CN110267904B - 用于将填充产品灌装到填充产品灌装设备中的待填充容器中的填充装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将填充产品灌装到填充产品灌装设备中的待填充容器中的填充装置(1)，其包括：用于将所述填充产品定量分配到所述待填充容器中的至少一个填充阀(2)，和用于对所述至少一个填充阀(2)的至少一部分进行灭菌的灭菌装置，其中，设置有用于非接触式测量所述填充阀(2)的温度的非接触式温度传感器(7)。

Description

用于将填充产品灌装到填充产品灌装设备中的待填充容器中 的填充装置

技术领域

本发明涉及一种用于将填充产品灌装到填充产品灌装设备中的待填充容器中的填充装置和一种用于处理填充装置、优选用于对填充装置进行清洁和/或灭菌的方法。

背景技术

用于将填充产品灌装到待填充容器中的填充装置和用于处理这种填充装置、尤其是用于对这种填充装置进行清洁和/或灭菌的方法在现有技术中是已知的。

在填充产品灌装设备中将饮料灌装到容器或罐中是已知的。为此，设置有填充构件，该填充构件用于将来自填充产品贮存器的填充产品通过填充产品出口填充容器，所述填充产品出口与与待填充的每个容器的口部对齐，因此用于控制容器待填充的填充产品的体积。为了实现将填充产品正确定量分配到容器中，填充装置通常包括至少一个填充阀，该填充阀可以通过致动器来控制。借助致动器可以将填充阀在某个时间点打开并且在另一时间点关闭，以允许预定量的填充产品流入到容器中。填充阀通常布置在填充装置的运输装置上，该运输装置通常构成为旋转台的形式，以实现连续的灌装操作。

为了对已知填充装置进行清洁和灭菌，已知有各种方法。在这里，例如所谓的就地清洁(Cleaning-In-Place(ClP))方法被证明是特别有利的。该方法不需要移除填充阀进行清洁。。相反，它们是在还是装入的状态下使用清洁介质或灭菌介质进行冲洗或进行蒸汽喷射。在这种情况下，已知的例如是，用过热蒸汽对填充装置进行热灭菌，特别是以这种方式对与填充产品接触的表面进行灭菌。为此，用过热蒸汽冲击填充阀并且以此方式达到灭菌温度并保持在该灭菌温度。在预定时间内，由此产生的填充阀的温度被保持和监控，以实现指定灭菌作用，例如从DE102010031873A1或DE102013113621A1中已知。

用于灭菌的方法也被称为就地灭菌(Sterilization-In-Place(SIP))。

为了在保持压力的同时减少蒸汽消耗，为了排出冷凝物以及为了改进蒸汽流量的检测，具有小开口的盖子在热灭菌期间在填充阀的出口前方枢转并且与其密封连接。然后，蒸汽射流通过盖子的小开口排出，其动态压力借助布置在盖子下方的压力传感器来检测。在这里，通过测量填充阀中的上游饱和蒸汽压力和蒸汽流量或蒸汽压力间接地确定温度，由此确定每个填充阀的差压。在旋转装置中，压力传感器通常安装在盖子水平面下方的静止位置。在这种情况下，当适用的填充阀通过压力传感器时，，测量从盖子喷出的蒸汽射流的压力。

尤其地，当为了卫生应用而在与环境相比存在减少的微生物负载和/或过压并因此相对于环境提高了灭菌程度的填充装置的灌装室或洁净室中进行填充产品的灌装时，从卫生观点来看设置附加装置和部件例如盖子、用于盖子的提升和枢转装置或压力传感器是不利的。这种卫生上的不利是由于安装在洁净室中的附加构件清洁的必要性的增加。

根据现有技术监测温度的另一种方法为，使用热电偶监控每个单独的填充阀，该热电偶通常集成在填充阀中或布置在盖子上。然而，这需要每个填充阀或每个盖子各自的热电偶以及相应复杂的布线，该布线在旋转机器的情况下安装在旋转部分中。

发明内容

由已知的现有技术发展而来，本发明的目的是提供一种改进的用于将填充产品灌装到填充产品灌装设备中的待填充容器中的填充装置以及一种改进的用于处理填充装置的方法。

该目的是通过一种具有本申请特征的用于将填充产品灌装到填充产品灌装设备中的待填充容器中的填充装置来实现的。有利的进一步改进方案也可以从本说明书和附图中得出。

因此，提出了一种用于将填充产品灌装到填充产品灌装设备中的待填充容器中的填充装置，其包括：用于将所述填充产品定量分配到所述待填充容器中的至少一个填充阀，和用于对所述至少一个填充阀的至少一部分进行灭菌的灭菌装置。根据本发明，设置有用于非接触式测量所述填充阀的温度的非接触式温度传感器。

由于设置有用于非接触式测量填充阀的温度的非接触式温度传感器，因而可以省去如在现有技术中需要的盖子。因此，填充装置具有明显更简单且更紧凑的设计。另外，可以由此减少清洁费用，因为须清洁的构件数量较少，并且尤其是不再需要清洁相对彼此移动的部分及其密封件。这特别适用于盖子及其移动装置。

通过特别是在灭菌过程中通过监控填充阀的温度，可以确保的是，至少填充阀以指定温度冲击预定的一段时间，以实现完全灭菌。

此外，通过非接触式温度测量，可以避免由填充阀的接触式传感器引起的污染，从而可以避免填充产品在填充装置中传送所通过的通道的污染。因此，该装置整体上可以具有更紧凑且在卫生上更有利的设计。

灭菌装置优选使用过热蒸汽进行灭菌。然而，还可以设想使用所有其他已知的灭菌方法，其中需要考虑的是，待灭菌表面在指定温度下保持预定时间段。非接触式温度测量也可以有利地用于这些灭菌过程中。

温度的非接触式测量可以优选地在填充阀的外侧上，优选地在填充阀的阀座的区域中进行，使得可以非接触式直接检测和监控填充阀的温度。例如，当过热蒸汽通过与填充产品接触的通道，并且在填充阀处测量温度时，可以假设填充阀上游的通道也具有与填充阀至少一样高的温度。因此，通过在填充阀处测量温度，可以记录并确保与填充产品接触的所有通道的灭菌。

这也能够提高过程可靠性，因为与通过接触测量的传感器不同，非接触式传感器不会使传感器从待测表面脱离，或者发生传感器本身磨损或变形。

非接触式温度传感器优选指向至少一个填充阀的外侧或外表面。优选地，非接触式温度传感器测量填充阀在阀座区域中的温度。因此，可以简单且精确地测量填充阀的温度。

用于灭菌的处理介质可以优选具有蒸汽，特别优选为过热蒸汽。替代地和/或附加地，处理介质还可以具有过氧化氢或过乙酸，优选与醇、特别优选为乙醇组合。

为了可以特别准确且可靠地测量至少一个填充阀的温度，在另一优选实施方式中所述至少一个非接触式温度传感器构成为高温计和/或红外相机的形式。尤其地，当非接触式温度传感器构成为红外相机时，其可以同时检测多个填充阀的温度，从而实现填充装置的进一步简化的结构和进一步提高的过程可靠性。通过合适的评估软件，因此可以单独测量每个灌装阀的温度。

在另一优选实施方式中，设置有洁净室，并且所述填充阀的至少一个填充产品出口布置在所述洁净室中，其中，所述至少一个非接触式温度传感器如此布置在所述洁净室外部，使得所述非接触式温度传感器可以检测所述洁净室中的所述填充阀的温度。

通过这种方式，首先，容易接触非接触式温度传感器。换句话说，例如，操作或维护人员无需进入洁净室即可接触到温度传感器。洁净室因此可以保持完好无损。因此，尽管在卫生环境中灌装填充产品，温度传感器的维护也特别简单。其次，减少了洁净室内产生微生物污染的风险并因此减少了清洁费用。此外，由于用于测量阀座的温度的传感系统布置在洁净室外部，因而进一步防止该传感系统被填充产品的飞溅物污染。否则，这种污染会导致温度传感器的测量结果的损害。

为了实现填充产品的特别有效的灌装，所述至少一个填充阀可以布置在运输装置、优选为旋转台上。

在另一优选实施方式中，设置有数量比填充阀少的非接触式温度传感器，并且优选地设置有用于非接触式测量所有填充阀的温度的单个非接触式温度传感器，其中，填充阀可相对于所述非接触式温度传感器移动，其中，优选地，当在所述至少一个填充阀移动经过所述至少一个非接触式温度传感器时能够测量所述填充阀的温度。

由于设置有数量比填充阀少的非接触式温度传感器，因而可以减少温度测量的费用。当仅将单个温度传感器用于整个填充装置时，这尤其明显。然而，由于填充阀移动经过温度传感器，因而可以对所有填充阀的温度进行可靠的测量。

在这里，非接触式温度传感器优选地布置在固定位置处，使得该非接触式温度传感器还可以与用于处理测量到的温度值的装置、优选为控制和/或调节单元特别简单地连接并且尤其是不需要将适用的信号从旋转部分传递到静止部分。另外，尤其是在旋转式填充装置的情况下能够监控布置在旋转台上的多个填充装置。当各个填充阀移动经过温度传感器，即移动通过其测量范围时，可以分别测量各个填充阀的温度。然后，填充装置可以特别简单地构造。另外，减少了对故障的敏感性和填充装置的复杂性，，因为仅需设置一个传感器，利用该传感器可以监控多个填充阀的温度。

在另一优选实施方式中，设置有多个填充阀，其中，所述多个填充阀优选地布置在运输装置上，并且每个填充阀分配一个单独的非接触式温度传感器。由此，可以特别精确地测量每个填充阀的温度。另外，能够持久测量并因此持久监控填充阀的温度，从而可以非常可靠地进行清洁和/或灭菌过程。由此，还可以确保的是，可以在任何时间测量各个填充阀的温度，并因此可以实现对处理过程的特别精确的监控以及控制和/或调节。

当设置有多个填充阀时，可以实现填充产品的特别有效的灌装，其中，所述多个填充阀优选地布置在运输装置上。因此，可以通过多个填充阀大致同时对多个待填充容器进行填充。

在另一优选实施方式中，设置有与所述至少一个非接触式温度传感器连接的用于处理过程的控制和/或调节单元，所述控制和/或调节单元根据由所述至少一个非接触式温度传感器测量到的所述至少一个填充阀的温度值来控制和/或调节所述至少一个填充阀的处理。由此，可以实现特别有效和节省资源的灭菌，因为可以根据温度精确地调节需要供应的蒸汽量，并因此可以避免过量的蒸汽消耗。

当控制和/或调节单元如在另一优选实施方式中那样如此构成，使得当由非接触式温度传感器测量到的填充阀的温度值低于指定温度值时，在处理过程期间打开至少一个填充阀，也可以节省处理介质。然后还可以排出由于温度下降而可能产生的任何冷凝物，优选通过将其吹出。另外，填充阀的内部连同填充阀的出口和填充阀的底部件的内侧以及可能布置在填充阀的出口处的定心钟形件，可以使用处理介质冲洗或使用蒸汽喷射足够长的时间，直到填充阀的温度再次升高超过指定温度值并且/或者冷凝物被排出。

特别优选地，填充阀的打开和关闭交替进行。在这里，根据测量到的温度值打开或关闭填充阀。换句话说，填充阀以与温度相关的间隔切换。因此，当需要时，处理介质仅通过打开的填充阀排出，以加热阀和/或排出冷凝物。

另外，上述目的是通过一种具有本申请特征的用于对填充产品灌装设备中的至少一个填充装置的至少一部分进行灭菌的方法来达到的。该方法的有利的改进方案也可以从本说明书和附图中得出。

因此，提出了一种用于对填充产品灌装设备中的至少一个填充阀的至少一部分进行灭菌的方法，其包括向所述至少一个填充阀施加灭菌介质。根据本发明，非接触式测量所述至少一个填充阀的温度。

由于非接触式测量所述至少一个填充阀的温度，因而可以实现已经在填充装置方面提到的优点。

在另一优选实施方式中，设置有洁净室，并且所述填充阀的至少一个填充产品出口布置在所述洁净室中，并且在所述洁净室外部测量所述至少一个填充阀的温度。

因此，可以实现设备和方法的卫生上的有利设计。

此外可以有利的是，根据所述至少一个填充阀的非接触式测量到的温度值来控制和/或调节所述至少一个填充阀的灭菌。

因此，可以实现灭菌过程的有效且可靠的执行，这也可以降低操作成本，因为灭菌剂以及尤其是过热蒸汽的使用可以以特定时间点恰好需要的量执行。

在一个优选改进方案中，当非接触式测量到的所述填充阀的温度值低于指定温度值时，所述至少一个填充阀在灭菌过程中打开。

由此，可以节省处理介质。另外，可以排出由于温度下降而可能产生的冷凝物，并且填充阀的内部连同填充阀的出口和填充阀的底部件的内侧以及可能布置在填充阀的出口处的定心钟形件，可以使用处理介质进行冲洗或进行蒸汽喷射足够长的时间，直到填充阀的温度再次升高超过指定温度值或者冷凝物被排出。优选地，填充阀以与温度相关的间隔交替地重复打开和关闭。换句话说，当测量到的温度值低于指定温度值时打开填充阀，当温度值再次高于指定温度值时再次关闭填充阀。因此，当需要时，处理介质仅通过打开的填充阀排出，以加热阀和/或排出冷凝物。

或者，为了简化控制和/或调节，当温度低于指定值时，可以简单地打开填充阀一段预定的时间。

附图说明

通过以下对附图的描述更详细地说明本发明的优选的其他实施方式。

在附图中：

图1示意性示出了用于将填充产品灌装到填充产品灌装设备中的待填充容器中的填充装置的剖视图；和

图2示意性示出了替代实施方式中的用于将填充产品灌装到待填充容器中的填充装置的填充阀的详细剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图描述优选实施例。在附图中，相同或相似或者具有相同效果的元件用相同的附图标记表示。部分地省略了对这些元件的重复描述以避免冗余。

在图1中示意性示出了用于将填充产品灌装到填充产品灌装设备中的待填充容器中的填充装置1的剖视图。填充装置1设计为旋转装置，并且具有可旋转的转盘4和相对于转盘4静止的静止部分9。

此外，设置有洁净室8，在该洁净室8中在受控气氛中进行填充产品向容器中的灌装。洁净室8由构成在转盘4上的洁净室盖80和洁净室壁(图中未示出)包围或构成。

在转盘4的周边布置有多个填充阀2，以便在填充产品灌装设备中产生到转盘4上的填充容器的连续流。

填充阀2如此穿透洁净室盖80，使得仅其填充产品出口26和填充阀底部件6通向洁净室8。如果在压制状态下执行容器的填充，则填充阀底部件6可以替代地实施为定心钟形件。

在填充阀2下方布置有用于收纳待填充容器的多个容器收纳部5，其中，每一个填充阀2分配一个容器收纳部5。填充阀2各自通过产品管线3与未示出的介质分配器连接，来自填充产品贮存器的填充产品和来自灭菌装置的过热蒸汽形式的处理介质都通过该介质分配器被供应。

每个填充阀2在其阀内部28中在其填充产品出口26上方具有阀锥22，该阀锥22在填充阀2的纵向轴线的方向上可移动地布置并且可密封地降低到阀座20中以关闭填充阀2。为了打开填充阀2，阀锥22被提升出阀座20，使得在阀锥22和阀座20之间产生环形间隙，然后填充产品或处理介质可以通过该环形间隙到达填充产品出口26并从其中排出。

在静止部分9处布置有温度传感器7，该温度传感器7可以非接触的方式确定移动经过其的填充阀2的温度。在这里，非接触式温度传感器7设置在填充装置1的固定位置处。在这里，该非接触式温度传感器7如此定位，使得其测量阀锥20的区域中填充阀2外侧24上填充阀2的温度。

在这里，非接触式温度传感器7如此设置，使得当多个填充阀2移动经过其时，其可以确定该多个填充阀2中的每一个的温度。换句话说，非接触式温度传感器7可以将各个填充阀2的温度彼此区分开。由此，非接触式温度传感器7能够依次测量转盘4旋转时移动经过其的每个填充阀2各自的温度。

非接触式温度传感器7还与未示出的控制和/或调节装置连接，借助该控制和/或调节装置可以控制和/或调节填充阀2的处理(例如灭菌)以及可以监控调节阀2的温度。

非接触式温度传感器7例如构成为红外相机。或者，非接触式温度传感器7也可以构成为高温计或不同类型的非接触式温度传感器。

为了对填充阀2进行清洁或热灭菌，通过产品管线3将蒸汽引导到填充阀2。为了实现阀锥22和阀座20的接触表面的充分冲洗，填充阀2首先优选地保持在打开位置处。为了将灭菌蒸汽的消耗保持得尽可能低，随后填充阀2部分地或完全地关闭，使得灭菌蒸汽主要存在于阀内部28中。替代地，盖子或灭菌罩也可以布置在填充产品出口22前方，以便实现灭菌介质的限定体积流量。

如果特定填充阀2的非接触测量的温度值低于指定温度值，则打开相应的填充阀2，使得可能由于温度下降而产生的冷凝物从阀内部28排出，并且供应新的过热蒸汽以加热填充阀2。

在这里，已经证明交替地打开和关闭填充阀2是特别有利的，其中，填充阀2的切换间隔基于测量的温度值，因此取决于温度。因此，只有当需要加热填充阀2和/或排出冷凝物时，才通过打开的填充阀排出处理介质。这样，可以节省处理介质。

图2示意性示出了在一个替代实施方式中的用于将填充产品灌装到待填充容器中的填充装置1的填充阀2的详细剖视图。这里示出的填充装置1大致对应于图1的填充装置。然而，与图1中的填充装置1不同，在图2所示的实施例中，多个填充阀2中的每一个上布置有非接触式温度传感器7。因此，温度传感器7设置在旋转部分即转盘4上。

在该实施方式中，非接触式温度传感器7构成为高温计。但是，替代地，也可以使用其他类型的非接触式温度传感器。

在这里，填充阀2如此构成，使得非接触式温度传感器7在填充阀2的外侧24上在阀座20的区域中测量填充阀2的温度。用附图标记70表示高温计的测量光束。

在适用的情况下，在不脱离本发明的范围的情况下可以将各个示例性实施例中所描述的所有单独的特征相互组合和/或交换。

附图标记说明：

1 用于将填充产品灌装到待填充容器中的填充装置

2 填充阀

20 阀座

22 阀锥

24 外侧

26 填充产品出口

28 阀内部

3 产品管线

4 旋转台

5 容器收纳部

6 填充阀底部件

7 非接触式温度传感器

70 测量光束

8 洁净室

80 洁净室盖

9 静止部分

Claims (15)

1.一种用于将填充产品灌装到填充产品灌装设备中的待填充容器中的填充装置(1)，其包括：用于将所述填充产品定量分配到所述待填充容器中的至少一个填充阀(2)，和用于对所述至少一个填充阀(2)的至少一部分进行灭菌的灭菌装置，其特征在于，用于非接触式测量所述填充阀(2)的温度的非接触式温度传感器(7)，其中所述非接触式温度传感器(7)指向所述填充阀(2)的外侧并且构造成测量所述填充阀(2)在阀座(20)区域中的温度。

2.根据权利要求1所述的填充装置(1)，其特征在于，所述至少一个非接触式温度传感器(7)构成为高温计和/或红外相机的形式。

3.根据权利要求1或2所述的填充装置(1)，其特征在于，设置有洁净室(8)，并且所述填充阀(2)的至少一个填充产品出口(26)布置在所述洁净室(8)中，其中，所述至少一个非接触式温度传感器(7)如此布置在所述洁净室(8)外部，使得所述非接触式温度传感器(7)能够测量所述洁净室(8)中的所述填充阀(2)的温度。

4.根据前述权利要求1或2所述的填充装置(1)，其特征在于，所述至少一个填充阀(2)布置在运输装置上。

5.根据权利要求4所述的填充装置(1)，其特征在于，所述运输装置为旋转台(4)。

6.根据权利要求1所述的填充装置(1)，其特征在于，设置有数量比填充阀(2)少的非接触式温度传感器(7)，其中，填充阀(2)可相对于所述非接触式温度传感器(7)移动。

7.根据权利要求1所述的填充装置(1)，其特征在于，设置有用于非接触式测量所有填充阀(2)的温度的单个非接触式温度传感器(7)，其中，填充阀(2)可相对于所述非接触式温度传感器(7)移动。

8.根据权利要求6-7中任一项所述的填充装置(1)，其特征在于，当所述至少一个填充阀(2)移动经过所述至少一个非接触式温度传感器(7)时能够测量所述填充阀(2)的温度。

9.根据权利要求1、2、6和7中任一项所述的填充装置(1)，其特征在于，设置有多个填充阀(2)，其中，每个填充阀(2)分配一个单独的非接触式温度传感器(7)。

10.根据权利要求9所述的填充装置(1)，其特征在于，所述多个填充阀(2)布置在运输装置上。

11.根据权利要求1、2、6和7中任一项所述的填充装置(1)，其特征在于与所述至少一个非接触式温度传感器(7)连接的用于处理过程的控制和/或调节单元，所述控制和/或调节单元根据由所述至少一个非接触式温度传感器(7)测量到的所述至少一个填充阀(2)的温度值来控制和/或调节所述至少一个填充阀(2)的处理。

12.一种用于对填充产品灌装设备中的至少一个填充阀(2)的至少一部分进行灭菌的方法，其包括向所述至少一个填充阀(2)施加灭菌介质，其特征在于，非接触式测量所述至少一个填充阀(2)在阀座(20)区域中的温度。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，设置有洁净室(8)，并且所述填充阀(2)的至少一个填充产品出口(26)布置在所述洁净室(8)中，并且在所述洁净室(8)外部测量所述至少一个填充阀(2)的温度。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个填充阀(2)的非接触式测量到的温度值来控制和/或调节所述至少一个填充阀(2)的灭菌。

15.根据权利要求12至13中任一项所述的方法，其特征在于，当非接触式测量到的所述填充阀(2)的温度值低于指定温度值时，所述至少一个填充阀(2)在灭菌过程中打开。

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