CN105314135A - 用于用填充产品填充容器的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于用填充产品填充容器(100)的方法，所述方法包括：用所述填充产品的至少两种组分填充所述容器，其中第一组分具有固体，其中在填充所述容器之前，测量所述第一组分中的固体的浓度，并且根据所测量的所述浓度确定所述第一组分的定量分配。

Description

用于用填充产品填充容器的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于用填充产品填充容器的方法和设备，所述填充产品包括至少两种组分，其中至少第一组分包括固体。所述方法以及所述设备尤其是涉及用具有水果块或者水果纤维的果汁填充容器。

背景技术

用于用包括至少两种组分的填充产品填充容器的方法和设备原则上是已知的，其中至少第一组分具有固体、例如水果块或者水果纤维混合物。

为了用这样的填充产品填充容器，尤其已知：包括例如呈浆的形式的固体的第一组分和通常仅为不具有水果块份额或者水果纤维份额的果汁的第二组分经由分开的输送装置输送，并且仅在填充机构上游紧邻处、在填充机构本身中或者在待填充的容器本身中才短暂地聚集。

填充产品包括第一组分和第二组分，所述第一组分包括固体，例如果汁饮料能够称为这种填充产品的实例，其中饮料不仅包含果汁本身，而且包含果肉、水果块或者浆。这样的饮料的质量此外由最终客户在如下方面做出评价：固体例如果肉、水果纤维或者浆的份额经由不同的消费容器离开保持得有多恒定。对于消费者而言重要的是，果汁具有在口感上最佳份额的果肉。对于这种印象尤其重要的是，在填充产品中存在不过少的果肉，因为这在这样的饮料中与低的质量相关联。但是此外由于经济原因所期望的是，不以过高份额的果肉或者水果纤维来装填，因为这些组分是相对昂贵的。

相应地，优选即使在经过多次装填过程之后固体的浓度也应保持恒定。

为了制造饮料，来自于相应提供的水果块或者水果纤维中的通常具有固体份额的第一组分在混合罐中由相应的操作者混合，其中在此真正的固体与液体、例如待填充的果汁以如下浓度混合，所述浓度产生能流动的第一组分。该第一组分中的固体份额通常在30％和50％之间。该第一组分也称为果浆，其中所述第一组分通常不仅包括真正的待填充的果汁而且包括固体。

然后，该果浆在装填期间与第二组分混合，所述第二组分例如是纯果汁，以便最终实现果汁和固体在容器中的所期望的比例。在此不将纯果汁强制性地理解为完全不具有固体的果汁，而是也能够将其理解浑浊果汁，所述浑浊果汁包括大份额的悬浮物质、即固体。然而这样存在于第一组分中的固体处于如下状况：所述固体难以通过常规的填充阀装填，因为所述固体超出特定的临界大小，所述临界大小要么会导致不精确的填充要么会导致常规的填充阀中的堵塞。

通常能够作为固体来处理的水果块或者水果纤维具有直至10×10×10mm的大小并且不能够在水果块在填充阀中不受损伤例如碾碎的情况下相应地通过常规的填充阀填充。由此在现有技术中已知，果浆独立于纯果汁被输送并且仅在填充机构上游紧邻处、在填充机构中或者仅在容器中才彼此混合。

因此例如已知一种方法，其中首先将携带固体份额的第一组分定量分配给待填充的容器，并且在此之后才另外将例如为果汁的第二组分定量分配给容器中的第一组分。以这种方式，第一组分与第二组分在容器本身中才进行混合。这样的方法以及用于其实施的设备例如在DE102010032398A1中已描述。这种类型的另一系统从KRONES股份公司以名称“FlexiFruit”中已知。

另一个装填方法实现了：将具有固体的第一组分在预设的时间点定量分配到填充阀中，例如短暂地在打开填充阀之前或者短暂地在打开填充阀之后进行定量分配，使得在打开时或者在打开后流动穿过填充阀的第二组分的填充产品束与第一组分一起被冲走。由此第一组分与第二组分一起被冲入待填充的容器中。第一组分到填充阀中的定量分配在关闭填充阀之前结束，使得随后仍跟着流动的第二组分、即例如纯果汁能够冲洗位于在填充阀中并且尤其是在位于阀座的区域中的固体。以这种方式可能的是，保证固体已经完全存在于容器中并且填充阀的阀座的区域基本上没有固体，使得在到达填充末尾时并且在相应地、例如通过将阀锥下降到阀座中的方式关闭填充阀时，能够进行可靠的关闭，而不碾碎填充阀中的固体。该方法和相应的填充阀例如从KRONES股份公司以名称“Doublefill”已知。

作为具有固体的第一组分和例如为纯果汁的第二组分的组合的第三方案，能够通过第一组分与第二组分事先的混合和接着的定量分配实现。对此，第一组分被输送给所谓的内联搅拌器(Inline-Blender)，在所述内联搅拌器中第一组分与第二组分内联地(inline)混合并且随后该混合物经由定量分配阀填入到待填充的容器中。

在所有已知的方法中，第一组分中的固体的份额由操作者通过相应地混合第一组分提供。第一组分的剂量因此随后以固定的量调节。相应地，始终定量分配固定的量的果浆到容器中，将其定量分配给双联填充阀中的第二组分的填充产品束或者输送给内联搅拌器。

发明内容

从已知的现有技术出发，本发明的目的是，提出用于用填充产品填充容器的一种方法以及一种设备，借助于所述方法和装置能够进一步改进填充产品的质量。

该目的通过根据本发明的用于用填充产品填充容器的方法实现。有利的改进方案从下文中得出。

相应地，提出一种用于用填充产品填充容器的方法，包括：用填充产品的至少两种组分填充容器，其中第一组分具有固体。根据本发明，在填充容器之前测量第一组分中的固体的浓度并且根据所测量的浓度确定第一组分的定量分配。

通过测量第一组分中的固体的浓度并且根据所测量的浓度定量分配第一组分的方式，被填充的容器中的固体的份额能够保持恒定。尤其地，当第一组分中的固体的浓度、即例如水果块的浓度或者果浆中的水果纤维的浓度改变时，例如因在混合果浆时的故障或者因所添加的初产品的质量改变而改变时，被填充的容器中的固体的份额也能够保持恒定。

通过最终相应地能够从第一组分中的固体的浓度出发来执行第一组分的定量分配的方式，能够相应可靠且尽可能与起始条件无关地制造高质量的填充产品。

第一和/或第二组分的定量分配是相应灵活的并且相应追踪第一组分中的固体的浓度。因此能够直接对第一组分中的固体的浓度中的偏差作出反应。

优选地，第一组分中的固体的浓度在执行第一组分的短暂加热之后测量。尤其优选的是，第一组分中的固体的浓度直接在预收罐(Vorlauftank)上游测量或者直接在第一组分与第二组分组合之后测量，使得在实际测量第一组分中的固体的浓度和定量分配具有该固定浓度的第一组分之间的时间偏移是小的。如果在预收罐之前执行测量，那么优选将下述时间偏移计算在内，所述时间偏移对应于第一组分穿过预收罐的相应被测量的体积单元的穿流。

优选地，首先将第一组分定量分配到待填充的容器中并且随后才将第二组分定量分配到待填充的容器中。在另一个优选的构成方案中，将第一组分定量分配到双联填充阀中并且与第二组分一起导入到容器中。在又一个优选的构成方案中，第一组分与第二组分根据所测量的第一组分中的固体的浓度在内联搅拌器中预混合，并且随后将混合物导入到容器中。

通过这种表现方式，能够以已知的填充方法实现具有至少两种组分的填充产品的高质量的装填。

第一组分和/或第二组分的定量分配优选自动地根据第一组分中的固体的所测量的浓度进行。相应地，能够通过所述方法完全自动地给出对于被填充的容器而言所期望的固体份额，所述固体份额随后自后地被遵循。相应地，不仅能够自动地控制第一组分的定量分配而且能够自动地控制第二组分的定量分配。如果例如第一组分中的固体的浓度下降，那么将更大量的第一组分自动输送给容器，以便实现所期望的在填充完成的容器中的固体浓度。因为在这种情况下第一组分的量提高并且容器的整个填充体积通常不应改变，所以相应地将更少量的第二组分定量分配到容器中。类似地，在第一组分中的固体的浓度升高时，输送给相应的容器的第一组分的量减少并且第二组分的量相应地提高。

为了能够向操作者报警，优选在所测量的固体的浓度偏离于预设的目标值或者预设的目标值范围时发出警报。

尤其优选的是，根据所测量的浓度控制或者调节第一组分的定量分配。以这种方式可根据所测量的浓度实现自动的定量分配，所述自动的定量分配实现了高质量的装填。

在上文中所描述的目的此外通过一种根据本发明的用于用填充产品填充容器的设备实现。有利的改进方案从下文中得出。

相应地，提出一种用于用填充产品填充容器的设备，所述设备将第一组分和第二组分输送给待填充的容器，其中第一组分包括固体并且第一组分和第二组分可同时或者依次定量分配到容器中和/或在引入到容器中之前可彼此混合。根据本发明，用于测量第一组分中的固体的浓度的测量设备设置在容器上游。

通过将用于测量第一组分中的固体的浓度的测量设备设置在待填充的容器的上游的方式，能够获得简单且可靠的设备，借助于所述设备能够在完成填充的容器中可靠地实现固体的精确预定的份额。也就是说，通过测量设备能够确定第一组分中的固体的浓度从而实现以此为基础不仅将第一组分而且将第二组分定量分配到容器中。

尤其优选的是，测量设备是浑浊度测量设备、吸收测量设备或者微波吸收设备。其它的测量设备同样是可以考虑的。

借助于优选预设的控制装置，优选也能够实行自动的、例如全自动的控制，其中所述控制装置设置为，使得在填充器中根据所测量的浓度如下执行第一组分的定量分配，使得在所填充的容器中实现固体的预设的浓度。

附图说明

本发明的优选的其它的实施方式和方面通过接下来对附图的描述详细阐述。在此示出：

图1示出用于用填充产品填充容器的设备的示意图，其中第一组分和第二组分被定量分配到待填充的容器中；

图2示出用于用填充产品填充容器的另一个设备的示意图，其中首先第一组分并且随后第二组分被定量分配到待填充的容器中；以及

图3示出又一个设备的示意图，其中第一组分和第二组分彼此混合并且混合物随后被定量分配到待填充的容器中。

具体实施方式

在下文中根据附图描述优选的实施例。在此，相同的、相类的或者起相同作用的元件在不同的附图中以相同的附图标记来表示并且在接下来的描述中部分地不对这些元件进行重复描述，以便避免冗余。

在图1中示意性地示出用于用填充产品填充容器的设备的构造，其中在此示例性地提出用含水果块的果汁填充待填充的容器。

通过操作者将预制的固体例如水果块引入到混合罐1中并且与液体例如纯果汁混合。但是在其它的填充产品中，固体也以完全不同的表现形式提供，例如以麦片、巧克力块或者其它以固态的但是小块的形式存在的食品的形式，所述固体随后在混合罐1中与所期望的液体混合。

这种在混合罐1中制造的混合物是待装填的填充产品的第一组分。在混合时，在第一组分中通常达到30％至50％的固体份额。第一组分中的该固体的浓度设置用于，使得该组分能流动并且能以这种方式一起装填在饮料装填设施中。

为了在待装填的容器中达到所期望的固体浓度，然后将第一组分与第二组分混合，以便获得具有所期望的特性的填充产品。为了在待填充的容器中实现所期望的固体份额，携带固体的第一组分和第二组分以相应测定的量定量分配。

第一组分在混合罐1中的混合例如经由如下方式实现：首先将混合罐1中的固体称重并且随后添加相应量的液体，使得在混合罐1中实现这样混合的第一组分中的所期望的固体份额。在两种组分的混合物中、即例如果汁和果肉，将通常作为液体的第二组分添加给固体，在所提到的实例中相应于纯果汁。

在根据现有技术的常规的方法和设备中，根据以这种方式从第一组分的混合的已知数据中计算第一组分中的固体的浓度并且根据所计算的该浓度执行接下来的定量分配过程。特别地，在从现有技术中已知的方法中，确定以上述方式在混合罐1中混合的第一组分的量并且在经过装填过程后恒定，其中所述第一组分应被输送给每个待填充的容器。

已混合的、包含例如呈水果块或者水果纤维的形式的固体的第一组分也称为果浆。该第一组分随后为了消毒被引入到用于短暂加热的设备2中，在所述设备中将第一组分消毒。随后，将这样预制的第一组分在无菌罐3中保留直至真正的装填。

为了装填到示意性表示的待装填的容器100中，在所示出的实施方式中，将第一组分输送给预收罐4并且随后输送给真正的填充器5，从该处起将第一组分和在此未详细示出的第二组分引入到容器100中。

在图1中示出的实施例中设有双联填充阀，其中第一组分经由填充阀的填充阀锥定量分配，并且与第二组分一起穿过填充阀流出口定量分配到待填充的容器100中。

为了实现第一组分相对于第二组分的精确定量分配，在所示出的实施例中在无菌罐3和填充器5的预收罐4之间设有测量设备6，借助于所述测量设备能够测量第一组分中的固体的浓度。根据所测量的该浓度控制第一组分的定量分配从而相应地也控制第二组分的定量分配以提供填充产品。对此设有示意性表示的控制设备7，测量设备6的信号馈入到所述控制设备中并且所述控制设备控制或者调节第一组分的定量分配以提供填充器5中的填充产品。

相应地，第一组分的定量分配依赖于借助测量设备6所测量的第一组分中的固体的浓度，所述固体从混合罐1经由短暂加热装置2到达无菌罐3并且随后到达填充器5的预收罐4。如果在此例如存在固体浓度的波动，例如因为在混合罐1中发生过不正确的称重或者因为固体具有改变的特性，那么能够通过测量第一组分中的固体的浓度和控制该第一组分的定量分配最终使得在随后完成填充的容器100中的固体的浓度保持恒定。以这种方式例如可高质量地装填含水果块的饮料，使得在随后被填充的容器100中的固体的浓度保持恒定，而与起始物质无关并且与第一组分中的固体的浓度无关。

第二组分的定量分配由此也类似地经由第一组分的定量分配从而基本上也经由测量第一组分中的固体的浓度来控制。也就是说，如果更高体积的第一组分被输送给容器100，那么必须相应地输送更低体积的第二组分，以便最终在容器100中实现所期望的填充体积、填充重量或者所期望的填充水平。

在此必须考虑的是，测量设备6通过关于填充器5或者填充阀的延迟提供第一组分中固体的浓度，因为第一组分在其穿流测量设备6之后在其实际被填入到待填充的容器中之前，仍必须穿流填充器的预收罐4以及接着的管路。必须在控制第一组分的定量分配时考虑该延迟，例如通过将时间偏移计算在内。

以这种方式可实现第一组分的全自动的定量分配，其中相应的定量分配体积仅与第一组分中的固体的浓度有关，所述浓度通过测量设备6确定。在混合罐1中混合时作为基础的浓度反之不用于第一组分的定量分配。相应地，在混合罐1中混合第一组分时不再必须过度精确地工作，使得在此能够节约时间和成本，但是尽管如此填充结果还是高质量的。然而第一组分当然必须具有如下固体浓度，所述固体浓度实现了后续提供具有所期望的固体浓度的填充产品。特别地，第一组分中的固体浓度必须总是至少与所期望的在完成填充的容器中的固体浓度一样高。

在一个改进方案中，当离开第一组分中的固体的特定的预设浓度范围并且尤其是低于所需要的最小浓度时，控制装置7也能够向混合罐1的操作者发送报警信号或者报警通知。相应地，操作者随后能够再调节混合罐1中的第一组分的混合，使得再次存在第一组分中的固体的最佳的混合比例。

在图2中示出用于用填充产品填充示意性表示的容器100的设备的构造，其中首先进行包括固体含量的第一组分到待填充的容器100中的定量分配，并且随后将待填充的容器填充到所期望的填充体积上。

再次设有混合罐1，在所述混合罐中进行由例如呈水果块形式的固体以及液体例如果汁构成的第一组分的混合。接下来进行短暂加热2，在此之后第一组分被引入到填充器5的预收罐4中。在短暂加热装置2和填充器5的预收罐4之间再次设置测量设备6，借助于所述测量设备能够测量第一组分中的固体的浓度。控制装置7控制填充器5，使得根据所测量的第一组分中的固体的浓度将特定配给量的第一组分导入到容器100中。

由此，在所述方法或者该设备中可能的是，能够与在混合罐1中实际混合的第一组分中的固体的浓度无关地将第一组分精确定量分配到待填充的容器100中，使得在完成填充的容器100中存在预设浓度的固体。特别地，在完成填充的容器100中所实现的固体的浓度基本上还是与在混合罐1中混合的第一组分中的固体的浓度无关。

在该实施方式中，当由测量设备6所测量的第一组分中的固体的浓度与预设的期望值范围不同时，也能够发出报警信号，以便通知混合罐1的操作者应改变浓度。

在图3中示出另一个系统，其中填充产品已经作为由具有固体的第一组分和第二组分构成的混合物被输送给相应的填充器5以引入到待填充的容器100中。

对此，再次设有混合罐1、短暂加热装置2和无菌罐3，并且在无菌罐3中所容纳的第一组分被输送给预收罐4。在无菌罐3和预收罐4之间再次设有测量设备6用于测量第一组分中的固体的浓度。设有内联搅拌器8，在所述内联搅拌器中将从预收罐4输送给内联搅拌器8的第一组分以及在此为详细示出的第二组分混合。

在此为了能够设定正确的混合并且尤其设定完成混合的填充产品中的固体的所期望的浓度，经由控制装置7根据由测量设备6所测量的第一组分中的固体的浓度相应地将第一组分的份额定量分配给内联搅拌器8，使得与第二组分组合地将包括第一组分和第二组分的填充产品输送给填充器5，其中所述第二组分具有与第一组分中的固体的浓度无关的固体浓度。换句话说，当由测量设备6所测量的第一组分中的固体的浓度改变时，第一组分到内联搅拌器8中的定量分配被改变。

通过在上文中所描述的根据借助于测量设备6所测量的第一组分中的固体的浓度将第一组分进而还有第二组分自动定量分配到待填充的容器中，能够实现：能够与所填充的容器中的固体的实际所提供的浓度无关地实现固体的恒定的浓度。

第一组分中的固体的浓度能够由于不同的原因改变，例如因为混合罐1的操作者不持久地工作或者因为所输送的固体、例如水果块、水果纤维或者浆具有发生改变的特性并且例如或多或少地大量沉淀或者或多或少地大量漂浮。相应地，第一组分中的固体的混合比例或者浓度比例能够在装填过程进行时发生改变。

相应地，第一组分的定量分配在其组成方面和尤其是第一组分中的固体的浓度的测量方面被内联地调节，使得在所装填的容器中在整个生产周期中都始终存在所期望份额的固体、尤其是水果块。以这种方式也能够减少在所装填的容器中随机采样测量固体浓度的次数，因为在所装填的容器中固体的份额自动地保持恒定。

为了通过测量设备6测量固体的浓度，能够使用不同的基本上已知的方法，例如浊度测量、借助于微波的测量或者传导率测量。

只要是可应用的，那么在各个实施例中所示出的所有的各个特征能够彼此组合和/或交换，而不脱离本发明的范围。

附图标记列表

1混合罐

2短暂加热装置

3无菌罐

4预收罐

5填充器

6测量设备

7控制装置

8内联搅拌器

100容器。

Claims (14)

1.一种用于用填充产品填充容器(100)的方法，所述方法包括：用所述填充产品的至少两种组分填充所述容器，其中第一组分具有固体，

其特征在于，

在填充所述容器之前，测量所述第一组分中的固体的浓度，并且根据所测量的所述浓度确定所述第一组分的定量分配。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在短暂加热(2)所述第一组分之后，测量所述第一组分中的固体的浓度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，直接在预收罐(4)上游和/或直接在填充器(5)上游测量所述第一组分中的固体的浓度。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所测量的浓度自动地定量分配所述第一组分。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，关于所述测量通过时间延迟控制所述第一组分的定量分配。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，首先将所述第一组分定量分配到待填充的所述容器(100)中，并且随后才将所述第二组分定量分配到待填充的所述容器(100)中。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第一组分定量分配到双联填充阀中并且与所述第二组分一起导入到所述容器(100)中。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所测量的所述第一组分中的固体的浓度将所述第一组分与所述第二组分在内联搅拌器(8)中预混合，并且随后将混合物导入到所述容器(100)中。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述固体的所测量的所述浓度偏离于预设的目标值或者预设的目标值范围时发出警报。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所测量的浓度控制或者调节所述第一组分的定量分配。

11.一种用于用填充产品填充容器(100)的设备，所述设备将第一组分和第二组分输送给待填充的所述容器，其中所述第一组分包括固体并且所述第一组分和所述第二组分能够同时或者相继地定量分配到所述容器中，和/或能够在引入到所述容器(100)中之前彼此混合，

其特征在于，

测量设备(6)设置在所述容器(100)上游，用于测量所述第一组分中的固体的浓度。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述测量设备(6)是浊度测量设备、吸收测量设备或者微波吸收设备。

13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，设有控制装置(7)，所述控制装置设置为，使得在填充器(5)中根据所测量的浓度执行所述第一组分的定量分配，使得在所填充的所述容器(100)中达到固体的预设的浓度。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其特征在于，所述测量设备直接设置在所述填充器(5)上游、直接设置在预收罐(4)上游和/或设置在短暂加热装置(2)下游。