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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, beispielsweise zum Befüllen eines Behälters mit einem heißen Füllprodukt bei einer Heißabfüllung in einer Getränkeabfüllanlage.
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Stand der Technik
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In Getränkeabfüllanlagen ist es bekannt, das jeweils abzufüllende Füllprodukt vor der eigentlichen Abfüllung in vorgelagerten Prozessschritten herzustellen. Hierzu wird beispielsweise eine Vorbehandlung einer Hauptkomponente, beispielsweise Wasser, durchgeführt, wobei die Hauptkomponente beispielsweise gefiltert und entgast wird. Nachfolgende Schritte können das Zusammenfügen dieser Hauptkomponente mit einem Dosageprodukt, beispielsweise einem Sirup, umfassen sowie weitere Schritte des Sterilisierens des Füllprodukts vor der eigentlichen Abfüllung in die zu befüllenden Behälter.
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Die Sterilisierung des Füllprodukts wird dabei üblicherweise darüber vorgenommen, dass das Füllprodukt über eine vorgegebene Sterilisationstemperatur hinaus erhitzt wird und für eine vorgegebene Zeitdauer bei oder über dieser Sterilisationstemperatur gehalten wird. Durch diese Temperaturbehandlung wird das Füllprodukt entsprechend sterilisiert.
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Nachfolgend wird das erhitzte Füllprodukt dann mittels eines entsprechenden Füllventils in dem geforderten Volumen, der geforderten Masse beziehungsweise der geforderten Füllhöhe in den jeweiligen Behälter eingebracht.
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In diesem Zusammenhang ist es weiterhin bekannt, auch die Behälter sowie die Behälterverschlüsse mittels einer Temperierung oberhalb einer vorgegebenen Sterilisationstemperatur über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg zu sterilisieren.
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Dabei wird in einem besonders effizienten Verfahren das ohnehin schon für dessen Sterilisation erhitzte Füllprodukt dazu verwendet, auch den Behälter und den Behälterverschluss zu sterilisieren. Hierzu wird entsprechend das heiße Füllprodukt, welches sich oberhalb der für die Behälter- und Verschlusssterilisierung notwendigen Sterilisationstemperatur befindet, mittels des Füllventils in den Behälter eingefüllt und der Behälter dann verschlossen. Beispielsweise durch Bewegen beziehungsweise Umkehren des Behälters wird dafür gesorgt, dass sämtliche produktberührten Flächen des Behälters sowie des Behälterverschlusses für eine vorgegebene Zeitdauer mit dem heißen Füllprodukt in Berührung kommen, um entsprechend neben der Sterilisierung des Füllproduktes selbst auch eine Sterilisierung der produktberührten Oberflächen des Behälters sowie des Verschlusses durch die Temperierung zu erreichen.
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Nachdem die Sterilisierung sowohl des Füllproduktes als auch der produktberührten Oberflächen des Behälters und des Behälterverschlusses abgeschlossen sind, wird die Temperatur des dann fertig befüllten, verschlossenen und sterilisierten Behälters in einer Abkühlstrecke reduziert.
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In Produktionspausen beziehungsweise bei Produktionsunterbrechungen wird das in einem Füllproduktreservoir vorgehaltene heiße Füllprodukt zur Aufrechterhaltung der Sterilisationstemperatur, welche nachfolgend für die Sterilisation des Behälters sowie des Behälterverschlusses verwendet wird, in einem Kreislauf durch eine Heizvorrichtung gepumpt, um entsprechend die Temperatur aufrecht zu erhalten. Weiterhin wird das heiße Füllprodukt auch durch das Füllventil hindurchgepumpt, um ein Abkühlen des sich in den Zuleitungen zum Füllventil befindliche Füllprodukts sowie ein Abkühlen des Füllventils selbst zu vermeiden. Sowohl durch das Pumpen als auch durch das lange Halten des Füllprodukts auf der hohen Temperatur kann es dazu kommen, dass das Füllprodukt in seinen Eigenschaften verschlechtert wird. Insbesondere können die im Füllprodukt vorliegenden Aromen durch das lange Halten auf einer hohen Temperatur und die Schervorgänge beim Pumpen beschädigt werden.
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Entsprechende Füllvorrichtungen sind beispielsweise aus der
US 2010/0132834 A1 oder
US 2010/0071803 A1 bekannt.
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Darstellung der Erfindung
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Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine produktschonende Vorrichtung sowie ein produktschonendes Verfahren zum Befüllen von Behältern mit einem heißen Füllprodukt anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem heißen Füllprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem heißen Füllprodukt vorgeschlagen, umfassend ein Füllventil zum Beeinflussen der Zufuhr des Füllproduktes in einen zu befüllenden Behälter, ein Hauptkomponentenreservoir zum Bereitstellen einer Hauptkomponente am Füllventil und ein Dosierventil zum Eindosieren eines Dosageproduktes aus einem Dosageproduktreservoir in das Füllventil. Erfindungsgemäß ist eine Heizvorrichtung zum Erhitzen der Hauptkomponente vorgesehen, um die erhitzte Hauptkomponente am Füllventil bereit zu stellen, wobei das Dosierprodukt dem Dosierventil heizungsfrei zugeführt ist.
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Dadurch, dass eine Heizvorrichtung zum Erhitzen der Hauptkomponente vorgesehen ist, das Dosageprodukt aber heizungsfrei dem Füllventil Dosierventil zugeführt ist, kann sichergestellt werden, dass eine Erhitzung des Dosageproduktes erst dann stattfindet, wenn eine Sterilisierung des Füllprodukts sowie der zu befüllenden Behälter und deren Verschlüsse tatsächlich stattfindet.
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Mit anderen Worten kann in Produktionspausen oder bei Produktionsunterbrechungen zwar die Hauptkomponente mittels der Heizvorrichtung auf der vorgegebenen Sterilisationstemperatur gehalten werden, das Dosageprodukt hingegen wird der Temperaturbelastung noch nicht ausgesetzt.
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Entsprechend kann erreicht werden, dass das Dosageprodukt auch beim Auftreten von Produktionsunterbrechungen oder Produktionspausen im Wesentlichen nur während der vorgegebenen Sterilisationszeit mit der Sterilisationstemperatur beaufschlagt wird, nicht hingegen darüber hinaus. Weiterhin wird das Dosageprodukt beziehungsweise das in dem Füllprodukt vorliegende Dosageprodukt in Produktionspausen auch nicht ausgedehnten Pumpvorgängen unterzogen, so dass entsprechend auch hier die mechanische Belastung des Dosageproduktes in Produktionspausen und Produktionsunterbrechungen entfällt.
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Aufgrund der vorgeschlagenen Vorrichtung ist es weiterhin möglich, sowohl die Sterilisierung des ausgemischten Füllproduktes, welches zumindest aus der erhitzten Hauptkomponente und dem Dosageprodukt direkt beim Einströmen aus dem Füllventil im Behälter ausgemischt wird, als auch der produktberührten Oberflächen des Behälters sowie des Behälterverschlusses gleichzeitig durchzuführen, nämlich beim und nach dem Ausmischen im befüllten Behälter. Daher ist die Zeit in welcher das Füllprodukt und insbesondere auch das dann ausgemischte Dosageprodukt im Füllprodukt der Sterilisationstemperatur ausgesetzt ist, insgesamt gegenüber den bekannten Heißabfüllverfahren reduziert.
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Auf dieser Grundlage lässt sich ein schonenderes Verhalten der Vorrichtung bezüglich des Füllprodukts und insbesondere bezüglich der Temperaturbelastung des Dosageprodukts erreichen.
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Das mittels der Vorrichtung durchgeführte Füllverfahren sieht entsprechend vor, dass die Hauptkomponente, beispielsweise Wasser, in erhitzter Form am Füllventil ansteht. Das Dosageprodukt hingegen wird über das Dosierventil in das Füllventil kurz vor dem Öffnen des Füllventils eindosiert. Öffnet dann das Füllventil, spült die heiße Hauptkomponente das im Füllventil vorliegende Dosageprodukt gemeinsam mit dem Hauptkomponentenstrom in den zu befüllenden Behälter. Ein Ausmischen des Füllprodukts findet entsprechend direkt im Behälter statt.
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Um sicherzustellen, dass die Temperatur des Füllprodukts im Behälter der vorgegebenen Temperatur zur Sterilisierung sowohl des Füllprodukts als auch der produktberührten Oberflächen im Behälter und am Behälterverschluss entspricht, ist bevorzugt eine Sterilisierungsvorrichtung vorgesehen, mittels welcher die Heizleistung der Heizvorrichtung so eingestellt wird, dass das im Behälter aus der Hauptkomponente und dem Dosageprodukt ausgemischte Füllprodukt eine vorgegebene Zieltemperatur erreicht. Bei der Zieltemperatur handelt es sich bevorzugt um die vorgegebene Sterilisationstemperatur, welche dazu benötigt wird, das ausgemischte Füllprodukt und die produktberührten Oberflächen des Behälters und des Behälterverschlusses zu sterilisieren.
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Die Heizleistung der Heizvorrichtung wird mittels der Sterilisierungsvorrichtung bevorzugt auf Grundlage der Vorgabe der Zieltemperatur für das Füllprodukt im Behälter in Kombination mit einer Information darüber, mittels welcher Temperatur das Dosageprodukt zugeführt wird und auf Grundlage der Information, wie das Mischungsverhältnis zwischen Dosageprodukt und Hauptkomponente im Füllprodukt vorgesehen ist, bestimmt.
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Die Sterilisierungsvorrichtung kann die Heizleistung der Heizvorrichtung auch darüber einstellen, dass das Volumen des Dosageproduktes im Füllventil bekannt ist, das Volumen des Füllprodukts im zu befüllenden Behälter bekannt ist sowie die Zuführtemperatur des Dosageproduktes in das Füllventil bekannt ist.
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Entsprechend kann mittels der Sterilisierungsvorrichtung die Heizleistung der Heizvorrichtung, welche die Temperierung der Hauptkomponente steuert, entsprechend so geregelt werden, dass die Temperatur der Hauptkomponente so ausgeprägt ist, dass nach dem Ausmischen des Füllprodukts im Behälter aus der heißen Hauptkomponente und dem kälteren Dosageprodukt entsprechend die gewünschte Temperatur im Behälter erreicht wird.
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Entsprechend kommuniziert die Sterilisierungsvorrichtung bevorzugt mit einem Temperatursensor in einer Dosageproduktzuführung zum Zuführen des Dosageproduktes zum Dosierventil und ist dazu eingerichtet, die Heizleistung der Heizvorrichtung auf Grundlage der Temperatur des Dosageproduktes zu regeln.
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Es ist unmittelbar einleuchtend, dass bei einer Anordnung des Dosageproduktreservoirs in einer Füllproduktabfüllanlage die Temperatur des Dosageproduktes variieren kann. Diese Variation kann beispielsweise aufgrund der Umgebungstemperatur variieren, welche im Winter deutlich geringer sein kann als im Sommer. Entsprechend wird die Heizleistung der Heizvorrichtung zum Temperieren der Hauptkomponente bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen, welche sich entsprechend in unterschiedlichen Dosageprodukttemperaturen im Dosageproduktreservoir niederschlagen, unterschiedlich stark beheizt.
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Auch die Sterilisationstemperatur und die Einwirkungsdauer können abhängig von dem jeweiligen Füllprodukt und insbesondere auch abhängig von den Eigenschaften des Dosageproduktes variieren. Auch diese Variationen können in der Sterilisationsvorrichtung berücksichtigt werden zur Festlegung der gewünschten Zieltemperatur des Füllproduktes im Behälter.
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Bevorzugt ist die Sterilisierungsvorrichtung dazu eingerichtet, die Heizleistung der Heizvorrichtung auf Grundlage der Volumenverhältnisse aus Dosageprodukt und Hauptkomponente zu regeln. Ändert sich das Mischungsverhältnis aus heißer Hauptkomponente und kaltem Dosageprodukt, so muss entsprechend die Heizleistung und damit die Temperatur der Hauptkomponente angepasst werden, um die gewünschte Zieltemperatur des ausgemischten Füllprodukts im Behälter zu erreichen. Dabei muss die Zieltemperatur erreicht werden, um die erforderliche Sterilisationswirkung zu erzielen, aber die Zieltemperatur soll auch nicht wesentlich überschritten werden, um das Dosageprodukt nicht unnötig zu belasten.
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In der Sterilisierungsvorrichtung können weiterhin die Eigenschaften des Füllproduktes und insbesondere die Eigenschaften des Dosageproduktes bei der Festlegung der Heizleistung berücksichtigt werden. Hierbei kann es insbesondere von Bedeutung sein, wie lange es dauert, bis eine Mischung des Dosageproduktes mit der Hauptkomponente stattgefunden hat. Erst dann kann nämlich sicher davon ausgegangen werden, dass sich das nun in der Hauptkomponente aufgelöste beziehungsweise mit dieser vermischte Dosageprodukt auf der vorgegebenen Sterilisationstemperatur befindet. Entsprechend kann die Sterilisierungsvorrichtung auch den Beginn der Zeitdauer, über welche hinweg das Füllprodukt im Behälter oberhalb der vorgegebenen Sterilisationstemperatur gehalten werden muss, entsprechend der Eigenschaften des Dosageproduktes anpassen.
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Die vorstehenden Ausführungen beziehen sich natürlich ebenfalls auf Vorrichtungen, in welchen mehr als ein Dosageprodukt der Hauptkomponente zugefügt werden, und insbesondere auf Vorrichtungen, in welchen zwei oder mehr Dosageventile vorgesehen sind, welche jeweils ein Dosageprodukt in das Füllventil eindosieren, bevor das Füllventil geöffnet wird und die dann im Füllventil vorliegenden Dosageprodukte zusammen mit der Hauptkomponente in den Behälter eingespült werden.
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In einem solchen Fall kann die Sterilisationsvorrichtung aufgrund der Kenntnis der Dosageproduktvolumina und der jeweiligen Temperaturen der zugeführten Dosageprodukte in Kombination mit dem geplanten Füllproduktvolumen beziehungsweise in Kombination mit dem Dosageverhältnis ebenfalls die Heizleistung der Heizvorrichtung zum Temperieren der Hauptkomponente bestimmen.
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Bevorzugt ist eine Zirkulationsvorrichtung vorgesehen, mittels derer die erhitzte Hauptkomponente durch das Hauptkomponentenreservoir und/oder durch das Füllventil zirkuliert wird, bevorzugt in Produktionsunterbrechungen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Hauptkomponente am Füllventil stets in der gewünschten Temperatur bereitgestellt wird. Weiterhin wird einem Abkühlen des Füllventils in Produktionspausen entgegengewirkt, um auch hier sicher zu stellen, dass bei der Wiederaufnahme der Produktion nach einer Produktionspause ab dem ersten Behälter bereits die Zieltemperatur des Füllprodukts im Behälter erreicht wird.
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Durch die Zirkulationsvorrichtung wird aber lediglich die erhitzte Hauptkomponente zirkuliert, so dass eine mechanische Belastung des Dosageprodukts vermieden wird.
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Eine besonders schonende Behandlung des Dosageprodukts wird erreicht, wenn bevorzugt eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Dosageprodukts vorgesehen ist, um gekühltes Dosageprodukt am Dosierventil bereitzustellen. Damit kann entsprechend eine Kühlung des Dosageprodukts durchgeführt werden, so dass eine Temperaturbelastung des Dosageprodukts erst beim Eindosieren in das heiße Füllventil und/oder beim Einströmen in den Behälter stattfindet. Auf diese Weise kann die Temperaturbelastung des Dosageprodukts auf das für die Sterilisierung notwendige Minimum reduziert werden.
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Die oben beschriebene Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung und den Figuren, wobei besonders auch die verfahrensmäßige Ausbildung der Vorrichtungsmerkmale das Verfahren weiterbildet.
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Entsprechend wird ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem heißen Füllprodukt vorgeschlagen, umfassend die Schritte des Bereitstellens einer Hauptkomponente an einem Füllventil, des Eindosierens eines Dosageproduktes in das geschlossene Füllventil mittels eines Dosierventils und des Öffnens des Füllventils zum Befüllen des Behälters mit dem Dosageprodukt und der Hauptkomponente zur Herstellung des Füllprodukts im Behälter. Erfindungsgemäß wird die Hauptkomponente erhitzt am Füllventil bereitgestellt und das Dosierprodukt wird erhitzungsfrei in das Füllventil eindosiert.
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Auf diese Weise werden die oben zur Vorrichtung beschriebenen Vorteile der Schonung des Dosageprodukts bei gleichzeitig zuverlässiger Sterilisierung des Füllprodukts und der produktberührten Oberflächen des Behälters und des Behälterverschlusses erreicht.
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Bevorzugt wird die Hauptkomponente auf eine Temperatur derart erhitzt, dass das aus dem ungeheizten Dosageprodukt und der erhitzten Hauptkomponente ausgemischte Füllprodukt eine vorgegebene Zieltemperatur, bevorzugt eine Sterilisationstemperatur, erreicht.
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In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird die erhitzte Hauptkomponente durch ein Hauptkomponentenreservoir und/oder durch das Füllventil zirkuliert, bevorzugt in Produktionsunterbrechungen.
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Bevorzugt wird das Dosageprodukt gekühlt, um gekühltes Dosageprodukt am Dosierventil bereitzustellen.
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Figurenliste
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Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung, und
- 2 eine schematische Darstellung von Temperaturverläufen.
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Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
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In 1 ist schematisch eine Vorrichtung 1 zum Befüllen eines Behälters mit einem heißen Füllprodukt gezeigt. Entsprechend wird eine Hauptkomponente, welche in einem Hauptkomponentenreservoir 2 aufgenommen ist, mittels einer Heizvorrichtung 3 temperiert. Hierzu wird die dem Hauptkomponentenreservoir 2 zugeführte Hauptkomponente über eine Hauptkomponentenzuführung 20 zugeführt, welcher beispielsweise vorgelagerte Behandlungsschritte, wie beispielsweise eine Entgasung und eine Reinigung der Hauptkomponente vorgeschaltet sind. Die Hauptkomponente ist bevorzugt Wasser.
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Das Hauptkomponentenreservoir 2 kann in Form eines Tanks, beispielsweise eines nebengestellten Tanks, der nicht mit einem Füllerkarussell rotiert, vorgesehen sein. Ein solcher beigestellter Tank ist in 1 schematisch als Hauptkomponentenreservoir 2 gezeigt.
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Das Hauptkomponentenreservoir 2 kann aber auch in Form einer entsprechenden Zuleitung für die Hauptkomponente, welche lediglich ein Zuleiten einer inline bereitgestellten Hauptkomponente ermöglichte, ausgebildet sein. Mit anderen Worten ist es nicht notwendig, dass das Hauptkomponentenreservoir 2 für die Heißabfüllung eine Pufferwirkung bereitstellt.
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Die Hauptkomponente wird beispielsweise mittels der Hauptkomponentenzuführung 20 über die Heizvorrichtung 3 zugeführt und in der Heizvorrichtung 3 auf eine vorgegebene Temperatur gebracht. Die vorgegebene Temperatur kann mittels eines Temperatursensors 22 im Hauptkomponentenreservoir 2 überprüft werden. Der Temperatursensor 22 kann damit zur Regelung der Heizvorrichtung 3 verwendet werden, um sicherzustellen, dass die im Hauptkomponentenreservoir 2 aufgenommene Hauptkomponente bei einer vorgegebenen Temperatur vorliegt.
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Findet eine Minderabnahme der Hauptkomponente statt, beispielsweise weil die Produktion aufgrund einer Störung unterbrochen ist, kann die Verweildauer der Hauptkomponente im Hauptkomponentenreservoir 2 zu lang sein, so dass die Hauptkomponente abkühlt. Um dem entgegen zu wirken kann mittels einer Zirkulationsvorrichtung, die in der 1 eine Heizkreislaufleitung 24 und eine Umwälzpumpe 26 umfasst, die im Hauptkomponentenreservoir 2 aufgenommene Hauptkomponente erneut durch die Heizvorrichtung 3 geleitet werden, um entsprechend die Temperatur der Hauptkomponente im Hauptkomponentenreservoir 2 bei der vorgegebenen Temperatur zu halten.
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Die Hauptkomponente aus dem Hauptkomponentenreservoir wird einem Füllventil 4 zur Verfügung gestellt, so dass die heiße Hauptkomponente aus dem Hauptkomponentenreservoir 2 entsprechend am Füllventil 4 ansteht. Öffnet das Füllventil 4, beispielsweise durch das Herausheben eines Ventilkegels 40 aus einem Ventilsitz 42, so strömt die heiße Hauptkomponente aus dem Hauptkomponentenreservoir 2 in den schematisch angedeuteten Behälter 100.
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Die Zirkulationsvorrichtung kann weiterhin dazu eingerichtet sein, die erhitzte Hauptkomponente durch das Füllventil 4 zu zirkulieren, um entsprechend einer Abkühlung der Hauptkomponente in den Zuleitungen zum Füllventil 4 und des Füllventils 4 selbst entgegen zu wirken. Damit kann sicher gestellt werden, dass auch nach Produktionsunterbrechungen das in die zu befüllenden Behälter 100 einfließende Füllprodukt die vorgegebene Temperatur einhält, die benötigt wird, um eine Sterilisierung der produktberührten Oberflächen des Behälters 100 und seines Verschlusses zu erreichen.
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In einem Dosageproduktreservoir 5 wird Dosageprodukt vorgehalten und über ein Dosierventil 50 in das Füllventil 4 eindosiert. Die Eindosage des Dosageproduktes aus dem Dosageproduktreservoir 5 in das Füllventil 4 findet statt, solange das Füllventil 4 noch geschlossen ist. Die Eindosage des Dosageprodukts in das Füllventil 4 findet also beispielsweise statt, wenn der Ventilkegel 40 des Füllventils 4 noch in die Ventilaufnahme 42 abgesenkt ist.
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Das Dosageproduktreservoir 5 liegt bevorzugt auf dem gleichen oder einem höheren Niveau, als das Hauptkomponentenreservoir 2, um entsprechend ein Ausfließen des Dosageprodukts sicher zu stellen.
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Das Volumen, welches in das Füllventil 4 mittels des Dosierventils 50 eingebracht wird, kann beispielsweise über einen Durchflussmesser 28 ermittelt werden, welcher bei geschlossenem Füllventil 4 entsprechend einen Rückfluss der Hauptkomponente detektiert, welche genau dem über das Dosierventil 50 in das Füllventil 4 eingebrachten Dosageproduktvolumen entspricht.
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Das Dosageprodukt aus dem Dosageproduktreservoir 5 wird zum Füllventil 4 heizungsfrei geführt. Entsprechend ist in der gesamten Dosageproduktzuführung und insbesondere in dem Dosageproduktreservoir 5 genauso wie in der Dosageproduktzuleitung 52 keinerlei Heizvorrichtung vorgesehen.
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Die Temperatur des Dosageproduktes in dem Dosageproduktreservoir 5 entspricht daher im Wesentlichen der Umgebungstemperatur um das Dosageproduktreservoir 5 herum. Diese Temperatur des Dosageproduktes kann beispielsweise mittels eines Temperatursensors 54, welcher in der Dosageproduktleitung 52 angeordnet ist, ermittelt werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Dosageprodukts vorgesehen, so dass das Dosageprodukt gekühlt am Dosierventil 50 anliegt. Auf diese Weise kann das Dosageprodukt so schonend wie möglich behandelt werden.
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Entsprechend kann zum Befüllen eines Behälters 100 zunächst kaltes Dosageprodukt beziehungsweise untemperiertes Dosageprodukt aus dem Dosageproduktreservoir 5 mittels des Dosierventils 50 in das Füllventil 4 eingebracht werden und dann wird heiße Hauptkomponente aus dem Hauptkomponentenreservoir 2 beim Öffnen des Füllventils 4 sowohl das im Füllventil 4 vorliegende Dosageprodukt als auch ein größeres Volumen an Hauptkomponente in den Behälter 100 spülen.
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Im Behälter 100 findet ein Ausmischen des Dosageproduktes und der Hauptkomponente in einem vorgegebenen Verhältnis statt, um auf diese Weise das eigentlich gewünschte Füllprodukt herzustellen. Bei diesem Ausmischen findet ebenfalls ein Angleichen der Temperaturen der Hauptkomponente und des Dosageproduktes im Behälter statt.
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Entsprechend hat das Füllprodukt, welches eine Mischung aus der Hauptkomponente und dem Dosageprodukt ist, nach dem Ausmischen entsprechend auch eine Mischtemperatur, welche sich aus der Temperatur und dem Volumen des Dosageproduktes und der Temperatur und dem Volumen der Hauptkomponente zusammensetzt.
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Eine Sterilisierungsvorrichtung 6, welche sowohl die Temperatur des Dosageproduktes über den Temperatursensor 54 ermittelt, als auch die Volumina des Dosageproduktes und der Hauptkomponente im Behälter 100 kennt, kann entsprechend die Temperatur der Hauptkomponente im Hauptkomponentenreservoir 2 so einstellen, dass die im Behälter 100 erreichte Temperatur des Füllproduktes der gewünschten Temperatur entspricht.
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Die Sterilisationsvorrichtung 6 regelt entsprechend die Temperatur der Hauptkomponente im Hauptkomponentenreservoir 2 auf die auf diese Weise bestimmte Temperatur für die Hauptkomponente, welche notwendig ist, um im Behälter schlussendlich die gewünschte Mischtemperatur zu erreichen.
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In 2 ist schematisch ein Diagramm gezeigt, aus welchem sich bei einer vorgegebenen Zielmischtemperatur von 85°C des Füllprodukts im Behälter bei unterschiedlichen Temperaturen des Dosageproduktes, nämlich bei Temperaturen des Dosageproduktes von 15°C, 20°C, 30°C und 40°C die minimale Temperatur der Hauptkomponente im Hauptkomponentenreservoir 2 ergibt, wenn der volumenmäßige Dosageanteil des Dosageproduktes zur Hauptkomponente bekannt ist.
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Beispielsweise ergibt sich bei einem Dosageanteil von 10% des Dosageproduktes am gesamten Füllprodukt bei einer Temperatur von 30°C des zugeführten Dosageproduktes entsprechend eine Mindesttemperatur der Hauptkomponente von in etwa 92°C. Entsprechend wäre beim Vorliegen dieser Vorgaben, nämlich 10% Dosageanteil eines 30°C-kalten Dosageproduktes bei einer Zielmischtemperatur von 85°C eine Temperatur der Hauptkomponente im Hauptkomponentenreservoir 2 beziehungsweise anstehend am Füllventil 4 von 92°C notwendig. Die Sterilisationsvorrichtung 6 regelt entsprechend die Heizvorrichtung 3 derart aus, dass diese Temperatur von 92°C für die Hauptkomponente am Füllventil 4 erreicht wird.
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Weiterhin ist zu erkennen, dass je nach Mischverhältnis und je nach Temperatur des Dosageproduktes unterschiedliche Temperaturen der Hauptkomponente erforderlich sind. Es ist unmittelbar einleuchtend, dass es hierbei eine Maximaltemperatur für die Hauptkomponente gibt, die unter anderem auch von dem Druck im System abhängt. Da bei Heißabfüllverfahren jedoch üblicherweise keine hohen Drücke vorliegen, ist hier eine natürliche obere Grenze für die Temperatur der Hauptkomponente beim Einfüllen in den Behälter gegeben.
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Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Hauptkomponentenreservoir
- 20
- Hauptkomponentenzuführung
- 22
- Temperatursensor
- 24
- Heizringleitung
- 26
- Umwälzpumpe
- 28
- Durchflussmesser
- 3
- Heizvorrichtung
- 4
- Füllventil
- 40
- Füllventilkegel
- 42
- Füllventilsitz
- 5
- Dosageproduktreservoir
- 50
- Dosierventil
- 52
- Dosageproduktleitung
- 54
- Temperatursensor
- 6
- Sterilisierungsvorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2010/0132834 A1 [0009]
- US 2010/0071803 A1 [0009]
