CN113727939B - 用于cip清洗灌装机的灌装元件的方法和灌装机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于CIP清洗灌装机的至少一个灌装元件(1)的方法，所述灌装机用于以液态填料灌装容器，其中，灌装机具有在环绕的输送元件上的多个灌装元件，其中，每个灌装位置具有灌装元件(1)，所述灌装元件具有灌装阀(2)和电的灌装高度探测器(7)，为了CIP清洗，将灌装阀(2)和电的灌装高度探测器(7)接收在由封闭元件(12)、特别是冲洗罩或冲洗套筒提供的冲洗空间(13)中，并且将至少一种清洗介质导入到冲洗空间(13)中。所述方法的特征特别是在于，在CIP清洗期间通过电的灌装高度探测器(7)实施至少一个测量。此外，本发明涉及一种用于以液态填料灌装容器的灌装机，所述灌装机具有控制装置，所述控制装置设计用于实施根据前述说明的方法。

Description

用于CIP清洗灌装机的灌装元件的方法和灌装机
技术领域
本发明涉及一种用于CIP清洗灌装机的至少一个灌装元件的方法并且涉及一种用于以液态填料灌装容器的灌装机。
背景技术
用于以液态填料灌装容器的灌装机具有灌装元件，所述灌装元件必须例如在确定的时间之后或者在更换填料时被清洗、消毒或杀菌。这用于清洁卫生或者防止以先前的填料的剩余物污染填料。为了清洗灌装元件，由现有技术完全已知的CIP清洗(“Cleaning inPlace(就地清洗)”清洗)证明是可靠的。
出版物DE 100 61 491 A1例如描述了一种灌装机，其中，为了CIP清洗而在每个灌装元件上安置冲洗罩，所述冲洗罩将相应的灌装管接收在向外密封地封闭的冲洗空间中。在CIP清洗时，清洗剂然后此外流动通过环形通道、灌装元件的被打开的液体通道、经过液体阀及其阀座、通过每个灌装管的灌装通道、通过冲洗空间并且经过灌装管的外侧通过气体路径流入到另外的环形通道中。
所述的解决方案的缺点是，未检验每个灌装元件是否真正被清洗并且因此也不能提供已完全清洗灌装机的证明。
发明内容
由此出发，本发明的任务在于，提供一种改进用于CIP清洗灌装机的灌装元件的方法和一种相应的改进的灌装机，所述方法和所述灌装机特别是检验灌装元件的清洗和/或杀菌并且由此能够证明已完全清洗灌装机。
该任务通过根据本发明所述的用于CIP清洗灌装机的至少一个灌装元件的方法和根据本发明所述的用于以液态填料灌装容器的灌装机来解决。相应的后续说明在此涉及本发明的特别优选的实施变体。
提出一种用于CIP清洗(Cleaning in Place清洗)灌装机的至少一个灌装元件的方法。CIP清洗在此也包括SIP清洗(Sterilization in Place(就地杀菌)清洗)，因为后者所述的SIP清洗是CIP清洗的特定情况。在CIP清洗中，灌装元件被就地清洗，而不必被拆卸。
灌装机构造用于以液态填料灌装容器。容器在此例如理解为瓶子、其他瓶子类的容器、罐子、派对桶(Party-Dosen)或小桶。灌装机具有在环绕的输送元件上的多个灌装元件。在此，每个灌装位置具有带有灌装阀的灌装元件。补充地，灌装元件也可以还具有电的灌装高度探测器然而或者也具有构造为电的探测器的长的灌装管。在下文中，不仅电的灌装高度探测器而且构造为电的探测器的长的灌装管称为电的灌装高度探测器。此外，灌装位置可以还具有用于承载容器的容器承载体。液体填料通过可与灌装管连接的灌装阀从灌装机到达容器中。电的灌装高度探测器在此检验液体填料在容器中达到哪一个高度。如果达到预确定的高度，则停止灌装容器。电的灌装高度探测器在此根据下述原理工作，即通过液体填料接通电路，其中，电路的所述接通由相应的测量装置来识别。
为了CIP清洗，在此将灌装阀和电的灌装高度探测器接收在由封闭元件提供的冲洗空间中。封闭元件在此特别是冲洗罩或冲洗套筒。冲洗空间在此通过封闭元件密封地向外封闭。然后将至少一种清洗介质导入冲洗空间中，通过所述清洗介质清洗灌装元件。特别是灌装阀不仅从外部而且从内部被清洗。
可以使用不同的清洗液作为清洗介质，此外也使用消毒剂、酸和碱作为清洗介质。在此可能的是，在不同的清洗步骤中使用不同的清洗介质。水也理解为清洗介质，水特别是作为最后的清洗介质用于冲洗。
根据本发明，在CIP清洗期间通过电的灌装高度探测器实施至少一个测量。清洗介质在此接通电的灌装高度探测器的电路，由此识别出清洗介质处于冲洗空间中。由此可以对于每个灌装元件检验清洗介质是否处于冲洗空间并且从而可以检验清洗本身是否按照规定地实施。如果所述检验在所有清洗步骤中并且在所有灌装元件处被实施，则能够证明已完全清洗灌装机。通过根据本发明的方法主要改善对灌装元件的CIP清洗，并且甚至不需要附加的部件。
有利地，封闭元件在灌装位置处手动地被悬挂和/或自动地被激活。在封闭元件手动地被悬挂的情况中可能的是，封闭元件远离灌装机被安置并且仅仅在需要CIP清洗时被使用。此外，在手动地被悬挂的情况中不需要花费高的、实施悬挂封闭元件的机构。然而如果封闭元件自动地被激活，则CIP清洗可以更快地进行并且需要小的人员花费。此外不存在由人污染封闭元件或灌装机的危险。最后也可以考虑，封闭元件手动地被悬挂并且然后自动地被激活。
有利的是，布置在灌装机的气体和/或液体通道中的并且能控制的阀这样被打开和/或被关闭，以使得清洗介质在循环回路中通过灌装阀。清洗介质的至少一个流分量则也流过冲洗套筒。由此，清洗介质始终又经过灌装阀被引导并且可以通过所述流动进一步改善所述清洗。
此外有利的是，所述测量在灌装高度探测器的测量区域和接地区域之间被实施。不仅测量区域而且接地区域在此设计为导电的并且彼此电绝缘。接地区域可以在此(然而不是必须)具有电势0V。特别是，所述测量在测量区域与灌装高度探测器的接地区域和/或封闭元件的接地区域之间被实施。为此在测量区域和接地区域之间施加一电压并且直接地或间接地测量产生的通过电流。通过电流在此意味着在测量区域和接地区域之间存在导电的液体，而不存在电流意味着，测量区域继续与接地区域电绝缘。
有利地，为了测量而在灌装高度探测器的测量区域处施加周期电压。由此避免如同会在直流电压下的情况那样在测量区域和/或接地区域处发生电解。优选地，所述周期电压是矩形电压，这能够容易地测量通过电流的高低。
有利的是，检验清洗介质的存在，因为这实现检验对灌装元件的清洗并且证明已完全清洗灌装机。当测量区域和接地区域之间的通过电流超过一定的、相对低的极限时，则在此认为存在清洗介质。所述测量可以特别容易地实施。然而也有利的是，测量处于测量区域和接地区域之间的介质的导电能力的大小。如果该导电能力能够在一定的公差内与清洗介质的导电能力相一致，则认为对灌装元件成功的清洗。尽管这种测量比前述的仅仅关于清洗介质的存在的测量更耗费，为此通过测量导电能力获得另外的有价值的信息。替代导电能力也可以测量灌装高度探测器的测量区域和接地区域之间的通过电流的高低、测量电路中的电压降的高低和/或灌装高度探测器的测量区域和接地区域之间的电阻的高低，因为如果测量区域和接地区域之间的几何结构是已知的，则这些测量在原理上是彼此等效的。
特别有利的是，通过串联电阻来测量。通过在串联电阻上或者在测量区域和接地区域之间的电压降并且在已知的施加的电压下则可以容易地计算测量区域和接地区域之间的电阻和由此清洗介质的导电能力。优选地，串联电阻在此这样被调节，以使得实现尽可能准确地测量出测量区域和接地区域之间的电阻。
有利地，清洗介质的导电能力的参考测量特别是借助于安装在气体和/或液体通道中的导电能力测量装置被实施。所述参考测量则被用作用于检验由灌装高度探测器测量到的介质是否具有与清洗介质大致相同的导电能力的基础。优选地，此外在实施导电能力的参考测量的部位处测量清洗介质的温度。
有利的是，由被灌装高度探测器测量的导电能力确定清洗介质的温度。基于与液体导电能力的温度相关性，由被灌装高度探测器测量的导电能力可以结合导电能力的参考测量和在所述参考测量中的温度来确定在灌装高度探测器的区域中的清洗介质的温度。该温度与期望的温度的偏差可以在此指出在清洗灌装元件时的问题。
有利的是，至少一些测量结果被继续传输到例如中心数据处理设备和/或被记录。由此可以在中心数据处理设备检验灌装机的清洗。通过记录测量结果也可以事后验证灌装机的清洗或者识别出可能的误差。
有利地，在通过至少一个灌装高度探测器识别出所述清洗介质之后的预确定的时间开始下一个清洗步骤或者如果涉及在冲洗过程中最后的清洗介质、优选地即用于冲洗的水，则结束该清洗。当仅仅清洗介质已到达灌装元件是重要的时，则所述预确定的时间可以为零。然而当清洗介质应该在灌装元件处以确定的时长起作用时，则预确定的时间也可以大于零。预确定的时间特别是可以与清洗介质相关地是不同的。优选地，当所有待清洗的灌装元件的灌装高度探测器识别出清洗介质时，预确定的时间才开始进行。在未识别出清洗介质的情况下这样实施CIP清洗，以使得清洗介质准确地到达所有灌装元件，也就是说加入一定的时间缓冲，由此确保可靠地清洗灌装元件。通过由灌装高度探测器识别出清洗介质可以取消所述时间缓冲，这加速了CIP清洗。
此外提出一种用于以液态填料灌装容器的灌装机。容器在此理解为例如瓶子、另外的瓶子类的容器、罐子、派对桶或小桶。灌装机具有在环绕的输送元件上的多个灌装元件。在此，每个灌装位置具有灌装元件，所述灌装元件具有灌装阀和电的灌装高度探测器或者具有构造为电的探测器的长的灌装管。此外，灌装位置还可以具有用于承载容器的容器承载体。液体填料从灌装机通过能与灌装管连接的灌装阀到达容器中。电的灌装高度探测器在此检验液体填料在容器中达到哪一个高度。如果达到预确定的高度，则停止灌装容器。电的灌装高度探测器在此根据下述原理工作，即通过液体填料接通电路，其中，电路的所述接通由相应的测量装置来识别。为了CIP清洗灌装元件，灌装阀和电的灌装高度探测器能够被接收在由封闭元件提供的冲洗空间中。封闭元件可以在此在灌装位置处手动地被悬挂和/或自动地被激活。在CIP清洗时则将至少一种清洗介质导入到冲洗空间中，由此清洗灌装元件。
根据本发明，灌装机具有控制装置，所述控制装置设计用于实施根据前述说明的方法。也就是说，特别是在CIP清洗期间通过电的灌装高度探测器实施至少一个测量。清洗介质在此接通灌装高度探测器的电路，由此识别出清洗介质处于冲洗空间中。由此可以对于每个灌装元件检验清洗介质是否处于冲洗空间中并且从而可以检验所述清洗本身。如果所述检验在所有清洗步骤中并且在所有灌装元件处被实施，则能够证明已完全清洗灌装机。
有利地，灌装高度探测器的测量电子装置具有能调节的串联电阻。因为一方面例如用于冲洗的水的导电能力与另一方面用于清洗的碱或酸的导电能力部分地彼此相差大于两个数量级，所以能调节的串联电阻实现在导电能力的所述范围内获得准确的测量结果。
也有利的是，灌装机具有安装在气体和/或液体通道中的至少一个导电能力测量装置用于测量参考导电能力。由参考导电能力与由灌装高度探测器测量到的导电能力的比较可以推断出由灌装高度探测器测量到的介质是否是期望的清洗介质。
本发明的进一步方案、优点和应用可能性也由实施例的下述说明和附图得出。在此，所有描述的和/或绘图示出的特征与其在权利要求或者其回引关系中的组合无关地原则上单独地或任意组合地是本发明的主题。权利要求的内容也是说明书的组成部分。
附图说明
下面借助实施例的附图具体地阐述本发明。附图示例性地示出：
图1a示出根据本发明的灌装元件的示意性的截面图，
图1b示出了出自图1a的、具有连接的冲洗套筒的灌装元件的示意性的截面图，和
图2示出测量电路。
在附图中对于本发明的相同的或相同作用的元件使用相同的附图标记。此外，为了简明在各个附图中仅仅示出用于描述相应的图所需的附图标记。
具体实施方式
图1a示出用于以液态填料灌装容器的灌装机的灌装元件1的示意性的截面图。灌装元件1具有在此由圆锥体3示出的灌装阀2，所述圆锥体与灌装元件1中的圆锥形的凹口4相互作用。灌装阀2的这个视图仅仅示例性地并且示意性地来理解。灌装阀2的多个另外的形式是可考虑的和可能的，所述形式不影响本发明。
在灌装在此未示出的、优选地处于灌装阀2下方的容器时打开灌装阀2，由此液体填料可以通过灌装阀2以及与所述灌装阀流体连接的液体通道5流到容器中。在灌装时从容器出去的空气在此通过气体通道6排出。
此外，灌装高度探测器7布置在中心，所述灌装高度探测器优选地杆状地构造并且优选地朝向容器的方向与灌装阀2连接。灌装高度探测器7在其下部的、即与灌装阀2对置的端部上具有导电的测量区域8。通过绝缘区域9将所述测量区域8与灌装高度探测器7的同样导电的接地区域10分开。在灌装容器时，所述灌装高度探测器7的工作方式是这样的，以使得在测量区域8和接地区域10之间首先施加优选地周期的电压U。因为测量区域8和接地区域10通过绝缘区域9彼此分开，所以首先无电流流入所属的电路中，因为在灌装高度探测器7的测量区域8和接地区域10之间不存在导电连接。
灌装高度探测器7在已知的应用情况中延伸到待灌装的容器中，确切地说，绝缘区域9和接地区域10之间的过渡部处于填料在容器中的期望的灌装高度的区域中。然后打开灌装阀2并且填料通过灌装阀2以及与所述灌装阀连接的液体通道5被灌装到容器中。
如果填料在容器中的液位或灌装高度在这里如此程度增高，以使得所述液位或灌装高度超过绝缘区域9和接地区域10之间的过渡部，则通过导电的填料接通测量区域8和接地区域10之间的电路。基于被施加的电压U可以在此使电流流入电路中。由此达到填料在容器中期望的灌装高度并且灌装阀2又会被关闭。
此外，灌装元件1具有使封闭元件12与灌装元件1连接的连接装置11。
图1b在此示出根据图1a的、具有与其连接的封闭元件12的灌装元件1的示意性的截面图，所述封闭元件在此示例性地构造为冲洗套筒。封闭元件12在此与灌装元件1密封地封闭并且由此形成冲洗空间13，特别是灌装阀2和灌装高度探测器7被接收在所述冲洗空间中，也就是说，封闭元件12与灌装元件1构成流体密封的冲洗空间13，所述冲洗空间在封闭元件12的下侧与液体通道5连接，并且至少灌装高度探测器7的自由侧的端部被接收在所述冲洗空间中。气体通道6也与冲洗空间13流体连接。
图1b中示出的封闭元件12例如手动地悬挂到连接装置11中或者与所述连接装置能松开地连接。然而也可能的是，封闭元件12自动地被激活。封闭元件12可以例如构造为冲洗罩。然而封闭元件12的相应的实施方式不影响本发明。
为了CIP清洗，现在将清洗介质通过灌装阀2和液体通道5导入到冲洗空间13中。由此使清洗介质不仅到达灌装阀2而且到达灌装高度探测器7。优选地，通过气体通道6将清洗介质又从冲洗空间13导出，由此实现清洗介质的循环式的引导。清洗介质当然也可以沿着相反的方向被导入，由此使清洗介质通过气体通道6进入到冲洗空间13中并且通过液体通道5和灌装阀2又离开冲洗空间13。
考虑不同的清洗液作为清洗介质，此外也考虑非常强的清洗液、例如酸和碱或者用于冲洗的水作为清洗介质。通常依次连续地使用不同的清洗液。由此可以首先通过酸清洗并且接着通过碱清洗并且然后通过水冲洗。
重要的是，确保清洗和/或冲洗灌装机的所有灌装元件1。为此使用根据本发明的方法。当清洗介质填充冲洗空间13时，则清洗介质在灌装高度探测器7的测量区域8和导电的封闭元件12的接地区域14之间建立电连接。通过由清洗介质建立的导电连接而使电路被接通，由此使电流流入电路中。测量所述通过电流，并且存在的通过电流表明清洗介质到达灌装元件1。
取而代之或除此以外，电路也可以灌装高度探测器7的接地区域10接通。电路是通过封闭元件12的接地区域14、灌装高度探测器7的接地区域10还是通过这两个接地区域14和10接通，这与所使用的电路的具体情况相关。在电绝缘的封闭元件12的情况中，电路的接通不能例如通过封闭元件12的接地区域14实现。
在此未示出的控制装置记录，通过灌装高度探测器7确定通过电流。有利地，这与日期和时间一起被记录在存储介质上，由此灌装元件1的完成的清洗也可以随后再被验证。所述记录可以在此通过控制装置直接进行，或者通过灌装机的中心数据处理设备进行，测量结果继续被传输给所述中心数据处理设备。
附加地为了确定在电路中存在通过电流，在一个优选的实施变体中也还确定测量区域8和接地区域14和/或10之间的电阻。通过由灌装高度探测器7和封闭元件12的已知的几何结构得出或者由实验确定的已知的因数可以由此计算清洗介质的导电能力。
通过灌装高度探测器7确定的清洗介质导电能力与清洗介质的导电能力的已知的值比较。如果这些值在一定的公差内相一致，则以大的概率认为在冲洗空间13中存在正确的清洗介质。这些值也可以被记录，以便实现之后的验证。
除了导电能力的已知的值以外或者取而代之，清洗介质的导电能力也可以通过布置在气体通道6中的导电能力测量装置15被测量。导电能力测量装置15当然也可以布置在液体通道5中或者在中心的气体或液体通道中。
当在导电能力测量装置15附近附加地测量清洗介质的温度时，则通过已知的与导电能力的温度相关性和在灌装高度探测器7处测量的导电能力也可以计算在灌装高度探测器7处的清洗介质的温度。控制装置至少获知该清洗介质到达所有待清洗的灌装元件1的时间点。从该时间点起(必要时在该清洗介质的预给定的作用时间之后)开始下一个清洗步骤。
图2示出示例性的测量电路16。在此在测量区域8和接地区域10或14之间通过串联电阻Rv施加电压U。电压U优选地是周期电压，由此可以避免在测量区域8和/或接地区域10或14处的电解。为了使测量变得容易，电压U可以是矩形的电压或矩形电压。替换地也可以使用正弦交变电压。
清洗介质在测量区域8和接地区域10或14之间形成负载电阻Rm。通过在测量区域8和接地区域10或14之间施加的电压、已知的电压U和串联电阻Rv的已知的大小可以计算负载电阻Rm的大小并且然后由此计算清洗介质的导电能力。
当串联电阻Rv和负载电阻Rm具有相同的数量级时，则对负载电阻Rm和由此清洗介质的导电能力的确定在此是最准确的。为了对于具有不同的导电能力的不同的清洗介质获得准确的测量，串联电阻Rv设计为能调节的。对串联电阻Rv的调节在此优选地自动地进行。
本发明通过前述的实施例来描述。可理解的是，在由此不脱离本发明的由权利要求确定的保护范围的情况下能实现多个改变方案或变体方案。
附图标记列表
1 灌装元件
2 灌装阀
3 锥体
4 圆锥形的凹口
5 液体通道
6 气体通道
7 灌装高度探测器
8 测量区域
9 绝缘区域
10灌装高度探测器的接地区域
11 连接装置
12 封闭元件
13 冲洗空间
14 封闭元件的接地区域
15 导电能力测量装置
16 测量电路
Rm负载电阻
Rv 串联电阻
U 电压。

Claims (21)

1.一种用于CIP清洗灌装机的至少一个灌装元件(1)的方法，所述灌装机用于以液态填料灌装容器，其中，所述灌装机具有在环绕的输送元件上的多个灌装元件，其中，每个灌装位置具有灌装元件(1)，所述灌装元件具有灌装阀(2)和电的灌装高度探测器(7)，为了CIP清洗，将所述灌装阀(2)和所述电的灌装高度探测器(7)接收在由封闭元件(12)提供的冲洗空间(13)中，并且将至少一种清洗介质导入到所述冲洗空间(13)中，其特征在于，在所述CIP清洗期间通过所述电的灌装高度探测器(7)实施至少一个测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述封闭元件(12)在所述灌装位置处手动地被悬挂和/或自动地被激活。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，布置在所述灌装机的气体和/或液体通道(6；5)中的并且能控制的阀被打开和/或被关闭，以使得所述清洗介质在循环回路中通过所述灌装阀(2)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述测量在所述灌装高度探测器(7)的测量区域(8)与接地区域(10；14)之间被实施。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，为了测量而在所述灌装高度探测器(7)的测量区域(8)处施加周期电压(U)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，检验清洗介质的存在，和/或测量所述清洗介质的导电能力的大小、所述灌装高度探测器(7)的测量区域(8)和接地区域(10；14)之间的通过电流的高低、测量电路(16)中的电压降的高低和/或所述灌装高度探测器(7)的测量区域(8)与接地区域(10；14)之间的电阻(Rm)的高低。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过串联电阻(Rv)来测量。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述清洗介质的导电能力的参考测量被实施。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由被所述灌装高度探测器(7)测量的导电能力确定所述清洗介质的温度。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一些测量结果被继续传输和/或记录。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在通过至少一个灌装高度探测器(7)识别出所述清洗介质之后的预确定的时间而开始下一个清洗步骤或者结束所述清洗。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述封闭元件(12)是冲洗罩或冲洗套筒。
13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述接地区域(10；14)是所述灌装高度探测器(7)或所述封闭元件(12)的接地区域。
14.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述周期电压(U)是矩形电压。
15.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接地区域(10；14)是所述灌装高度探测器(7)或所述封闭元件(12)的接地区域。
16.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述串联电阻(Rv)是被适配的。
17.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述清洗介质的导电能力的参考测量借助于安装在气体和/或液体通道(6；5)中的导电能力测量装置(15)被实施。
18.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在实施参考测量的部位处测量所述清洗介质的温度。
19.一种用于以液态填料灌装容器的灌装机，其中，所述灌装机具有在环绕的输送元件上的多个灌装元件，其中，每个灌装位置具有灌装元件(1)，所述灌装元件具有灌装阀(2)和电的灌装高度探测器(7)，并且所述灌装阀(2)和所述电的灌装高度探测器(7)能够被接收在由封闭元件(12)提供的冲洗空间(13)中，其特征在于，所述灌装机具有控制装置，所述控制装置设计用于实施根据权利要求1至18中任一项所述的方法。
20.根据权利要求19所述的灌装机，其特征在于，所述灌装高度探测器(7)的测量电子装置具有能调节的串联电阻(Rv)。
21.根据权利要求19或20所述的灌装机，其特征在于，所述灌装机具有安装在气体和/或液体通道(6；5)中的至少一个导电能力测量装置(15)用于测量参考导电能力。
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