DE202020101690U1 - Device for disinfecting brewery containers - Google Patents

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Reinigung der inneren Oberflächen von Brauereibehältern, umfassend eine Hochdrucksprühlanze zum Aufbringen einer Reinigungsflüssigkeit auf innere Oberflächen eines Brauereibehälters; wobei die Sprühlanze folgendes umfasst:
(i) einen länglichen Sprühlanzenkörper mit einer Längsachse, der so geformt und dimensioniert ist, dass er seine zumindest teilweise Einführung in einen Brauereibehälter vereinfacht;
(ii) einen Sprühlanzenkopf, der an einem nachgelagerten distalen Ende des Sprühlanzenkörpers angebracht ist, wobei der Sprühlanzenkopf eine Vielzahl von Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen umfasst; und
(iii) mindestens eine Druckluft-Ausstoßdüse, die vorgelagert zu der Vielzahl von Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen vorgesehen ist.
Figure DE202020101690U1_0000
An apparatus for cleaning the interior surfaces of brewery containers, comprising a high pressure spray lance for applying a cleaning liquid to interior surfaces of a brewery container; wherein the spray lance comprises:
(i) an elongated spray lance body having a longitudinal axis and shaped and dimensioned to facilitate its at least partial introduction into a brewery vessel;
(ii) a spray lance head attached to a downstream distal end of the spray lance body, the spray lance head including a plurality of cleaning fluid ejection nozzles; and
(iii) at least one compressed air ejection nozzle provided upstream of the plurality of cleaning liquid ejection nozzles.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Desinfektion von Brauereibehältern und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, eine Vorrichtung zum Aufbringen von Ultrahochdruck-Wasserstrahlen, um die inneren Oberflächen von Bierfässern oder Bier-Kegs zu desinfizieren.The present invention relates to apparatus for disinfecting brewery containers and particularly, but not exclusively, to apparatus for applying ultra high pressure water jets to disinfect the inner surfaces of beer kegs or beer kegs.
  • Allein im Vereinigten Königreich liegt die Zahl der im Umlauf befindlichen Bierbehälter in einer Größenordnung von acht Millionen, wobei die meisten davon vollständig im Besitz von Brauereifirmen sind. Es werden zwei Grundtypen von Behältern verwendet: (i) drucklose Fässer, die durch Schwerkraft mit fertigem fermentiertem Bier gefüllt werden und vor Ort mit Klärmitteln geklärt werden; und (ii) druckbeaufschlagte Kegs, die (üblicherweise auf dem Kopf stehend) unter Gegendruck mit stabilisiertem, gefilterten und üblicherweise pasteurisiertem Bier schaumarm gefüllt werden. Fassbier hat eine Haltbarkeitsdauer zwischen 4 und 6 Wochen, während das Produkt aus Kegs 10 bis 16 Wochen halten kann.In the UK alone, the number of beer containers in circulation is on the order of eight million, most of which are wholly owned by brewing companies. Two basic types of containers are used: (i) pressureless kegs which are gravity filled with finished fermented beer and clarified on site with clarifiers; and (ii) pressurized kegs which are filled with stabilized, filtered and usually pasteurized beer with low foam (usually upside down) under counter pressure. Draft beer has a shelf life of between 4 and 6 weeks, while the product made from kegs can last for 10 to 16 weeks.
  • Die Kosten für einen Edelstahl-Bierbehälter betragen im Vereinigten Königreich (im Jahr 2019) typischerweise mehr als £40. Daher kann bei größeren Brauereifirmen die vorgehaltene Behältermenge zu ihrem wertvollsten Finanzvermögen zählen, mit einem Wert von bis zu mehreren Millionen Pfund. Nichtsdestotrotz liegt es in der Natur der Sache, dass Bierbehälter bei der Handhabung, Lagerung und beim Transport unweigerlich signifikanten Stoßbeschädigungen ausgesetzt sind, und dadurch der Wert dieses Vermögens abgetragen wird und manchmal der Cashflow der Brauereifirma belastet wird.The cost of a stainless steel beer container is typically over £ 40 in the UK (in 2019). Therefore, for larger breweries, the amount of containers held can be one of their most valuable financial assets, valued at up to several million pounds. Nonetheless, it is in the nature of things that beer containers inevitably experience significant shock damage during handling, storage and transportation, eroding the value of that asset and sometimes draining the brewery company's cash flow.
  • Zur Lösung des oben genannten Problems hat sich in der Industrie ein Geschäftsmodell entwickelt, wobei größere Behälterumschlagsfirmen große Behältermengen von Brauereifirmenkunden gekauft haben und diese Behälter an die Kunden auf einer „Gebühr-pro-Füllung“-Basis zurückvermietet haben. Dieses Modell erlaubt es den Brauereifirmenkunden, das in dem Behältervermögen gebundene Kapital freizusetzen und in andere Geschäftsbereiche zu reinvestieren.To address the above problem, a business model has evolved in the industry whereby larger container handling companies have purchased large quantities of containers from brewery corporate customers and have leased those containers back to customers on a "charge-per-fill" basis. This model allows brewery corporate customers to release the capital tied up in the container assets and reinvest it in other business areas.
  • Jeder für die Vermietung zur Verfügung gestellte Behälter muss von innen gereinigt werden, um jegliche Bierrückstände, Verschmutzungen, anorganische Ablagerungen und Proteine zu entfernen. Ferner müssen diese inneren Oberflächen desinfiziert werden, um im Wesentlichen Mikroorganismen zu beseitigen, die sonst das enthaltene Bierprodukt verderben könnten.Every container made available for rental must be cleaned on the inside to remove any beer residue, dirt, inorganic deposits and proteins. Furthermore, these inner surfaces must be disinfected in order to essentially eliminate microorganisms which could otherwise spoil the beer product contained therein.
  • Bisher setzte man bei diesem inneren Reinigungsprozess auf die folgende Kombination von Energiequellen für eine effektive Reinigung und Desinfektion:
  1. (i) Mechanische Energie: auf den inneren Oberflächen auftreffende Wasserstrahlen;
  2. (ii) Chemische Energie: Mineralsäure zum Entkalken und Alkali zum Auflösen und Dispergieren von Protein; und
  3. (iii) Wärmeenergie: heißes Wasser für die Fässer, Hochdrucknassdampf für die Kegs.
So far, this internal cleaning process has been based on the following combination of energy sources for effective cleaning and disinfection:
  1. (i) Mechanical energy: jets of water impinging on the internal surfaces;
  2. (ii) Chemical energy: mineral acid for decalcifying and alkali for dissolving and dispersing protein; and
  3. (iii) Thermal energy: hot water for the kegs, high-pressure wet steam for the kegs.
  • Der Erblasser der vorliegenden Erfindung hat eine neue Vorrichtung zur Desinfektion von inneren Oberflächen von Brauereibehältern erfunden, die vorteilhafterweise die Notwendigkeit jeglicher chemischer Reinigungsmittel oder Wärmeenergie vermeidet und Schmutzwasserabfälle reduziert. Die entstehenden Umwelt- und Kostenvorteile werden ohne einen Kompromiss hinsichtlich der Qualität oder der Effektivität des Reinigungsprozesses erreicht.The testator of the present invention has devised a novel apparatus for disinfecting internal surfaces of brewery vessels which advantageously avoids the need for any chemical cleaning agents or thermal energy and reduces wastewater waste. The resulting environmental and cost advantages are achieved without compromising the quality or effectiveness of the cleaning process.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Reinigung der inneren Oberflächen von Brauereibehältern vorgesehen, umfassend eine Hochdrucksprühlanze zum Aufbringen einer Reinigungsflüssigkeit auf innere Oberflächen eines Brauereibehälters; wobei die Sprühlanze Folgendes umfasst:
    1. (i) einen länglichen Sprühlanzenkörper mit einer Längsachse, der so geformt und dimensioniert ist, dass er seine zumindest teilweise Einführung in einen Brauereibehälter vereinfacht;
    2. (ii) einen Sprühlanzenkopf, der an einem nachgelagerten distalen Ende des Sprühlanzenkörpers angebracht ist, wobei der Sprühlanzenkopf eine Vielzahl von Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen umfasst; und
    3. (iii) mindestens eine Druckluft-Ausstoßdüse, die vorgelagert zu der Vielzahl von Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen vorgesehen ist.
    According to a first aspect of the present invention there is provided an apparatus for cleaning the interior surfaces of brewery containers, comprising a high pressure spray lance for applying a cleaning liquid to interior surfaces of a brewery container; wherein the spray lance comprises:
    1. (i) an elongated spray lance body having a longitudinal axis and shaped and dimensioned to facilitate its at least partial introduction into a brewery vessel;
    2. (ii) a spray lance head attached to a downstream distal end of the spray lance body, the spray lance head including a plurality of cleaning fluid ejection nozzles; and
    3. (iii) at least one compressed air ejection nozzle provided upstream of the plurality of cleaning liquid ejection nozzles.
  • Optional ist der längliche Sprühlanzenkörper um seine Längsachse drehbar.The elongated spray lance body can optionally be rotated about its longitudinal axis.
  • Optional ist der längliche Sprühlanzenkörper entlang seiner Längsachse vor und zurück versetzbar.Optionally, the elongated spray lance body can be moved back and forth along its longitudinal axis.
  • Optional werden die Dreh- oder Versetzbewegungen des länglichen Sprühlanzenkörpers durch einen Roboterarm ausgeführt, der hiermit an einer Position vorgelagert zu der mindestens einen Druckluft-Ausstoßdüse verbindbar ist.Optionally, the rotary or offset movements of the elongated spray lance body are carried out by a robot arm, which can hereby be connected to the at least one compressed air discharge nozzle at a position upstream.
  • Optional sind die Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen relativ zu der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers umlaufend auf dem Sprühlanzenkopf verteilt.Optionally, the cleaning liquid discharge nozzles are distributed circumferentially on the spray lance head relative to the longitudinal axis of the elongated spray lance body.
  • Optional sind die Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen so angeordnet, dass jede Flüssigkeit in unterschiedlichen Winkeln relativ zu der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers ausstößt.Optionally, the cleaning fluid ejection nozzles are arranged so that each fluid ejects at different angles relative to the longitudinal axis of the elongated spray lance body.
  • Optional sind drei Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen an dem Sprühlanzenkopf vorgesehen.Optionally, three cleaning liquid discharge nozzles are provided on the spray lance head.
  • In einigen Ausgestaltungen weist eine der Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen einen Durchmesser von 0,7 mm auf, und zwei der Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen weisen einen Durchmesser von 0,6 mm auf.In some configurations, one of the cleaning liquid ejection nozzles is 0.7 mm in diameter and two of the cleaning liquid ejection nozzles are 0.6 mm in diameter.
  • Optional ist mindestens eine der Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen so angeordnet, dass sie Flüssigkeit im Wesentlichen radial relativ zu der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers ausstößt.Optionally, at least one of the cleaning fluid ejection nozzles is arranged to eject fluid substantially radially relative to the longitudinal axis of the elongated spray lance body.
  • Optional ist mindestens eine der Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen so angeordnet, dass sie Flüssigkeit in einer allgemein nach vorne gerichteten Richtung ausstößt, wobei ihr Ausstoßwinkel relativ zu der der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers weniger als 90 Grad beträgt.Optionally, at least one of the cleaning liquid ejection nozzles is arranged to eject liquid in a generally forward direction, with its ejection angle relative to that of the longitudinal axis of the elongated spray lance body being less than 90 degrees.
  • Beispielsweise beträgt in einigen Ausgestaltungen der vorwärts gerichtete Ausstoßwinkel relativ zu der Längsachse 30 Grad.For example, in some configurations, the forward ejection angle relative to the longitudinal axis is 30 degrees.
  • Optional ist mindestens eine der Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen so angeordnet, dass sie Flüssigkeit in einer allgemein nach hinten gerichteten Richtung ausstößt, wobei ihr Ausstoßwinkel relativ zu der der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers mehr als 90 Grad beträgt.Optionally, at least one of the cleaning liquid ejection nozzles is arranged to eject liquid in a generally rearward direction with its angle of ejection greater than 90 degrees relative to that of the longitudinal axis of the elongated spray lance body.
  • Beispielsweise beträgt in einigen Ausgestaltungen der rückwärts gerichtete Ausstoßwinkel relativ zu der Längsachse 150 Grad.For example, in some configurations the rearward ejection angle relative to the longitudinal axis is 150 degrees.
  • Optional erstreckt sich eine Reinigungsflüssigkeitsleitung in Längsrichtung entlang der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers von dem Sprühlanzenkopf und ist mit einer Reinigungsflüssigkeitsquelle verbindbar.Optionally, a cleaning liquid line extends in the longitudinal direction along the longitudinal axis of the elongated spray lance body from the spray lance head and can be connected to a cleaning liquid source.
  • Optional erstreckt sich eine Druckluftleitung in Längsrichtung entlang des länglichen Sprühlanzenkörpers von der mindestens einen Druckluft-Ausstoßdüse und ist mit einer Druckluftquelle verbindbar.Optionally, a compressed air line extends in the longitudinal direction along the elongated spray lance body from the at least one compressed air discharge nozzle and can be connected to a compressed air source.
  • Optional ist die Druckluftleitung ringförmig und erstreckt sich koaxial relativ zu der Reinigungsflüssigkeitsleitung.Optionally, the compressed air line is annular and extends coaxially relative to the cleaning fluid line.
  • Optional ist die mindestens eine Druckluft-Ausstoßdüse so angeordnet, dass sie Druckluft im Wesentlichen radial relativ zu der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers ausstößt.Optionally, the at least one compressed air discharge nozzle is arranged in such a way that it discharges compressed air essentially radially relative to the longitudinal axis of the elongated spray lance body.
  • Optional ist der Sprühlanzenkopf wahlweise in einer Längsposition, die der Vielzahl von Reinigungsflüssigkeits-Ausstoßdüsen vorgelagert und der mindestens einen Druckluft-Ausstoßdüse nachgelagert ist, von dem Sprühlanzenkörper ablösbar.Optionally, the spray lance head can optionally be detached from the spray lance body in a longitudinal position which is upstream of the plurality of cleaning liquid discharge nozzles and downstream of the at least one compressed air discharge nozzle.
  • Es zeigt sich, dass die ausgestoßene Druckluft zwei Vorteile bietet. Erstens vertreibt sie die überschüssige Reinigungsflüssigkeit von den inneren Oberflächen des Bier-Kegs oder Fasses während des Reinigungsprozesses. Zweitens verhindert die Positionierung der Druckluft-Ausstoßdüsen benachbart zu dem Verbindungspunkt zwischen dem Sprühlanzenkörper und dem ablösbaren Kopf ein Eindringen der Reinigungsflüssigkeit in das Innere des Sprühlanzenkörpers.It turns out that the ejected compressed air has two advantages. First, it drives the excess cleaning fluid off the inner surfaces of the beer keg or keg during the cleaning process. Second, the positioning of the compressed air ejection nozzles adjacent to the point of connection between the spray lance body and the detachable head prevents the cleaning fluid from entering the interior of the spray lance body.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Reinigung der inneren Oberflächen von Brauereibehältern vorgesehen, wobei das Verfahren folgendes umfasst:
    1. (i) Vorsehen einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt und Verbinden derselben mit einer Pumpe zu Pumpen einer Reinigungsflüssigkeit;
    2. (ii) Bewegen des Sprühlanzenkopfes in einen Brauereibehälter über eine Zugangsöffnung;
    3. (iii) Ausstoßen einer Reinigungsflüssigkeit aus der Vielzahl von Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen gegen die inneren Oberflächen eines Brauereibehälters; und
    4. (iv) Ausstoßen von Druckluft aus der mindestens einen Druckluft-Ausstoßdüse.
    According to a second aspect of the present invention there is provided a method of cleaning the interior surfaces of brewery vessels, the method comprising:
    1. (i) providing an apparatus according to the first aspect and connecting the same to a pump for pumping a cleaning liquid;
    2. (ii) moving the spray lance head into a brewery vessel via an access port;
    3. (iii) ejecting a cleaning liquid from the plurality of cleaning liquid ejection nozzles against the inner surfaces of a brewery vessel; and
    4. (iv) ejecting compressed air from the at least one compressed air ejection nozzle.
  • Optional wird der Schritt des Ausstoßens einer Reinigungsflüssigkeit aus der Vielzahl von Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen eingeleitet, wenn sich der Sprühlanzenkopf in einer vorbestimmten inneren Position innerhalb eines Brauereibehälters befindet.Optionally, the step of ejecting a cleaning liquid from the plurality of cleaning liquid ejecting nozzles is initiated when the spray lance head is in a predetermined internal position within a brewery tank.
  • In einigen Ausgestaltungen ist die vorbestimmte innere Position innerhalb eines Brauereibehälters benachbart zu seiner Zugangsöffnung. In anderen Ausgestaltungen kann die vorbestimmte innere Position ein Punkt sein, der von der Zugangsöffnung entfernt liegt; oder an einer Zwischenposition zwischen den beiden.In some configurations, the predetermined internal position within a brewery vessel is adjacent to its access opening. In other embodiments, the predetermined internal position can be a point remote from the access opening; or at an intermediate position between the two.
  • Optional wird der Schritt des Ausstoßens von Druckluft aus der mindestens einen Druckluft-Ausstoßdüse gleichzeitig mit dem Schritt des Ausstoßens einer Reinigungsflüssigkeit aus der Vielzahl von Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen ausgeführt.Optionally, the step of ejecting compressed air from the at least one compressed air ejection nozzle is carried out simultaneously with the step of ejecting a cleaning liquid from the plurality of cleaning liquid ejection nozzles.
  • Optional wird die Reinigungsflüssigkeit von der Vielzahl der Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen mit einem Druck im Bereich von 200.000 bis 300.000 kPa ausgestoßen.Optionally, the cleaning liquid is ejected from the plurality of cleaning liquid ejection nozzles at a pressure in the range of 200,000 to 300,000 kPa.
  • In einer beispielhaften Ausgestaltung wird die Reinigungsflüssigkeit mit einem Druck von 250.000 kPa (2500 Barg) ausgestoßen. Es zeigt sich, dass dieser Druck hoch genug ist, um nicht nur jegliche Ablagerungen und Überbleibsel von den Innenwänden eines Brauereibehälters zu entfernen, sondern auch um alle in einem Brauereibehälter vorhandenen Mikroorganismen durch Zertrennen ihrer Zellwände zu töten.In an exemplary embodiment, the cleaning fluid is expelled at a pressure of 250,000 kPa (2500 barg). It turns out that this pressure is high enough not only to remove any debris and debris from the interior walls of a brewery vessel, but also to kill any microorganisms present in a brewery vessel by severing their cell walls.
  • Optional wird die Druckluft aus der mindestens einen Druckluft-Ausstoßdüse mit einem Druck im Bereich von 250 bis 350 kPa ausgestoßen.Optionally, the compressed air is ejected from the at least one compressed air ejection nozzle with a pressure in the range from 250 to 350 kPa.
  • In einer beispielhaften Ausgestaltung wird die Druckluft mit einem Druck von 300 kPa (3 Barg) ausgestoßen.In an exemplary embodiment, the compressed air is expelled at a pressure of 300 kPa (3 barg).
  • Optional umfasst das Verfahren eine Drehung des Sprühlanzenkopfes mit einer Drehrate im Bereich von 500 bis 1,000 RPM.Optionally, the method includes rotating the spray lance head at a rate of rotation in the range from 500 to 1,000 RPM.
  • In einer beispielhaften Ausgestaltung beträgt die Drehrate des Sprühkopfes 750 RPM.In an exemplary embodiment, the rate of rotation of the spray head is 750 RPM.
  • Optional umfasst das Verfahren eine Übertragung des Sprühlanzenkopfes in Längsrichtung innerhalb eines Brauereibehälters mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 25 bis 75 mm/s.Optionally, the method comprises a transfer of the spray lance head in the longitudinal direction within a brewery container at a speed in the range from 25 to 75 mm / s.
  • In einer bespielhaften Ausgestaltung ist die Übertragungsgeschwindigkeit des Sprühkopfes 50 mm/s, so dass ein einzelner Reinigungszyklus ungefähr 15 Sekunden anhalten kann. Es zeigt sich, dass eine kombinierte Übertragungs- und Drehbewegung des Sprühkopfes gewährleistet, dass nur drei in unterschiedliche Winkel gerichtete Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen trotzdem eine komplette innere Abdeckung gegen die inneren Oberflächen eines Brauereibehälters gewährleisten können.In an exemplary embodiment, the transmission speed of the spray head is 50 mm / s, so that a single cleaning cycle can last about 15 seconds. It turns out that a combined transferring and rotating movement of the spray head ensures that only three cleaning liquid discharge nozzles directed at different angles can nevertheless guarantee a complete inner covering against the inner surfaces of a brewery container.
  • Optional ist die Reinigungsflüssigkeit Wasser.Optionally, the cleaning fluid is water.
  • Vorteilhafterweise beseitigt die Verwendung allein von kommunalem Wasser als Reinigungsflüssigkeit jegliche Umweltfragen hinsichtlich der Freisetzung von schädlichem Abwasser, die sonst bei der Verwendung von chemischen Additiven notwendig wären.Advantageously, the use of municipal water alone as the cleaning fluid eliminates any environmental issues with regard to the release of harmful wastewater that would otherwise be necessary when using chemical additives.
  • Weitere Merkmale und Vorteile des ersten und des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung werden aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung ersichtlich.Further features and advantages of the first and second aspects of the present invention will be apparent from the claims and the following description.
  • Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft beschrieben, mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen, in denen:
    • 1 einen Sprühlanzenkopf innerhalb eines Bierfasses zeigt, der eine Reinigungsflüssigkeit gegen dessen innere Oberflächen ausstößt;
    • 2 einen Sprühlanzenkopf zeigt, der in das Innere eines Bier-Kegs eintritt;
    • 3 eine Schnittdarstellung durch die Längsachse eines Sprühlanzenkopfes und -körpers ist und die Ausstoßpositionen und - richtungen für die Reinigungsflüssigkeit bzw. die Druckluft zeigt;
    • 4 ist eine Teil-Schnittdarstellung durch die Längsachse des Sprühlanzenkörpers, die die Art seiner Verbindung mit dem austauschbaren Sprühlanzenkopf zeigt, sowie seine Kupplung zur Verbindung mit einem (nicht gezeigten) Roboter-Steuerarm;
    • 5 zeigt ein Bierfass, das über eine Förderanlage zu einer Reinigungszone transportiert wird oder worden ist, wo es in Position gespannt wird, während die innere Reinigung durchgeführt wird; und
    • 6 ist ein Flussdiagramm, das zusammenfasst, wie das Reinigungsverfahren der vorliegenden Erfindung einen Teil eines breiteren Brauereibehälterverarbeitungssystems bildet.
    Embodiments of the present invention will now be described, by way of example, with reference to the following drawings, in which:
    • 1 shows a spray lance head within a beer keg ejecting a cleaning liquid against its interior surfaces;
    • 2 shows a spray lance head entering the interior of a beer keg;
    • 3 is a cross-sectional view through the longitudinal axis of a spray lance head and body showing the discharge positions and directions for the cleaning liquid and compressed air, respectively;
    • 4th Figure 13 is a partial cross-sectional view through the longitudinal axis of the spray lance body showing the manner in which it is connected to the replaceable spray lance head and its coupling for connection to a robotic control arm (not shown);
    • 5 Figure 12 shows a beer keg being or has been transported by a conveyor to a cleaning zone where it is tensioned into position while the internal cleaning is being performed; and
    • 6 Figure 3 is a flow chart summarizing how the cleaning method of the present invention forms part of a broader brewery container processing system.
  • Wie in 1 gezeigt, ist ein Bierfass 10 vorgesehen, mit einer Öffnung in der Form eines Stopfenloches 12. Einmal geöffnet, ermöglicht das Stopfenloch 12, dass ein länglicher Sprühlanzenkörper 14 (horizontal oder vertikal, je nach der Ausrichtung des Fasses) in das Innere des Fasses 10 eingeführt wird, so dass sein zugehöriger Sprühlanzenkopf 16 beabstandet von den inneren Oberflächen 18 des Fasses 10 ist. Eine Reinigungsflüssigkeit wird aus Düsen ausgestoßen, die entlang des Sprühlanzenkopfes 16 in Form von Strahlen 20 aus Ultrahochdruck-Wasser verteilt sind. Diese Strahlen 20 aus Wasser treffen gegen alle inneren Oberflächen 18 des Fasses 10, um diese Oberflächen 18 zu reinigen und zu desinfizieren, wie es unten genauer beschrieben wird.As in 1 shown is a beer keg 10 provided with an opening in the form of a plug hole 12 . Once opened, the plug hole allows 12 that an elongated spray lance body 14th (horizontally or vertically, depending on the orientation of the barrel) into the interior of the barrel 10 is introduced so that its associated spray lance head 16 spaced from the inner surfaces 18th of the barrel 10 is. A cleaning fluid is ejected from nozzles located along the spray lance head 16 in the form of rays 20th are distributed from ultra high pressure water. These rays 20th from water hit against all internal surfaces 18th of the barrel 10 to these finishes 18th to clean and disinfect as detailed below.
  • 2 zeigt ein Bier-Keg 100, das mit einer Öffnung 22 versehen ist, die gebildet wird, nachdem ihr Zapfkopf entfernt wurde. Die Öffnung ermöglicht es, dass der längliche Sprühlanzenkörper 14 (horizontal oder vertikal, je nach der Ausrichtung des Kegs) in das Innere des Kegs 100 eingeführt wird, so dass der Sprühlanzenkopf 16 beabstandet von den inneren Oberflächen 18 des Kegs 100 ist. Ultrahochdruck-Wasserstrahlen werden dann zur Reinigung und Desinfektion dieser Oberflächen 18 verwendet, in einer Art und Weise wie oben kurz und unten genauer beschrieben. 2 zeigt auch ein Ende eines länglichen Sprühlanzenkörpers 14, der sich am entferntesten von dem Sprühlanzenkopf 16 befindet und zu diesem bei Gebrauch mit einem (nicht gezeigten) Roboter-Steuerarm verbunden ist. 2 shows a beer keg 100 that with an opening 22nd is provided, which is formed after its tap head has been removed. The opening allows the elongated spray lance body 14th (horizontally or vertically, depending on the orientation of the keg) into the inside of the keg 100 is inserted so that the spray lance head 16 spaced from the inner surfaces 18th of the keg 100 is. Ultra high pressure water jets are then used to clean and disinfect these surfaces 18th is used in a manner as briefly described above and more fully described below. 2 also shows an end an elongated spray lance body 14th farthest from the spray head 16 is located and is connected to this in use with a (not shown) robot control arm.
  • 3 zeigt eine detailliertere Ansicht der inneren Struktur des Sprühlanzenkörpers 14 und seines abnehmbaren Sprühlanzenkopfes 16. Eine Reinigungsflüssigkeitsleitung 24 erstreckt sich in Längsrichtung entlang der inneren zentralen Längsachse X-X des Sprühlanzenkörpers 14. Wasser wird durch die Leitung 24 von einer nicht gezeigten Wasserquelle und Pumpe zu dem Sprühlanzenkopf 16 gepumpt 3 Figure 12 shows a more detailed view of the internal structure of the spray lance body 14th and its removable spray lance head 16 . A cleaning fluid line 24 extends in the longitudinal direction along the inner central longitudinal axis XX of the spray lance body 14th . Water is through the pipe 24 from a water source and pump, not shown, to the spray lance head 16 pumped
  • Drei Wasserausstoßdüsen 26, 28, 30 sind um den Sprühlanzenkopf 16 verteilt, wobei jede Düse so ausgerichtet ist, dass sie Wasser in einer unterschiedlichen Winkelrichtung relativ zu der zentralen Längsachse X-X ausstößt. Eine erste Wasserausstoßdüse 26 ist so ausgerichtet, dass sie Wasser im Wesentlichen radial in Bezug auf die zentrale Längsachse X-X ausstößt. Eine zweite Wasserausstoßdüse 28 ist so ausgerichtet, dass sie Wasser in einer allgemein vorwärts gerichteten Richtung ausstößt, wobei der Ausstoßwinkel relativ zu der zentralen Längsachse X-X im Wesentlichen 30 Grad beträgt. Eine dritte Wasserausstoßdüse 30 ist so ausgerichtet, dass sie Wasser in einer allgemein rückwärts gerichteten Richtung ausstößt, wobei der Ausstoßwinkel relativ zu der zentralen Längsachse X-X im Wesentlichen 150 Grad beträgt. Alle drei Wasserausstoßdüsen 26, 28, 30 sind sowohl in Längsrichtung als auch in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Der umlaufende Abstand kann gleich sein, d.h. jede Düse 26, 28, 30 ist von beiden benachbarten Düsen in einem Winkel von 120 Grad beabstandet. In einer Ausgestaltung wurde ein genügender Reinigungsgrad durch drei Wasserausstoßdüsen 26, 28, 30 erreicht, die runde (Typ S) Edelstahltüllen mit Durchmessern von 0,6mm und/oder 0,7mm aufweisen, und wobei Wasser mit einem Druck von 250.000 kPa (2.500 Barg) ausgestoßen wird.Three water discharge nozzles 26th , 28 , 30th are around the spray lance head 16 distributed with each nozzle oriented to expel water in a different angular direction relative to the central longitudinal axis XX. A first water ejection nozzle 26th is oriented to expel water substantially radially with respect to the central longitudinal axis XX. A second water jet 28 is oriented to eject water in a generally forward direction, the ejection angle relative to the central longitudinal axis XX being substantially 30 degrees. A third water ejection nozzle 30th is oriented to eject water in a generally rearward direction, the ejection angle relative to the central longitudinal axis XX being substantially 150 degrees. All three water discharge nozzles 26th , 28 , 30th are spaced from one another both in the longitudinal direction and in the circumferential direction. The circumferential distance can be the same, ie every nozzle 26th , 28 , 30th is spaced from both adjacent nozzles at an angle of 120 degrees. In one embodiment, a sufficient degree of cleaning was achieved by three water ejection nozzles 26th , 28 , 30th which have round (type S) stainless steel nozzles with diameters of 0.6mm and / or 0.7mm, and wherein water is expelled at a pressure of 250,000 kPa (2,500 barg).
  • Jedoch sind ein alternativer Sprühdruck, Gesamtzahlen der Wasserausstoßdüsen und unterschiedliche Abstände und Winkelausrichtungen möglich, je nach Faktoren wie z.B. dem inneren Behältervolumen, seiner Oberfläche, seinem Verschmutzungsgrad oder anderen Überlegungen.However, alternative spray pressures, total numbers of water ejection nozzles, and different spacing and angular orientations are possible depending on factors such as e.g. the internal volume of the container, its surface, its degree of soiling or other considerations.
  • 3 zeigt auch zwei diametral entgegengesetzte Druckluft-Ausstoßdüsen 32, die in dem Sprühlanzenkörper 14 gebildet sind und sich radial in Bezug auf seine zentrale Längsachse X-X erstrecken. Eine ringförmige Druckluftleitung 34 erstreckt sich koaxial um die Reinigungsflüssigkeitsleitung 24. Druckluft wird von einer Luftquelle und einer Pumpe (beide nicht gezeigt) durch die Leitung 34 zu den Düsen 32 gepumpt. 3 also shows two diametrically opposed compressed air ejectors 32 that in the spray lance body 14th are formed and extend radially with respect to its central longitudinal axis XX. An annular compressed air line 34 extends coaxially around the cleaning liquid line 24 . Compressed air is supplied through the line from an air source and a pump (both not shown) 34 to the nozzles 32 pumped.
  • Vier Druckluft-Ausstoßdüsen 32 sind gleichmäßig in 90-Grad-Intervallen um den Sprühlanzenkörper 14 verteilt, wobei jede Düse 32 so ausgerichtet ist, dass sie Druckluft im Allgemeinen radial in Bezug auf die zentrale Längsachse X-X ausstößt. Die Druckluft-Ausstoßdüsen 32 sind auf dem Sprühlanzenkörper 14 in der Nähe des Verbindungspunktes (siehe den eingekreisten Teil von 4) zwischen dem Sprühlanzenkörper 14 und dem Sprühlanzenkopf 16 angeordnet.Four compressed air discharge nozzles 32 are evenly spaced around the spray lance body at 90 degree intervals 14th distributed, with each nozzle 32 is oriented to expel pressurized air generally radially with respect to the central longitudinal axis XX. The compressed air discharge nozzles 32 are on the spray lance body 14th near the connection point (see the circled part of 4th ) between the spray lance body 14th and the spray lance head 16 arranged.
  • Die kombinierte Länge des Sprühlanzenkörpers 14 und des Sprühlanzenkopfes 16 kann in einer Größenordnung von 750 mm liegen. Ein Kupplungselement 40 wird in 4 gezeigt, das den Sprühlanzenkörper 14 mit einem (nicht gezeigten) Roboter-Steuerarm verbindet.The combined length of the spray lance body 14th and the spray lance head 16 can be of the order of 750 mm. A coupling element 40 is in 4th shown that the spray lance body 14th connects to a robot control arm (not shown).
  • Bei der Verwendung wird ein Brauereibehälter - wie ein in 5 gezeigtes Bierfass 10 - über eine Förderanlage 50 zu einer Reinigungszone 60 transportiert, wo seine Öffnung automatisch lokalisiert wird und bei Bedarf das Fass 10 so ausgerichtet wird, dass seine Stopfenlochöffnung 12 in Richtung des Roboter-Steuerarms und seines zugehörigen Sprühlanzenkörpers 14 zeigt. Die Stopfenlochöffnung 12 des zu reinigenden Fasses 10 wird optisch lokalisiert (z.B. durch einen Laserstrahl), und sobald die korrekte Position bestätigt ist, wird das Fass 10 dann durch horizontale und vertikale Klemmen einer Klemmvorrichtung 70 gegen Bewegung gesichert und ist bereit für den Beginn des Reinigungsvorgangs.When using a brewery container - like an in 5 shown beer barrel 10 - via a conveyor system 50 to a cleaning zone 60 transported where its opening is automatically located and, if necessary, the barrel 10 aligned so that its plug hole opening 12 toward the robot control arm and its associated spray lance body 14th shows. The plug hole opening 12 of the barrel to be cleaned 10 is localized optically (e.g. by a laser beam), and once the correct position is confirmed, the barrel is 10 then by clamping a clamping device horizontally and vertically 70 secured against movement and is ready to start the cleaning process.
  • Der (nicht gezeigte) Roboterarm bringt den Sprühlanzenkörper 14 vorwärts zu der Stopfenlochöffnung 12, bis sein Sprühlanzenkopf 16 eine erwünschte Position innerhalb des Fasses 10 erreicht. Es wird eine Hammelmann-Pumpe der HDP 174 Reihe verwendet, um Ultrahochdruck-Wasserstrahlen 20 zu erzeugen. Diese werden von den Sprühdüsen 26, 28, 30 des Sprühlanzenkopfes 16 ausgestoßen (z.B. bei einem Druck von 250.000 kPa, und einer Durchflussrate von 30 Litern/Minute), während der Sprühlanzenhopf 16 gleichzeitig (z.B. bei 750 U/min) gedreht oder oszilliert wird und in Längsrichtung (z.B. mit einer Geschwindigkeit von 50mm/s) zu der Stopfenlochöffnung 12 hin und/oder davon weg versetzt wird.The robotic arm (not shown) brings the spray lance body 14th forward to the plug hole opening 12 until his spray lance head 16 a desired position within the barrel 10 reached. It will be a Hammelmann pump from HDP 174 Series used to produce ultra-high pressure water jets 20th to create. These are from the spray nozzles 26th , 28 , 30th of the spray lance head 16 ejected (e.g. at a pressure of 250,000 kPa, and a flow rate of 30 liters / minute), while the spray lance hops 16 is rotated or oscillated simultaneously (for example at 750 rpm) and in the longitudinal direction (for example at a speed of 50 mm / s) to the plug hole opening 12 is moved towards and / or away from it.
  • Wenn die Ultrahochdruck-Wasserstrahlen 20 aus dem Sprühlanzenkopf 16 ausgestoßen werden, wird gleichzeitig Druckluft aus den auf dem Sprühlanzenkörper 14 angeordneten Druckluft-Ausstoßdüsen 32 ausgestoßen. Die ausgestoßene Druckluft treibt überschüssiges Wasser von den inneren Oberflächen des Fasses 10 während des Reinigungsprozesses. Vorteilhafterweise treibt die ausgestoßene Druckluft auch das Wasser von der Schnittstelle zwischen dem Sprühlanzenkörper 14 und dem Sprühlanzenkopf 16, um ein Eindringen von Wasser und Ablagerungen in das Innere der Sprühlanze selbst zu verhindern.When the ultra-high pressure water jets 20th from the spray lance head 16 are ejected, compressed air is simultaneously released from the spray lance body 14th arranged compressed air ejection nozzles 32 pushed out. The expelled pressurized air drives excess water off the internal surfaces of the barrel 10 during the cleaning process. Advantageously, the ejected compressed air also drives the water from the interface between the spray lance body 14th and the spray lance head 16 to prevent water and debris from getting inside the spray lance itself.
  • Die Gesamtzeit eines kompletten Reinigungszyklus variiert je nach der Art und Größe des zu reinigenden Brauereibehälters. Beispielsweise beträgt der Verfahrweg für den Sprühlanzenkopfe 16 innerhalb eines 30-Liter-Kegs ungefähr 325mm und erhöht sich auf 580mm für ein 100-Liter-Keg. Währenddessen beträgt der Verfahrweg für den Sprühlanzenkopf 16 innerhalb eines 9-Gallonen-Fasses ungefähr 392mm. In einigen Fällen - z.B. je nach Verschmutzungsgrad - können mehrere Reinigungsdurchgänge /zyklen erforderlich seinThe total time for a complete cleaning cycle will vary depending on the type and size of the brewery vessel being cleaned. For example, the travel distance for the spray lance head is 16 about 325mm within a 30 liter keg and increases to 580mm for a 100 liter keg. Meanwhile, the travel distance for the spray lance head is 16 about 392mm within a 9 gallon barrel. In some cases - e.g. depending on the degree of soiling - several cleaning cycles / cycles may be necessary
  • Es zeigt sich, dass die Linear- und Drehgeschwindigkeiten des Sprühlanzenkopfes 16, seine Düseneigenschaften und die Wasserdrücke allesamt Variablen sind, die empirisch hergeleitet werden können, um eine optimale Reinigungs- und Desinfektionsleistung für jedweden Brauereibehälter bereitzustellen.It turns out that the linear and rotational speeds of the spray lance head 16 , its nozzle properties and water pressures are all variables that can be empirically derived to provide optimal cleaning and disinfecting performance for any brewery vessel.
  • Obwohl bestimmte Ausgestaltungen der Erfindung hier detailliert offenbart wurden, ist dies nur exemplarisch und zum Zwecke der Veranschaulichung geschehen. Die vorgenannten Ausgestaltungen sind nicht limitierend in Bezug auf dem Umfang der angehängten Ansprüche. Tatsächlich wird vom Erfinder erwogen, dass verschiedene Ersetzungen, Änderungen und Modifizierungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung wie in den Ansprüchen definiert abzuweichen.Although certain embodiments of the invention have been disclosed in detail here, this has only been done by way of example and for the purpose of illustration. The aforementioned configurations are not limiting with regard to the scope of the appended claims. Indeed, it is contemplated by the inventor that various substitutions, changes, and modifications can be made in the invention without departing from the scope of the invention as defined in the claims.
  • Claims (15)

    1. Eine Vorrichtung zur Reinigung der inneren Oberflächen von Brauereibehältern, umfassend eine Hochdrucksprühlanze zum Aufbringen einer Reinigungsflüssigkeit auf innere Oberflächen eines Brauereibehälters; wobei die Sprühlanze folgendes umfasst: (i) einen länglichen Sprühlanzenkörper mit einer Längsachse, der so geformt und dimensioniert ist, dass er seine zumindest teilweise Einführung in einen Brauereibehälter vereinfacht; (ii) einen Sprühlanzenkopf, der an einem nachgelagerten distalen Ende des Sprühlanzenkörpers angebracht ist, wobei der Sprühlanzenkopf eine Vielzahl von Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen umfasst; und (iii) mindestens eine Druckluft-Ausstoßdüse, die vorgelagert zu der Vielzahl von Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen vorgesehen ist.An apparatus for cleaning the interior surfaces of brewery containers, comprising a high pressure spray lance for applying a cleaning liquid to interior surfaces of a brewery container; wherein the spray lance comprises: (i) an elongated spray lance body having a longitudinal axis and shaped and dimensioned to facilitate its at least partial introduction into a brewery vessel; (ii) a spray lance head attached to a downstream distal end of the spray lance body, the spray lance head including a plurality of cleaning fluid ejection nozzles; and (iii) at least one compressed air ejection nozzle provided upstream of the plurality of cleaning liquid ejection nozzles.
    2. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der längliche Sprühlanzenkörper um seine Längsachse drehbar ist.A device according to Claim 1 wherein the elongated spray lance body is rotatable about its longitudinal axis.
    3. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der längliche Sprühlanzenkörper entlang seiner Längsachse vor und zurück versetzbar ist.A device according to Claim 1 or 2 wherein the elongate spray lance body can be displaced back and forth along its longitudinal axis.
    4. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Dreh- oder Versetzbewegungen des länglichen Sprühlanzenkörpers durch einen Roboterarm ausgeführt werden, der hiermit an einer Position vorgelagert zu der mindestens einen Druckluft-Ausstoßdüse verbindbar ist.A device according to Claim 3 , wherein the rotary or offset movements of the elongated spray lance body are carried out by a robot arm, which can hereby be connected to the at least one compressed air discharge nozzle at a position upstream.
    5. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen relativ zu der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers umlaufend auf dem Sprühlanzenkopf verteilt sind.A device according to any one of the preceding claims, wherein the cleaning liquid discharge nozzles are distributed circumferentially on the spray lance head relative to the longitudinal axis of the elongate spray lance body.
    6. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergenden Ansprüche, wobei die Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen so angeordnet sind, dass jede Flüssigkeit in unterschiedlichen Winkeln relativ zu der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers ausstößt.An apparatus according to any preceding claim, wherein the cleaning liquid ejection nozzles are arranged so that each liquid ejects at different angles relative to the longitudinal axis of the elongated spray lance body.
    7. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergenden Ansprüche, wobei drei Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen auf dem Sprühlanzenkopf vorgesehen sind.An apparatus according to any preceding claim, wherein three cleaning liquid ejection nozzles are provided on the spray lance head.
    8. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen so angeordnet ist, dass sie Flüssigkeit im Wesentlichen radial relativ zu der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers ausstößt.An apparatus according to any preceding claim, wherein at least one of the cleaning fluid ejection nozzles is arranged to eject fluid substantially radially relative to the longitudinal axis of the elongated spray lance body.
    9. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen so angeordnet ist, dass sie Flüssigkeit in einer allgemein nach vorne gerichteten Richtung ausstößt, wobei ihr Ausstoßwinkel relativ zu der der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers weniger als 90 Grad beträgt.An apparatus according to any preceding claim, wherein at least one of the cleaning liquid ejection nozzles is arranged to eject liquid in a generally forward direction with its ejection angle relative to that of the longitudinal axis of the elongated spray lance body being less than 90 degrees.
    10. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Reinigungsflüssigkeit-Ausstoßdüsen so angeordnet ist, dass sie Flüssigkeit in einer allgemein nach hinten gerichteten Richtung ausstößt, wobei ihr Ausstoßwinkel relativ zu der der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers mehr als 90 Grad beträgt.An apparatus according to any preceding claim, wherein at least one of the cleaning liquid ejection nozzles is arranged to eject liquid in a generally rearward direction with its ejection angle relative to that of the longitudinal axis of the elongated spray lance body being greater than 90 degrees.
    11. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergenden Ansprüche, wobei sich eine Reinigungsflüssigkeitsleitung in Längsrichtung entlang der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers von dem Sprühlanzenkopf erstreckt und mit einer Reinigungsflüssigkeitsquelle verbindbar ist.An apparatus according to any preceding claim, wherein a cleaning fluid conduit extends longitudinally along the longitudinal axis of the elongated spray lance body from the spray lance head and is connectable to a cleaning fluid source.
    12. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergenden Ansprüche, wobei sich eine Druckluftleitung in Längsrichtung entlang des länglichen Sprühlanzenkörpers von der mindestens einen Druckluft-Ausstoßdüse erstreckt und mit einer Druckluftquelle verbindbar ist.A device according to any preceding claim, wherein a compressed air line is in Extends longitudinally along the elongated spray lance body from the at least one compressed air discharge nozzle and is connectable to a compressed air source.
    13. Eine Vorichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Druckluftleitung ringförmig ist und sich koaxial relativ zu der Reinigungsflüssigkeitsleitung erstreckt.A device according to Claim 12 wherein the compressed air line is annular and extends coaxially relative to the cleaning liquid line.
    14. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die mindestens eine Druckluft-Ausstoßdüse so angeordnet ist, dass sie Druckluft im Wesentlichen radial relativ zu der Längsachse des länglichen Sprühlanzenkörpers ausstößt.A device according to Claim 13 wherein the at least one compressed air ejector nozzle is arranged to eject compressed air substantially radially relative to the longitudinal axis of the elongated spray lance body.
    15. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergenden Ansprüche, wobei der Sprühlanzenkopf wahlweise in einer Längsposition, die der Vielzahl von Reinigungsflüssigkeits-Ausstoßdüsen vorgelagert und der mindestens einen Druckluft-Ausstoßdüse nachgelagert ist, von dem Sprühlanzenkörper ablösbar ist.An apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the spray lance head is selectively detachable from the spray lance body in a longitudinal position upstream of the plurality of cleaning liquid discharge nozzles and downstream of the at least one compressed air discharge nozzle.
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