DE19606464A1 - Verwendung einer trockenlaufenden Vakuumpumpe für Flaschenabfüllanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Evakuieren von Flüssigkeitsbehältern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Verfahren dieser Art gelangt zum Evakuieren der jeweiligen Flasche eine Flüssigkeitsringvakuumpumpe, im speziellen eine Wasserringvakuumpumpe, zur Anwendung, bei der als Betriebsmittel also Wasser zur Anwendung gelangt. Derartige Pumpen arbeiten im Dauerbetrieb, wobei der Ar­ beitszyklus an den Flaschen im allgemeinen folgendermaßen abläuft:

• 1. Die gereinigte Flasche, die mit Luft gefüllt in die Fla­ schenabfüllanlage kommt, wird evakuiert;
• 2. die evakuierte Flasche wird mit Kohlendioxid (CO₂) ge­ füllt und damit gespült;
• 3. die Flasche wird erneut evakuiert;
• 4. die Flasche wird mit CO₂-Überdruck beaufschlagt und so­ dann mit Flüssigkeit, beispielsweise mit Bier, befüllt.

Die zu diesem Zweck bisher in Flaschenabfüllanlagen einge­ setzten Wasserringvakuumpumpen verwenden, wie schon darge­ legt, als Betriebsmittel Wasser. Hierbei ist in einem Ge­ häuse exzentrisch ein Laufrad angeordnet. Durch die Lauf­ raddrehung bildet die Betriebsflüssigkeit (Wasser) im Ge­ häuse einen mitumlaufenden Flüssigkeitsring, der sich von der Laufradnabe abhebt. In das so entstandene Vakuum tritt das Fördergas, d. h. das aus der Flasche abzusaugende Gas, durch einen Ansaugschlitz ein. Nach fast einer Umdrehung nähert sich der Flüssigkeitsring wieder der Nabe und schiebt das verdichtete Fördergas durch einen Druckschlitz aus.

Beim Einsatz derartiger Pumpen hat sich gezeigt, daß diese im Durchschnitt eine nicht unbeträchtliche Menge an Be­ triebswasser verbrauchen, beispielsweise 2 m³/h. Dies be­ deutet, daß sich jährliche Betriebswasserkosten ergeben, die nicht unbeträchtlich sind und in der Zukunft noch be­ achtlich ansteigen können, da allgemein mit steigenden Was­ serkosten gerechnet wird.

Aus diesem Grund ist es wünschenswert, die erforderlichen Vakuumpumpen derart betreiben zu können, daß sich eine be­ achtliche Wassereinsparung mit der damit verbundenen Ko­ stenreduzierung ergibt.

Außerdem hat sich gezeigt, daß beim Absaugen aus der Fla­ sche ca. 0,3 ml Bier/Flasche mit in die Wasserringvakuum­ pumpe abgesaugt werden. Bei einer Fülleistung der Flaschenfüllanlage von beispielsweise 50.000 Flaschen/h entspricht das etwa einer Bierförderung zur Wasserringva­ kuumpumpe von 15 l/h.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zur Besei­ tigung der geschilderten Nachteile das gattungsgemäße Ver­ fahren zum Evakuieren von Flüssigkeitsbehältern derart aus­ zugestalten, daß sich eine Einsparung sowohl an Betriebs­ mittel (Wasser) als auch an ungewollt abgesaugtem Bier er­ gibt, um dadurch die Betriebskosten zu reduzieren und die Betriebssicherheit der Vakuumpumpe zu erhöhen.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Er­ findung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausge­ staltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen be­ schrieben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, daß das Evakuieren der Flaschen mittels einer trockenlaufenden Va­ kuumpumpe durchgeführt wird, die ohne Verwendung von Wasser als Betriebsmittel arbeitet.

Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die Verwendung von Wasser als Betriebsmittel vermieden, so daß dadurch kost­ spieliges Wasser eingespart werden kann.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß als Vakuumpumpe eine trockenlaufende Schrauben-Vakuumpumpe verwendet wird. Hier­ bei drehen sich zwei parallel gelagerte Schraubenrotoren gegenläufig in einem zylindrischen Gehäuse. Dabei wird das aus der Flasche anzusaugende Gas (Luft bzw. CO₂) in den Raum zwischen den Schraubenrotoren und dem Gehäuse einge­ schlossen und durch die Drehbewegung der Schraubenrotoren zum Gasaustritt transportiert sowie dort ausgestoßen. Auf­ grund der berührungsfreien Lagerung der Schraubenrotoren ist im Arbeitsraum keine Schmierung erforderlich.

Durch die Erfindung wird somit der wesentliche Vorteil er­ zielt, daß sich eine erhebliche Wassereinsparung ergibt, da keinerlei Betriebswasserkosten mehr anfallen.

In Weiterbildung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, daß die angesaugte Luft vor der Vakuumpumpe mittels eines Flüssigkeitsabscheiders von Restflüssigkeit, insbe­ sondere von Bier, befreit wird. Hierdurch wird nicht nur das Absetzen von in oder Restflüssigkeit enthaltenen Rück­ ständen in der Vakuumpumpe, d. h. ein Verdampfen des Biers in der Vakuumpumpe und die Bildung eines zuckrigen, malzi­ gen Belages, vermieden, sondern es ist auch mit Vorteil möglich, mittels des als Biervorabscheider wirkenden Flüs­ sigkeitsabscheiders eine Bierrückgewinnung durchzuführen. Die erzielte Bierqualität ist überraschend gut, so daß das abgeschiedene Bier, da es einen nicht unbeachtlichen Wert darstellt, entweder dem Prozeß wieder zugeführt oder aber auf sonstige Weise aufgefangen, d. h. beispielsweise mittels einer Umwälzpumpe in Fässer abgefüllt werden kann.

Bei einem tatsächlich durchgeführten Versuch an einer Füll­ anlage mit einer Fülleistung von 50.000 Flaschen/h konnten hierbei im praktischen Betrieb ca. 600 l Bier/Woche zurückgewonnen werden.

Von beachtlichem Vorteil ist außerdem, daß die zur Anwen­ dung gelangende trockenlaufende Vakuumpumpe nicht mehr vor­ zeitig außer Betrieb gesetzt und gewartet werden muß, da nicht mehr die Gefahr besteht, daß sich in der Pumpe auf­ grund des verdampften Bieres ein zuckriger, malziger Rück­ standsbelag bildet.

Die zur Anwendung gelangende trockenlaufende Vakuumpumpe, bevorzugt eine trockenlaufende Schrauben-Vakuumpumpe, weist u. a. den wesentlichen Vorteil auf, daß nur geringe Be­ triebskosten entstehen, da aufgrund der einfachen Pumpen­ konstruktion, verbunden mit der absolut trockenen Betriebs­ weise der Pumpe, die vielen Quellen an zusätzlichen Be­ triebskosten vermieden werden, die ansonsten bei bekannten Flüssigkeitsringvakuumpumpen entstehen. Zu den niedrigen Gesamtbetriebskosten kommen außerdem eine geringere Wartung und eine lange Lebensdauer.

Die Erfindung wird im folgenden in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 schematisch im Schnitt einen Teil einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens mit einem auf eine zu befüllende Flasche aufgesetzten Flaschenfüllventil mit nachgeschal­ tetem Flüssigkeitsabscheider und Vakuumpumpe;

Fig. 2 schematisch im Schnitt einen Flüssigkeitsab­ scheider und

Fig. 3 eine zum Einsatz gelangende trockenlaufende Schrauben-Vakuumpumpe.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist zum Befüllen einer Flasche mit Bier ein Ventilkopf 2 vorgesehen. Hierbei ist die Vorgehensweise derart, daß die gereinigte Flasche 1, die mit Luft gefüllt in eine Flaschenfüllanlage gelangt, in ei­ nem oder zwei Arbeitsgängen über eine Absaugleitung 3 von Atmosphärendruck evakuiert und sodann über einen Getränke­ einlaß 4 mit Bier befüllt wird.

Das Evakuieren der Flasche 1 wird mittels einer trockenlau­ fenden Vakuumpumpe 5, im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einer trockenlaufenden Schrauben-Vakuumpumpe, durchgeführt, die ohne Verwendung von Wasser als Betriebs­ mittel arbeitet. Die mittels der Vakuumpumpe 5 aus der Fla­ sche 1 über die Absaugleitung angesaugte Luft gelangt in die Vakuumpumpe 5 über deren Ansaugöffnung 6 und verläßt die Vakuumpumpe über deren Auslaß 7.

Wie aus Fig. 1 weiterhin ersichtlich, ist in der Absauglei­ tung 3 vor der Vakuumpumpe 5 ein Flüssigkeitsabscheider 8 angeordnet, durch den die angesaugte Luft von Restflüssig­ keit, insbesondere von Bier, befreit wird. Das im Flüssig­ keitsabscheider abgesonderte Bier wird entweder wieder dem Prozeß über den Biereinlaß 4 zugeführt oder aber aufgefan­ gen und beispielsweise in Fässer abgefüllt.

Wie im einzelnen in Fig. 2 dargestellt, gelangt die aus der Flasche 1 über die Absaugleitung 3 abgesaugte Luft und das damit mitgerissene Bier über einen Einlaß 9 in den Flüssig­ keitsabscheider 8, worauf dann die vom Bier befreite Luft den Flüssigkeitsabscheider 8 über dessen Auslaß 10 verläßt und zur Ansaugöffnung 6 der Vakuumpumpe 5 gelangt. Im Flüs­ sigkeitsabscheider 8 sind ein Prallabscheider 11 sowie ein Prallpilz 12 vorgesehen, an dem sich das mitgerissene Bier abscheidet und durch umfangsseitige Öffnungen hindurch in einen Glaszylinder 13 eintritt. Am Boden dieses Glaszylin­ ders 13 gelangt das Bier über ein Ventil 14 in einen Flüs­ sigkeitssammelraum 15, aus dem das aufgefangene Bier über ein Ablaßventil 16 entnommen und entweder bleibend abge­ füllt oder, wie erwähnt, erneut dem Füllprozeß zugeführt werden kann.

Die zum Einsatz gelangende trockenlaufende Schrauben-Va­ kuumpumpe 5 ist im einzelnen aus Fig. 3 ersichtlich. Diese weist zwei parallel gelagerte Schraubenrotoren 17, 18 auf, wobei der Schraubenrotor 17 die angetriebene Schraube und der Schraubenrotor 18 die getriebene Schraube darstellt. Diese beiden Schraubenrotoren 17, 18 drehen sich gegenläu­ fig in einem Gehäuse 19, das durch Kühlwasser 20 im ge­ schlossenen Kühlkreislauf gekühlt ist. Das zu fördernde Me­ dium, d. h. die aus der Flasche 1 zu evakuierende Luft, wird in den Raum zwischen den Schraubrotoren 17, 18 und dem Ge­ häuse 19 eingeschlossen und durch die Drehbewegung der Schraubenrotoren 17, 18 zum Gasauslaß 7 transportiert sowie hieraus ausgestoßen. Aufgrund der berührungsfreien Lagerung der Schraubenrotoren 17, 18 ist im Arbeitsraum keine Schmierung erforderlich.

Das Gas wird in horizontaler Richtung durch die Schrauben­ rotoren 17, 18 gefördert. Die Entfernung zwischen dem Ein­ laß 6 und dem Auslaß 7 ist kurz; durch den geraden Gasweg treten somit nur wenig Wirbel auf.

Insgesamt ergibt sich somit auf vorteilhafte Weise eine be­ trächtliche Wassereinsparung sowie eine Bierrückgewinnung mit dem weiteren Vorteil, daß in der Pumpe 5 kein mitgeris­ senes Bier verdampfen und sich somit auch kein zuckriger, malziger Belag bilden kann.

Hinsichtlich vorstehend nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im übrigen ausdrücklich auf die Zeich­ nung sowie auf die Patentansprüche verwiesen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Evakuieren von Flüssigkeitsbehältern, insbesondere von Flaschen (1) oder dgl., vor dem Befüllen mit Getränken, insbesondere mit Bier, wobei das Evakuieren mittels einer Vakuumpumpe erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Evakuieren der Flaschen (1) mittels einer trocken­ laufenden Vakuumpumpe (5) durchgeführt wird, die ohne Ver­ wendung von Wasser als Betriebsmittel arbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vakuumpumpe eine trockenlaufende Schrauben-Vakuum­ pumpe (5) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die angesaugte Luft vor der Vakuumpumpe (5) mittels eines Flüssigkeitsabscheiders (8) von Restflüssig­ keit, insbesondere von Bier, befreit wird.