DE102014108416A1

DE102014108416A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt

Info

Publication number: DE102014108416A1
Application number: DE102014108416.0A
Authority: DE
Inventors: c/o KRONES AG Poeschl Stefan
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN105314135B; FR3022221B1; CN105314135A; FR3022221A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters (100) mit einem Füllprodukt, umfassend das Befüllen des Behälters mit mindestens zwei Komponenten des Füllprodukts, wobei die erste Komponente Feststoffe aufweist, wobei vor dem Befüllen des Behälters die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente gemessen wird und die Dosierung der ersten Komponente auf Grundlage der gemessenen Konzentration bestimmt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, welches mindestens zwei Komponenten umfasst, wobei zumindest eine erste Komponente Feststoffe umfasst. Das Verfahren sowie die Vorrichtung beziehen sich insbesondere auf das Befüllen eines Behälters mit einem Fruchtstücke oder Fruchtfasern aufweisenden Fruchtsaft.
Stand der Technik
Verfahren und Vorrichtungen zum Befüllen von Behältern mit einem Füllprodukt, welches mindestens zwei Komponenten umfasst, wobei zumindest eine erste Komponente Feststoffe, wie beispielsweise Fruchtstücke oder ein Fruchtfasergemisch aufweist, sind prinzipiell bekannt.
Zum Befüllen von Behältern mit einem solchen Füllprodukt ist es insbesondere bekannt, die erste Komponente, welche die Feststoffe beispielsweise in Form einer Pulpe umfasst, und die zweite Komponente, welche üblicherweise lediglich ein Fruchtsaft ohne Fruchtstück- beziehungsweise Fruchtfaseranteil ist, über getrennte Zuführungen zuzuführen und erst kurz vor dem Füllorgan, im Füllorgan selbst, oder auch erst im zu befüllenden Behälter selbst zusammenzuführen.
Als Beispiel für Füllprodukte, welche eine erste Komponente, die Feststoffe umfasst, und eine zweite Komponente umfassen, können beispielsweise Fruchtsaftgetränke genannt werden, bei denen das Getränk nicht nur den Fruchtsaft selbst, sondern auch Fruchtfleisch, Fruchtstücke oder Pulpe enthält. Die Qualität solcher Getränke wird vom Endkunden unter anderem darüber beurteilt, wie konstant der Anteil der Feststoffe, beispielsweise des Fruchtfleischs, der Fruchtfasern beziehungsweise der Pulpe über die unterschiedlichen konsumierten Behälter hinweg eingehalten wird. Für den Verbraucher ist es wichtig, dass der Fruchtsaft einen geschmacklich optimalen Anteil an Fruchtfleisch aufweist. Für diesen Eindruck ist es besonders wichtig, dass ein nicht zu geringer Anteil an Fruchtfleisch in dem Füllprodukt vorliegt, da dies bei solchen Säften mit einer geringen Qualität assoziiert wird. Weiterhin ist es aber aus betriebswirtschaftlichen Gründen gewünscht, keinen zu hohen Anteil an Fruchtfleisch beziehungsweise Fruchtfasern abzufüllen, da diese Komponenten relativ teuer sind.
Entsprechend soll bevorzugt die Konzentration der Feststoffe auch über viele Abfüllvorgänge hinweg konstant gehalten werden.
Zur Herstellung der Getränke wird üblicherweise eine erste Komponente mit dem Feststoffanteil in einem Anmischtank von dem jeweiligen Bediener aus den jeweiligen angelieferten Fruchtstücken beziehungsweise Fruchtfasern angemischt, wobei hier die eigentlichen Feststoffe mit einer Flüssigkeit, beispielsweise dem abzufüllenden Saft, in einer Konzentration gemischt werden, welche eine fließfähige erste Komponente ergeben. Üblicherweise beträgt der Feststoffanteil in dieser ersten Komponente zwischen 30% und 50%. Diese erste Komponente, welche üblicherweise sowohl den eigentlich abzufüllenden Fruchtsaft als auch die Feststoffe umfasst, wird auch als Slurry bezeichnet.
Diese Slurry wird während des Abfüllvorganges dann mit der zweiten Komponente, welche beispielsweise durch den reinen Fruchtsaft dargestellt ist, gemischt, um schlussendlich das gewünschte Verhältnis aus Fruchtsaft und Feststoffen in dem Behälter zu erreichen. Unter reinem Fruchtsaft wird hier nicht zwangsläufig ein Fruchtsaft verstanden, welcher überhaupt keine Feststoffe aufweist, sondern es können auch trübe Fruchtsäfte darunter verstanden werden, welche einen großen Anteil an Schwebstoffen, also Feststoffen, umfassen. Die Feststoffe, welche in der ersten Komponente vorliegen, sind jedoch so beschaffen, dass sie mit einem herkömmlichen Füllventil nur schwer abfüllbar sind, da sie eine bestimmte kritische Größe überschreiten, die entweder zu einem nicht exakten Füllen oder zu Verstopfungen in herkömmlichen Füllventilen führen kann.
Fruchtstücke beziehungsweise Fruchtfasern, welche üblicherweise als Feststoffe verarbeitet werden können, haben eine Größe von bis zu 10 × 10 × 10 mm und können entsprechend mit einem herkömmlichen Füllventil nicht gefüllt werden, ohne dass die Fruchtstücke im Füllventil beschädigt, beispielsweise zerquetscht werden. Daher ist es im Stand der Technik bekannt, die Slurry separat von dem reinen Fruchtsaft zuzuführen und erst kurz vor dem Füllorgan, im Füllorgan oder auch erst im Behälter miteinander zu mischen.
So ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei welchem zunächst die erste Komponente, welche den Feststoffanteil trägt, in den zu befüllenden Behälter dosiert wird und die zweite Komponente, beispielsweise der Fruchtsaft, erst danach zu der ersten Komponente in den Behälter dazu dosiert wird. Auf diese Weise findet die Mischung der ersten Komponente mit der zweiten Komponente erst im Behälter selbst statt. Ein solches Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Ausführung ist beispielsweise in der DE 10 2010 032 398 A1 beschrieben. Ein weiteres System dieser Art ist von der KRONES AG unter der Bezeichnung „Flexi Fruit“ bekannt.
Ein weiteres Abfüllverfahren ermöglicht es, die erste Komponente mit den Feststoffen zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in das Füllventil zu dosieren, beispielsweise kurz vor dem Öffnen des Füllventils beziehungsweise kurz nach dem Öffnen des Füllventils zu dosieren, so dass der beim Öffnen beziehungsweise nach dem Öffnen durch das Füllventil hindurch strömende Füllproduktstrahl der zweiten Komponente die erste Komponente mitreißt. Damit wird die erste Komponente zusammen mit der zweiten Komponente in den zu befüllenden Behälter gespült. Die Dosierung der ersten Komponente in das Füllventil wird vor dem Schließen des Füllventils beendet, so dass die dann noch nachfließende zweite Komponente, also beispielsweise der reine Fruchtsaft, im Füllventil und insbesondere im Bereich des Ventilsitzes befindliche Feststoffe ausspülen kann. Auf diese Weise ist es möglich, sicherzustellen, dass die Feststoffe bereits vollständig im Behälter vorliegen und der Bereich des Ventilsitzes des Füllventils im Wesentlichen frei von Feststoffen ist, so dass beim Erreichen des Füllendes und beim entsprechenden Schließen des Füllventils, beispielsweise durch Absenken eines Ventilkegels in den Ventilsitz, ein zuverlässiges Schließen stattfinden kann, ohne dass Feststoffe im Füllventil eingequetscht werden. Dieses Verfahren und das zugehörige Füllventil sind beispielsweise von der KRONES AG unter der Bezeichnung „Doublefill“ bekannt.
Als dritte Möglichkeit der Kombination einer ersten Komponente, welche Feststoffe aufweist, und einer zweiten Komponente, welche beispielsweise den reinen Fruchtsaft darstellt, kann durch ein vorheriges Vermischen der ersten Komponente mit der zweiten Komponente erfolgen und einem nachfolgenden Eindosieren. Hierzu wird die erste Komponente einem so genannten Inline-Blender zugeführt, in welchem die erste Komponente mit der zweiten Komponente inline gemischt wird und dann dieses Gemisch über ein Dosierventil in den zu befüllenden Behälter eingefüllt wird.
In allen bekannten Verfahren wird der Anteil der Feststoffe in der ersten Komponente von einem Bediener durch das jeweilige Anmischen der ersten Komponente bereitgestellt. Die Dosage der ersten Komponente wird dann danach mit einer feststehenden Menge eingestellt. Entsprechend wird stets eine feste Menge an Slurry in den Behälter dosiert, dem Füllproduktstrahl der zweiten Komponente im Doppelfüllventil dosiert beziehungsweise dem Inline-Blender zugeführt.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt anzugeben, mittels welchen die Qualität des Füllprodukts weiter verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt vorgeschlagen, umfassend das Befüllen des Behälters mit mindestens zwei Komponenten des Füllprodukts, wobei die erste Komponente Feststoffe aufweist. Erfindungsgemäß wird vor dem Befüllen des Behälters die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente gemessen und die Dosierung der ersten Komponente wird auf Grundlage der gemessenen Konzentration bestimmt.
Dadurch, dass die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente gemessen wird und die erste Komponente auf Grundlage der gemessenen Konzentration dosiert wird, kann der Anteil der Feststoffe im befüllten Behälter konstant gehalten werden. Insbesondere kann der Anteil der Feststoffe in dem befüllen Behälter auch dann konstant gehalten werden, wenn die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente, also beispielsweise die Konzentration der Fruchtstücke beziehungsweise der Fruchtfasern in der Slurry, variiert, beispielsweise durch einen Fehler beim Anmischen der Slurry oder durch eine Veränderung der Qualität der zugefügten Vorprodukte.
Dadurch, dass schlussendlich die Dosierung der ersten Komponenten jeweils von der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente ausgehend durchgeführt werden kann, kann entsprechend zuverlässig und weitgehend unabhängig von den Ausgangsbedingungen ein hochqualitatives Füllprodukt hergestellt werden.
Die Dosierung der ersten und/oder der zweiten Komponente ist entsprechend flexibel und wird jeweils der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente nachgeführt. So kann auf Abweichungen in der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente unmittelbar reagiert werden.
Bevorzugt wird die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente nach dem Durchführen einer Kurzzeiterhitzung der ersten Komponente gemessen. Besonders bevorzugt wird die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente direkt vor einem Vorlauftank oder direkt vor dem Kombinieren der ersten Komponente mit der zweiten Komponente gemessen, so dass ein Zeitversatz zwischen der eigentlichen Messung der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente und dem Dosieren der ersten Komponente mit dieser Feststoffkonzentration klein ist. Wird die Messung vor einem Vorlauftank durchgeführt, so ist bevorzugt ein Zeitversatz, welcher sich aus dem Durchfluss des jeweils gemessenen Volumenelements der ersten Komponente durch den Vorlauftank hindurch entspricht, einzubeziehen.
Bevorzugt wird zunächst die erste Komponente in den zu befüllenden Behälter dosiert und dann erst die zweite Komponente in den zu befüllenden Behälter dosiert. In einer bevorzugten weiteren Ausbildung wird die erste Komponente in ein Doppelfüllventil dosiert und gemeinsam mit der zweiten Komponente in den Behälter geleitet. In noch einer bevorzugten Ausbildung wird die erste Komponente mit der zweiten Komponente auf Grundlage der gemessenen Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente in einem Inline-Blender vorgemischt, und dann die Mischung in den Behälter geleitet.
Durch diese Ausprägungen kann in den bekannten Füllverfahren eine hochqualitative Abfüllung der mindestens zwei Komponenten aufweisenden Füllprodukte erreicht werden.
Die Dosierung der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente findet bevorzugt automatisch auf Grundlage der gemessenen Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente statt. Entsprechend kann mit dem Verfahren vollständig automatisch ein gewünschter Feststoffanteil für den befüllten Behälter angegeben werden, welcher dann automatisch eingehalten wird. Entsprechend kann sowohl die Dosierung der ersten Komponente als auch die Dosierung der zweiten Komponente automatisch gesteuert werden. Sinkt beispielsweise die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente ab, wird automatisch eine größere Menge der ersten Komponente dem Behälter zugeführt, um die gewünschte Feststoffkonzentration im fertig befüllten Behälter zu erreichen. Da die Menge der ersten Komponente in diesem Fall steigt und das gesamte Füllvolumen des Behälters typischerweise nicht verändert werden soll, wird entsprechend eine geringere Menge der zweiten Komponente in den Behälter dosiert. Analog wird bei einem Ansteigen der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente die dem jeweiligen Behälter zugeführte Menge der ersten Komponente reduziert und entsprechend die Menge der zweiten Komponente erhöht.
Um einen Bediener alarmieren zu können, kann bevorzugt bei Abweichung der gemessenen Konzentration der Feststoffe von einem vorgegebenen Zielwert oder einem vorgegebenen Zielwertbereich ein Alarm ausgegeben werden.
Besonders bevorzugt wird die Dosierung der ersten Komponente auf Grundlage der gemessenen Konzentration gesteuert oder geregelt. Auf diese Weise lässt sich eine automatische Dosierung abhängig von der gemessenen Konzentration erreichen, welche eine hochqualitative Abfüllung ermöglicht.
Die oben beschriebene Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt vorgeschlagen, welche eine erste Komponente und eine zweite Komponente dem zu befüllenden Behälter zuführt, wobei die erste Komponente Feststoffe umfasst und die erste Komponente und die zweite Komponente gleichzeitig oder nacheinander in den Behälter dosierbar sind und/oder vor dem Einbringen in den Behälter miteinander mischbar sind. Erfindungsgemäß ist eine Messvorrichtung zum Messen der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente vor dem Behälter angeordnet.
Dadurch, dass eine Messvorrichtung zum Messen der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente vor dem zu befüllenden Behälter vorgesehen ist, kann eine einfache und zuverlässige Vorrichtung erhalten werden, mittels welcher der genaue vorbestimmte Anteil an Feststoffen in einem fertig befüllten Behälter zuverlässig erreicht werden kann. Durch die Messvorrichtung kann nämlich die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente ermittelt werden und damit erreicht werden, dass auf dieser Grundlage sowohl die erste Komponente als auch die zweite Komponente in den Behälter dosiert werden.
Besonders bevorzugt ist die Messvorrichtung eine Trübungsmessvorrichtung, eine Absorptionsmessvorrichtung oder eine Mikrowellenabsorptionsvorrichtung. Andere Messvorrichtungen sind ebenfalls denkbar.
Mittels einer bevorzugt vorgesehenen Steuerung, die so eingerichtet ist, dass in einem Füller eine Dosierung der ersten Komponente auf Grundlage der gemessenen Konzentration so durchgeführt wird, dass eine vorgesehene Konzentration an Feststoffen in dem befüllten Behälter erreicht wird, kann bevorzugt auch eine automatische, beispielsweise eine vollautomatische Steuerung vorgenommen sein.
Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, bei welcher eine erste Komponente und eine zweite Komponente in einen zu befüllenden Behälter dosiert werden;
2 eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, bei welcher zunächst eine erste Komponente und dann eine zweite Komponente in einen zu befüllenden Behälter dosiert werden; und
3 eine schematische Darstellung noch einer weiteren Vorrichtung, bei welcher eine erste Komponente und eine zweite Komponente miteinander gemischt werden und die Mischung dann in den zu befüllenden Behälter dosiert wird.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
In 1 ist schematisch ein Aufbau einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt gezeigt, wobei hier beispielhaft die Befüllung des zu befüllenden Behälters mit einem fruchtstückhaltigen Saft vorgesehen ist.
In einen Anmischtank 1 werden von einem Bediener die vorbereiteten Feststoffe, beispielsweise die Fruchtstücke eingebracht und mit einer Flüssigkeit, beispielsweise dem reinen Fruchtsaft, angemischt. Bei anderen Füllprodukten können Feststoffe aber auch in vollkommen anderen Ausprägungen vorgesehen sein, beispielsweise in Form von Cerealien, Schokoladenstücken oder anderen in fester aber kleinteiliger Form vorliegenden Lebensmitteln, die dann mit einer gewünschten Flüssigkeit im Anmischtank 1 angemischt werden.
Diese im Anmischtank 1 hergestellte Mischung stellt die erste Komponente des abzufüllenden Füllprodukts dar. Beim Anmischen wird üblicherweise ein Feststoffanteil von 30% bis 50% in der ersten Komponente erreicht. Diese Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente ist vorgesehen, um diese Komponente fließfähig und auf diese Weise mit in einer Getränkeabfüllanlage abfüllbar zu machen.
Um im zu befüllenden Behälter die gewünschte Feststoffkonzentration zu erreichen, wird die erste Komponente dann mit einer zweiten Komponente gemischt, um ein Füllprodukt mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Um im zu befüllenden Behälter den gewünschten Feststoffanteil zu erreichen, werden die erste Komponente, welche die Feststoffe trägt, und die zweite Komponente in jeweils angemessenen Mengen dosiert.
Ein Anmischen der ersten Komponente im Anmischtank 1 wird beispielsweise darüber erreicht, dass zunächst die Feststoffe im Anmischtank 1 eingewogen werden und dann eine entsprechende Menge an Flüssigkeit so hinzugefügt wird, dass der gewünschte Feststoffanteil in der so ausgemischten ersten Komponente im Anmischtank 1 erreicht wird. Bei Zweikomponentenmischungen, also beispielsweise Fruchtsaft und Fruchtfleisch, wird den Feststoffen üblicher Weise als Flüssigkeit die zweite Komponente zugegeben, im genannten Beispiel entsprechend der reine Fruchtsaft.
In den herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik wird auf Grundlage der auf diese Weise aus den bekannten Daten des Anmischens der ersten Komponenten die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente berechnet und der nachfolgende Dosiervorgang auf Grundlage dieser berechneten Konzentration durchgeführt. Insbesondere ist in den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren die Menge der auf die oben genannte Weise im Anmischtank 1 ausgemischten ersten Komponente, welches einem jeden zu befüllenden Behälter zugeführt werden soll, festgelegt und über den Abfüllvorgang hinweg konstant.
Die angemischte erste Komponente, welche die Feststoffe beispielsweise in Form von Fruchtstücken oder Fruchtfasern enthält, wird auch als Slurry bezeichnet. Diese erste Komponente wird dann zur Sterilisierung in eine Vorrichtung zur Kurzzeiterhitzung 2 gebracht, in welcher die erste Komponente sterilisiert wird. Danach wird die dergestalt vorbereitete erste Komponente in einem Steriltank 3 bis zur eigentlichen Abfüllung vorgehalten.
Zur Abfüllung in den schematisch angedeuteten, zu befüllenden Behälter 100 wird in der gezeigten Ausführungsform die erste Komponente einem Vorlauftank 4 und dann dem eigentlichen Füller 5 zugeführt, von wo aus die erste Komponente und die hier nicht explizit gezeigte zweite Komponente in den Behälter 100 eingebracht wird.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Doppelfüllventil vorgesehen, bei welchem die erste Komponente über dem Füllventilkegel eines Füllventils dosiert wird, und gemeinsam mit der zweiten Komponente durch den Füllventilauslauf hinaus in den zu befüllenden Behälter 100 dosiert wird.
Um die genaue Dosierung der ersten Komponente bezüglich der zweiten Komponente zu ermöglichen, ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen dem Steriltank 3 und dem Vorlauftank 4 des Füllers 5 eine Messvorrichtung 6 vorgesehen, mittels welcher die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente gemessen werden kann. Auf Grundlage dieser gemessenen Konzentration wird die Dosierung der ersten Komponente und damit entsprechend auch die Dosierung der zweiten Komponente zur Bereitstellung des Füllprodukts gesteuert. Hierzu ist eine schematisch angedeutete Steuervorrichtung 7 vorgesehen, in welche das Signal der Messvorrichtung 6 eingespeist wird und welche die Dosierung der ersten Komponente zur Bereitstellung des Füllprodukts im Füller 5 steuert oder regelt.
Entsprechend ist die Dosierung der ersten Komponente abhängig von der mit der Messvorrichtung 6 gemessenen Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente, welche vom Anmischtank 1 über die Kurzzeiterhitzung 2 zum Steriltank 3 und dann zum Vorlauftank 4 des Füllers 5 gelangt. Liegen hier beispielsweise Schwankungen in der Konzentration der Feststoffe vor, beispielsweise weil im Anmischtank 1 eine fehlerhafte Einwaage stattgefunden hat oder weil die Feststoffe variierende Eigenschaften aufweisen, so kann durch die Messung der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente und die Steuerung der Dosierung dieser ersten Komponente schließlich die Konzentration der Feststoffe im dann fertig befüllten Behälter 100 konstant gehalten werden. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise ein fruchtstückhaltiges Getränk hochqualitativ abfüllen, dergestalt, dass die Konzentration der Feststoffe in dem dann befüllten Behälter 100 konstant gehalten wird, unabhängig von den Ausgangsstoffen und unabhängig von der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente.
Die Dosierung der zweiten Komponente wird damit auch analog über die Dosierung der ersten Komponente und damit grundsätzlich auch über die Messung der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente gesteuert. Wird nämlich ein höheres Volumen der ersten Komponente dem Behälter 100 zugeführt, muss entsprechend ein geringeres Volumen der zweiten Komponente zugeführt werden, um noch das schlussendlich gewünschte Füllvolumen, Füllgewicht oder das gewünschte Füllniveau in dem Behälter 100 zu erreichen.
Hierbei muss berücksichtigt werden, dass die Messvorrichtung 6 die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente mit einer Verzögerung bezüglich des Füllers 5 oder des Füllventils bereitstellt, da die erste Komponente, nachdem sie die Messvorrichtung 6 durchflossen hat, noch den Vorlauftank 4 des Füllers sowie die nachfolgenden Leitungen durchfließen muss, bevor sie tatsächlich in den zu befüllenden Behälter eingefüllt wird. Diese Verzögerung muss bei der Steuerung der Dosierung der ersten Komponente berücksichtigt werden, beispielsweise durch das Einbeziehen eines Zeitversatzes.
Auf diese Weise lässt sich ein vollautomatisches Dosieren der ersten Komponente erreichen, wobei das jeweilige Dosiervolumen lediglich von der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente, die durch die Messvorrichtung 6 bestimmt wird, abhängig ist. Die beim Anmischen im Anmischtank 1 zugrunde gelegte Konzentration wird hingegen nicht für die Dosierung der ersten Komponenten verwendet. Entsprechend muss auch beim Anmischen der ersten Komponente im Anmischtank 1 nicht mehr übermäßig exakt gearbeitet werden, so dass hier Zeit und Kosten eingespart werden können, bei dennoch hochqualitativem Abfüllergebnis. Allerdings muss die erste Komponente natürlich eine Feststoffkonzentration aufweisen, die das spätere Bereitstellen des Füllprodukts mit der gewünschten Feststoffkonzentration ermöglicht. Insbesondere muss die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponenten immer mindestens so hoch sein, wie die gewünschte Konzentration der Feststoffe im fertig befüllten Behälter.
In einer Weiterbildung kann die Steuerung 7 auch ein Alarmsignal beziehungsweise eine Alarmmeldung an den Bediener des Anmischtanks 1 ausgeben, wenn ein bestimmter vorgegebener Konzentrationsbereich der Feststoffe in der ersten Komponente verlassen wird und insbesondere die erforderliche Minimalkonzentration unterschritten wird. Entsprechend kann der Bediener die Anmischung der ersten Komponente im Anmischtank 1 dann derart nachjustieren, dass wieder das optimale Mischverhältnis der Feststoffe in der ersten Komponente vorliegt.
In 2 ist ein Aufbau einer Vorrichtung zum Befüllen eines schematisch angedeuteten Behälters 100 mit einem Füllprodukt gezeigt, bei welcher zunächst eine Dosierung der ersten Komponente, welche den Feststoffanteil umfasst, in den zu befüllenden Behälter 100 stattfindet, und danach ein Auffüllen des zu befüllenden Behälters auf das gewünschte Füllvolumen stattfindet.
Es ist wiederum ein Anmischtank 1 vorgesehen, in welchem eine Anmischung der ersten Komponente aus den Feststoffen, beispielsweise in Form von Fruchtstücken, sowie einer Flüssigkeit, beispielsweise einem Fruchtsaft stattfindet. Nachfolgend findet eine Kurzzeiterhitzung 2 statt, nach welcher die erste Komponente in den Vorlauftank 4 des Füllers 5 eingebracht wird. Zwischen der Kurzzeiterhitzung 2 und dem Vorlauftank 4 des Füllers 5 ist wiederum eine Messvorrichtung 6 angeordnet, mittels welcher die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente gemessen werden kann. Eine Steuerung 7 steuert den Füller 5 so, dass auf Grundlage der gemessenen Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente eine bestimmte Dosagemenge an erster Komponente in den Behälter 100 eingeführt wird.
Damit ist es auch bei diesem Verfahren beziehungsweise dieser Vorrichtung möglich, dass unabhängig von der tatsächlich angemischten Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente im Anmischtank 1 ein exaktes Dosieren der ersten Komponente in den zu befüllenden Behälter 100 so stattfinden kann, dass in dem fertig befüllten Behälter 100 eine vorgegebene Konzentration an Feststoffen vorliegt. Insbesondere ist die im fertig befüllten Behälter 100 erreichte Konzentration von Feststoffen im Wesentlichen wieder unabhängig von der Konzentration der Feststoffe in der angemischten ersten Komponente im Anmischtank 1.
Auch in dieser Ausführungsform kann ein Alarmsignal ausgegeben werden, wenn die von der Messvorrichtung 6 gemessene Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente von einem vorgegebenen Sollwertbereich abweicht, um den Bediener des Anmischtanks 1 darüber zu informieren, dass die Konzentration geändert werden soll.
In 3 ist ein weiteres System gezeigt, bei welchem das Füllprodukt bereits als Mischung aus der ersten Komponente, welche die Feststoffe aufweist, und der zweiten Komponente dem jeweiligen Füller 5 zum Einbringen in den zu befüllenden Behälter 100 zugeführt wird.
Hierzu sind wiederum der Anmischtank 1, eine Kurzzeiterhitzung 2 und ein Steriltank 3 vorgesehen, und die in dem Steriltank 3 aufgenommene erste Komponente wird einem Vorlauftank 4 zugeführt. Zwischen dem Steriltank 3 und dem Vorlauftank 4 ist wiederum eine Messvorrichtung 6 zum Messen der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente vorgesehen. Ein Inline-Blender 8 ist vorgesehen, in welchem die erste Komponente, welche vom Vorlauftank 4 dem Inline-Blender 8 zugeführt wird, sowie die zweite Komponente, welche hier nicht explizit gezeigt ist, zugeführt wird, gemischt werden.
Um hier die richtige Mischung und insbesondere die gewünschte Konzentration der Feststoffe im fertig gemischten Füllprodukt einstellen zu können, wird über die Steuerung 7 anhand der von der Messvorrichtung 6 gemessenen Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente entsprechend der Anteil der ersten Komponente dem Inline-Blender 8 so dosiert, dass, in Kombination mit der zweiten Komponente, dem Füller 5 ein Füllprodukt zugeführt wird, welches die erste Komponente und die zweite Komponente umfasst, welche eine Konzentration an Feststoffen aufweist, die unabhängig von der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente ist. Mit anderen Worten wird die Dosierung der ersten Komponente in den Inline-Blender 8 variiert, wenn die von der Messvorrichtung 6 gemessene Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente variiert.
Durch die oben beschriebene automatische Dosierung der ersten Komponenten und damit auch der zweiten Komponenten in den zu befüllenden Behälter aufgrund der mittels der Messvorrichtung 6 gemessenen Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente kann erreicht werden, dass unabhängig von der tatsächlich bereitgestellten Konzentration der Feststoffe in dem befüllten Behälter eine konstante Konzentration an Feststoffen erreicht werden kann.
Die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente kann aus unterschiedlichen Gründen variieren, beispielsweise weil der Bediener des Anmischtanks 1 nicht konsistent gearbeitet hat oder weil die zugeführten Feststoffe, beispielsweise Fruchtstücke, Fruchtfasern oder Pulpe, variierende Eigenschaften aufweisen und sich beispielsweise mehr oder weniger stark absetzen oder mehr oder weniger stark aufschwimmen. Entsprechend kann das Mischungsverhältnis beziehungsweise das Konzentrationsverhältnis der Feststoffe in der ersten Komponente über den Verlauf des Abfüllvorganges hinweg variieren.
Entsprechend kann die Dosierung der ersten Komponente über deren Zusammensetzung und insbesondere über die Messung der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente inline geregelt werden, so dass in dem abgefüllten Behälter stets der gewünschte Anteil an Feststoffen, insbesondere an Fruchtstücken, über den gesamten Produktionszeitraum hinweg vorliegen. Auf diese Weise kann auch die Anzahl der stichprobenartige Messungen der Konzentration der Feststoffe in dem abgefüllten Behälter reduziert werden, da der Anteil an Feststoffen in dem abgefüllten Behälter automatisch konstant gehalten wird.
Zur Messung der Konzentration der Feststoffe mit der Messvorrichtung 6 können unterschiedliche, im Wesentlichen bekannte Verfahren verwendet werden, beispielsweise eine Trübungsmessung, eine Messung mit Mikrowellen oder eine Leitfähigkeitsmessung.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Anmischtank
2: Kurzzeiterhitzung
3: Steriltank
4: Vorlauftank
5: Füller
6: Messvorrichtung
7: Steuerung
8: Inline-Blender
100: Behälter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010032398 A1 [0009]

Claims

Verfahren zum Befüllen eines Behälters (100) mit einem Füllprodukt, umfassend das Befüllen des Behälters mit mindestens zwei Komponenten des Füllprodukts, wobei die erste Komponente Feststoffe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Befüllen des Behälters die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente gemessen wird und die Dosierung der ersten Komponente auf Grundlage der gemessenen Konzentration bestimmt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente nach einer Kurzzeiterhitzung (2) der ersten Komponente gemessen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente direkt vor einem Vorlauftank (4) und/oder direkt vor einem Füller (5) gemessen wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente automatisch auf Grundlage der gemessenen Konzentration dosiert wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung der ersten Komponente mit einer Zeitverzögerung bezüglich der Messung gesteuert wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die erste Komponente in den zu befüllenden Behälter (100) dosiert wird und dann erst die zweite Komponente in den zu befüllenden Behälter (100) dosiert wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente in ein Doppelfüllventil dosiert wird und gemeinsam mit der zweiten Komponente in den Behälter (100) geleitet wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente mit der zweiten Komponente auf Grundlage der gemessenen Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente in einem Inline-Blender (8) vorgemischt werden, und dann die Mischung in den Behälter (100) geleitet wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abweichung der gemessenen Konzentration der Feststoffe von einem vorgegebenen Zielwert oder einem vorgegebenen Zielwertbereich ein Alarm ausgegeben wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung der ersten Komponente auf Grundlage der gemessenen Konzentration gesteuert oder geregelt wird.
Vorrichtung zum Befüllen eines Behältes (100) mit einem Füllprodukt, welche eine erste Komponente und eine zweite Komponente dem zu befüllenden Behälter zuführt, wobei die erste Komponente Feststoffe umfasst und die erste Komponente und die zweite Komponente gleichzeitig oder nacheinander in den Behälter dosierbar sind und/oder vor dem Einbringen in den Behälter (100) miteinander mischbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messvorrichtung (6) zum Messen der Konzentration der Feststoffe in der ersten Komponente vor dem Behälter (100) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (6) eine Trübungsmessvorrichtung, eine Absorptionsmessvorrichtung oder eine Mikrowellenabsorptionsvorrichtung ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (7) vorgesehen ist, die so eingerichtet ist, dass in einem Füller (5) eine Dosierung der ersten Komponente auf Grundlage der gemessenen Konzentration so durchgeführt wird, dass eine vorgesehene Konzentration an Feststoffen in dem befüllten Behälter (100) erreicht wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung direkt vor dem Füller (5), direkt vor einem Vorlauftank (4) und/oder nach einer Kurzzeiterhitzung (2) angeordnet ist.