DD286341A5 - Verfahren zum abfuellen von fluessigkeiten in flaschen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfuellen von Fluessigkeiten in Flaschen. Die Erfindung wird angewendet zum Abfuellen von Fluessigkeiten in Flaschen und betrifft ein Verfahren, bei dem nach dem Fuellen sich eine Fuellhoehenkorrektur anschlieszt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fuellhoehenkorrektur nach dem Fuellvorgang bei UEberfuellung durchzufuehren durch Einleiten von dosierten Inertgas in die Flasche mit relativ kleinem Differenzdruck und sparsamem Verbrauch an Inertgas. Wesentlich ist, dasz nach dem Fuellen bei geschlossenem Fluessigkeits- und Rueckgasventil eine Inertgasquelle mit einem einstellbaren hoeheren Differenzdruck als dem Spanngasdruck so lange durch eine Leitung mit Absperrventil mit der Dosierkammer und gleichzeitig mit dem Unterteil des Fuellventiles sowie dem Kopfraum der Flasche verbunden ist bis dort der hoehere Druck ebenfalls anliegt, dann die Inertgaszufuhr unterbunden, der Rueckgaskanal geoeffnet und danach die dosierte Menge an Inertgas aus der Dosierkammer eingeleitet wird, sich dieses zusaetzliche Inertgas entspannt und die Korrekturmenge an Fluessigkeit in das Oberteil des Fuellventiles bzw. in den Ringkessel gedraengt wird. Figur{Abfuellen; Fluessigkeiten; Flaschen; Fuellventil; UEberfuellung; Fuellhoehenkorrektur; Dosierkammer; Inertgas; Differenzdruck}

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 evakuiot und anschließend mit Inertgas vorgespannt und bei Gleichdruck mit einem Ringkessel die Flasche gefüllt wird, wobei nach dem Füllen sich eine Füllhöhenkorrektur anschließt, indem eine aus einer Dosierkammer dosierte Menge an Inertgas bei geschlossenem Rückgasventil und bei geschlossener inertgasquelle oberhalb der Füllöffnung dos Füllventiles mit einstellbarem Differenzdruck eingeleitet wird, die überfüllte Füllmenge an Flüssigkeit durch den nunmehr geöffneten Rückgaskanal in den Ringkesf el zurückgedrückt wird und dfibai das Inertgas-Luft-Gemisch aus der Flasche in den Ringkessel entweicht, woran sich das Entlasten und Abziehen anschließt.

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 keino Rückluft mehr aus dm Flasche in den Ringkanal 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, ι nd es entsteht desru Ib eine große Streuung des Füllniveaus in den Flaschen.

Es sind aber auch Verfahren bekannt (DE 1910548, DE 3439736), bei denen absichtlich die Behälter überfüllt werden und sich dann eine Füllhöhenkorrektur anschließt, indem nach dem Füllvorgang das Füllventil geschlossen, aber das Rückluftventil geöffnet bleibt. Anschließend wird mit Überdruck COj aus einer COj-Gasquelle eingeleitet und die Korrekturmenge an Flüssigkeit in den Ringkes.iel zurückgedrückt.

Nachteilig ist hierbei, daß durch das gleichzeitige öffnen von CGyQuelle und Gasventil beim Kortekturvorgang ständig CO₂-GaS durch das Ventil strömt. Auch nach Beendigung des Korrekturvorganges strömt in Abhängigkeit vom Differenzdruck ständig CO₂-GaS im Korrektursektor der Füllmaschine durch das Gasventil in den Ringkessel. Wechselnde Flüssigkeitskorrekturr.iengen oder unterschiedlicher Durchsatz der Füllmaschine erhöhen den spezifischen CO₂-Verbrauch. Die Einhaltung des notwendigen Differenzdruckes zwischen C0₂-Quelle und Ringkessel beinhaltet große CGyVerluste und eine aufwendige Druckregelung.

Diese Nachteile werden durch ein bekanntes Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen (DD 256501) beseitigt, 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-Luft-Gemisch in den Ringkessel entweicht, woran sch ein Entlasten und Abziehen anschließt. Dabei wird nach dem Füllen in den unteren Füllventilbereich bei geschlossenem f'ückgasventil und geschlossener Inertgasquelle eine dosierte Menge Inertgas oberhalb des Flüssigkeitsauslaufes des Füllveritiles mit einem um einen einstellbaren höheren Druck als der Spanngasdruck im Ringkessel eingeleitet, der sich bei Füllen gebildete Schaum zusammengepreßt und nach dem Öffnen des Rückgasweges die Korrekturmenge der Flüssigkeit durch den Rückgasweg zurück in den Ringkessel gedrängt. Anschließend wird der Rückgasweg geschlossen.

Der Nachteil hierbei ist jedoch, daß der Korrekturvorgang entweder einen hohen Differenzdruck oder ein großes Dosiervolumen, d. h. eine relativ große Inertgas-Dosierkammer erfordert.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung Ist es, Flüssigkeiten in konstanter Füllhöhe in Flaschen zu füllen, wobei Überfüllungen und Füllmengenverluste 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 Einleitung von dosiertem Inertgas in die Flasche mit relativ kleinem Differenzdruck und sparsamem Verbrauch an Inertgas. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach dem Füllen bei geschlossenem Flüssigkeits- und Rückgasventil eine Inertgasquelle mit einem einstellbaren höheren Differenzdruck als dem Spanngasdruck so lange durch eine Leitung mit Absperrventil mit der Dosierkammer und gleichzeitig mit dem Unterteil des Füllventiles sowie dem Kopfraum der Flasche verbunden Ist, bis dort der höhere Druck ebenfalls anliegt, dann die Inertgaszufuhr unterbunden, der Rückgaskanal geöffnet und danach die dosierte Menge an Inertgas aus der Dosierkammer eingeleitet wird, sich dieses zusätzliche Inertgas entspannt und die Korrekturmenge an Flüssigkeit durch den Rückgaskanal zurück in das Oberteil des Füllventiles bzw. in den Ringkessel gedrängt wird. Zum Zwecke des schnelleren Erreichens des Differenzdruckes und zum Vergrößern des Gasvolumens sowie zum Leerspülen des Rückgasrohres wird zusätzlich Inertgas einem weiteren Gasraum in Form einer weiteren Leitung mit Absperrventil zwischen Inertgasquelle und Unterteil des Füllventiles zugeführt, welcher vorzugsweise einen etwas höheren Druck als der in der Dosierkammer herrschende Druck aufweist und dessen Gasvolumen gleichzeitig mit dem Inertgas der Dosierkammer in das Unterteil des Füllventiles und in den Kopfraum der Flasche eingeleitet wird. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß das Druckregime des Inertgases zum Korrekturvorgang so gesteuert wird, daß der einstellbar höhere Differenzdruck zum Abfülldruck nichl nur in der Dosierkammer, sondern such gleichzeitig im Kopfraum der am Füllventil angepreßten Flascheund im Füllventilunterteil herrscht. Dadurch wird das Inertgasvolumen vergrößert und die Druckdifferenz bei Erhaltung der schonenden Anlaufphase reduziert. Gleichzeitig verringert sich der technische Aufwand durch die Verwendung einer kleinen Dosierkammerund der Anwendung einfacher Absperrventile. Um das Inertgasvolumen zu vergrößern, kann zusätzlich ein weiterer Inertgasraum zugeschaltet werden, der aus einer weiteren Leitung mit Absperrventil besteht und in dem vorzugsweise ein höherer Differenzdruck herrscht.

AusfOhrungsbeisplel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung des Arbeitsprozesses.

Zur Realisierung des Arbeitsprozesses zum Abfüllen von Flüssigkeit 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 1 wird höhenabhängig zugeführt und das Spanngas 4 über ein Differenzdruckventil 5 von einer mit einer Inertgasquelle 6 in Verbindung stehenden Inertgasringleitung 7 entnommen. Am Ringkessel 3 sind Füllventile angeordnet, die u.a. eine Zentrierglocke 8 besitzen, an die die Flaschen 2 durch die Aufwärtsbewegung eines Hubzylinders 9 gasdicht angepreßt werden. Jedes Füllventil steht mit dem Ringkessnl 3 über einen Flüssigkeitskanal 10 mit Flüssigkeitsventil 11 und mit einem Spann· bzw. Rückgaskanal 12 mit Spannbzw. R'.ckgasventil 13 in Verbindung. Das Füllventil besitzt einen Flüssigkeitsauslauf 14 und ein in die Flaschen 2 ragendes Rückga ν jhr 15, welches mit einer Öffnung zur Bestimmung der Füllhöhe versehen ist. Des weiterer, jind Leitungen vorhanden, wobei die Leitung 16 das Füllventil über ein Vakuumventil 17 mit einer mit einer Vakuumquelle 18 in Verbindung stehenden Vakuumringleitung 19 verbindet. Die Leitung 20 verbindet das Füllventil über ein Entlastungsventil 21 mit der Atmosphäre. Weiterhin 1st eine Leitung 22 vorhanden, die zwischen Füllventil und Inertgasringleitung 7 angeordnet ist und in der sich ein Differenzdruckventil 23 und ein umschaltbares Absperrventil 24 und ein weiteres Absperrventil 26 befinden. Zwischen den Absperrventilen 24; 26 ist eine relativ kleine Dosierkammer 25 nachgeordnet. Eine weitere Leitung 27 ist zwischen der Inertgasringleitung 7 und dem Füllventil angeordnet, in der sich ein weiteres Differenzdruckventil 28 und ein weiteres Absperrventil 29 befinden.

Das Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeit 1 in Flaschen 2 oder dgl. basiert auf dem füllrohrlosen Abfüllsystem nach dem Einkammerprinzip mit Vorevakuierung und Inertgasvorspannung, wobei als Inertgas CO₂ verwendet wird. Bei diesem Abfüllverfahren wird je eine Flasche 2 gasdicht nn eine Zentrierglocke 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 CO₂ oder durch Spanngas 4 aus dem Ringkessel 3 in Abhängigkeit vorn COj-Gehait des Getränkes von etwa 2,0 bis 4,0 bar vorgespannt und bei Gleichdruck mit dem Ringkessel 3 durch Öffnen des Flüssigkeitsventiles 11 gefüllt. Dabei entweicht das

COj-Luftgemisch aus der Flasche 2 in den Ringkessel 3. Der Füllvorgang wird beendet, indem die Flüssigkeit 1 die öffnung des Rückgasrohres 15 erreicht und demzufolge kein Rückgas mehr aus den Flaschen 2 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 Spann- bzw. Rückgaskanal 12 durch das Spann- bzw. Rückgasventil 13 geschlossen. Nunmehr wird bei der Variante nach Anspruch 2 das Absperrventil 26 und das Absperrventil 29 geöffnet und damit wird in den unteren Füllventilbereich und in den Kopfraum der Flasche 2 die dosierte Menge an COj und die zusätzliche Menge an CO₂, mit einem Druck, der im Beispiel etwas höher als der Spanngasdruck im Ringkessel 3 ist, eingeleitet. Dabei ist der Spann- bzw

Rückgaskanal 12 gesperrt und die Inertgasquelle 6geschlossen. Die eingeleitete Menge an Inertgas weist einen Druck von 0,1 bis 2,0 bar über dem Abfülldruck auf. Durch das Einleiten der dosierten und der zusätzlichen Menge an CO₂ wird der sich beim Abfüllyorgang gebildete Schaum zusammengedrückt. Nunmehr wird der Spann- bzw. Rückgaskanal 12 geöffnet und die Korrekturmenge, d. h. die Flüssigkeit 1, die sich über der öffnung im Rückgasrohr 15 befindet, wird über das Rückgasrohr 15 und don Spann- bzw. Rückgaskanal 12 in den Ringkessel 3 gedrängt. Anschließend wird der Spann- bzw. Rückgaskanal 12 durch Schließung des Spann- bzw. Rückgasventiles 13 geschlossen. Die verwendete Menge an CO₂ wird innerhalb der Dosierkammer 25 gebildet und durch das Absperrventil 24 dieser gesteuert zugeführt. Das Absperrventil 26 ist dabei geschlossen. Gleichfalls ist das Absperrventil 29 nicht geöffnet. Gegenüber dem Absperrventil 26 und Absperrventil 29 kann der Spann- bzw. Rückgaskanal 12 unverzögert odc verzögert goöffnet werden. Ist die C0₂-Menge zudosiert und das Absperrventil 26 geschlossen, wird das Absperrventil 24 geöffnet und die Dosierkammer 25 füllt sich wieder mit CO₂. Zur Druckerhöhgung kann die COj-Zudosierung bei geschlossenem Spann- bzw. Rückgaskanal 12 mehrmalig erfolgen. Es ist aber auch möglich, die nochmalige Zudosierung bei geöffnetem Spann- bzw. Rückgaskanal 12 vorzunehmen. Das für den Korrekturvorgang verwendete CO₂-GaS geht nicht verloren, sondern dient im Ringkessel 3 noch als Spülgas. Die COj-Spülmenge für den Ringkessel 3 zur Aufrechterhaltung niedriger Luftkonzentration in der Ringkesselatmosphäre kann deshalb um die beim Korrekturvorgang zugeführte C0₂-Menge reduziert werden. Die durch die Einleitung der dosierten C0₂-Menge verdrängte Korrektur mengo an Flüssigkeit 1 kann in den Ringkessel 3 oder in das Füllventiloberteil geleitet werden.

Claims (2)

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 Fiat ",he evakuiert und anschließend mit Inertgas vorgespannt und bei Gleichdruck mit einem Ringkessel die Flasche gefüllt wird, wobei nach dem Füllen sich eine Fülihöhenkorrektur anschließt, indem eine aus einer Dosierkammer dosierte Menge an Inertgas bei geschlossenem Rückgasventil und bei geschlossener Inertgasquelle oberhalb der Füllöffnung des Füllventiles mit einstellbarem Differenzdruck eingeleitet wird, die überfüllte Füllmenge an Flüssigkeit durch den nunmehr geöffneten Rückgaskanal in den Ringkessel zurückgedrückt wird und dabei das Inertgas-Luft-Gemisch aus der Flasche in den Ringkessel entweicht, woran sich das Entlasten und Abziehen anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Füllen bei geschlossenem Flüssigkeits- und Rückgasventil (11; 13) eine Inertgasquelle (6) mit einem einstellbaren höheren Differenzdruck als dem Spanngasdruck so lange durch eine Leitung mit Absperrventil (24) mit der Dosierkammer (25) und gleichzeitig mit dem Unterteil des Füllventiles sowie dem Kopfraum der Flasche (2) verbunden ist, bis dort der höhere Druck ebenfalls anliegt, dann die Inertgaszufuhr unterbunden, der Rückgaskanal (12) geöffnet und danach die dosierte Menge an Inertgas aus der Dosierkammer (25) eingeleitet wird, sich dieses zusätzliche Inertgas entspannt und die Korrekturmenge an Flüssigkeit (1) dutch den Rückgaskanal (12) zurück in das Oberteil des Füllventiles bzw. in den Ringkessel (3) gedrängt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des schnelleren Erreichens des Differenzdruckes und zum Vergrößern des Gasvolumens sowie zum Leerspülen des Rückgasrohres (15) zusätzlich Inertgas einem weiteren Gasraum in Form einer weiteren Leitung (27) mit Absperrventil (29) zwischen Inertgasquelle (6) und Unterteil des Füllventiles zugeführt wird, welcher vorzugsweise einen etwas höheren Druck als der in der Dosierkammer (25) herrschende Druck aufweist und dessen Inertgasvolumen gleichzeitig mit dem Inertgas der Dosierkammer (25) in das Unterteil des Füliventiles und in den Kopfraum der Flasche (2) eingeleitet wird.