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Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen von Flüssigkeiten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten, wie Fruchtsäfte,
Weine od. dgl., bei dem ein den steigenden Flüssigkeitsspiegel abdeckender Polster aus inertem Gas er- zeugt und durch Nachspeisen während des gesamten Füllvorganges aufrechterhalten wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei der Abfüllung von Flüssigkeiten, wie Fruchtsäfte, Weine od. dgl., und vor allem bei der Heiss- abfüllung dieser Flüssigkeiten ergeben sich insofern Schwierigkeiten, als durch den Zutritt von Sauerstoff eine Oxydation hervorgerufen wird. Die Oxydation wirkt sich in der Veränderung der Farbe, des Geschmacks und dem Abbau des Aromas sowie des Vitamin-C-Gehaltes des Füllgutes aus. Diese Nachteile treten insbesondere beim Abfüllen der Flüssigkeiten in Behälter mit einem verhältnismässig grossen Querschnitt auf, da einmal nach dem Verschliessen eine grosse Menge Sauerstoff in der Packung verbleibt und zum andern eine verhältnismässig grosse Flüssigkeitsfläche beim Füllen mit Luftsauerstoff in Berührung kommt. Zur Behebung dieser Schwierigkeiten wurde schon versucht, die Oxydation durch Begasen der Behälter vor dem Füllen zu verhindern.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine derartige Verfahrensweise nicht ausreicht und nach wie vor eine Oxydation eintrat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten zu schaffen, das die eingangs geschilderten Nachteile der bekannten Abfüllverfahren nicht aufweist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Gaspolster aus Kohlensäure oder einem andern inerten Gas ständig unmittelbar oberhalb des steigenden Flüssigkeitsspiegels erzeugt wird.
Zur Durchführung dieses Verfahrens findet eine Vorrichtung Verwendung, bei der dem Füllrohr ein gasführendes Organ zugeordnet ist, die erfindungsgemäss ein den Gaspolster erzeugendes gasführendes Organ aufweist, das während des gesamten Füllvorganges dem ansteigenden Flüssigkeitsspiegel nachführbar ist.
Es ist bereits eine Vorrichtung zur Abfüllung von Flüssigkeiten bekanntgeworden, bei der das gasführende Organ im Gegensatz zur Erfindung feststehend angeordnet ist und nicht mit dem Füllrohr in den Behälter eingeführt wird. Die Gasaustrittsöffnungen befinden sich somit während des gesamten Füllvorganges oberhalb der die Behälteröffnung begrenzenden Behälterkante. Vor dem Füllen des Behälters mit Hilfe des in den Behälter eingeführten und dort bis zur Beendigung des Füllvorganges verbleibenden Füllrohres wird der Behälter mit Gas gefüllt, das durch den steigenden Füllspiegel verdrängt wird.
Bei einer derartigen Arbeitsweise ergibt sich jedoch einmal der Nachteil eines sehr hohen Gasverbrauches, da zunächst der gesamte Behälter mit Gas gefüllt werden muss, wodurch sich zum Unterschied zur Erfindung kein Polster, sondern eine Gasfüllung des Behälters ergibt, die dann durch den steigenden Füllspiegel verdrängt wird, wobei aber ebenfalls noch zur Aufrechterhaltung der Füllung ständig Gas nachgespeist werden muss.
Bei der Erfindung wird jedoch, abgesehen von der Nachspeisemenge, nur so viel Gas in den Behälter eingeführt, wie zur Erzeugung einer ausreichenden Abdeckung (= Polster) des Füllspiegels erforderlich ist.
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Darüber hinaus ergibt sich bei der bekannten Vorrichtung durch die Anordnung der Gasaustrittsöff- nungen oberhalb der Behälteröffnung ein weiterer höherer Gasverbrauch durch entweichendes Gas wäh- rend des Speisungsvorganges. Neben dem sehr hohen Gasverbrauch ist aber bei dieser Arbeitsweise auch nicht die Gewähr für eine Verhinderung einer Oxydation des Füllgutes gegeben, weil die grosse Fallhöhe des eingeleiteten Gases eine Mischung mit der Luft infolge Turbulenz bewirken kann, so dass der Zutritt von Sauerstoff, insbesondere bei Behältern mit einem verhältnismässig grossen Öffnungsquerschnitt, trotz grossem Gasaufwand nicht verhindert wird.
Bei der Verarbeitung derartiger Behälter müssen die Gasaus- trittsöffnungen, wie bei der Erfindung, möglichst weit in den Behälter eingeführt werden, und der Gas- polster muss während des gesamten Füllvorganges unmittelbar oberhalb des Flüssigkeitsspiegels erzeugt und aufrechterhalten werden.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert. In diesen ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Es zeigen die Fig. 1 bis 3 einen Schnitt durch das Füllrohr und das gasführende Organ in ver- schiedenen Arbeitsstellungen und Fig. 4 eine Vorderansicht der Füll- und Verschliesseinrichtung.
Wie vor allem die Fig. l und 2 erkennen lassen, besteht die Füllvorrichtung im wesentlichen aus einem auf-und abgeführten Messzylinder --1-, dem sich ein Füllrohr --2-- anschliesst. Der Messzy- linder --1-- ist in seinem Bodenbereich mit einer Öffnung --3-- versehen, die durch eine Kugel-4- von unten verschlossen ist. Die Kugel --4-- wird durch eine Feder -5-- gegen die Öffnung --3-- ge- presst. Ferner ist das Füllrohr --2-- von einem Hohlkörper --6-- umschlossen, dessen ringförmiger Raum - über eine Leitung --8-- mit einer nicht dargestellten Gasquelle verbunden ist. In die Gasleitung - ist ein Steuerventil --9-- eingeschaltet, das die Gaszufuhr im Takt des Arbeitsganges regelt.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Nachdem ein Behälter --10-- in die füllgerechte
Lage gebracht worden ist, wird die gesamte Füllvorrichtung gesenkt und damit das Füllrohr --2-- zu- sammen mit dem gasführenden Organsin den Behälter --10-- eingeführt. Bevor nun das Abfüllen beginnt, wird über das Steuerventil --9-- die Leitung --8-- freigegeben, so dass Kohlensäure in den Be- hälter --10- einströmen kann. Durch den so gebildeten Gaspolster --11-- wird nun die Flüssigkeit --12-- in den Behälter-10-- eingebracht, wobei das Füllrohr --2-- und damit der gasführende Hohl- körper --6 mit steigendem Füllspiegel aufwärtsbewegt wird.
Dabei wird ständig Kohlensäure zuge- führt, so dass das Einfüllen der Flüssigkeit --12-- unter einem Gaspolster --11-- erfolgt und somit kein
Sauerstoff mit der Flüssigkeit in Berührung kommen kann. Nach Beenden des Füllvorganges wird noch so lange Kohlensäure zugeführt, bis die Gasaustrittsöffnung die obere Behälterkante erreicht hat, so dass der flüssigkeitsfreie Raum des Behälters mit Kohlensäure gefüllt ist und sich damit kein Sauerstoff mehr im
Behälter befinden kann. Anschliessend wird der Behälter --10-- in eine Heizschiene --13-- eingeführt und durch nicht dargestellte Presswerkzeuge verschlossen.
Da es sich bei Kohlensäure um ein inertes Gas handelt, verbleibt die Kohlensäure im oberen freien Behälterraum, so dass auch bis zum Verschliessen des Behälters --10-- durch die nicht dargestellten Presswerkzeuge kein Sauerstoff mit der Flüssigkeit - in Berührung kommen kann und somit keine Oxydation eintritt,
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten, wie Fruchtsäfte, Weine od. dgl., bei dem ein den steigenden Flüssigkeitsspiegel abdeckender Polster aus inertem Gas erzeugt und durch Nachspeisen wäh- rend des gesamten Füllvorganges aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Gaspolster aus Kohlensäure oder einem andern inerten Gas ständig unmittelbar oberhalb des steigenden
Flüssigkeitsspiegels erzeugt wird.
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Method and device for filling liquids
The invention relates to a method for filling liquids, such as fruit juices,
Wines or the like, in which a cushion of inert gas that covers the rising liquid level is produced and maintained by feeding during the entire filling process. The invention also relates to a device for carrying out the method.
When filling liquids, such as fruit juices, wines or the like, and especially when hot-filling these liquids, difficulties arise insofar as the ingress of oxygen causes oxidation. The oxidation changes the color, the taste and the degradation of the aroma as well as the vitamin C content of the product. These disadvantages occur in particular when the liquids are filled into containers with a relatively large cross-section, since on the one hand a large amount of oxygen remains in the pack after it has been closed and on the other hand a relatively large liquid surface comes into contact with atmospheric oxygen during filling. To overcome these difficulties, attempts have already been made to prevent oxidation by gassing the container before filling.
However, it has been shown that such a procedure is not sufficient and oxidation still occurred.
The invention is based on the object of creating a method for filling liquids which does not have the disadvantages of the known filling methods described at the beginning.
The method according to the invention is characterized in that a gas cushion made of carbonic acid or another inert gas is constantly generated directly above the rising liquid level.
To carry out this method, a device is used in which the filling tube is assigned a gas-carrying member which, according to the invention, has a gas-carrying member which generates the gas cushion and which can be tracked to the rising liquid level during the entire filling process.
A device for filling liquids has already become known in which, in contrast to the invention, the gas-carrying element is arranged in a stationary manner and is not inserted into the container with the filling tube. The gas outlet openings are thus located above the container edge delimiting the container opening during the entire filling process. Before the container is filled with the aid of the filling tube inserted into the container and remaining there until the end of the filling process, the container is filled with gas which is displaced by the rising filling level.
With such a method of operation, however, there is the disadvantage of a very high gas consumption, since the entire container must first be filled with gas, which, in contrast to the invention, does not result in a cushion, but a gas filling of the container, which is then displaced by the rising fill level , but also has to be continuously replenished to maintain the filling.
In the invention, however, apart from the make-up amount, only as much gas is introduced into the container as is necessary to produce a sufficient cover (= cushion) of the filling level.
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In addition, the arrangement of the gas outlet openings above the container opening in the known device results in a further higher gas consumption due to escaping gas during the feeding process. In addition to the very high gas consumption, this method of operation does not guarantee that the contents will not be oxidized, because the high height of fall of the gas introduced can cause a mixture with the air as a result of turbulence, so that oxygen can enter, especially in the case of containers with a relatively large opening cross-section, is not prevented despite a large amount of gas.
When processing such containers, the gas outlet openings must be inserted as far as possible into the container, as in the invention, and the gas cushion must be generated and maintained immediately above the liquid level during the entire filling process.
Further features and details of the invention are explained with reference to the drawings. These show an exemplary embodiment of a device for carrying out the method according to the invention. 1 to 3 show a section through the filling tube and the gas-carrying element in different working positions, and FIG. 4 shows a front view of the filling and closing device.
As can be seen especially in FIGS. 1 and 2, the filling device essentially consists of an upward and downward measuring cylinder --1-, to which a filling pipe --2-- is connected. The measuring cylinder --1-- has an opening --3-- in its bottom area, which is closed from below by a ball-4-. The ball --4-- is pressed against the opening --3-- by a spring -5--. Furthermore, the filling pipe --2-- is enclosed by a hollow body --6--, the ring-shaped space of which is connected to a gas source (not shown) via a line --8--. A control valve --9-- is switched on in the gas line, which regulates the gas supply in time with the work cycle.
The mode of operation of the device is as follows: After a container --10-- has been placed in the suitable
Has been brought into position, the entire filling device is lowered and the filling pipe --2-- together with the gas-carrying organ is inserted into the container --10--. Before filling begins, the line --8-- is released via the control valve --9-- so that carbon dioxide can flow into the container --10-. The liquid --12-- is now introduced into the container -10-- through the gas cushion --11-- formed in this way, with the filling pipe --2-- and thus the gas-carrying hollow body -6 moving upwards as the filling level rises becomes.
Carbon dioxide is constantly added so that the liquid --12-- is filled under a gas cushion --11-- and thus no
Oxygen can come into contact with the liquid. After completion of the filling process, carbonic acid is fed in until the gas outlet opening has reached the upper edge of the container, so that the liquid-free space of the container is filled with carbonic acid and there is no more oxygen in the container
Container can be located. The container --10-- is then inserted into a heating rail --13-- and closed by pressing tools (not shown).
Since carbonic acid is an inert gas, the carbonic acid remains in the upper free container space, so that no oxygen can come into contact with the liquid through the pressing tools, which are not shown, until the container is closed Oxidation occurs,
PATENT CLAIMS:
1. A method for filling liquids, such as fruit juices, wines or the like, in which a cushion covering the rising liquid level is produced from inert gas and is maintained by replenishing during the entire filling process, characterized in that a
Gas cushion made of carbonic acid or another inert gas constantly immediately above the rising one
Liquid level is generated.