CN105584653B - 用于为容器灌装碳酸化灌装产品的设备及方法 - Google Patents

用于为容器灌装碳酸化灌装产品的设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种优选在饮料灌装设备中用于为待灌装的容器(4)灌装碳酸化的灌装产品的设备，该设备包括：用于为待灌装的容器(4)进行灌装的灌装阀(3)；具有释放阀(70)的释放装置(7)，该释放阀用于释放在已灌装的容器(4)中存在的超压；以及消毒区域(6)，在该消毒区域中至少容纳有灌装阀(3)的流出口(30)，该流出口用于与待灌装的容器(4)的容器开口(40)连接，其中该释放装置(7)为了将超压的空气放出到消毒区域内(6)与该消毒区域(6)连通。

Description

用于为容器灌装碳酸化灌装产品的设备及方法
技术领域
本发明涉及一种优选在饮料灌装设备中用于为容器灌装碳酸化的灌装产品的设备及方法。
背景技术
用于为容器灌装碳酸化的灌装产品的设备以及方法在现有技术中很常见。在灌装碳酸化饮料的过程中，待灌装的容器通常以其容器口压在灌装阀上，利用压力气体而预加压力并且随后通过灌装产品来灌装。接下来，为了避免灌装产品的起沫外溢，在该容器口从灌装阀释放前，在该容器中存在的超压必须释放到周围环境中。
在WO 2010/000431 A1中说明了一种用于为瓶体或类似容器无菌灌装灌装产品的灌装系统，该系统具有：至少一个用于通过释放口来将液体灌装产品放出到相应容器的灌装部件，该灌装部件具有消毒室，在该消毒室中设有至少一个灌装部件的排气口并且容器至少通过具有相应容器口的容器区段容纳在该消毒室中；罐体，该罐体构成了用于容纳液体灌装产品的部分空间以及相对的气体室，能够用消毒的气体介质和/或蒸气形态的介质来加载该气体室；以及用于在罐体的气体室中平衡压力的装置。
在DE 10 2011 056 707 A1中示出一种用于借助于灌装部件来灌装容器的方法，其中该灌装部件在第一种灌装模式中用于为容器常规灌装液体，其中该灌装部件在容器损坏以后至少在一个机器周期以第二灌装模式工作，其中该第一灌装模式包括灌装后为容器进行控制性释放的步骤。
在饮料灌装设备中，出于经济的角度而需求长的生产循环周期。在释放过程中却总是会与释放出的压力气体一起带走产品气溶胶，由此使得灌装产品粒子在释放管道中沉积。因为在释放管道出口存在沉积的灌装产品粒子与未消毒的大气之间的接触，在此处会积聚细菌。积聚的细菌能够快速地在该环境中繁殖，由此在释放管道中形成生物薄膜，该生物薄膜能够一直生长到灌装阀并且对容器、灌装阀和/或灌装产品造成污染。所需求的长生产循环周期就此足够使连续的生物薄膜形成，该生物薄膜对灌装单元和容器造成细菌污染。为了避免这一点，限制了产品线并且使清洗周期变短，这会导致不期望的饮料灌装设备的待机时间。
发明内容
因此从现有技术出发，本发明的目的在于提供一种优化的用于为容器灌装碳酸化灌装产品的设备。
该目的通过具有权利要求1的特征的用于灌装容器的设备而达到。有利的扩展方案从从属权利要求中给出。
相应地，建议一种优选在饮料灌装设备中用于为待灌装的容器灌装碳酸化灌装产品的设备，该设备包括：用于为待灌装容器灌装的灌装阀；具有释放阀的释放装置，该释放阀用于释放在已灌装的容器中存在的超压；以及消毒区域，在该消毒区域中至少容纳有灌装阀的流出口，该流出口用于与待灌装的容器的开口连接。根据本发明该释放装置为了将超压的空气放出到消毒区域内与该消毒区域连通。
通过使该释放装置与消毒区域连通并且将消毒区域中的超压释放出，在容器的释放过程中不会导致灌装产品的污染。因为释放装置的排出口相应地通至消毒区域中并且与其连通，相对于常见的已知装置而言，显著减少了在释放装置排出口处的微生物和细菌。由此在长的生产线的条件下也能够减少了或避免了释放装置的生物薄层形成。因此与现有技术相比，能够提供该设备较长的生产线和/或具有该设备的设施，优选为饮料灌装设施，而不会由此对释放区域造成显著的细菌污染。
此外，通过使释放装置直接向消毒区域中排气，能够免除了对高成本的管道进行的高成本的密封和清洁。
通过使通风装置直接向消毒区域中排气，能够进一步免除了在释放装置区域内的动态密封。因此可以例如在旋转式灌装机中将释放装置直接从旋转的灌装阀引导至包围消毒区域的隔离器的旋转的壁内，而无需在释放装置的区域内设置相对彼此旋转的部件和/或单元。换言之，该释放装置与回转灌装器一起旋转。由此能够将设备成本，例如维修成本和/或维护成本，保持为较低。
通过使该释放装置具有释放阀，能够通过释放阀来对释放装置的开启和关闭以及因此对容器的释放在时间上进行控制。
在一种优选的扩展方式中，该释放装置具有释放管道，该释放通道具有排出口，其中该释放管道的排出口通入到消毒区域中。
由此，能够使得为了释放到消毒区域中而通过释放装置将容器中所存在的压力气体存储的路径减到最小。此外，由此可以相对于灌装阀的流出口位置而这样设置排出口的位置，即，不会通过排出压力气体而使产品粒子和/或产品气溶胶通过排出口进入到灌装阀的流出口或者进入到外侧上或者待灌装或已灌装容器的通入区域中。
通过一种具有落差的释放管道优选的设计方案能够实现，使产品粒子和/或产品气溶胶由于落差而滑下并且因此不会形成可能会对设备的部件和/或灌装产品造成污染的生物薄膜。此外，能够因此确保了，气体或者蒸汽的冷凝液或者用于清洁该设备的清洁液在释放装置的内壁处能够完全地从释放装置流出。
在一种优选的替代性的实施方式中，该释放装置与消毒区域的消毒排气管道连通。
通过使释放装置与消毒区域的消毒排气管道相连，通过进行释放而可能从灌装的容器带来的灌装产品气溶胶能够直接排放到排气管道中，由此并不会对容器附近的消毒区域造成影响并且因此也不会有灌装产品气溶胶沉积在容器上。因此，能够以与容器和灌装阀远间隔的方式设置该排出口。
在一种优选的其他实施方式中，该释放装置通过旋转分配器与消毒区域连通。
由此可以在设置在一个旋转式灌装机上的多个本设备中，使每个灌装部件的管道装置都与共同的旋转分配器连接，由此使至少一个共同的排气管道通入到消毒区域中。优选地，该管道装置就此至少局部地集成在旋转分配器中。由此能够将部件个数和/或材料需求以及设备成本和/或维修成本保持为较少并且实现有效的工作。这个设计方案还可以实现简单的翻新。
在一种优选的扩展方案中，该释放装置具有用于可控制地消除超压的节流阀单元。
通过节流阀单元的设置，可以调控从容器中待释放的压力气体的体积流量，从而避免了由于预加压力过快或者突然的降低而使CO2从灌装产品中释放出和/或灌装产品发泡并因此引起灌装产品的损失。因此鉴于待灌装的灌装产品和容器方面的释放可以理想地得到调节并且例如使就灌装产品的饱和压力而言的释放进程得到调节，因为具有长颈部和窄的头部空间的容器与具有较短颈部和较大头部空间的容器相比需要较长的释放时间。如果必要的话，也可以设置为多阶段的释放和/或以多个步骤进行的释放。
所述的待达到的目的也通过具有权利要求7的特征的方法得到解决。有利的实施方式在从属权利要求中说明。
相应地，建议一种借助于根据上述的实施方式的设备而优选在饮料灌装设备中用于为容器灌装碳酸化灌装产品的方法。根据本发明在已灌装的容器中存在的超压通过释放装置而释放，其中该释放装置将超压释放到消毒区域中。
附图说明
本发明优选的其他实施方式通过下文附图的描述进一步说明，其中：
图1示意性地示出了用于在隔离器中以灌装产品灌装容器的旋转灌装机，该灌装机包括直接向隔离器中排气的释放装置；
图2示出了图1中旋转灌装机的示意图，其中，该释放装置具有与旋转分配器连接的并且通入到隔离器中的管道装置；以及
图3示出了图2中的旋转灌装机的示意图，其中该释放装置与消毒的排气管道连接。
具体实施方式
下面参照附图来描述优选的实施例。就此，相同的、类似的或者同样作用的部件以相同的附图标记来标出。为了避免重复，在以下描述内容中部分地省略了对于这些部件的重复性描述。
图1示出了具有多个为待灌装容器4相应灌装灌装产品的灌装部件1的旋转式灌装机100的示意图。通过产品输入管道20，为产品罐2(例如示意性示出的中央罐)提供待灌装到待灌装的容器4中的灌装产品。待灌装的灌装产品优选为碳酸化的灌装产品，例如软饮料、矿泉水或者啤酒。
因为碳酸在大气压力下从灌装产品中释放，该产品罐2通过压力气体引入管道24而由引入的压力气体加载超压。作为压力气体就此提供二氧化碳，替代性的也可以提供其他气体，例如氮气或者氧气作为压力气体。相应地，产品罐2处在超压下并且在灌装产品上存在处在足够高压下的、优选为CO2的气体，这个高压阻止了CO2从该灌装产品中释放出，从而在灌装部件1处准备有具有期望的碳酸化的灌装产品，该灌装产品随后能够相应地以理论上已知的方式灌装到待灌装的容器中。
该产品罐2与灌装阀3连接，通过该灌装阀来对待灌装的容器4进行灌装产品的灌装。待灌装的容器4容纳在容器接纳部件42中，并且通过该容器接纳部件以容器的容器开口40或者流入口压在灌装阀3的流出口30处，从而在流出口30和容器开口40之间产生液密及气密的接触。
为了避免在灌装过程中CO2从灌装产品中释放出来并且相应地在灌装过程中产生会对有效灌装造成阻碍的、灌装产品的大量发泡，以压力气体来对待灌装的容器4进行预加压。该压力气体例如从产品罐2经压力气体管道22，通过在灌装阀3处设置的阀体而引导至已经气密地压在流出口30处的待灌装的容器4上。在打开的灌装阀3的情况下，压力气体随后通过流入到容器4中的灌装产品而经回气管再挤压回产品罐2中。这个过程通常是已知的并且也称为“反压灌装”。换言之，该灌装产品从处在超压下的产品罐2中灌装入同样处在超压下的待灌装的容器4中。
在从流出口30处释放已灌装的容器4之前，将容器4中存在的压力可控地释放，以便于相应地在这个过程中也避免了CO2的超量释放。在快速解除容器开口40和流出口30之间的气密的连接时，会同时突然地消除超压，由此同样地导致溶解在灌装产品中的CO2的一部分突然释放并相应使得灌装产品的一部分从容器中出来或者说溢出来。通过可控的释放(也称之为消除)超压，可以相应地防止这种溢出。
为了在易氧化的产品的情况下进一步保护灌装产品，待灌装的容器4可以在灌装前进行自身预加压力之前还通过惰性清扫气体来扫气，例如同样利用CO2。
此外，该旋转灌装机100具有隔离器5，在该隔离器内部主要提供有消毒区域6。对于饮料灌装设备而言，提供这样的消毒区域6是理论上已知的。就此，灌装阀3的流出口30以及容器接纳部件42和容器4设置在该消毒区域6中，从而提供灌装产品在待灌装的容器4中的无菌灌装。换言之，可以在消毒环境中将开口的、待灌装的容器4先运输至容器接纳部件42，由该部件接纳并且随后压紧在流出口30处。在灌装后可以随后将已灌装的容器4再从流出口30卸下并且继续在消毒的环境中运输到接下来的密封器处。通过提供隔离器以及其中共保持的消毒环境可以相应地最小化待灌装的容器4以及已灌装的容器4以及其中所容纳的灌装产品的细菌污染，从而使灌装产品得到尽量高的可保存性。
通过将容器4和流出口30引入消毒区域6中，可以防止对这些部件造成的污染。消毒区域实际上具有气压，其中与隔离器5外部的未消毒环境相比在消毒区域6中通常具有轻微的超压，从而确保了，在可能存在的泄漏点处或者在用于交接容器4到消毒区域6中的交接口处不会有污染物进入到消毒区域6。
此外，在图1中示出了第二个容器4，该容器容纳在第二容器接纳部件42’中。这个第二容器接纳部件42’与容器接纳部件42相比处在降低的状态，从而使容器4和流出口30彼此分隔开。该容器接纳部件42’就此处在用于交接容器4的交接位置上，在这个位置上待灌装的容器4由就此没有示出的给入星轮接收并且将已灌装的容器4交接给没有示出的给出星轮。在所示出的旋转灌装机100中，用于提取的交接位置和用于取回的交接位置彼此相邻，从而得到用于处理容器的较大处理角度。产品罐2就此围绕转轴R转动地设置。替代性地，产品罐也能够设置为刚性的并且能够经旋转分配器将灌装产品引导至单个旋转灌装阀处。同样可能的是，以旋转环形容器的形式来提供产品罐。
固定设置在产品罐2上的灌装部件1就此按计划地与产品罐2一起旋转。灌装阀3与旋转的隔离器顶盖50气密连接，该隔离器顶盖通过动态密封例如以平衡水槽54的形式相对于刚性设置的隔离器槽52气密地密封。流出口30就此这样地设置，即，使该流出口由消毒区域6包围。
图1中的设备1进一步具有释放装置7，该释放装置与灌装阀3连接。释放阀70设置用于能够通过释放装置7来控制或调节气路的打开和关闭。该释放装置7就此具有释放管道71，该释放管道的排出口72通过隔离器顶盖50而通入消毒区域6内。因此，在释放已灌装的容器4的过程中，在解除容器开口40与灌装阀3的流出口30之间的气密连接之前将压力气体直接排到消毒区域6中。
通过这个设置避免了，在释放容器4的过程中导致灌装产品的污染，因为释放装置7的排出口72并不与未消毒的环境产生连接并且由此也不会使细菌进入到释放装置7内。此外还能够排除了，在较长的生产周期情况下在释放装置7中形成从释放管道71生长到灌装阀3的、最终对灌装产品和/或待灌装的容器4造成污染的生物薄膜。因此与现有技术相比以简单的方式实现了旋转灌装机100的优化的卫生情况。
释放管道71设有落差，从而使产品颗粒和/或产品气溶胶由于该落差而滑下，并且因此不会形成可能会对设备1的部分和/或灌装产品造成污染的生物薄膜。此外，还由此实现了气体或者蒸汽的冷凝液或者用于清洁设备1的清洁液体在释放装置7的内壁处能从释放装置7完全流出。
此外，在释放装置7中设有节流阀装置，借助于该节流阀装置能够调控从已灌装的容器4中待导出的压力气体的体积流量，从而实现可控的排气并因此避免了由于过快的预加压力的降低而导致的灌装产品发泡以及灌装损失。因此能够理想地调整待灌装的灌装产品和容器4的释放并且例如能够调整灌装产品的饱和压力的释放进程。
在处理角度范围内在旋转灌装机100上设有不同的处理区域，在这些区域内容器4处于不同的处理步骤。在例如消毒、抽真空和/或中间清洗这些预处理步骤之后，容器4借助于来自产品罐2的压力气体而预加压。随后，打开灌装阀3并且开始用灌装产品来灌装待灌装的容器4。在灌装过程终止以及些微必需的灌装高度修正后，必须使容器4静止并且将其释放。接下来的静止和释放阶段用于使灌装压力降低，从而避免了CO2从灌装产品中释放并且因此通过形成泡沫而带来灌装产品的损失。在静止时间内，在灌装产品中以气态形式存在的CO2上升，从而使其在释放过程中不会导致泡沫形成。根据不同的需求，释放也可以以多个步骤或阶段继续。在经释放装置7来释放容器4的头部空间后，在容器4中再次存在有在消毒区域6内存有的压力。随后，容器4通过容器接纳部件42的下降而引入交接位置并且随后优选交接至随后设置的封闭装置处。
图2示出了图1中的旋转灌装机100的示意图，其中该释放装置7具有与旋转分配器8连接的管道装置73。释放管道71就此设置为刚性的，其中该释放管道就此从旋转分配器8指向消毒区域6。每个设备1的管道装置73就此与共同的旋转分配器8连接。由此，能够将部件个数和/或材料需求以及设备成本和/或维修成本保持为较少并且确保有效的工作运行。
相应地，在解除灌装阀3的流出口30和由此灌装的容器4的容器开口40之间的气密连接之前，进行已灌装的容器4到隔离器5中的排气以及因此到消毒区域6中的排气。由此可以在这种实施方式中保证，释放管道71通过其排出口72而通入到消毒区域6中并且因此使细菌不能在释放管道71表面及内部繁殖并最终影响到灌装产品。
图3示出了图2中的旋转灌装机100的示意图，其中该释放装置7以及特别是该释放管道71与消毒区域6的消毒通风管道60连接。通过消毒通风管道60可控地消除了消毒区域6中的超压或者用于向消毒区域6中送入消毒空气的稳定气流，从而持续以消毒空气来流过消毒区域6。有利的是，该消毒通风管道60也作为引流管。
通过使释放管道71与消毒通风管道60连接，再次确保了，释放管道71以其排出口72通入到消毒区域6中，在该消毒区域中存在消毒空气并且相应地防止了通过细菌而对释放管道71造成的影响。由此，排出口72进一步相对于容器4和灌装阀3的流出口30最大间隔地设置，由此能够实现了针对于生物薄膜生长方面特别高的安全性。
只要能够应用到，能够将所有在实施例中示出的单个特征相互结合和/或交换，而并不因此超出本发明的范围。
附图标记说明
100 旋转灌装机
1 灌装部件
2 产品罐
20 产品输入管道
22 压力气体管道
24 压力气体引入管道
3 灌装阀
30 流出口
4 容器
40 容器开口
42，42’ 容器接纳部件
5 隔离器
50 隔离器顶盖
52 隔离器槽
6 消毒区域
60 消毒通风管道
7 释放装置
71 释放管道
70 释放阀
72 排出口
73 管道装置
8 旋转分配器

Claims (8)

1.一种在饮料灌装设备中用于为待灌装的容器(4)灌装碳酸化的灌装产品的设备，所述设备包括：用于为所述待灌装的容器(4)进行灌装的灌装阀(3)；具有释放阀(70)的释放装置(7)，所述释放阀用于释放在已灌装的所述容器(4)中存在的超压；以及消毒区域(6)，在所述消毒区域中至少容纳有所述灌装阀(3)的流出口(30)，该流出口用于与待灌装的所述容器(4)的容器开口(40)连接，
其特征在于，
所述释放装置(7)为了将超压释放排气到所述消毒区域内(6)与所述消毒区域(6)连通,且所述释放装置(7)包括具有排出口(72)的释放管道(71)，其中所述释放管道(71)的排出口(72)通入到所述消毒区域(6)中，并且其中所述释放管道(71)具有落差。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述释放装置(7)与由隔离器(5)包围的所述消毒区域(6)连通。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述释放装置(7)与所述消毒区域(6)的消毒通风管道(60)连通。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述释放装置(7)与旋转分配器(8)连接，并且通过所述旋转分配器(8)与所述消毒区域(6)连接。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述释放装置(7)具有用于可控地消除所述消毒区域(6)中的超压的节流阀单元。
6.一种在饮料灌装机中借助于根据上述权利要求中的任意一项所述的设备用于为待灌装的容器(4)灌装碳酸化灌装产品的方法，其特征在于，
在已灌装的容器(4)中存在的超压经释放装置(7)释放，其中所述释放装置(7)将超压释放排气到消毒区域(6)中，所述释放通过所述释放装置(7)的释放管道(71)进行，其中所述释放管道(71)的排出口(72)通入到所述消毒区域(6)中，并且其中所述释放管道(71)具有落差。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所述释放装置(7)向所述消毒区域(6)的消毒通风管道(60)中进行释放。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述释放通过所述释放装置(7)的与旋转分配器(8)连接的管道装置(73)而完成。
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