DE69622800T2

DE69622800T2 - Anlage zum sterilen Füllen von Flaschen im Durchlaufverfahren

Info

Publication number: DE69622800T2
Application number: DE69622800T
Authority: DE
Inventors: Leo Bonetti; Camillo Catelli
Original assignee: Tetra Pak Plastics Ltd
Current assignee: Tetra Pak Plastics Ltd
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-05-09
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: DE69622800D1; AU7187896A; EP0758624A1; ITMO950120A1; AU727925B2; ES2180724T3; EP0758624B1; ATE221855T1; JPH10157797A; ITMO950120A0; IT1279846B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum sterilen Füllen von Flaschen im Durchlaufverfahren.
Diese Art von Anlage ist bereits bekannt und enthält Arbeitsgruppen, die entlang einer Zuführbahn auf die Flaschen wirken. Allgemein sind diese Anlagen mit einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Arbeitsgruppen versehen, einschliesslich einer Sterilisiergruppe, einer Spülgruppe, einer Füllgruppe und einer Verschliessgruppe.
Um sterile Betriebsbedingungen zu gewährleisten, ist die gesamte Anlag in einer Leicht unter Druck stehenden Atmosphäre angeordnet, in welcher die Bediener dem Betriebsablauf der Anlage folgen und diesen kontrollieren. Natürlich müssen die Bediener spezielle Kleidung tragen, um eine Kontamination der sterilen Umgebung zu verhindern. Bei jedem Anlauf der Anlage muss der Bereich oder der Raum, in welchem die Anlage steht, sorgfältig sterilisiert werden, während die Abfüllanlage selbst vollkommen und sehr sorgfältig innen und aussen sterilisiert werden muss. Die äusseren Teile werden mit sterilisierenden Flüssigkeiten gereinigt während die Innenteile einem falschen Betriebszyklus unterzogen werden, während welchem anstelle des Produktes eine Sterilisierflüssigkeit in Umlauf gebracht wird.
Da während dem normalen Zyklus der Anlage die Köpfe der Füllgruppe durch die Flaschenhälse und -öffnungen geöffnet werden, werden zur Vervollständigung dieses falschen Betriebszyklus Flaschenattrappen benutzt, deren Aufgabe es ist, die Füllköpfe zu öffnen. Die Flaschenattrappen werden von Hand durch einen oder mehrere Bediener angeordnet; dieser Arbeitsgang erfordert daher einen erheblichen Aufwand an Vorbereitungszeit, da eine beachtliche Anzahl von Flaschenattrappen angeordnet werden müssen.
Die wichtigsten Nachteile, die von den Anlagen des bekannten Typs aufgewiesen werden, sind, abgesehen von dem offensichtlichen Unbehagen der Bediener wegen des Tragens von Schutzkleidung, durch die umfangreichen und langwierigen Sterilisiervorgänge beim Anlaufen der Maschine dargestellt, sowie durch die Schwierigkeit und die Kosten, um den Bereich (von erheblicher Grösse), in welchem die Anlage steht, im sterilen Zustand zu halten.
GB 2 280 669 beschreibt eine Analge wie in dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Bei der Anlage aus GB 2 280 669 enthält jede Arbeitsgruppe eine sterile Kammer, die von den Flaschen durchlaufen wird. Jede sterile Kammer hat Wände, wird leicht unter Druck gehalten und stellt einen sterilen Bereich dar, der einen Teil der entsprechenden Arbeitsgruppe enthält. Die verschiedenen sterilen Kammern sind miteinander verbunden. Eine der Arbeitsgruppen ist stromaufwärts zum Sterilisieren von Flaschen vorgesehen. Jede der Arbeitsgruppen stromabwärts der Sterilisiergruppe ist leicht unter Druck gehalten. Diese Anlage kann die oben erwähnten Nachteile der bekannten Technik vermeiden, weist aber weitere Nachteile auf. Zunächst müssen die Bediener Schutzkleidung tragen, wenn sie zu dem Motor und zu den beweglichen Elementen der Anlage Zugang haben wollen. Zweiten können sich die in die sterile Kammer eingesprühten Sterilisierflüssigkeiten in den angrenzenden Kammern ausbreiten.
Hauptzweck der Erfindung ist daher, die oben erwähnten Nachteile der bekannten Technik zu vermeiden, indem eine sterile Abfüllanlage vorgesehen wird, welche schnell und leicht sterilisierbar ist, und welche auf eine sichere, jedoch verhältnismässig einfache und wirtschaftliche Weise steril gehalten werden kann.
Ein Vorteil der Erfindung ist der, dass sie die Notwendigkeit für die Bediener, Schutzkleidung tragen zu müssen, vermeidet.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist der, dass ein Sterilisierverfahren fr die Füllgruppe der Flaschen vorgesehen wird, welches einfach und wirtschaftlich ist, sowie auch eine Füllgruppe zur Anwendung des genannten Verfahrens.
Die obengenannten Zwecke und Vorteile und noch weitere ausserdem werden alle erreicht durch die Anlage, durch die Füllgruppe und durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung, so wie diese in den nachstehenden Ansprüchen gekennzeichnet sind.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer Ausführung der Erfindung hervor, die in Form eines nicht begrenzenden Beispiels in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, von denen
- Fig. 1 eine schematische Plandarstellung der Anlage von oben zeigt;
- Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht der Fig. 1 von unten;
- Fig. 3 zeigt ein Detail der Füllgruppe aus Fig. 2 in vergrösserter Form;
- Fig. 4 zeigt ein Detail der Verschliessgruppe aus Fig. 2 in vergrösserter Form.
Unter Bezugnahme auf die Abbildungen ist mit 1 in ihrer Gesamtheit eine sterile Anlage zum Füllen von Flaschen im Durchlaufverfahren bezeichnet, enthaltend eine Zuführbahn 2 für Flaschen 3. Die Flaschen 3 werden eine nach der anderen einer Anzahl von Arbeitsgruppen 10, 20, 30, 40 zugeführt, von welchen jede mit steuerbaren beweglichen Elementen versehen ist, um auf die durchlaufenden Flaschen 3 zu wirken. Ausserdem ist jede Arbeitsgruppe mit Antriebsmitteln zum Bewegen der Flaschen 3 versehen, sowie mit Mitteln zum Auslösen der Bewegung der beweglichen Elemente. In dem Beispiel enthält die Anlage 1 eine Sterilisiergruppe 10, eine Spülgruppe 20, eine Füllgruppe 30 und eine Verschliessgruppe 40. Die Motoren von bekanntem Typ sind für jede Gruppe mit 5, 6, 7 und 8 bezeichnet. Zwei Kippvorrichtungen 6' sind zum Kippen der Flaschen 3 vorgesehen. Die beweglichen Elemente der verschiedenen Gruppen sind ebenfalls von bekanntem Typ und mit 11, 21, 29 und 44 bezeichnet. Mit 11 ist ein vertikales Rohr für den Durchlauf der Sterilisierflüssigkeit bezeichnet und mit 21 ein weiteres vertikales Rohr für den Durchlauf einer Spülflüssigkeit. Jedes Rohr 11 und 21 ist vertikal im Verhältnis zu einer jeweiligen Nabe 12 und 22 mit einer sterilen Barriere verschiebbar. Jedes Rohr 11 und 21 trägt oben eine Düse, welche in eine Flasche eingeführt werden kann, und durch welche die entsprechende Sterilisier- oder Spülflüssigkeit in diese eingesprüht wird.
Jede Arbeitsgruppe enthält jeweils eine sterile Kammer 10a, 20a, 30a, 40a, welche von den Flaschen 3 durchlaufen wird. Jede sterile Kammer ist von Wänden 4 eingeschlossen und wird leicht unter Druck gehalten, und sie bildet einen sterilen Bereich, welcher einen Teil der entsprechenden Arbeitsgruppe aufnimmt. Wenigstens eine Wand 4a der Wände 4 einer jeden sterilen Kammer trennt dicht abschliessend einen entsprechenden sterilen Bereich von dem Motor zum Weiterleiten der Flaschen 3 wie auch von den Mitteln für den Antrieb der Bewegung der Flaschen 3 und den Mitteln zum Auslösen der beweglichen Elemente der jeweiligen Arbeitsgruppe. Der Motor und die Mittel für den Antrieb befinden sich somit ausserhalb des sterilen Bereichs. Die verschiedenen sterilen Kammern einer jeden Arbeitsgruppe sind miteinander verbunden. Die sterile Kammer 10a der Sterilisiergruppe 10 ist unter einem leicht geringeren Druck gehalten als die sterile Kammer der anderen Arbeitsgruppen. Eine Öffnung 13 ist vorgesehen, um die sterile Kammer 10a mit dem Aussenbereich in Verbindung zu bringen.
Die Füllgruppe 30 ist rotierend und enthält einen Eingang 31 und einen Ausgang 32 für die Flaschen 3. Die Füllgruppe 30 ist mit einer Rotationswelle 25 mit vertikaler Achse versehen, welche eine Anzahl von Trägerelementen 33 dreht, von denen jedes bei jeder Umdrehung eine Flasche 3 vom Eingang 31 bis zum Ausgang 32 trägt. Jedes Trägerelement 33 ist auf einen Befehl hin vertikal beweglich. Jedem Trägerelement 33 ist ein Füllkopf 34 zugeordnet, welcher Füllkopf 34 an Mittel zur Abgabe des Produktes angeschlossen ist, das zum Einfüllen in die Flaschen 3 bestimmt ist. Die Mittel zur Abgabe enthalten eine Anzahl von Abgabeleitungen 35 für das Produkt. Jeder Füllkopf 34 öffnet sich mit Hilfe eines Druckes auf diesen nach oben, wobei das Produkt abgegeben wird.
Eine ringförmige Nocke 36 wirkt auf die Trägerelemente 33, wobei sie einer Umdrehung letzterer folgt, um die vertikale Verschiebung letzterer zu bewirken. Die Nocke 36 wirkt mit Hilfe einer Anzahl von Wellen 29 mit vertikaler Achse, eine für jedes Trägerelement 33, die sich vertikal in einer Nabe 28 mit steriler Barriere bewegen. Jede Welle 29 ist oben fest an ein jeweiliges Trägerelement 33 angeschlossen und unten mit Hilfe eines Rades 27 mit der Nocke 36 verbunden.
Es sind ebenfalls Positioniermittel 37 zum Positionieren (auf einen Antrieb hin) der Nocke 36 in einer vertikalen Richtung vorgesehen. Oben an einem jeden Trägerelement 33 befestigt ist ausserdem ein Kontaktelement 39 angeordnet, und zwar so, dass es auf den jeweiligen Füllkopf 34 einen Druck nach oben ausübt, wenn zwischem diesen ein Kontakt entsteht, welcher Druck nach oben ausreichend ist, um das Öffnen des Füllkopfes 34 zu bewirken. Das Kontaktelement 39 ist vorzugsweise gabelförmig, und ein Flaschenhals 5' von einer zu füllenden Flasche wird in die Gabel eingesetzt. Die Positioniermittel enthalten eine oder mehrere Winden 37 mit vertikaler Achse, angeordnet unterhalb der Nocke 36 und ausserhalb des sterilen Bereiches 30a. Jede Winde 37 ist mit einer Zahnstange mit vertikaler Achse versehen sowie mit einem hier nicht gezeigten Antriebsmechanismus. Der Antriebsmechanismus kann von Hand unter Verwendung eines Greifelementes oder einer Kurbel betätigt werden. Das obere Ende der Zahnstange drückt auf die Basis der anzuhebenden Nocke 36. Die Nocke 36 wirkt auf die Trägerelemente 33 und folglich auf das Kontaktelement 39, das zum Zusammenwirken mit dem jeweiligen Füllkopf 34 vorgesehen ist, und öffnet diesen.
Die Verschliessgruppe 40 enthält eine mittlere Antriebswelle 41 mit vertikaler Achse und eine Scheibe 42, welche koaxial an der Antriebswelle 41 befestigt ist, und die umlaufend mit Mitteln 43 zum Abdichten mit einer oberen Wand 4b der entsprechenden sterilen Kammer 40a versehen ist. Die Verschliessgruppe 40 enthält eine Anzahl von Stangen 44, versehen an ihrem unteren Ende mit einem Spannelement 45 zum Verschliessen einer jeweiligen Flasche 3. Jede Stange 44 wird durch die Antriebswelle 41 in Umdrehung versetzt und ist in einer vertikalen Richtung beweglich, wobei sie dicht abschliessend durch eine entsprechende Nabe 48 mit einer sterilen Barriere verläuft, die fest an der Scheibe 42 montiert ist. Die Verschliessgruppe 40 ist weiter mit einer Zuführbahn 46 für Korken versehen, entlang welcher die Korken 47 einem Sterilisiervorgang unterzogen werden.
Um die Füllgruppe 30 zu sterilisieren, wenn sie nach einer Unterbrechung wieder in Betrieb genommen wird, muss das nachstehende Verfahren durchgeführt werden. Die Füllköpfe 34 werden mit einer Sterilisierflüssigkeit gespeist. Die Nocke 36 wird angehoben, um die entsprechenden Trägerelemente 33 nach oben zu schieben und folglich die Kontaktelemente 39, welche auf die Füllköpfe 34 einen nach oben gerichteten Druck ausüben, der ausreichend ist, um die Füllköpfe 34 zu öffnen. Die Gruppe wird auf diese Weise für die Dauer in Betrieb gehalten, die notwendig ist, um die Abgaberohre 35 zu sterilisieren, durch welche beim normalen Betrieb das abzufüllende Produkt fliesst. Die Sterilisierflüssigkeit fliesst in die Kammer 30a und wird am Boden derselben gesammelt. Falls notwendig, können mehr als eine Sterilisier- und Spülflüssigkeiten abgegeben werden. Während des normalen Betriebes der Füllgruppe 30 werden die Winden 37 in eine gesenkte Position gebracht, so dass die Kontaktelemente 39 nicht mit den Füllköpfen 34 zusammenwirken.
Die Bediener befinden sich ausserhalb der sterilen Bereiche und haben somit leichten Zugang zu dem Motor und den beweglichen Elementen der Anlage, ohne dass sie dabei Schutzkleidung tragen müssen.
Dank der Tatsache, dass die sterile Kammer 10a der Sterilisiergruppe im Verhältnis zu den anderen sterilen Kammer auf einer leicht geringeren Temperatur gehalten wird, ist das eventuelle Durchströmen von Gas in die anderen Kammern ausgeschlossen. Dies verhindert, dass die in die sterile Kammer 10a eingesprühten Sterilisierflüssigkeiten sich in den angrenzenden Kammern ausbreiten.

Claims

1. Anlage zum sterilen Füllen von Flaschen im Durchlaufverfahren, enthalten:

eine Zuführbahn (2) für die Flaschen (3);

eine Anzahl von Arbeitsgruppen (10, 20, 30, 40), von denen jede mit aktivierbaren beweglichen Elementen zum Einwirken auf die auf der genannten Zuführbahn (2) durchlaufenden Flaschen (3) versehen ist, sowie mit einem Motor zum Antrieb der genannten beweglichen Elemente; wobei jede der genannten Arbeitsgruppen (10, 20, 30, 40) eine sterile Kammer (10a, 20a, 30a, 40a)- enthält, die von den genannten Flaschen (3) durchlaufen wird, welche sterile Kammer (10a, 20a, 30a, 40a) Wände (4) hat und einen sterilen Bereich bildet, der einen Teil der entsprechenden Arbeitsgruppe (10, 20, 30, 40) enthält, wobei die verschiedenen sterilen Kammern für jede Arbeitsgruppe miteinander verbunden sind;

wobei eine der genannten Arbeitsgruppen (10) zum Sterilisieren der Flaschen (3) vorgesehen ist, während die anderen Arbeitsgruppen leicht unter Druck gehalten werden;

dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wand (4a) einer jeden sterilen Kammer abdichtend einen entsprechenden sterilen Bereich von dem genannten Motor und von den genannten Mitteln für den Antrieb der genannten beweglichen Elemente einer jeden entsprechenden Arbeitsgruppe trennt; wobei die sterile Kammer (10a) der genannten Sterilisiergruppe leicht unter Druck gehalten wird, und zwar mit einem leicht geringeren Druck als der in den sterilen Kammer der anderen Arbeitsgruppen.

2. Anlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (13) vorgesehen ist, um die sterile Kammer (10a) der Sterilisiergruppe mit dem Aussenbereich in Verbindung zu bringen.

3. Anlage nach Patentanspruch 1 oder 2, umfassend eine Arbeitsgruppe zum Füllen der Flaschen (3), enthaltend:

eine Anzahl von Trägerelementen (33) für die Flaschen (3), die auf einen Antrieb hin in vertikaler Richtung beweglich sind, wobei jedem dieser Trägerelemente (33) ein Füllkopf (34) zugeordnet ist, welcher Füllkopf (34) an eine Abgabeleitung (35) für ein in die genannte Flasche (3) zu füllendes Produkt angeschlossen ist, und welcher Füllkopf (34) sich zur Abgabe des genannten Produktes infolge eines nach oben auf diesen gerichteten Druckes öffnet;

eine Nocke (36), die auf die genannten Trägerelemente (33) wirkt, um die Verschiebung derselben in vertikaler Richtung auszulösen;

dadurch gekennzeichnet, dass sie wie folgt enthält:

ein Kontaktelement (39), das fest mit jedem der genannten Trägerelemente (33) verbunden ist, so ausgelegt und angeordnet, dass es auf einen jeweiligen Füllkopf (34) im Kontakt mit diesem einen nach oben gerichteten Druck ausübt, der ausreichend ist, das Öffnen desselben zu bewirken;

Mittel (37) zum Positionieren, auf Antrieb hin, der genannten in einer vertikalen Richtung.

4. Anlage nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel zum Positionieren wenigstens eine Hebewinde mit vertikaler Achse enthalten, die im Betrieb der genannten Nocke (36) zugeordnet ist.

5. Anlage nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Kontaktelement (39) gabelförmig ist, und dadurch, dass der Hals (5') einer zu füllenden Flasche (3) in diesem aufgenommen wird.

6. Anlage nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie wie folgt ent-hält:

eine Arbeitsgruppe zum Verschliessen, welche eine mittlere Antriebswelle (41) mit vertikaler Achse hat und eine Scheibe (42), die koaxial zu der genannten Antriebswelle (41) befestigt und an ihrem Umlauf mit Mitteln zum Abdichten (43) mit einer oberen Wand (4b) einer entsprechenden sterilen Kammer (40a) versehen ist;

eine Anzahl von Stangen (44), von denen jede am unteren Ende mit einem Spannelement (45) zum Verschliessen einer Flasche (3) versehen ist, welches durch die genannte Antriebswelle (41) in Umdrehung versetzt wird und auf einen Befehl hin in vertikaler Richtung verschiebbar ist, wobei jedes dicht abschliessend durch eine jeweilige, fest an der genannten Scheibe (42) montierten Nabe (48) geführt wird, die mit einer sterilen Barriere versehen ist.

7. Anlage nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der genannten Arbeitsgruppen eine Füllgruppe für Flaschen ist, die wie folgt enthält:

einen Eingang (31) und einen Ausgang (32) für die genannten Flaschen (3);

eine Anzahl von Trägerelementen (33), von denen sich ein jedes auf einen Befehl hin zyklisch bewegt, um eine Flasche (3) von dem genannten Eingang (31) an den genannten Ausgang (32) zu transportieren, wobei jedes der genannten Trägerelementen (33) auf einen Befehl hin in vertikaler Richtung verschiebbar ist;

eine Anzahl von Füllköpfen (34), jeder von diesen einem genannten Trägerelement (33) zugeordnet, welche Füllköpfe (34) jeweils an eine Abgabeleitung (35) für ein Produkt angeschlossen sind, mit dem die Flaschen (3) gefüllt werden sollen, und welche Füllköpfe (34) sich mit Hilfe eines Druckes nach oben auf diese selbst öffnen, um das genannte Produkt abzugeben;

eine Nocke (36), welche auf die genannten Trägerelemente (33) wirkt, um die Verschiebungen derselben in einer vertikalen Richtung zu bewirken;

ein Kontaktelement (39), das fest mit einem jeden der genannten Trägerelemente (33) verbunden und so ausgebildet und angeordnet ist, dass es auf einen jeweiligen Füllkopf (34), mit dem es sich im Kontakt befindet, einen nach oben gerichteten Druck ausübt, welcher ausreichend ist, das Öffnen desselben zu bewirken;

Mittel (37), die auf einen Befehl hin die genannte Nocke (36) in einer vertikalen Richtung positionieren.

ZUSAMMENFASSUNG

Die Abfüllanlage nach der Erfindung enthält eine Zuführbahn für die Flaschen (3) und eine Anzahl von Arbeitsgruppen (10, 20, 30, 40), von denen jede mit beweglichen Elementen versehen ist, die auf einen Antrieb hin auf die auf der Zuführbahn durchlaufenden Flaschen (3) wirken. Jede Arbeitsgruppe ist mit einem Motor zum Antrieb der beweglichen Elemente versehen und enthält eine sterile · Kammer (10a, 20a, 30a, 40a), welche von den Flaschen (3) durchlaufen wird, und welche Wände (4) haben, unter einem leichten Druck gehalten werden und einen sterilen Bereich bilden, der einen Teil einer jeweiligen Arbeitsgruppe aufnimmt. Wenigstens eine Wand (4a, 4b) einer jeden sterilen Kammer trennt dicht abschliessend den entsprechenden sterilen Bereich von dem Motor zur Bewegung der Flaschen und von den Mitteln zum Antrieb der beweglichen Elemente der jeweiligen Arbeitsgruppe.