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Die Erfindung betrifft eine Abfüllvorrichtung zum Befüllen bzw. Verschließen von Packstoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind im Bereich der Abfüllvorrichtungen sogenannte UC-Anlagen bekannt (UC: Abkürzung für Englisch ”Ultra Clean”). Diese Anlagen erfüllen einen gewissen Hygienestandard, der jedoch unterhalb des Standards von sogenannten Aseptik-Anlagen angesiedelt ist und in der Regel keine Überwachung bestimmter Funktionen voraussetzt. Bei einer Aseptik-Anlage muss z. B. bei einem Zugang zu dem geschützten Bereich, etwa nach dem Öffnen einer Schutztür, der Bereich der offenen Becher neu und zeitaufwändig sterilisiert werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abfüllvorrichtung, insbesondere im Bereich der UC-Anlagen, bereitstellen zu können, die eine verbesserte Hygiene ermöglicht.
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Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Abfüllvorrichtung der eingangs genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Die erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung ist zum Befüllen bzw. Verschließen von Packstoffen ausgebildet, wobei es sich bei Packstoffen insbesondere um zu befüllende Verpackungen wie z. B. Kunststoffbecher, etwa für Joghurts, oder dergleichen handeln kann. Bei einer derartigen Abfüllvorrichtung werden die Packstoffe in der Regel aus einem Vorrat ausgesondert und mit Hilfe einer Transportvorrichtung über eine Transportstrecke weitertransportiert. Über die Transportstrecke hinweg ist wenigstens eine Bearbeitungsstation zum Bearbeiten des Packstoffs vorgesehen. Insbesondere sind neben der Abholvorrichtung als Bearbeitungsstation, mit der die einzelnen Packstoffe aus dem Vorrat separiert und auf die Transportstrecke gebracht werden, Stationen wie z. B. eine Befüllstation zum Befüllen des Packstoffs und eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen des Packstoffs vorgesehen.
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Die Abfüllvorrichtung ist entsprechend dazu ausgebildet, die Packstoffe über die Transportstrecke wenigstens einer Bearbeitungsstation zuzuführen und die Packstoffe von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen und insbesondere befüllten Zustand überzuführen.
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Dementsprechend existiert zumindest ein Teil der Transportstrecke, auf dem die Packstoffe im geöffneten Zustand vorliegen. Gemäß der Erfindung wird ein Gehäuse vorgesehen, um die Transportstrecke wenigstens in diesem Bereich zu kapseln, in dem die Packstoffe noch offen sind. Darüber hinaus wird erfindungsgemäß eine Strömungsvorrichtung zur Erzeugung einer Luftströmung im Gehäuse vorgesehen, um das Eindringen von Schmutzpartikeln in die Packstoffe zu verhindern. Durch das Gehäuse, durch welches die Packstoffe auf dem Weg über die Transportstrecke wie durch einen Tunnel fahren, wird zunächst die Wahrscheinlichkeit verringert, dass überhaupt Schmutzpartikel in die Nähe der Transportstrecke gelangen, weil das Gehäuse als Kapselung eine Barriere für die Schmutzpartikel darstellt, durch welche die Schmutzpartikel in der Regel nur bedingt oder gar nicht durchdringen können.
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Im Sinne der Erfindung bedeutet der Begriff ”Kapseln” in der Regel kein luftdichtes, hermetisches Abschließen des entsprechenden Teils der Transportstrecke, in dem sich geöffnete Packstoffe befinden. Der Begriff ”Kapseln” bedeutet vielmehr, dass über einen großen Teil der die entsprechende Transportstrecke umgebenden Fläche eine Wand des Gehäuses angeordnet ist, sodass Schmutzpartikel aus der Umgebung schlechter eindringen können.
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Eine vollständige Kapselung ist grundsätzlich zwar denkbar, aber in der Praxis ist es ausreichend, wesentliche Teile der Transportstrecke in dem entsprechenden Bereich abzuschotten, auch wenn, vor allem im Bereich von Durchführungen, z. B. für Bearbeitungsstationen noch Spalten oder kleine Öffnungen vorhanden sind. Ein Eindringen von Staub und anderen Partikeln im Bereich dieser Spalten und Öffnungen kann durch die Erzeugung einer Luftströmung aus dem Gehäuse heraus, oder anders ausgedrückt, durch ein Druckgefälle vom Inneren des Gehäuses nach außen, verringert bzw. verhindert werden. Diese Luftströmung kann durch die Strömungsvorrichtung erzeugt werden.
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Im Übrigen erfüllt das Gehäuse die Funktion, eine Art Leitungsführung zu ermöglichen, wonach die Strömungsvorrichtung entsprechend eine Luftströmung innerhalb des Gehäuses erzeugen kann. Diese Luftströmung kann so gerichtet werden, dass trotzdem vorhandene Schmutzpartikel innerhalb des Gehäuses mit der Luftströmung mittransportiert werden und die Wahrscheinlichkeit, dass diese in die Packstoffe gelangen, möglichst gering gehalten wird. Durch diese beiden Funktionsweisen kann das Risiko vermindert werden, dass dennoch ungewollt Schmutzpartikel in die Packstoffe gelangen und diese beim Verpackungsprozess verunreinigen. Die Sauberkeit und Hygiene kann dadurch erhöht werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird versucht, möglichst wirbelfreie Strömungen zu erzeugen, insbesondere Laminarströmungen. Turbulente Strömungen, welche Wirbel aufweisen, könnten dazu führen, dass sich dennoch mittransportierte Partikel in der Strömung absetzen, während bei einer laminaren Strömung die Schmutzpartikel eher dem einfachen Strömungsfluss folgen und somit besser abtransportiert werden können, sodass das Risiko einer Anlagerung von Schmutzpartikeln insgesamt geringer wird. Zudem könnten turbulente Strömungen innerhalb des Gehäuses je nach Strömungsgeschwindigkeiten auch zu ungewollten Krafteinwirkungen auf in dem Gehäuse befindliche Gegenstände führen. Ein solcher Effekt wäre in der Regel eher unerwünscht.
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Die Transportvorrichtung transportiert die Packstoffe über die Transportstrecke in einer Transportrichtung. Denkbar ist nun grundsätzlich, dass die Strömungsvorrichtung wiederum eine Strömung in bzw. senkrecht zur Transportrichtung ermöglicht. Ob die eine oder andere Strömungsrichtung bevorzugt ist, hängt ggf. auch von den zu befüllenden Packstoffen selbst ab. Zur Ausbildung einer laminaren Strömung kann es in der Regel vorteilhaft sein, wenn die zu durchlaufenden Wegstrecken nicht zu klein gewählt werden. Dementsprechend kann die Strömung entlang der Transportrichtung ab einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit dafür sorgen, dass möglichst wenig Schmutzpartikel aus der Strömung ausfallen und in die Packstoffe eindringen können. Die Strömung kann in und/oder entgegen der Transportrichtung erfolgen, insbesondere kann die Strömung auch an einer bestimmten Stelle der Transportstrecke eingeleitet werden und dann zu beiden Seiten, einmal in und einmal entgegen der Transportrichtung verlaufen. Dies bietet auch den Vorteil, dass am Anfang und am Ende der Transportstrecke ein Luftstrom aus dem Gehäuse herausströmt und Schmutzpartikel schlechter ins Gehäuse eindringen können.
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Ein ähnlicher Effekt kann grundsätzlich aber auch durch vertikal zur Transportrichtung verlaufende Strömungen erzeugt werden. Bei vertikalen Strömungen in Schwerkraftrichtung können z. B. Schmutzpartikel am Boden der Transportstrecke gehalten werden, ohne in den Bereich der Packstofföffnungen gelangen zu können. Bei vertikalen Strömungen in umgekehrter Richtung wiederum kann versucht werden, Staubpartikel von den Packstofföffnungen zu entfernen.
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Insbesondere kann die Strömungsvorrichtung als Laminarhaube zur Erzeugung der Strömung ausgebildet sein. Eine Laminarhaube lässt sich im Wesentlichen, insbesondere bei Abfüllaschinen mit gerade verlaufender Transportstrecke, über die gesamte Länge des Baugehäuses anbringen. Dies ermöglicht insbesondere auch einen modularen Aufbau der Abfüllvorrichtung, der ein besonderes Maß an Flexibilität und einen besonders einfachen konstruktiven Aufbau der Maschine ermöglicht.
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Die Laminarhaube kann bei einer Ausführungsform der Erfindung, insbesondere außerhalb des Gehäuses angeordnet sein, um keinen erhöhten Platzbedarf im Bereich der Transportstrecke zu benötigen. Zudem kann so der Bereich bzw. das Volumen, der bzw. das tatsächlich gekapselt und gegen Schmutzpartikel abgeschottet sein soll, möglichst klein gehalten werden, was helfen kann, Kosten einzusparen.
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Um eine Kondensatbildung verhindern zu können, kann die Strömungsvorrichtung wenigstens eine Heizvorrichtung aufweisen, sodass sich keine kondensierte Flüssigkeit, insbesondere innerhalb des Gehäuses, absetzen kann, was ansonsten zu einer Beeinträchtigung des Füllguts führen könnte.
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Aus technischer Sicht ist es im Bereich der UC-Anlagen jedoch nicht immer notwendig, ein luftdichtes Abschließen der Transportstrecke zu ermöglichen. Durch die Strömung und möglichst kleine Öffnung im Gehäuse kann sozusagen vermieden werden, dass von außen Schmutzpartikel in diesen Bearbeitungsbereich der Transportstrecke gelangen.
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Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können zahlreiche Bearbeitungsstationen vorgesehen sein: Darunter fallen auch Wiegevorrichtungen zum Wiegen des Packstoffs vor und/oder nach der Befüllung vorgesehen. Eine Wiegevorrichtung kann zum Wiegen des leeren bzw. befüllten Packstoffs ausgebildet sein, um z. B. festzustellen, ob die vorgesehene Menge tatsächlich abgefüllt wurde. Entsprechend werden in der Regel auch eine Vorrichtung zum Befüllen des Packstoffs sowie eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen des Packstoffs benötigt. Insbesondere kann zudem eine Abholvorrichtung zum Abholen und Aussondern der Packstoffe aus einem Vorrat an Packstoffen vorgesehen sein. Wie bereits erläutert, kann mit Hilfe einer Wiegevorrichtung der zunächst leere Packstoff und ggf. später der befüllte Packstoff vermessen werden. Die Wiegestation kann insbesondere auch in einer Befüllstation integriert sein, d. h. der Packstoff wird während des Befüllvorgangs hinsichtlich seines Gewichts vermessen.
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Grundsätzlich kommen verschiedene Arten von Verschlussvorrichtungen in Betracht, gerade im Bereich der Kunststoffverpackungen, beispielsweise der Joghurtbecher, kann es gewünscht sein, zwischen dem Deckel und dem Becher noch eine zusätzliche Siegelfolie anzubringen, um ein besonderes Maß an Hygiene bereitstellen zu können. Es ist auch denkbar, dass lediglich eine Vorrichtung zum Aufbringen der Deckel vorgesehen ist. Um den Hygienegrad noch einmal steigern zu können, kann eine Bearbeitungsstation eine Beleuchtung mit ultraviolettem Licht (hier vor allem: UV-C-Licht) vorsehen. Insbesondere bei vollautomatisierten Befüllungsvorgängen kann vorteilhafterweise eine entsprechende Abfüllvorrichtung bzw. eine Ausführungsform der Erfindung verwendet werden.
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Ferner ist bei einer Ausführungsvariante der Erfindung die Abfüllvorrichtung so ausgebildet, dass das Gehäuse die Transportstrecke zwischen jeweils einschließlich der Abholvorrichtung und der Verschlussvorrichtung kapselt, d. h. in dem Bereich, in dem der Packstoff offen ist. Somit kann in vorteilhafter Weise durch diese Variante der gesamte Abfüllbereich entsprechend auf einem hohen Hygienestandard gehalten werden.
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Die noch verbliebenen Öffnungen oder Spalten im Gehäuse können bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch gegen das Eindringen von Schmutzpartikeln abgesichert werden, dass innerhalb des Gehäuses ein Überdruck (gegenüber der Umgebung außerhalb des Gehäuses) erzeugt wird. Dieser Überdruck kann insbesondere durch die Strömungsvorrichtung erzeugt werden. Durch die entsprechenden verbliebenen Spalten im Gehäuse entweicht die Luft, angetrieben von der Strömungsvorrichtung, tendenziell nach außen, sodass ins Gehäuse weniger unerwünschte Schmutzpartikel aus der Umgebung eindringen können. Durch diese Maßnahme werden zum einen Kosten eingespart, da eine luftdichte Abriegelung, wie etwa bei einer Aseptikanlage, in der Regel wesentlich teurer und aufwendiger ist als eine Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel, bei dem kein vollständiges luftdichtes Verschließen bewirkt wird, sondern der Luftstrom bzw. der Luftdruck von innen für eine gewisse Abdichtung sorgt. Insbesondere können auch aufwendige Schleusen vermieden werden, um den geschützten Bereich entsprechend verlassen zu können.
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Je größer das Gehäuse gewählt wird, desto größer werden die Kosten für die Erzeugung des Überdrucks, der in diesem Gehäuse mit einem bestimmten Volumen erzeugt werden soll. Daher kann es vorteilhaft sein, bei einer Ausführungsvariante der Erfindung wenigstens eine Bearbeitungsstation wenigstens teilweise oberhalb bzw. unterhalb des Gehäuses anzubringen. Insbesondere kann die entsprechende Bearbeitungsstation direkt oberhalb der Transportstrecke angebracht werden. Hierdurch können insbesondere die Kosten für die Strömungsvorrichtung reduziert werden.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert.
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Im Einzelnen zeigt:
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1: eine Abfüllvorrichtung gemäß der Erfindung.
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1 zeigt eine Abfüllvorrichtung 1, bei der die Packstoffe, wie zum Beispiel Joghurtbecher oder Joghurteimer, über eine Transportstrecke T transportiert werden. Die Platzierung der Becher bzw. Packstoffe auf die Transportstrecke T erfolgt durch einen sogenannten Bechersetzer 2. Zur Sicherheit, dass auch wirklich ein Becher der Transportstrecke T zugeführt wurde, ist eine Becherkontrollvorrichtung 3 vorgesehen. Zudem erfolgt in einem Modul 4 eine Entkeimung der Packstoffe durch Bestrahlung mit UV-C-Licht. Hierdurch können beispielsweise Bakterien abgetötet werden, sodass sichergestellt wird, dass der Innenraum des Packstoffbehälters nicht kontaminiert ist, wenn anschließend Lebensmittel abgefüllt werden sollen.
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Die Becherunterteile werden auf der Transportstrecke T mehreren Stationen bzw. Bearbeitungsstationen zugeführt und dabei in die Transportrichtung R transportiert. Mit den Bezugszeichen 5, 6 sind Dosierstationen bezeichnet, eine zur Vordosierung 5 und eine zur Hauptdosierung 6. Beiden Dosierstationen 5, 6 kann zusätzlich eine Wiegevorrichtung zugeordnet sein. Der Packstoffverschluss erfolgt insbesondere am Ende der Transportstrecke: Zunächst wird eine Platine in der Einbringstation 7 auf den Packstoffbecher gelegt und punktweise gesiegelt. Die vollständige Versiegelung erfolgt in der Heißsiegelstation 8.
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Die Transportstrecke T ist vom Gehäuse 9 umgeben und gekapselt. Die Laminarhauben 10, 11 sorgen für eine Luftströmung im entsprechenden Bereich B der Transportstrecke T. Wie in 1 zu sehen ist, wird die Strömung mitten auf der Transportstrecke eingeleitet und zu beiden Seiten, einmal in und einmal entgegen der Transportrichtung R weitergeleitet (jeweils Strömungsrichtungen S1, S2), sodass die Luft jeweils am Eingang und am Ausgang des Bereichs B aus dem Gehäuse 9 strömt und Schmutzpartikel besser fernhält. Die genannten Bearbeitungsstationen, wie der Bechersetzer 2, die Becherkontrolle 3 zur Anwesenheitsprüfung, die Entkeimungsstation 4, die Dosierstationen 5, 6 sowie die Einbringungs- und Heißsiegelvorrichtung 7, 8, können zum Teil oder sogar im Wesentlichen vollständig oberhalb des Gehäuses 9 bzw. der Transportstrecke T angeordnet sein und durch entsprechende Durchführungen zum eigentlichen Becher auf der Transportstrecke T gelangen. Innerhalb des geöffneten Zustandes des Packstoffes ist dieser im Bereich B vom Gehäuse 9 umgeben und wird entsprechend in Richtung R angeströmt, sodass keine Schmutzpartikel in den Packstoff eindringen können. Die Durchführungen durch das Gehäuse 9 können so klein ausgebildet werden, dass eine Handhabungsvorrichtung der entsprechenden Station noch hindurch passt. Sämtliche Spalten und Öffnungen werden durch das Druckgefälle von innen (im Gehäuse 9) nach außen (in die Umgebung) beströmt, sodass auch hier die Wahrscheinlichkeit nur sehr gering ist, dass Schmutzpartikel eindringen können.
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Beide Laminarhauben 10, 11 können einfach oberhalb der bzw. einiger Bearbeitungsstationen angeordnet werden. Sie erzeugen über eine gewisse Wegstrecke eine im Wesentlichen laminare Strömung. Ferner sind die Laminarhauben 10, 11 beheizt, um einer Kondensatbildung vorzubeugen. Die Transportvorrichtung 12 weist das tunnelartige Gebilde auf, welches als Gehäuse 9 zur Abschottung der zu befüllenden Stoffe dient. Außen sind an das Gehäuse 9 Fenster angebracht, um eine bessere Kontrolle bei den Bearbeitungsprozessen zu erhalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abfüllvorrichtung
- 2
- Bechersetzer
- 3
- Becherkontrolle
- 4
- Entkeimungsvorrichtung (mit 2 UV-C-Lampen)
- 5
- Dosierstation als Vordoseurs
- 6
- Dosierstation als Hauptdosierer
- 7
- Einbringungsvorrichtung für Platinen
- 8
- Heißsiegelstation
- 9
- Gehäuse
- 10
- beheizte Laminarhaube
- 11
- beheizte Laminarhaube
- 12
- Transportvorrichtung
- B
- gekapselter Bereich
- S1
- Strömungsrichtung
- S2
- Strömungsrichtung
- T
- Transportstrecke
- R
- Transportrichtung
