DD256501A1 - METHOD FOR FLUIDING LIQUIDS IN BOTTLES - Google Patents
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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.The invention is applied to the bottling of liquids in bottles and relates to a method in which a filling height correction follows after the filling process. The invention has for its object to perform a Fuellhoehenkorrektur after filling in Überfuellung by introducing inert gas into the bottle without Beeintraechtigung the pressure system of the filling machine, with the most economical consumption of inert gas and reduction of Fuellgutverlusten. It is essential that after filling in the lower Fuellventilbereich with closed return gas valve and closed inert gas source a metered amount of inert gas is introduced with a settable differential pressure higher pressure than the clamping gas pressure in the ring vessel, the foam formed during filling squeezed and after opening the Rückgasgases the Correction amount of the liquid is forced back through the return gas path into the ring vessel and then the return gas path is closed.
Description
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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.The invention is applied to the filling of liquids in bottles or the like., And relates to a method in which each bottle gas-tight pressed by lifting a centering a Füllventiles, then evacuated the bottle and then biased with inert gas and filled at constant pressure with the ring kettle the bottle with the inert gas-air mixture escaping from the bottle into the ring bowl, followed by relieving and withdrawing.
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.It is generally known to end the filling process when bottling liquids in bottles in such a way that the liquid rising in the bottle closes the opening for the return air in the return air tube, thereby no return air can escape from the bottle in the ring bowl and through the pressure equalization the liquid valve closes.
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.The disadvantage of this filling process is that the filling medium, especially its tendency to foam, has a great influence on the filling accuracy achieved. The filling process is thereby ended unevenly, and therefore there is a large dispersion of the filling level in the bottles.
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.Furthermore, a filling method for low-foaming, air-sensitive liquids is known, in which the bottles are filled to the brim and then transported under the closing device, where CO 2 is blown under high pressure against the closing element (DE-AS 1910548). CO 2 se Vein part of the liquid from the bottle mouth and reflected by CO 2 , which is reflected by the closing element or by the crown cork sitting in front of it, is displaced from the bottle mouth. With this known method, no exact compliance with the filling level is possible. Also, the displaced liquid can not be collected, so that high liquid losses occur.
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.Furthermore, a filling process for bottles is known in which begins after an evacuation and a biasing up to a pressure of 0.32 MPa with pure CO 2 and opening the liquid valve and the return gas valve filling. First, a small part of the gas flows out of the bottle via the return gas pipe and the return gas line into a ring vessel until an overpressure of 0.3 MPa also prevails in the bottle. This prevents gas from flowing out of the ring bowl in the bottle and possibly increasing the concentration of air there. After pressure equalization, due to the difference in height between the ring kettle and the bottles, the liquid enters the bottle via the liquid line, with the return gas being displaced via the return gas tube and the return gas line into the ring kettle. If the beer level in the bottle has reached the opening of the return gas pipe, it can no longer escape through this gas. The inflow of beer, however, continues because the gas can now flow through the executed without gas barrier liquid line up into the pressure vessel, so that the bottle is overcrowded at the end or even filled to the brim.
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.Now, the liquid valve is closed while the return gas valve remains open. In addition, the CO 2 valve is opened again for a short period of time. In the process, pure CO2 flows into the bottle with a differential pressure of 0.02 MPa and displaces as much beer from the bottle through the return gas pipe and the return gas line until the liquid level has dropped to the level of the opening of the return gas pipe or slightly below. The disadvantage here is that constantly CO 2 -GaS flows through the valve by the simultaneous opening of CO 2 source and gas valve during the correction process. Even after completion of the filling correction, depending on the differential pressure, CO 2 -GaS constantly flows in the correction sector of the filling machine through the gas valve into the annular channel. Changing liquid correction amounts or different throughput of the filling machine increase the specific CO 2 consumption. Compliance with the required differential pressure between CO 2 source and ring boiler requires large CO 2 losses and a complex pressure control.
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.The aim of the invention is to fill liquids in constant Füllguthöhe in bottles, with overfills and product losses are to be avoided and inert gas is used sparingly.
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.The invention has for its object to perform a Füllhöhenkorrektur after filling in overfilling by introducing inert gas into the bottle without affecting the pressure system of the filling machine, with the most economical consumption of inert gas and reduction of 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.According to the invention, the object is achieved in that after filling in the lower Füllventilbereich with closed return gas valve and closed inert gas a metered amount of inert gas is introduced with a pressure adjustable by an adjustable differential pressure than the clamping gas pressure in the ring vessel, which compresses foam formed during filling and after Opening the return gas path, the correction amount of the liquid is closed by the return gas path. The inert gas is metered from an inert gas loop with three-way valve and an inert gas metering chamber removed, the return gas path is delayed or instantaneous against the switching of the three-way valve for connecting metering chamber Fü! This process can be repeated in the form that after dosing the inert gas with the return gas valve closed, the dosing chamber is temporarily refilled and opened in a reopening of the metering only the return gas path and the correction amount is passed back. The Inertgaszudosierung takes place several times at closed Rückgasweg. The correction amount of liquid is directed into the Füllventilobeiteiii. The advantage of the solution according to the invention is that suppressed by increased pressure in the headspace of the bottle and in the lower part of the filling valve foaming and thus there is a defined correction of the filling in the bottle. The metered addition of CO 2 -GaS for the correction process results in a low and independent of the operating conditions CO 2 consumption. Standstill of the machine or reduced power is not associated with increased CO 2 consumption.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.The invention will be explained below with reference to an embodiment.
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.The figure shows a schematic representation of the working process. To realize the working process for filling liquids 1 in bottles 2, it is a prerequisite that a ring bowl 3 is present, in which the liquid to be filled 1 and clamping gas 4 are. The liquid is supplied in a height-dependent manner and the span gas 4 is taken off via a differential pressure valve 5 from a CO 2 ring line 7 which is in communication with a C0 2 source 6. On ring bowl 3 filling valves are arranged, which, inter alia, have a centering bell 8, to which the bottles 2 are pressed gas-tight by the upward movement of the lifting cylinder 9. Each filling valve communicates with the ring bowl 3 via a liquid channel 10 with liquid valve 11 and with a clamping or. Return gas channel 12 with clamping resp. Return gas valve 13 in conjunction. The filling valve has a liquid outlet 14 and a projecting into the bottle 2 return air pipe 15 which is provided with an opening for determining the filling level. Furthermore, there are lines, wherein the line 16 connects the Füllventil.über a vacuum valve 17 with a vacuum source 18 in communication associated Vakuumringieitung 19. The conduit 20 connects the fill valve to the atmosphere via a relief valve 21. Furthermore, a line 22 is present, which is arranged between the filling valve and the CO 2 ring line 7 and in which a further differential pressure valve 23 and a switchable three-way valve 24 are located. The three-way valve 24 is associated with a metering chamber 25. The procedure for filling liquids 1 in bottle: *; 2 or the like. Based on the filling tube-less filling system according to the one-chamber principle with pre-evacuation and Inertgasvo-31 tion, being used as the inert gas CO 2 . In this filling process, each bottle 2 gas-tight pressed against a Zentner jiociie 8 and evacuated by connecting to a vacuum source 18 to a pressure of about 0.1 bar. Subsequently, the evacuated bottle 2 is biased by pure CÖ 2 content of the beverage of about 0.2 to 0.4 MPa and filled at constant pressure with the ring vessel by opening the liquid valve 11.
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.Here, the CO 2 -air mixture escapes from the bottle 2 into the ring 3. The boiler filling operation is terminated such that the liquid 1 has reached the opening of the return air pipe 15 and, consequently, can not flow more return gas into the ring bowl. 3 The bottles 2 are fluidically filled to a desired level. Subsequently, the liquid channel 10 is closed by the liquid valve 11 and the return gas valve 13.
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 einNow, in the lower Füllventilbereich a metered amount of CO 2 with a pressure which is higher than the voltage pressure in the ring bowl 3, initiated. In this case, the return gas channel 12 is blocked and the C0 2 source 6 is closed. The metered amount is depending on the contents and bottle shape about 50 to 100g CO 2 / hl beverage and has a pressure of 0.1 to 0.3 MPa above the filling pressure. By introducing this metered amount of GO 2 , the foam formed during filling is compressed. Now, the return gas channel 12 is opened and the correction amount, ie the liquid, which is located above the opening in the return gas pipe 15 is closed via the return gas channel 12 by closing the return gas valve 13. The metered amount of CO 2 used is formed within a CO 2 dosing chamber 24 and through a
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.Three-way valve 23 controlled supplied. Opposite the three-way valve 23, the return gas channel 12 can be opened instantaneously or delayed. If the C0 2 amount is metered in and the three-way valve 23 is switched over, the C0 2 dosing chamber 24 fills up again. To increase the pressure, the CO 2 metering can take place several times with the return gas channel 12 closed. But it is also possible to make the re-metering with open return gas channel 12. The CO 2 -GaS used for the correction process is not lost, but still serves as purge gas in the ring vessel 3. The C0 2 flushing quantity for the ring tank 3 for maintaining low air concentration in the boiler atmosphere can therefore be reduced by the amount of CO 2 introduced during the correction process. The amount of correction of liquid 1 displaced by the introduction of the metered CO 2 quantity can be conducted into the ring vessel 3 or into the filling valve upper part.
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Legal Events
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UW | Conversion of economic patent into exclusive patent | ||
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