DE3414747C2 - Abfüllverfahren und -vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfüllen eines fließfähigen Erzeugnisses gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Abfüllvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit der ein flüssiges oder hochviskoses und Feststoffe enthaltendes Erzeugnis nach einer Behandlung unter hohem Druck stabil und kontinuierlich abgefüllt werden kann, ohne daß ein hoher Druck auf irgendwelche Teile des Abfüllgerätes ausgeübt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Sterilisiervorrichtung mit einer derartigen Abfüllvorrichtung kombiniert.

Auf dem Gebiet der Nahrungs- und Arzneimittel ist es üb­ lich, die Erzeugnisse vor dem Verkauf zu sterilisieren und in einen Zustand zu bringen, in dem die Erzeugnisse mikrobiolo­ gisch sicher sind, um Fäulnis oder Verderben der Erzeugnisse durch die Mikroorganismen während der Lagerung zu verhindern. Die Sterilisierung von Nahrungs- und Arzneimitteln wird vor­ zugsweise bei hohen Temperaturen in einem kurzen Zeitraum durchgeführt, um eine Verschlechterung ihrer Qualität während der Sterilisierungsbehandlung zu verhindern.

Wenn die Sterilisierung des Erzeugnisses bei einer hohen Tem­ peratur von über 100°C durchgeführt wird, kocht das Erzeug­ nis im Sterilisiersystem in unvorteilhafter Weise, wenn die Behandlung bei Normaldruck durchgeführt wird. Um ein derar­ tiges Kochen zu verhindern, war es bisher notwendig, einen bestimmten Druck zum Verhindern des Kochens, nachstehend als "Gegendruck" bezeichnet, innerhalb des Sterilisiersystems aufrechtzuerhalten. Dieses herkömmliche Sterilisierverfahren weist jedoch die nachstehenden Probleme auf.

In einem der bekannten Sterilisiersysteme sind zwei Pumpen, in Strömungsrichtung des zu behandelnden Materials gesehen, oberhalb und unterhalb des Sterilisators angeordnet, und der Gegendruck wird durch geeignete Regelung der Ausstoßge­ schwindigkeit oder -rate der beiden Pumpen erzeugt. Bei die­ sem System wird jedoch die unterhalb des Sterilisators ange­ ordnete Pumpe beträchtlich hoher Temperatur und Druck ausge­ setzt, wenn die Sterilisiertemperatur auf 120 bis 150°C er­ höht wird, um eine biologisch sichere Sterilisierung zu ge­ währleisten. Infolgedessen kann in dieser Pumpe ein Leck auf­ treten und die Strömungsrate und den Druck des Erzeugnisses im Sterilisator instabil machen, was zu Schwankungen in den Behandlungsbedingungen führt.

Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Erzeugen des Gegendruckes verwendet anstelle der stromabwärts angeordneten Pumpe ein Druckregelventil oder eine Homogenisiervorrichtung. Wenn in diesem Falle das Erzeugnis Feststoffe enthält, neigen das Druckregelventil oder die Homogenisiervorrichtung dazu, durch diese Feststoffe zu verstopfen, was zu einem außer­ ordentlichen Druckanstieg im System führt.

In "Die Molkerei-Zeitung Welt der Milch", 35. Jahrgang, 1981/41 ist auf Seite 1303, Abschnitt 3, bis Seite 1305, Ab­ schnitt 1, eine Vorrichtung zum Sterilisieren eines viskosen Erzeugnisses unter hohem Druck mit anschließender Abfüllung beschrieben. Ein Gegendrucktank hält den für die Sterilisa­ tion erforderlichen hohen Druck aufrecht und sammelt das sterilisierte Erzeugnis. Während der Abfüllung muß der Ge­ gendrucktank gegen den Sterilisator abgesperrt und der Druck im Gegendrucktank gesenkt werden, bevor das Erzeugnis in das Abfüllgerät überführt wird. Die Druckbehandlung (Sterilisa­ tion) und die Abfüllung werden in zwei getrennten Verfah­ rensschritten und nicht kontinuierlich durchgeführt.

In Troost, Technologie des Weines (Abbildung 558) ist eine Druckreduzierung von Wein vor der Abfüllung mittels eines Ventils vorgesehen. Außerdem werden Abfüll-, Puffer- oder Zwischentanks aufgeführt. Diese dienen jedoch nur als Vor­ ratsbehälter und nicht zum Druckausgleich. Der Zulauf zu den Tanks kann über Fall- oder Gasdruck geregelt werden.

Aus der DE-PS 3 24 708 ist ein Verfahren zum Ausschenken koh­ lensäurehaltiger Getränke aus einem Druckbehälter mittels eines Meßgefäßes bekannt. Das Meßgefäß wird unter gleichem Druck wie der Druckbehälter gefüllt und zur Entleerung vom Druckbehälter abgesperrt und belüftet.

Im allgemeinen können die das z. B. mit der Sterilisiervorrichtung verbundene Abfüllgerät ausbildenden Teile nur einem vergleichs­ weise geringem Druck standhalten, so daß die Ausübung des gleichen Druckes wie im Sterilisator auf diese Teile des Ab­ füllgerätes vom Standpunkt des Maschinenbaus vorzugsweise ver­ hindert wird. Die Anwendung eines derartigen Druckes verur­ sacht auch verschiedene Probleme, wie eine Schwankung der Ab­ füllmenge, das Tropfen von Flüssigkeit durch Lecken des flüssi­ gen Erzeugnisses vom Abfüllventil aufgrund des hohen Druckes und ein Spritzen des Erzeugnisses, das zu einem "Ausschwemmen" oder "Ausspülen" genannten Ereignis führt, wenn das Abfüllven­ til geöffnet wird.

Bei dieser Sterilisiervorrichtung ist deshalb ein Ventil oder ein anderes geeignetes Mittel vorgesehen, um selektiv das Ab­ füllgerät vom Sterilisator und den stromabwärtigen Gegendruck­ tank vom Sterilisator abzusperren. In Betrieb wird das Ventil geschlossen und die Verbindung zum Abfüllgerät während der Ste­ rilisierung unterbrochen, und das sterilisierte Erzeugnis wird vorübergehend im Gegendrucktank gesammelt, ohne den Druck zu erniedrigen. Nach Beendigung des Betriebs des Sterilisators und Absenken des Druckes im den Gegendrucktank einschließenden Abschnitt der Vorrichtung wird das Ventil dann geöffnet, so daß das Erzeugnis dem Abfüllgerät zugeführt werden kann. In diesem Fall muß das Sterilisieren und das Abfüllen jedoch in getrennten Verfahrensschritten durchgeführt werden, was sehr unpraktisch ist und keine kontinuierliche Verarbeitung des Er­ zeugnisses ermöglicht.

Bei einem weiteren Verfahren sind das Druckregelventil oder die Erzeugnisförderpumpe zwischen dem Gegendrucktank in der Sterilisiervorrichtung und dem Abfüllgerät angeordnet. Bei diesem Verfahren wird deshalb in der Vorrichtung stromabwärts vom Druckregelventil oder der Pumpe Normaldruck aufrechterhal­ ten, so daß das Abfüllgerät vom im Sterilisator herrschenden Druck freigehalten wird. Die Verwendung eines Druckregelven­ tils führt jedoch zu einer abnormalen Druckerhöhung in der Vor­ richtung, wenn das Druckregelventil mit irgendwelchen Fest­ stoffen, die im Erzeugnis enthalten sein können, verstopft wird, was oft zum Ausfall der Sterilisiervorrichtung führt. Feststoffe im Erzeugnis können bis zu einem gewissen Maß zuge­ lassen werden, wenn anstelle eines Druckregelventils eine Pum­ pe verwendet wird. In diesem Fall müssen die Feststoffe jedoch verschiedene Öffnungen innerhalb der Pumpe passieren, so daß die Feststoffe leicht zerbrechen oder aufbrechen. Dieses Ver­ fahren kann deshalb kaum für Erzeugnisse verwendet werden, die größere Feststoffe enthalten.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abfüllen von Er­ zeugnissen in Behälter, insbesondere nach vorangegangenem Sterilisieren, bereitzustellen, bei denen die vorste­ henden Nachteile vermieden werden und bei hoher Temperatur und hohem Druck behandelte flüssige oder hochviskose Erzeug­ nisse abgefüllt werden können, ohne daß der hohe Behandlungs­ druck auf Teile des Abfüllgerätes ausgeübt wird. Mit der er­ findungsgemäßen Abfüllvorrichtung soll es weiter möglich sein, eine kontinuierliche Hochtemperatur- Sterilisierung unter konstantem Gegendruck durchzuführen und ein kontinuierliches und stabiles Sterilisieren und Abfüllen sicherzustellen. Mit dem erfindungs­ gemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll auch die Behandlung von Erzeugnissen möglich sein, die ver­ hältnismäßig große Feststoffe enthalten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.

Das erfindungsgemäße Abfüllverfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:

• (1) Überführen des Erzeugnisses vom Drucktank in einen in Strömungsrichtung unterhalb des Drucktankes angeordneten Puffertank, während der Druck im Puffertank gleich hoch oder etwas kleiner als der Druck im Drucktank gehalten wird,
• (2) Ausbilden einer Verbindung zwischen dem Puffertank und einem in Strömungsrichtung unterhalb des Puffertanks angeordneten Abfülltank, nachdem der Puffertank vom Drucktank abgesperrt und der Druck im Puffertank abgesenkt ist, wodurch das Erzeugnis vom Puffertank in den Abfülltank überführt wird, und
• (3) Überführen des Erzeugnisses zum Abfüllgerät.

Mit diesem Verfahren kann das Erzeugnis kontinuierlich unter hohem Druck behandelt und ohne Unterbrechung des Betriebs abgefüllt werden, ohne das Abfüllgerät einem starken Druck auszusetzen.

Die erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung weist einen Drucktank, einen Puffertank, einen Abfülltank und ein Abfüllgerät auf; der innere pneumatische Druck der Tanks ist unabhängig voneinander regelbar, und die Tanks und das Abfüllgerät sind mittels einer Förderleitung mit Ventilen miteinander verbunden.

In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist in Strömungsrichtung vor dem Drucktank eine Sterilisiervorrichtung angeordnet, die einen Sterilisator und einen Zuführtank und/oder eine Zuführpumpe aufweist, um das Erzeugnis an den Sterilisator zu liefern. Der Drucktank übt einen Gegendruck auf den Sterilisator aus. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Gegendruck stabil und exakt geregelt werden, weil der Gegendruck über das Medium Luft übertragen wird. Die Erzeugnisse werden deshalb unter stabilen Bedingungen sterilisiert. Dieser Vorteil führt in Verbindung mit dem vorstehend erläuterten stabilen und kontinuierlichen Abfüllvorgang durch die Abfüllvorrichtung zu einer überlegenen Leistung der erfindungsgemäßen Sterilisier- und Abfüllvorrichtung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Flußdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abfüllvorrichtung,

Fig. 2 ein schematisches Flußdiagramm der erfindungsgemäßen Abfüllvorrichtung mit einer Ausführungsform der Sterilisiervorrichtung,

Fig. 3 ein schematisches Flußdiagramm einer mit einer weite­ ren Ausführungsform der Sterilisiervorrichtung kombi­ nierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abfüll­ vorrichtung, und

Fig. 4 ein schematisches Flußdiagramm ähnlich Fig. 2, aber mit einer von der Ausführungsform gemäß Fig. 3 unter­ schiedlichen Sterilisiervorrichtung.

Nach dem Flußdiagramm gemäß Fig. 1 weist die bevorzugte Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Abfüllvorrichtung einen Drucktank oder Druckaufbautank 1, einen Puffertank 2, einen Abfülltank 3 und ein Abfüllgerät 9 auf, die in der vorste­ henden Reihenfolge durch eine Förderleitung 10 in Reihe ge­ schaltet sind. Die Abschnitte der Förderleitung 10 zwischen dem Drucktank 1 und dem Puffertank 2 und zwischen dem Puffertank 2 und dem Abfülltank 3 weisen Ventile 4 bzw. 5 auf.

Im Betrieb dieser Vorrichtung wird ein Erzeugnis, das unter hohem Druck behandelt wurde, beispielsweise einer Hochtem­ peratursterilisierung unterzogen wurde, dem Drucktank 1 ohne Abnahme des hohen Behandlungsdruckes zugeführt. Der Drucktank 1 weist einen Druckmesser 6 und einen Druckregler 7 auf, der in Abhängigkeit vom Ausgang des Druckmessers 6 Ein­ tritts- und Austrittsventile 8 und 8′ ansteuert, um den Gas­ druck im Drucktank 1 konstant zu halten. Der Drucktank 1 weist einen druckbeständigen Aufbau und gegebenenfalls eine Rühreinrichtung auf. Die Kontrolle des Gasdrucks im Drucktank 1 kann mittels Luftreglern durchgeführt werden. Das den Drucktank 1 füllende Gas kann Luft, Stickstoffgas, Kohlen­ dioxidgas und dergl. sein; dies gilt auch für den Puffertank 2 und den Abfülltank 3, die nachstehend näher erläutert werden. Falls vollkommen sterile Bedingungen erforderlich sind, sollte das Gas aseptische Luft sein, die beispielsweise durch ein (nicht dargestelltes) Sterilisierfilter geführt wurde.

Wenn das Erzeugnis unter Druck dem Tank 1 zugeführt wird, ist das Ventil 4 geschlossen, während das Ventil 5 entweder ge­ schlossen oder geöffnet ist. Bevor das Ventil 4 geöffnet ist, wird der Gasdruck im Puffertank 2 vorzugsweise auf das gleiche Niveau wie der Gasdruck im Drucktank I oder geringfügig nie­ driger eingeregelt und aufrechterhalten, um ein rasches Strö­ men des Erzeugnisses vom Drucktank 1 in den Puffertank 2 auf­ grund eines großen Druckunterschiedes zwischen diesen Tanks zu verhindern.

Das auf diese Weise im Drucktank 1 gesammelte Erzeugnis wird dem Puffertank 2 zugeführt, wenn das Ventil 4 geöffnet wird, nachdem der Innendruck des Puffertanks 2 durch Ansteuerung der Ventile 8 und 8′ auf das gleiche Niveau wie der Druck im Drucktank 1 oder geringfügig niedriger eingeregelt ist. Wie der Drucktank 1 weist auch der Puffertank 2 einen Druckmesser 6 und einen Druckregler (oder Luftregler) 7 auf, so daß der Druck im Tank 2 konstant gehalten wird. Der Puffertank 2 ist ebenfalls druckbeständig und kann gegebenenfalls eine Rühr­ einrichtung aufweisen. Die Förderung des Erzeugnisses vom Drucktank 1 zum Puffertank 2 wird beispielsweise durch die Schwerkraft bewirkt, aufgrund der Tatsache, daß der Puffer­ tank 2 unterhalb des Drucktanks 1 angeordnet ist. Gegebenen­ falls kann die Förderung des Produktes auch dadurch bewirkt werden, daß der Innendruck des Puffertanks 2 auf einem ge­ ringfügig niedrigeren Niveau als der Innendruck des Druck­ tankes 1 gehalten wird.

Wenn das Erzeugnis aseptisch sein muß, muß das in den Puffer­ tank 2 eingeführte Gas steril, z. B. sterile Luft, sein, die bei­ spielsweise durch ein (nicht dargestelltes) Sterilisierfilter geführt wurde.

Nachdem eine bestimmte, beispielsweise vorher festgelegte Menge des Erzeugnisses im Puffertank 2 gespeichert ist, wird das Ventil 4 geschlossen und der Innendruck des Puffertanks 2 wird abgesenkt auf ein Niveau zwischen beispielsweise Normal­ druck und 0,8 kg/cm² (80 kPa) Meßdruck, wie Überdruck, wäh­ rend der Innendruck des Abfülltanks 3 mittels der Regelventi­ le 8 und 8′ auf dem gleichen Niveau wie der Innendruck des Puffertanks 2 oder geringfügig darunter gehalten wird. Danach wird das Ventil 5 geöffnet, so daß das Erzeugnis vom Puffer­ tank dem Abfülltank 3 zugeführt wird. Wie der Drucktank 1 weist der Abfülltank 3 einen Druckmesser 6 und/oder einen Druckregler bzw. einen Luftregler 7 auf, so daß der Gasdruck im Tank auf einen konstanten Wert eingesteuert und gehalten wird. Der Abfülltank 3 kann ebenfalls druckbeständig sein und gegebenenfalls eine Rühreinrichtung aufweisen. Wenn das Erzeugnis aseptisch sein muß, muß das in den Abfülltank 3 ein­ geleitete Gas steril, z. B. sterile Luft, sein, die beispielsweise durch ein nicht dargestelltes Sterilisierungsfilter geleitet wurde. Die Drücke in den Tanks 2 und 3 werden vorzugsweise ge­ regelt durch Einleitung der sterilen Luft in die Tanks mit einem etwas höheren Niveau als Normaldruck, um das Innere der Vor­ richtung in sterilem Zustand zu halten.

Die Förderung des Erzeugnisses vom Puffertank 2 zum Abfüll- oder Wechseltank 3 wird durch die Schwerkraft oder den Druck­ unterschied zwischen den Tanks bewirkt, wie im Falle der Förderung vom Drucktank i zum Puffertank 2.

Das im Abfülltank 3 gesammelte Erzeugnis wird schließlich dem Abfüllgerät 9 zugeführt, durch das das Erzeugnis beispielswei­ se in Behälter oder Container abgefüllt wird. Bei diesem Ver­ fahren wird nach dem Sammeln des Erzeugnisses im Abfülltank 3 der Abschnitt der Vorrichtung stromabwärts vom Abfülltank 3 entlüftet oder es wird der Druck dort auf einen bestimmten, wie vorher festgelegten Druck abgesenkt, so daß das Abfüllge­ rät 9 gegen Einwirkung eines Überdrucks gesichert ist. Deshalb ist das Abfüll- oder Beschickungsgerät 9 mechanisch geschützt und das unerwünschte Tropfen von Flüssigkeit vom Abfüllgerät 9 und das Spülen oder Spritzen des Erzeugnisses während des Ab­ füllvorganges sowie Schwankungen der Abfüllmenge werden ver­ mieden und dadurch ein stabiles und konstantes Abfüllen des Erzeugnisses, beispielsweise in die Behälter sichergestellt.

Bei der erfindungsgemäßen Abfüllvorrichtung erfolgt die För­ derung des Erzeugnisses vom Drucktank 1 über den Puffertank 2 und den Abfülltank 3 zum Abfüllgerät 9 wiederholt und mehr­ fach, so daß das Erzeugnis, das der Hochdruckbehandlung unterzogen wurde, ohne Unterbrechung im Drucktank 1 gesammelt wird, während das Erzeugnis kontinuierlich in die Behälter abgefüllt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren muß das Erzeugnis innerhalb des Systems keine engen Öffnungen passieren, wie ein Druckregelventil oder eine Pumpe, die beim herkömmlichen System verwendet werden, so daß das Problem bezüglich des Festsetzens oder Verstopfens mit Feststoffen vermieden wird, auch wenn das Erzeugnis irgend­ welche Feststoffe enthält.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm einer weiteren bevorzugten Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Abfüllvorrichtung, bei der wesentliche Teile mit denjenigen gemäß Fig. 1 identisch sind.

Wie nachstehend erläutert, wird z. B. das Erzeugnis in einer Sterilisiervorrichtung unter dem geregelten Gasgegendruck sterilisiert und im Drucktank 1 gesammelt. Wenn das Erzeugnis vom Drucktank 1 aufgenommen wird, nimmt ein Dreiwegventil 11 eine Stellung ein, in der der Drucktank 1 vom Puffertank 2 und vom Abfülltank 3 abgesperrt ist, während der Puffertank 2 mit dem Abfüll- oder Wechseltank 3 in Verbindung steht. Der Gasdruck im Drucktank 1 wird durch den Luftregler 13 geregelt. Ein in die von den Tanks 1, 2 und 3 kommenden Gasleitungen 14 angeordnetes Dreiwegventil 12 nimmt dabei eine Stellung ein, in der die Gasleitung 14 des Drucktanks 1 von der des Puffertanks 2 und des Abfülltanks 3 abgesperrt und nicht mit diesen verbunden ist.

Nach dem Sammeln einer bestimmten, zuvor festgelegten Menge des Erzeugnisses im Drucktank 1 wird das Dreiwegventil 12 in der Gasleitung 14 betätigt, so daß der Drucktank 1 mit dem Puffertank 2 in Verbindung gebracht wird, um den Innendruck des Puffertanks 2 auf das gleiche Niveau wie denjenigen des Drucktanks 1 zu regeln. Danach wird das Dreiwegventil 11 be­ tätigt und öffnet den Durchgang zwischen dem Drucktank 1 und dem Puffertank 2, während der Puffertank 2 vom Abfülltank 3 abgesperrt wird. Dadurch wird die Förderung des Erzeugnisses vom Drucktank 1 in den Puffertank 2 ermöglicht.

Nach dem Sammeln einer bestimmten, zuvor festgelegten Menge des Erzeugnisses im Puffertank 2 wird das Dreiwegven­ til 12 in der Gasleitung 14 betätigt und schließt den Durch­ gang zwischen dem Drucktank 1 und dem Puffertank 2, während gleichzeitig der Durchgang zwischen dem Puffertank 2 und dem Abfüll- oder Wechseltank 3 geöffnet wird, so daß der Innen­ druck des Puffertanks 2 abgesenkt wird auf einen Druck zwi­ schen beispielsweise Normaldruck und 0,8 kg/cm² (80 kPa) Meß­ druck, wie Überdruck. Die Druckregelung erfolgt dabei mittels des Luftreglers 15. Gleichzeitig mit diesem Vorgang wird das Dreiwegventil 11 betätigt und öffnet den Durchgang zwischen dem Puffertank 2 und dem Abfülltank 3, während der Drucktank 1 vom Puffertank 2 abgesperrt wird, so daß das Erzeugnis vom Puffertank 2 in den Abfülltank 3 und weiter in das Abfüllge­ rät 9 gefördert wird, durch das das Erzeugnis in die Behälter abgefüllt wird.

Fig. 2 ist ein Arbeitsplan oder Flußdiagramm einer Sterilisations- Abfüllvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Abfüllvorrich­ tung. Bei dieser Sterilisations-Abfüllvorrichtung sind Zuführ­ einrichtungen mit einer Pumpe 16, einem Sterilisator 17, einem Halterohr 18 und einem Kühler 19 mittels der Förderlei­ tung 10 in der vorstehenden Reihenfolge mit dem Drucktank 1 in Reihe geschaltet. Das Erzeugnis wird von einem Tank 20 mit­ tels der Pumpe 16 durch das System dem Sterilisator 17 zuge­ führt. Die Pumpe 16 kann das Erzeugnis dem Sterilisator 17 mit einem geeigneten Druck zuführen. Der Förderdruck der Pumpe 16 muß größer sein als der Gegendruck vom Drucktank 1. Eine Monoschraubenpumpe, Rohrpumpe, Rotationspumpe oder dergl. mit genügend großer Leistung kann zu diesem Zweck ver­ wendet werden. Die Regelung der Durchflußgeschwindigkeit des dem Sterilisator 17 zugeführten Erzeugnisses wird beispiels­ weise dadurch durchgeführt, daß die Durchflußrate oder -ge­ schwindigkeit des Erzeugnisses zum Sterilisator 17 mittels eines an der stromabwärts gelegenen Seite der Pumpe 16 ange­ ordneten Durchflußmessers 21 ermittelt und die Abweichung der gemessenen Durchflußrate von der vorgegebenen Durchflußrate an einen Durchflußregler 22 gegeben wird. Der Durchflußregler 22 liefert eine Steueranweisung an einen Inverter oder Wandler 23, durch dessen Betätigung die Operationsgeschwindigkeit der Pum­ pe 16 geändert wird, wodurch die Durchflußrate des Erzeugnis­ ses geregelt wird.

Wie in Fig. 3 dargestellt, kann die Zuführeinrichtung einen Zuführtank 24 mit einem Druckmesser 6, einem Regler 7 sowie Einlaß- und Auslaßventile 8, 8′ auf­ weisen, die zur Regelung des Innendrucks im Tank 24 zusammen­ wirken. Der Gas­ druck im Zuführtank 24 muß geregelt werden, um den Druck ober­ halb des Niveaus des Gasdruckes im Drucktank 1 zu halten, da­ mit eine glatte und problemlose Förderung des Erzeugnisses durch den Sterilisator 17 in den Drucktank 1 gewährleistet ist. Dabei kann die Regelung der Durchflußrate des Erzeugnisses durch die Einstellung der Druckdifferenz zwischen dem Zuführ­ tank 24 und dem Drucktank 1 erfolgen.

Es ist festzuhalten, daß während des Betriebs der erfindungs­ gemäßen Abfüllvorrichtung die Durchflußrate des Erzeugnisses geändert werden kann aufgrund einer Variation des Förder­ drucks des Erzeugnisses am Auslaß des Tanks 24 der Zuführein­ richtung, die als Folge einer Änderung der Menge oder der Be­ schickung des Erzeugnisses im Tank der Zuführeinrichtung auf­ tritt, insbesondere der Höhe des Erzeugnisses im Tank der Zu­ führeinrichtung. In diesem Fall kann, wie in Fig. 4 darge­ stellt, die Durchflußrate beispielsweise dadurch geregelt wer­ den, daß die Durchflußrate des dem Sterilisator 17 zugeführ­ ten Erzeugnisses mittels eines unterhalb des Zuführtanks 24 angeordneten Durchflußmessers 21 ermittelt wird und die Regel­ ventile 8 und 8′ mittels eines Durchflußreglers 22 angesteuert werden, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Durchfluß­ messers 21 arbeitet. Eine konstante Durchflußrate des Erzeug­ nisses kann auch dadurch aufrechterhalten werden, daß ein konstanter Förderdruck des Erzeugnisses am Auslaß des Zuführ­ tanks 24 durch Betätigen der Regelventile 8 und 8′ mittels eines (nicht dargestellten) Druckreglers aufrechterhalten wird. Die Regelventile 8 und 8′ werden in Abhängigkeit von einem Signal von einem (nicht dargestellten) Druckmesser be­ tätigt, der im Abschnitt der Förderleitung 10 nahe des Aus­ lasses des Zuführtanks 24 vorgesehen ist.

Als Sterilisator 17 der erfindungsgemäßen Vorrichtung können verschiedenartige Wärmeaustauscher verwendet werden, mit de­ nen eine Kurzzeit-Hochtemperaturbehandlung möglich ist, bei­ spielsweise ein Plattenwärmeaustauscher, ein Röhrenaustauscher, ein Wärmeaustauscher mit gekratzter oder geschabter Oberflä­ che, wie ein Dünnschicht-Wärmeaustauscher oder dergl., und eine Heizvorrichtung, wie ein Dampf­ injektor oder Dampfstrahlapparat. Es können auch zwei, drei oder mehrere Sterilisatoren in Reihe verwendet werden. Die Ver­ wendung eines Wärmeaustauschers mit gekratzter oder geschabter Oberfläche, der eine Rakel- oder Abstrichfunktion ausüben kann, ist insbesondere dann wirksam, wenn das Erzeugnis hoch­ viskos ist oder Feststoffe enthält.

Das dem Sterilisator 17 gelieferte Erzeugnis wird in diesem auf beispielsweise 130 bis 150°C erhitzt. Nach dem Erwärmen wird das Erzeugnis für eine bestimmte, beispielsweise vorher festgelegte Zeitdauer bei einer bestimmten, beispielsweise vorher festgelegten Temperatur in einem Halterohr 18 gehal­ ten, wobei Zeit und Temperatur derart gewählt werden, daß die angestrebte Sterilisierwirkung erzielt wird. Nach dem Abküh­ len durch den Kühler 19 auf eine Temperatur beispielsweise unterhalb 100°C wird das Material dann in den Drucktank 1 eingeleitet. Der Kühler 19 kann ein Wärmeaustauscher sein, beispielsweise ein Plattenwärmeaustauscher, Röhrenwärmeaus­ tauscher oder ein Wärmeaustauscher mit gekratzter oder geschab­ ter Oberfläche, wie ein Dünnschicht-Wärmeaustauscher. Der im Drucktank auf einem konstanten Niveau geregelte Gasdruck wird auf das Erzeugnis ausgeübt, so daß dieses zum Tank 24 der Zuführeinrichtung zurückgedrückt wird. Auf den Sterilisator 17 wird somit ein konstanter Gegendruck ausgeübt und dadurch eine fortlaufende Behandlung des Erzeug­ nisses bei konstanten Hochtemperaturbedingungen ermöglicht.

Zudem wird die Durchflußrate des in den Sterilisator fließen­ den Erzeugnisses genau auf konstantem Niveau gehalten, weil das Erzeugnis durch den im Zuführtank 24 geregelten Gasdruck in den Sterilisator 17 geleitet wird. Aus diesen Gründen wird der auf den Sterilisator ausgeübte Gegendruck in vorteilhaf­ ter Weise exakt stabilisiert. Da zudem das Erzeugnis dem Sterilisator 17 durch den Gegendruck im Zuführtank 24 zuge­ führt wird, besteht keine Gefahr eines Bruches der Feststof­ fe auch dann, wenn das Erzeugnis derartige Feststoffe enthält. Wenn jedoch das Erzeugnis vollkommen aseptisch sein muß, muß das in den Drucktank 1 eingeleitete Gas beispielsweise sterile Luft sein, die durch ein (nicht dargestelltes) Sterilisier­ filter geführt wurde. Sterile Luft kann auch als das Gas ver­ wendet werden, das an den Zuführtank 24 geliefert wird.

Das Erzeugnis wird somit nach dem Sterilisieren durch den Drucktank 1, den Puffertank 2 und den Abfülltank 3 in der vorstehend beschriebenen Weise dem Abfüllgerät zugeführt.

Die erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung kann wie die bekannten Vorrichtungen einer Apparatesterilisierung durch fließendes Wasser oder dergl. unterzogen werden.

Wie erläutert, ist es mit der erfindungsgemäßen Abfüllvor­ richtung möglich, flüssige oder hochviskose Erzeugnisse nach einer Hochdruckbehandlung stabil und kontinuierlich abzufül­ len, ohne daß der hohe Behandlungsdruck unmittelbar auf die Teile des Abfüllgerätes einwirken kann.

Wenn insbesondere die erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung in ein Sterilisiersystem eingebaut ist, kann das flüssige oder hochviskose Erzeugnis bei hoher Temperatur und unter einem bestimmten Gegendruck kontinuierlich sterilisiert werden, wo­ bei die Anwendung eines übermäßigen Druckes auf das Abfüll­ gerät vermieden wird und eine stabile und kontinuier­ liche Sterilisierung und Beschickung oder Abfüllung des Er­ zeugnisses ermöglicht wird. Zudem werden Probleme im Zusam­ menhang mit dem Festsetzen oder Verstopfen durch Feststoffe und dem Auseinanderbrechen der Feststoffe auch dann verhindert, wenn die Vorrichtung bei der Handhabung eines Erzeugnisses verwendet wird, das verhältnismäßig große Feststoffe ent­ hält. Deshalb kann die Erfindung insbesondere wirksam einge­ setzt werden nach der Sterilisierung von flüssigen oder hoch­ viskosen Nahrungs- und Arzneimitteln, die Feststoffe enthal­ ten, beim Verarbeiten derartiger Erzeugnisse durch steri­ les Abfüllen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Abfüllen eines fließfähigen Erzeugnisses, das unter hohem Druck in einem Drucktank gelagert ist, bei dem das Erzeugnis von dem Drucktank in ein Abfüllge­ rät überführt wird, wobei insbesondere ein Sterilisier­ verfahren vorangeht, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß das Erzeugnis vom Drucktank (1) in einen in Strömungsrichtung des Erzeugnisses unterhalb des Drucktanks (1) angeordneten Puffertank (2) überführt wird, während der Druck im Puffertank (2) gleich groß oder etwas kleiner als der Druck im Drucktank (1) ist,
• b) daß nach dem Absperren des Puffertanks (2) vom Drucktank (1) und Absenken des Drucks im Puffertank der Puffertank (2) mit einem in Strömungsrichtung des Erzeugnisses unterhalb des Puffertanks (2) ange­ ordneten Abfülltank (3) in Verbindung gebracht wird, wodurch das Erzeugnis vom Puffertank (2) in den Ab­ fülltank (3) überführt wird, und
• c) daß danach das Erzeugnis in das Abfüllgerät (9) überführt wird.

2. Abfüllvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit
einem Drucktank (1), einem Puffertank (2), einem Abfüll­ tank (3) und einem Abfüllgerät (9), die in dieser Rei­ henfolge hintereinander angeordnet sind;
mit einer die Tanks (1 bis 3) und das Abfüllgerät (9) verbindenden Förderleitung (10) mit Ventilen (4, 5; 11) zum Absperren der Tanks (1-3) gegeneinander; und
mit Einrichtungen (6, 7, 8, 8′; 12, 13, 15) zur getrennten Regelung des Drucks sowohl im Drucktank (1), im Puffertank (2) als auch im Abfülltank (3).

3. Abfüllvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß in Strömungsrichtung vor dem Drucktank (1) eine Sterilisiervorrichtung angeordnet ist, die einen Steri­ lisator (17) sowie Zuführeinrichtungen (16, 20; 24) zum Zuführen des Erzeugnisses unter Druck in den Sterilisa­ tor (17) aufweist.

4. Abfüllvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung eine regelbare Pumpe (16) aufweist.

5. Abfüllvorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung einen Zuführtank (24) mit regelbarem Innengasdruck aufweist.

6. Abfüllvorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sterilisator einen Kühler (19) aufweist.

7. Abfüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Regeln des Druckes jeweils einen Druckmesser (6), einen Druck­ regler (7) und Ventile (8, 8′) aufweisen.

8. Abfüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Regeln des Druckes ein Dreiwegeventil (12) und zwei Luftregler (13 bzw. 15) aufweisen.

9. Abfüll-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucktank (1), der Puffertank (2) und der Abfülltank (3) durch ein Dreiwegeventil (11) miteinander verbunden sind.