DE102015103520A1

DE102015103520A1 - Vorrichtung sowie Verfahren zum Behandeln eines Behälters mit einem Behandlungsmedium und Sterilisierungsvorrichtung mit solch einer Vorrichtung

Info

Publication number: DE102015103520A1
Application number: DE102015103520.0A
Authority: DE
Inventors: c/o KRONES AG Landler Bruno
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2016-09-15
Also published as: WO2016142491A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zum Behandeln eines einen Behälterinnenraum (102) und eine Behälteraußenseite (104) aufweisenden Behälters (100) mit einem Behandlungsmedium, bevorzugt zum Sterilisieren des Behälters (100) in einer Getränkeabfüllanlage, wobei ein Düsenelement (2) und eine in dem Düsenelement (2) vorgesehene Innendüse (4) zum Beaufschlagen des Behälterinnenraums (102) mit dem Behandlungsmedium vorgesehen sind. Dabei weist das Düsenelement (2) eine Außendüse (5) zum Beaufschlagen mindestens eines Bereichs der Behälteraußenseite (104) mit dem Behandlungsmedium auf. Die Erfindung bezieht sich ferner auf einer Sterilisationsvorrichtung mit einer solchen Vorrichtung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln eines einen Behälterinnenraum und eine Behälteraußenseite aufweisenden Behälters mit einem Behandlungsmedium, bevorzugt zum Sterilisieren des Behälters in einer Getränkeabfüllanlage, sowie eine die Vorrichtung aufweisende Sterilisationsvorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln eines einen Behälterinnenraum und eine Behälteraußenseite aufweisenden Behälters mit einem Behandlungsmedium, bevorzugt zum Sterilisieren des Behälters in einer Getränkeabfüllanlage.
Stand der Technik
Vorrichtungen zum Behandeln von Behältern mit einem Behandlungsmedium sind bekannt, beispielsweise aus der Nassaseptik bei Getränkeabfüllanlagen. Hier erfahren die zu reinigenden Behälter eine Sterilisation mittels eines Sterilisationsmediums. Zur Sterilisation des Behälterinnenraums wird der Behälter über eine Vorrichtung mit einem Sterilisationsmedium beziehungsweise mit einem Sterilisationsmedium-Dampf-Gemisch beaufschlagt. Die Sterilisation der Behälteraußenseite erfolgt zumeist über ein Vorbeifahren der Behälter an stehenden Düsen.
Durch das Vorbeifahren des zu behandelnden Behälters an den stehenden Düsen ist die Reinigung ineffektiv. So werden eine Vielzahl an Düsen und ein hoher Durchsatz an Sterilisationsmedium benötigt, um eine ausreichende Sterilisation der Behälteraußenseite wie beispielsweise eine Behälterverschlussaufnahme beziehungsweise ein Mündungsbereich zu ermöglichen.
Um diese Nachteile zu überwinden, wird vereinzelt versucht, den Behälterinnenraum und zumindest einen kritischen Bereich der Behälteraußenseite gleichzeitig zu behandeln.
So zeigt die DE 10 2009 041 215 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Streckblasformen oder Blasformen und Füllen steriler Behälter, wobei das in den Behälterinnenraum geleitete und aus diesem wieder austretendes gasförmige Medium durch Umlenkflächen in einem über der Behälteröffnung angeordneten Glockenkörper auf die Außenbereiche des Mündungsbereichs des Behälters gelenkt werden. Eine sichere Beaufschlagung der Außenbereiche, insbesondere aufgrund des schrägen Einleitens des Sterilisationsmediums in den Behälterinnenraum und des entsprechend einseitigen Austretens des Sterilisationsmediums aus der Mündung des Behälters, kann hier nur bedingt beziehungsweise für ein flüssiges Sterilisationsmedium nicht bereitgestellt werden.
Ferner zeigt die JP 2001 276766 eine Waschdüsenvorrichtung zum Waschen eines Behälters, wobei an der Spitze dessen Hauptkörpers eine Mehrzahl an Düsen vorgesehen ist. Die Spitze wird dabei in den zu reinigenden Behälter geschoben. Ferner weist die Waschdüsenvorrichtung eine von dem Hauptkörper im unteren Bereich abzweigende Düsenanordnung auf, auf deren Spitze wiederum eine Düse zum Reinigen eines Mündungsbereichs an der Außenseite des Behälters angeordnet ist. Zur Reinigung des Behälters wird dieser mit der Behälteröffnung nach unten über die Waschdüsenanordnung geschoben. Um einen umlaufenden Reinigungseffekt zu erzielen, ist der Behälter zu rotieren. Für eine auf Rundläufer-Karussellen basierenden Anlage ist solch eine Waschdüsenvorrichtung ungeeignet.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Behandeln von Behältern bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Behandeln eines einen Behälterinnenraum und eine Behälteraußenseite aufweisenden Behälters mit einem Behandlungsmedium, bevorzugt zum Sterilisieren des Behälters in einer Getränkeabfüllanlage, mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildlungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Behandeln eines einen Behälterinnenraum und eine Behälteraußenseite aufweisenden Behälters mit einem Behandlungsmedium, bevorzugt zum Sterilisieren des Behälters in einer Getränkeabfüllanlage, vorgeschlagen, welche ein Düsenelement und eine in dem Düsenelement vorgesehene Innendüse zum Beaufschlagen des Behälterinnenraums mit dem Behandlungsmedium umfasst. Erfindungsgemäß weist das Düsenelement eine Außendüse zum direkten Beaufschlagen mindestens eines Bereichs der Behälteraußenseite mit dem Behandlungsmedium auf.
Dadurch, dass das Düsenelement eine Innendüse und eine Außendüse zum direkten Beaufschlagen des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite mit dem Behandlungsmedium aufweist, kann eine gleichzeitige Behandlung des Behälterinnenraums und des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite bereitgestellt werden. Insbesondere wird eine gleichzeitige direkte Beaufschlagung des Behälterinnenraums und des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite bereitgestellt. Ferner kann ein äußerst kompakter und einfacher Aufbau der Vorrichtung bereitgestellt werden, da das Düsenelement sowohl die Innendüse, als auch die Außendüse aufweist. Auf eine aufwändige Gestaltung der Vorrichtung mit mehreren Düsenanordnungen kann hierdurch verzichtet werden.
Weiterhin kann hierdurch eine sichere und effiziente simultane Reinigung des Behälterinnenraums und des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite erreicht werden, da sich die Außendüse und die Innendüse relativ zueinander in einer festen Position befinden und somit lediglich jeweils eine Außendüse und eine Innendüse an dem Düsenelement anzuordnen sind, um eine effektive Behälterreinigung bereitzustellen.
Unter einer direkten Beaufschlagung des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite wird hier verstanden, dass das Behandlungsmedium von der Außendüse auf direktem Weg und beispielsweise ohne „Umweg“ durch den Behälterinnenraum auf den Bereich der Behälteraußenseite aufgebracht wird. Zwischen der Außendüse und dem beaufschlagten Bereich der Behälteraußenseite findet sich im Strom des Behandlungsmediums entsprechend auch kein weiteres Element, welches eine Umleitung des Behandlungsmediums erreichen würde.
Um eine nochmals verbesserte Reinigung bereitzustellen zu können, kann die Außendüse relativ zur Innendüse verschiebbar angeordnet sein, so dass die Position der Außendüse relativ zur Position der Innendüse, bevorzugt in Richtung der Mittelachse der Vorrichtung, veränderbar ist und somit eine Justage der Außendüse zur Innendüse zur Anpassung an verschiedene Behältertypen bereitgestellt werden kann.
Vorteilhaft zeigt sich insbesondere auch, dass durch das Vorsehen der Vorrichtung an einer Behandlungsmaschine und/oder in einer Anlage ein besonders kompakter und effizienter Aufbau der Behandlungsmaschine beziehungsweise der Anlage bereitgestellt werden kann. Da das Düsenelement sowohl die Innendüse, als auch die Außendüse aufweist, kann auf eine Verrohrung zur Kontaktierung einer separaten, die Außendüse aufweisende Außendüsenanordnung und auf sämtliche damit verbundenen Verrohrungen und/oder Ventilknoten, wie sie im Stand der Technik nötig wären, verzichtet werden.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Austrittsöffnung der Innendüse und die Austrittsöffnung der Außendüse an einer dem Behälter zugewendeten Stirnfläche des Düsenelements angeordnet.
Hierdurch kann eine besonders kompakte Vorrichtung mit einem besonders einfachen Aufbau bereitgestellt werden, welche ebenfalls eine effektive Behandlung des Behälters ermöglicht.
Ferner ist hierdurch im Gegensatz zum Stand der Technik ein Einführen einer Innendüsenanordnung beziehungsweise ein Überstülpen des Behälters über eine Innendüsenanordnung nicht nötig. Somit kann eine die Vorrichtung aufweisende Behandlungsmaschine eine einfache Haltevorrichtung zum Halten und Übergeben des Behälters aufweisen, da keine besonderen Bewegungen des Behälters, wie Schwenken, Verschieben und/oder Drehen, auszuführen sind.
In einer bevorzugten Weiterführung kommt als Behandlungsmedium ein Sterilisationsmedium, bevorzugt Peressigsäure, zum Sterilisieren des Behälters zum Einsatz. Hierdurch kann eine hohe Wirksamkeit der Sterilisation mit einer hohen Reduktionsrate der Anzahl an Keimen an den zu behandelnden Bereichen des Behälters bereitgestellt werden. Ferner weist die Verwendung von Peressigsäure zur Sterilisation weitere Vorteile, wie eine gute Verträglichkeit mit Werkstoffen der Vorrichtung beziehungsweise einer die Vorrichtung aufweisenden Maschine und/oder Anlage, wie Kunststoffe, Metall, Dichtungen, Filtermaterialien und eventuell Lacke oder Beschichtungen, eine hohe Verträglichkeit mit dem oder der Werkstoffe des Behälters, eine Rückstandsfreiheit, folglich eine gute Abspülbarkeit nach dem Ende der Behandlung, ein breites Temperatur- und Druckspektrum, schnelle Entkeimungszyklen, eine hohe Lebensmittelverträglichkeit, sowie keine toxischen Nebenprodukte, auf. Alternativ können auch andere Behandlungsmedien, deren Verwendung die oben genannten Vorteile, oder zumindest eines Teils davon, beinhaltet, bevorzugt Wasserstoffperoxid oder Essigsäure zum Behandlung des Behälters, vorgesehen sein.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das Behandlungsmedium dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite durch die Außendüse über einen Umfang des Bereichs der Behälteraußenseite gesehen gleichmäßig zuführbar.
Dadurch, dass das Behandlungsmedium dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite durch die Außendüse über einen Umfang des Bereichs gesehen gleichmäßig zuführbar ist, kann eine besonders effiziente Behandlung des Behälters, insbesondere des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite, bereitgestellt werden, da somit unter anderem der gesamte Bereich über dessen Umfang gesehen gleichzeitig mit dem Behandlungsmedium in Kontakt kommen kann. So kann vermieden werden, dass bestimmte Teilbereiche des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite eine unzureichende Behandlung erfahren.
Ferner kann hierdurch ein zusätzliches Handlingsystem, beispielsweise zum Drehen der zu behandelnden Behälter, welches ansonsten für eine Behandlung des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite beim Vorbeistreichen an feststehenden Düsen erforderlich wäre, verzichtet werden. Insbesondere, wenn die Vorrichtung an einem Rundläufer beziehungsweise an einem Karussell in einer Getränkeabfüllanlage angeordnet ist, kann durch das Vorsehen der Vorrichtung auch auf einen ansonsten zusätzlich vorzusehenden Behandlungsstern für die Außenbehandlung des Behälters verzichtet werden, da sowohl die Behandlung des Behälterinnenraums, als auch die Behandlung des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite durch die an einem Karussell angeordnete Vorrichtung erfolgen kann, wobei keine zusätzlichen Behandlungsanordnungen oder Bewegungsvorrichtungen zum Behandeln beziehungsweise Bewegen des zu behandelnden Behälters an dem Karussell vorzusehen sind.
Ferner kann dadurch, dass das Behandlungsmedium dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite durch die Außendüse über einen Umfang des Bereichs gesehen gleichmäßig zuführbar ist, durch die Strömung des aus der Außendüse austretenden Behandlungsmediums eine Sogwirkung bereitgestellt werden, derart, dass in einem Bereich zwischen dem Behälter und eines innerhalb der Außendüse angeordneten Bereichs der Stirnseite des Düsenelements befindliche gasförmige und/oder flüssige Medien in Richtung des aus der Außendüse austretenden Behandlungsmediums gesogen und von diesem forttransportiert werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Außendüse als Ringspalt bereitgestellt und/oder durch um die Mittelachse des Düsenelements herum verteilte Kanäle bereitgestellt.
Dadurch, dass die Außendüse als Ringspalt bereitgestellt ist und/oder durch die um die Mittelachse des Düsenelements herum verteilte Kanäle bereitgestellt ist, kann eine besonders gleichmäßige Beaufschlagung des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite bereitgestellt werden. So kann der mindestens eine Bereich der Behälteraußenseite, beispielsweise ein Mündungsbereich des Behälters und/oder ein Gewinde, besonders effektiv behandelt werden.
Um eine besonders gleichmäßige Beaufschlagung des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite mit dem Behandlungsmedium bereitstellen zu können, sind die Kanäle in einer bevorzugten Weiterbildung gleichmäßig um die Mittelachse des Düsenelements herum angeordnet.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist ein Düsenring konzentrisch zu dem Düsenelement angeordnet, wobei der Ringspalt zwischen dem Düsenelement und dem Düsenring ausgebildet ist und/oder dass die verteilten Kanäle zwischen dem Düsenelement und dem Düsenring ausgebildet sind.
Dadurch, dass der Düsenring konzentrisch zu dem Düsenelement angeordnet ist, wobei der Ringspalt zwischen dem Düsenelement und dem Düsenring ausgebildet ist und/oder dass die verteilten Kanäle zwischen dem Düsenelement und dem Düsenring ausgebildet sind, kann ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung bereitgestellt werden.
Zum Ausbilden des Ringspalts hat der Düsenring im Bereich, in dem der Ringspalt auszubilden ist, lediglich einen Abstand von dem Düsenelement aufzuweisen. Durch den Abstand zwischen dem Düsenring und dem Düsenelement kann ein Ringspalt mit einer im Zuge der Vorrichtungsgestaltung auf die Anforderungen zur Behandlung des Behälters eingestellten Querschnittsfläche, mit anderen Worten mit einem eingestellten Durchflussquerschnitt, durch welchen das Behandlungsmedium strömt, bereitgestellt werden.
Durch die Ausbildung der Kanäle zwischen dem Düsenelement und dem Ringspalt kann ferner eine einfache Fertigung der Vorrichtung bereitgestellt werden, insbesondere, wenn die Kanäle als Aussparungen, wie beispielsweise Nuten, an einer Umfangsfläche des Düsenelements bereitgestellt sind, welche durch die sich an die Umgangsfläche des Düsenelements anschließende Innenfläche des Düsenrings angeschlossen werden. Für eine strömungstechnisch besonders günstige Gestaltung der Kanäle können die Aussparungen einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, welche durch Zusammenwirken mit korrespondierend zu den Aussparungen angeordneten Ausnehmungen an der Innenfläche des Düsenrings, welche bevorzugt ebenfalls einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, kreisrunde Kanäle bilden.
Alternativ können die Kanäle auch andere Querschnittsformen aufweisen, wobei die Querschnittform der Kanäle sowie des Ringspalts in Strömungsrichtung des Behandlungsmediums gesehen auch variabel bereitgestellt sein kann, beispielsweise, um die Strömungsgeschwindigkeit an der Austrittsöffnung der Außendüse und/oder an der Austrittsöffnung der Innendüse auf die Anforderungen zur Behandlung des Behälters einstellen zu können.
Wenn sowohl der Ringspalt, als auch die Kanäle durch das Düsenelement und den Düsenring ausgebildet sind, kann sichergestellt werden, dass einerseits, insbesondere durch die Kanäle, eine geeignete Menge an Behandlungsmedium an den mindestens einen Bereich gelangt und andererseits, dass der mindestens eine Bereich über den Umfang gesehen, insbesondere durch den Ringspalt, besonders gleichmäßig mit den Behandlungsmedium beaufschlagt wird.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist der Düsenring bewegbar angeordnet, wobei die Querschnittsfläche des Ringspalts durch eine Lageänderung des Düsenrings veränderbar ist.
Dadurch, dass der Düsenring bewegbar angeordnet ist, wobei die Querschnittsfläche des Ringspalts durch eine Lageänderung des Düsenrings veränderbar ist, kann der Ringspalt auf die Anforderungen an die Behandlung des mindestens einen zu behandelnden Bereichs der Behälteraußenseite angepasst werden. Insbesondere kann hierdurch der Durchfluss des Behandlungsmediums durch den Ringspalt gesteuert werden. So kann die Vorrichtung besonders einfach zur Behandlung verschiedener Behälter eingestellt werden. Auch kann der Ringspalt durch die Bewegung des Düsenrings geschlossen werden, wodurch die Außendüse auch als Ventil bereitgestellt werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Düsenring mindestens eine Leitfläche zum Leiten des Behandlungsmediums auf, wobei das Düsenelement mindestens eine zu der mindestens einen Leitfläche bevorzugt parallele Gegenfläche zum Ausbilden des Ringspalts aufweist.
Dadurch, dass der Düsenring mindestens eine Leitfläche zum Leiten des Behandlungsmediums aufweist, kann die Strömungsrichtung des Behandlungsmediums zu dem zu behandelnden mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite geändert beziehungsweise angepasst werden, so dass das Behandlungsmedium direkt an den mindestens einen Bereich geleitet wird. So ist wiederum eine effektive Behandlung des mindestens einen Bereichs bereitgestellt.
Wenn das Düsenelement mindestens eine zu der mindestens einen Leitfläche bevorzugt parallele Gegenfläche zum Ausbilden des Ringspalts aufweist, kann ein sich definiert ändernder beziehungsweise konstanter Querschnitt des Ringspalts bereitgestellt werden. Hierdurch kann sich in dem Ringspalt eine stabile Strömung ausbilden, welche ein korrektes Beaufschlagen des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite bereitstellt.
In einer bevorzugten Ausbildung weist das Düsenelement eine Anschlussleitung zum Zuführen des Behandlungsmediums auf, wobei bevorzugt eine Abzweigung zum Abzweigen eines Teilstroms des Behandlungsmediums zur Außendüse vorgesehen ist.
Dadurch, dass das Innenelement eine Anschlussleitung zum Zuführen des Behandlungsmediums aufweist, kann das Behandlungsmedium der Innendüse und/oder der Außendüse in einfacher Weise zugeführt werden.
Durch Vorsehen der Abzweigung zum Abzweigen des Teilstroms des Behandlungsmediums kann die Außendüse zusätzlich mit Behandlungsmedium versorgt werden. Über die Auslegung der Größe der Durchflussquerschnitte von Anschlussleitung und Abzweigung können ferner die Anteile des Behandlungsmediums, welche an die Innendüse und an die Außendüse geleitet werden, im Zuge der Auslegung der Vorrichtung eingestellt werden.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist eine Zusatzleitung zum Zuleiten eines Zusatzmediums, bevorzugt Dampf, besonders bevorzugt Wasserdampf, ganz besonders bevorzugt Reindampf beziehungsweise Sattdampf, bereitgestellt und ein Mischbereich zum Vermischen des Behandlungsmediums mit dem Zusatzmedium und zum Zuführen dieses Gemisches an die Innendüse und/oder die Außendüse vorgesehen.
Dadurch, dass eine Zusatzleitung zum Zuleiten eines Zusatzmediums, bevorzugt Dampf, bereitgestellt ist und ein Mischbereich zum Vermischen des Behandlungsmediums mit dem Zusatzmedium und zum Zuführen dieses Gemisches an die Innendüse und/oder die Außendüse vorgesehen ist, kann eine nochmals verbesserte Reinigung des Behälters, insbesondere des Behälterinnenraums, bereitgestellt werden. Durch das Vermischen des Behandlungsmediums mit Dampf kann das Behandlungsmedium besonders fein zerstäubt werden. So kann bereitgestellt werden, dass insbesondere der gesamte Behälterinnenraum mit allen darin vorhandenen Innenflächen mit dem Behandlungsmedium in Kontakt kommt. Ferner kann das Behandlungsmedium durch das Vermischen mit Dampf erhitzt und somit aktiviert werden, wodurch eine nochmals verbesserte Behandlungswirkung erzielt wird, insbesondere, wenn das Behandlungsmedium ein Sterilisationsmedium aufweist.
In einer weiter bevorzugten alternativen Ausführungsform weist das Düsenelement an einer dem Behälter zugewendeten Stirnfläche des Düsenelements zumindest eine Ableitfläche zum Ableiten des aus dem Behälterinnenraum wieder austretenden Behandlungsmediums auf.
Dadurch, dass das Düsenelement an einer dem Behälter zugewendeten Stirnfläche des Düsenelements zumindest eine Ableitfläche zum Ableiten des aus dem Behälterinnenraum wieder austretenden Behandlungsmediums aufweist, kann ein sicheres Ableiten des Behandlungsmediums aus dem Bereich zwischen der Vorrichtung und dem Behälter bereitgestellt werden.
Ferner ist es hierdurch, insbesondere bei Verwendung eines Gemisches aus dem Behandlungsmedium und den Zusatzmedium zur Behandlung des Behälterinnenraums, möglich, dem durch die Außendüse auf den mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite geleiteten Behandlungsmediums das aus dem Behälterinnenraum ausgetretene und mittels der zumindest einen Ableitfläche abgeleitete Gemisch zuzuführen. So kann eine Vermengung des aus dem Behälterinnenraum ausgetretenen Gemisches mit dem durch die Außendüse geleiteten Behandlungsmedium beziehungsweise ein Mitreißen des aus dem Behälterinnenraum ausgetretenen Gemisches durch das durch die Außendüse geleitete Behandlungsmedium die Behandlung des mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite nochmals verbessert werden.
In einer bevorzugten Variante umfasst der mindestens eine Bereich der Behälteraußenseite ein Gewinde, bevorzugt am Kopfbereich des zu behandelnden Behälters, zum Verschließen des Behälters mit einem mit einem Behälterverschluss.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist die Vorrichtung insbesondere zur Behandlung von PET-Flaschen bereitgestellt. Natürlich können auch andere Behältertypen, wie beispielsweise Glasflaschen oder auch andere Behälter durch die Vorrichtung behandelt werden.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist der Düsenring einen in Richtung der Mittelachse weisenden Kranz auf.
Hierdurch kann die mindestens eine Leitfläche in einfacher Weise bereitgestellt werden. Ferner kann hierdurch die Querschnittsänderung durch die Lageänderung des Düsenrings besonders vorteilhaft bereitgestellt werden.
In einer bevorzugten Variante ist zwischen dem Düsenring und dem Düsenelement eine Zuführkammer zum Zuführen des Behandlungsmediums vorgesehen.
Dadurch kann ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung bereitgestellt werden. Die Zuführkammer kann hierbei bevorzugt in Form einer umlaufenden Vertiefung in einer Umfangsfläche des Düsenrings, welche nach außen durch die Innenfläche des Düsenrings begrenzt ist, bereitgestellt sein.
Die zu lösende Aufgabe wird auch durch eine Sterilisationsvorrichtung zum Sterilisieren eines einen Behälterinnenraum und eine Behälteraußenseite aufweisenden Behälters mit einem Sterilisationsmedium mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Entsprechend wird eine Sterilisationsvorrichtung zum Sterilisieren eines einen Behälterinnenraum und eine Behälteraußenseite aufweisenden Behälters mit einem Sterilisationsmedium, bevorzugt in einer Getränkeabfüllanlage, mit einem Karussell vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist zum Behandeln des Behälters mindestens eine Vorrichtung gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen an dem Karussell vorgesehen.
Dadurch, dass zum Behandeln der Behälter mindestens eine Vorrichtung gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen an dem Karussell vorgesehen ist, kann ein besonders kompakter und effizienter Aufbau der Sterilisationsvorrichtung beziehungsweise einer die Sterilisationsvorrichtung aufweisenden Getränkeabfüllanlage bereitgestellt werden. Da das Düsenelement sowohl die Innendüse, als auch die Außendüse aufweist, kann auf eine Verrohrung innerhalb der Sterilisationsvorrichtung zur Kontaktierung einer separaten die Außendüse aufweisende Außendüsenanordnung und auf sämtliche damit verbundenen Verrohrungen und/oder Ventilknoten verzichtet werden. Ferner kann hierdurch ein zusätzliches Handlingsystem, beispielsweise zum Drehen der zu behandelnden Behälter, welches ansonsten für eine Behandlung des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite erforderlich wäre, verzichtet werden.
Ferner kann durch solch eine Sterilisationsvorrichtung auf einen ansonsten zusätzlich vorzusehenden Behandlungsstern zur Außenbehandlung des Behälters in der Anlage verzichtet werden, da sowohl die Behandlung des Behälterinnenraums, als auch die Behandlung des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite durch die Sterilisationsvorrichtung erfolgen kann, wobei keine zusätzlichen Behandlungsanordnungen oder Bewegungsvorrichtungen zum Behandeln beziehungsweise Bewegen des zu behandelnden Behälters relativ zum Karussell an dem Karussell vorzusehen sind. Der Behälter ist hierbei lediglich mittels einer Halteanordnung an dem Karussell zu halten.
Die zu lösende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Behandeln eines einen Behälterinnenraum und eine Behälteraußenseite aufweisenden Behälters mit einem Behandlungsmedium, bevorzugt zum Sterilisieren des Behälters in einer Getränkeabfüllanlage, mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird ein Verfahren zum Behandeln eines einen Behälterinnenraum und eine Behälteraußenseite aufweisenden Behälters mit einem Behandlungsmedium, bevorzugt zum Sterilisieren des Behälters in einer Getränkeabfüllanlage, wobei der Behälterinnenraum und mindestens ein Bereich der Behälteraußenseite gleichzeitig mit einem Behandlungsmedium beaufschlagt werden, wobei das Behandlungsmedium dem Behälterinnenraum mittels einer Innendüse eines Düsenelements zugeführt wird, vorgeschlagen. Erfindungsgemäß wird das Behandlungsmedium dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite über eine Außendüse des Düsenelements direkt zugeführt, wobei das Behandlungsmedium dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite über die Außendüse über einen Umfang des Bereichs gesehen gleichmäßig zugeführt wird.
Dadurch, dass das Behandlungsmedium dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite über eine Außendüse des Düsenelements direkt zugeführt wird, wobei das Behandlungsmedium dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite über die Außendüse über einen Umfang des Bereichs gesehen gleichmäßig zugeführt wird, kann eine gleichzeitige direkte Beaufschlagung des Behälterinnenraums und des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite bereitgestellt werden. Ferner kann eine schnelle und effiziente Behandlung des Behälters, insbesondere des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite, bereitgestellt werden, da unter anderem der gesamte Bereich über dessen Umfang gesehen gleichzeitig mit dem Behandlungsmedium in Kontakt kommen kann. So kann vermieden werden, dass bestimmte Teilbereiche des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite eine unzureichende Behandlung erfahren oder der Behälter gedreht werden muss.
In einer besonders bevorzugten alternativen Ausführung wird dem Behandlungsmedium ein Zusatzmedium, bevorzugt Dampf, bevorzugt Wasserdampf, ganz besonders bevorzugt Reindampf beziehungsweise Sattdampf, beigemischt, bevor es dem Behälterinneren durch die Innendüse und/oder dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite über die Außendüse zugeführt wird.
Dadurch, dass dem Behandlungsmedium das Zusatzmedium, bevorzugt Dampf, beigemischt wird, bevor es dem Behälterinneren durch die Innendüse und/oder dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite über die Außendüse zugeführt wird, kann eine nochmals verbesserte Reinigung des Behälters, insbesondere des Behälterinnenraums bereitgestellt werden. Durch das Vermischen des Behandlungsmediums mit Dampf kann das Behandlungsmedium besonders fein zerstäubt werden. So kann bereitgestellt werden, dass insbesondere der gesamte Behälterinnenraum mit allen darin vorhandenen Innenflächen mit dem Behandlungsmedium in Kontakt kommt. Ferner kann das Behandlungsmedium durch das Vermischen mit Dampf erhitzt und somit aktiviert werden, wodurch eine nochmals verbesserte Behandlungswirkung erzielt wird, insbesondere, wenn das Behandlungsmedium ein Sterilisationsmedium aufweist.
In einer weiter bevorzugten Ausführung wird das Düsenelement durch das Zusatzmedium erwärmt, wobei zumindest das durch die Außendüse austretende Behandlungsmedium durch das Erwärmen des Düsenelements erwärmt wird.
Dadurch, dass das Düsenelement durch das Zusatzmedium erwärmt wird, wobei zumindest das durch die Außendüse austretende Behandlungsmedium durch das Erwärmen des Düsenelements erwärmt wird, kann das durch die Außendüse austretende Behandlungsmedium erhitzt und somit aktiviert werden, wodurch wiederum eine nochmals verbesserte Behandlungswirkung erzielbar ist, insbesondere, wenn das Behandlungsmedium ein Sterilisationsmedium, bevorzugt Peressigsäure, Essigsäure oder Wasserstoffperoxid, aufweist.
In einer bevorzugten Weiterführung wird das Behandlungsmedium beim Austritt durch die Innendüse und/oder die Außendüse zerstäubt.
Durch die Zerstäubung kann bereitgestellt werden, dass eine besonders gleichmäßige und vollständige Beaufschlagung des Behälterinnenraums und/oder des mindestens einen Bereichs der Behälteraußenseite erfolgt.
Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 schematisch eine perspektivische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Sterilisieren eines Behälters mit einem Sterilisationsmedium; und
2 schematisch eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Sterilisieren eines Behälters mit einem Sterilisationsmedium in einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Um Redundanzen zu vermeiden, wird auf die wiederholte Beschreibung dieser Elemente in der folgenden Beschreibung teilweise verzichtet.
1 zeigt schematisch eine perspektivische Schnittansicht einer Vorrichtung 1 zum Sterilisieren eines hier nicht gezeigten Behälters mit einem Sterilisationsmedium. Dabei weist ein Düsenelement 2 eine mittig angeordnete Innendüse 4 zum Beaufschlagen des Behälterinnenraums des zu reinigenden Behälters mit dem Sterilisationsmedium auf. Hierbei ist eine Anschlussleitung 6 zum Zuführen des Sterilisationsmediums an die Innendüse 4 vorgesehen. Als Sterilisationsmedium kommt beispielsweise Peressigsäure zum Einsatz. Es kann aber auch ein anderes Behandlungsmedium beziehungsweise Sterilisationsmedium verwendet werden.
Ferner ist konzentrisch zu dem Düsenelement 2 ein Düsenring 3 angeordnet. Zwischen dem Düsenring 3 und dem Düsenelement 2 ist eine Außendüse 5 zum Beaufschlagen eines Bereichs einer Behälteraußenfläche des Behälters ausgebildet. Dabei ist die Außendüse 5 durch eine an dem Düsenring 3 vorgesehene Leitfläche 32 und eine parallel dazu an dem Düsenelement 2 vorgesehene Gegenfläche 22 in Form eines Ringspalts 50 bereitgestellt.
Zur Versorgung der Außendüse 5 ist in dem Düsenelement 2 eine Abzweigung 7 vorgesehen, welche eine zwischen dem Düsenelement 2 und dem Düsenring 3 ausgebildete Zuführkammer 9 mit der Anschlussleitung 6 verbindet. Die Zuführkammer 9 ist hierbei zum Zuführen des Sterilisationsmediums an die Außendüse 5 vorgesehen und mündet in den Ringspalt 50. Zwischen dem Düsenring 3 und dem Düsenelement 2 ist ferner eine Dichtung 12 zum Abdichten der Zuführkammer 9 angeordnet.
Durch die Leitfläche 22 und die parallel angeordnete Gegenfläche 32 wird ein Ringspalt 50 mit einem konstanten Durchflussquerschnitt bereitgestellt. Die auf einem in Richtung der Mittelachse M der Vorrichtung gerichteten Kranz 30 angeordnete Leitfläche 22 ist dabei bezüglich der Mittelachse M derart nach innen geneigt, dass das durch den Ringspalt 50 strömende Sterilisationsmedium auf den zu reinigenden Bereich der Behälteraußenseite trifft. Durch die Ausbildung der Außendüse 5 als Ringspalt 50 kann das Sterilisationsmedium über den vollen Umfang des Düsenrings 3 gleichzeitig direkt auf den zu reinigenden Bereich der Behälteraußenseite 104 geleitet werden. Das aus der Außendüse austretende Behandlungsmedium trifft somit direkt auf die Behälteraußenseite, ohne einen „Umweg“ über den Behälterinnenraum zu gehen.
Weiterhin weist das Düsenelement eine Zusatzleitung 8 auf, wodurch dem an die Innendüse 4 geleiteten Teilstrom des Sterilisationsmediums Reindampf beziehungsweise Sattdampf beigemengt wird. Das Vermischen des Reindampfs beziehungsweise Sattdampf mit dem Sterilisationsmedium erfolgt in einem Mischbereich 44 der Innendüse 4. Um eine gleichmäßige Verteilung des Sterilisationsmediums in dem Reindampf beziehungsweise Sattdampf zu ermöglichen und geeignete Strömungsverhältnisse, insbesondere geeignete Strömungsgeschwindigkeiten des Reindampf-Sterilisationsmedium-Gemisches bereitzustellen, sind im Mischbereich 44 eine erste Expansionsstufe 45 und eine zweite Expansionsstufe 46 mit jeweils größerem Durchflussquerschnitt angeordnet, wobei die zweite Expansionsstufe 46 den Austrittsöffnungsquerschnitt 42 der Austrittsöffnung 40 der Innendüse 4 aufweist.
Die in Richtung des zu sterilisierenden Behälters weisende Stirnseite des Düsenelements 2 weist ferner eine Ableitfläche 24 auf. Durch die kalottenartige Form der Ableitfläche 24 wird das aus dem Behälterinnenraum 102 wieder austretende Reindampf-Sterilisationsmedium-Gemisch zu der Außendüse 5 geleitet. Das dort austretende Sterilisationsmedium vermengt sich dabei teilweise mit dem Reindampf-Sterilisationsmedium-Gemisch, sorgt in erster Linie aber für einen sicheren Abtransport des Reindampf-Sterilisationsmedium-Gemisches aus der Behandlungszone. Hierdurch ist sichergestellt, dass aus dem Behälterinnenraum 102 mitgerissene Partikel nicht am Mündungsbereich des Behälters 100 abgelagert werden.
Das Düsenelement 2 und der Düsenring 3 weisen einen Kunststoff auf. Alternativ können das Düsenelement 2 und/oder der Düsenring 3 auch aus einem anderen Material bestehen, beispielsweise einem Metall oder einer Metalllegierung, wie Stahl oder Edelstahl.
In 2 ist schematisch eine Schnittansicht einer Vorrichtung 1 zum Sterilisieren eines Behälters 100 mit einem Sterilisationsmedium in einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. An der Vorrichtung 1 sind eine Innendüse 4 zum Beaufschlagen des Behälterinnenraums 102 des Behälters 100 sowie eine Außendüse 5 zum Beaufschlagen des an der Behälteraußenseite 14 angeordneten Behältergewindes 106 mit dem Sterilisationsmedium stirnseitig an der dem Behälter 100 zugewandten Seite des Düsenelements 2 angeordnet.
Der Düsenring 3 ist mit dem Düsenelement 2 über einen Gewindebereich 10 verbunden, so dass der Düsenring 3 bei einer Schraubbewegung des Düsenrings 3 relativ zum Düsenelement 2 eine Lageänderung in Richtung der Mittelachse M erfährt. Durch die Lageänderung des Düsenrings 3 relativ zum Düsenelement 2 kann ein Abstand zwischen der an dem Düsenelement 3 angeordneten Leitfläche 32 und der an dem Düsenelement 2 angeordneten Gegenfläche 22 und somit der Durchflussquerschnitt der als Ringspalt 50 ausgebildeten Außendüse 5 verändert werden. Folglich kann hierdurch der durch den Ringspalt 50 strömende Durchfluss des Sterilisationsmediums eingestellt werden. Die Leitfläche 32 ist durch einen an der den zu reinigenden Behälter 100 zugewandten Seite des Düsenrings 3 an diesem angeordneten Kranz 30 ausgebildet.
Der Innendüse 4 wird über die Anschlussleitung 6 Sterilisationsmedium zugeführt, welches in dem Mischbereich 44 mit über eine Zusatzleitung 8 eingeleitetem Reindampf beziehungsweise Sattdampf vermischt wird. Über die erste Expansionsstufe 45 und die zweite Expansionsstufe 46 des Mischbereichs 44 wird das so erzeugte Sterilisationsmedium-Reindampf-Gemisch der Austrittsöffnung 40 der Innendüse 4 zugeführt und zur Sterilisation des Behälterinnenraums 102 in diesen befördert.
Die Außendüse 5 ist mit einer Zuführkammer 9 verbunden, welche durch eine in dem Düsenelement 3 separat ausgebildeter Abzweigung 6 mit Sterilisationsmedium versorgt wird. Zur Abdichtung der Zuführkammer 9 an der dem Behälter 100 abgewandten Seite ist zwischen dem Düsenring 3 und dem Düsenelement 2 eine Dichtung 12 in Form eines Dichtrings vorgesehen.
Die Versorgung der Anschlussleitung 8 und der Abzweigung 6 ist über einen gemeinsamen Sterilisationsmediumtank bereitgestellt. Alternativ können auch voneinander unabhängige Sterilisationsmedium-Versorgungsanordnungen vorgesehen sein.
An der in Richtung des zu sterilisierenden Behälters 100 weisenden Stirnseite des Düsenelements 2 ist eine Ableitfläche 24 vorgesehen. Durch die kalottenartige Form der Ableitfläche 24 wird das aus dem Behälterinnenraum 102 wieder austretende Reindampf-Sterilisationsmedium-Gemisch zu der Außendüse 5 geleitet. Das dort austretende Sterilisationsmedium vermengt sich dabei teilweise mit dem Reindampf-Sterilisationsmedium-Gemisch, sorgt in erster Linie aber für einen sicheren Abtransport des Reindampf-Sterilisationsmedium-Gemisches aus der Behandlungszone. Hierdurch ist sichergestellt, dass aus dem Behälterinnenraum 102 mitgerissene Partikel nicht am Mündungsbereich des Behälters 100 abgelagert werden.
Soweit anwendbar können alle Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Düsenelement
20: Verschlussstopfen
22: Gegenfläche
24: Ableitfläche
3: Düsenring
30: Kranz
32: Leitfläche
4: Innendüse
40: Austrittsöffnung
42: Austrittsöffnungsquerschnitt
44: Mischbereich
45: Erste Expansionsstufe
46: Zweite Expansionsstufe
5: Außendüse
50: Ringspalt
6: Anschlussleitung
7: Abzweigung
8: Zusatzleitung
9: Zuführkammer
10: Gewindebereich
12: Dichtung
100: Behälter
102: Behälterinnenraum
104: Behälteraußenseite
106: Behältergewinde
M: Mittelachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009041215 A1 [0005]
JP 2001276766 [0006]

Claims

Vorrichtung (1) zum Behandeln eines einen Behälterinnenraum (102) und eine Behälteraußenseite (104) aufweisenden Behälters (100) mit einem Behandlungsmedium, bevorzugt zum Sterilisieren des Behälters (100) in einer Getränkeabfüllanlage, umfassend ein Düsenelement (2) und eine in dem Düsenelement (2) vorgesehene Innendüse (4) zum Beaufschlagen des Behälterinnenraums (102) mit dem Behandlungsmedium, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (2) eine Außendüse (5) zum direkten Beaufschlagen mindestens eines Bereichs der Behälteraußenseite (104) mit dem Behandlungsmedium aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Austrittsöffnung (40) der Innendüse (4) und eine Austrittsöffnung der Außendüse (5) an einer dem Behälter (100) zugewendeten Stirnfläche des Düsenelements (2) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmedium dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite (104) durch die Außendüse (5) über einen Umfang des Bereichs der Behälteraußenseite (104) gesehen gleichmäßig zuführbar ist.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außendüse (5) als Ringspalt (50) bereitgestellt ist und/oder durch um die Mittelachse (M) des Düsenelements (2) herum verteilte Kanäle bereitgestellt ist.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Düsenring (3) konzentrisch zu dem Düsenelement (2) angeordnet ist, wobei der Ringspalt (50) zwischen dem Düsenelement (2) und dem Düsenring (3) ausgebildet ist und/oder dass die gleichmäßig verteilten Kanäle zwischen dem Düsenelement (2) und dem Düsenring (3) ausgebildet sind.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenring (3) bewegbar angeordnet ist, wobei die Querschnittsfläche des Ringspalts (50) durch eine Lageänderung des Düsenrings (3) veränderbar ist.
Vorrichtung (1) gemäß einem de Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenring (3) mindestens eine Leitfläche (32) zum Leiten des Behandlungsmediums aufweist, wobei das Düsenelement (2) mindestens eine zu der mindestens einen Leitfläche (32) bevorzugt parallele Gegenfläche (22) zum Ausbilden des Ringspalts (50) aufweist.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (2) eine Anschlussleitung (6) zum Zuführen des Behandlungsmediums aufweist, wobei bevorzugt eine Abzweigung (7) zum Abzweigen eines Teilstroms des Behandlungsmediums zur Außendüse (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzleitung (8) zum Zuleiten eines Zusatzmediums, bevorzugt Dampf, bereitgestellt ist und ein Mischbereich (44) zum Vermischen des Behandlungsmediums mit dem Zusatzmedium und zum Zuführen dieses Gemisches an die Innendüse (4) und/oder die Außendüse (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (2) an einer dem Behälter (100) zugewendeten Stirnfläche des Düsenelements (2) zumindest eine Ableitfläche (24) zum Ableiten des aus dem Behälterinnenraum (104) wieder austretenden Behandlungsmediums aufweist.
Sterilisationsvorrichtung zum Sterilisieren eines einen Behälterinnenraum (102) und eine Behälteraußenseite (104) aufweisenden Behälters (100) mit einem Sterilisationsmedium, bevorzugt in einer Getränkeabfüllanlage, mit einem Karussell, dadurch gekennzeichnet, dass zum Behandeln des Behälters (100) mindestens eine Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche an dem Karussell vorgesehen ist.
Verfahren zum Behandeln eines einen Behälterinnenraum (102) und eine Behälteraußenseite (104) aufweisenden Behälters (100) mit einem Behandlungsmedium, bevorzugt zum Sterilisieren des Behälters (100) in einer Getränkeabfüllanlage, wobei der Behälterinnenraum (102) und mindestens ein Bereich der Behälteraußenseite (104) gleichzeitig mit einem Behandlungsmedium beaufschlagt werden, wobei das Behandlungsmedium dem Behälterinnenraum (102) mittels einer Innendüse (4) eines Düsenelements (2) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmedium dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite (104) über eine Außendüse (5) des Düsenelements (2) direkt zugeführt wird und wobei das Behandlungsmedium dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite (104) über die Außendüse (5) über einen Umfang des Bereichs der Behälteraußenseite (104) gesehen gleichmäßig zugeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Behandlungsmedium ein Zusatzmedium, bevorzugt Dampf, beigemischt wird, bevor es dem Behälterinneren (102) durch die Innendüse (4) und/oder dem mindestens einen Bereich der Behälteraußenseite (104) über die Außendüse (5) zugeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (2) durch das Zusatzmedium erwärmt wird, wobei zumindest das durch die Außendüse (5) austretende Behandlungsmedium durch das Erwärmen des Düsenelements (2) erwärmt wird.