DE102005031682A1

DE102005031682A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters

Info

Publication number: DE102005031682A1
Application number: DE200510031682
Authority: DE
Inventors: Detlef Böpple; Walter Glenz
Original assignee: REICHARDT DEMIRTAS MARTINA; REICHARDT-DEMIRTAS MARTINA
Current assignee: REICHARDT DEMIRTAS MARTINA; REICHARDT-DEMIRTAS MARTINA
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2007-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit mindestens einem fließfähigen Produkt und mindestens einer leicht siedenden Flüssigkeit, bei dem zunächst das fließfähige Produkt mit der leicht siedenden Flüssigkeit bei einem oberhalb des Umgebungsdruckes liegenden Druck zu einem Gemisch vermischt und anschließend das Gemisch in den Behälter dosiert wird. Nach der Erfindung ist verfahrensmäßig vorgesehen, dass das Gemisch zwischen Vermischen und Dosieren auf unter Umgebungstemperatur abgekühlt wird, wobei das Befüllen in den offenen Behälter hinein bei Umgebungsdruck erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.

Es ist ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem fließfähigen Produkt und einer leicht siedenden Flüssigkeit bekannt, bei dem zunächst das fließfähige Produkt mit der leicht siedenden Flüssigkeit bei einem oberhalb des Umgebungsdruckes liegenden Druck zu einem Gemisch und anschließend das Gemisch in den Behälter dosiert wird. Die entsprechende Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters umfasst ein Behältnis für ein fließfähiges Produkt und ein Behältnis für eine leicht siedende Flüssigkeit, wobei beide Behältnisse über Verbindungsleitungen mit einer Mischeinrichtung zum Vermischen des fließfähigen Produktes mit der leicht siedenden Flüssigkeit verbunden sind und wobei die Mischeinrichtung über eine Verbindungsleitung mit einer Dosiervorrichtung zum Befüllen eines Behälters verbunden ist.

Verwendet wird dieses Verfahren beziehungsweise diese Vorrichtung beispielsweise zum Befüllen von sprühdosenförmigen Rasiergelspendern. Dabei ist der dazugehörige Behälter regelmässig mit einem Treibmittel befüllt, um das Produkt im Bedarfsfall aus dem Behälter austreiben zu können. Das Treibmittel selbst kann dabei auf verschiedene Weise in den Behälter eingebracht worden sein, worauf es im Folgenden aber nicht ankommt. Neben dem Treibmittel ist im Behälter das Basisprodukt gespeichert. Dieses besteht beispielsweise aus einem Gel (eingangs als fließfähiges Produkt bezeichnet) und einem Treibgas (oben als leicht siedende Flüssigkeit bezeichnet), um das Gel nach dem Austritt aus dem Behälter zum Aufschäumen zu bringen.

Soweit bekannt erfolgt die Befüllung des Behälters bisher auf die Weise, dass das oben bereits erwähnte Gemisch unter hohem Druck über das (enge) Ablassventil in den ansonsten bereits verschlossenen Behälter eindosiert wird. Dies ist erforderlich, da ein Druckabfall nach dem Vermischen direkt zum Aufschäumen des Gemisches führen würde, was natürlich auf jeden Fall unterbunden werden muss.

Diese Maßgabe hat zur Folge, dass derartige Behälter mit maximal 6 bis 8 Takten pro Minute befüllbar sind. Darüber hinaus wird das Gemisch aufgrund der engen Ventilgeometrie beim Befüllen des Behälters relativ stark geschert, was wiederum für das spätere Aufschäumverhalten des Gemisches ungünstig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, dass der Befüllvorgang bei Verwendung mindestens eines fließfähigen Produktes und mindestens einer leicht siedenden Flüssigkeit deutlich vereinfacht ist, und zwar bei gleichzeitig optimiertem Umgang mit dem Produkt und Gewährleistung optimaler Produkteigenschaften.

Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Vorrichtungsmäßig lösen die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 6 diese Aufgabe.

Nach der Erfindung ist also verfahrensmäßig vorgesehen, dass das Gemisch (das, wie angedeutet, auch aus mehreren fließfähigen Produkten und/oder leicht siedenden Flüssigkeiten gebildet sein kann) zwischen Vermischen und Dosieren auf unter Umgebungstemperatur abgekühlt wird, wobei das Befüllen in den offenen Behälter hinein bei Umgebungsdruck erfolgt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das vorzeitige Verdampfen der leicht siedenden Flüssigkeit durch Abkühlen des Gemisches vermieden, wobei es diese Maßgabe gleichzeitig ermöglich, das Gemisch in den noch nicht mit einem Ventil verschlossenen Behälter einführen zu können, da das Gemisch zu diesem Zeitpunkt noch kalt genug ist, um trotz des herrschenden Umgebungsdrucks ein Auf schäumen auszuschliessen. Dies ist für die spätere Nutzungsqualität der scheranfällige Emulsion besonders vorteilhaft.

Vorrichtungsmäßig ist nach der Erfindung vorgesehen, dass wahlweise die Misch-, die Dosier- und/oder die Verbindungsleitung zwischen Misch- und Dosiereinrichtung mit einem Kühlelement zur Kühlung des Gemisches aus fließfähigem Produkt und leicht siedender Flüssigkeit versehen ist. Das Kühlelement, dessen mögliche Ausbildungsformen noch erläutert werden, hat dabei, wie bereits erwähnt, insbesondere die Aufgabe, das Gemisch auf eine Temperatur abzukühlen, die ein Verdampfen der leicht siedenden Flüssigkeit und damit ein vorzeitiges Aufschäumen des Produktes ausschließt. Ob das Kühlelement dabei an der Misch-, der Dosier- oder an der Verbindungsleitung zwischen diesen beiden Einrichtungen angeordnet ist, kann in Abhängigkeit von den räumlichen Gegebenheiten gewählt werden.

Da die Dosierung in den offenen Behälter erfolgt, sind mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bis zu 25 Takte pro Minute möglich, d. h. die Dosierleistung wird erheblich gesteigert.

Der Vollständigkeit halber wird an dieser Stelle noch auf die EP 0 926 070 A1 verwiesen. Aus dieser ist es bekannt, in einen offenen Behälter zu dosieren, allerdings wird bei diesem Verfahren nicht ein Gemisch aus Treibgas (leicht siedende Flüssigkeit) und Basisprodukt gekühlt, sondern das Treibmittel selbst, auf das es, wie erwähnt, bei der vorliegenden Erfindung im Prinzip aber nicht ankommt.

Weiter abliegender Stand der Technik ist noch nach der DE 43 38 296 A1 , EP 0 633 190 A1 , DE 692 16 160 T2 , EP 0 743 253 A1 , DE 693 01 175 T2 und EP 0 906 872 A1 bekannt.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen genannt.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt
1 als Prinzipskizze die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Kühlelement.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters besteht aus einem ersten Behältnis 1 für ein fließfähiges Produkt und einem zweiten Behältnis 2 für eine leicht siedende Flüssigkeit, wobei beide Behältnisse 1, 2 über Verbindungsleitungen 4, 5 mit einer Mischeinrichtung 3 zum Vermischen des fließfähigen Produktes mit der leicht siedenden Flüssigkeit verbunden sind und wobei die Mischeinrichtung 3 über eine Verbindungsleitung 6 mit einer Dosiereinrichtung 7 zum Befüllen eines Behälters verbunden ist. Wie erwähnt, hier aber nicht dargestellt, können auch Behältnisse für mehrere fließfähige Produkte bzw. leicht siedende Flüssigkeiten vorgesehen sein.
Wesentlich für diese Vorrichtung ist nun, dass wahlweise die Misch- 3, die Dosier- 7 und/oder die Verbindungsleitung 6 zwischen Misch- 3 und Dosiereinrichtung 7 mit einem Kühlelement 8 zur Kühlung des Gemisches aus fließfähigem Produkt und leicht siedender Flüssigkeit versehen ist.
Die Maßgabe "wahlweise" bringt dabei zum Ausdruck, dass letztlich jede genannte Ausführungsform möglich ist. Das Kühlelement kann also z. B. direkt in der Mischeinrichtung integriert sein (was allerdings wegen der entsprechenden Erhöhung der Viskosität weniger günstig und damit nicht bevorzugt ist); das Kühlelement kann aber auch Bestandteil der Dosiereinrichtung 7 sein. Bei der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist es als separates Bauteil zwischen der Misch- und der Dosiereinrichtung platziert und als die Verbindungsleitung 6 umschliessender Wärmetauscher ausgebildet: Das Gemisch durchströmt also von der Mischeinrichtung 3 kommend die Verbin dungsleitung 6, gibt dabei seine Wärme im Wärmetauscher an ein entsprechend kühleres Wärmeträgermedium ab und verläßt dann den Wärmetauscher bzw. das Kühlelement 8, um anschließend gekühlt mittels der Dosiereinrichtung in den Behälter gefüllt zu werden.
1 offenbart abstrahiert auch das erfindungsgemäße Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem fließfähigen Produkt und einer leicht siedenden Flüssigkeit. Bei diesem Verfahren wird zunächst in bekannter Weise das fließfähige Produkt mit der leicht siedenden Flüssigkeit bei einem oberhalb des Umgebungsdruckes liegenden Druck zu einem Gemisch vermischt und anschließend das Gemisch in den Behälter dosiert.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist nun, dass das Gemisch zwischen Vermischen und Dosieren auf unter Umgebungstemperatur abgekühlt wird, wobei das Befüllen in den offenen Behälter hinein bei Umgebungsdruck erfolgt.
Die Maßgabe "zwischen Vermischen und Dosieren" umfasst dabei wiederum, wie oben erläutert, die prinzipielle Möglichkeit, dass das Gemisch bereits in der Misch- oder erst in der Dosiereinrichtung gekühlt wird. Dargestellt ist wie erwähnt, die bevorzugte Verfahrensweise, bei der das Gemisch nach dem Vermischen und vor dem Dosieren gekühlt wird.
Die Druck- und Temperaturparameter für das Verfahren sind natürlich abhängig vom zu verarbeitenden Produkt. Wesentlich ist stets, dass die Kühltemperatur so eingestellt wird, dass ein Ausgasen der leichtsiedenden Mischungsanteile im drucklosen (bei Umgebungsdruck) Zustand sicher verhindert wird. Andererseits ist natürlich zu beachten, dass die Temperatur nur so tief eingestellt wird, dass das Produkt noch gut fließfähig ist und durch die Kühlung nicht geschädigt wird.
Bezüglich der Befüllung von Gelspendern hat es sich dabei z. B. als vorteilhaft erwiesen, wenn das Gemisch im Kühlelement auf eine Temperatur zwischen –2°C und 4°C, vorzugsweise auf 0°C, abgekühlt wird und das Vermischen bei einem Druck zwischen 6 bar und 12 bar, vorzugsweise bei 9 bar, erfolgt.
Um zu gewährleisten, dass das Produkt nach der Dosierung im Behälter nicht beginnt aufzuschäumen, was ja aufgrund der sich ergebenden Aufwärmung geschehen könnte, ist ferner vorgesehen, dass der Behälter innerhalb weniger Sekunden, vorzugsweise in weniger als 15 Sekunden, nach dem Befüllen mit einem passend ausgebildeten Deckel druckdicht verschlossen wird. Besonders gute Ergebnisse werden schließlich erreicht, wenn der Behälter vor dem Verschliessen gekühlt wird, da in diesem Fall das leicht siedende Produkt aufgrund der kalten Behälterwand weiter davon abhalten wird, zu verdampfen.

1: Behältnis
2: Behältnis
3: Mischeinrichtung
4: Verbindungsleitung
5: Verbindungsleitung
6: Verbindungsleitung
7: Dosiereinrichtung
8: Kühlelement

Claims

Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit mindestens einem fließfähigen Produkt und mindestens einer leicht siedenden Flüssigkeit, bei dem zunächst das fließfähige Produkt mit der leicht siedenden Flüssigkeit bei einem oberhalb des Umgebungsdruckes liegenden Druck zu einem Gemisch vermischt und anschließend das Gemisch in den Behälter dosiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch zwischen Vermischen und Dosieren auf unter Umgebungstemperatur abgekühlt wird, wobei das Befüllen in den offenen Behälter hinein bei Umgebungsdruck erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch auf eine Temperatur zwischen –2°C und 4°C, vorzugsweise auf 0°C, abgekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen bei einem Druck zwischen 6 bar und 12 bar, vorzugsweise bei 9 bar, erfolgt.
Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter innerhalb weniger Sekunden, vorzugsweise in weniger als 15 Sekunden, nach dem Befüllen verschlossen wird.
Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter gekühlt wird.
Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters, umfassend mindestens ein Behältnis (1) für ein fließfähiges Produkt und mindestens ein Behältnis (2) für eine leicht siedende Flüssigkeit, wobei beide Behältnisse (1, 2) über Verbindungsleitungen (4, 5) mit einer Mischeinrichtung (3) zum Vermischen des fließfähigen Produktes mit der leicht siedenden Flüssigkeit verbunden sind und wobei die Mischeinrichtung (3) über eine Verbindungsleitung (6) mit einer Dosiereinrichtung (7) zum Befüllen eines Behälters verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise die Misch- (3), die Dosier- (7) und/oder die Verbindungsleitung (6) zwischen Misch- (3) und Dosiereinrichtung (7) mit einem Kühlelement (8) zur Kühlung des Gemisches aus fließfähigem Produkt und leicht siedender Flüssigkeit versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (8) als die Verbindungsleitung (6) umschließender Wärmetauscher ausgebildet ist.