DE102016121022B4

DE102016121022B4 - Reinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016121022B4
Application number: DE102016121022.6A
Authority: DE
Inventors: Volker Fischer; Frank Viertel
Original assignee: INNOWATECH GmbH
Current assignee: INNOWATECH GmbH
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2036-11-04
Also published as: DE102016121022A1

Abstract

Reinigungsvorrichtung (10) zum Reinigen von, insbesondere mit Getränken, befüllten, insbesondere verschlossenen, Gebinden (12), umfassend eine erste Reinigungseinrichtung (38) zur Beaufschlagung der Gebinde (12) mit Reinigungsfluid, wobei eine Auffangeinrichtung (50) zum Auffangen des von der ersten Reinigungseinrichtung (38) ausgebrachten Reinigungsfluids vorgesehen ist, wobei ausgebrachtes Reinigungsfluid jedenfalls teilweise von der Auffangeinrichtung (50) auffangbar und sodann der ersten Reinigungseinrichtung (38) zum erneuten Ausbringen zuführbar ist,dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Reinigungseinrichtung (60) vorgesehen ist, wobei die Gebinde (12) ausgehend von der ersten Reinigungseinrichtung (38) der zweiten Reinigungseinrichtung (60) zuführbar sind, und wobei die zweite Reinigungseinrichtung (60) zur Beaufschlagung der Gebinde (12) mit unbenutztem Reinigungsfluid ausgebildet ist, wobei das von der zweiten Reinigungseinrichtung (60) ausgestoßene Reinigungsfluid ein desinfizierend wirkendes Mittel umfasst, wobei die Auffangeinrichtung (50) zusätzlich zum Auffangen des von der ersten Reinigungseinrichtung (38) ausgebrachten Reinigungsfluids auch zum jedenfalls teilweisen Auffangen des von der zweiten Reinigungseinrichtung (60) ausgebrachten Reinigungsfluids ausgebildet ist, und wobei das so aufgefangene Reinigungsfluid sodann der ersten Reinigungseinrichtung (38) zum erneuten Ausbringen zuführbar ist, so dass im Betrieb der Reinigungsvorrichtung (10) eine Desinfizierung des Reinigungsfluids der ersten Reinigungseinrichtung (38) durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von befüllten Gebinden, umfassend eine erste Reinigungseinrichtung zur Beaufschlagung der Gebinde mit Reinigungsfluid. Die Gebinde können dabei insbesondere mit Getränken befüllt sein und insbesondere verschlossen sein. Die Erfindung betrifft ferner ein dazugehöriges Verfahren.
Aus der DE 10 2009 010 182 A1 und der DE 16 28 500 A sind Vorrichtungen zum Reinigen von Behältern in mehreren Stationen bekannt. Die DE 10 2013 213 666 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen einer Reinigungslauge mit beheizbaren Sieben. Aus der DE 10 2009 025 155 A1 ist die Reinigung von Lebensmittelabfüllanlagen gezeigt, wobei verwendetes Reinigungsmittel unmittelbar an der Anlage erzeugt wird.
In Getränkeabfüllanlagen werden Gebinde, wie beispielsweise Flaschen, Dosen, Fässer oder Kartons, regelmäßig zunächst in einer Abfüllstation mit einem Getränk, wie beispielsweise Bier, Saft, Limonade, Wasser oder Ähnlichem befüllt. Sodann werden die Gebinde einer Verschlussstation zugeführt, in der die Gebinde verschlossen werden.
Daraufhin werden die Gebinde einer Reinigungsvorrichtung zugeführt. Die Reinigungsvorrichtung kann dabei insbesondere Teil der Getränkeabfüllanlage sein oder dieser auch nachgelagert sein. Da ein Getränk bei der Abfüllung regelmäßig überschäumt, werden in der Reinigungsvorrichtung die übergeschäumten Rückstände des Getränks von den Gebinden entfernt, um das Risiko einer Schimmelbildung und insbesondere auch einer erhöhten Keimzahl auf den Gebinden zu reduzieren oder insbesondere vollständig zu eliminieren. Besonders bei der Bierabfüllung kann während der Abfüllung eine vergleichsweise starke Überschäumung auftreten. Bekannte Reinigungsvorrichtungen verwenden regelmäßig Frischwasser als Reinigungsfluid zur Reinigung der Gebinde. Dieser Reinigungsvorgang wird auch Gebindedusche bzw. Flaschendusche, genannt. Das so als Reinigungsfluid verwendete Duschwasser fließt nach dem Ausbringen in den Abfluss. Reinigungsvorrichtungen der so bekannten Art verbrauchen dabei ca. 1 m³ Wasser pro Betriebsstunde. Daraus ergeben sich nicht unerhebliche Betriebskosten. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung der bekannten Art weiterzubilden, und insbesondere kosteneffizienter zu betreiben.
Diese Aufgabe wird durch eine Reinigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist eine Auffangeinrichtung zum Auffangen des von der ersten Reinigungseinrichtung ausgebrachten Reinigungsfluids vorgesehen, wobei ausgebrachtes Reinigungsfluid jedenfalls teilweise von der Auffangeinrichtung auffangbar und sodann der ersten Reinigungseinrichtung zum erneuten Ausbringen zuführbar ist.
Dadurch, dass das Reinigungsfluid teilweise von der Auffangeinrichtung aufgefangen wird und daraufhin der ersten Reinigungseinrichtung in einer Art Kreislaufsystem erneut zugeführt wird, um weitere Gebinde zu reinigen, ergibt sich eine erhebliche Kostenreduzierung.
Bei dem Reinigungsfluid kann es sich einerseits um Wasser handeln. Andererseits kann das Reinigungsfluid auch mit einem Reinigungskonzentrat versetzt sein und insbesondere desinfizierend wirken. Zum Beaufschlagen der Gebinde mit Reinigungsfluid kann die erste Reinigungseinrichtung insbesondere Sprühdüsen, wie Breitstrahl-, Vollkegel-, Hohlkegel- oder Flachstrahldüsen oder Fräsdüsen, zum Besprühen der Gebinde aufweisen.
Die Gebinde können einerseits unverschlossen sein, so dass die Reinigungsvorrichtung bspw. zwischen der Abfüllstation und der Verschlussstation einer Getränkeanlage vorgesehen ist. Insbesondere können die Gebinde jedoch verschlossen sein, so dass die Reinigungsvorrichtung bspw. einer Verschlussstation einer Getränkeabfüllanlage nachgelagert ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine zweite Reinigungseinrichtung vorgesehen ist. Zum Beaufschlagen der Gebinde mit Reinigungsfluid kann auch die zweite Reinigungseinrichtung insbesondere Sprühdüsen, wie Breitstrahl-, Vollkegel-, Hohlkegel- oder Flachstrahldüsen oder Fräsdüsen, zum Besprühen der Gebinde aufweisen. Die Gebinde können dabei insbesondere ausgehend von der ersten Reinigungseinrichtung der zweiten Reinigungseinrichtung zugeführt werden. Die zweite Reinigungseinrichtung ist in Bewegungsrichtung der Gebinde folglich der ersten Reinigungseinrichtung nachgeordnet. Dabei ist die zweite Reinigungseinrichtung zur Beaufschlagung der Gebinde mit unbenutztem Reinigungsfluid ausgebildet.
Unbenutztes Reinigungsfluid ist dabei Reinigungsfluid, welches zuvor noch nicht von der Reinigungsvorrichtung auf Gebinde ausgebracht wurde. Denkbar wäre allerdings, dass das Reinigungsfluid bereits in anderen Prozessen, insbesondere in vorgelagerten Prozessen der Getränkeabfüllung, verwendet wurde, beispielsweise bei einem sogenannten Rinser. Besonders denkbar wäre, Wasser als Reinigungsfluid zu verwenden, welches mit einem Reinigungskonzentrat versetzt ist. Das Wasser kann dabei einerseits frisches Trinkwasser sein oder bereits beispielsweise zum Rinsen oder in einer anderen Anwendung genutztes Prozesswasser.
Dadurch, dass von der zweiten Reinigungseinrichtung unbenutztes Reinigungsfluid ausgebracht wird, kann eine Endreinigung durchgeführt werden, um insbesondere Mikroorganismen vollständig oder im Wesentlichen vollständig von den Gebinden zu entfernen. Das im Kreislauf geführte und wiederverwendete Reinigungsfluid der ersten Reinigungseinrichtung dient folglich zur Vorreinigung der Gebinde in einer ersten Stufe. Das Reinigungsfluid der zweiten Reinigungseinrichtung dient in einer zweiten Stufe demgegenüber zur Endreinigung und insbesondere Desinfektion der Gebinde. Es ist nämlich denkbar, dass das von der ersten Reinigungseinrichtung ausgebrachte Reinigungsfluid mikrobiologisch belastet ist und zwar dadurch, dass dieses Reinigungsfluid die Rückstände von den Gebinden entfernt und ebenfalls mit in den Reinigungskreislauf einträgt. Andererseits kann auch eine Verkeimung auf den Gebinden selbst vorhanden sein. Die zweite Reinigungseinrichtung kann folglich insbesondere ein Reinigungsfluid aufweisen, welches derart ausgebildet ist, dass mikrobiologische Verunreinigungen, insbesondere Mikroorganismen, vollständig oder im Wesentlichen vollständig von den Gebinden entfernt werden. Im Vergleich zum Stand der Technik kann durch eine derartige zweistufige Reinigung zwischen 60% und 80% des Frischwasserverbrauchs eingespart werden.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Auffangeinrichtung zusätzlich zum Auffangen des von der ersten Reinigungseinrichtung ausgebrachten Reinigungsfluids auch zum jedenfalls teilweisen Auffangen des von der zweiten Reinigungseinrichtung ausgebrachten Reinigungsfluids ausgebildet ist. Folglich wird sowohl von der ersten als auch von der zweiten Reinigungseinrichtung ausgestoßenes Reinigungsfluid aufgefangen. Das so aufgefangene Reinigungsfluid, welches von beiden Reinigungseinrichtungen kommt, kann sodann der ersten Reinigungseinrichtung zum erneuten Ausbringen zugeführt werden.
Hierdurch kann das von der Auffangeinrichtung aufgefangene und von der ersten Reinigungseinrichtung kommende, verschmutzte Reinigungsfluid in vorteilhafter Weise verdünnt und damit reiner werden, da aufgefangenes Reinigungsfluid von der zweiten Reinigungseinrichtung regelmäßig weniger belastet ist als von der ersten Reinigungseinrichtung aufgefangenes Reinigungsfluid. Es kann folglich eine kontinuierliche Auffrischung des zirkulierenden Reinigungsfluids bereitgestellt werden, indem dem von der ersten Reinigungseinrichtung ausgestoßenen zirkulierenden Reinigungsfluid kontinuierlich von der zweiten Reinigungseinrichtung kommendes Reinigungsfluid zugeführt wird. Auch eine Desinfizierung des verschmutzten, zirkulierenden Reinigungsfluids kann so insbesondere durchgeführt werden, wenn das von der zweiten Reinigungseinrichtung ausgestoßene Reinigungsfluid ein desinfizierend wirkendes Mittel umfasst. Insbesondere kann auch das zirkulierende Reinigungsfluid eine desinfizierende Wirkung aufweisen. Die Desinfektionskapazität des zirkulierenden Fluids kann hierbei dadurch erhalten werden, dass dauerhaft von der zweiten Reinigungseinrichtung kommendes wenig mit Mikroorganismen belastetes Reinigungsfluid zugeführt wird. Insgesamt kann eine Verdünnung bzw. Desinfizierung des verunreinigten, im Kreislauf geführten Reinigungsfluids der ersten Reinigungseinrichtung erfolgen, so dass die mikrobiologische Belastung dieses zirkulierenden Reinigungsfluids akzeptabel und insbesondere steuerbar ist. Ferner können sich im benutzten Reinigungsfluid befindliche Mikroorganismen durch die Zugabe des von der zweiten Reinigungseinrichtung kommenden wenig verschmutzten Reinigungsfluids abgetötet werden.
Vorteilhafterweise ist ein Lagerbehälter vorgesehen, dem das von der Auffangeinrichtung aufgefangene Reinigungsfluid zuführbar ist. Ausgehend davon kann das Reinigungsfluid sodann der ersten Reinigungseinrichtung zum erneuten Ausbringen zuführbar sein. Insbesondere kann das Reinigungsfluid ausgehend vom Lagerbehälter mittels einer Pumpe der ersten Reinigungseinrichtung zuführbar sein. Folglich kann zirkulierende Reinigungsfluid von der ersten Reinigungseinrichtung, wo das Reinigungsfluid auf die Gebinde ausgebracht wird, zur Auffangeinrichtung fließen, weiter zum Lagerbehälter geführt werden und von dort erneut der ersten Reinigungseinrichtung zugeführt werden.
Besonders bevorzugt ist, wenn eine Mischeinrichtung vorgesehen ist, in der Wasser mit einem Reinigungskonzentrat zur Herstellung des Reinigungsfluids versetzbar ist. Das so hergestellte, unbenutzte Reinigungsfluid kann insbesondere der zweiten Reinigungseinrichtung zugeführt werden und insbesondere desinfizierend wirken. Insbesondere kann das so hergestellte Reinigungsfluid in der zweiten Reinigungseinrichtung zur Endreinigung der Gebinde Verwendung finden.
Denkbar ist, dass hergestelltes unbenutztes Reinigungsfluid ebenfalls dem Lagerbehälter zuführbar ist. Dies insbesondere um eine Erstbefüllung des Lagerbehälters bei Inbetriebnahme durchzuführen oder um bei zu niedrigem Füllstand des Lagerbehälters eine Auffüllung durchzuführen. Hierzu kann ein Füllstandssensor vorgesehen sein. Andererseits wäre es auch denkbar, einen Sensor im Lagerbehälter vorzusehen, der beispielsweise die desinfizierende Wirkung des Reinigungsfluids, beispielsweise durch Messung des freien Chloranteils, im Lagerbehälter misst. Bei zu niedriger Desinfektionskraft könnte sodann unbenutztes Reinigungsfluid dem Lagerbehälter zugeführt werden. Denkbar wäre allerdings auch, einen Sensor zur Messung der mikrobiologischen Belastung vorzusehen. Auch hier könnte bei zu hoher gemessener Belastung unbenutztes Reinigungsfluid zugeführt werden, so dass die mikrobiologische Belastung des im Kreislauf geführten Reinigungsfluids steuerbar ist, indem durch die Zugabe von unbenutztem Reinigungsfluid sich im benutzten Reinigungsfluid befindliche Mikroorganismen abgetötet werden können.
Vorteilhafterweise ist eine Fördereinrichtung zur Förderung der Gebinde von der ersten Reinigungseinrichtung zur zweiten Reinigungseinrichtung vorgesehen. Dabei kann die Auffangeinrichtung insbesondere unterhalb der Fördereinrichtung vorgesehen sein. Somit kann eine kompakte und einfach aufgebaute Reinigungsvorrichtung bereitgestellt werden.
Denkbar wäre insbesondere, dass die Fördereinrichtung Gebinde zunächst von der Verschlussstation zur ersten Reinigungseinrichtung transportiert und/oder von der ersten Reinigungseinrichtung zur zweiten Reinigungseinrichtung. Die Fördereinrichtung kann insbesondere Bänder, Förderketten oder Gliederketten umfassen oder insbesondere als sogenannter Auslaufstern ausgebildet sein. Eine Anordnung der Auffangeinrichtung unterhalb der Fördereinrichtung ist hier auf besonders einfache Art und Weise möglich.
Vorzugsweise umfasst das von der ersten Reinigungsvorrichtung und/oder von der zweiten Reinigungsvorrichtung ausgebrachte Reinigungsfluid eine insbesondere wässrige Hypochloritlösung. Eine solche Lösung hat besonders günstige desinfizierende Eigenschaften und kann insbesondere eine hohe bakterizide, virizide und fungizide Wirksamkeit aufweisen. Andererseits kann das Reinigungsfluid auch Chlordioxid oder ein anderes desinfizierend wirkendes Mittel enthalten.
In diesem Zusammenhang kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Reinigungsfluid gelöstes Natriumhypochlorit oder Kaliumhypochlorit enthält. Natriumhypochlorit und auch Kaliumhypochlorit sind besonders einfach beispielsweise mittels Membranzellen-Elektrolyse herstellbar.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Hypochlorit-Konzentration im Reinigungsfluid 0,5 ppm bis 5 ppm, insbesondere 1 ppm bis 4 ppm, gemessen als freies Chlor, beträgt. Insbesondere Konzentrationen von weniger als 1,2 ppm haben sich als vorteilhaft erwiesen, da derartige Lösungen dann noch der aktuellen deutschen Trinkwasserverordnung genügen.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der pH-Wert des unbenutzten Reinigungsfluids 5 bis 8, insbesondere 7 ± 0.3, beträgt. Ein solches Reinigungsfluid ist besonders materialverträglich.
Vorteilhafterweise ist eine Elektrolyseeinrichtung zur Herstellung des Reinigungskonzentrats mittels eines Membranzellen-Elektrolyse-Verfahrens vorgesehen. Insbesondere Natriumhypochlorit ist mittels dieses Verfahrens auf besonders einfache, kostengünstige und in großen Mengen herstellbare Weise herstellbar.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Reinigen von, insbesondere mit Getränken, befüllten, und insbesondere verschlossenen, Gebinden, gelöst, wobei die Gebinde einer ersten Reinigungseinrichtung zugeführt werden und von dieser mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden, wobei zumindest ein Teil des von der ersten Reinigungseinrichtung ausgebrachten Reinigungsfluids von der Auffangeinrichtung aufgefangen wird, der ersten Reinigungseinrichtung erneut zugeführt wird, und sodann von der ersten Reinigungseinrichtung erneut ausgebracht wird. Dadurch, dass dieses Reinigungsfluid im Kreislauf zirkuliert wird, können erhebliche Kosten im Vergleich zum Stand der Technik eingespart werden.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Gebinde ausgehend von der ersten Reinigungseinrichtung einer zweiten Reinigungseinrichtung zugeführt werden, und von der zweiten Reinigungseinrichtung mit unbenutztem Reinigungsfluid beaufschlagt werden. Durch eine derartige zweistufige Ausbildung der Reinigungsvorrichtung kann dadurch, dass in der Reinigungseinrichtung eine Vorreinigung mit im Kreislauf geführten Reinigungsfluid durchgeführt wird, eine erhebliche Kosteneinsparung erzielt werden. Dennoch kann durch das Vorsehen der zweiten Reinigungseinrichtung eine Endreinigung durchgeführt werden, bei der insbesondere mikrobiologische Verunreinigungen, wie beispielsweise Bakterien, Hefen, Keime, Pilze oder Viren, vollständig oder im Wesentlichen vollständig von den Gebinden entfernbar sind.
Vorzugsweise wird sowohl zumindest ein Teil des von der ersten Reinigungseinrichtung ausgebrachten Reinigungsfluids als auch zumindest ein Teil des von der zweiten Reinigungseinrichtung ausgebrachten Reinigungsfluids von der Auffangeinrichtung aufgefangen. Das so aufgefangene Reinigungsfluid wird sodann der ersten Reinigungseinrichtung zum erneuten Ausbringen zugeführt. Hierdurch kann das von der Auffangeinrichtung aufgefangene und von der ersten Reinigungseinrichtung kommende, verschmutzte Reinigungsfluid in vorteilhafter Weise verdünnt und damit reiner werden, da aufgefangenes Reinigungsfluid von der zweiten Reinigungseinrichtung regelmäßig weniger belastet ist als aufgefangenes Reinigungsfluid von der ersten Reinigungseinrichtung. Es kann folglich eine kontinuierliche Auffrischung des zirkulierenden Reinigungsfluids bereitgestellt werden, indem dem von der ersten Reinigungseinrichtung ausgestoßenen zirkulierenden Reinigungsfluid kontinuierlich von der zweiten Reinigungseinrichtung kommendes wenig mikrobiell belastetes Reinigungsfluid zugeführt wird. Auch eine Desinfizierung des verschmutzten, zirkulierenden Reinigungsfluids kann so insbesondere durchgeführt werden, wenn das von der zweiten Reinigungseinrichtung ausgestoßene Reinigungsfluid ein desinfizierend wirkendes Mittel umfasst. Insbesondere kann auch das zirkulierende Reinigungsfluid eine desinfizierende Wirkung aufweisen. Diese Desinfektionskapazität kann hierbei dadurch erhalten werden, dass dauerhaft von der zweiten Reinigungseinrichtung kommendes wenig mit Mikroorganismen belastetes Reinigungsfluid dem zirkulierenden Reinigungsfluid zugeführt wird. Insgesamt kann eine Verdünnung bzw. Desinfizierung des verunreinigten, im Kreislauf geführten Reinigungsfluids der ersten Reinigungseinrichtung erfolgen, so dass die mikrobiologische Belastung des im Kreislauf geführten Reinigungsfluids akzeptabel und insbesondere steuerbar ist. Ferner können sich im benutzten Reinigungsfluid befindliche Mikroorganismen durch die Zugabe des von der zweiten Reinigungseinrichtung kommenden wenig verschmutzten Reinigungsfluids abgetötet werden.
Vorzugsweise umfasst das von der ersten Reinigungsvorrichtung und/oder von der zweiten Reinigungsvorrichtung ausgebrachte Reinigungsfluid eine insbesondere wässrige Hypochloritlösung. Eine solche Lösung hat besonders günstige desinfizierende Eigenschaften und kann insbesondere eine hohe bakterizide, virizide und fungizide Wirksamkeit aufweisen. In diesem Zusammenhang kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Reinigungsfluid gelöstes Natriumhypochlorit oder Kaliumhypochlorit enthält. Natriumhypochlorit und auch Kaliumhypochlorit sind besonders einfach beispielsweise mittels Membranzellen-Elektrolyse herstellbar. Andererseits kann das Reinigungsfluid auch Chlordioxid oder ein anderes desinfizierend wirkendes Mittel enhalten. Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Hypochlorit-Konzentration im Reinigungsfluid 0,5 ppm bis 5 ppm, insbesondere 1 ppm bis 4 ppm, gemessen als freies Chlor, beträgt. Insbesondere Konzentrationen von weniger als 1,2 ppm haben sich als vorteilhaft erwiesen, da derartige Lösungen dann noch der aktuellen deutschen Trinkwasserverordnung genügen. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der pH-Wert des unbenutzten Reinigungsfluids 5 bis 8, insbesondere 7 ± 0.3, beträgt. Ein solches Reinigungsfluid ist besonders materialverträglich. Vorteilhafterweise ist eine Elektrolyseeinrichtung zur Herstellung des Reinigungskonzentrats mittels eines Membranzellen-Elektrolyse-Verfahrens vorgesehen. Insbesondere Natriumhypochlorit ist mittels dieses Verfahrens auf besonders einfache, kostengünstige und in großen Mengen herstellbare Weise herstellbar.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in der Figur dargestellte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten Reinigungsvorrichtung. Mittels der Reinigungsvorrichtung 10 sind als Flaschen ausgebildete Gebinde 12 reinigbar. Die Gebinde 12 sind dabei mit einem Getränk, wie beispielsweise Bier, in einer Abfüllstation befüllt worden und in einer Verschlussstation verschlossen worden. Sodann werden die Gebinde 12 mittels der als Förderband ausgebildeten Fördereinrichtung 14 von der nicht gezeigten Verschlussstation der Reinigungsvorrichtung 10 zugeführt.
Dabei ist zunächst eine Elektrolyseeinrichtung 16 vorgesehen. Diese kann Teil der Reinigungsvorrichtung 10 sein oder auch separat davon ausgebildet sein. In der Elektrolyseeinrichtung 16 wird mittels des sogenannten Membranzellen-Elektrolyse-Verfahrens in einem kontinuierlichen Durchflussprozess eine wässrige Natriumhypochlorit-Lösung hergestellt, wie im Folgenden aufgezeigt wird: Die Elektrolyseeinrichtung 16 umfasst einen Kathodenraum mit einer Kathode, einen Anodenraum mit einer Anode und eine diese Räume voneinander trennende Membran, welche selektiv ionenpermeabel ist. Im Betrieb der Elektrolyseeinrichtung 16 wird eine Spannung zwischen Kathode und Anode angelegt. Dabei wird eine wässrige Kochsalz (NaCl (aq))-Lösung dem Kathodenraum im Betriebszustand kontinuierlich zugeführt. Die Kochsalzlösung kann insbesondere in einer Konzentration zwischen 0,3% und 0,7% vorliegen. Frischwasser vom Frischwasseranschluss 18 ist kontinuierlich der Elektrolyseeinrichtung 16 zuführbar.
Im Kathodenraum entstehen sodann hydratisiertes Natriumhydroxid (NaOH) (Natronlauge) sowie Wasserstoff (H₂) durch folgende chemische Reaktion: 2 H₂O + 2 Na⁺ (aq) + 2e^- → 2 NaOH (aq) + H₂
Die so entstandene kochsalzhaltige Natronlauge (sog. Katholyt) wird zusammen mit dem entstandenen Wasserstoff ebenfalls kontinuierlich aus dem Kathodenraum abgeführt und über eine Verbindungsleitung dem Anodenraum zugeführt, wobei überschüssiges Katholyt sowie der entstandene Wasserstoff über eine weitere Leitung aus der Elektrolyseeinrichtung 16 abgeführt werden. Anodenraum und Kathodenraum sind damit aufgrund der Verbindungsleitung seriell durchflossen. Die Salzelektrolyse findet also in einem kontinuierlichen Durchflussprozess statt. Der Ladungstransport zwischen Anodenraum und Kathodenraum findet insbesondere durch Ionenmigration durch die semipermeable Membran, angetrieben durch das elektrische Feld zwischen Anode und Kathode, statt.
Im Anodenraum entsteht an der Anode zunächst Chlor aus den Chlorid-Anionen: 2 Cl^- → Cl₂ + 2e^-
Das so entstandene Chlor disproportioniert allerdings auf Grund der neutralen bzw. alkalischen Umgebung im Anodenraum sofort zu hypochloriger Säure (HOCl) und Chlorid: Cl₂ + 2H₂O → HOCl + Cl^- + H₃O⁺
Die hypochlorige Säure deprotoniert sodann zu einem Teil: Na⁺ + HOCl ⇆ NaOCl + H⁺
Hierbei liegt ein pH-abhängiges Gleichgewicht vor.
Somit entsteht im Anodenraum wässriges Natriumhypochlorit (NaOCl (aq)). pH-abhängig enthält die Lösung zudem hypochlorige Säure und gegebenenfalls NaCl. Diese wässrige Lösung, auch Anolyt genannt, wird sodann, kontinuierlich aus dem Anodenraum abgeführt. Zur Herstellung einer entsprechenden Kaliumhypochlorit-Lösung wird statt Kochsalz (NaCl) Kaliumchlorid (KCl) verwendet. Das so entstandene Anolyt enthält Natrium- bzw. Kaliumhypochlorit mit einer Konzentration von ca. 3,5 mmol/l und ist pH-neutral mit einem pH-Wert von 7 ± 0,3.
Hergestelltes Anolyt wird in einem Tank 20 gelagert und mittels einer Dosierpumpe 22 über ein Verbindungsrohr 24 einer Mischeinrichtung 26 zugeführt. Bei der Mischeinrichtung 26 handelt es sich im einfachsten Fall um einen Rohrabschnitt, dem mittels des Frischwasseranschlusses 28 Frischwasser zugeführt wird und konzentrierte Anolyt-Lösung aus dem Rohr 24 zudosiert wird. Denkbar wäre allerdings auch, dass die Mischeinrichtung 26 als Dosieranlage ausgebildet ist.
Ausgehend von der Mischeinrichtung 26 ist das hergestellte unbenutzte Reinigungsfluid über ein Rohr 30 einem Lagerbehälter 32 zuführbar. Über dieses Rohr 30 wird dem Lagerbehälter 32 allerdings regelmäßig nur zur Erstbefüllung bei Inbetriebnahme der Reinigungsvorrichtung 10 oder bei zu niedrigem Füllstand im Lagerbehälter 32 Reinigungsfluid zugeführt.
Mittels einer Pumpe 34 ist sich im Lagerbehälter 32 befindliches Reinigungsfluid über das Rohr 36 der ersten Reinigungseinrichtung 38 zuführbar. Die Reinigungseinrichtung 38 umfasst eine erste Reinigungsstation 40 und eine zweite Reinigungsstation 42. Denkbar wäre auch nur eine oder eine höhere Anzahl Reinigungsstationen vorzusehen. Jede Reinigungsstation 40, 42 weist eine Anzahl seitlicher Reinigungsdüsen 44 auf, die zur seitlichen Beaufschlagung der Gebinde 12 mit Reinigungsmedium ausgebildet sind. Zusätzlich weist jede Reinigungsstation 40, 42 wenigstens eine Kopfdüse 46 auf, die zur Beaufschlagung der Oberseiten 48 der Gebinde 12 ausgebildet ist. Ferner kann wenigstens eine Düse vorgesehen sein, die die Unterseiten der Gebinde 12 von unten her mit Reinigungsfluid beaufschlagt. Insbesondere können die Unterseiten der Gebindeverschlüsse hierbei mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden. So überragen beispielsweise Kronkorken von Flaschen den Flaschenkörper seitlich und können durch eine derartige Düsen auch von unten her gereinigt werden. Denkbar ist allerdings jede beliebige Düsenanordnung. Jede Düse 44, 46 kann Reinigungsfluid mit einem Druck zwischen 2 und 8 bar, insbesondere zwischen 3 und 5 bar, ausstoßen. Der Durchsatz kann dabei bis zu 2000 ml/min betragen.
Das so von der ersten Reinigungseinrichtung 38 auf die Gebinde 12 ausgebrachte Reinigungsfluid fließt entlang der Gebinde 12 nach unten und trägt Verunreinigungen von den Gebinden 12 ab. Ausgehend von den Gebinden 12 fließt das Reinigungsfluid durch die Fördereinrichtung 14 hindurch und/oder seitlich darüber weg und wird sodann von einer unter der Fördereinrichtung 14 vorgesehenen und als Auffangwanne ausgebildeten Auffangeinrichtung 50 aufgefangen. Über ein Rohr 52 wird das so aufgefangene, benutzte Reinigungsmedium durch die wirkende Schwerkraft dem Lagerbehälter 32 zugeführt. Denkbar wäre, im Rohr 52 einen (Grob)-Filter, ggf. mit einer Pumpe, zum Herausfiltern von Verunreinigungen vorzusehen. Zur Verhinderung einer Überfüllung des Lagerbehälters 32 ist ein Notüberlauf 54 vorgesehen, sodass überschüssiges, insbesondere verunreinigtes, Reinigungsfluid durch den Notüberlauf 54 abgeführt werden kann. Sodann kann das sich im Lagerbehälter 32 befindliche Reinigungsfluid erneut mittels der Pumpe 34 der ersten Reinigungseinrichtung 38 zum Reinigen weiterer Gebinde 12 zugeführt werden.
Das Reinigungsfluid der ersten Reinigungseinrichtung 38 zirkuliert also in einem Kreislauf. Denkbar ist, dass sich 4 bis 10 m³ Reinigungsfluid im Kreislauf befinden. Das von der Reinigungseinrichtung 38 ausgestoßene Reinigungsfluid fließt folglich nicht direkt in den Abfluss. Stattdessen wird zumindest ein Teil des ausgestoßenen Reinigungsfluids von der Auffangeinrichtung 50 aufgefangen und dem Lagerbehälter 32 zur Wiederverwendung in der ersten Reinigungseinrichtung 38 zugeführt. Das so in der ersten Reinigungseinrichtung 38 verwendete Reinigungsfluid kann mikrobiologische Verunreinigungen, insbesondere Mikroorganismen, aufweisen. Dies deswegen, da vom Reinigungsfluid von den Gebinden 12 abgespülte (Getränke)rückstände mit in das wiederverwendete Reinigungsfluid geraten. Dadurch, dass das Reinigungswasser mit Anolyt versetzt ist, welches desinfizierende Eigenschaften aufweist, kann das Reinigungsmittel zirkuliert werden, ohne dass die Keimbelastung des Reinigungsfluids überhöht ist. Dies insbesondere auch deswegen, da die wirksamen Substanzen des Anolyts auch ggf. sich im Reinigungsfluid befindliche Mikroorganismen wirksam abtöten.
Um zu verhindern, dass größere Partikel der Reinigungseinrichtung 38 zugeführt werden und damit die Düsen 44, 46 und/oder die Gebinde 12 beschädigt werden, ist zwischen der Pumpe 34 und der Reinigungseinrichtung 38 ein Filter 56 vorgesehen. Derartige Partikel können insbesondere von der Fördereinrichtung 14 kommen und durch das darüber hinweg fließende Reinigungsfluid in den Lagerbehälter 32 gelangen.
Nachdem die Gebinde 12 von den Reinigungsstationen 40, 42 vorgereinigt wurden, werden diese in mit dem Pfeil 58 angedeuteter Förderrichtung von der Fördereinrichtung 14 einer zweiten Reinigungseinrichtung 60 zugeführt. Die Reinigungseinrichtung 60 ist ähnlich aufgebaut wie die Reinigungseinrichtung 38. Sie umfasst in diesem Fall allerdings nur eine Station. Denkbar wäre auch, mehrere Stationen zu verwenden. Die Station umfasst wiederum eine Anzahl seitlich angebrachter Düsen 44 und eine Kopfdüse 46. Ferner kann auch hier wenigstens eine Düse vorgesehen sein, die die Unterseiten der Gebinde 12 von unten her mit Reinigungsfluid beaufschlagt. Insbesondere können die Unterseiten der Gebindeverschlüsse hierbei mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden. Denkbar ist allerdings auch hier jede beliebige Düsenanordnung. Jede Düse 44, 46 kann hier Reinigungsfluid mit einem Druck zwischen 2 und 8 bar, insbesondere zwischen 3 und 5 bar, ausstoßen. Der Durchsatz ist allerdings regelmäßig geringer als bei den Düsen der ersten Reinigungseinrichtung 38 und kann zwischen 70 und 300 ml/min, insbesondere ca. 70 ml/min, betragen.
Ausgehend von der Mischeinrichtung 26 wird der zweiten Reinigungseinrichtung 60 über das Rohr 62 ausschließlich unbenutztes, frisches Reinigungsfluid zugeführt. Zur Regulierung der Durchflussmenge zur zweiten Reinigungseinrichtung 60 ist ein Druckminderungsventil 63 vorgesehen. Dieses unbenutzte Reinigungsfluid dient zur Beaufschlagung der Gebinde 12 und damit zur Endreinigung derselben. Nach der in der ersten Reinigungseinrichtung 38 durchgeführten Vorreinigung verbliebene Rückstände oder mikrobiologische Verunreinigungen an den Gebinden 12 können sodann in der zweiten Reinigungseinrichtung 60 vollends von den Gebinden 12 entfernt werden. Das hierbei verwendete unbenutzte Reinigungsfluid kann auch ggf. desinfizierend wirken.
Auch das von der zweiten Reinigungseinrichtung 60 ausgestoßene Reinigungsfluid wird von der Auffangeinrichtung 50 jedenfalls teilweise aufgefangen und dem Lagerbehälter 32 zugeführt. Folglich fängt die Auffangeinrichtung 50, wie durch die Pfeile 51 angedeutet, sowohl von der ersten Reinigungseinrichtung 38 als auch von der zweiten Reinigungseinrichtung 60 kommendes Reinigungsfluid auf. Von der zweiten Reinigungseinrichtung 60 kommendes Reinigungsfluid ist regelmäßig deutlich weniger mikrobiell belastet als das von der ersten Reinigungseinrichtung 38 kommende zirkulierende Reinigungsfluid. Durch das Zuströmen des von der zweiten Reinigungseinrichtung 60 kommenden Reinigungsfluids kann eine kontinuierliche Auffrischung des verunreinigten zirkulierenden Reinigungsfluids erfolgen. Dadurch kann insbesondere die Konzentration von Mikroorganismen dauerhaft konstant niedrig gehalten werden. Dies auch deswegen, da das Reinigungsfluid mit Anolyt versetzt ist und damit desinfizierend wirkt. Folglich kann durch das Zuströmen des von der zweiten Reinigungseinrichtung 60 kommenden Reinigungsfluids eine dauerhaft hohe Desinfektionskapazität im zirkulierenden Reinigungsfluid erhalten werden.
Dem Lagerbehälter 32 wird folglich im normalen Betriebszustand kein unbenutztes Reinigungsfluid über das Rohr 30 zugeführt. Eine Zufuhr von weiterem Reinigungsfluid in das Kreislaufsystem erfolgt stattdessen ausschließlich durch das Auffangen des von der zweiten Reinigungseinrichtung 60 ausgestoßenen Reinigungsfluids.
Zur Steuerung der Reinigungsvorrichtung 10 ist eine Steuereinrichtung 64 vorgesehen. Mittels Steuerleitungen 66 oder ggf. auch kabellos sind u.a. die Dosierpumpe 22, die Pumpe 34 und Solenoid-Ventile 68, 70 in den Rohren 30, 32 steuerbar, um insbesondere den Durchfluss von unbenutztem, frischem Reinigungsfluid zur zweiten Reinigungseinrichtung 60 und zum Lagerbehälter 32 zu steuern. Ferner ist ein Wasserzähler 72 zum Messen des Durchflusses von Frischwasser ausgehend vom Frischwasseranschluss 28 mit der Steuerung 64 verbunden. Denkbar wäre auch einen Füllstandssensor im Lagerbehälter 32 vorzusehen. Denkbar wäre ferner, einen Sensor zur Messung des freien Chlorgehalts im Lagerbehälter vorzusehen. Durch Messen des freien Chlorgehalts kann die Desinfektionskapazität des zirkulierenden Reinigungsfluids ermittelt werden. Bei zu niedriger Desinfektionskapazität (und damit zu hoher Verschmutzung) könnte unbenutztes Reinigungsfluid durch das Rohr 30 dem Lagerbehälter 32 zugeführt werden. Denkbar wäre auch, andere oder weitere Sensoren, wie beispielsweise einen pH-Sensor oder einen Sensor zur Messung der mikrobiellen Belastung im Lagerbehälter 32 oder auch an anderen Stellen in der Reinigungsvorrichtung 10 vorzusehen.
Insgesamt ist die Funktionsweise der Reinigungsvorrichtung 10 wie folgt: Gebinde 12 werden zunächst in einer Abfüllstation einer Getränkeabfüllanlage mit einem Getränk, wie beispielsweise Bier, befüllt und sodann in einer Verschlussstation verschlossen. Mittels der Fördereinrichtung 14 werden diese sodann der Reinigungsvorrichtung 10, die insbesondere ebenfalls einen Teil der Getränkeabfüllanlage darstellen kann, zugeführt. Da insbesondere Bier bei der Abfüllung stark überschäumt, und sich so an der Flasche Schimmel bilden kann bzw. sich Keime ausbilden können, werden die Gebinde 12 in der Reinigungsvorrichtung 10 gereinigt bzw. „geduscht“. In einer Vor-Reinigungsstufe werden die Gebinde 12 hierbei mittels der ersten Reinigungseinrichtung 38 vorgereinigt, wobei an den Gebinden 12 anhaftender Schmutz, insbesondere Getränkereste von der Getränkeabfüllung, entfernt wird. Da das hierbei verwendete Reinigungsfluid durch Zirkulation wiederverwendet wird, können hier mikrobiologische Verunreinigungen an den Gebinden 12 verbleiben. Insofern werden die Gebinde 12 in einer Endreinigungsstufe in der zweiten Reinigungsvorrichtung 60 mit unbenutztem Reinigungsfluid beaufschlagt, so dass eine mikrobiologisch reine oder im Wesentlichen reine Oberfläche der Gebinde 12 verbleibt. Auch das von der zweiten Reinigungsvorrichtung 60 ausgestoßene Reinigungsfluid wird von der Auffangeinrichtung 50 aufgefangen und dem Lagebehälter 32 zur Zirkulation durch die erste Reinigungseinrichtung 38 hindurch zugeführt. Dadurch wird das zirkulierende Reinigungsfluid kontinuierlich aufgefrischt und behält dauerhaft seine Desinfektionskapazität. Insgesamt lassen sich mit diesem Vorgehen zwischen 60% und 80% Wasser im Vergleich zum Stand der Technik einsparen, wo das Duschwasser nach dem Einsatz sofort in den Abfluss fließt.

Claims

Reinigungsvorrichtung (10) zum Reinigen von, insbesondere mit Getränken, befüllten, insbesondere verschlossenen, Gebinden (12), umfassend eine erste Reinigungseinrichtung (38) zur Beaufschlagung der Gebinde (12) mit Reinigungsfluid, wobei eine Auffangeinrichtung (50) zum Auffangen des von der ersten Reinigungseinrichtung (38) ausgebrachten Reinigungsfluids vorgesehen ist, wobei ausgebrachtes Reinigungsfluid jedenfalls teilweise von der Auffangeinrichtung (50) auffangbar und sodann der ersten Reinigungseinrichtung (38) zum erneuten Ausbringen zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Reinigungseinrichtung (60) vorgesehen ist, wobei die Gebinde (12) ausgehend von der ersten Reinigungseinrichtung (38) der zweiten Reinigungseinrichtung (60) zuführbar sind, und wobei die zweite Reinigungseinrichtung (60) zur Beaufschlagung der Gebinde (12) mit unbenutztem Reinigungsfluid ausgebildet ist, wobei das von der zweiten Reinigungseinrichtung (60) ausgestoßene Reinigungsfluid ein desinfizierend wirkendes Mittel umfasst, wobei die Auffangeinrichtung (50) zusätzlich zum Auffangen des von der ersten Reinigungseinrichtung (38) ausgebrachten Reinigungsfluids auch zum jedenfalls teilweisen Auffangen des von der zweiten Reinigungseinrichtung (60) ausgebrachten Reinigungsfluids ausgebildet ist, und wobei das so aufgefangene Reinigungsfluid sodann der ersten Reinigungseinrichtung (38) zum erneuten Ausbringen zuführbar ist, so dass im Betrieb der Reinigungsvorrichtung (10) eine Desinfizierung des Reinigungsfluids der ersten Reinigungseinrichtung (38) durchgeführt wird.
Reinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei ein Lagerbehälter (32) vorgesehen ist, dem von der Auffangeinrichtung (50) aufgefangenes Reinigungsfluid zuführbar ist und ausgehend davon der ersten Reinigungseinrichtung (38) zum erneuten Ausbringen zuführbar ist.
Reinigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei eine Mischeinrichtung (26) vorgesehen ist, in der Wasser mit einem Reinigungskonzentrat zur Herstellung des Reinigungsfluids versetzbar ist, wobei das so hergestellte unbenutzte Reinigungsfluid der zweiten Reinigungseinrichtung (60) zuführbar ist.
Reinigungsvorrichtung (10) nach 3, wobei das hergestellte unbenutzte Reinigungsfluid dem Lagerbehälter (32) zuführbar ist.
Reinigungsvorrichtung (10) nach einem Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Fördereinrichtung (14) zur Förderung der Gebinde (12) von der ersten Reinigungseinrichtung (38) zur zweiten Reinigungseinrichtung (60) vorgesehen ist, und wobei die Auffangeinrichtung (50) unterhalb der Fördereinrichtung (14) vorgesehen ist.
Reinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das das von der ersten Reinigungseinrichtung (38) und/oder von der zweiten Reinigungseinrichtung (60) ausgebrachte Reinigungsfluid eine Hypochloritlösung umfasst.
Reinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei das Reinigungsfluid gelöstes Natriumhypochlorit oder Kaliumhypochlorit enthält.
Reinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Hypochlorit-Konzentration im Reinigungsfluid 0,5 ppm bis 5 ppm, insbesondere 1 ppm bis 4 ppm, gemessen als freies Chlor, beträgt.
Reinigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der pH-Wert des unbenutzten Reinigungsfluids 5 bis 8, insbesondere 7 ± 0.3, beträgt.
Reinigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei eine Elektrolyseeinrichtung (16) zur Herstellung des Reinigungskonzentrats mittels eines Membranzellen-Elektrolyse-Verfahrens vorgesehen ist.
Verfahren zum Reinigen von, insbesondere mit Getränken, befüllten Gebinden (12), wobei die Gebinde (12) einer ersten Reinigungseinrichtung (38) zugeführt werden und von dieser mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden, wobei zumindest ein Teil des von der ersten Reinigungseinrichtung (38) ausgebrachten Reinigungsfluids von der Auffangeinrichtung (50) aufgefangen wird, der ersten Reinigungseinrichtung (38) erneut zugeführt wird, und sodann von der ersten Reinigungseinrichtung (38) erneut ausgebracht wird, wobei die Gebinde (12) ausgehend von der ersten Reinigungseinrichtung (38) der zweiten Reinigungseinrichtung (60) zugeführt werden, und von der zweiten Reinigungseinrichtung (60) mit unbenutztem Reinigungsfluid beaufschlagt werden, wobei das von der zweiten Reinigungseinrichtung (60) ausgestoßene Reinigungsfluid ein desinfizierend wirkendes Mittel umfasst, wobei sowohl zumindest ein Teil des von der ersten Reinigungseinrichtung (38) ausgebrachten Reinigungsfluids als auch zumindest ein Teil des von der zweiten Reinigungseinrichtung (60) ausgebrachten Reinigungsfluids von der Auffangeinrichtung (50) aufgefangen wird, wobei das so aufgefangene Reinigungsfluid sodann der ersten Reinigungseinrichtung (38) zum erneuten Ausbringen zugeführt wird, sodass eine Desinfizierung des Reinigungsfluids der ersten Reinigungseinrichtung (38) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das von der ersten Reinigungseinrichtung (38) und/oder von der zweiten Reinigungseinrichtung (60) ausgebrachte Reinigungsfluid eine Hypochloritlösung umfasst.