 中顶部空间的体积决定在非碳酸液体中溶解气体所需的压力以在顶部空间中产生压力积累和/或非碳酸液体的气化。
附图说明
图1是用于在非碳酸产品的热填充或冷填充线路中压力积累和控制的过程示意图；
图2是除了另外的泵外与在图1中所示出的过程相同的过程示意图。
图3&4详细描述了亚饱和操作的原理。
附图的具体实施方式
图1和2中示出的过程能够维持贯穿整个根据本发明的非碳酸产品的热填充或冷填充线路亚饱和水平。以下详细描述沿着线路温度变化的通常情况。
现在参考图1，其是用于在非碳酸产品的热填充线路中的压力积累和控制的过程100的示意图。
如在图1中所看到的，在混合器单元106中混合水102和组分A104。随后，将很好混合的产品通过缓冲罐108至过滤系统110。迄今为止温度几乎保持不变(大约25℃)。
通过热消毒在热单元112进行，将产品从热单元112转移至填充器单元114中并且在86℃至90℃范围的温度(T_L)将其保持在填充器单元114中。
在压力P_i＞P_L时(其中P_L是填充器单元114的压力)，将气体氮116(来自于氮源N₂(或如上面指出的任何其它气体))进料至进料线路至填充器单元114。借助于氮116将在压力P_L维持在其所需的(设计)值。然而，应当注意的时，可以沿着线路的任何地方注射氮。
通常，在实践中，沿着线路的压力大致上是约4巴。然而，由于沿着线路压力下降，在填充器单元114的入口处的压力是偏低的，即，约2-3巴。
将产品从填充器单元114进料至通常保持在25℃的环境温度的容器中。
图2是除了泵202(其对于过程200是另加的)大部分与过程100相同的过程200的示意图。在产品进入填充泵114之前泵202增加了产品的压力。
过程100是典型的线路，其中压力在入口处是最高的并且沿着线路降低，然而过程200由于将产品泵送至填充器单元114包括压力上升的下游。因此，过程100的特征为填充器单元114中的低压，而在过程200中，填充器单元114的压力高于上游的压力。关于在整个线路中维持亚饱和水平，在下面进一步分析这两个过程。
在过程100和过程200中，填充器单元114中的产品可以相应于压力P_L和温度T_L(86℃，例如)而保持平衡或欠饱和。将产品从填充器单元114进料至容器(通常在25℃的环境温度)中。容器在填充过程处可以是封闭或开放的。
对于水中的氮，基于在T_L＝86℃的亨利定律常数的值，可以根据以下计算填充器单元114中的溶解度：
P＝H(T)xC。      (1)
为了举例说明，随温度亨利常数(系数)的变化通过所谓的Van’t Hoff关系估计，其中：

对于氮，C_i和H(T₀)的相应值是：
C_i＝800        (2b)
和T₀＝298.15°K；H(T₀)＝1639.34       (2c)
以下提供了对于开放和封闭容器的两种情况在填充点物理情形的分析：
表1提供了在单相(液体)封闭系统中作为填充器压力(P_L)函数的压力积累的典型的计算值。

对于在表1中提供的示例，使用与热填充过程相应的T_L＝86℃的恒温。基于在TL的亨利-常数，CL*表示在(P_L,T_L)的平衡溶解度。
填充器压力(P_L)在2.0至2.5、3.0、3.5和4.0之间变化。对于P_L的每个值，计算相应的浓度CL*并且将该浓度用于计算在25℃的最终压力。然而，根据表1中P*(25)的值，人们可以在亚饱和水平操作以产生P*(25)＝1.0atm。
因此，假定(最初)填充过程是足够快的，因此，在密封之前没有氮损失，然后预测在各个温度的新平衡压力。例如，在25℃的普通货架温度，当设计填充器压力是P_L>2atm时，相应的压力P*(25℃)总是比大气压高。当产品冷却至15℃(例如在使用之前)时，内压P*(15℃)仍然足以抵抗外部的环境压力，P∞＝1atm。
此外在表1中还包括在货架温度T＝25℃的过饱和，以压差的方式定义为；
Δps＝p*(25℃)-P∞            (3)
注意，Δps代表环境压力以上的压差，并且它代表气体逸出的推动力。因为p*(25℃)是T_L＝25℃容器壁处的平衡压力。正如在表1中所看到的，Δps是相对低的，支持小的气体损失的假设。
可以以溶解度差的方式将另外的参数ΔCs定义为；
ΔCs＝C*(P_L,86℃)–C*(P∞,86℃)       (4)
其中，C*(P_L,86℃)是在填充温度和填充器压力P_L的溶解度，并且C*(P∞,86℃)是在填充温度和容器压力(P∞＝1atm)的溶解度。因此，C*(1,86℃)＝0.011gr/l×eq(l)。
参数ΔCs代表填充时液体排斥溶解气体的强度或物理的驱动力。然而，因为容器壁在填充过程期间实际上是在25℃，该强度可以与C*(1atm,25℃)＝0.017gr/l相关而不是与C*(1atm,86℃)＝0.011gr/l相关。在表1中包括的是比率ΔCr1和ΔCr2，它们分别是填充器的平衡浓度C*(P_L,86℃)与C*(1atm,86℃)或C*(1atm,25℃)的比率；
ΔCr₁＝C*(P_L,86℃)/C*(1,86℃)       (5)
ΔCr₂＝C*(P_L,86℃)/C*(1,25℃)        (6)
显然，ΔCr2<ΔCr1意味气体成核(其通常可以开始于壁但是相当适度的)支持气体损失在相对短时间的填充期间实际上是小的假设。因此，从将氮保持在大量产品中的观点看，相对冷的壁的填充容器是更优选的。
注意分析迄今为止仅仅涉及液相；这与气体逸出是小的假设一致。然而，如果已知顶部空间体积，可以实施同时的气-液相互作用的二相模拟。其中相当复杂的计算过程产生氮气在液相和气相中的分布。这样的计算过程(其包括数学模拟以及经验方法)显示在表2-4中指定的不同填充条件下顶部空间显著的效果。
表2-4代表在二相系统中各种可能的操作的代表性的结果，其中：
P₀表示填充时顶部空间的初始压力，
V_G/V_L是顶部空间分数，
P₂是在温度T₂(＝25℃，为了举例说明的目的)的设计所需压力，并且
P₁是在温度T₁(＝86℃，为了举例说明的目的)所需的填充器压力，需要该压力以产生希望的压力P₂。
表2提供了在两相开放系统中不同顶部空间比率的计算值，其中，顶部空间最初由氮P₀＝1.0atm占据。

表3呈现在两相开放系统中不同顶部空间比率的计算值，其中，顶部空间最初由空气(P₀＝0.79N₂)占据。

当填充压力终止时，新的平衡压力(刚好在密封之后)立即由P1t表示。当温度降低至T₂＝25℃或T₃＝10℃时，相应的压力是P₂和P₃。在表中还包括浓度C₂*(25℃)。
原则上，考虑到给予的顶部空间体积，需要更高的填充器压力以确保最终的P*(25℃)。例如，如表1所示的，为了在单相(液体)系统中以P(25℃)＝1.25atm的气体压力终止，所需的填充器压力是2atm。然而，如在表2中所示，在二相(液体/气体)系统中，假设顶部空间是3％，在86℃所需的填充器压力是3.2atm。如果顶部空间体积是总容器体积的约2％，所需的填充器压力降低至2.77atm。显然，如果所需的最终压力是更低的例如，如果P₂(25℃)仅是1.1atm，对于3％的顶部空间分数，填充器压力将仅是2.51atm。
在表3中所见的，相比于当顶部空间最初用如在表2中的纯氮填充时，对于3％的顶部空间和对于2％的顶部空间所需的填充器压力分别为3.2和2.77atm，当开放的容器最初利用空气(0.79N₂)占据时，所需的填充器压力也增加，即，对于3％的顶部空间所需的填充器压力是3.73atm和对于2％的顶部空间是3.12atm。
在表4中呈现了感兴趣的另外一种模式，其涉及封闭系统而不是如在表2和3中呈现的开放系统。
表4呈现出在两相封闭系统的液相中的压力计算值。

在这种情况下，通过等同于填充器压力的反压实施填充过程。事实上，在填充过程期间容器实际上是封闭的，并且在容器中的初始压力是填充器压力。填充的这种模式通常用于碳酸产品。
表4的参数与表2和3的相应参数之间的比较表明，在利用反压填充封闭容器的情况下，所需的填充器压力是更低的。
应当指出，在热填充中，液体(水)的蒸汽压是显著的。例如，在86℃的蒸汽压接近0.6atm。因此，正好在液体界面上方的气体(氮，例如)的分压是约0.4atm。0.4atm而不是1或0.79atm的最初分压力产生比表2和3中的那些P1值更高的P1值。在表5中显示了用于比较的一些代表性的值。表2、3、和5的检查表明尽可能地降低顶部空间是高度重要的，尤其是在热填充过程中。
表5呈现在两相开放系统中不同顶部空间比率的计算值，其中，顶部空间最初由氮和蒸汽占据。

应当进一步注意的是，示例迄今为止涉及T_L＝86℃的填充温度。显然，低于86℃的填充温度需要低压P_L或P₁以提供1.25atm(在25℃)的货架压力。
此外，应当注意的是，可以沿着线路在任一点注射气体。对于气体注射位置的效果的举例说明，表6包括沿着填充线路的压力和温度的各种情形，同时指出在各种情况下待使用的最小气体浓度，使得确保亚饱和贯穿整个线路。
表6呈现与沿着填充线路的不同位置的气体注射相应的数据。

正如在表6中所看到的，对于沿着如在实施例编号1中的线路的恒压，最小溶解度C_m明显是在86℃的高温。为了防止沿着线路起泡，应当在沿着溶解度最小的线路在一点处注射气体。
例如，如果沿着线路的压力大约是1atm，那么C_m＝0.011gr/l或与沿着线路(例如，86℃)的最高温度相对应，其在25℃可以产生0.63atm的内压(参见实施例编号1)。另一方面，如果沿着线路的压力是2atm(实施例编号2)，那么最小的溶解度C_m＝0.022gr/l，其比0.017gr/l的溶解度高，需要在25℃产生1atm的内压。因此，如果在高温注射C_m＝0.022gr/l，那么在25℃产生1.27atm的内压，并且0.018gr/l的注射产生1atm的内压。可选择地，在消毒阶段之前，用1.24atm的压力可以在25℃注射C_m＝0.021gr/1，确保没有泡沫在86℃和2atm(实施例编号3)产生。在表6中的实验编号4-5代表沿着线路的压力和温度变化的一般情况。当注射最小浓度时，沿着线路确保亚饱和而在货架温度(25℃)的足够正的内压仍然占优势。
应当注意的是，与图1和2的流程图图解有关的上面讨论的方法和原理事实上同样可以应用于任何过程，以用于提供内部所需的压力积累。
在图3和4中进一步详细描述了亚饱和操作的原理。在图3的模式A中，压力朝向填充器单调地减少。另一方面，在图4的模式B中，在增加压力至易受控的差ΔP后，实施填充，使得填充器压力是在P_b＝P*+ΔP。因此，在模式A中，在高压区域上游(点I)处注射较低的浓度Cb(<Ci)，而在模式B中，已知填充器压力/温度条件，评估注射的上游压力，使得Ci<Cb。此外，在两种模式中，确保亚饱和状态。
此外，如果使用微米/纳米气泡，可以维持迟的饱和乃至过饱和，用于在接近气液界面之前在液体本体中保持气体。
应当注意的是，在进入填充器之前、在填充器时、或刚好在填充容器之前离开填充器之后，可以将微米/纳米气泡形式的气体注射至液体中。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用液体填充挠性壁容器的方法，在低温留下顶部空间并维持所述挠性壁的完整性，包括：
提供过滤器单元，所述过滤器单元具有用于使液体进入所述过滤器单元和将其分配至所述挠性壁容器的进入导管和离开导管；
在所述进入导管中或在所述过滤器单元中或在所述离开导管中、或在这些的任意组合中，在范围为80℃至90℃的高温，将气体以亚饱和或饱和水平引入至所述液体中；
将含有所述气体的所述液体转移至挠性壁容器中以填充所述容器的预先设定部分，所述容器的未填充部分留作顶部空间；
紧闭所述容器；
使含有所述气体的所述液体达到较低温度；借此所述顶部空间中的压力防止正常处理期间所述挠性壁的变形；
其中，引入至所述液体的气体量取决于所述挠性壁容器中所述顶部空间的体积分数。
2.一种用液体填充挠性壁容器的方法，在低温留下顶部空间并维持所述挠性壁的完整性，包括：
提供过滤器单元，所述过滤器单元具有用于使液体进入所述过滤器单元和将其分配至所述挠性壁容器的进入导管和离开导管；
在所述进入导管中或在所述过滤器单元中或所述离开导管中、或在这些的任意组合中，在范围为80℃至90℃的高温，将气体以微米/纳米气泡形式以亚饱和或饱和水平引入至所述液体中；
将含有所述微米/纳米气泡的所述液体转移至挠性壁容器中以填充所述容器的预先设定部分，所述容器的未填充部分留作顶部空间；
紧闭所述容器；以及
使含有所述微米/纳米气泡的所述液体达到较低的温度，借此所述顶部空间中的压力防止正常处理期间所述挠性壁的变形；
其中，引入至所述液体的所述气体量取决于所述挠性壁容器中所述顶部空间的体积分数。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，包括：
使液体通过缓冲罐和过滤系统；以及
对所述液体消毒后将所述液体引入至所述过滤器单元；
随后将气体引入所述进入导管中或所述过滤器单元中或所述离开导管中、或这些的任意组合中；以及
将含有所述气体的所述液体从所述填充器单元转移至挠性壁容器中并封闭所述容器。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述气体是惰性气体。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述气体选自N₂、N₂O、CO₂、或这些的任意组合。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的方法，其中，所述气体提供压力积累和/或使所述液体气化。
7.根据权利要求5和6中任一项所述的方法，其中，所述气体是N₂O。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述液体包含一种或多种组分。
9.根据权利要求3-8中任一项所述的方法，其中，在范围为80℃至90℃的高温实施消毒。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述进入导管和/或过滤器单元和/或离开导管中所述液体的压力在1至10巴的范围内。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，进一步包括泵，以在所述液体进入所述填充器单元之前以升高的压力进料所述液体。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，所述挠性壁容器在填充期间对大气是开放的。
13.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，所述容器在填充期间对大气是封闭的。
14.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，在填充期间和填充之后，将所述容器设置在环境温度以下。