DE102022115464A1

DE102022115464A1 - Vorrichtung zum Reinigen eines Füllventils, Ventilbaugruppe, Getränkeabfülleinrichtung und Reinigungsverfahren

Info

Publication number: DE102022115464A1
Application number: DE102022115464.5A
Authority: DE
Inventors: Johannes Kugler
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2023-12-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Reinigen eines mit einem Produktkessel (110) einer Getränkeabfülleinrichtung (100) fluidisch verbundenen Füllventils (120), umfassend eine Strömungseinrichtung (2), die ausgebildet und eingerichtet ist, ein im Füllventil (120) vorhandenes Reinigungsmedium (200) in Richtung Produktkessel (110) zu fördern.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines mit einem Produktkessel einer Getränkeabfülleinrichtung fluidisch verbundenen Füllventils, eine Ventilbaugruppe, umfassend ein mit einem Produktkessel einer Getränkeabfülleinrichtung fluidisch verbundenes Füllventil und eine solche Vorrichtung, eine Getränkeabfülleinrichtung mit einer solchen Vorrichtung, sowie ein Verfahren zum Reinigen eines mit einem Produktkessel einer Getränkeabfülleinrichtung fluidisch verbundenen Füllventils mit einer solchen Vorrichtung.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind vielfältige Getränkeabfülleinrichtungen bekannt, welche zur Abfüllung von flüssigen, pastösen oder viskosen Produkten in Behälter dienen. Beispielsweise sind Getränkeabfülleinrichtungen zur Abfüllung von Getränken in Flaschen, bevorzugt in PET- bzw. Kunststoffflaschen, oder zur Abfüllung in Dosen oder Becher sowie in Verbundkartonverpackungen, Einwegkegs, Folienbeutel oder andere Behälter bekannt, wie etwa in 1A der vorliegenden Offenbarung am Beispiel einer Kunststoffflasche veranschaulicht.
Derartige Getränkeabfülleinrichtungen weisen üblicherweise einen Rundläuferproduktkessel und eine Mehrzahl von am Boden des Rundläuferproduktkessels angeordneten Zuleitungen auf, die an ihrem distalen Ende jeweils eine Ventilbaugruppen aufweisen. Das Füllgut wird während des Abfüllvorgangs zentral aus dem Rundläuferproduktkessel in die Zuleitungen und Ventilbaugruppen gespeist und schließlich in den Ventilbaugruppen über Füllproduktabgabeöffnungen in den jeweiligen zu befüllenden Behälter eingeleitet. Bei dem Füllgut kann es sich beispielsweise um Getränke, Sirupe, oder andere flüssige pastöse oder viskose Lebensmittel wie Marmelade, Ketchup, Babybrei etc. handeln.
Sämtlichen Getränkeabfülleinrichtungen ist es gemein, dass sie bei einer Verwendung im Lebensmittelbereich stets unter hohen Hygienestandards betrieben werden müssen. Entsprechend müssen Reinigungsvorschriften vorgesehen sein, welche dafür sorgen, dass die Getränkeabfülleinrichtungen und insbesondere die Bereiche oder Komponenten, welche mit dem Füllprodukt in Kontakt kommen, hygienisch einwandfrei sind. Hierfür sind unterschiedliche Reinigungsmechanismen bekannt.
Beispielsweise werden die Anlagenbereiche der Getränkeabfülleinrichtungen, welche mit dem Füllprodukt oder den Behälter in Kontakt kommen, regelmäßig mit einem Reinigungsmedium gespült. Dabei wird zunächst der Produktkessel aus einem Produktionsbetrieb in einen Reinigungsbetrieb überführt, in welchem etwa heißes Wasser und Reinigungsmedium in den Produktkessel gefüllt werden. Im nächsten Schritt werden die in den Zuleitungen angeordneten Ventilbaugruppen gespült. Nach einer ersten Beaufschlagung mit Reinigungsmedium wird üblicherweise eine Spülung mit reinem Wasser durchgeführt, um Reinigungsmediumreste auszuspülen. In manchen Reinigungsverfahren wird auch eine Sterilisierung der Getränkeabfülleinrichtung, beispielsweise mittels Beaufschlagung mit Heißdampf bzw. Sattdampf, durchgeführt.
Während des Reinigens und Spülens werden zunächst die Füllproduktabgabeöffnung der einzelnen Ventile mittels eines Verschlusses fluiddicht verschlossen und im Anschluss wird ein Reinigungsmedium über die Kanäle, die im Produktionsbetrieb das Füllprodukt führen, in die Zuleitungen und Ventilbaugruppe eingeleitet, um die Reinigung der Ventilbaugruppe durchzuführen. Das Reinigungsmedium selbst kann aufgrund des aufgesetzten Verschlusses nicht über die Füllproduktabgabeöffnung ablaufen, sondern wird über einen separaten Reinigungskanal abgezogen, welcher beispielsweise oberhalb der Füllproduktabgabeöffnung des das produktführenden Kanals abzweigt oder durch den Verschluss geführt wird. Das Reinigungsmedium kann entsprechend die Zuläufe und das Füllventil durchströmen. Eine bespielhafte Darstellung eines solchen Reinigungsmediumstroms ist in 1B der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
Diese Reinigungsart, in welcher die Füllproduktabgabeöffnung der Ventilbaugruppe zum Reinigen der Ventilbaugruppe mit einem Verschluss verschlossen wird und in welcher alle produktführenden Komponenten mit einem Reinigungsmedium gespült werden, ohne dass dieses aus der Füllproduktabgabeöffnung austritt, wird auch als „Cleaning in Place“ (CIP) oder „Sterilisation in Place“ (SIP) bezeichnet, da die Ventilbaugruppe zur Durchführung der Reinigung nicht entfernt, ausgebaut oder auseinandergenommen werden muss.
Der die Füllproduktabgabeöffnung verschließende Verschluss ist dabei üblicherweise in Form einer Verschlusskappe ausgebildet, auch CIP-Kappe genannt, welche die Füllproduktabgabeöffnung des Füllventils fluiddicht verschließt. Hierzu wird der Verschluss bzw. die Verschlusskappe mittels einer Schwenkvorrichtung aus einer Produktionsposition, in welcher Füllproduktabgabeöffnung freigegeben ist und die Ventilbaugruppe zum Befüllen des Behälters dient, in eine Reinigungsposition verschenkt, in welche die Füllproduktabgabeöffnung fluiddicht verschlossen ist und eine Reinigung der Ventilbaugruppe durchgeführt wird.
Mit konventionellen Reinigungsvorrichtungen und -Verfahren kann eine vollständige Reinigung von Füllventilen bereits sichergestellt werden. Allerdings kann es vorkommen, dass etwa sogenannte Schattenablagerunen einen erhöhten Reinigungsbedarf nach sich ziehen, was zu verlängerten Reinigungsdauern, verkürzten Reinigungsintervallen, erhöhtem Reinigungsmittelbedarf und/oder höheren Reinigungstemperaturen führen kann. Daher besteht ein Bedarf an verbesserten, effizienteren Reinigungsvorrichtungen und -Verfahren.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Vorrichtung zum Reinigen eines mit einem Produktkessel einer Getränkeabfülleinrichtung fluidisch verbundenen Füllventils anzugeben, welche eine effizientere Reinigung des Füllventils ermöglicht.
Diese Aufgabe wird zunächst durch eine Vorrichtung zum Reinigen eines mit einem Produktkessel einer Getränkeabfülleinrichtung fluidisch verbundenen Füllventils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Reinigen eines mit einem Produktkessel einer Getränkeabfülleinrichtung fluidisch verbundenen Füllventils vorgeschlagen, umfassend eine Strömungseinrichtung, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein im Füllventil vorhandenes Reinigungsmedium zumindest teilweise in Richtung Produktkessel zu fördern.
Dadurch, dass die Strömungseinrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, ein im Füllventil vorhandenes Reinigungsmedium zumindest teilweise in Richtung Produktkessel zu fördern, können Schattenablagerungen, die sich während des Abfüllens von Produkt im Füllventil ablagern, effizient abgetragen und gereinigt werden.
Schattenablagerungen treten an Orten auf, wo ein Produktstrom durch Winkel, insbesondere Krümmungen, Rohrkniee, Abzweigungen, Rohrerweiterungen oder Rohrverjüngungen geleitet wird und die Strömung stationäre Beruhigungen, Wirbel oder Totbereiche ausbildet. An diesen Orten, die im Schatten der jeweiligen geometrischen Ausprägungen der produktführenden Leitungen liegen und entsprechend nicht ständig von frischem Produkt durchströmt werden, können sich Produktablagerungen bilden, die auch als Schattenablagerungen bezeichnet werden.
Die vorgeschlagene Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass derartige Schatten häufig ebenso stark oder in ähnlicher Form auftreten, wenn Reinigungsmedium in der derselben Richtung durch ein betreffendes Leitungsstück geleitet wird, da die Schattenbildung voranging ein fluiddynamisches Phänomen ist. Entsprechend kann es bei Durchspülung mit Reinigungsmedium in derselben Richtung wie der reguläre Produktstrom der Fall sein, dass die Reinigungsleistung des Reinigungsmediums gerade dort, wo der Reinigungsbedarf am größten ist, besonders gering oder zumindest unterdurchschnittlich ist.
Dadurch, dass die vorgeschlagene Strömungseinrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, ein im Füllventil vorhandenes Reinigungsmedium zumindest teilweise in Richtung Produktkessel zu fördern, kann das Reinigungsmedium neben der regulären Strömungsrichtung, also einer Richtung aus dem Produktkessel über die Zuläufe in das Füllventil hinein, zusätzlich in die entgegengesetzte Richtung, einer Richtung aus dem Füllventil zurück in den Produktkessel, gefördert werden. Mit anderen Worten kann dadurch das Reinigungsmedium auf und ab bewegt werden, wodurch quasi ein Fluidbürsten-Effekt erzielt werden kann.
Eine Durchströmung in der entgegengesetzten Richtung hat sich als besonders effektiv für die Beseitigung von Schattenablagerungen erwiesen, da sich Schattenablagerungen aus Sicht eines entgegengesetzt strömenden Reinigungsmediums häufig an Orten mit besonders hohem Gesamtdruck befinden, welcher durch aufprallendes oder umgeleitetes Reinigungsmedium in dem betreffenden Leitungssegment erzeugt wird. Dadurch können Schattenablagerungen, die sich während des Abfüllens von Produkt im Füllventil ablagern, effizient abgetragen und gereinigt werden.
Die Strömungseinrichtung muss naturgemäß ausreichend dimensioniert sein, damit sich eine Förderung von Reinigungsmedium durch ein Transportmedium in Richtung Produktkessel, insbesondere eine Strömungsumkehr, einstellt. Eine entsprechende Dimensionierung beruht auf einfachen, dem Fachmann allgemein bekannten Überlegungen, insbesondere auf dem Gebiet der Fluiddynamik, und/oder einfachen Experimenten, die der Fachmann anwendungsfallspezifisch durchzuführen hat. Damit wird dann ein entsprechender Druck und ein entsprechendes Volumen des Transportmediums erreicht, mittels welchen die Strömungsumkehr erreicht werden kann.
Im Sinne der vorliegenden Offenbarung kann unter einem fluidisch verbundenem Füllventil ein Ventil verstanden werden, das wie auch der Produktkessel und die Zuläufe in Kontakt mit dem abzufüllenden Produkt während des Abfüllvorgangs in Kontakt kommt. Ein im Füllventil vorhandenes Reinigungsmedium kann ein stehendes oder fließendes Reinigungsmedium sein, wie etwa Wasser, insbesondere heißes Wasser, mit oder ohne Zusatzstoffen wie sie aus der Reinigung von Getränkeabfülleinrichtungen allgemein bekannt sind.
Weiterhin kann unter einer Strömungseinrichtung grundsätzlich jede Einrichtung verstanden werden, die geeignet ist, Reinigungsmedium mittels fluiddynamischer Transportprozesse zu fördern. Die durch das Fördern des Reinigungsmediums in Richtung Produktkessel beobachtbare Reinigungswirkung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf das Füllventil beschränkt, sondern kann sich auf alle weiteren Komponenten erstrecken, die in Kontakt mit Reinigungsmedium kommen.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung kann die Strömungseinrichtung eine Transportfluidleitung zur Beaufschlagung des Füllventils mit einem Transportfluid aufweisen. Beispielsweise kann die Transportfluidleitung eine externe Leitung sein, die ausgebildet und eingerichtet ist, das Füllventil mit einem Transportfluid zu beaufschlagen. Damit kann gemeint sein, dass die Transportfluidleitung ausgebildet und eingerichtet ist, das im Füllventil vorhandene Reinigungsmedium über die Transportfluidleitung mit einem weiteren Fluid, dem Transportfluid, zu beaufschlagen. Im Sinne der vorliegenden Offenbarung kann eine Eigenschaft des Transportfluids sein, zumindest einen Teil des im Füllventil vorhandene Reinigungsmediums in Richtung Produktkessel zu fördern, bzw. mitzureißen.
Durch das Beaufschlagen des Füllventils mit einem Transportfluid über die Transportfluidleitung kann eine Umkehr der Strömungsrichtung des Reinigungsmediums, welches ansonsten aus dem Produktkessel in Richtung Füllventil strömt, erzwungen werden. Durch das Bereitstellen der Transportfluidleitung zu Beaufschlagung des Füllventils mit einem Transportfluid kann auf einfache Weise eine Strömungseinrichtung bereitgestellt werden, die geeignet ist, ein im Füllventil vorhandenes Reinigungsmedium in Richtung Produktkessel zu fördern. Dadurch kann auf einfache Weise eine Umkehr in der Durchströmungsrichtung des Reinigungsmediums erzielt werden, wodurch Schattenablagerungen effizient beseitigt und eine insgesamt verbesserte Reinigung erzielt werden können.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung kann das Transportfluid Luft, insbesondere Sterilluft, aufweisen oder daraus bestehen, wobei die Strömungseinrichtung ausgebildet und eingerichtet sein kann, zumindest einen Teil eines aus dem Produktkessel stammendes Reinigungsmedium mittels einer Zweiphasenströmung aus Reinigungsmedium und Transportfluid wieder zurück in Richtung des Produktkessels zu fördern.
Durch die Verwendung von Luft als Transportfluid kann der Dichteunterschied zwischen Luft und flüssigem Reinigungsmedium gezielt zur effizienten Förderung von Reinigungsmedium genutzt werden, wobei die Förderung in diesem Fall durch ein Mitreißen von Reinigungsmedium durch nach oben strebende Luft erzielt werden kann.
Beispielsweise können gezielt einstellbare Zweiphasenströmungen in den fluidisch verbundenen Komponenten ausgebildet werden, insbesondere Blasenströmungen, Pfropfenströmungen, Schaumströmungen, Ringströmungen und Ring-Tröpfchenströmungen, wodurch unterschiedliche Reinigungsintensitäten abgebildet werden können. Durch die Verwendung von Luft als Transportmedium können hohe Turbulenzgrade und Strömungsgeschwindigkeiten in den fluidisch verbundenen Komponenten, insbesondere im Füllventil, erzielt werden. Dadurch können erhöhte fluidmechanische Krafteinwirkungen auf überströmte Oberflächen realisiert werden, wodurch die Reinigungswirkung deutlich verbessert werden kann.
Die Verwendung von Sterilluft hat den entscheidenden Vorteil, dass dabei keine Keime, Partikel, oder anderweitige Verunreinigungen in dem Produktkessel eingeführt werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Reinigungsvorgang und folgende Abfüllprozesse durch das Einleiten von Luft als Transportfluid nicht beeinträchtigt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung weiterhin einen Verschluss umfassen, der ausgebildet und eingerichtet ist, in eine die Füllproduktabgabeöffnung verschließende Reinigungsposition gebracht zu werden. In der Reinigungsposition kann der Verschluss dann fest auf der Füllproduktabgabeöffnung aufsitzen, sodass eine fluiddichte Verbindung geschaffen wird, über die kein Reinigungsmedium austritt. Durch das Vorsehen eines derartigen Verschlusses kann sichergestellt werden, dass kein Reinigungsmedium über die Füllproduktabgabeöffnung das System verlässt. Dadurch kann die Betriebssicherheit verbessert werden und eine Verunreinigung von stromabwärts des Produktstroms angeordneten Komponenten der Getränkeabfülleinrichtung durch Reinigungsmedium vermieden werden. Weiterhin kann durch das Vorsehen eines Verschlusses ein möglichst auf die zu reinigenden Komponenten beschränkter Reinigungsmediumkreislauf realisiert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung kann die Transportfluidleitung so am Verschluss ausgebildet sein, dass die Transportfluidleitung in der Reinigungsposition mit dem Füllventil fluidisch verbunden ist. Dadurch kann der Verschluss zweierlei Funktionen erfüllen, nämlich das fluiddichte Abdichten der Füllproduktabgabeöffnung gegenüber Reinigungsmedium einerseits und das Bereitstellen eines Einlasses für Transportfluid über die Transportfluidleitung andererseits. Dies hat den Vorteil, dass bereits bestehende CIP-Kappen mit einer entsprechenden Transportfluidleitung nachgerüstet werden können, wodurch Kosten erheblich reduziert werden können. Weiterhin hat dies den Vorteil, dass das Transportfluid an dem hydraulisch tiefsten Punkt in der Fluidleitung zwischen Produktkessel und Füllventil eingeführt wird. Dadurch kann der Fördereffekt des eingebrachten Transportfluids verbessert werden.
Gemäß bevorzugten Weiterbildung ist die Strömungseinrichtung ausgebildet und eingerichtet, Luft, insbesondere Sterilluft mit hohem Druck, beispielsweise 3 bar Absolutdruck, in das Füllventil einzubringen. Dadurch können besonders hohe Strömungsgeschwindigkeiten in der Zweiphasenströmung erzielt werden. Weiterhin können besonders hohe Turbulenzen in der Zweiphasenströmung erzielt werden. Beide Effekte haben den Vorteil, dass dadurch eine vergrößerte fluidmechanische Kraft auf kontaktierten Oberflächen einwirkt, wodurch die Reinigungswirkung weiter verbessert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann die Vorrichtung weiter eine Reinigungsmediumleitung aufweisen, die ausgebildet und eingerichtet ist, in der Reinigungsposition zwischen Füllventil und Reinigungsmediumleitung eine Fluidverbindung herzustellen. Demnach kann Reinigungsmedium beispielsweise über den Verschluss aus dem Füllventil austreten bzw. in das Füllventil eintreten, je nachdem, ob eine konventionelle oder Strömungseinrichtung-induzierte Kraft auf das Reinigungsmedium wirkt. Auf diese Weise kann auf einfache und sichere Weise eine Zirkulation von Reinigungsmedium zwischen Produktkessel, Füllventil und Strömungseinrichtung bzw. Transportfluidleitung erzielt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung kann die Vorrichtung weiterhin eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Strömungseinrichtung, insbesondere eines Transportfluidmassenstroms, aufweisen. Durch das Vorsehen einer Steuereinrichtung kann die Strömungseinrichtung gezielt angesteuert werden, insbesondere aktiviert oder deaktiviert werden, wodurch unterschiedliche Reinigungsprogramme bzw. Reinigungsintensitäten realisiert werden können. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung Verschmutzungsgrad-spezifisch gereinigt werden kann. Dadurch können Kosten eingespart und Ressourcen geschont werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Vorrichtung weiterhin eine CIP-Kappeneinrichtung aufweisen, in welche die Strömungseinrichtung integriert ist. Auf diese Art und Weise kann auf einfache, kostengünstige und kurzfristige Weise eine bestehende CIP-Kappeneinrichtung mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung nachgerüstet werden.
Alternativ oder ergänzend kann das Transportfluid eine Flüssigphase aufweisen, insbesondere heißes oder kaltes Wasser, eine Lauge, und/oder Reinigungsmittel. Weiterhin kann das Transportfluid zusätzlich zu gasförmigen Stoffen sowohl Flüssig- als auch Feststoffe enthalten.
Die der vorliegenden Offenbarung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin mit einer Ventilbaugruppe gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird eine Ventilbaugruppe, umfassend ein mit einem Produktkessel einer Getränkeabfülleinrichtung fluidisch verbundenes Füllventil, sowie eine Vorrichtung zum Reinigen desselben gemäß der vorliegenden Offenbarung vorgeschlagen. In Bezug auf die Vorrichtung zum Reinigen des mit einem Produktkessel einer Getränkeabfülleinrichtung verbundenen Füllventils gelten dieselben Definitionen, Gesetzmäßigkeiten und Erläuterungen wie zuvor offenbart.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Füllventil an einem distalen Ende einer Zuleitung aus einem Produktkessel, vorzugsweise einem Rundläuferproduktkessel angeordnet sein, wobei die Vorrichtung ortsfest am Füllventil angeordnet sein kann. Durch die ortsfeste Anordnung der Reinigungsvorrichtung am Füllventil kann gewährleistet werden, dass die Funktion der Reinigungsvorrichtung unabhängig von einer Drehbewegung der Getränkeabfülleinrichtung ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Füllventil ein pneumatisch betätigbares Schaltventil sein, insbesondere ein stromlos-geschlossenes Schaltventil. Dadurch kann die fluidische Verbindung zwischen Zuleitung bzw. Produktkessel und Füllproduktabgabeöffnung unabhängig vom Verschluss geschaltet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann das Füllventil einen Ventilkegel, einen Ventilsitz, eine interne CIP-Leitung, und/oder eine Füllproduktabgabeöffnung aufweisen. Durch Ventilkegel und Ventilsitz kann ein Fluidstrom unterbrochen werden, indem der Ventilkegel auf dem Ventilsitz aufsitzt, etwa aufgrund einer Schaltung, eines Stromausfalls und/oder eines Not-aus Steuersignals. Dadurch kann die Betriebssicherheit der Ventilbaugruppe erhöht werden.
Die oben beschriebene Aufgabe wird weiterhin durch eine Getränkeabfülleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Getränkeabfülleinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird eine Getränkeabfülleinrichtung vorgeschlagen, umfassend einen Rundläuferproduktkessel und eine Mehrzahl von Zuleitungen und jeweils an einem distalen Ende einer Zuleitung angeordnete Ventilbaugruppe gemäß der vorstehenden Offenbarung. Im einfachsten Fall gilt, dass je Zuleitung eine Ventilbaugruppe am distalen Ende der Zuleitung angeordnet ist. Weiterhin können eine, manche, oder alle Zuleitungen ferner ein Regelventil umfassen, über das ein Produktstrom und/oder Reinigungsmediumstrom eingestellt werden kann, vorzugsweise basierend auf einem Volumenstrom, einem Massenstrom, oder prozentualer Regelventilstellung. In Bezug auf die Ventilbaugruppe gelten dieselben Definitionen, Gesetzmäßigkeiten und Erläuterungen wie zuvor offenbart.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Getränkeabfülleinrichtung weiterhin eine Transportfluidversorgungseinrichtung aufweisen, die eine Transportfluidquelle, Transportfluidleitungsmittel sowie Sicherheitsventile zum Entlüften der Transportfluidversorgungseinrichtung aufweist. Dadurch kann eine Versorgung einer bzw. mehrerer oder aller Vorrichtungen mit Transportfluid gewährleistet werden, ohne dass dadurch Sicherheitseinbußen für den Betrieb der Getränkeabfülleinrichtung im Reinigungsmodus entstehen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Getränkeabfülleinrichtung ausgebildet und eingerichtet sein, in einem ersten Arbeitswinkel die Strömungseinrichtung in einen aktivierten Zustand zu schalten, und in einem zweiten Arbeitswinkel die Strömungseinrichtung in einen deaktivierten Zustand zu schalten. Beispielsweise kann die Getränkeabfülleinrichtung hierzu einen Rundlaufantrieb und eine Rundlaufsteuerung aufweisen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Getränkeabfülleinrichtung ausgebildet und eingerichtet sein, die Mehrzahl von Ventilbaugruppen einmalig, mehrmals, sequenziell, und/oder als Funktion einer Rotation der Getränkeabfülleinrichtung zu schalten. Auf diese Weise können kontrollierte, vorab bestimmbare Reinigungsprozeduren definiert werden, die unterschiedlichen Reinigungsintensitäten oder -Programmen entsprechen. Dadurch können Ressourcen geschont und Standzeiten minimiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Getränkeabfülleinrichtung ausgebildet und eingerichtet sein, die Strömungseinrichtung in einem ersten Arbeitswinkel in einen aktiven Zustand zu schalten und/oder die Strömungseinrichtung in einem zweiten Arbeitswinkel in einen deaktivierten Zustand zu schalten.
Beispielsweise kann die Getränkeabfülleinrichtung eine Mehrzahl von Zuleitungen umfassen, an deren distalen Enden jeweils eine Ventilbaugruppe angeordnet ist, wobei Zuläufe und Ventilbaugruppen drehstarr an einem Boden eines Rundläuferproduktkessels angeordnet und fluidisch mit dem Rundlaufkessel verbunden sind. Wenn sich die Getränkeabfülleinrichtung in einem Reinigungszustand befindet, kann der Rundläuferproduktkessel beispielsweise in einem Arbeitswinkel rotiert werden, welcher einem Drehwinkel um die vertikale Längsachse des Rundläuferproduktkessels entsprechen kann und identisch zu einem Drehwinkel sein kann, wie er sich bei einem Produktabgabezustand des Rundläuferproduktkessels einstellt.
Dabei können beispielsweise alle Ventilbaugruppen, die zu einem gegebenen Zeitpunkt in einem zweiten Arbeitswinkel rotieren, d.h. einen zweiten Arbeitswinkelbereich überstreichen, konventionell von Reinigungsmittel durchströmt werden, beispielsweise mit einer Durchströmung aus dem Rundläuferproduktkessel in Richtung Füllventil. Dies kann dadurch erzielt werden, dass sich im Rundläuferproduktkessel während des Reinigungszustands Reinigungsmedium befindet, und dadurch, dass die Strömungseinrichtung beispielsweise deaktiviert ist oder so weit heruntergefahren ist, dass keine Strömungsumkehr von Reinigungsmedium ausgebildet wird.
Gleichwohl können alle Ventilbaugruppen, die zu dem gegebenen Zeitpunkt in einem ersten Arbeitswinkel rotieren, d.h. einen ersten Arbeitswinkelbereich überstreichen, entgegen der konventionellen Richtung durchströmt werden, beispielsweise mit einer Durchströmung aus dem Füllventil in Richtung Rundläuferproduktkessel. Dies kann dadurch erzielt werden, dass sich im Füllventil Reinigungsmedium befindet, und dadurch, dass die Strömungseinrichtung beispielsweise aktiviert ist und entsprechend eine Strömungsumkehr von Reinigungsmedium ausgebildet wird.
Dadurch kann jede Ventilbaugruppe je Umdrehung des Rundläuferproduktkessels eine aufeinanderfolgende Durchspülung in beiden Durchspülrichtungen „konventionell“ und „entgegengesetzt“ durchlaufen. Beispielsweise kann dieser Vorgang beliebig oft durch eine andauernde Rotation des Rundläuferproduktkessels wiederholt werden, vorausgesetzt, dass Reinigungsmedium in den Rundläuferproduktkessel zurückzirkuliert wird, etwa durch CIP-Leitungen.
Die intervallsmäßige Aufteilung kann dabei über eine Angabe der Größenverhältnisse zwischen erstem Arbeitswinkel zu zweitem Arbeitswinkel erfolgen und einem Verhältnis von 1:4, 1:6, oder 1:12 entsprechen. Weiterhin kann diese Aufteilung an unterschiedliche Reinigungsintensitäten gekoppelt sein. Dadurch können die Füllventile, die Zuleitungen und der Rundläuferproduktkessel einfach und wiederholbar effektiv gereinigt werden, wodurch Schattenablagerungen effizient abgetragen werden können.
Anstelle der Getränkeabfülleinrichtung können ebenso die Ventilbaugruppe und/oder die Reinigungsvorrichtung entsprechend ausgebildet und eingerichtet sein. Unter einem Arbeitswinkel kann im Sinne der vorliegenden Offenbarung ein vorab definierter Winkel gemeint sein, den die Getränkeabfülleinrichtung bei einer (Teil)-Rotation überstreicht. Auf diese Weise können kontrollierte, vorab bestimmbare Reinigungsprozeduren definiert werden, die unterschiedlichen Reinigungsintensitäten oder -Programmen entsprechen. Dadurch können Ressourcen geschont und Standzeiten minimiert werden.
Die oben beschriebene Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus dem Unteranspruch.
Entsprechend wird ein Verfahren zum Reinigen eines mit einem Produktkessel einer Getränkeabfülleinrichtung fluidisch verbundenen Füllventils mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst das Fördern eines im Füllventil vorhandenen Reinigungsmediums in Richtung Produktkessel und Beobachten einer verbesserten Reinigung des Füllventils. Es gelten dieselben Definitionen, Gesetzmäßigkeiten und Erläuterungen wie hierin in Bezug auf die Reinigungsvorrichtung, die Ventilbaugruppe und die Getränkeabfülleinrichtung offenbart.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Förderschritt einen Teilschritt des Beaufschlagens des Füllventils mit Luft, insbesondere Sterilluft, umfassen, in einem Ausmaß, dass ausreichend ist, ein aus dem Produktkessel strömendes Reinigungsmedium mittels einer Zweiphasenströmung aus Reinigungsmedium und Transportfluid in Richtung Produktkessel zu fördern.
Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1A eine schematische Darstellung eines Füllventils gemäß dem Stand der Technik im Abfüllbetrieb;
1B eine schematische Darstellung des Füllventils aus 1 im Reinigungsbetrieb gemäß dem Stand der Technik;
2 eine schematische Darstellung eines Füllventils zusammen mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
3 eine detaillierte Schnittdarstellung eines Füllventils zusammen mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
4 eine schematische Darstellung einer Ventilbaugruppe gemäß einer Ausführungsform;
5 eine schematische Darstellung einer Getränkeabfülleinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
6 eine schematische Draufsicht auf eine Getränkeabfülleinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
7 ein schematisches Ablaufdiagram eines Reinigungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
8 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Reinigungsverfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
In 1A ist schematisch ein Füllventil 120 gemäß dem Stand der Technik dargestellt, das im Abfüllbetrieb betrieben wird. Ein Behälter 500 ist unterhalb einer Füllproduktabgabeöffnung 128 des Füllventils 120 angeordnet. Im Abfüllbetrieb strömt Füllprodukt 400 von oben durch das Füllventil 120 hindurch und an einem Ventilkegel 122 vorbei, wobei der Ventilkegel 122 in Bezug auf den Ventilsitz 124 in eine offene Position geschaltet ist. Weiterhin ist eine interne CIP-Leitung 126 des Füllventils 120 gezeigt, die nicht von Produkt 400 durchströmt wird.
In 1B ist schematisch das Füllventil 120 aus 1 im Reinigungsbetrieb gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Entsprechend wird das Füllventil 120 anstelle von Produkt von einem Reinigungsmedium 200 durchströmt. Innerhalb des Füllventils 120 strömt das Reinigungsmedium 200 in derselben Richtung wie das Füllprodukt 400 in 1A. Die Füllproduktabgabeöffnung 128 wird über einen Verschluss 8 einer CIP-Kappeneinrichtung 14 fluiddicht verschlossen und befindet sich in einer die Füllproduktabgabeöffnung 128 verschließenden Reinigungsposition R.
Analog zur Abbildung aus 1A ist der Ventilkegel 122 in Bezug auf den Kegelsitz 124 in eine offene Position geschaltet. Da die Füllproduktabgabeöffnung 128 für das Reinigungsmedium 200 verschlossen bleibt, wird das Reinigungsmedium 200 am Verschluss 8 umgelenkt und in die interne CIP-Leitung 126 umgelenkt. Die interne Leitung 126 ermöglicht eine Rückführung oder Weiterleitung des Reinigungsmediums 200. Auf diese Weise können die füllproduktbeaufschlagten Oberflächen des Füllventils gereinigt werden und das Reinigungsmedium 200 das Füllventil 120 beispielsweise in einem Reinigungskreislauf durchfließen.
In 2 ist eine schematische Darstellung eines Füllventils 120 zusammen mit einer Reinigungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt.
Entsprechend ist eine Reinigungsvorrichtung 1 zum Reinigen eines mit einem Produktkessel 110 (nicht gezeigt in 2) einer Getränkeabfülleinrichtung fluidisch verbundenen Füllventils 120 gezeigt. Der Produktkessel ist oberhalb des Füllventils 120 angeordnet und kann alternativ auch beispielsweise in Form eines Ringkessels ausgebildet sein.
Die Reinigungsvorrichtung 1 umfasst eine Strömungseinrichtung 2, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein im Füllventil 120 vorhandenes Reinigungsmedium 20 in Richtung Produktkessel zu fördern. Entsprechend strömt in der Abbildung aus 2 das Reinigungsmedium 200 entgegen der Richtung des Reinigungsmediums 200 aus 1B, so wie durch die Pfeile angedeutet.
Gemäß der Abbildung aus 2 kann die Strömungseinrichtung 2 eine Transportfluidleitung 4 zur Beaufschlagung des Füllventils 120 mit einem Transportfluid 6 aufweisen. Beispielsweise kann das Transportfluid 6 Luft, insbesondere Sterilluft, aufweisen oder daraus bestehen. Die Strömungseinrichtung 2 kann dabei ausgebildet und eingerichtet sein, ein zunächst aus dem Produktkessel strömendes Reinigungsmedium 200 mittels einer Zweiphasenströmung aus Reinigungsmedium 200 und Transportfluid 6 zumindest teilweise nach oben aus dem Füllventil 120 zu fördern, was einer Richtung hin zum Produktkessel entsprechen kann.
Entsprechend strömen sowohl Reinigungsmedium 200 als auch Transportfluid 6 nach oben, wodurch die Strömungsrichtung im Füllventil 120 entgegengesetzt, oder umgekehrt, ist zu einer Strömungsrichtung des Füllprodukts. In der gesamten Getränkeabfülleinrichtung 100 befindet sich in dem dargestellten Reinigungszustand natürlich vorzugsweise kein Produkt, sondern lediglich Reinigungsmedium 200 und Transportfluid 6.
Weiterhin kann die Vorrichtung einen Verschluss 8 umfassen, der ausgebildet und eingerichtet ist, in eine die Füllproduktabgabeöffnung 128 verschließende Reinigungsposition R gebracht zu werden. Der Verschluss 8 kann einer an sich bekannten Reinigungskappe/CIP-Kappe entsprechen. Ferner kann die Transportfluidleitung 4 derart am Verschluss 8 ausgebildet sein, dass die Transportfluidleitung 4 in der Reinigungsposition R mit dem Füllventil 120 fluidisch verbunden ist.
Um eine Reinigung der füllproduktberührenden Oberflächen des Füllventils 120 zu erreichen, findet daher zunächst einmal in an sich bekannter Weise ein Durchströmen des Füllventils 120 mit einem Reinigungsmedium statt, welches an dem Verschluss 8 ansteht und beispielsweise über die interne Leitung 126 in einem Kreislauf geführt werden. Die Richtung des Durchströmens mit dem Reinigungsmedium entspricht dabei zunächst der Richtung, in der auch das Füllprodukt durch das Füllventil 120 strömt.
Alternativ kann auch die interne Leitung 126 nicht vorhanden sein und das Reinigungsmedium 200 wird durch die Transportfluidleitung 4 abgeleitet und beispielsweise im Kreislauf geführt. Dies kann vom Aufbau her der sich bekannten cleaning-in-place (CIP) Reinigung entsprechen.
Wird dann aber die Strömungseinrichtung 2 aktiviert, so wird ein Transportfluid 6 in die Transportfluidleitung 4 so eingebracht, dass das im Füllventil 120 befindliche Reinigungsmedium zumindest teilweise durch das Transportfluid 6 zusammen mit dem Transportfluid 6 in die zu der vorherigen Fließrichtung entgegengesetzte Richtung, so wie sie in 2 durch die Pfeile angedeutet ist, durch das Füllventil 120 hindurch strömt. Mit anderen Worten strömt das Transportfluid 6 zusammen mit dem Reinigungsmedium aufwärts in Richtung des Füllproduktkessels oder einer Ringleitung.
Dazu ist die Strömungseinrichtung 2 so ausgebildet und eingerichtet, dass das Transportfluid 6 so mit einem solchen Druck und in einem solchen Volumen in die Transportfluidleitung 4 eingebracht wird, dass ein erfolgreiches zumindest teilweises Zurückdrängen des Reinigungsmediums in Richtung des Füllproduktkessels oder der Ringleitung erreicht wird.
In einem bevorzugten Fall wird das in dem Füllventil 120 vorliegende Reinigungsmedium durch das Transportfluid 6, also beispielsweise durch die Sterilluft, vollständig wieder in den Füllproduktkessel oder die Ringleitung zurückgedrängt bzw. geblasen.
Mit anderen Worten wird die Fließrichtung des Reinigungsmediums 6 durch das Aktivieren der Strömungseinrichtung 2 quasi umgekehrt.
Durch das Einbringen des Transportfluids 6 können in dem Reinigungsmedium in dem Füllventil 120 auch Turbulenzen eingetragen werden, die für die Reinigungswirkung entsprechend vorteilhaft sein können. Dies kann beispielsweise durch das Aufsteigen von Blasen des Transportfluids 6 erreicht werden.
In 3 ist eine detaillierte Schnittdarstellung eines Füllventils 120 zusammen mit einer Reinigungsvorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die Vorrichtung 1 ist dabei als Komponente einer Ventilbaugruppe 300 einer Getränkeabfülleinrichtung 100 dargestellt. Der Verschluss 8 der Vorrichtung 1 befindet sich in einer beinahe geschlossenen Position.
Die Vorrichtung 1 zum Reinigen des Füllventils 120 kann dabei eine Strömungseinrichtung 2 mit einer Transportfluidleitung 4 aufweisen, durch die Transportfluid 6 über den Verschluss 8 in das Füllventil 120 geleitet werden kann, sobald der Verschluss in der geschlossenen Reinigungsposition R ist.
Der Verschluss 8 und die Strömungseinrichtung 2 können dabei als CIP-Kappeneinrichtung 14 ausgebildet sein.
In 4 ist schematisch eine Darstellung einer Ventilbaugruppe 300 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Ventilbaugruppe 300 umfasst ein mit einem Produktkessel 110 (nicht gezeigt in 4) fluidisch verbundenes Füllventil 120 und eine Vorrichtung 1 zum Reinigen des Füllventils 120. Die Vorrichtung 1 ist dabei schematisch am unteren Ende der Ventilbaugruppe 300 angedeutet. In Bezug auf die Vorrichtung 1 sowie das Füllventil 120 gelten dieselben Ausführungen wie in den 2 und 3 offenbart, soweit kompatibel.
Das Füllventil 120 der Ventilbaugruppe 300 kann dabei an einem distalen Ende 132 einer von einem Produktkessel (nicht abgebildet in 4) kommenden Zuleitung 130 angeordnet sein. Die Vorrichtung 1 kann dabei ortsfest am Füllventil 120 angeordnet sein.
Die Ventilbaugruppe 300 gemäß der Abbildung aus 4 befindet sich in der gezeigten Position in einem Reinigungszustand und der Verschluss 8 der Vorrichtung 1, der Teil einer CIP-Kappeneinrichtung 14 ist, befindet sich in der Reinigungsposition R. Die CIP-Kappenvorrichtung 14 verschließt entsprechend die Füllproduktabgabeöffnung 128.
Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine Strömungseinrichtung 2 innerhalb der CIP-Kappeneinrichtung 14, wobei die Strömungseinrichtung 2 eine Transportfluidleitung 4 aufweist, über die Transportfluid 6 von außen in das Füllventil 120 gebracht werden kann. Der Pfeil am unteren Ende des Füllventils 120 entspricht der Zufuhrrichtung eines Transportfluids 6, insbesondere Luft, noch mehr bevorzugt Sterilluft.
Gleichwohl entspricht der Pfeil weiter stromabwärts in der Zuleitung 130 einer Zweiphasenströmung, bestehend aus Reinigungsmedium 200 und Transportfluid 6. Mit anderen Worten drückt das Transportfluid 6 das Reinigungsmedium 200 entgegen der ursprünglichen Fließrichtung des Reinigungsmediums 200 wieder in Richtung des Produktkessels. Das Füllventil 120 selbst kann weiterhin einen Ventilkegel 122 sowie einen Ventilsitz 124 aufweisen, die in der gezeigten Abbildung in einer geöffneten Position sind.
Zum Befüllen eines Behälters mit Füllprodukt ist der Verschluss 8 beziehungsweise die CIP-Kappenvorrichtung 14 natürlich nicht unterhalb der Füllproduktabgabeöffnung 128 angeordnet, sondern aus dem Weg geschwenkt.
In 5 ist schematisch eine Getränkeabfülleinrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Getränkeabfülleinrichtung 100 weist einen Produktkessel 100, insbesondere einen Rundläuferproduktkessel 150, und eine Mehrzahl von Zuleitungen 130 sowie an einem distalen Ende 132 einer, mancher, oder aller Zuleitungen 130 angeordnete Ventilbaugruppen 300 auf. Bei der Ventilbaugruppe 300 handelt es sich um eine Ventilbaugruppe 300 gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Die Getränkeabfülleinrichtung 100 gemäß der Abbildung in 5 befindet sich in einem Reinigungszustand und ist mit Reinigungsmedium 200 gefüllt. Dabei ist der Rundläuferproduktkessel 150 drucklos.
Zur Schaltung der Fluide in der Getränkeabfülleinrichtung 100 stehen zumindest das Füllventil 120 und ein Regelventil 140 zur Verfügung. Während das Füllventil 120 ein pneumatisches Schaltventil sein kann, insbesondere ein federvorgespanntes Druckluftventil, kann das Regelventil 140 geeignet sein, einen Durchfluss oder einen Massenfluss des Füllprodukts beim Befüllen eines Behälters einzustellen.
Die Strömung des Transportfluids 6 in der Strömungseinrichtung 2, insbesondere in der Transportfluidleitung 4, kann über Mittel zur Messung, Steuerung, und Regelung von Transportfluid 6 gesteuert oder geregelt sein und es können insbesondere eine Druckquelle und entsprechende Schaltventile vorgesehen sein, mittels derer das Transportfluid 6 in die Transportfluidleitung 4 eingebracht werden kann. Alternativ oder ergänzend können auch Komponenten zur Temperatur-, Volumenstrom- oder Massenstromregelung des Transportfluids 6 vorhanden sein.
In 6 ist sehr schematisch eine Draufsicht auf eine Getränkeabfülleinrichtung 100 gemäß einer Weiterbildung gezeigt. Gemäß der gezeigten Abbildung können die Ventilbaugruppen 300 ausgebildet und eingerichtet sein, über die Strömungseinrichtung 2 in einem ersten Arbeitswinkelbereich 160 das Transportfluid 6 aktiv einzuleiten und in einem zweiten Arbeitswinkelbereich 170 das Einleiten des Transportfluids 6 zu deaktivieren.
Gemäß der in 6 gezeigten Abbildung kann die Getränkeabfülleinrichtung 100 eine Mehrzahl von Zuleitungen 130 umfassen, an deren distalen Enden jeweils eine Ventilbaugruppe 300 angeordnet ist, wobei Zuläufe 130 und Ventilbaugruppen 300 drehstarr an einem Boden eines Rundläuferproduktkessels 150 angeordnet und fluidisch mit dem Rundläuferproduktkessel 150 verbunden sein können.
Wenn sich die Getränkeabfülleinrichtung 100 in einem Reinigungszustand befindet, kann der Rundläuferproduktkessel 150 beispielsweise in einem Arbeitswinkel rotiert werden, welcher einem Drehwinkel um eine vertikale Längsachse des Rundläuferproduktkessels 150 entsprechen kann und identisch zu einem Drehwinkel sein kann, wie er sich bei einem Produktabgabezustand des Rundläuferproduktkessels einstellt.
Dabei können beispielsweise alle Ventilbaugruppen 300, die zu einem gegebenen Zeitpunkt in einem zweiten Arbeitswinkel 170 rotieren, d.h. einen zweiten Arbeitswinkelbereich überstreichen, konventionell von Reinigungsmedium durchströmt werden, beispielsweise mit einer Durchströmung aus dem Rundläuferproduktkessel 150 in Richtung Füllventil 120. Dies kann dadurch erzielt werden, dass sich im Rundläuferproduktkessel 150 während des Reinigungszustands Reinigungsmedium 200 befindet, und dadurch, dass kein oder nur ein sehr geringer Strom von Transportfluid 6 in die Transportfluidleitung 4 eingebracht wird. Mit anderen Worten fließt das Reinigungsmedium durch die Füllventile 120 hindurch und in die Transportfluidleitung herein - wie bei einer herkömmlichen CIP-Reinigung. Es findet entsprechend noch keine Umkehr der Strömungsrichtung durch das Einbringen des Transportfluids 6 in die Transportfluidleitung 4 statt, denn das Transportfluid 6 ist in diesem Arbeitswinkel 170 noch nicht eingeschaltet.
Gleichwohl können alle Ventilbaugruppen, die zu dem gegebenen Zeitpunkt in dem ersten Arbeitswinkel 160 rotieren, d.h. einen ersten Arbeitswinkelbereich überstreichen, entgegen der konventionellen Richtung durchströmt werden, beispielsweise mit einer Durchströmung aus dem Füllventil 120 in Richtung Rundläuferproduktkessel 150. Dies kann dadurch erzielt werden, dass sich im Füllventil 120 bereits Reinigungsmedium 200 befindet und dadurch, dass über die Strömungseinrichtung 2 in die Transportfluidleitung 4 ein Transportfluid 6 entgegen der eigentlichen Fließrichtung des Reinigungsmediums eingebracht wird und auf diese Weise eine Strömungsumkehr des Flusses des Reinigungsmediums 200 erreicht wird. Es findet entsprechend eine Umkehr der Strömungsrichtung durch das Einbringen des Transportfluids 6 in die Transportfluidleitung 4 statt.
Bei der Strömungsumkehr muss es sich nicht um eine vollständige Strömungsumkehr handeln, sondern es reicht für die Verbesserung der Reinigungswirkung aus, wenn lokal eine entgegen der üblichen Reinigungsmedienströmung gerichtete Strömung auftritt, mittels derer ein Überstreichen der entsprechenden Bereiche der Oberflächen in einer der üblichen Richtung entgegengesetzten Richtung des Reinigungsmediums erreicht wird.
Dadurch kann jede Ventilbaugruppe 300 je Umdrehung des Rundläuferproduktkessel 150 eine aufeinanderfolgende Durchspülung in beiden Durchspülrichtungen „konventionell“ und „entgegengesetzt“ durchlaufen. Beispielsweise kann dieser Vorgang beliebig oft wiederholt werden, wenn Reinigungsmedium 200 in den Rundläuferproduktkessel 150 zurückzirkuliert wird, beispielsweise über CIP-Leitungen. Die intervallmäßige Aufteilung kann dabei über eine Angabe der Größenverhältnisse zwischen erstem Arbeitswinkel zu zweitem Arbeitswinkel erfolgen und einem Verhältnis von 1:4, 1:6, oder 1:12 entsprechen. Weiterhin kann diese Aufteilung an unterschiedliche Reinigungsintensitäten gekoppelt sein.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die füllproduktbeaufschlagten Bereiche, die bei der konventionellen Reinigung im Strömungsschatten liegen, durch die nun aufgebrachte Rückströmung ebenfalls aktiv mit dem Reinigungsmedium überströmt werden, um eine verbesserte Reinigung zu erreichen.
In 7 ist ein schematisches Ablaufdiagram eines Reinigungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Verfahren ist geeignet zum Reinigen eines mit einem Produktkessel 110 einer Getränkeabfülleinrichtung 100 fluidisch verbundenen Füllventils 120 mit einer Vorrichtung 1 zum Reinigen eines Füllventils 120. Das Verfahren zum Reinigen umfasst dabei die Schritte wie folgt:

- Fördern S10 eines im Füllventil 120 vorhandenen Reinigungsmediums 200 in Richtung Produktkessel 110; und
- Beobachten S20 einer verbesserten Reinigung des Füllventils 120.

Dabei kann der Schritt des Förderns eines im Füllventil 120 vorhandenen Reinigungsmediums 200 in Richtung Produktkessel 110 umfassen, dass eine Richtungsumkehr von Reinigungsmedium 200 stattfindet. Der Schritt des Beobachtens einer verbesserten Reinigung des Füllventils, oder Beobachtungsschritt, ist so zu verstehen, dass ein durch das Fördern in Richtung Produktkessel ein dadurch verbesserter Reinigungserfolg tatsächlich stattfindet oder zu erwarten ist.
Bei der Vorrichtung 1 zum Reinigen des Füllventils 120 handelt es sich um eine Vorrichtung 1 zum Reinigen gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren umfasst auch Verfahren mit einer offenbarungsgemäßen Ventilbaugruppe 300 bzw. Verfahren mit einer offenbarungsgemäßen Getränkeabfüllmaschine 100 zum Reinigen eines Füllventils 120. Gleichwohl erstreckt sich das Verfahren auch auf solche Anwendungen, die zur Reinigung zusätzlicher bzw. anderer fluidisch verbundener Komponenten herangezogen werden, insbesondere Zuleitungen, Regelventile, Produktkessel, und dabei dieselben offenbarungsgemäßen Mittel verwenden.
Gemäß der in 8 schematisch gezeigten vorteilhaften Weiterbildung kann der Förderschritt S10 des Verfahrens einen Teilschritt des Beaufschlagens S12 des Füllventils 120 mit Luft, insbesondere Sterilluft, mit einem Druck und Volumen, das ausreichend ist, ein aus dem Produktkessel 110 strömendes Reinigungsmedium 200 mittels einer Zweiphasenströmung aus Reinigungsmedium 200 und Transportfluid 6 zumindest teilweise zurück in Richtung Produktkessel 110 zu fördern.
Die Definitionen, Gesetzmäßigkeiten und Erläuterungen zur Vorrichtung 1 zum Reinigen, zur Ventilbaugruppe 300 sowie zur Getränkeabfülleinrichtung 100 gelten analog.
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.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Strömungseinrichtung
4: Transportfluidleitung
6: Transportfluid
8: Verschluss
10: Steuereinrichtung
12: Transportfluidmassenstrom
14: CIP-Kappeneinrichtung
100: Getränkeabfülleinrichtung
110: Produktkessel
120: Füllventil
122: Ventilkegel
124: Ventilsitz
126: interne CIP-Leitung
128: Füllproduktabgabeöffnung
130: Zuleitung
132: distales Ende einer Zuleitung
140: Regelventil
150: Rundläuferproduktkessel
160: erster Arbeitswinkel
170: zweiter Arbeitswinkel
200: Reinigungsmedium
300: Ventilbaugruppe
400: Produkt
500: Behälter
R: Reinigungsposition
S10: Förderschritt
S12: Beaufschlagungsschritt
S20: Beobachtungsschritt

Claims

Vorrichtung (1) zum Reinigen eines mit einem Produktkessel (110) einer Getränkeabfülleinrichtung (100) fluidisch verbundenen Füllventils (120), umfassend eine Strömungseinrichtung (2), die ausgebildet und eingerichtet ist, ein im Füllventil (120) vorhandenes Reinigungsmedium (200) in Richtung Produktkessel (110) zu fördern.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungseinrichtung (2) eine Transportfluidleitung (4) zur Beaufschlagung des Füllventils (120) mit einem Transportfluid (6) aufweist.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportfluid (6) Luft, insbesondere Sterilluft, aufweist oder daraus besteht, wobei die Strömungseinrichtung (2) ausgebildet und eingerichtet ist, das Transportfluid (6) derart in die Transportfluidleitung (4) einzugeben, dass ein aus dem Produktkessel (110) strömendes Reinigungsmedium (200) mittels einer Zweiphasenströmung aus Reinigungsmedium (200) und Transportfluid (6) zumindest teilweise zurück in Richtung des Produktkessels (110) gefördert wird.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend einen Verschluss (8), der ausgebildet und eingerichtet ist, in eine die Füllproduktabgabeöffnung (128) des Füllventils (120) verschließende Reinigungsposition (R) gebracht zu werden.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportfluidleitung (4) derart am Verschluss (8) ausgebildet ist, dass die Transportfluidleitung (4) in der Reinigungsposition (R) mit dem Füllventil (120) fluidisch verbunden ist.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend eine Steuereinrichtung (10) zur Steuerung der Strömungseinrichtung (2), insbesondere eines Transportfluidmassenstroms (12).
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend eine CIP-Kappeneinrichtung (14), in welche die Strömungseinrichtung (2) integriert ist.
Ventilbaugruppe (300), umfassend ein mit einem Produktkessel (110) einer Getränkeabfülleinrichtung (100) fluidisch verbundenes Füllventil (120) und eine Vorrichtung (1) zum Reinigen des Füllventils (120) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7.
Ventilbaugruppe (300) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllventil (120) an dem distalen Ende (132) einer einem Produktkessel (110), vorzugsweise einem Rundläuferproduktkessel, kommenden Zuleitung (130) angeordnet ist, und wobei die Vorrichtung (1) ortsfest am Füllventil (120) angeordnet ist.
Ventilbaugruppe (300) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllventil (120) einen Ventilkegel (122), einen Ventilsitz (124), eine interne CIP-Leitung (126), und eine Füllproduktabgabeöffnung (128) aufweist.
Getränkeabfülleinrichtung (100) mit mindestens einer Ventilbaugruppe (300) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 10.
Getränkeabfülleinrichtung (100) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungseinrichtung (2) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, in einem ersten Arbeitswinkelbereich (160) das im Füllventil (120) vorhandene Reinigungsmedium (200) zumindest teilweise in Richtung Produktkessel (110) zu fördern und in einem zweiten Arbeitswinkelbereich (170) einen Strom des Reinigungsmediums (200) aus dem Produktkessel (110) zu erlauben.
Verfahren zum Reinigen eines mit einem Produktkessel (110) einer Getränkeabfülleinrichtung (100) fluidisch verbundenen Füllventils (120) mit einer Vorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, umfassend die Schritte: - zumindest teilweises Fördern (S10) eines im Füllventil (120) vorhandenen Reinigungsmediums (200) in Richtung Produktkessel (110); und - Beobachten (S20) einer verbesserten Reinigung des Füllventils (120).
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Förderschritt (S10) einen Teilschritt des Beaufschlagens (S12) des Füllventils (120) mit Luft, insbesondere Sterilluft, in einem Volumen und Druck, das ausreichend ist, ein aus dem Produktkessel (110) strömendes Reinigungsmedium (200) mittels einer Zweiphasenströmung aus Reinigungsmedium (200) und Transportfluid (6) zurück in Richtung Produktkessel (110) zu fördern.