DD256501A1

DD256501A1 - Verfahren zum abfuellen von fluessigkeiten in flaschen

Info

Publication number: DD256501A1
Application number: DD29872486A
Authority: DD
Inventors: Adalbert Broll; Uta Weiss; Bardolf Anker; Roland Topf
Original assignee: Nagema Veb K
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1988-05-11
Also published as: DE3742434C2; DE3742434A1

Abstract

Die Erfindung wird angewendet zum Abfuellen von Fluessigkeiten in Flaschen und betrifft ein Verfahren, bei dem nach dem Fuellvorgang sich eine Fuellhoehenkorrektur anschliesst. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fuellhoehenkorrektur nach dem Fuellvorgang bei Ueberfuellung durchzufuehren durch Einleiten von Inertgas in die Flasche ohne Beeintraechtigung des Drucksystems der Fuellmaschine, bei sparsamsten Verbrauch an Inertgas und Reduzierung von Fuellgutverlusten. Wesentlich ist, dass nach dem Fuellen in den unteren Fuellventilbereich bei geschlossenem Rueckgasventil und geschlossener Inertgasquelle eine dosierte Menge Inertgas mit einem um einen einstellbaren Differenzdruck hoeheren Druck als der Spanngasdruck im Ringkessel eingeleitet wird, der sich beim Fuellen gebildete Schaum zusammengedrueckt und nach Oeffnen des Rueckgasweges die Korrekturmenge der Fluessigkeit durch den Rueckgasweg zurueck in den Ringkessel gedraengt und anschliessend der Rueckgasweg geschlossen wird.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird angewendet zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen oder dgl. und betrifft ein Verfahren, bei dem jede Flasche durch Anheben an eine Zentrierglocke eines Füllventiles gasdicht angepreßt, dann die Flasche evakuiert und anschließend mit Inertgas vorgespannt und bei Gleichdruck mit dem Ringkessel die Flasche gefüllt wird, wobei das Inertgas-Luftgemisch aus der Flasche in den Ringkessel entweicht, woran sich das Entlasten und Abziehen anschließen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Allgemein bekannt ist es, den Füllvorgang beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen derart zu beenden, daß die in der Flasche aufsteigende Flüssigkeit die Öffnung für die Rückluft im Rückluftrohr verschließt, dadurch keine Rückluft mehr aus der Flasche in den Ringkessel entweichen kann und sich durch den Druckausgleich das Flüssigkeitsventil schließt.

Der Nachteil dieses Abfüllverfahrens ist, daß das Abfüllmedium, besonders dessen Neigung zur Schaumbildung, einen großen Einfluß auf die erreichte Füllgenauigkeit hat. Der Füllvorgang wird dadurch ungleichmäßig beendet, und es entsteht deshalb eine große Streuung des Füllniveaus in den Flaschen.

Weiterhin ist ein Füllverfahren für schwach schäumende, luftempfindliche Flüssigkeiten bekannt, bei der die Flaschen randvoll gefüllt und dann unter die Verschließeinrichtung transportiert werden, wo CO₂ unter hohem Druck gegen das Verschließelement geblasen wird (DE-AS 1910548). Durch das vom Verschließelement bzw. vom davor sitzenden Kronenkorken reflektierte CO₂ se Vein Teil der Flüssigkeit aus der Flaschenmündung verdrängt und durch CO₂ ersetzt werden. Mit diesem bekannten Verfahren istkein exaktes Einhalten der Füllhöhe möglich. Auch kann die verdrängte Flüssigkeit nicht aufgefangen werden, so daß hohe Flüssigkeitsverluste entstehen.

Des weiteren ist ein Füllvorgang für Flaschen bekannt, bei dem nach einer Evakuierung und einem Vorspannen bis zu einem Druck von 0,32 MPa mit reinem CO₂ und Öffnen des Flüssigkeitsventiles und des Rückgasventiles der Füllvorgang beginnt. Dabei strömt als erstes ein kleiner Teil des Gases aus der Flasche über das Rückgasrohr und die Rückgasleitung in einen Ringkessel, bis auch in der Flasche ein Überdruck von 0,3MPa herrscht. Hierdurch wird verhindert, daß Gas aus dem Ringkessel in der Flasche strömt und dort möglicherweise die Luftkonzentration erhöht. Nach dem Druckausgleich läuft die Flüssigkeit infolge der Höhendifferenz zwischen dem Ringkessel und den Flaschen über die Flüssigkeitsleitung in die Flasche ein, wobei das Rückgas über das Rückgasrohr und die Rückgasleitung in den Ringkessel verdrängt wird. Wenn der Bierspiegel in der Flasche die Öffnung des Rückgasrohres erreicht hat, so kann durch dieses kein Gas mehr entweichen. Der Zulauf von Bier geht jedoch weiter, da das Gas nunmehr durch die ohne Gassperre ausgeführte Flüssigkeitsleitung nach oben in den Druckbehälter strömen kann, so daß die Flasche am Ende überfüllt oder sogar randvoll gefüllt ist.

Nunmehr wird das Flüssigkeitsventil geschlossen, während dasRückgasventil weiter geöffnet bleibt. Zusätzlich wird das CO₂-Ventil erneut für eine kurze Zeitspanne geöffnet. Dabei strömt reines CO2 mit einem Differenzdruck von 0,02MPa in die Flasche ein und verdrängt durch das Rückgasrohr und die Rückgasleitung soviel Bier aus der Flasche, bis der Flüssigkeitsspiegel auf Höhe der Öffnung des Rückgasrohres oder etwas darunter abgesunken ist. Nachteilig ist hierbei, daß durch das gleichzeitig Öffnen von CO₂-Quelle und Gasventil beim Korrekturvorgang ständig CO₂-GaS durch das Ventil strömt. Auch nach Beendigung der Füllkorrektur strömt in Abhängigkeit vom Differenzdruck ständig CO₂-GaS im Korrektursektor der Füllmaschine durch das Gasventil in den Ringkanal. Wechselnde Flüssigkeitskorrekturmengen oder unterschiedlicher Durchsatz der Füllmaschine erhöhen den spezifischen CO₂-Verbrauch. Die Einhaltung des notwendigen Differenzdruckes zwischen CO₂-Quelle und Ringkessel erfordert große CO₂-Verluste und eine aufwendige Druckregelung.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Flüssigkeiten in konstanter Füllguthöhe in Flaschen zu füllen, wobei Überfüllungen und Füllgutverluste zu vermeiden sind und Inertgas sparsam verbraucht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Füllhöhenkorrektur nach dem Füllvorgang bei Überfüllung durchzuführen durch Einleiten von Inertgas in die Flasche ohne Beeinträchtigung des Drucksystems der Füllmaschine, bei sparsamsten Verbrauch an Inertgas und Reduzierung von Füllgutverlusten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach dem Füllen in den unteren Füllventilbereich bei geschlossenem Rückgasventil und geschlossener Inertgasquelle eine dosierte Menge Inertgas mit einem um einen einstellbaren Differenzdruck höheren Druck als der Spanngasdruck im Ringkessel eingeleitet wird, der sich beim Füllen gebildete Schaum zusammendrückt und nach Öffnen des Rückgasweges die Korrekturmenge der Flüssigkeit durch den Rückgasweg geschlossen wird. Das Inertgas wird dabei dosiert aus einer Inertgas-Ringleitung mit Dreiwegeventil und einer Inertgas-Dosierkammer entnommen, wobei der Rückgasweg verzögert oder unverzögert gegenüber dem Schalten des Dreiwegeventiles zur Verbindung Dosierkammer-Fü I !ventil unterteil geöffnet wird. Dieser Vorgang kann in der Form wiederholt werden, daß nach dem Zudosieren des Inertgases bei geschlossenem Rückgasventil die Dosierkammer zwischenzeitlich erneut gefüllt wird und bei einem nochmaligen Öffnen des Dosierventiles erst der Rückgasweg geöffnet und die Korrekturmenge zu rück geleitet wird. Die Inertgaszudosierung erfolgt dabei mehrmalig bei geschlossendem Rückgasweg. Die Korrekturmenge an Flüssigkeit wird in das Füllventilobeiteii geleitet. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß durch erhöhten Druck im Kopfraum der Flasche und im unteren Teil des Füllventiles die Schaumbildung unterdrückt und damit eine definierte Korrektur der Füllmenge in der Flasche erfolgt. Durch die dosierte Zugabe von CO₂-GaS für den Korrekturvorgang ergibt sich ein geringer und von den Betriebsverhältnissen unabhängiger CO₂-Verbrauch. Stillstand der Maschine oder Minderleistung ist nicht mit erhöhtem CO₂-Verbrauch verbunden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung des Arbeitsprozesses. Zur Realisierung des Arbeitsprozesses zum Abfüllen von Flüssigkeiten 1 in Flaschen 2 ist es Voraussetzung, daß ein Ringkessel 3 vorhanden ist, in dem sich die abzufüllende Flüssigkeit 1 und Spanngas 4 befinden. Die Flüssigkeit wird höhenabhängig zugeführt und das Spanngas 4 über ein Differenzdruckventil 5 von einer mit einer C0₂-Quelle 6 in Verbindung stehenden CO₂-Ringleitung 7 entnommen. Am Ringkessel 3 sind Füllventile angeordnet, die u.a. eine Zentrierglocke 8 besitzen, an die die Flaschen 2 durch die Aufwärtsbewegung des Hubzylinders 9 gasdicht angepreßt werden. Jedes Füllventil steht mit dem Ringkessel 3 über einen Flüssigkeitskanal 10 mit Flüssigkeitsventil 11 und mit einem Spann-bzw. Rückgaskanal 12 mit Spann-bzw. Rückgasventil 13 in Verbindung. Das Füllventil besitzt einen Flüssigkeitsauslauf 14 und ein in die Flasche 2 ragendes Rückluftrohr 15, welches mit einer Öffnung zur Bestimmung der Füllhöhe versehen ist. Des weiteren sind Leitungen vorhanden, wobei die Leitung 16 das Füllventil.über ein Vakuumventil 17 mit einer mit einer Vakuumquelle 18 in Verbindung stehenden Vakuumringieitung 19 verbindet. Die Leitung 20 verbindet das Füllventil über ein Entlastungsventil 21 mitder Atmospähre. Weiterhin ist eine Leitung 22 vorhanden, die zwischen Füllventil und der CO₂-Ringleitung 7 angeordnet ist und in der sich ein weiteres Differenzdruckventil 23 und ein umschaltbares Dreiwegeventil 24 befinden. Dem Dreiwegeventil 24 ist eine Dosierkammer 25 zugeordnet. Das Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten 1 in Flasche:*; 2 oder dgl. basiert auf dem füllrohrlosen Abfüllsystem nach dem Einkammerprinzip mit Vorevakuierung und Inertgasvo-31 annung, wobei als Inertgas CO₂ verwendet wird. Bei diesem Abfüllverfahren wird je eine Flasche 2 gasdicht an eine Zentner jiociie 8 angepreßt und durch Anschließen an eine Vakuumquelle 18 bis zu einem Druck von etwa 0,1 bar evakuiert. Anschließend wird die evakuierte Flasche 2 durch reines CÖ₂-Gehalt des Getränkes von etwa 0,2 bis 0,4MPa vorgespannt und bei Gleichdruck mit dem Ringkessel durch Öffnen des Flüssigkeitsventiles 11 gefüllt.

Dabei entweicht das CO₂-Luftgemisch aus der Flasche 2 in den Ringkessel 3. Der Füllvorgang wird beendet, indem die Flüssigkeit 1 die Öffnung des Rückluftrohres 15 erreicht und demzufolge kein Rückgas mehr in den Ringkessel 3 strömen kann. Die Flaschen 2 werden dabei strömungstechnisch bedingt bis zu einer gewollten Füllhöhe gefüllt. Anschließend wird der Flüssigkeitskanal 10 durch das Flüssigkeitsventil 11 und der Rückgasventil 13 geschlossen.

Nunmehr wird in den unteren Füllventilbereich eine dosierte Menge CO₂ mit einem Druck, der höher als der Spannungsdruck im Ringkessel 3 ist, eingeleitet. Dabei ist der Rückgaskanal 12 gesperrt und die C0₂-Quelle 6 geschlossen. Die dosierte Menge beträgt in Abhängigkeit vom Füllgut und Flaschenform etwa 50 bis 100g CO₂/hl Getränk und weist einen Druck von 0,1 bis 0,3MPa über dem Abfülldruck auf. Durch das Einleiten dieser dosierten Menge an GO₂ wird der sich beim Füllen gebildete Schaum zusammengedrück. Nunmehr wird der Rückgaskanal 12 geöffnet und die Korrekturmenge, d.h. die Flüssigkeit, die sich über der Öffnung im Rückgasrohr 15 befindet, wird über den Rückgaskanal 12 durch Schließung des Rückgasventiles 13 geschlossen. Die verwendete dosierte Menge an CO₂ wird innerhalb einer CO₂-Dosierkammer 24 gebildet und durch ein

Dreiwegeventil 23 gesteuert zugeführt. Gegenüber dem Dreiwegeventil 23 kann der Rückgaskanal 12 unverzögert oder verzögert geöffnet werden. Ist die C0₂-Menge zudosiert und das Dreiwegeventil 23 umgeschaltet, füllt sich die C0₂-Dosierkammer 24 wieder. Zur Druckerhöhung kann die CO₂-Zudosierung bei geschlossenem Rückgaskanal 12 mehrmalig erfolgen. Es ist aber auch möglich, die nochmalige Zudosierung bei geöffnetem Rückgaskanal 12 vorzunehmen. Das für den Korrekturvorgang verwendete CO₂-GaS geht nicht verloren, sondern dient im Ringkessel 3 noch als Spülgas. Die C0₂-Spülmenge für den Ringkessel 3 zur Aufrechterhaltung niedriger Luftkonzentration in der Kesselatmosphäre kann deshalb um die beim Korrekturvorgang zügeführte CO₂-Menge reduziert werden. Die durch die Einleitung der dosierten C02-Menge verdrängte Korrekturmenge an Flüssigkeit 1 kann in den Ringkessel 3 oder in das Füllventiloberteil geleitet werden.

Claims

1. Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen oder dgl., bei dem jede Flasche durch Anheben an eine Zentrierglocke eines Füllventiles gasdicht angepreßt, dann die Flasche evakuiert und anschließend mit Inertgas vorgespannt und bei Gleichdruck mit dem Ringkessel die Flasche gefüllt wird, wobei das Inertgas-Luftgemisch aus der Flasche in den Ringkessel entweicht, woran sich das Entlasten und Abziehen anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Füllen in den unteren Füllventilbereich bei geschlossenem Rückgasventil und geschlossener Inertgasquelle ein dosierte Menge Inertgas oberhalb der Füllöffnung des Füllventiles mit einem um einen einstellbaren Differenzdruck höheren Druck als der Spanngasdruck im Ringkessel eingeleitet wird, der sich beim Füllen gebildete Schaum zusammengedrückt und nach Öffnen des Rückgasweges die Korrekturmenge der Flüssigkeit durch den Rückgasweg zurück in den Ringkessel gedrängt wird und anschließend der Rückgasweg geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas dosiert aus einer Inertgas-Ringleitung mit Dreiwegeventil und einer Inertgas-Dosierkammer entnommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückgasweg verzögert oder unverzögert gegenüber dem Schalten des Dreiwegeventiles zur Verbindung Dosierkammer-Füllventilunterteil geöffnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Zudosieren des Inertgases bei geschlossenem Rückgasventil die Dosierkammerzwischenzeitlich erneut gefüllt wird und bei einem nochmaligen Öffnen des Dosierventiles erst der Rückgasweg geöffnet und die Korrekturmenge zurück geleitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgaszudosierung bei geschlossenem Rückgasweg mehrmalig erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abfüllung von sauerstoffunempfindlichen Getränken anstatt Inertgas Druckluft verwendet wird.