DE60210148T2

DE60210148T2 - Füllvorrichtung mit gehäuse mit einer zentralen gasabführung

Info

Publication number: DE60210148T2
Application number: DE60210148T
Authority: DE
Inventors: Gerardus Thomas JACOBS; Johannes Louwrens VAN EIJK
Original assignee: Stork Food and Dairy Systems BV
Current assignee: Stork Food and Dairy Systems BV
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: ATE342868T1; DE60215536D1; EP1453756B1; US20050076613A1; EP1461283B1; EP1461283A1; US20050108994A1; US7162848B2; AU2002366299A1; DE60215536T2; WO2003051759A1; ATE321006T1; JP2005511444A; AU2002354394A1; EP1453756A1; DE60210148D1; WO2003051760A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllvorrichtung zum Befüllen von Behältern mit Nahrungsmitteln, insbesondere flüssigen Nahrungsmitteln gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine Befüllvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist beispielsweise aus US-A-4693052 bekannt und der Anmelder hat diese bereits vor einigen Jahren konstruiert und unter dem Namen Exact Volume CE 87 vertrieben. Die Vorrichtung umfasst Endlosförderketten, auf denen eine Vielzahl von Behälterhalterungen befestigt sind. Die Endlosketten befördern die Behälterhalterungen entlang einer gedachten schleifenförmigen Förderspur mit den vorstehend genannten unteren und oberen Spurabschnitten. Durch Antreiben der Ketten werden die Behälterhalterungen nacheinander entlang eines Behälteraufgabemechanimus einer Dekontaminierungsstation, einer Trocknungsstation, einer Befüllstation, einer Verschließstation und eines Behälterausgabemechanismus befördert. Der Aufgabe- und Ausgabemechanismus und die Vielzahl von Arbeitsstationen sind alle entlang des oberen Spurabschnitts angeordnet. Der größere Teil der Befüllvorrichtung, einschließlich Transportketten, Antriebseinheit mit Kettenrädern und Verarbeitungsstationen ist in einer im Wesentlichen abgedichteten Weise in einem großen Gehäuse enthalten, in anderen Worten, mit Ausnahme des Behälteraufgabemechanismus und des Behälterausgabemechanismus. Während des Betriebs wird behandelte Luft bei geringem Überdruck durch eine Vielzahl von Luftaufgabemechanismen in der oberen Seite des Gehäuses eingeblasen. Der geringe Überdruck dient dazu, dass belastete Umgebungsluft nicht einwärts in das Gehäuse während des Befüllungsvorgangs, beispielsweise über den Behälteraufgabemechanismus oder den Behälterausgabemechanismus, strömen kann.
Ein Nachteil im Falle dieser bekannten Vorrichtung besteht in der Gefahr, dass Verunreinigungen freigesetzt werden oder in das Gehäuse gelangen. Solche Verunreinigungen breiten sich in diesem Fall recht bald über die gesamte Verarbeitungsstraße aus. Verschmutzungsteilchen können insbesondere im Fall der Förderketten, der Kettenräder und anderer beweglicher Teile des Fördersystems freigesetzt werden. Wenn aseptische Befüllbedingungen erwünscht sind, wird die gesamte Befüllungsvorrichtung in dem Gehäuse mit Wasserstoffperoxid behandelt, bevor der eigentliche Befüllungsvorgang begonnen wird. Während des Befüllungsvorgangs ist es dann schwierig, alle Teile innerhalb des Gehäuses mit steriler Luft steril zu halten. Die Form und Abmessung des Bereiches um die Verarbeitungsstraße innerhalb des Gehäuses erlaubt dies nicht.
Außerdem ist eine Befüllvorrichtung aus DE-U-29616138 bekannt, wobei die Vorrichtung eine Verarbeitungsstraße mit einer Endlostransportvorrichtung mit verschiedenen Arbeitsstationen, die daran entlang angeordnet sind, wie einer Befüllstation und einer Verschließstation, umfasst. Die Verschließstation umfasst eine magnetische Kappenaufgabespur und wird teilweise von einem tunnelförmigen Gehäuse mit einer Gaszufuhrvorrichtung eingeschlossen. Es ist nicht klar, ob ein Gehäuse auch an dem Ort der Befüllstation vorgesehen ist und ob es Gaszuführungsvorrichtungen enthält. Es werden keine Mittel zur Ausgabe von Gas aus dieser bekannten Befüllvorrichtung offenbart.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend genannten Nachteile mindestens teilweise zu überwinden oder eine nützliche Alternative bereitzustellen und insbesondere eine kompakte Befüllvorrichtung bereitzustellen, die bei optimierter Bearbeitungsfunktionalität in der Nutzung flexibel ist. Insbesondere ist die Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung einer kompakten, im Wesentlichen aseptischen Befüllvorrichtung, die mit einem minimierten Arbeitsbereich ausgestattet ist, der im Wesentlichen aseptisch gehalten werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Befüllstation nach Anspruch 1. Im Fall dieser Vorrichtung werden Maßnahmen vorgenommen für Gasabfuhrvorrichtungen, die an das Herzstück des Transportsystems angeschlossen werden oder sich bezüglich des Einflussraums mindestens teilweise dorthinein erstrecken, um dort seitlich mindestens einen Teil, insbesondere den größeren Teil, der in das Gehäuse eingeführten Gase abzuführen. Ein Strom von behandelten Gasen kann daher vorteilhafterweise in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Richtung des Transports des Fördersystems erreicht werden. Die eingeführten Gase strömen vorzugsweise zunächst längs der Befüllöffnungen der zu befüllenden Behälter und nur dann entlang der Außenseite der Behälter und Teile des Transportsystems und werden dann mit einer Gasabfuhrvorrichtung aus dem zentralen Abschnitt zwischen oberen und unteren Spurabschnitten des Transportsystems abgeführt, bis sie aus dem Gehäuse gelangt sind. Diese besondere Anordnung der Gasabfuhrvorrichtung erzeugt eine Strömungsrichtung des behandelten Gases zu dem Herzstück des Transportsystems, mithilfe dessen die Ausbreitung von Verunreinigungen an der Position von zumindest den Befüllungsöffnungen der einzelnen Behälter vorteilhaft verhindert werden kann. Außerdem wird gewährleistet, dass die höchstkritischen Punkte während des Befüllungsvorgangs, d.h. die Umgebung um die Befüllungsöffnungen der Behälter, nicht unerwünscht mit Schmutz, der vom Rückstand an der Außenseite des Behälters stammt, oder durch Schmutz, der von bewegenden Teilen des Transportsystems stammt, verschmutzt werden. Dies bedeutet vorteilhaft auch, dass ein weniger hoher Standard hinsichtlich Reinlichkeit der Behälteraußenseite eingehalten werden muss. Diese Außenseiten müssen beispielsweise nicht mehr vollständig steril gemacht werden, was sowohl einen Zeitgewinn als auch Kosteneinsparung darstellt.
Das Gehäuse erstreckt sich nicht nur entlang der Befüllstation, sondern auch entlang der Verschließstation und, falls erforderlich, entlang der Trockenstation, die stromaufwärts der vorstehend genannten Station angeordnet ist. Dies bedeutet, dass entlang eines kritischen Teils der Verarbeitungsstraße, d.h. von dem Moment, an dem die Behälter gereinigt wurden und mit verderblichen Nahrungsmitteln befüllt werden und anschließend verschlossen werden, eine gewünschte Richtung einer Strömung an behandelten Gasen entlang der Behälter in der Richtung der Gasabfuhreinrichtungen, die am Herzstück des Transportsystems angeschlossen sind, erreicht werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform werden Gasabfuhrvorrichtungen, die zum Zuführen des behandelten Gases in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zur Richtung des Transports ausgelegt sind, an das Gehäuse angeschlossen. Dies gibt eine weitere Garantie für den gewünschten Strom konditionierter Gase entlang der Behälter in Richtung der Gasabfuhreinrichtungen.
Insbesondere ist das Gehäuse zumindest teilweise tunnelförmig gestaltet, wobei mindestens der Teil der Verarbeitungsstraße, der auswärts weist, überdeckt ist. Die Überdeckung lässt einen Tunnel frei, durch den die zu befüllenden Behälter entlang den Stationen transportiert werden können. Dies ergibt den Vorteil, dass der Bereich, der unter bestimmten Verarbeitungsbedingungen während des Betriebs gehalten werden muss, insbesondere die Umgebung, die die Befüllungsöffnungen der Behälter umgibt, klein gehalten wird. Die Zahl der Teile, d.h. der Oberflächenbereich dieser Teile, der sich in den Gehäusesegmenten befindet, kann auch vorteilhafterweise klein gestaltet sein. Die erforderliche Menge an behandelten Gasen ist vorteilhaft gering.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Transportsystem mit Behälterhalterungen zum Transport von Behältern in einer Vielzahl von benachbarten Reihen entlang von Arbeitsstationen, wobei die Vorrichtung mit einer Vielzahl von Gehäusesegmenten, die benachbart zueinander angeordnet sind, gestaltet ist. Jedes Gehäusesegment schließt jeweils mindestens teilweise eine oder mehrere der zu verarbeitenden Behälterreihen ein. Jede mindestens teil weise jeweils eingeschlossene Reihe oder Zahl von Reihen an den zu verarbeitenden Behältern wird als Verarbeitungsstraße bzw. Verarbeitungslinie definiert. Die Vielzahl an so definierten Verarbeitungsstraßen erstreckt sich benachbart zueinander entlang einer gemeinsamen gedachten Verarbeitungsspur. Die Vielzahl von Verarbeitungsstraßen und Gehäusesegmenten, die benachbart zueinander angeordnet sind, begrenzen in diesem Fall einen gemeinsamen mittleren Bereich im Herzstück der Förderspur. Jedes Gehäusesegment ist jeweils an eine Gaszufuhreinrichtung angeschlossen. Die Gasabfuhreinrichtungen können vorteilhafterweise wirksam hier als gemeinsame Gasabfuhreinrichtungen für die behandelten Gase, die jeweils zu der Vielzahl von Gehäusesegmenten gespeist werden, angesehen werden.
Erfindungsgemäß können einzelne Verarbeitungsbedingungen innerhalb jedes Gehäusesegments vorherrschen, beispielsweise die Zufuhr von unterschiedlichen Gasen, die Temperatur, Sterilität, Feuchtigkeit usw. Wenn eine der Verarbeitungslinien verschmutzt wird, hat dies vorteilhafterweise keine direkte Folge, indem die anderen Verarbeitungsstraßen verschmutzt werden. Wenn ein Fehler in einer der Verarbeitungsstraßen auftritt, kann die Vorrichtung, falls erwünscht, hinsichtlich der anderen Verarbeitungsstraßen weiter betrieben werden. Die einzelnen Gehäusesegmente können auch, falls zweckdienlich, zusätzlich ermöglichen, den Arbeitsbereich, auf dem die Befüllvorgänge auszuführen sind, zu vermindern, sodass die gewünschten Verarbeitungsbedingungen erzielt und in einfacherer Weise beibehalten werden können. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angeführt.
Die Erfindung wird genauer mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung.
2 ist eine schematische Ansicht eines Querschnitts von 1.
3 ist eine Teilschnittansicht von 1.
4 ist eine Schnittansicht in Perspektive des tunnelförmigen Gehäusesegments in 1, wobei die Behälterhalterung in Betrieb ist.
5 ist eine Teilschnittansicht in Perspektive einer Variante einer Ausführungsform.
6 ist eine Teilschnittansicht von 5.
7 ist eine Ansicht des Querschnitts eines tunnelförmigen Gehäusesegments in 6, wobei in dem Oberen des Gehäusesegments eine Variante eines profilierten Einsatzelements zum Führen von Gasen vorliegt.
Die Befüllvorrichtung ist in ihrer Gesamtheit durch die Bezugsziffer 1 in 1 bis 4 ausgewiesen. Die Vorrichtung 1 umfasst ein endloses Transportsystem 2 zum Transport von Behälterhalterungen 4 entlang einer gedachten schleifenförmigen Transportspur mithilfe eines Antriebs 3. Jede Behälterhalterung 4 umfasst Vorrichtungen zur Positionierung und zur Stützung von Behältern 5, die zu befüllen sind. Die Behälterhalterungen 4 werden hier entlang von Führungsprofilen 9 geleitet, die sich entlang der Transportspur an jeder Seite erstrecken.
Das Endlostransportsystem 2 ist von der Art, bei der ein oberer und ein unterer Spurabschnitt 10 bzw. 11 unterschieden werden können. Die oberen und unteren Spurabschnitte 10 bzw. 11 gehen mithilfe von Biegeabschnitten 12 ineinander. Innerhalb des Transportsystems 2 ist ein zentraler Bereich 13 durch die oberen bzw. unteren Spurabschnitte 10 und 11, die Biegeabschnitte 12 und Antrieb 3 abgegrenzt.
Insbesondere ist für im Wesentlichen aseptische Anwendungen das Transportsystem 2 mindestens teilweise durch eine Vielzahl von benachbarten Gehäusesegmenten 15 eingeschlossen. Jedes Gehäusesegment 15 schließt seine eigene Verarbeitungsstraße ein und hinterlässt einen Behälteraufgabemechanismus 16 und einen Behälterausgabemechanismus 17 klar.
Die Verarbeitungsstraßen erstrecken sich entlang der gedachten Transportspur und sind jeweils so ausgelegt, um Behälter in einer behandelten Umgebung zu verarbeiten. Hierzu wird eine Vielzahl von Arbeitsstationen entlang der Transportspur angeordnet. Beispielsweise werden eine Dekontaminierungsstation 20 zur Dekontaminierung des Inneren der aufgegebenen Behälter 5, eine Befüllstation 21 zum Befüllen der Behälter 5 mit flüssigen Nahrungsmitteln und eine Verschließstation 22 zum Verschließen der Behälter 5, beispielsweise mit einer Kappe, nach dem Befüllen bereitgestellt.
In der gezeigten Ausführungsform wird ein einzelner Satz an Behälterhalterungen 4 entlang jeder Verarbeitungsstraße transportiert, wobei jeder einen Raum für eine Vielzahl von vorzugsweise 2 benachbart zueinander zu transportierenden Behältern aufweist. Die Vielzahl von Gehäusesegmenten 15 ermöglicht einen sehr flexiblen Betrieb der Vorrichtung und beispielsweise Befüllen der Behälter bei unterschiedlichen Bedingungen auf den jeweiligen Verfahrensstraßen. Insbesondere ist es in dieser Weise möglich, gesonderte und im Wesentlichen aseptische Bedingungen einfacher und verlässlicher in den jeweiligen Verarbeitungsstraßen aufrechtzuerhalten. Kreuzkontaminierung kann zwischen den Verfahrensstraßen nicht auftreten, während eine Vielzahl von Teilen, wie Antrieb, Behälteraufgabemechanismus, Behälterausgabemechanismus, Verarbeitungsstation und/oder Gaszufuhr- und Gasabfuhreinrichtungen mindestens teilweise zusammen genutzt und betrieben werden können.
Die Behälteraufgabemechanismen 16 und die Behälterausgabemechanismen 17 sind im Wesentlichen auf derselben Seite der Befüllungsvorrichtung angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform sind die Aufgabemechanismen 16 in dem Biegeabschnitt 12 angeordnet, wo Antrieb 3 angeordnet ist, und die Ausgabemechanismen 17 sind am Ende des oberen Spurabschnitts 10 auf der Seite des Antriebs 3 angeordnet. Automatische Aufgabe- und Ausgabevorrichtungen sind sowohl bei dem Aufgabemechanismus 16 als auch bei dem Ausgabemechanismus 17 vorgese hen. Die automatischen Aufgabevorrichtungen umfassen ein Zufuhrtransportband. Die automatischen Ausgabevorrichtungen umfassen einen mit Antrieb versehbaren Greifarm.
Das Transportsystem 2 der Vorrichtung wird vorzugsweise schubweise betrieben, wobei das Transportsystem 2 jedes Mal die Behälterhalterung 4 eine oder mehrere Positionen zur nächsten Arbeitsstation vorrückt. Der schubweise Antrieb lässt genügend Zeit zur Ausführung der erforderlichen Vorgänge an den betreffenden Arbeitsstationen.
Die Behälterhalterung 4 umfasst Zurückhaltevorrichtung 23, die hier durch elastische Klammerplatten, zwischen denen die Behälter eingeklemmt werden können, gebildet werden. Die Klammerung hier ist dergestalt, dass Behälter 5 auch verlässlich zurückgehalten werden, wenn sie entlang des unteren Spurabschnitts 11 transportiert werden, mit anderen Worten, hängen von oben herab. Dies hat den Vorteil, dass der untere Spurabschnitt 11 auch effizient zur Ausführung eines Verarbeitungsschritts an den Behältern 5 genutzt werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ist die Dekontaminierungsstation 20 teilweise entlang des unteren Spurabschnitts 11 und teilweise in dem Biegeabschnitt 12, der stromabwärts angeordnet ist, angeordnet. Der Teil entlang des unteren Spurabschnitts 11 umfasst Sprühdüsen zur Einführung von Reinigungsmedium ins Innere der Behälter. Das Reinigungsmedium läuft im Ergebnis der Schwerkraft größtenteils aus den Behältern 5 wieder selbst heraus. Der Teil der Dekontaminierungsstation 20 entlang des Biegeabschnitts 12 umfasst Blasdüsen zur Entfernung von Reinigungsmediumrest aus dem Inneren der Behälter. Durch die Verwendung des unteren Spurabschnitts 11 und des Biegeabschnitts 12 zur Ausführung an Behältern oder mit den Behältervorgängen, die für den Befüllvorgang wesentlich sind, ist es vorteilhafterweise möglich, die Vorrichtung in sehr kompakter Form zu konstruieren. Das Transportsystem 2 mit Behälterhalterungen 4 ist zum Transport der Behälter entlang der Biegeabschnitte 12 ausgelegt, wobei die Befüllungsöffnungen der zu transportierenden Behälter in radialer Rich tung auswärts weisen. Ein auszuführender Vorgang, hier die Entfernung von Reinigungsmediumsrest aus dem Inneren des Behälters, kann infolgedessen effizient ausgeführt werden.
Während des Vorgangs werden behandelte Gase, insbesondere sterile Luft, mithilfe einer Gaszufuhrvorrichtung 25 in jeden der einzelnen Gehäuseabschnitte 15 eingeführt. Dies wird vorzugsweise bei einem geringen Überdruck ausgeführt, um zu gewährleisten, dass keine verschmutzte Luft in offen gebliebene Teile, wie die Aufgabemechanismen 16 oder Ausgabemechanismen 17, strömen kann. Die Gaszufuhrvorrichtung 25 ist verbunden mit getrennten Düsen zu den jeweiligen Außenseiten der Gehäuseabschnitte 15, vorzugsweise mithilfe von Gaszuführdüsen, die in einem Abstand voneinander liegen, welcher in diesem Fall vorzugsweise für jeden der Gehäuseabschnitte 15 entlang aller Abschnitte der Transportspur vorgesehen sind.
Gemeinsame Gasabfuhreinrichtungen, die ausgelegt sind, um an den zentralen Bereich 13 in dem Herzstück des Transportsystems 2 anzuschließen, sind außerdem vorgesehen. Zusammen mit der Zufuhr von Gasen nach außen von den jeweiligen Gehäuseabschnitten 15 bedeutet dies, dass während des Betriebs behandelte Gase vorteilhafterweise zuerst entlang der höchstkritischen Teile des Behälters, worin sich die Befüllöffnungen befinden, strömen, dann mithilfe der Außenseiten der Behälter 5 und entlang der Behälterhalterungen 4 strömen und schließlich den zentralen Bereich 13 erreichen, wo sie für alle Verarbeitungsstraßen mithilfe der gemeinsamen Gasabfuhreinrichtungen abgeführt werden, bis sie außerhalb des zentralen Bereichs 13 sind. Die Strömungsrichtung der Gase, die in dieser Weise in jedem Gehäuseabschnitt 15 erreicht wird, ist im Wesentlichen senkrecht zu der Richtung des Transports der Behälterhalterungen 4 oder zu dem zentralen Bereich 13 des Transportsystems 2 gerichtet. Der zentrale Bereich 13 ist gemäß der Erfindung vorteilhafterweise so kompakt, dass eine effiziente Abfuhr zu der Seite mithilfe der vorstehend genannten Gasabfuhreinrichtungen möglich ist.
Die Ausführungsform der dargestellten Behälterhalterung 4 ist mit einer offenen Konstruktion ausgeführt. Dies wird hier durch Bereitstellen einer Bodenplatte 30 der Behälterhalterung 4 mit einer Vielzahl von Durchleitungsöffnungen 31 erzielt. In einer Variante kann die Bodenplatte eine stärker offen ausgearbeitete Ausführung sein.
Die Gehäuseabschnitte 15 sind vorteilhafterweise tunnelförmig. Die Tunnelöffnung, begrenzt durch jeden Gehäuseabschnitt, dargestellt im Querschnitt, wird hier in derartiger Weise ausgewählt, dass zwei benachbarte Behälter 5 zumindest mit ihrem Befüllungsöffnungsteil dadurch in enger Passung mithilfe der Behälterhalterung 4 transportiert werden können. Das Volumen des konditioniert zu haltenden Befüllungsbereichs ist folglich minimal. Antriebsteile der Verarbeitungsstationen sind möglichst weit außerhalb der Gehäuseabschnitte 15 angeordnet. Dies ermöglicht es, den durch die Gehäusesegmente 15 eingeschlossenen Befüllungsbereich auf einem Minimum zu halten. Bewegende Teile der Arbeitsstationen können in diesem Fall beweglich durch Wände der Gehäusesegmente 15 mithilfe von elastischen Membranen geleitet werden.
Insbesondere sind die Gehäuseabschnitte 15 endlose tunnelförmige Gehäuseabschnitte, wobei jeder Gehäuseabschnitt größtenteils seine eigene Verarbeitungsstraße einschließt, die um die Transportspur verläuft, wobei der entsprechende Aufgabemechanismus 16 und Ausgabemechanismus 17 klar gehalten wird. Die oberen und unteren Spurabschnitte 10 bzw. 11 und auch die Biegeabschnitte 12 sind hier über einen großen Teil ihrer Länge eingeschlossen. Die größtenteils außerhalb der Gehäusesegmente 15 angeordneten Arbeitsstationen schließen an Vorstehendes in abdichtender Weise an. Dank der schlanken Form der Gehäusesegmente 15 kann die gewünschte Strömungsrichtung von behandelten Gasen innerhalb jedes Gehäuseabschnitts 15 schon bei geringem Überdruck aufrechterhalten werden.
Die Gehäuseabschnitte 15 sind vorzugsweise von einem derartigen schlanken Aufbau, dass sie während des Arbeitsbe triebs weniger als 25 cm und insbesondere weniger als 15 cm lichte Höhe oberhalb der Befüllungsöffnungen der Behälter hinterlassen.
Die Gehäuseabschnitte 15 sind vorzugsweise strukturell miteinander verbunden, um eine stark komplette Einheit bereitzustellen.
Jeder Gehäuseabschnitt 15 kann mit inneren Gehäusewänden, die zusammen den mittleren Bereich abgrenzen, aufgebaut sein. Die inneren Gehäusewände müssen dann mit Gasauslässen zum Anschluss an die Gasabfuhreinrichtungen versehen werden. In der dargestellten Variante kann jede innere Gehäusewand weggelassen werden und der Befüllungsbereich für jede Verarbeitungsstraße auf der Seite, die zum mittleren Bereich 13 weist, wird durch die offen ausgearbeiteten Bodenplatten 30 der Behälterhalterungen 4 begrenzt.
Durch Bereitstellung einer Vielzahl von individuellen
Gehäuseabschnitten 15, die benachbart zueinander angeordnet sind, ist zusammen mit der speziellen Anordnung der Gaszufuhreinrichtungen 25 und der zentralen Gasabfuhrvorrichtungen eine Zufuhr von behandeltem Gas, erzeugt in dem Befüllungsbereich, leicht zu steuern. Die erforderliche Menge an behandelten Gasen kann vorteilhafterweise für jede Verarbeitungsstraße dank der sehr kompakten Konstruktion des Transportsystems 2 und der kompakten Einschlussgehäuseabschnitte 15 gering sein.
Die Gasverteilungsplatte 35 ist innerhalb jedes Gehäuseabschnitts 15 bei einem gewissen Abstand von der äußeren Gehäusewand vorgesehen. In dieser Weise wird eine Gasverteilungskammer 36 zwischen den Gehäusewänden und der Verteilungsplatte 35 gebildet. Die Gasverteilungsplatte 35 ist mit einer Vielzahl von Durchlassöffnungen ausgestattet, die gewährleisten, dass in die Kammer 36 gespeiste Gase mithilfe der Gaszufuhreinrichtungen 25 gleichmäßig unter den Behältern 5, die unterhalb der Platte angeordnet sind, verteilt werden. In dieser Weise ist es vorteilhafterweise ausreichend, dass eine geringe Zahl an Gaszufuhrdüsen für die Gaszufuhreinrich tungen 25, die beide außerhalb der Gehäuseabschnitte 15 liegen, vorliegen.
Die Ausführungsform der veranschaulichten Befüllungsvorrichtung ist insbesondere für einen modularen Aufbau geeignet. Indem man die Gehäusesegmente 15 und das Transportsystem 2 modular gestaltet, wird gewährleistet, dass die Vorrichtung in größerer, schmälerer, breiterer oder engerer Konstruktion, wie der Kunde es wünscht, konstruiert werden kann.
Das Transportsystem 2 ist vorzugsweise in Form eines kettenlosen Transportsystems. In der dargestellten Ausführungsform wird dies erzielt, indem man die Behälterhalterungen einander vorrückt, wobei in diesem Fall ein Antriebsrad, ausgestattet mit Vorschubelementen, schubweise oder kontinuierlich an einigen der Behälterhalterungen 4 wirkt, um sie zu schieben. Die Führungsprofile 9 gewährleisten hier, dass die Behälterhalterungen 4 kontinuierlich der gedachten Schleifentransportspur folgen. Das in dieser Weise konstruierte kettenlose Transportsystem 2 mit Führungsprofilen 9 sorgt für die Führung der Behälterhalterungen 4 in den oberen und unteren Spurabschnitten 10 und 11. Das kettenlose Transportsystem 2 hat den Vorteil, dass es günstiger und einfacher zu reinigen und sauber zu halten ist als beispielsweise ein System mit Behälterhalterungen, die durch Ketten vorangeschoben werden. Außerdem ist die Schmierung minimal oder kann überhaupt weggelassen werden und das kettenlose System ist aufgrund der Tatsache, dass die Behälterhalterungen nicht miteinander verbunden werden müssen, einfach in modularer Konstruktion herzustellen. Die Erfindung kann allerdings auch im Zusammenhang mit anderen Arten von Transportsystemen, wie Kettensystemen, eingesetzt werden.
5 zeigt eine Variante, in deren Fall das endlose Transportsystem der Befüllungsvorrichtung eine Vielzahl von benachbarten Verarbeitungsstraßen umfasst, jede jeweils eingeschlossen durch einen im Wesentlichen endlosen tunnelförmigen Gehäuseabschnitt 51. Die Gehäuseabschnitte 51 hinterlassen gemeinsame Behälteraufgabemechanismen und -ausgabe mechanismen 52 klar. Die Aufgabemechanismen und Ausgabemechanismen 52 werden nahezu im selben Biegeabschnitt der Transportspur angeordnet. Ein gemeinsamer Aufgabe- und Ausgabemechanismus 53 wird vorteilhafterweise bereitgestellt, wobei die Vorrichtung sowohl leere Behälter 54 in Behähterhalterungen 55 anordnen kann als auch befüllte Behälter 56 aus diesen Halterungen entnehmen kann. Die Behälterhalterungen 55 sind mit Zurückhalteeinrichtungen 57 versehen, die hier mit einer elastischen Drahtkonstruktion konstruiert sind (siehe 6).
Eine Vielzahl von üblichen Arbeitsstationen sind entlang der Verarbeitungsstraßen angeordnet, wobei die Arbeitsstationen mit ihren Antriebsteilen mindestens teilweise außerhalb der Gehäuseabschnitte 51 angeordnet sind. Eine Dekontaminierungsstation 60 mit einer Einheit 61 zum Entfernen von Resten, einer Befüllungsstation 62, einer Verschließelementzufuhrstation 63 und einer Verschließstation 64 sind daher vorgesehen.
Während des Betriebs werden behandelte Gase in die Gehäusesegmente 51 mithilfe von Gaszufuhreinrichtungen 65 eingeführt. Dies wird bei geringem positivem Druck ausgeführt, um zu gewährleisten, dass keine verschmutzte Luft in Teile strömen kann, die offen belassen wurden, wie die Aufgabemechanismen und die Ausgabemechanismen 52. Die Gaszufuhreinrichtungen 65 schließen an verschiedenen Punkten zum Äußeren der Gehäuseabschnitte 51 an. Gasausgabevorrichtungen 66 sind außerdem vorgesehen, wobei die Ausgabevorrichtungen an den Zentralbereich 67 im Herz des Transportsystems angeschlossen sind. Zwischen der seitlich angeordneten Gasausgabevorrichtung 66 wird der mittlere Bereich 67 mit einer Luke 68, die aufgeschoben werden kann, angeordnet.
Profilierte Einsatzplatten 70 sind in jedem Gehäuseabschnitt 51 bei gewissem Abstand von dem Äußeren der Gehäusewand vorgesehen. Die Platten 70 vermindern den Befüllungsbereich an der Position der Befüllungsöffnungen der Behälter und gewährleisten, dass die in die einzelnen Gehäusesegmente 51 mithilfe der Gaszufuhreinrichtung 65 gespeisten Gase sich besser verteilen und zu den Befüllungsöffnungen der Behälter gelenkt werden.
6 zeigt auch eine Ausführungsform eines Rades, ausgestattet mit Schiebeelementen 72. Die Schiebeelemente 72 sind so ausgelegt, dass sie auf die Behälterhalterungen vor ihnen wirken, um die Behälterhalterungen voranzuschieben.
7 zeigt eine Variante einer Verteilungsplatte 75, die in dem Gehäuseabschnitt 51 angeordnet ist und vorteilhafterweise von einem profilierten Aufbau ist entsprechend der Form der Oberseite der zu befüllenden Behälter. Das bedeutet andererseits, dass der Befüllungsraum weiter vermindert wird und wiederum dass die gewünschte Gasströmungsrichtung rascher und effizienter erzielt werden kann. Zudem ist die Verteilungsplatte vorzugsweise von einem austauschbaren Aufbau, sodass im Fall einer anderen zu befüllenden Behälterart eine geeignete Verteilungsplatte angepasst werden kann. Äußere Gehäusewände der Gehäuseabschnitte 51 können aus einem durchsichtigen Material gefertigt werden, um eine bessere Verfolgung des Befüllungsvorgangs zu ermöglichen.
Die Bereitstellung eines einzelnen Sets von Behälterhalterungen für jede Verfahrensstraße ermöglicht es vorteilhafterweise, die Behälterhalterungen für eine bestimmte Verarbeitungsstraße, beispielsweise unter Verwendung eines Typs, der für eine andere Behälterform geeignet ist, zu ersetzen oder auszutauschen. Dies kann ausgeführt werden, während das Befüllen auf der anderen Verarbeitungsstraße vorangeht. Es ist auch möglich, die Antriebsvorrichtung so auszulegen, dass hier jeder Satz von Behälterhalterungen einzeln angetrieben wird, falls erwünscht bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten.
Die Befüllungsvorrichtung kann mit einer Steuerungsvorrichtung zur Zufuhr von unterschiedlichen Mengen und/oder Zusammensetzungen von behandelten Gasen für die einzelnen Gehäuseabschnitte konstruiert werden. Weitere Flexibilität kann in dieser Weiser erzielt werden und der Benutzer kann gleich zeitig Behälter, wie er wünscht, auf verschiedenen Verarbeitungsstraßen unter unterschiedlichen Befüllungsbedingungen befüllen, die vollständig an das Produkt zum Befüllen und/oder die Art des befüllenden Behälters angepasst werden können.
Die erfindungsgemäße Befüllungsvorrichtung ist besonders zum Befüllen von Behältern unter im Wesentlichen aseptischen Befüllungsbedingungen geeignet. Hierzu sind die Gaszufuhreinrichtungen beispielsweise zur Zufuhr von im Wesentlichen steriler Luft ausgelegt.
Viele Varianten sind zusätzlich zu den dargestellten Ausführungsformen möglich. Beispielsweise kann eine Vorrichtung mit nur einer Verarbeitungsstraße und entsprechendem Gehäuse konstruiert werden. Das Gehäuse erstreckt sich vorzugsweise gleichförmig entlang im Wesentlichen der gesamten Verarbeitungsstraße. Es ist auch möglich, dass ein Teil der Verarbeitungslinie von dem Gehäuse bedeckt wird, wobei in diesem Fall dieser Teil vorzugsweise mindestens die Trockenstation, die Befüllstation und die Verschließstation umfasst. Außerdem kann die Behälterhalterung mit einer Zurückhaltevorrichtung konstruiert werden, wie Magneten oder Saugnäpfen. Es ist auch möglich, dass die Arbeitsstationen nur entlang einer oder der zwei Spurabschnitte vorgesehen sind. Transport von oben nach unten ist dann nicht mehr notwendig und die Behälterhalterungen können mit Positionierungseinrichtungen ausgestattet werden, die nicht mehr das Zurückhalten der Behälter erfordern, sondern sie nur verlässlich positionieren. Statt Bereitstellen eines gesonderten Satzes von Behälterhalterungen für jede Verarbeitungsstraße ist es auch möglich, ein Transportsystem mit Behälterhalterungen zu entwickeln, die sich entlang einer Vielzahl von Verarbeitungsstraßen erstrecken.
Somit wird erfindungsgemäß eine sehr kompakte Konstruktion einer Befüllungsvorrichtung bereitgestellt, mit deren Hilfe Befüllen kostengünstiger und effizienter ausgeführt werden kann und mit der konditionierte Befüllbedingungen verlässlich in den jeweiligen Gehäuseabschnitten, insbesondere an der Position der Befüllungsöffnungen der zu befüllenden Behälter, aufrechterhalten werden können. Aufgrund der Tatsache, dass die behandelten Gasströme erfindungsgemäß nicht entlang des Transportsystems strömen, nachdem die Gase die kritische Umgebung an den Behälterbefüllöffnungen passiert haben, kann die Erfindung auch bereits vorteilhaft im Zusammenhang mit anderen Arten von Transportsystemen, wie Kettensystemen, eingesetzt werden.

Claims

Befüllvorrichtung zum Befüllen von Behältern (5, 54) mit Nahrungsmitteln und zum Verschließen der Behälter, umfassend: – ein Endlosförderersystem (2) mit Antriebseinrichtungen (3) zum Fördern von Behälterhalterungen (4, 55) entlang von einer gedachten schleifenförmigen Fördererspur mit einem unteren und einem oberen Spurabschnitt (11, 10), die mittels Biegungsabschnitten (12) miteinander verbunden sind; – einen Behälteraufgabemechanismus (16, 52) zum Zuführen von Behältern zu den Behälterhalterungen; – Arbeitsstationen zum Ausführen von Tätigkeiten an Behältern, die vorbei gefördert werden, einschließlich einer Befüllstation (21, 62) und einer Verschließstation (22, 64); – einen Behälterabgabemechanismus (17, 52) zum Entfernen von Behältern aus den Behälterhalterungen; – mindestens eine entlang der Fördererspur vorgesehene Behandlungsstrecke für zu behandelnde Behälter; – ein Gehäuse (15, 51), das die Behandlungsstrecke mindestens teilweise umschließt und welches Gehäuse sich mindestens entlang der Befüllstation und der Verschließstation erstreckt; und – Gaszufuhreinrichtungen (25, 65) zum Zuführen von behandelten Gasen in das Gehäuse; – wobei die Arbeitsstationen entlang der Fördererspur angeordnet sind, – dadurch gekennzeichnet, dass: zwischen dem oberen und dem unteren Spurabschnitt sowie den Biegungsabschnitten der mindestens einen entlang der Fördererspur gelegenen Behandlungsstrecke ein mittlerer Bereich (13, 67) begrenzt wird, und dass Gasabfuhreinrichtungen (66) vorgesehen sind, um über den mittleren Bereich mindestens einen Teil der in das Gehäuse geförderten Gase abzuführen.
Befüllvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher sich das Gehäuse auch entlang von einer Trocknungsstation erstreckt, die stromaufwärts von der Befüllstation entlang der Fördererspur vorgesehen ist.
Befüllvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher sich das Gehäuse im Wesentlichen gleichförmig entlang von einer Mehrzahl von Arbeitsstationen erstreckt.
Befüllvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die mit dem Gehäuse verbundenen Gaszufuhreinrichtungen ausgelegt sind, um die behandelten Gase in einer zur Förderrichtung im Wesentlichen senkrechten Richtung zuzuführen.
Befüllvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Gehäuse mindestens teilweise tunnelförmig gemacht ist, mit Gehäusewänden, die mindestens einen Teil der entsprechenden Behandlungsstrecke, der nach außen weist, umschließen.
Befüllvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher das Gehäuse als ein im Wesentlichen endloses tunnelförmiges Gehäuse ausgelegt ist, wobei der Aufgabe- und der Abgabemechanismus frei bleiben.
Befüllvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher Antriebsteile der Arbeitsstationen im Wesentlichen auf der Außenseite des Gehäuses gelegen sind.
Befüllvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Gehäuse ausgelegt ist, um zwischen Behältereinfüllöffnungen und dem Gehäuse einen Zwischenraum mit einer Höhe von weniger als 25 Zentimetern, insbesondere weniger als 15 Zentimetern, frei zu lassen.
Befüllvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher im Gehäuse eine mit einer Mehrzahl von Durchlassöffnungen versehene Verteilungsplatte (75) vorgesehen ist, welche Verteilungsplatte sich mindestens teilweise entlang der Behandlungsstrecke erstreckt und zusammen mit den Gehäusewänden eine Gasverteilungskammer bildet, und bei welcher sich die Gaszufuhreinrichtungen in die Gasverteilungskammer öffnen.
Befüllvorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Verteilungsplatte von einer profilierten Gestaltung ist, die der Form von oberen Teilen der zu befüllenden Behälter entspricht.
Befüllvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Behälterabgabemechanismus stromabwärts vom Behälteraufgabemechanismus, bei Betrachtung in Förderrichtung, weiter hinter mindestens einem der beiden Biegungsabschnitte und hinter mindestens einem Teil des unteren Spurabschnitts vorgesehen ist, bei welcher die Behälterhalterungen (55) mit Rückhalteeinrichtungen (57) versehen sind, um auch Behälter zu fördern, die im Wesentlichen kopfüber gehalten werden, und bei welcher das Förderersystem mit Behälterhalterungen ausgestattet ist, um Behälter entlang von mindestens einem Teil des oberen Spurabschnitts im Wesentlichen aufrecht zu fördern, und um die Behälter entlang von mindestens einem Teil des unteren Spurabschnitts im Wesentlichen kopfüber gehalten zu fördern.
Befüllvorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher der Behälteraufgabemechanismus und der Behälterabgabemechanismus in der Nähe von oder entlang desselben Biegungsabschnitts der Fördererspur vorgesehen sind.
Befüllvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Förderersystem mit Behälterhalterungen ausgelegt ist, um die Behälter entlang von mindestens einem der zwei Biegungsabschnitte zu fördern, wobei Einfüllöffnungen von zu fördernden Behältern nach außen weisen.
Befüllvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher mindestens eine der Arbeitsstationen mindestens teilweise entlang von mindestens einem Teil von einem der zwei Biegungsabschnitte und/oder des unteren Spurabschnitts angeordnet ist, und bei welcher die Behandlungsstrecke an der Position dieser Arbeitsstation mindestens teilweise vom Gehäuse umschlossen ist.
Befüllvorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher die oben erwähnte Arbeitsstation eine Dekontaminierungsstation (60) zum Dekontaminieren von mindestens den Innenseiten von Behältern ist, die vorbei gefördert werden.
Befüllvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Behälteraufgabemechanismus und der Behälterabgabemechanismus nahe beieinander entlang von der Fördererspur vorgesehen sind.
Befüllvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher eine Mehrzahl von Behandlungsstrecken benachbart zueinander entlang der Fördererspur vorgesehen sind, bei welcher das Gehäuse eine Mehrzahl von Gehäusesegmenten (51) umfasst, die benachbart zueinander angeordnet sind und sich in Förderrichtung erstrecken, wobei jedes Gehäusesegment mindestens teilweise eine der Behandlungsstrecken umschließt, bei welcher Gaszufuhreinrichtungen (65) mit jedem der Gehäusesegmente verbunden sind, bei welcher der mittlere Bereich (67) gemeinsam zwischen dem oberen und dem unteren Spurabschnitt und den Biegungsabschnitten der Mehrzahl von benachbart zueinander entlang der Fördererspur gelegenen Behandlungsstrecken begrenzt wird, und bei welcher die Gasabfuhreinrichtungen (66) vorgesehen sind, um über den gemeinsamen mittleren Bereich mindestens einen Teil der Gase abzuführen, die in die Mehrzahl von benachbart zueinander gelegenen Gehäusesegmenten zugeführt worden sind.
Befüllvorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher die einzelnen Gehäusesegmente miteinander verbunden sind und insbesondere gemeinsame Seitenwandteile umfassen.
Befüllvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei welcher sich mindestens eine der Arbeitsstationen über die Mehrzahl von Behandlungsstrecken erstreckt.
Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 17–19, bei welcher Steuereinrichtungen zum Zuführen von sich ändernden Mengen und/oder Zusammensetzungen von behandelten Gasen zu den einzelnen Gehäusesegmenten in einer steuerbaren Weise vorgesehen sind.