EP2414272A2 - Verfahren zum füllen von flaschen oder dergleichen behältern sowie füllmaschine - Google Patents

Verfahren zum füllen von flaschen oder dergleichen behältern sowie füllmaschine

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EP2414272A2
EP2414272A2 EP10709433A EP10709433A EP2414272A2 EP 2414272 A2 EP2414272 A2 EP 2414272A2 EP 10709433 A EP10709433 A EP 10709433A EP 10709433 A EP10709433 A EP 10709433A EP 2414272 A2 EP2414272 A2 EP 2414272A2
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EP
European Patent Office
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filling
container
foaming
energy input
treatment
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EP10709433A
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Ludwig Clüsserath
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KHS GmbH
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KHS GmbH
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Publication date
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    • B65B3/22—Defoaming liquids in connection with filling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
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    • Y10T137/2984—Foam control in gas charged liquids
    • Y10T137/299—Separate handling of foam

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a filling machine according to the preamble of claim 7.
  • the object of the invention is to provide a method with which the disadvantages of undesirable foaming can be effectively avoided.
  • a method according to claim 1 is formed.
  • a filling machine is the subject of claim 7.
  • a special feature of the invention is that the reduction and / or suppression of the foam, or the foam formation by appropriate treatment or influence already during the formation of the foam, ie already during the Schaurnbüdung erfoigt.
  • Another peculiarity of the invention is that the treatment or influence already takes place at the time and at the place when or arise foam, or a foaming could occur.
  • a treatment or influence takes place in particular during the entry of the liquid contents into a container or during the filling (filling phase) and / or following the filling, for example during the period in which the respective container after the end of the Filling is still at the filling position, or during a portion of this period, for example, during a subsequent to the filling calming and / or relief phase.
  • the foaming reducing or suppressing treatment or influence takes place at the respective filling position, ie as long as the concerned Container still located inside the filling machine.
  • the treatment or influencing takes place preferably in the region of the contents of the contents in the respective container, ie where undesired foaming occurs or could occur.
  • the treatment or influencing takes place preferably by energy input, for example by ultrasound and / or infrasound energy, by energy input with the aid of a gaseous and / or vaporous pressure medium, for example by applying a foam mat formed or being formed at the level of the contents to the pressure the pressure medium and / or with light energy, for example with at least one laser beam.
  • the source for generating the energy input is, for example, provided separately for each filling position of the filling machine used for filling or for all filling positions or for groups of several filling position in each case together.
  • the reduction and / or suppression of foaming takes place in the manner described above, i. during filling and / or after filling by appropriate treatment or influence.
  • a controlled foaming of the filling material takes place in order to remove from the portion of the container interior above the contents level, which is not taken up by the contents. to displace air and thus also air-oxygen with the foamed filling material from the headspace of the respective container and thereby to improve the durability, in particular also of an oxygen-sensitive filling material, for example the shelf life of beer.
  • This controlled foaming can be controlled or reproducible carried out so that it does not come to a foaming and thus to a leakage of contents from the respective container.
  • the generally designated 1 in the figures filling system is used for pressure filling of containers in the form of bottles 2 with a liquid product.
  • the filling system 1 is part of a filling machine of a rotating design with a rotor 3 driven peripherally around a vertical axis on whose circumference a plurality of filling positions 4 are provided, each consisting of a filling element 5 and a container carrier 6, with which the respective bottle 2 during the filling process on a container or bottle flange 2.1 suspended with its bottle opening 2.2 in sealing position against the filling element 5 or against a dispensing opening 7 enclosing seal 8 of a centering cone is raised.
  • a liquid channel 10 and also by at least one control valve 11 controlled gas paths 12 are formed.
  • the boiler 16 is partially filled with the liquid filling material, to form a portion of the product to be filled.
  • a return gas pipe 17 is provided in the housing 9 with the same axis as a filling element axis FA, which at the same time forms the valve tappet of the liquid valve actuated by an actuating device 18 and opens at its upper end into a chamber 19 which is part of the gas paths 12 within the filler element housing 9.
  • the filling of the bottles 2 with the filling system takes place in the manner known to those skilled in such a way that the respective located in sealing position with the filling element 5 bottle 2 preferably after a previous rinsing and / or evacuation with the inert gas (CO2 gas) below Pressurized pressure and then with remplisstechniksventi open! 13, the liquid product is volume controlled, i. is introduced into the bottle 2 in response to the signal from the flow meter 15.
  • the pressure relieving of the bottle 2 may possibly take place after a settling phase has ended, namely a preliminary relief to a reduced pre-load pressure via the return gas channel 17, via the chamber 19 and via the open control or relief valve 11 into the annular chamber 20 which is provided for all filling elements 5 together on the rotor 3.
  • FIG. 1 shows the filling element 5 in the pre-unloaded state.
  • FIG. 2 shows the filling element 5 with the bottle 2 lowered.
  • an electroacoustic transducer or an ultrasonic energy generating ultrasonic ultrasonic wave generator 22 is provided controlled by the central control device of the filling machine generates a directed on the Gugutapt ultrasonic wave 23, which reduces the foaming 21, dissolves or prevented from the outset ,
  • the ultrasonic wave generator 22 is arranged so that the ultrasonic wave generated by it 23 is directed through the chamber 19 and the open-ended return gas tube 17 into the head space 2.3 and thus to the level of contents within the respective bottle 2.
  • the ultrasonic wave generator 22 is fired at the end of filling, i. activated after the closing of the liquid valve 13 and during the subsequent depressurization of the respective bottle 2, i.
  • the ultrasonic wave generator 22 is also activated even when the bottle 5 is lowered by the filling element 5 (FIG. 2).
  • the energy input by activating the ultrasound generator 22 therefore begins at least or at the latest with the closing of the liquid valve 13 and extends over the entire calming and release phase, for example until the respective, lowered by the filling element 5 bottle 2 is taken at a bottle outlet of the relevant filling position 4.
  • the ultrasonic generator 22 for discharging the ultrasonic wave 23 may also be filled during filling, i. is activated before closing the liquid valve 13 to avoid foaming already at this time.
  • the energy input which suppresses foam formation and at least prevents overfoaming can also be achieved in other ways, for example by an infrasonic transmitter or generator, by a gaseous and / or vaporous pressure medium, for example by pulsed delivery of a gaseous or vaporous medium a light source, for example by a laser beam! etc. Combinations of different energy inputs are also possible. However, all versions have in common that the energy input takes place as long as the respective bottle 2 or another container is at the respective filling position 4 or within the filling system, i. during the filling process and / or after closing the liquid valve 13 and during the calming and / or relieving phase.
  • the filling system 1 according to the invention as well as methods for filling bottles or other containers allow a considerable increase in the performance of a filling machine (number of filled bottles 2 or containers per unit of time) compared to known filling systems or filling methods, in particular also for a product containing CO2 or another filling product prone to foaming, since the duration of the calming and relieving phase knew filling systems or methods makes up a significant proportion of the total filling time, can be significantly reduced with the invention.
  • an additional controlled foaming of the filling material in the two-part bottle 2 preferably takes place prior to sealing, in order to displace existing air in the head space 2.3.
  • the invention offers considerable advantages, since an uncontrolled foaming is avoided during filling and thereby controlled loading of the contents with a foam-forming energy input for a controlled and reproducible foam formation before closing the relevant bottle 2 is possible.
  • each filling element 5 of the filling system 1 or the filling machine is provided with an independent generator generating the energy input, for example in the form of the ultrasonic wave generator 22.
  • a common generator for the energy input for suppressing or reducing foaming for all filling elements 5 of the filling machine or for a group of several filling elements 5, respectively.
  • This generator is then permanently connected via corresponding connections with a radiating element provided at the respective filling position 4 for emitting the energy, for example the ultrasonic wave, or else connected via a coupling point only to the radiating elements of those filling positions 4 which, during the rotation, rotate. tion of the rotor 3 are in an angular range of this rotational movement of the calming and relief phase or ggs. is also associated with a previous filling phase.
  • the foam formation can be particularly effectively prevented by the combination of the use of ultrasound and laser beam, since these methods do not negatively influence each other in their effects, but complement each other exclusively positively.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut an einer Füllposition mit einem Füllelement zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes in den jeweiligen Behälter, wobei eine Schaumbildung des Füllgutes innerhalb des jeweiligen Behälters bereits während ihrer Entstehung durch eine Behandlung oder Einflussnahme auf das Füllgut reduziert und/oder unterdrückt wird.

Description

Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern sowie Füllmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Füllmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 7.
Verfahren zum Füllen von Flaschen oder anderen Behältern sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Nachteilig ist vielfach, dass es während des Füllens (Füllphase) oder aber nach Beendigung des Füllens zu einem Aufschäumen des Füllgu- tes im Behälter kommt und das Füllgut hierbei durch Überschäumen aus dem Behälter austritt, was u.a. zu Füllgutverlusten sowie Verschmutzungen des jeweiligen Behälters, aber auch der Füllmaschine führt. Dieses unerwünschte Aufschäumen hat unterschiedliche Ursachen. So kommt es bei vielen Füllverfahren während des Füllens unweigerlich dazu, dass das Füllgut mehr oder weniger turbulent auf den Boden des zu füllenden Behälters oder aber auf bereits in den Behälter eingebrachtes Füllgut auftrifft, wobei Anteile des im Inneren des Behälters befindlichen gas- oder dampfförmigen Mediums als Mikrobläschen in das Füllgut eingetragen oder eingeschlagen werden, insbesondere auch Anteiie eines beispielsweise beim Druckfüllen für das Vorspannen des jeweiligen Behälters verwendeten Vorspann- oder Inertgases. Beim Druckfüllen kommt es dann spätestens beim Entlasten des Behälters auf einen niedrigeren Druck sowie auch beim Abziehen des Behälters vom Füllelement zu einem Aufschäumen des Füllgutes. Unabhängig hiervon sowie gegebenenfalls auch zusätzlich hierzu ist die unerwünschte Schaumbildung auch durch die Art des jeweiligen Füllgutes bedingt. Beispielsweise bei einem CO2- haltigen Füllgut, welches unter Druck in die Behälter eingebracht wird, ist vielfach eine unerwünschte Schaumbildung nach Beendigung des Füllens und bei der Entlastung der gefüllten Behälter auf Atmosphärendruck durch im Füllgut gebundenes oder aber auch nicht gebundenes und bei der Entlastung austretendes CO2-Gas verursacht, und zwar insbesondere dann, wenn zur Erhöhung der Leistung einer Füllmaschine (Anzahl der gefüllten Behälter je Zeiteinheit) nach Beendigung des Füllens eine übermäßig lange Beruhigungs- und Entlastungsphase nicht erwünscht ist. Auch beim Füllen von Behältern unter Normaldruck oder in einem Freistrahl-Füllverfahren, bei dem die Behälter mit ihrer Behälteröffnung vom Füllelement beabstandet sind und das Füllgut somit im freien Strahl den Behältern zufließt (bei- spielsweise beim Abfüllen von stillen Getränken oder Saftgetränken), kommt es vielfach bedingt durch die Eigenschaft des Füllgutes, beispielsweise durch Fruchtfleisch oder Fruchtfasern und/oder durch an diesen anhaftenden Gasblasen, die in das Füllgut eingetragen werden, zu einer unerwünschten Schaumbildung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit welchem die Nachteile einer unerwünschten Schaumbildung wirksam vermieden werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Füllmaschine ist Gegenstand des Patentanspruchs 7.
Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass die Reduzierung und/oder Unterdrückung des Schaums, bzw. der Schaumbildung durch entsprechende Behandlung oder Einflussnahme bereits während der Entstehung des Schaums, also bereits während der Schaurnbüdung erfoigt. Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass die Behandlung oder Einflussnahme bereits zu dem Zeitpunkt und an dem Ort erfolgt, wenn bzw. Schaum entstehen, bzw. eine Schaumbildung erfolgen könnte.
Also erfolgt eine Behandlung oder Einflussnahme insbesondere während des Einlaufens des flüssigen Füllgutes in einen Behälter bzw. während des Füllens (Füll- phase) und/oder im Anschluss an das Füllen, beispielsweise während der Zeitdauer, in der sich der jeweilige Behälter nach der Beendigung des Füllens noch an der Füllposition befindet, oder aber während eines Teils dieser Zeitdauer, beispielsweise während einer sich an das Füllen anschließenden Beruhigungs- und/oder Entlastungsphase.
Die die Schaumbildung reduzierende oder unterdrückende Behandlung oder Einflussnahme erfolgt an der jeweiligen Füllposition, d.h. solange sich der betreffende Behälter noch innerhalb der Füllmaschine befindet. Die Behandlung oder Einfluss- nahme erfolgt bevorzugt im Bereich des Füllgutspiegels im jeweiligen Behälter, d.h. dort, wo eine unerwünschte Schaumbildung entsteht oder entstehen könnte. Die Behandlung oder Einflussnahme erfolgt bevorzugt durch Energieeintrag, beispiels- weise durch Ultraschall- und/oder Infraschall-Energie, durch Energieeintrag mit Hilfe eines gas- und/oder dampfförmigen Druckmediums, beispielsweise durch Beaufschlagung eines am Füllgutspiegel gebildeten oder in Bildung befindlichen Schaumteppichs mit dem Druck des Druckmediums und/oder mit Lichtenergie, beispielsweise mit wenigstens einem Laserstrahl.
Die Quelle zur Erzeugung des Energieeintrags ist beispielsweise für jede Füllposition der für das Füllen verwendeten Füllmaschine gesondert oder aber für sämtliche Füllpositionen oder aber für Gruppen mehrerer Füllposition jeweils gemeinsam vorgesehen.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Reduzierung und/oder Unterdrückung der Schaumbildung in der vorbeschriebenen Weise, d.h. während des Füllens und/oder nach dem Füllen durch entsprechende Behandlung oder Einflussnahme. Im Anschluss daran erfolgt dann vor dem Verschließen des jeweiligen Behälters ein kontrolliertes Aufschäumen des Füllgutes, um hiermit aus dem vom Füllgut nicht eingenommen Teil des Behälterinnenraumes oberhalb des Füllgutspiegels, d.h. aus dem Kopfraum des jeweiligen Behälters Luft und damit auch Luft-Sauerstoff mit dem aufgeschäumten Füllgut zu verdrängen und dadurch die Haltbarkeit insbesondere auch eines sauerstoffempfindlichen Füllgutes, bei- spielsweise die Haltbarkeit von Bier zu verbessern. Dieses gesteuerte Aufschäumen kann kontrolliert oder reproduzierbar so durchgeführt werden, dass es zu einem Überschäumen und damit zu einem Austreten von Füllgut aus dem jeweiligen Behälter nicht kommt.
Anlagen zum gesteuerten Aufschäumen eines Füllgutes sind dem Fachmann bekannt, so dass es an dieser Stelle diesbezüglich keiner weiteren Erläuterungen bedarf. Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkma- Ie für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 und 2, die in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Füllelement eines Füllsystems einer Füllmaschine gemäß der Erfindung in unterschiedlichen Betriebszuständen zeigen, näher erläutert.
Das in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Füllsystem dient zum Druckfüllen von Behältern in Form von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut. Das Füllsystem 1 ist Bestandteil einer Füllmaschine umlaufender Bauart mit einem um eine vertikale Maεchinenachse umlaufend antreibbaren Rotor 3 an dessen Umfang eine Vielzahl von Füllpositionen 4 vorgesehen sind, und zwar jeweils bestehend aus einem Füll- element 5 und einem Behälterträger 6, mit dem die jeweilige Flasche 2 während des Füllprozesses an einem Behälter- oder Flaschenflansch 2.1 hängend mit ihrer Flaschenöffnung 2.2 in Dichtlage gegen das Füllelement 5 bzw. gegen eine eine Abgabeöffnung 7 umschließende Dichtung 8 eines Zentrierkonus angehoben ist.
In einem Füllelementgehäuse 9 sind u.a. ein Flüssigkeitskanal 10 sowie auch durch wenigstens ein Steuerventil 11 gesteuerte Gaswege 12 ausgebildet. Der Flüssigkeitskanal 10, der die Abgabeöffnung 7 bildet und in dem das die Abgabe des flüssigen Füllgutes in die Flasche 2 steuernde Flüssigkeitsventil 13 vorgesehen ist, ist über eine Füllgutleitung 14 mit Durchflussmesser 15 an einen Kessel 16 ange- schlössen, der für sämtliche Füllelemente 5 der Füllmaschine gemeinsam an dem Rotor 3 vorgesehen ist. Während des Füllbetriebes ist der Kessel 16 mit dem flüssigen Füllgut teilgefüllt, und zwar unter Bildung eines von dem Füllgut eingenomme- nen Flüssigkeitsraums 16.1 und eines darüber liegenden, mit einem Inert-Gas, beispielsweise CO2-Gas unter Druck gefüllten Gasraums 16.2.
Achsgleich mit einer Füllelementachse FA ist im Gehäuse 9 ein Rückgasrohr 17 vorgesehen, welches zugleich den von einer Betätigungseinrichtung 18 betätigten Ventilstößel des Flüssigkeitsventils bildet und an seinem oberen Ende in eine Kammer 19 mündet, die Bestandteil der Gaswege 12 innerhalb des Füllelementgehäuses 9 ist.
Das Füllen der Flaschen 2 mit dem Füllsystem erfolgt in der dem Fachmann bekannten Weise derart, dass die jeweilige, in Dichtlage mit dem Füllelement 5 befindliche Flasche 2 vorzugsweise nach einem vorausgehenden Spülen und/oder Evakuieren mit dem Inert-Gas (CO2-Gas) unter Druck vorgespannt und dann bei geöffnetem Flüssigkeitsventi! 13 das flüssige Füllgut volumengesteuert, d.h. in Abhängigkeit vom Signal des Durchflussmessers 15 in die Flasche 2 eingeleitet wird. Im An- schluss daran erfolgt eventuell nach Ablauf einer Beruhigungsphase das Druckentlasten der Flasche 2, und zwar zunächst ein Vorentlasten auf eine reduzierten Vor- eπtlastungsdrück über den Rückgaskanal 17, über die Kammer 19 und über das geöffnete Steuer- oder Entlastungsventils 11 in den Ringkammer 20, der für sämtli- che Füllelemente 5 gemeinsam am Rotor 3 vorgesehen ist. Im Anschluss daran erfolgen das Entlasten auf Atmosphärendruck und das Abziehen bzw. Absenken der jeweiligen Flasche 2 vom Füllelement 5. Die Figur 1 zeigt das Füllelement 5 im Vor- entlastungszustand. Die Figur 2 zeigt das Füllelement 5 mit abgesenkter Flasche 2.
Bereits bei der Vorentlastung (Figur 1) kommt es am Füllgutspiegel innerhalb der Flasche 2 zu einer gewissen „Entgasung", d.h. zum Austreten von Mikrobläschen, und zwar mit der Folge einer unerwünschten Schaumbildung 21 im Kopfraum 2.3 der jeweiligen Flasche 2. Die Ursache dieser Schaumbildung sind beispielsweise Mikrobläschen des zum Vorspannen verwendetes Inert-Gases, die aufgrund einer nicht vollständig laminaren Füllgutströmung während des Füllens in das Füllgut eingetragen und/oder eingeschlagen wurden, oder aber bei einem CO2-haltigem Füll- gut überschüssiges CO2-Gas, welches während des Füllens und/oder während der Teil- oder Vorentlastung freigesetzt wird.
Um diese Schaumbildung 21 zu vermeiden, die sich mit zunehmender Entlastung der Flasche 2 auf Atmosphärendruck und beim Abziehen der Flasche 2 vom Füll- eiement 5 noch verstärken würde und möglicherweise zu ein Überschäumen, d.h. zu einem Austritt von aufgeschäumtem Füllgutes aus der jeweiligen Flasche 2 und damit verbunden zu Füllgutverlusten und/oder zu einem Verschmutzen der jeweiligen Flasche 2 und/oder der Füllmaschine führen würde, erfolgt nach Beendigung des Füllens, d.h. nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils 13 und zumindest während der Druckentlastung ein die Schaumbildung vermeidender oder zumindest reduzierender Energieeintrag in den Kopfraum 2.3, und zwar bei der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform in Form von Ultraschallenergie. Hierfür ist an der Oberseite jedes Füllelementgehäuses 9 ein elektroakustischer Wandler bzw. ein elektrischer Ultraschallenergie erzeugender Ultraschallwellengenerator 22 vorgesehen, der gesteuert durch die zentrale Steuereinrichtung der Füllmaschine eine auf dem Füllgutspiegel gerichtete Ultraschallwelle 23 erzeugt, die die Schaumbildung 21 reduziert, auflöst oder von vorne herein unterbindet. Der Ultraschallwellengenerator 22 ist so angeordnet, dass die von ihm erzeugte Ultraschallwelle 23 durch die Kammer 19 und das beidendig offene Rückgasrohr 17 in den Kopfraum 2.3 und damit auf den Füllgutspiegel innerhalb der jeweiligen Flasche 2 gerichtet ist. Der Ultraschallwellengenerator 22 wird beispielsweise am Ende des Füllens, d.h. nach den Schließen des Flüssigkeitsventils 13 und während der anschließenden Druckentlastung der jeweiligen Flasche 2 aktiviert, d.h. während der Vorentlastung (Figur 1), während der endgültigen Entlastung auf Atmosphärendruck und während des Absenkens der gefüllten Flasche 2 vom Füllelement 5. Der Ultraschallwellengenerator 22 ist auch noch bei vom Füllelement 5 abgesenkter Flasche (Figur 2) aktiviert.
Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform beginnt der Energie- eintrag durch das Aktivieren des Ultraschallgenerators 22 also zumindest oder spätestens mit dem Schließen des Flüssigkeitsventils 13 und erstreckt sich über die gesamte Beruhigungs- und Entlastungsphase, und zwar beispielsweise solange, bis die jeweilige, vom Füllelement 5 abgesenkte Flasche 2 an einem Flaschenauslauf der betreffenden Füllposition 4 entnommen wird.
Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, dass der Ultraschallgenerator 22 zur Ab- gäbe der Ultraschallwelle 23 zusätzlich auch während des Füllens, d.h. vor dem Schließen des Flüssigkeitsventils 13 aktiviert wird, um eine Schaumbildung bereits zu diesem Zeitpunkt zu vermeiden.
Der die Schaumbildung unterdrückende, zumindest aber ein Überschäumen ver- meidende Energieeintrag kann auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise durch einen Infraschallsender oder -generator, durch ein gas- und/oder dampfförmiges Druckmedium, beispielsweise durch impulsförmige Abgabe eines gas- oder dampfförmige Medium, durch eine Lichtquelle, beispielsweise durch einen Laserstrah! usw. Auch Kombinationen unterschiedlicher Energieeinträge sind möglich. Allen Ausführungen ist aber gemeinsam, dass der Energieeintrag erfolgt, solange sich die jeweilige Flasche 2 oder ein anderer Behälter an der jeweiligen Füllposition 4 oder noch innerhalb des Füllsystems befindet, d.h. während des Füllvorgangs und/oder nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils 13 und während der Beruhi- gungs- und/oder Entlastungsphase.
Insbesondere bei einem Füllen unter Normaldruck oder aber bei einem Freistrahlfüllen z. B. von stillen Getränken, beispielsweise Saftgetränken, erfolgt der Energieeintrag bereits während des Füllens, sodass die Schaumbildung bereits in der Entstehungsphase unterdrückt wird.
Das erfindungsgemäße Füllsystem 1 sowie Verfahren zum Füllen von Flaschen oder anderen Behältern ermöglichen im Vergleich zu bekannten Füllsystemen oder Füllverfahren eine erhebliche Steigerung der Leistung einer Füllmaschine (Anzahl der gefüllten Flaschen 2 oder Behälter je Zeiteinheit), und zwar insbesondere auch bei einem CO2-haltigem Füllgut oder einem anderen zur Schaumbildung neigenden Füllgut, da die Zeitdauer der Beruhigungs- und Entlastungsphase, die bei dem be- kannten Füllsystemen oder Verfahren einen erheblichen Anteil der Gesamtfüllzeit ausmacht, mit der Erfindung erheblich reduziert werden kann.
Insbesondere bei einem sauerstoffempfindlichen Füllgut erfolgt bevorzugt vor dem Verschließen ein zusätzliches gesteuertes Aufschäumen des Füllgutes in der iewei- iigen Flasche 2, um im Kopfraum 2.3 vorhandene Luft zu verdrängen. Auch bei einem solchen Verfahren bietet die Erfindung erhebliche Vorteile, da eine unkontrollierte Schaumbildung während des Füllens vermieden ist und dadurch eine kontrollierte Beaufschlagung des Füllgutes mit einem schaumbildenden Energieeintrag für eine kontrollierte und reproduzierbare Schaumbildung vor dem Verschließen der betreffenden Flasche 2 möglich ist.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass da- durch der der Erfindung tragende Gedanke verlassen wird. So wurde vorstehend bereits erwähnt, dass der Energieeintrag beispielsweise durch Ultraschall oder auf andere Weise zur Unterdrückung oder zur Reduzierung der Schaumbildung nicht nur bei dem Füüsystern 1 für ein Druckfüllen, sondern auch bei anderen Füllsystemen, z.B. zum Füllen von Flaschen 2 oder anderen Behältern unter Normaldruck oder zum Freistrahlfüllen ebenfalls in vorteilhafter Weise verwendet werden kann.
Weiterhin wurde vorstehend davon ausgegangen, dass jedes Füllelement 5 des Füllsystems 1 oder der Füllmaschine mit einem eigenständigen, den Energieeintrag erzeugenden Generator, beispielsweise in Form des Ultraschallwellengenerators 22 versehen ist. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, für sämtliche Füllelemente 5 der Füllmaschine oder aber für jeweils eine Gruppe von mehreren Füllelementen 5 einen gemeinsamen Generator für den Energieeintrag zur Unterdrückung oder Reduzierung der Schaumbildung vorzusehen. Dieser Generator ist dann über entsprechende Verbindungen mit einem an der jeweiligen Füllposition 4 zur Abgabe der Energie, beispielsweise der Ultraschallwelle vorgesehenen Abstrahlelement ständig verbunden oder aber über eine Koppelstelle jeweils nur mit den Abstrahlelementen derjenigen Füllpositionen 4 verbunden, die sich während der Drehbewe- gung des Rotors 3 in einem Winkelbereich dieser Drehbewegung befinden, der der Beruhigungs- und Entlastungsphase oder ggs. auch einer vorausgehenden Füllphase zugeordnet ist.
Weiterhin wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die zur Behandlung oder Einfiussnahme auf den Schaum, bzw. die Schaumbildung vorgeschlagenen Methoden als Alternativlösungen anzusehen sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird allerdings ebenfalls vorgeschlagen, mindestens zwei der vorgeschlagenen Methoden ergänzend zueinander einzusetzen. Dabei kann der ergänzende Einsatz zeitgleich oder aber auch zeitlich versetzt zueinander erfolgen.
Beispielsweise lässt sich die Schaumbildung durch die Kombination des Einsatzes von Ultraschall und Laserstrahl besonders effektiv verhindern, da sich diese Methoden in ihren Wirkungen gegenseitig nicht negativ beeinflussen, sondern ausschließlich positiv ergänzen.
Bezugszeichenliste
1 Füllsystem
2 Flasche
2.1 Flaschenflansch
2.2 Fiäschenmündung
2.3 Kopfraum
3 Rotor
4 Füllposition
5 Füllelement
6 Behälterträger
7 Abgabeöffnung
8 Dichtung
9 Füllelementgehäuse
10 Flüssigkeitskanal
11 Steuerventil
12 Gasweg
13 Flüssig ke itεve nti !
14 Leitung
15 Durchflussmesser
16 Kessel
16.1 Flüssigkeitsraum
16.2 Gasraum
17 Rückgaskanal
18 Betätigungselement
19 Kammer
20 Ringkanal
21 Schaum oder Schaumteppich
22 Ultraschallgenerator
23 Ultraschallwelle
FA Füllelementachse

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut an einer Füllposition (4) mit einem Füllelement (5) zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes in den jeweiligen Behälter (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaumbiidung des Füllgutes innerhalb des jeweiligen Behälters (2) bereits während ihrer Entstehung durch eine Behandlung oder Einflussnah- me auf das Füllgut und/oder den Schaum reduziert und/oder unterdrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die die Schaumbildung reduzierende und/oder unterdrückende Behandlung bei an der Füllposition (4) befindlichem Behälter (2) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schaumbiidung reduzierende und/oder unterdrückende Behandlung während des Füllens des jeweiligen Behälters (2) und/oder nach Beendigung des Füllens des jeweiligen Behälters (2), beispielsweise während einer an das Füllen anschließenden Beruhigungs- und/oder Entlastungsphase erfoigt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung und/oder Unterdrückung der Schaumbildung durch einen Energieeintrag, vorzugsweise durch einen auf den Füllgutspiegel im Behälter gerichteten Energieeintrag erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieeintrag durch Ultraschall und/oder Infraschall und/oder durch ein gas- und/oder dampfförmiges Druckmedium und/oder durch Lichtenergie, beispielsweise durch wenigstens einen Laserstrahl erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Behandlung zur Reduzierung und/oder Unterdrückung der Schaumbildung in einem weiteren Verfahrensschritt eine Behandlung für ein ge- steuertes Aufschäumen des Füllgutes, beispielsweise durch Energieeintrag erfolgt.
7. Füllmaschine zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einer ein Füllelement (5) zur gesteuerten Abgabe des Füiigutes in die Behälter (2) aufweisenden Füllposition (4), dadurch gekennzeichnet, dass an der Füllposition (4) wenigstens ein Element (22) zur Erzeugung einer eine Schaumbildung des Füllgutes reduzierenden und/oder unterdrückenden Einwirkung auf das Füllgut im Inneren des jeweiligen Behälters (2).
8. Füllmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (22) zur Erzeugung einer Einwirkung auf das Füllgut im Bereich des Füllgutspiegels innerhalb des Behälters (2) ausgebildet ist.
9. Füllmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (22) zur Erzeugung eines Energieeintrags in das Füllgut und/oder in den Bereich des Füügutspiegels innerhalb des Behäiters (2) ausgebildet ist.
10. Füllmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Element (22) für einen Energieeintrag in Form von Ultraschall und/oder Infraschall und/oder in Form eines gas- und/oder dampfförmigen Druckmediums und/oder Druckimpulses und/oder in Form von Licht, beispielsweise in Form von Laserlicht ausgebildet ist.
11. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Energiequelle (22) zur Erzeugung des Energieeintrags, wobei bei einer Füllmaschine (1) mit einer Vielzahl von jeweils ein Füllelement (5) aufweisenden Füllpositionen (4) die Energiequelle (22) für jede Füllposition (4) eigenständig oder aber für sämtliche Füllpositionen (4) oder eine Gruppe von mehreren Füllpositionen (4) gemeinsamen vorgesehen ist.
12. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Steuermittel zur Steuerung der die Schaumbildung des flüssigen Füllgutes reduzierenden und/oder unterdrückenden Behandlung in der Form, dass die Behandlung während des Füllens und/oder nach dem Füllen des jeweiligen Behälters (2), beispielsweise bis zum Abheben des gefüllten Behälters (2) von der rüiisteliθ (4) erfoigt.
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