DE3444515A1

DE3444515A1 - Verfahren zum fuellen von steifen behaeltnissen

Info

Publication number: DE3444515A1
Application number: DE19843444515
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Chem. 8953 Obergünzburg Gabler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-12-06
Filing date: 1984-12-06
Publication date: 1986-06-19
Also published as: ATE41637T1; EP0184166B1; EP0184166A1; DE3568971D1

Description

Patentanwalt

Dipi.-ing. HELMUT PFlSTER

European Patent Attorney

Postscheckkonto MOnchen Nr. 134339-805 Bayerlsdie Vereinsbank Memmingen Nr. 2303390

13/3

.'"•:;V₉.^:· 3Λ44515 D-8940 MEMMINGEN/BAYERN Telefon (083311-65183 Telex 5493) patpfm d

5 3£21964

Herrn Dipl.-Chem. Hans Gabler
Kemptener Str. 10, 8953 Obergünzburg

"Verfahren zum Füllen von steifen Behältnissen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen von vorgefertigten, relativ steifen Behältnissen, mit pulverförmigem Gut, unter Austausch eines ersten Gases, z. B. Luft, gegen ein zweites Gas, z. B. Inertgas.

Es ist bekannt, daß viele Stoffe, insbesondere pharmazeutische oder kosmetische Erzeugnisse, einem schnellen Verderb ausgesetzt sind, wenn sie unter Luft verpackt

werden. Das gilt besonders für fetthaltige Lebensmittel, wie Milchpräparate und dergl. Um die Luft aus den Verpackungsgefäßen zu entfernen, wird bisher so verfahren, daß die mit dem Verpackungsgut gefüllten Gefäße in einer Vakuum-Apparatur evakuiert werden, und darauf mit einem inerten Gas begast werden. Diese Vakuum-Apparate können aber nur eine geringe Zahl von gefüllten Behältnissen aufnehmen. Auch ist das Ein- und Ausschleusen der Behältnisse relativ kompliziert.

Handelt es sich bei den Behältnissen um relativ steife Behälter wie Dosen, wird üblicherweise nach der Füllung mit Verpackungsgut der Deckel auf die Dose aufgeclincht, d. h. der Deckel wird auf der Dose fixiert, ohne sie dicht zu verschließen. So ist es möglich, mit Hilfe der Vakuum-Apparatur die Luft und damit den Sauerstoff zu entfernen, und die Begasung mit Inertgas vorzunehmen, ohne daß das Verpackungsgut aus der Dose in die Apparatur gelangen kann.

Die Entfernung von Luft oder einem anderen Gas aus Weichpackungen und das Einbringen von Inertgas ist vergleichsweise einfach, wenn die Weichpackungen vor der Füllung fortlaufend geformt werden, so daß das Verpackungsgut unter Inertgasspülung in die Weichpackung eingebracht werden kann.

Die Inertgasspülung von relativ steifen Behältnissen hat sich als unzulänglich herausgestellt, da die Inertgasmengen, die aufgewandt werden müssen, sehr groß

■Χ-

sind, und trotzdem eine verhältnismäßig große Menge von Luft im Behältnis verbleibt.

Es ist schon versucht worden, die Durchsatzzeit durch die vorerwähnte Vakuumapparatur dadurch zu verbessern, daß leistungsfähigere Vakuumeinrichtungen· angewandt werden. Bei verhältnismäßig grobkörnigem Verpackungsgut führt eine solche Maßnahme zu brauchbaren Ergebnissen. Wenn das Verpackungsgut aber ein verhältnismäßig feines Pulver ist, stäubt das Pulver beim Evakuieren auf und wird aus den Behältnissen herausgeblasen. Dies führt zu Verunreinigungen der Vakuumapparatur und zu unkrollierbarem Einfüllgewicht in den Behältnissen.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dessen Hilfe aus steifen Verpackungen mit geringem Kosten- und Arbeitsaufwand die Luft oder dergl. im Verpackungsgut oder in der Verpackung entfernt und gegen ein anderes Gas ausgetauscht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, bei dem das erste Gas aus dem Behältnis durch das Füllgut und das zusammen mit dem Füllgut eingebrachte Gas verdrängt wird. Dabei kann das Verpackungsgut schon vor dem eigentlichen Einfüllen mit dem zweiten Gas, etwa einem Inertgas, begast worden sein. Zusätzlich kann gleichzeitig mit dem Verpackungsgut auch das zweite Gas mit in das Verpackungsbehältnis strömen. Möglich ist es auch, eine vom Verpackungsgut getrennte Gasleitung in das Verpackungsbehältnis einzubringen, und so das Verpackungsbehältnis vor dem Beschicken mit Verpackungsgut mit dem zweiten Gas zu spülen.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß eine Vakuumapparatur ganz vermieden wird. Es ist auch nicht notwendig, hohe Gasgeschwindigkeiten anzuwenden, so daß die Vermischung der beiden Gase unterdrückt wird, der Gasverbrauch mäßig bleibt und auch eine Staubbildung vermieden wird.

Es hat sich als besonders günstig herausgestellt, wenn beim Füllvorgang die Oberfläche des Füllgutes das erste Gas nach oben aus dem Behältnis herausdrückt. Wird das Verpackungsgut vom Boden des Behältnisses an aufgeschichtet und strömt nicht über den Rand des Behältnisses in dieses herein, so wird einerseits von unten her das in der Verpackung befindliche Gas nach oben verdrängt, und andererseits auch weitestgehend ein Stauben des Verpackungsgutes und damit ein Materialverlust verhindert.

Dazu ist es günstig, wenn eine das Füllgut abgebende Füllvorrichtung zu Beginn des Füllvorgangs bis auf den Boden des Behältnisses abgesenkt wird. Dieses Absenken der Füllvorrichtung erleichtert das verhältnismäßig sanfte Aufschichten des Verpackungsgutes von unten, wobei gleichzeitig mit dem Verpackungsgut das zweite Gas in das Verpackungsbehältnis strömen kann, und ebenfalls die Luft nach oben verdrängt.

Während des Füllvorganges entfernt sich die Füllvorrichtung entsprechend der Füllhöhe vom Boden des Behältnisses, d. h. also, daß entweder die Füllvorrichtung heb- und senkbar angeordnet ist, oder das Verpackungsbehältnis sich nach oben und unten bewegen läßt. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Füllgut sich beim Austritt aus der Füllvorrichtung nicht oder nur wenig über der Oberfläche des bereits eingefüllten Füllgutes befindet. Das Stauben und der Verlust an Verpackungsgut tritt praktisch nicht auf, und das erste Gas wird in einem gleichmäßigen Strom aus dem Verpackungsgut verdrängt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird zu Beginn des Füllvorganges ein Verdrängungskörper in das Behältnis eingebracht. Dieser Verdrängungskörper, der etwa die Form des Verpackungsbehältnisses aufweist, verdrängt das sich im Verpackungsbehältnis befindliche Gas, bevor das Behältnis mit dem Füllgut beschickt wird. Der Verdrängungskörper ist günstigerweise fest mit der Füllvorrichtung verbunden und entfernt sich mit dieser entsprechend der Füllhöhe des Füllgutes vom Boden des Behältnisses.

Der Verdrängungskörper kann entweder die Gestalt einer Scheibe besitzen, die in ihren Umrissen dem Verpackungsbehältnis angepaßt ist, oder er kann das Verpackungsbehältnis ganz ausfüllen.

Die Erfindung schlägt ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vor, bei der eine Füllvorrichtung mit einem Füllrohr und einem Schneckenförderer im Füllrohr vorgesehen ist, wobei die Ausmündung des Füllrohres, wenigstens zu Beginn des Füllvorganges, am Boden des Behältnisses angeordnet ist. Der Schneckenförderer im Füllrohr gewährleistet einen gleichmäßigen Strom des Füllgutes, der durch die Ausmündung, die sich direkt über dem Boden des Behältnisses befindet, in das Verpackung sgefäß gelangt. Im Verlaufe des Füllvorganges kann dann die Füllvorrichtung angehoben werden, wie es der Füllhöhe des Verpackungsgutes entspricht, bis schließlich das Behältnis ganz gefüllt ist, und die Füllvorrichtung nach oben entfernt wird.

Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn Zuleitungen des zweiten Gases in das Füllrohr oder den Vorratsbehälter des Füllgutes, an den das Füllrohr angeschlossen

vorgesehen sind. So wird erreicht, daß das Füllgut, bevor es in das Verpackungsgefäß gelangt, bereits mit dem zweiten Gas, beispielsweise einem Inertgas, begast ist. Das Begasen kann schon im Vorratsbehälter geschehen oder auch während des Durchtrittes durch das Füllrohr.

Eine andere Ausführungsi'orm besteht darin, Leitungen des zweiten Gases an der Ausmündung des Füllrohres anzuordnen. Bei dieser Bauweise wird das zweite Gas direkt in das Verpackungsgefäß geleitet und verdrängt das erste Gas, etwa die Luft, nach oben, bevor oder während das Füllgut in das Verpackungsgefäß gelangt.

Da in manchen Fällen besonders empfindliches Verpackungsgut zu verpacken ist und so die Anforderungen, die an einen SauerstoffausschLuß oder den Ausschluß eines anderen schon im Verpackungsgut oder in der Verpackung vorhandenen Gases gestellt werden, sehr hoch sind, können in solchen Fällen die oben beschriebenen Maßnahmen und Vorrichtungen kombiniert werden.

Zusätzlich ist es günstig, wenn der Verdrängungskörper das Füllrohr umgibt. Durch den Verdrängungskörper wird das Füllgut verdichtet, enthält also weniger Gas.

Bei einer Ausführungsform nimmt der Verdrängungskörper die Zuleitungen für das zweite Gas auf.

, - 34U51E

Der konstruktive Aufwand für diese Bauweise ist gering, und es wird erreicht, daß die Begasung genau in der Einfüllhöhe des Verpackungsgutes erfolgt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer Füllvorrich

tung zu Beginn des Füllvorgangs,

Fig. 2 eine Darstellung einer Füllvorrich

tung am Ende des Füllvorgangs,

Fig. 3 eine Darstellung einer Füllvorrich

tung nach Abschluß des Füllvorgangs,

Fig. L, eine Darstellung einer Füllvorrich

tung mit einem scheibenförmigen Verdrängungskörper,

Fig. 5 eine Darstellung einer Füllvorrich

tung mit einem zylindrischen Verdrängungungskörper und

Fig. 6 eine Darstellung einer Füllvorrich

tung mit Verdrängungskörper und Gaszuleitungen.

Zu Beginn des Füllvorganges ist das Füllrohr 6 der Füllvorrichtung 3 bis fast auf den Boden 4 des Behältnisses 1 abgesenkt. Das Behältnis 1 nimmt das Füllgut 2 auf. Das Füllgut 2 befindet sich in einem Vorratsbehälter 9, an den sich ein Schneckenförderer 7 anschließt. Der Schneckenförderer 7 wird von der Welle 11 angetrieben. Das Füllgut 2 gelangt durch den Schneckenförderer 7 in gleichmäßigem Strom auf den Boden 4 des Verpackungsbehältnisses 1. Im Verlaufe des Füllvorgangs hebt sich die Füllvorrichtung 3 mit dem Füllrohr 6 aus dem Verpackungsbehältnis 1, wie es der Füllhöhe des Füllgutes 2 entspricht. Eine andere Variante des Verfahrens sieht vor, daß das Behältnis 1 abgesenkt wird, entsprechend der Füllhöhe des Füllgutes 2. Die Absenkgeschwindigkeit des Behältnisses 1 bzw. die Hebegeschwindigkeit der Füllvorrichtung 3 bestimmt sich aus der Geschwindigkeit, mit der das Füllgut 2 in das Behältnis 1 gelangt.

In Fig. 2 und 3 ist der Abschluß des Füllvorgangs dargestellt. Das Behältnis 1 ibt nun bis obenhin gefüllt. Die Füllvorrichtung 3 wird aus dem Behältnis entfernt. Nach dem Entfernen der Füllvorrichtung 3 kann ein Deckel 12 auf das Behältnis 1 aufgebracht und in bekannter Weise das Behältnis 1 verschlossen werden. Das gefüllte, verschlossene Behältnis wird durch ein neues, leeres ersetzt, worauf der Vorgang wiederholt wird.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Verdrängungskörper 5 in Scheibenform. Die Scheibe ist der Form des Behältnisses 1,

- 10 -

S ♦ O «ν.

also z.B. einer Dose, angepaßt. Durch das Einbringen des Verdrängungskörpers 5 wird das im Behältnis 1 enthaltene erste Gas verdrängt. Der Verdrängungskörper 5 ist fest mit der Füllvorrichtung 3 verbunden und wird mit dieser im Verlaufe des Füllvorganges angehoben. Durch das eingebrachte Füllgut 2 wird die Luft weiter verdrängt.

Vor dem Einbringen des Füllgutes 2 in das Behältnis 1 kann das Füllgut durch Zuleitungen 8 (vergl. Fig. 1) im Vorratsbehälter 9 mit einem zweiten Gas, z.B. etwa einem Inertgas, begast werden. Bei diesem Verfahren gelangt bereits begastes Füllgut in das Behältnis 1. Durch die Anwendung des Verdrängungskörpers 5 wird ein noch vollständigerer Gasaustausch erreicht. Der Verdrängungskörper 5 bewirkt auch eine Verdichtung des Füllgutes 2. Der Verdrängungskörper 5¹ kann auch, wie in Fig. 5 gezeigt, z.B. eine zylindrische Form besitzen _s die die Dose ausfüllt.

Werden besondere Ansprüche an das Verfahren gestellt, also ein optimaler Gasaustausch gewünscht, so werden Leitungen 10 für das zweite Gas im Verdrängungskörper 5' vorgesehen. Diese Gasleitungen können an der Unterseite des Verdrängungskörpers 5 münden, oder aber eine Einmündung in das Füllrohr 6 besitzen, was bewirkt, daß das Füllgut 2 vor Austritt aus dem Füllrohr 6 nochmals begast wird. Durch eine Kombination von Verdrängungskörper, Gassleitung im Verdrängungskörper 5¹ , vorherige Begasung durch die Zuleitung 8 im Vorratsgefäß 9 und eine Spülung mit Inertgas vor dem Füllvorgang wird ein optimaler Gasaustausch erreicht.

- 11 -

'"* 344A5 1

-A-

Die Erfindung ist insbesondere dann anwendbar, wenn beispielsweise Dosen mit pulverförmigen Nahrungsmitteln, z.B. mit Milcherzeugnissen od.dergl. gefüllt werden sollen. Dieses Füllgut sollte unter Sauerstoff abschluß verpackt werden, um die schädlichen Einwirkungen des Sauerstoffs auf die Haltbarkeit auszuschließen. In der Regel geht es also bei der Erfindung darum, Sauerstoff durch ein Inertgas, z.B. Stickstoff zu ersetzen. Die Erfindung ist aber auch anwendbar, wenn andere Gase als Luft oder Sauerstoff durch ein zweites Gas ausgetauscht werden soll. Das zweite Gas kann beispielsweise auch eine sterilisierende Wirkung besitzen mit dem Ziel, das Füllgut möglichst lange steril zu halten. Die Erfindung ist aber auch anwendbar, beim Austausch von unerwünschten Reaktionsgasen gegen ein zweites Gas, oder auch dann, wenn es darum geht, durch das zweite Gas während des Verschlusses der Behältnisse eine Reaktion mit dem Füllgut herbeizuführen.

Claims

Patentanwalt j · ]- "ι · · ^° ."."*»;.; Dipi.-ing. HELMUT PFISTER D-8940 MEMMI European Patent Attorney Telefon io833ii.65i ω Posischeckkonto München Nr. 134339-805 Telex 54931 patpfm d Bayerische Vereinsbank Memmingen Nr. 2303396 13/3 D-8940 MEMMINGEN/BAYERN 5 0E21984 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Füllen von vorgefertigten, relativ steifen Behältnissen mit pulverförmiger!! Gut unter Austausch eines ersten Gases, z. B. Luft, gegen ein zweites Gas, beispielsweise ein Inertgas, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gas aus dem Behältnis (1) durch das Füllgut (2) und das zusammen mit dem Füllgut eingebrachte zweite Gas verdrängt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Füllgutes (2) das erste Gas nach oben aus dem Behältnis (1) herausdrückt.

3. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Füllgut (1) abgebende Füllvorrichtung (3) zu Beginn des Füllvorgangs bis auf den Boden (4) des Behältnisses (1) abgesenkt wird.

und Gerichtsstand Memmlnoen

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllvorrichtung (3) entsprechend der Füllhöhe während des Füllvorganges sich vom Boden (4) des Behältnisses (1) entfernt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Füllvorganges ein Verdrängungskörper (5) in das Behältnis (1) eingebracht wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Füllvorrichtung (3) vorgesehen ist, mit einem Füllrohr (6), einem Schneckenförderer (7) im Füllrohr (6), wobei die Ausmündung des Füllrohres (6) wenigstens zu Beginn des Füllvorgangs am Boden (4) des Behältnisses (1) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Zuleitungen (8) des zweiten Gases in das Füllrohr (6) oder den Vorratsbehälter (9) des Füllgutes, an den das Füllrohr (6) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch Ausmündung von Leitungen (10) des zweiten Gases an den Ausmündungen des Füllrohres (6).

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (5) das Füllrohr (6) umgibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Verdrängungskörper (5) Zuleitungen (10) für das zweite Gas vorgesehen sind.

Der