-
Vorrichtung zum Sterilisieren von Flaschen und Anlage zum sterilen
Abfällen von Getränken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sterilisieren
von leeren vorgereinigten Flaschen mittels Dampf im Fließbetrieb sowie eine sich
daran anschließende Anlage zum sterilen Abfüllen von' Getränken und besteht aus
den in den Ansprüchen gekennzeichneten und nachstehend erläuterten Anordnungen und
Maßnahmen.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung bei spielsweise veranschaulicht.
-
Fig. I zeigt einen Schnitt durch eine Sterilisierabfüll- und Verschließvorrichtung
für Flaschen in schematischer Darstellung, die eineAbfüllung etwa mit Fruchtsaft
oder Bier erhalten sollen.
-
Fig. 2 entspricht in teilweiser, wesentlich vergrößerter Darstellung
Fig. I und zeigt die Abfüll- und Verschließeinrichtung (Kronenkorkmaschine) in Ansicht,
zum Teil im Schnitt gehalten.
-
Fig. 3 zeigt in großem Maßstab den oberen Teil einer Flasche mit
aufgesetztem Becher im Axialschnitt.
-
Fig. 4 entspricht unter Weglassung von baulichen Einzelheiten der
Fig. 1 und veranschaulicht das Prinzip des Sterilisier- und Kühlverfahrens in einem
Arbeitsgang.
-
Die mit I bezeichneten Flaschen befinden sich auf der Zubringefördereinrichtung
2 (Fig. I), durch die sie in Richtung des Pfeiles 3 vorwärts bewegt werden. Es werden
dann unmittelbar vor dem Eintreten in den Behälter 4 (Sterilisator) die Schutzbülsen
oder Schutzbecher 5 auf die Flaschenmündungen aufgesetzt. Diese Schutzbecher besitzen,
wie aus Fig. 3 ersichtlich, einen kegelförmig einspringenden Bodenteil 6, der sich
abdichtend auf die Flaschenmündung7 legt.
-
Der Mantelteil ist leicht kegelförmig und mit einem Randwulst 8 versehen.
Zweckmäßig bestehen die Becher aus Metall, und zwar einem magnetisierbarlen Metall,
oder besitzen wenigstens eine magnetisierbare Metallauflage, da dadurch das Zubringen
bzw. Abnehmen der Becher auf elektromagnetischem Wege möglich ist.
-
Die Flaschen gelangen in den Behälter 4 (Sterilisator) durch die
Zubringeöffnung 9.
-
In dem Behälter 4 befindet sich ein Kettenförderer, dessen Stränge
mit 10 und Körbe mit ii bezeichnet sind. Der Förderstrang führt von der Zubringeöffnung
aus in Richtung des Pfeiles 12 senkrecht aufwärts. Er ist dann über eine Umlenkrolle
13 geführt, verläuft dann in dem anschließenden Teil waagerecht bis zu einer Umlenkrolle
14, führt waagerecht zurück bis zu einer Umlenkrolle 15. von der er abwärts bis
zu einer Umlenkrolle I6 läuft. Zur Abtrennung der parallel nebeneinander verlaufenden,
gegenläufig sich bewegenden Strangteile ist eine Zwischenwand vorgesehen, deren
senkrechter Teil mit 34, der waagerechte Teil mit 35 bezeichnet ist. Von der Rolle
I6 ab verläuft
der Strang waagerecht bis zu einer Umlenkrolle 17,
durch die er um 180° umgelenkt und bis zu einer Rolle 18 durchgeführt wird.
-
Eine abermalige Umlenkung um 180° erfährt er durch die Rolle 19. Nach
der Führungsrolle 19 folgt ein kurzes, senkrechte@ Strangstück bis zur Rolle 20,
dann wieder eine horizontale Strecke bis zur Umlenkrolle 21, von der der Kettenstrang
wieder senkrecht aufwärts geführt ist, in den Bereich der Zubringeöffnung bis zu
der Umlenkrolle 13. Der Kettenstrang 10 trägt eine entsprechende Anzahl von einzelnen
Körben, die gelenkig aufgehängt sind und die je mehrere Flaschen, zweckmäßgi zwei,
auf nehmen können. Die vorgesehenen Dampfdüsen sind in dem ersten horizoiitalen
Be reich des Kettenförderers, d. h. in dem Strangteil zwischen den Rollen 13, 14,
15, angeordnet. Es sind beispielsweise drei Dampfdüsen vorgesehen, die mit 91, 92
und 93 bezeichnet sind.
-
Damit ergibt sich, daß die mit dem Förderstrang 10 langsam von dem
Bereich der Zubringeöffnung 9 aus nach oben wandernden Flaschen zunächst in eine
mäßig warme Atmosphäre a (s. Fig. 4 und 1) gelangen, die dann allmählich immer heißer
wird. Etwa von den Bereich der Rolle 13 an gelangen die Flaschen in sehr heil?e
Dampfschwaden. die im Bereich der l)üse 91 ihren Höchstwert erreichen (Zone b).
Durch diese Dampfschwaden werden sie dann langsam hindurchgeführt. l)is sie nach
der Rolle 15, d. h. ini senkrecht nach abwärts führenden Strangteil, aus dem Bereich
der heißen Dampfschwaden wieder allmählich in eine weniger heiße Atmosphäre (Zone
c) gelangen. Die Dampfzufuhr wird zweckmäßig so gewählt. laf die Flaschen voll oder
mindestens nahezu auf 100°C erhitzt werden und daß durch die Zubringeöffnung immer
etwas Dampfschwaden nach außen austreten. Auf dem absteigenden Ast des Kettenförderstranges
zwischen den Umlenkrollen 15 und 16, d. h. in der mit d bezeichneten Zone. gelangen
die Flaschen allmählich in den Bereich von Dampfschwaden von immer niedrigerer Temperatur.
-
In dem Bereich zwischen den Umlenkrollen t6 und 17 Zone @@ werden
durch die Saugleitung 24 eines Gebläses 25 die unter vorhandenen ziemlich abgekühlten
Dampfschwaden al>gesaugt. Durch eine zweite Saugleitung. Zweigleitung 26 des
Gebläses 25, werden die im oberen Teil des Arbeitsraumes 27, nahe der l)eelie 27'.
angesammelten Dampfschwaden abgesaugt.
-
Von dem Gebläse gelangen die abgesaugten Dampfschwaden. mit Raumluft
und abziehender erwärmter Kühlluft gemischt, durch die Druckleitung 28 in einen
Berieselungsbehälter 29, dessen Wasserberieselungsein-@@ichtung mit 30 bezeichnet
ist. Die Luft erfährt in dem Behälter 2<) außer einer Feuchtigkeitsabscheidung,
verbunden mit Abkuhlung, eine Reinigung und wird durch die Saugleitung 31 eines
Gebläses 32 entnommen und durch eine Druclileitung 33 in das Gehäuse 4 etwa im Bereich
der Umlenkrolle 19 eingeblasen. Diese Zone des Kettenstranges ist mit f bezeichnet.
Die Luftführung in dem Gehäuse 4 geschieht in diesem Bereich mit Hilfe von Zwischenwänden
36, 37, 38 und durch den Förderdruck des Ventilators in der Pfeilrichtung.
-
In dem Bereich des untersten Kettenstranges, der waagerecht verläuft,
d. h. zwischen den Rollen 20 und 21, ist unter der Zwischenwand 38 ein System von
Kiihlrohren 39 vorgesehen. die mit kalter Sole gefüllt sind und die eine Tiefkühlung
der Luft und damit der Flaschen bewirken. Die Tiefkühlzone ist mit g bezeichnet.
Es ist eine Art Kältesumpf. der dadurch wirkungsvoll zustande kommt. daß die Austragöffnung
40. bei der das Sterilisiergut das Gehäuse in Richtun, der Pfeile 41 verläßt, höher
angeordnet ist als die Kühlung g.
-
Damit ist erreicht. daß die Flaschen vollkommen steril und tiefgekühlt
an die Austragstelle 40 gelangen. Die Tiefküblung ist besonders dann wichtig, wenn
es sich um stark kohlensäurehlatige Getränke handelt.
-
Bei solchen Getränken ist dann darauf zu achten. daß dann die Flaschen
schon sehr tief vorgekühlt sind.
-
An der Austragstelle 40 werden die Gefäße von Hand oder mechanisch
dem Gehäuse Sterilisator) entnommen und auf einer Förderbahn 42 in einen Kühltunnel
43 gebracht. in dem die sterilisierten Flaschen der Füllmaschine zugeführt werden,
die in Fig. I nur angedeutet und mit 44 bezeichnet ist. Den Kühltunnel wird durch
einen Anschlußstutzen 45 sterilisierte und gekühlte Frischluft in Richtung des Pfeiles
46 zugeführt. und zwar aus einer Nebenleitung 47. die von -lem Geliläse 32 abzweigt.
oder. wenn stark gekühlte Flaschen verlangt werden. erfolgt die Tiefkühlung durch
Berieselung mit gekühltem sterilem Wasser (Süßwasserkühlung).
-
In Fig. @ ist danii noch die Verschließmaschine 48 (eine Kronenkorkmaschine)
angedeutet und das Abförderband 49. das die fertigen. d. h. sterilisierten und keimfrei
gefüllten Flaschen in Richtung des Pfeiles 50 wegbringt.
-
Bevor die gereinigten Flaschen in die Füllmaschine 44 gelangen. werden
die Schutzbecher 5 (Fig. 3 abgenommen. Hierfür ist
eine in Fig.-2
schematisch angedeutete elektromagnetische Abhebevorrichtung vorgesehen. Es ist
5I .der Magnet, 52 ist eine Führung, auf der sich der Magnet zu bewegen vermag.
Durch eine Schwenkbewegung des Magnetkerns können die. abgehobenen Becher 5 auf
eine Bahn 53 gebracht werden, von wo sie wieder in den Bereich der Zubringeförderbahn
2 gebracht werden, um wieder auf die neu ankommenden zu sterilisierenden und zu
füllenden Flaschen aufgesetzt zu werden.
-
Die Abfülfmasehine besteht aus einen Zentralplattenschieber 54, der
feststeht, während der ihm zugeordnete Schieberspiegel 55 rotiert. Durch diese Schiebersteuerung
wird das Füllgut mit Hilfe der Leistungen 56 zugeführt.
-
Die gegen eine Infektion höchst empfindlochen Füllrohre 58 sind,
wie aus Fig. 2 ersichtlich in ihrem oberen Anschlußteil mit 57 l>ezeichnet Daran
schließt sich das eigentliche, mit seiner Mündung in das Gefäß, d. h. die Flasche,
einzuführende Füllrohr 58.
-
Diesem Füllrohr ist nun eine Schutzhülse zugeordnet, und zwar besteht
diese aus dem festen Oberteil 59 und dem beweglichen Unterteil oder der eigentlichen
Schuthülse 6o, die sich kolbenartig in dem Oberteil 59 rerschiebt. Die Schutzhülse
60 sitzt auf dem Füllrohr 58, und zwar ist diese Schutzhülse auf dem Füllrohr durch
Führungsscheiben 6I und 62 gehalten, wobei der Baustoff und die Passung so gewählt
sind, daß eine genügende Gleitbeweglichkeit mit einem gewissen Reibungsschluß erreicht
wird. Das freie untere Ende 63 der Schutzhülse 60 ist glockenartig erweitert. Durch
die teleskopartige, d. h. mehrteilige Ausführungsform der Schutzhülse wird erreicht,
daß der Füllvorgang von außen dauernd sichtbar bleibt und überwacht werden kann,
ohne daß der Füllvorgang selbst irgendwie beeinträchtigt ist. In bezug auf die übrigen
Einrichtungen entspricht die bauliche Ausführung der Füllmaschine den bekannten
Bauweisen. Die Flasche I sitzt auf einem hvdraulischen oder durch andere Einrichtungen
heb- und senkbaren Fülltisch 94.
-
Die Schiebersteuerung liegt in dem glockenartigen, oben an der Maschine
sitzenden Zuführungsbehälter ó; der Anschluß. der Füllmaschine ist mit 65 bezeichnet.
-
Wesentlich bei der Abfüllmaschine ist nun besonders der nach außen
luftdichte Abschluß und ferner gemäß der Erfindung die Zuführung eines kalten Dampf-Luft-Gemisches.
-
Die Abdichtung wird dadurch hergestellt, daß sowohl dem oberen Mantelteil
95. als auch dem unteren Mantelteil 66 je eine Rinne 67 bzw. 68 zugeordnet ist,
die Wasserfüllungen 69 aufweisen, daß eine richtige Flüssigkeitsabdichtung oder
Flüssigkeitsverschluß zustande kommt.
-
Die Zuführung des Dampfes bzw. Dampf-Luft-Gemisches geschieht durch
ein aus Fig. 2 ersichtliches Düsensystem. Dieses Düsensystem besteht aus der Dampfdüse
70, bei der der Dampf in Richtung des Pfeiles 7I zugeführt wird. Diese Dampfdüse
70 wird injektorartig von einem Rohr 72 umgeben, durch das Luft zugeführt wird,
die in Richtung des Pfeiles 73 einströmt. Damit ist es möglich, der nach außen durch
eine luftdichte Ummantelung abgeschlossenen Abfüllmaschine ein kaltes bzw. nur höchstens
mäßig warmes Dampf-Luft-Gemisch zuzuführen und eine solche Atmosphäre innerhalb
der Ummantelung trotz vorübergehendem Offnei' bei Störungen auch zu halten. Die
Zuführung des Dampf-Luft-Gemisches hat den großen Vorteil, daß irgendwie auftretende
Verschmutzung durch die Füllflüssigkeit im eigentlichen Sinn nicht auftreten kann,
da derartige Stellen, die z. B. durch Überlaufen, Bruch einer Flasche entstehen,
sofort durch das im Verfolg der Zuführung von Dampf entstehende Kondens Wasser wieder
abgewaschen wird, während jedoch beim vorübergehenden Öffnen durch den sichtbar
hervorquell enden Schwaden das Eintreten unsteriler Luft kontrollierbar verhindert
wird.
-
Auch die Verschli eßmaschine, eine E4ronenkorkmaschine, entspricht
im allgemeinen in bezug auf die baulichen Einzelheiten den üblichen Bauarten. Das
Gehäuse oder der Mantel ist mit 97 bezeichnet. Es ist eine Rinne 74 gebildet, bei
der der untere Rand 96 der Ummantelung in eine Wasserfüllung 75 eintaucht. Ein entsprechender
Verschluß ist unten vorgesehen, und zwar ist im unteren Mantelteil 76 ein Wasserverschluß
gebildet, und zwar dadurch, daß der untere Mantelteil 76 in eine Wasserfüllung 77
einer Rinne 78 eintaucht.
-
In Fig. 2 ist der Kronenkorken mit 79 bezeichnet. Er liegt in Bereitschaft
auf einem konsolartigen Halter 80 und wird dann durch den Stempel 8I erfaßt und
auf die Flaschenmündung 7 aufgepreßt. Bevor jedoch dieses Aufpressen erfolgt, wird
durch eine Düse 82 und die anschließende Leitung 83, wenn auch nur ganz kurz, strömender
Hochdruckdampf auf die Kronenkorkenoberfläche aufgeblasen, so daß damit eine Sterilisierung
erreicht wird. An Stelle der Heißdampfzuführung könnte auch eine Stichflamme verwendet
werden. Die Zuführung des Heiß dampfes ist durch den -Pfeil 84 noch näher veranschaulicht.
-
Die Ummantelung 95 der Abfüllmaschine geht in die Ummantelung 97
der V;erschließmaschine, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist,
über,
so daPJ volle Gewällr dafür gegeben ist, daß die Flaschen von der Abfüllmaschine
bis zum endgültigen Verschließen dauernd in einer Kaltdampfatmosphäre sind, so daß
keine Infektion stattfinden kann. Am Austragende der Füllmaschine werden die einzelnen
Flaschen in Richtung des Pfeiles 86 gefördert. Das Ende der Ummantelung ist mit
87 bezeichnet. Es überdacht die Flasche i>is zur vollständigen Fertigstellung.
Auch der Verschließmaschine wird durch eine Dampfdüse 88 Wasserdampf und durch ein
Rohr 89 kalte Luft in Richtung des Pfeiles go zugeführt, so daß ein Dampf-Luft-Gemisch
in die Verschließmaschine gelangt.
-
Die Verwendung des Schwadendampfes, der alle Räume, in denen der
Füllprozeß vor sich geht, ausfüllt, bei vorübergehender Öffnung der Innenräume zur
Behebung von Störungen herausquillt und den Zutritt von Außenluft in das Innere
der Vorrichtung verhindert, bringt große Sicherheit für das sterile Abfüllen mit
sich. Das entstehende Kondenswasser schlägt eingedrungene Keime nieder und spült
alle Flüssigkeitsspritzer des Abfüllgutes heraus. Auf diese Weise wird ein Entstehen
von Infektionsherden verhindert. Dadurch, daß ständig Raumluft angesaugt und zusammen
mit Dampf oder Dampfschwaden der Anlage wieder zugeführt wird, wird die Raumluft
mit zunehmender Betriebszeit immer keimfreier.
-
Die Verwendung des Dampfes bei der Füll- und Verschließmaschine bringt
den Vorteil mit sich, daß auch alle Teile der .Nnlage vor Beginn des Arbeitsganges
durch Einführung von Heißdampf ohne Luftbeimischung sterilisiert werden können.