EP2272791B1 - Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen mit mehrkomponentigen Flüssigkeiten - Google Patents

Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen mit mehrkomponentigen Flüssigkeiten Download PDF

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EP2272791B1
EP2272791B1 EP10168817A EP10168817A EP2272791B1 EP 2272791 B1 EP2272791 B1 EP 2272791B1 EP 10168817 A EP10168817 A EP 10168817A EP 10168817 A EP10168817 A EP 10168817A EP 2272791 B1 EP2272791 B1 EP 2272791B1
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EP
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liquid
filling
container
supply line
supplied
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Erwin Knieling
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Krones AG
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Publication date
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/286—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow rate control, i.e. controlling slow and fast filling phases

Definitions

  • the present invention relates to a device for filling containers with multicomponent liquids according to the preamble of claim 1 and to a corresponding method.
  • Such devices have long been known from the prior art, which serve, for example, to produce carbonated mixed drinks.
  • a carbonated liquid is enriched with a syrup or the like and filled in this way in a container.
  • filling means which have a valve, with the aid of which the filling can be controlled.
  • such devices also have a volumetric metering chamber, which is connected via a controllable inlet valve with a reservoir for the liquid and a controllable outlet valve with a filler neck.
  • a device for filling liquids is known.
  • at least one sensor responsive to the level is arranged in metering chambers, which controls an inlet valve and an outlet valve.
  • at least one additional reservoir for a liquid is provided, with which each dosing chamber can be connected.
  • the EP 0 354 130 A1 describes a method to add a product to a liquid. In this case, a dose of the product to be added is determined and this dose is added to the main product.
  • the US 2,372,899 describes a bottling plant, in particular a plant for producing carbonated drinks, in which syrup is added.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a device which prevents dirt or unwanted splashes through the filling device, especially in fruit-containing drinks. Furthermore, a possibility should be created to equip a corresponding device with standard filling devices, such as standard Vollstrahlventilen. Furthermore, therefore, the cost of producing such systems should be reduced.
  • An inventive device for filling containers with liquids and in particular with beverages has a filling device which fills the liquid into the container, wherein the filling device has a valve device for controlling the liquid flow into the container. Furthermore, the device has a first supply line in order to supply a first liquid to the filling device. Furthermore, a second supply line is provided to supply the filling device with a second liquid, which differs in particular from the first liquid, wherein the first supply line and the second supply line are at least partially separated from each other.
  • the device has a control device which is designed such that at the beginning and at the end of a filling process for a particular container of this container is filled only with the first liquid.
  • the container is filled in such a way that first the first liquid is filled up to a certain proportion, then shares are filled, which also contain the second liquid and finally at the end of the filling process again only the first liquid is filled in the specific container.
  • the dosage of the second liquid can here also advantageously be started at the same time as the filling process.
  • the first liquid is a clear liquid or a liquid which has no fruit pieces and the like. This ensures that no pieces of fruit pass through it, especially during the periods when the filling valve opens and closes. In this way, splashes are prevented by the filling process. Furthermore, can be used by this procedure on standard valves. More specifically, it is achieved that a pulp dosage is in the middle of the entire liquid dosage, which is filled in the container. Therefore, it can not come to a crushing of the pulp through the valve cone or other valve elements.
  • the second supply line opens into the first supply line. This procedure is particularly advantageously suitable for feeding pulp doses to the first liquid or for forming pulp grafts within the first liquid.
  • the device according to the invention has a measuring device in order to determine the quantity of the second liquid to be supplied.
  • this measuring device has a measuring probe. This probe can, for example, check the level in an intermediate container and ensure in this way that only a predetermined amount of second liquid enters the container.
  • the device has a rinsing device in order to rinse components of the device with a rinsing medium.
  • a cleaning medium is passed through the filling device, but it is also possible that this flushing medium or cleaning medium is passed through the Dosage device.
  • the device has a dosing device for dosing the second liquid.
  • this dosage device can ensure that only certain amounts of liquid get into the first liquid line.
  • the above-mentioned measuring device is advantageously part of the dosing device.
  • the use of a probe has the advantage that the conductivity of the pulp or the second liquid does not have to be present. Furthermore, it may be possible to dispense with a second annular container for the second liquid, since the metering chamber is independent of intake pressure fluctuations by inlet and outlet valves.
  • the dosing device has at least one diaphragm valve. This means that the control of the pulp feed takes place with at least one diaphragm valve. In this way, a product-friendly closing behavior is ensured.
  • the dosing device has two diaphragm valves. In a further advantageous embodiment, the said measuring probe or measuring device is arranged between these two diaphragm valves.
  • the device has a second measuring device which determines the amount of liquid filled into the container.
  • This second measuring device may, for example, be a flow measuring device, which is particularly preferably provided downstream with respect to the supply of the second liquid.
  • this second measuring device is a weight measuring device which determines the weight of the bottle filled with the product. Based on data from this second measuring device, the valves of the filling devices can be controlled accordingly.
  • the dosage device is procedurally involved in such a way that an optional separate CIP cleaning of both the first product path and the second product path can be done.
  • an optional separate CIP cleaning of both the first product path and the second product path can be done.
  • the main product remain in the product route while the product route for e.g. Pulp Vietnamese filling product is cleaned.
  • a rapid changeover of the filling device from a first filling product with a first additional product to a second filling product with a second additional product without loss of standing in the product path main product can be done.
  • the present invention is further directed to a method for filling containers with liquids and in particular beverages by means of a device according to the invention, wherein a container by means of a filling device, a mixture of a first liquid and a second liquid is supplied, and the first liquid of the filling device by means of a the first supply line is fed, wherein the second liquid is supplied by means of a second supply line in the first supply line, and wherein the device has a purging device to flush components of the device with a flushing medium.
  • the container at the beginning and at the end of a filling process, only the first liquid is supplied and at least one further between the beginning and the end of the filling process period of the filling at least the second liquid.
  • the beginning and the end of the filling take place with the first and in particular clear or piece-free liquid.
  • the time period in which the second liquid is supplied provided in a central region of the entire temporal filling process.
  • a mixture of the first and the second liquid is supplied to the container using a valve means, and the second liquid passes through this valve means only in a substantially fully opened state of the valve means.
  • the second liquid is advantageously again such a liquid, which may have pieces of fruit or the like, ie for example pulp.
  • the second liquid is metered into the first feed line in which the first liquid flows.
  • a filling state of the containers is measured.
  • the filling state can be determined for example by means of load cells. This advantageously results in a dosage by means of a load cell and advantageously also by means of a probe for the second liquid. In this way, a particularly favorable standard deviation in the filling of the containers is achieved.
  • the second liquid is supplied in margins to the first liquid. Through this margin-wise supply can be ensured in a particularly favorable manner that during the opening and closing operation of the valve, the second liquid does not pass this valve.
  • an amount of the second liquid to be supplied is determined, as explained in greater detail above.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a system 60 for filling containers.
  • This plant 60 in this case has a container feed 62, which feeds containers along an arrow 64 via a feed star 64 to a rinsing device 66 or a rinser.
  • the reference numeral 68 refers to an outlet star of the rinsing device 66, which takes over the rinsed containers and passes over a transfer star 70 and a Rudereinlaufstern 72 to a device 1 for filling the drinks. With this device 1 here two-component drinks are filled.
  • the reference numerals A to G denote different process steps, which are traversed when bottling the drinks.
  • a step A the container is pressed against a filling device and in a step B, a bias takes place or the container is subjected to a gaseous medium, such as carbon dioxide.
  • a secondary product can be supplied or a secondary product graft can be introduced into the main product.
  • area E refilling of the main product takes place.
  • the reference symbol T E denotes the end of the filling of the container with the beverage.
  • a calming or relieving the bottled beverage can be made and in step G, a removal of the container from the filling device.
  • the reference numeral 78 refers to an outlet starter of the device 1 and the reference numeral 80 to a Verschwineinrichutng to close the containers with closures, wherein the reference numeral 82 refers to a supply container for the container closures.
  • the reference numeral 84 denotes an outlet star of the capper and the reference numeral 86 a discharge device for transporting away the filled containers.
  • the reference numeral 76 indicates a blind spot in which no containers are filled or no containers are arranged at corresponding filling stations.
  • a dosage of the additional product to the main product is possible.
  • this angle is used for the filling process and in this way the overall performance of the filler can be increased.
  • This dosage will be described in detail with reference to the other figures.
  • Fig. 1 This serves the in Fig. 1 also shown apparatus for mixing drinks from at least two or more different liquids.
  • These liquids can be, for example, water, syrup and / or flavorings in a predetermined mixing ratio per container volume to be filled.
  • the bringing together of the different media takes place so close to the filling valve outlet that the metered-in medium is advantageously discharged independently with the subsequent container filling. By doing so, each successive filling can be varied with multiple flavor feeds.
  • critical products such as pulp can be flushed away from the valve device or the valve cone in this way.
  • FIG. 2 shows a schematic representation for illustrating the invention.
  • reference numeral 2 refers to a filling device, which fills a beverage in containers 10.
  • the reference numeral 24 denotes a weight measuring device such as a load cell, which measures a weight of the filled with the liquid or the product container, in particular also running. Based on the data of this measuring device, the filling process can be controlled. It is noted that while doing any known from the prior art control methods for filling using a load cell can be used, such. As regards buoyancy of the load cell after receiving the containers or stuffing with a first filling speed and finished filling with a second, different from the first filling speed filling speed. The person skilled in the necessary control methods and execution details of the filling facilities are well known. It should also be pointed out that the term "liquid” is used here in the following, and this term is also intended to cover viscous media, such as, for example, oils, honey, ketchup and the like.
  • This filling device has a valve device 4 or a valve body, which can control the inflow of the liquid to the container or which can at least block or release it.
  • the filling device 2 Via a first supply line or liquid line 12, the filling device 2 is supplied with the first liquid F1 starting from a reservoir 18.
  • This first liquid F1 is in particular a clear liquid.
  • the reference numeral 42 denotes a drive unit for driving the valve body 4.
  • the filling device 2 is supplied with a further liquid, which may be pulp here.
  • This second liquid is supplied to the first supply line 12 via a supply line 15, a dosage device 20, and a feed line 14.
  • the supply of the second liquid takes place like a margin into the first liquid F1.
  • These margins are advantageously supplied in such a way that at the beginning and at the end of a filling process of the containers 10 only the first liquid F1 is supplied.
  • the dosing unit 20 has two diaphragm valves 44 and 46 for metering the second fluid, ie here the pulp. Between these two diaphragm valves, a measuring device 22, which has a measuring probe 26, is provided in order to check the respectively supplied margin of liquid F2.
  • the reference numeral 26 designates a corresponding capacitive probe.
  • the reference numeral 30 refers to a control device for controlling the valve device 4. Furthermore, this control device 30 also controls the two diaphragm valves 44 and 46, in order to achieve in this way an accurate dosage of the second fluid F2.
  • Reference numerals 32, 34 and 36 refer to corresponding (electrical) line connections between the control device and the said elements. Also, the measuring probe 26 is connected via a line connection 38 to the control device. It can also be seen that the filling level of the second liquid is higher than the filling level of the first liquid F1. This level difference is marked with the reference symbol U. In this way it is ensured that the second liquid F2 can always be pressed into the first liquid F1.
  • Numeral 52 refers to a CIP splitter for performing CIP cleaning.
  • the CIP distributor represents the connection between the device 1 and a CIP system, not shown, and is well known in its structure and possible embodiments to those skilled in the art. It can be seen that a connecting line 54 via a cleaning ring channel 56 both the filling device 4 and a purge line 45 cleans components of the dosing unit 20.
  • the reference numeral 48 refers to an annular channel for supplying the second liquid F2.
  • FIG. 3 illustrates the process flow when filling the container 10.
  • FIG. 4 shows a further advantageous embodiment of the procedural integration of the dosing in the product and cleaning paths.
  • an additional purge line 49 installed.
  • This purge line 49 branches as far as possible dead space directly in front of the diaphragm valve 44 from the second supply line 14 off and can be shut off at this junction by another example diaphragm valve 47.
  • a further shut-off valve is installed between cleaning ring channel 56 and filling device 2.
  • the shut-off valve 41 and the diaphragm valves 44 and 47 are closed.
  • the diaphragm valves 43 and 46 are opened. Now cleaning medium via the supply line 15 through the measuring device 22, shown here with a float probe, and the purge line 45, the annular channel 48 and the connecting line 54 are passed. If the measuring device 22 has been sufficiently flushed through, the diaphragm valve 47 is opened. Since the second supply line 14 and the purge line 49 each have a larger diameter than the purge line 45, the main stream of cleaning medium is now passed from the measuring device 22 through the conduit 14 and the purge line 49 to the cleaning ring channel 56. It is also possible to close the diaphragm valve 43, whereby the entire stream of cleaning medium passes through the latter path. After cleaning with e.g. Sodium hydroxide is applied in the same manner e.g. acid cleaning, followed by rinsing with water to remove all cleaning media.
  • e.g. Sodium hydroxide is applied in the same manner e.g.
  • valves 41 and 47 are closed. Thereupon, a second liquid for the purpose of filling in combination with the first liquid can be returned to the metering device via the feed line 15. In this case, this additional product may differ from the originally bottled product.
  • the two liquids F1 and F2 or products are fed from above, which results in a lower product loss, since the, in bottom-fed product lines, supplied product can not be emptied Ententladeerend.
  • the metering takes place as mentioned, with the help of the load cell 24 and the measuring device 22.
  • the filling device shown here can also be retrofitted to existing systems. The original design of the filling device is not essential. Instead of or next to the in Fig. 3 However, shown feeding control is also a time-based control possible.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen mit mehrkomponentigen Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein entsprechendes Verfahren. Aus dem Stand der Technik sind derartige Vorrichtungen seit längerem bekannt, welche beispielsweise dazu dienen, um karbonisierte Mischgetränke herzustellen. Dabei wird eine karbonisierte Flüssigkeit mit einem Sirup oder dergleichen angereichert und in dieser Weise in ein Behältnis abgefüllt.
  • Zum Abfüllen werden dabei üblicher Weise Einfülleinrichtungen verwendet, welche ein Ventil aufweisen, mit dessen Hilfe die Befüllung gesteuert werden kann. In der Regel weisen derartige Vorrichtungen auch eine volumetrische Dosierkammer auf, die über ein steuerbares Einlassventil mit einem Vorratsbehälter für die Flüssigkeit und über ein steuerbares Auslassventil mit einem Füllstutzen verbunden ist.
  • Gewisse Probleme bereiten dabei teilweise Getränke wie Fruchtsäfte. Diese Fruchtsäfte weisen bisweilen Fruchtstückchen bzw. Pulpe-Anteile auf. Diese Fruchtstückchen können an dem Ventil der Einfülleinrichtungen ungewollte seitliche Spritzer und dergleichen bewirken.
  • Aus der WO 2010/017888A1 und aus der WO 2009/103426A1 sind zwei Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Diese zwei Patentschriften fallen unter Art. 54(3) EPÜ.
  • Aus der EP 0 775 668 A1 ist noch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Befüllen von Behältnissen mit mehrkomponentigen Getränken bekannt.
  • Aus der DE 43 24 799 A1 ist eine Vorrichtung zum Abfüllen von Flüssigkeiten bekannt. Dabei ist in Dosierkammern mindestens ein auf den Füllstand ansprechender Sensor angeordnet, der ein Einlassventil und ein Auslassventil steuert. Weiterhin ist mindestens ein zusätzlicher Vorratsbehälter für eine Flüssigkeit vorgesehen, mit dem jede Dosierkammer verbindbar ist.
  • Die EP 0 354 130 A1 beschreibt ein Verfahren, um ein Produkt einer Flüssigkeit beizufügen. Dabei wird eine Dosis des beizufügenden Produktes bestimmt und diese Dosis wird dem Hauptprodukt beigemischt.
  • Die US 2 372 899 beschreibt eine Flaschenfüllanlage, insbesondere eine Anlage zum Herstellen von karbonisierten Getränken, in welche Sirup beigemischt wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche insbesondere bei fruchtstückehaltigen Getränken Verschmutzungen oder ungewollte Spritzer durch die Einfülleinrichtung verhindert. Weiterhin soll eine Möglichkeit geschaffen werden, eine entsprechende Vorrichtung mit Standardfülleinrichtungen, wie beispielsweise Standardvollstrahlventilen, auszustatten. Weiterhin sollen daher die Kosten für die Herstellung derartiger Anlagen reduziert werden.
  • Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 und 6 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen mit Flüssigkeiten und insbesondere mit Getränken weist eine Einfülleinrichtung auf, welche die Flüssigkeit in das Behältnis einfüllt, wobei die Einfülleinrichtung eine Ventileinrichtung zum Steuern des Flüssigkeitsstroms in das Behältnis aufweist. Weiterhin weist die Vorrichtung eine erste Zuführleitung auf, um der Einfülleinrichtung eine erste Flüssigkeit zuzuführen. Weiterhin ist eine zweite Zuführleitung vorgesehen, um der Einfülleinrichtung eine zweite Flüssigkeit, die sich insbesondere von der ersten Flüssigkeit unterscheidet, zuzuführen, wobei die erste Zuführleitung und die zweite Zuführleitung wenigstens abschnittsweise voneinander getrennt sind.
  • Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, welche derart gestaltet ist, dass am Anfang und am Ende eines Befüllungsvorganges für ein bestimmtes Behältnis dieses Behältnis lediglich mit der ersten Flüssigkeit befüllt wird.
  • Es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Behältnis in der Weise befüllt wird, dass zunächst die erste Flüssigkeit bis zu einem bestimmten Anteil eingefüllt wird, dann Anteile gefüllt werden, welche auch die zweite Flüssigkeit beinhalten und schließlich am Ende des Befüllungsvorganges wieder lediglich die erste Flüssigkeit in das bestimmte Behältnis eingefüllt wird.
  • Um zu gewährleisten, dass die zweite Flüssigkeit bei kleinen Füllmengen, z.B. zwischen 100 ml und 300 ml, vollständig mit ausgespült wird, kann hier vorteilhaft auch die Dosage der zweiten Flüssigkeit zum selben Zeitpunkt gestartet werden wie der Einfüllvorgang.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten Flüssigkeit um eine klare Flüssigkeit bzw. eine Flüssigkeit, welche keine Fruchtstückchen und dergleichen aufweist. Damit wird insbesondere in den Zeitabschnitten, in denen sich das Einfüllventil öffnet und schließt, dafür gesorgt, dass keine Fruchtstückchen dieses passieren. Auf diese Weise werden Spritzer durch den Befüllungsvorgang verhindert. Weiterhin kann durch diese Vorgehensweise auf Standardventile zurückgegriffen werden. Genauer wird erreicht, dass eine Pulpe-Dosage sich in der Mitte der gesamten Flüssigkeitsdosage, welche in das Behältnis eingefüllt wird, befindet. Daher kann es nicht zu einem Zerquetschen der Pulpe durch den Ventilkegel oder sonstige Ventilelemente kommen.
  • Erfindungsgemäß mündet die zweite Zuführleitung in die erste Zuführleitung. Diese Vorgehensweise eignet sich in besonders vorteilhafter Weise, um Pulpe-Dosagen der ersten Flüssigkeit zuzuführen bzw. um Pulpe-Pfropfen innerhalb der ersten Flüssigkeit zu bilden.
  • Als vorteilhaft bei Abfüllung von kleinen Füllmengen, z.B. zwischen 100 ml und 300 ml, hat sich erwiesen, wenn die Dosage der zweiten Flüssigkeit direkt in die Einfülleinrichtung erfolgt und nicht in die erste, vor der Einfülleinrichtung liegende Produktleitung. Dadurch ist gewährleistet, dass ausreichend erste Flüssigkeit nach dem Pfropf der zweiten Flüssigkeit durch die Einfüllvorrichtung geleitet wird um eine vollständige Ausspülung des zweiten Produktes aus der Einfüllvorrichtung zu erreichen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Messeinrichtung auf, um die Menge der zuzuführenden zweiten Flüssigkeit zu bestimmen. Erfindungsgemäß weist diese Messeinrichtung eine Messsonde auf. Diese Messsonde kann beispielsweise den Füllstand in einem Zwischenbehältnis überprüfen und auf diese Weise sicherstellen, dass nur eine vorgegebene Menge an zweiter Flüssigkeit in das Behältnis gelangt.
  • Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Spüleinrichtung auf, um Bestandteile der Vorrichtung mit einem Spülmedium zu spülen. So ist es möglich, dass im Rahmen einer CIP-Reinigung ein Reinigungsmedium durch die Einfülleinrichtung geleitet wird, aber es ist auch möglich, dass dieses Spülmedium bzw. Reinigungsmedium durch die Dosage-Einrichtung geleitet wird.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Dosage-Einrichtung zum Dosieren der zweiten Flüssigkeit auf. Mit dieser Dosage-Einrichtung kann sichergestellt werden, dass jeweils nur bestimmte Mengen an Flüssigkeit in die erste Flüssigkeitsleitung gelangen. Die oben erwähnte Messeinrichtung ist vorteilhaft Bestandteil der Dosageeinrichtung.
  • Damit erfolgt bevorzugt eine Pulpe-Dosage mittels einer Sonde. Die Verwendung einer Sonde hat den Vorteil, dass die Leitfähigkeit der Pulpe bzw. der zweiten Flüssigkeit nicht gegeben sein muss. Weiterhin kann ggf. auf einen zweiten Ringbehälter für die zweite Flüssigkeit verzichtet werden, da die Dosierkammer durch ein- und auslaufseitige Ventile von Vordruckschwankungen unabhängig ist.
  • Vorteilhaft weist die Dosage-Einrichtung wenigstens ein Membranventil auf. Dies bedeutet, dass die Steuerung der Pulpedosage mit wenigstens einem Membranventil erfolgt. Auf diese Weise wird ein produktschonendes Schließverhalten gewährleistet. Vorteilhaft weist die Dosage-Einrichtung zwei Membranventile auf. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die besagte Messsonde oder Messeinrichtung zwischen diesen beiden Membranventilen angeordnet.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine zweite Messeinrichtung auf, welche die Menge der in das Behältnis abgefüllten Flüssigkeit bestimmt. Bei dieser zweiten Messeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Durchflussmesseinrichtung handeln, welche besonders bevorzugt stromabwärts bezüglich der Zuführung der zweiten Flüssigkeit vorgesehen ist. Besonders vorteilhaft jedoch handelt es sich bei dieser zweiten Messeinrichtung um eine Gewichtsmesseinrichtung, welche das Gewicht der mit dem Produkt befüllten Flasche bestimmt. Ausgehend von Daten dieser zweiten Messeinrichtung können entsprechend die Ventile der Fülleinrichtungen gesteuert werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Dosage-Einrichtung verfahrenstechnisch derart eingebunden, dass auch eine wahlweise getrennte CIP-Reinigung sowohl des ersten Produktweges als auch des zweiten Produktweges erfolgen kann. Dadurch kann z.B. das Hauptprodukt im Produktweg stehen bleiben, während der Produktweg für z.B. Pulpehaltiges Abfüllprodukt gereinigt wird. Auf diese Weise kann eine schnelle Umstellung der Füllvorrichtung von einem ersten Abfüllprodukt mit einem ersten Zusatzprodukt auf ein zweites Abfüllprodukt mit einem zweiten Zusatzprodukt ohne Verlust des im Produktweg stehenden Hauptproduktes erfolgen.
  • Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Befüllen von Behältnissen mit Flüssigkeiten und insbesondere Getränken mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gerichtet, wobei einem Behältnis mittels einer Einfülleinrichtung eine Mischung aus einer ersten Flüssigkeit und einer zweiten Flüssigkeit zugeführt wird, und die erste Flüssigkeit der Einfülleinrichtung mittels einer ersten Zuführleitung zugeführt wird, wobei die zweite Flüssigkeit mittels einer zweiten Zuführleitung in die erste Zuführleitung zugeführt wird, und wobei die Vorrichtung eine Spüleinrichtung aufweist, von Bestandteile der Vorrichtung mit einem Spülmedium zu spülen.
  • Erfindungsgemäß wird dem Behältnis zu Beginn und zum Ende eines Füllvorganges nur die erste Flüssigkeit zugeführt und zu wenigstens einem weiteren zwischen dem Beginn und zum Ende des Füllvorganges liegenden Zeitabschnittes des Füllvorganges zumindest auch die zweite Flüssigkeit.
  • Daher wird auch verfahrensseitig vorgeschlagen, dass der Anfang und das Ende des Befüllens mit der ersten und insbesondere klaren oder stückchenfreien Flüssigkeit erfolgt. Vorteilhaft ist der Zeitabschnitt, in dem auch die zweite Flüssigkeit zugeführt wird, in einem mittleren Bereich des gesamten zeitlichen Füllvorganges vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß wird eine Mischung aus der ersten und der zweiten Flüssigkeit dem Behältnis unter Verwendung einer Ventileinrichtung zugeführt, und die zweite Flüssigkeit passiert diese Ventileinrichtung nur in einem im wesentlichen vollständig geöffneten Zustand der Ventileinrichtung. Dabei handelt es sich bei der zweiten Flüssigkeit vorteilhaft wiederum um eine solche Flüssigkeit, welche Fruchtstückchen oder dergleichen aufweisen kann, d. h. beispielsweise um Pulpe.
  • Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird die zweite Flüssigkeit in die erste Zuführleitung, in der die erste Flüssigkeit fließt, eindosiert. Durch diese Zuführung bereits in die erste Zuführleitung wird erreicht, dass als Einfülleinrichtung eine Standardeinfülleinrichtung verwendet werden kann.
  • Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird ein Befüllungszustand der Behältnisse gemessen. Der Befüllungszustand kann beispielsweise mittels Wägezellen bestimmt werden. Damit erfolgt hier vorteilhaft eine Dosierung mittels einer Wägezelle sowie vorteilhaft auch mittels einer Sonde für die zweite Flüssigkeit. Auf diese Weise wird eine besonders günstige Standardabweichung bei der Befüllung der Behältnisse erreicht.
  • Anstelle einer Messung der jeweiligen Dosagen wäre es auch möglich, die Dosierung der Pulpe über eine Zeitschaltung oder eine ähnliche Dosierung durchzuführen.
  • Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird die zweite Flüssigkeit margenweise der ersten Flüssigkeit zugeführt. Durch diese margenweise Zuführung kann in besonders günstiger Weise sichergestellt werden, dass während des Öffnungs- und Schließvorganges des Ventils die zweite Flüssigkeit nicht dieses Ventil passiert.
  • Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird eine zuzuführende Menge der zweiten Flüssigkeit bestimmt, wie oben genauer erläutert wurde.
  • Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
  • Darin zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage zum Befüllen von Behältnissen;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
    Fig. 3
    eine Darstellung zur Veranschaulichung des zeitlichen Ablaufes der Befüllung sowie
    Fig. 4
    eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Dosage-Einrichtung.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage 60 zum Befüllen von Behältnissen. Diese Anlage 60 weist dabei eine Behältniszufuhr 62 auf, welche entlang des Pfeils P1 Behältnisse über einen Einlaufstern 64 einer Spüleinrichtung 66 bzw. einem Rinser zuführt.
  • Das Bezugszeichen 68 bezieht sich auf einen Auslaufstern der Spüleinrichtung 66, der die gespülten Behältnisse übernimmt und über einen Transferstern 70 und einen Füllereinlaufstern 72 an eine Vorrichtung 1 zum Abfüllen der Getränke übergibt. Mit dieser Vorrichtung 1 werden hier zweikomponentige Getränke abgefüllt. Die Bezugszeichen A bis G bezeichnen dabei unterschiedliche Verfahrensschritte, die beim Abfüllen der Getränke durchlaufen werden. So wird in einem Schritt A das Behältnis an eine Einfülleinrichtung angepresst und in einem Schritt B findet eine Vorspannung statt bzw. das Behältnis wird mit einem gasförmigen Medium, wie beispielsweise Kohlendioxid, beaufschlagt. In einem Schritt C erfolgt ein klares Anfüllen des Behältnisses mit einem Hauptprodukt, wie beispielsweise einem karbonisierten Getränk. In einem Schritt D kann ein Sekundärprodukt zugeführt werden bzw. ein Sekundärproduktpfropf in das Hauptprodukt eingefüllt werden. In dem Bereich E findet eine Nachfüllung des Hauptproduktes statt. Das Bezugszeichen TE kennzeichnet das Ende der Befüllung des Behältnisses mit dem Getränk.
  • In einem Schritt F kann ein Beruhigen oder ein Entlasten des abgefüllten Getränkes vorgenommen werden und in dem Schritt G ein Abziehen des Behältnisses von der Einfülleinrichtung.
  • Das Bezugszeichen 78 bezieht sich auf einen Auslaufstern der Vorrichtung 1 und das Bezugszeichen 80 auf eine Verschließeinrichutng, um die Behältnisse mit Verschlüssen zu verschließen, wobei sich das Bezugszeichen 82 auf eine Zufuhreinrichtung für die Behältnisverschlüsse bezieht. Das Bezugszeichen 84 kennzeichnet einen Auslaufstern des Verschließers und das Bezugszeichen 86 eine Abführeinrichtung zum Abtransportieren der gefüllten Behältnisse.
  • Das Bezugszeichen 76 kennzeichnet einen Totwinkel, in dem keine Behältnisse befüllt werden bzw. an entsprechenden Füllstationen keine Behältnisse angeordnet sind. In diesem Totwinkel zwischen dem Füllerauslauf- und dem -einlaufstern ist eine Dosierung des Zusatzproduktes zu dem Hauptprodukt möglich. Damit wird auch dieser Winkel für den Füllprozess genutzt und auf diese Weise kann die Gesamtleistung des Füllers erhöht werden. Diese Dosierung wird eingehend unter Bezugnahme auf die weiteren Figuren beschrieben. Verfahrensseitig wird daher vorgeschlagen, dass die Zudosierung der weiteren Flüssigkeit zu der ersten Flüssigkeit zeitversetzt zu der Befüllung des Behältnisses erfolgt.
  • Damit dient die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung auch zum Mischen von Getränken aus mindestens zwei oder mehreren unterschiedlichen Flüssigkeiten. Bei diesen Flüssigkeiten kann es sich beispielsweise um Wasser, Sirup und/oder Geschmacksstoffe in vorbestimmtem Mischungsverhältnis pro abzufüllendes Behältervolumen handeln. Auch hier geschieht vorteilhaft das Zusammenführen der unterschiedlichen Flüssigkeiten in dem Raum, der nach der Aufteilung zu den einzelnen Füllventilen folgt. Im Rahmen eines Aspekts der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Zusammenführen der unterschiedlichen Medien so nah an dem Füllventilauslauf erfolgt, dass das zudosierte Medium mit der nachfolgenden Behälterfüllung vorteilhaft selbstständig mit ausgetragen wird. Durch diese Vorgehensweise kann mit mehreren Geschmacksstoffzuführungen jede aufeinanderfolgende Füllung variiert werden. Daneben können auf diese Weise kritische Produkte wie beispielsweise Pulpe von der Ventileinrichtung bzw. dem Ventilkegel weggespült werden.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Erfindung. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 2 auf eine Einfülleinrichtung, welche ein Getränk in Behältnisse 10 einfüllt. Das Bezugszeichen 24 kennzeichnet eine Gewichtsmesseinrichtung wie eine Wägezelle, welche ein Gewicht des mit der Flüssigkeit bzw. dem Produkt befüllten Behältnisses, insbesondere auch laufend, misst. Auf Grundlage der Daten dieser Messeinrichtung kann der Einfüllvorgang gesteuert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass dabei jegliche aus dem Stand der Technik bekannten Steuerungsverfahren für eine Abfüllung unter Verwendung einer Wägezelle zur Anwendung kommen können, so z. B. bezüglich Tarierung der Wägezelle nach Aufnahme der Behältnisse oder Anfüllen mit einer ersten Füllgeschwindigkeit und Fertigfüllen mit einer zweiten, von der ersten Füllgeschwindigkeit unterschiedlichen Füllgeschwindigkeit. Dem Fachmann sind die dazu notwendigen Steuerungsverfahren und Ausführungsdetails der Fülleinrichtungen hinlänglich bekannt. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass hier in dem Folgenden jeweils der Begriff Flüssigkeit verwendet wird, wobei dieser Begriff auch zähfließende Medien, wie beispielsweise Öle, Honig, Ketchup und dergleichen erfassen soll.
  • Diese Einfülleinrichtung weist eine Ventileinrichtung 4 bzw. einen Ventilkörper auf, welche den Zufluss der Flüssigkeit zu dem Behältnis steuern kann bzw. welche ihn zumindest sperren oder freigeben kann.
  • Über eine erste Zuführleitung bzw. Flüssigkeitsleitung 12 wird der Einfülleinrichtung 2 ausgehend von einem Reservoir 18 die erste Flüssigkeit F1 zugeführt. Bei dieser ersten Flüssigkeit F1 handelt es sich insbesondere um eine klare Flüssigkeit. Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet eine Antriebseinheit zum Ansteuern des Ventilkörpers 4.
  • Über eine zweite Zuführleitung 14, welche hier in die erste Zuführleitung 12 mündet, wird der Einfülleinrichtung 2 eine weitere Flüssigkeit zugeführt, bei der es sich hier um Pulpe handeln kann. Diese zweite Flüssigkeit wird dabei der ersten Zuführleitung 12 über eine Zuleitung 15, eine Dosageeinrichtung 20, sowie eine Zuführleitung 14 zugeführt. Dabei erfolgt die Zuführung der zweiten Flüssigkeit wie durch die schwarzen Punkte F2 angedeutet, margenartig in die erste Flüssigkeit F1. Vorteilhaft werden diese Margen derart zugeführt, dass zu Beginn und zum Ende eines Befüllungsvorgangs der Behältnisse 10 nur die erste Flüssigkeit F1 zugeführt wird. Die Dosageeinheit 20 weist zwei Membranventile 44 und 46 zur Dosierung der zweiten Flüssigkeit, d. h. hier der Pulpe, auf. Zwischen diesen beiden Membranventilen ist eine Messeinrichtung 22, welche eine Messsonde 26 aufweist, vorgesehen, um den jeweils zugeführte Marge an Flüssigkeit F2 zu überprüfen. Das Bezugszeichen 26 kennzeichnet eine entsprechende kapazitive Sonde.
  • Das Bezugszeichen 30 bezieht sich auf eine Steuereinrichtung zum Steuern der Ventileinrichtung 4. Weiterhin steuert diese Steuereinrichtung 30 auch die beiden Membranventile 44 und 46, um auf diese Weise eine genaue Dosage der zweiten Flüssigkeit F2 zu erreichen. Die Bezugszeichen 32, 34 und 36 beziehen sich auf entsprechende (elektrische) Leitungsverbindungen zwischen der Steuereinrichtung und den genannten Elementen. Auch die Messsonde 26 ist über eine Leitungsverbindung 38 mit der Steuereinrichtung verbunden. Man erkennt weiterhin, dass das Füllniveau der zweiten Flüssigkeit höher liegt als das Füllniveau der ersten Flüssigkeit F1. Dieser Füllstandsunterschied ist mit dem Bezugszeichen U gekennzeichnet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die zweite Flüssigkeit F2 stets in die erste Flüssigkeit F1 eingedrückt werden kann.
  • Das Bezugszeichen 52 bezieht sich auf einen CIP-Verteiler zum Durchführen einer CIP-Reinigung. Der CIP-Verteiler stellt die Verbindung dar zwischen der Vorrichtung 1 und einer nicht dargestellten CIP-Anlage und ist in seinem Aufbau und möglichen Ausführungsformen dem Fachmann hinlänglich bekannt. Dabei ist erkennbar, dass eine Verbindungsleitung 54 über einen Reinigungsringkanal 56 sowohl die Einfülleinrichtung 4 als auch über eine Spülleitung 45 Bestandteile der Dosageeinheit 20 reinigt. Das Bezugszeichen 48 bezieht sich auf einen Ringkanal zur Zuführung der zweiten Flüssigkeit F2.
  • Figur 3 veranschaulicht den Verfahrensablauf beim Befüllen des Behältnisses 10. Zunächst wird, wie durch das Bezugszeichen F1 gekennzeichnet, lediglich die erste Flüssigkeit zugeführt (Zeitpunkt Start F1). Ab einem gewissen Zeitpunkt (Start F2) beginnt auch die Zuführung der zweiten Flüssigkeit F2 und endet zu einem weiter vorgerückten Zeitpunkt Ende F2 wieder. Erst nach dem Ende der Befüllung mit dem Produkt F2 endet auch die Befüllung mit der Flüssigkeit F1 (Zeitpunkt Ende F1). Um eine in dieser Weise zentrale Durchführung der zweiten Flüssigkeit F2 zu erreichen, werden vorteilhaft auch die Volumina berücksichtigt, welche sich nach der Zuführung der Zuführleitung 14 in die Zuführleitung 12 (vgl. Fig. 2) befinden.
  • Figur 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der verfahrenstechnischen Einbindung der Dosiereinheit in die Produkt- und Reinigungswege. Hier ist zusätzlich zu den in Fig. 2 gezeigten Komponenten eine zusätzliche Spülleitung 49 eingebaut. Diese Spülleitung 49 zweigt möglichst totraumfrei direkt vor dem Membranventil 44 von der zweiten Zuführleitung 14 ab und ist an dieser Abzweigung durch ein weiteres z.B. Membranventil 47 absperrbar. Weiterhin ist zwischen Reinigungsringkanal 56 und Einfüllvorrichtung 2 ein weiteres Absperrventil eingebaut. Mit dieser verfahrenstechnischen Schaltung kann nun eine getrennte Reinigung z.B. des zweiten Produktweges für das z.B. Pulpe-haltige Produkt erfolgen.
  • Dazu werden das Absperrventil 41 sowie die Membranventile 44 und 47 geschlossen. Die Membranventile 43 und 46 werden geöffnet. Nun kann Reinigungsmedium über die Zuleitung 15 durch die Messeinrichtung 22, hier gezeigt mit einer Schwimmersonde, sowie die Spülleitung 45, den Ringkanal 48 und die Verbindungsleitung 54 geleitet werden. Wenn die Messeinrichtung 22 ausreichend durchspült wurde, wird das Membranventil 47 geöffnet. Da die zweite Zuführleitung 14 sowie die Spülleitung 49 jeweils einen größeren Durchmesser haben als die Spülleitung 45, wird nun der Hauptstrom an Reinigungsmedium von der Messeinrichtung 22 durch die Leitung 14 und die Spülleitung 49 zum Reinigungsringkanal 56 geleitet. Es ist auch möglich dabei das Membranventil 43 zu schließen, wodurch der gesamte Strom an Reinigungsmedium durch den letztgenannten Weg läuft. Nach der Reinigung mit z.B. Natronlauge erfolgt auf die gleiche Weise z.B. eine Reinigung mit Säure, gefolgt von einem Nachspülvorgang mit Wasser zur Entfernung sämtlicher Reinigungsmedien.
  • Abschließend werden die Ventile 41 und 47 geschlossen. Daraufhin kann über die Zuleitung 15 wieder eine zweite Flüssigkeit zum Zwecke der Abfüllung in Kombination mit der ersten Flüssigkeit in die Dosiereinrichtung verbracht werden. Hierbei kann dieses Zusatzprodukt sich von dem ursprünglich abgefüllten Produkt unterscheiden.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt, werden die beiden Flüssigkeiten F1 und F2 bzw. Produkte von oben her zugeführt, wodurch sich ein geringerer Produktverlust ergibt, da das, in von unten zugeführten Produktleitungen, zugeführte Produkt nicht restentleerend abgefüllt werden kann. Die Dosierung erfolgt wie erwähnt, mit Hilfe der Wägezelle 24 und der Messeinrichtung 22. Es wird darauf hingewiesen, dass die hier gezeigte Füllvorrichtung auch bei bestehenden Anlagen nachrüstbar ist. Dabei ist die ursprüngliche Ausführung der Einfüllvorrichtung nicht wesentlich. Anstelle oder neben der in Fig. 3 gezeigten Steuerung der Zuführung ist jedoch auch eine zeitbasierte Steuerung möglich.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Einfülleinrichtung
    4
    Ventilkörper
    10
    Behältnisse
    12
    erste Flüssigkeitszuleitung, erste Zuführleitung
    14
    zweite Flüssigkeitszuleitung, zweite Zuführleitung
    15
    Zuleitung
    18
    Reservoir
    20
    Dosageeinrichtung
    22
    Messeinrichtung
    24
    Gewichtsmesseinrichtung
    26
    Messsonde
    30
    Steuereinrichtung
    32, 34, 36, 38
    Leitungsverbindungen
    41
    Absperrventil
    42
    Antriebseinheit
    43, 44, 46, 47
    Membranventile
    45, 49
    Spülleitung
    48
    Ringkanal
    52
    CIP-Verteiler
    54
    Verbindungsleitung
    56
    Reinigungsringkanal
    62
    Behältniszufuhr
    64
    Einlaufstern
    66
    Spüleinrichtung
    68
    Auslaufstern
    70
    Transferstern
    72
    Füllereinlaufstern
    76
    toter Winkel
    78
    Auslaufstern
    80
    Verschließeinrichtung
    82
    Zuführeinrichtung
    84
    Auslaufstern des Verschließers
    86
    Abführeinrichtung
    A - G
    Verfahrensschritte
    F1
    erste Flüssigkeit
    F2
    zweite Flüssigkeit
    TE
    Ende der Befüllung
    U
    Niveauunterschied

Claims (11)

  1. Vorrichtung (1) zum Befüllen von Behältnissen mit Flüssigkeiten und insbesondere mit Getränken, mit einer Einfülleinrichtung (2), welche die Flüssigkeit in das Behältnis (10) einfüllt, wobei die Einfülleinrichtung (2) eine Ventileinrichtung (4) zum Steuern des Flüssigkeitsstroms in das Behältnis (10) aufweist, mit einer ersten Zuführleitung (12), um der Einfülleinrichtung (2) eine erste Flüssigkeit zuzuführen und mit einer zweiten Zuführleitung (14), um der Einfülleinrichtung (2) eine zweite Flüssigkeit zuzuführen, wobei die erste Zuführleitung (12) und die zweite Zuführleitung (14) wenigstens abschnittsweise voneinander getrennt sind, wobei die Vorrichtung (1) eine Steuereinrichtung aufweist, welche derart gestaltet ist, dass am Anfang und am Ende eines Befüllungsvorgangs für ein Behältnis dieses Behältnis lediglich mit der ersten Flüssigkeit befüllt wird wobei die zweite Zuführleitung (14) in die erste Zuführleitung (12) mündet und wobei die Vorrichtung eine Spüleinrichtung aufweist, um Bestandteile der Vorrichtung mit einem Spülmedium zu spülen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung eine Messeinrichtung (22) mit einer Messsonde (26) aufweist, um die Menge der zuzuführenden zweiten Flüssigkeit (F2) zu bestimmen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung eine Dosageeinrichtung (20) zum Dosieren der zweiten Flüssigkeit aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Dosageeinrichtung (20) wenigstens ein Membranventil (44, 46) aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Dosageeinrichtung (20) zwei Membranventile (44, 46) aufweist.
  5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung eine zweite Messeinrichtung (24) aufweist, welche die Menge der in das Behältnis abgefüllten Flüssigkeit bestimmt.
  6. Verfahren zum Befüllen von Behältnissen mit Flüssigkeiten und insbesondere Getränken mittels einer Vorrichtung nach wenigstens einem des Ansprüche 1 bis 5, wobei einem Behältnis mittels einer Einfülleinrichtung (2) eine Mischung aus einer ersten Flüssigkeit und einer zweiten Flüssigkeit zugeführt wird und die erste Flüssigkeit der Einfülleinrichtung (2) mittels einer ersten Zuführleitung (12) zugeführt wird, wobei die zweite Flüssigkeit mittels einer zweiten Zuführleitung (14) in die erste Zuführleitung (12) zugeführt wird, die Vorrichtung eine Spüleinrichtung aufweist, um Bestandteile der Vorrichtung mit einem Spülmedium zu spülen und dem Behältnis (10) zu Beginn und zum Ende eines Füllvorgangs nur die erste Flüssigkeit zugeführt wird und zu wenigstens einem weiteren zwischen dem Beginn und dem Ende des Füllvorgangs liegenden Zeitabschnitt des Füllvorgangs zumindest auch die zweite Flüssigkeit zugeführt wird
    wobei
    die Mischung dem Behältnis (10) unter Verwendung einer Ventileinrichtung (4) zugeführt wird und die zweite Flüssigkeit diese Ventileinrichtung (4) nur in einem im Wesentlichen vollständig geöffneten Zustand der Ventileinrichtung (4) passiert.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zweite Flüssigkeit in die erste Zuführleitung eindosiert wird.
  8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 6 - 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Befüllungszustand der Behältnisse (10) gemessen wird.
  9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 6 - 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zweite Flüssigkeit margenweise der ersten Flüssigkeit zugeführt wird.
  10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 6 - 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine zuzuführende Menge der zweiten Flüssigkeit bestimmt wird.
  11. Anlage zum Befüllen von Behältnissen, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5 aufweist.
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