EP2417050B1 - Produktionsanlage zum abfüllen von produkten in form jeweils eines flüssigen füllgutes - Google Patents

Produktionsanlage zum abfüllen von produkten in form jeweils eines flüssigen füllgutes Download PDF

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EP2417050B1
EP2417050B1 EP10711143.7A EP10711143A EP2417050B1 EP 2417050 B1 EP2417050 B1 EP 2417050B1 EP 10711143 A EP10711143 A EP 10711143A EP 2417050 B1 EP2417050 B1 EP 2417050B1
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EP
European Patent Office
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buffer store
tube
product
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buffer
Prior art date
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EP10711143.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2417050A2 (de
Inventor
Ludwig Clüsserath
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KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details

Definitions

  • the invention relates to a production plant according to claim 1 and to a use of a buffer memory according to claim 15.
  • Production plants for filling products in the form of a liquid filling material are known in various designs and usually consist of a system for providing the product, from at least one filling machine, which serves to fill the container with the product and connected via at least one product line with the system for providing the product, and at least one buffer memory or - tank, which is connected with its inlet and outlet to the product line, namely for the controlled recording, intermediate storage and delivery of the product to the product line or to the filling machine.
  • the system for providing the product is, for example, a mixing plant in which the product (beverage) is produced by mixing via appropriate mixing and metering systems comprising a plurality of components, for example water as a basic component, beverage syrup and carbon dioxide. This will then be e.g. cached in the buffer memory and fed from there to the filling machine.
  • the plant for providing the product is, for example, a pasteurizer or a short-time heating plant (hereinafter referred to as the KZE plant) in which the product is briefly heated or pasteurized for sterilization.
  • the upstream system for providing the product may alternatively or additionally also be a filter system.
  • the product thus treated is then also temporarily stored in the buffer tank and fed from there to the filler.
  • the size or the storage volume of such formed in known systems of a large volume buffer tank Buffer storage is depending on the application and performance in the order of between about 1500 and 30,000 I.
  • a corresponding device was, for example, by the US 5,952,031 presented.
  • This document shows a method in which a subset of the contents, which does not meet the quality requirements, over a longer period of a larger subset of the contents, which meets the quality requirements, is added. The admixture takes place in such a small dosage that even the mixed product still meets all quality requirements.
  • this document proposes the use of a conventional buffer tank.
  • the size of the liquid inside the device is determined solely by the pressure surge damping requirements and / or the buffering requirements, and thus can not vary between 0 and 100% without changing the functions of the device, this device becomes not regarded as a buffer memory in the sense of the present invention, since it is essential for a buffer memory that the liquid volume stored in it can be reduced or enlarged arbitrarily at any time.
  • a regular thorough cleaning and / or disinfection or sterilization of all coming into contact with the product elements of the production plant and thus the buffer memory is required.
  • the cleaning and / or sterilization media must be introduced into the container by means of spray nozzles and / or spray nozzles.
  • the object of the invention is to show a production plant with at least one buffer memory, which can be cleaned, disinfected and sterilized, in particular, even without great expenditure of time.
  • a production plant is designed according to claim 1.
  • a use of a buffer memory in a production plant is the subject of patent claim 15.
  • the buffer or the interior of this memory is formed by at least one pipe or pipe, wherein the tube is repeatedly coiled and / or bent and / or angled to accommodate the necessary for the storage volume pipe length, regardless of this shape of the pipe so in that there is a constant gradient within the tube and thus within the buffer reservoir, starting from a pipe end or pipe section forming the upper side of the buffer reservoir, to the underside of the buffer reservoir, or vice versa, starting from a bottom of the buffer reservoir or a discharge and / or inlet there the buffer memory forming pipe end or pipe section along the pipe increases the local height of this pipe.
  • the invention is based on the finding that such a buffer memory, which is no boiler-like buffer tank compared to conventional buffers and a greatly reduced storage volume, for example, a storage volume of a maximum of 500 l, z. B. has a storage volume between only 501 and 500 l, which can fully meet a buffer memory functions in a production facility, if monitored by a suitable control and monitoring electronics - for example in the form of a control computer - and / or controlled and / or regulated.
  • the machine parameters stored in the memory of the control computer are, for example, characteristic values of the system for providing the product and the filling machine.
  • the control characteristics or the response behavior of the mixing plant 2 when starting or when changing the amount of product removed for example, as the number of liters of the product with different composition after a change in the purchase amount by x%.
  • the measured values determined at the measuring points of the production plant are, for example, the current volume flow of the product at the outlet of the plant for providing the product, the current volume flow of the product fed to the filling machine, the current pressure in the buffer tank, etc.
  • the reduced storage volume means an excessively long residence time of product quantities and thus possibly qualitative Impairment of the product avoided.
  • the buffer forming the tube can be made with a cross section which is equal to or at least approximately equal to the cross section of the terminals of the buffer memory, thus avoiding, among other things for a cleaning and / or disinfection and / or sterilization medium hard to reach areas within the buffer memory and thereby an optimal and simplified cleaning, disinfecting and sterilizing the buffer memory, in particular without the need of opening the buffer memory and / or without disassembly of elements of the buffer memory is possible.
  • the buffer as part of a conventional CIP cleaning and / or sterilization and / or disinfection of the production plant with.
  • the cleaning and / or sterilization and / or disinfection medium used can flow through the buffer storage in a turbulent flow, whereby an intensive treatment is achieved.
  • a particular advantage further consists in that the buffer memory is not a decrease and / or approval required pressure vessel, but the buffer memory could be made of a tube material, which already has the release for the maximum occurring in the production plant or in the buffer pressure ,
  • the in the FIG. 1 generally designated 1 production plant consists essentially of a blending plant 2 for providing a beverage by mixing a flavoring component (syrup) and water with the addition of carbon dioxide, from a filling machine 3 rotating design for filling containers in the form of bottles 4 with the in the Blending plant 2 produced beverage and from a arranged in the product connection between the blending plant 2 and the filling machine 3 buffer memory. 5
  • the mixing plant 2 has the training known in the art and includes u.a. Container 5 and 6 for providing water as the main component and the flavor-forming component at a mixing section 8, where the components are mixed and the resulting beverage is carbonated.
  • the outlet of the mixing section 8 is connected via a product line 9 to the filling machine or to the filling material vessel 11 common to the filling elements 10 of the filling machine 3.
  • the peculiarity of the buffer memory 5 is that it is formed substantially only by at least one tube 12 which is bent and / or wound and / or angled and / or coiled several times, in such a way that this tube 12, starting from the top of the buffer store 5 or from a local upper pipe end or section 12.1 to the underside of the buffer store 5 or to a local pipe end or to a local pipe section 12.2 is designed with a constant slope.
  • the length of the tube 12 is chosen so that the buffer memory 5 has the required storage volume, which, however, compared to buffer tanks or boilers, which are commonly used in production plants, is greatly reduced.
  • the storage volume of the buffer tank 5 is a maximum of 500 liters or less and is for example in the range between about 50 liters and 500 liters.
  • the upper end 12.1 is provided with a discharge valve 13 and connected via a control valve device 14 to a source 15 which provides an inert gas, for example nitrogen or CO2 gas under controlled pressure.
  • an inert gas for example nitrogen or CO2 gas under controlled pressure.
  • the upper end 12.1 of the tube 12 is also connected via a vertical, a check valve 16 having riser 17 with the product line 9.
  • a further check valve 18 is provided between the terminals of the tube 12 and the riser 17.
  • the buffer memory 5 is used in the production plant 1 u.a. for buffering during commissioning of the production plant 1 or the mixing plant 2, the product may not yet have the required mixing ratio of water and from the taste-forming additive during start-up and stored for this reason, first in the buffer memory 5 and then from the buffer memory 5 during the current operation of the production plant 1 is metered into the product line 9 added to the product provided by the blending plant 3 in the proper mixture or formulation in such a way that the bottled in the bottles 2 products also meets the requirements in terms of flavor.
  • the buffer memory 5 further serves, inter alia, to compensate for volume fluctuations in the product provided by the blending plant 2 and / or removed from the filling machine 3 product, in particular shock-like volume fluctuations to avoid interference with the filling process of the filling machine 3 by such fluctuations. Furthermore, the buffer memory also serves to effects of startup and shutdown phases as well as power changes of the filling machine 3 to compensate for the product flow, but at least to mitigate. In particular, the buffer memory 5 also serves to compensate for difference volumes between the product volume provided by the mixing plant 2 and the product volume removed by the filling machine 3.
  • the buffer memory 5 In order for the buffer memory 5, despite its relatively small storage volume, to be able to fulfill these and other tasks, it is necessary to monitor, control and / or regulate the components of the production plant 1 and in particular also the buffer memory 5 as precisely as possible. For this purpose u.a. in the product line 9 in the flow direction to the outlet of the mixing plant 2 following a flow meter 19, with which the volume flow of the output from the mixing plant 2 product is detected, and provided in the flow direction to the buffer memory 5 before the filling machine 3, a further flow meter 20, with the the filler 3 supplied volume flow of the product is detected.
  • a further flow meter 30 is arranged at the lower end of the buffer memory 5. With this flow meter 30, it is possible to determine the liquid volume flowing into or out of the buffer memory 5, independently of the other fluid streams.
  • the measurement signals corresponding to the flow rate of the flowmeters 19 and 20 and / or 30 are supplied to a control device or control computer 21, together with other measured values or parameters of sensors or probes, including one provided at the upper end 12.1 of the tube 12 and the Pressure in the buffer memory 5 detected pressure sensor 22, a level and pressure in Medgutkessel 11 of the filling machine 3 detecting sensor 23 and one of the rotational speed of the rotor of the filling machine 3 and thus the current performance of the filling machine (filled bottles 4 per unit time multiplied by the volume of each bottle 4) detecting sensor 24th
  • the fill level of the buffer store 5 can be determined, for example, by a constant "calculation" of the fluid flows flowing to or from the buffer store 5, or else by fill level sensors attached to the buffer store 5. Furthermore, it is also possible to arrange at the lower end of the buffer memory 5 a bi-directional pump with high accuracy of the per revolution or power stroke promoted volume flow, for example, a metering pump, which allows the buffer 5 precisely defined volumes of liquid supply or remove.
  • the pressure-controlled filling or emptying of the buffer memory 5 can be completely replaced, or at least effectively supported. Also, the time required for the filling / emptying of the buffer memory can be reduced.
  • parameters and / or program routines generates the control computer 21 electrical control variables for controlling or regulating the production plant 1 and in particular for the control of valves 25 - 27, of which the valve 25 in the product line 9 in the connection between the output of the mixing plant 2 and the buffer memory 5, the valve 26 in the product line 9 in the connection between the buffer memory 5 and the filling machine 3 and the valve 27 am Outlet and inlet of the buffer memory 5 are provided.
  • the pressure of the inert gas buffer in the upper region of the pressure accumulator 5 is adjusted to the required value by the control computer 21 taking into account the measurement signal supplied by the pressure sensor 22. Furthermore, when starting up the production plant 1 or the mixing plant 2 taking into account the known and stored in the memory of the control computer 21 characteristics in particular regarding the control behavior of the mixing plant 2, the introduction of the delivered from the mixing plant 2 product first in the Buffer memory 5 until it can be assumed that the mixing plant 2 delivers at its output of the product with the desired formulation.
  • the product volume located in each case in the buffer memory 5 can be determined very accurately in the control computer 21.
  • the product volume contained in the buffer memory 5 can also be determined by the flow meter 30 and a "calculation" of the control computer 21.
  • the manipulated variables are formed in the control computer 21, in the described form, among others. for controlling and / or regulating the volume flow in the product line 9, from the product line 9 into the buffer store 5, from the buffer store 5 into the product line 9 or to the filling machine 3 and into the local product or product kettle 11 etc.
  • control valves 25 - 27 are provided. By controlling in particular these control valves and / or the metering pump 31, the aforementioned functions of the buffer memory 5 can be controlled by the control computer 21.
  • control computer 21 are preferred for controlling the various operating conditions of the production plant 1 and in particular also of the buffer memory 5 program specifications or routines deposited, in particular for the feeding and dispensing of the product or differential volumes of this product in or out of the buffer memory. 5
  • FIG. 2 shows as a further embodiment, a production plant 1a, which differs from the production plant 1 essentially only in that instead of the mixing plant 2, the product at its output providing short-time heating plant 28 (hereinafter KZE plant) is provided for pasteurizing the product ,
  • KZE plant short-time heating plant 28
  • the production plant 1a is used for processing or filling such products or drinks, for example beer, which are pasteurized to increase their shelf life.
  • the KZE system 28 corresponds, for example, to the pasteurisers known to the person skilled in the art.
  • the buffer memory 5 is used in the production plant 1a u.a. also for intermediate storage of such product quantities, which have a restriction in terms of their taste quality, for example, at a standstill of the filling machine 3 by a longer residence time in the KZE-system 28, these cached in the buffer memory 5 product quantities with limited flavor quality during the ongoing process then controlled by metered the control computer 21 the product with the desired quality, in such an amount that a reduction in quality, especially in terms of flavor in the bottled in the bottle 4 product is not detectable.
  • the control computer 21 also supplies at least one manipulated variable for the control and / or control of the KZE system 28, in particular for controlling the volumetric flow at the outlet of this system, for example by appropriate actuation of a product feed pump 29. Otherwise, the buffer memory is filled 5 in the production plant 1a and the other, described above in connection with the production plant 1 functions, by appropriate control of the production plant 1a and in particular the various control valves 25 - 27 depending on the the measured value or parameters supplied to the control computer 21 and taking into account data, parameters and / or program instructions or routines stored in the control computer 21.
  • the buffer memory 5 in the form of the multiply bent and / or coiled tube 13 with sufficient length without parallel strands, etc. taking into account the reduced storage volume of the buffer memory 5 u.a. achieved a shortened residence time of the introduced into the buffer storage 5 product quantities, so that product quantities or product volumes that remain in the buffer memory 5 over a longer period of time and this could be affected, for example, in their flavor quality, are avoided.
  • the formation of the buffer memory 5 in the form of the tube 12 results in a substantially improved possibility of internal cleaning and / or internal sterilization and / or internal disinfection of the buffer 5.
  • basically all known methods can be used, which are suitable for internal cleaning and / or internal sterilization and / or internal disinfection of pipes.
  • FIG. 3 shows the buffer memory 5 again in a perspective detailed view in which the blocking valve 16 has been omitted in the additional riser 17 for simplicity.
  • the buffer 5 forming the tube 12 is formed so that it forms a multi-threaded or meandering pipe section in a plurality of vertically successive planes E1 - En, which continues in the corresponding pipe section of the next level, wherein the Achieving the constant gradient within the buffer memory 5, the individual planes E1-En are inclined such that two successive planes E1-E2, E2-E3 etc.
  • the number n of levels is seven.
  • the described design of the buffer memory ensures, in particular, that the medium used for the cleaning and / or sterilization flows through the buffer memory 5 or its tube 12, but also the associated riser 17 in a turbulent flow, so that alone thereby an optimal cleaning - And / or sterilization is ensured.
  • the buffer memory 5 in a CIP cleaning and / or sterilization and / or internal disinfection of the production plant 1 or 1a and their connecting lines, namely by closing the valve 18 and opening the valve 16, so that the cleaning and / or sterilizing medium and / or disinfecting medium flowing through the product line 5 also flows through the buffer memory 5 or its tube 12, including the riser 17.
  • the discharge valve 13 at the upper end of the buffer tank 5 12.1 at least briefly open.
  • buffer memory 5 has advantages of several advantages: that for this principle no decrease and / or approval is required as a pressure vessel, since 5 tubes or pipe profiles are used for the production of the buffer memory, which already has the appropriate release for the in the buffer memory 5 during the Operation maximum occurring pressure have.
  • the buffer memory 5 can be completely emptied, for example, at the end of production and / or before and after a cleaning and / or sterilization and / or disinfection of the production plant 1 or 1a.
  • the buffer memory 5 is formed by a single tube 12.
  • the buffer memory 5 it is also possible, the buffer memory 5 to be designed so that its interior is formed by at least two tubes, which then functionally parallel to each other on the product line 9 between the means for providing the product, namely, for example, the mixing system 2 or the KZE system 28th and the filling machine 3 are provided.
  • each of these tubes is provided at least with its own control valve 27.
  • all parallel tubes each have a complete, identical equipment to control, measuring and control elements and pumps.
  • the tube piece 12 forming the buffer store 5 is a piece of pipe passing through from the upper tube end 12.1 to the lower tube end 12.2.
  • the tube 12 may also be composed of a plurality of individual tubes or a plurality of pipe sections, for example, a plurality of pipe sections, which are each arranged in the planes E1 - En pipe sections.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Produktionsanlage gemäß Patentanspruch 1 sowie auf eine Verwendung eines Pufferspeichers gemäß Patentanspruch 15.
  • Produktionsanlagen zum Abfüllen von Produkten in Form eines flüssigen Füllgutes, beispielsweise in Form eines Getränks, sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt und bestehen in der Regel aus einer Anlage zum Bereitstellen des Produktes, aus wenigstens einer Füllmaschine, die zum Füllen der Behälter mit dem Produkt dient und über wenigstens eine Produktleitung mit der Anlage zum Bereitstellen des Produktes verbunden ist, sowie wenigstens einem Pufferspeicher oder - behälter, der mit seinem Einlass und Auslass an die Produktleitung angeschlossen ist, und zwar zur gesteuerten Aufnahme, Zwischenspeicherung und Abgabe des Produktes an die Produktleitung bzw. an die Füllmaschine. Die Anlage zum Bereitstellen des Produktes ist beispielsweise eine Ausmischanlage, in welcher über entsprechende Misch- und Dosiersysteme aus mehreren Komponenten, beispielsweise Wasser als Grundkomponente, Getränkesirup und Kohlensäure, das Produkt (Getränk) durch Mischen hergestellt wird. Dieses wird dann z.B. in dem Pufferspeicher zwischengespeichert und von dort der Füllmaschine zugeführt.
  • Bei speziellen Produkten, z.B. bei Bier, Saft oder Milchprodukten, ist die Anlage zum Bereitstellen des Produktes beispielsweise ein Pasteur oder eine Kurzzeiterhitzungsanlage (nachstehend KZE-Anlage), in dem das Produkt zur Entkeimung kurzzeitig erhitzt bzw. pasteurisiert wird. Bei der vorgeschalteten Anlage zur Bereitstellung des Produkts kann es sich alternativ oder ergänzend auch um eine Filteranlage handeln.
  • Das so behandelte Produkt wird dann ebenfalls im Pufferbehälter zwischengespeichert und von dort dem Füller zugeführt. Die Größe bzw. das Speichervolumen eines solchen in bekannten Anlagen von einem großvolumigen Puffertank gebildeten Pufferspeichers liegt je nach Anwendungsfall und Leistung in der Größenordnung zwischen ca. 1500 und 30000 I.
  • Eine entsprechende Vorrichtung wurde beispielsweise durch die US 5,952,031 vorgestellt. Diese Schrift zeigt ein Verfahren, bei welchem eine Teilmenge des Füllgutes, welche nicht den gestellten Qualitätsanforderungen entspricht, über einen längeren Zeitraum einer größeren Teilmenge des Füllgutes, welche den Qualitätsanforderungen entspricht, zugegeben wird. Dabei erfolgt die Zumischung in einer so geringen Dosierung, dass auch das gemischte Füllgut noch allen Qualitätsanforderungen entspricht. Dazu schlägt diese Schrift die Verwendung eines üblichen Puffertanks vor.
  • Ebenfalls bekannt wurde eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 nach der AT 414 034 B . Diese Schrift befasst sich mit einer Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen und Abpuffern von in einer Flüssigkeitsleitung strömenden Flüssigkeiten. Dazu ist das innere Volumen dieser Vorrichtung so mit der Flüssigkeitsleitung verbunden, dass die durch die Flüssigkeitsleitung strömende Flüssigkeit auch in das Innere der Vorrichtung gelangen kann. Ebenfalls befindet sich ein gewisses Volumen der Flüssigkeit im Innern der Vorrichtung, wobei die Größe des Volumens auch in gewissen Grenzen schwanken kann. Da die Größe des im Inneren der Vorrichtung befindlichen Volumens der Flüssigkeit alleine durch die Erfordernisse zur Dämpfung von Druckstößen und/oder von den Erfordernissen zum Abpuffern bestimmt wird und somit nicht ohne Veränderung der Funktionen der Vorrichtung zwischen 0 und 100 % schwanken darf, wird diese Vorrichtung nicht als Pufferspeicher im Sinne der vorliegenden Erfindung angesehen, da es für einen Pufferspeicher wesentlich ist, dass das in ihm gespeicherte Flüsslgkeitsvolumen jederzeit beliebig verkleinert oder vergrößert werden kann.
  • Ebenfalls bekannt wurde eine Vorrichtung entsprechend der DE 197 06 578 A1 . Auch diese Schrift befasst sich mit einem Druckstoßkompensator, wobei dessen Aufbau und Wirkungsweise im Wesentlichen der Vorrichtung nach der AT 414 034 B entsprechen, Daher eignet sich auch diese Vorrichtung aus den oben genannten Gründen nicht als Pufferspeicher im Sinne der vorliegenden Erfindung.
  • Die Verwendung eines Pufferspeichers ist aus mehreren Gründen erforderlich:
    1. 1. Der Pufferspeicher dient als Druck- bzw. Stoß-Kompensator zwischen der Anlage zum Bereitstellen des Produktes und der Füllmaschine. Prozesstechnisch bedingte Druckspitzen im Produkt werden durch den Pufferspeicher bzw. durch ein in dem Pufferspeicher permanent wirkendes bzw. vorhandenes mit Druck beaufschlagtes Inertgaspolster oder-puffer ausgeglichen.
    2. 2. Beim Anfahren einer Produktionsanlage und/oder der Anlage zum Bereitstellen des Produktes, aber auch bei einem Leistungswechsel der Produktionsanlage entstehen in der Anmischanlage Produktphasen oder -mengen mit unzureichenden Dosiergenauigkeiten, d.h. mit einer von der Sollrezeptur abweichenden Mischung, die inabesondere auch von Verbrauchern bemerkbare Geschmacksabweichungen oder Veränderungen aufweisen können. Durch die Zwlschenspeicherung des Produktes in dem großvolumigen Puffertank erfolgt ein Vermischen derartiger aus dem Anfahren oder einem Leistungswechsel der Anlage zum Bereitstellen des Produktes resultierenden von der Solirezeptur abweichenden Produktmengen mit dem die Sollmischung oder -rezeptur aufweisenden Produkt, sodass das letztlich in die Behälter abgefüllte Produkt keine Einschränkungen auch hinsichtlich der geschmacklichen Qualität aufweist.
    3. 3. Ein Pufferspeicher in Form eines großvolumigen Pufferbehälters ermöglicht weiterhin einen diskontinuierlichen Produktionsbetrieb, d.h. insbesondere eine diskontinuierliche Leistung der Anlage zum Bereitsteilen des Produktes und/oder eine diskontinuierliche Abnahmeleistung der Füllermaschine. Insbesondere können zumindest vorübergehende Abweichungen der Leistung der Anlage zum Bereitstellen des Produktes und der Abnahmeleistung der Füllermaschine ausgeglichen werden.
    4. 4. Bei Produktionsanlagen, die zum Bereitstellen des Produktes eine KZE-Anlage aufweisen, ist es beispielsweise bei einem Stop der Füllmaschine üblich, das in der KZE-Anlage befindliche Produkt dort mehrfach im Kreislauf über die Erhitzungseinrichtung dieser KZE-Anlage zu fahren. Die entsprechende Produktcharge oder -menge erfährt dabei eine übermäßige Wärmebelastung, und zwar vielfach mit der Folge einer geschmacklichen Veränderung, die auch vom Verbraucher wahrgenommen werden kann. Um eine Beeinträchtigung des abgefüllten Produktes in geschmacklicher Hinsicht zu vermeiden, ist es üblich, diese überpasteurisierten Produktionsphasen oder -mengen vor dem Abfüllen in Behälter in dem Pufferspeicher mit dem normal behandelten Produkt zu mischen, sodass das abgefüllte Produkt eine Beeinträchtigung hinsichtlich seiner geschmacklichen Qualität nicht aufweist.
  • Nachteilig ist bei einigen bekannten Produktionsanlagen aber u.a., dass der jeweilige, als Pufferspeicher dienende Pufferbehälter bei entsprechend großer Höhe auch einen großen Durchmesser aufweist, insbesondere auch einen Durchmesser, der um ein Vielfaches größer ist als der Durchmesser der Zu- und/oder Ableitungen. Hierdurch ergeben sich erhebliche Nachteile, insbesondere dann, wenn es sich bei dem Produkt um Lebensmittel, insbesondere um Getränke handelt. Bei derartigen Produktionsanlagen ist eine regelmäßige gründliche Reinigung und/oder Desinfektion bzw. Sterilisation aller mit dem Produkt in Berührung kommender Elemente der Produktionsanlage und damit auch des Pufferspeichers erforderlich. Zum Reinigen des Pufferspeichers in Form eines Pufferbehälters müssen die Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedien mittels Spritz- und/oder Sprühdüsen in den Behälter eingebracht werden. Hierbei ist insbesondere auch sicherzustellen, dass sämtliche Bereiche der Behälterinnenfläche gereinigt werden, wofür häufig sogar manuelle Eingriffe mit einem Öffnen des jeweiligen Pufferbehälters erforderlich sind, um insbesondere auch schwer zugängliche Bereiche der Behälterinnenfläche ordnungsgemäß zu reinigen und/oder zu desinfizieren und/oder zu sterilisieren. Das Reinigen, Desinfizieren und Sterilisieren bekannter Pufferspeicher sind somit äußerst zeitaufwendig und teuer. Nachteilig ist weiterhin auch, dass bekannte Pufferspeicher eine Abnahme und/oder Zulassung als Druckbehälter erfordern, was ebenfalls hohe Kosten bedingt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Produktionsanlage mit wenigstens einem Pufferspeicher aufzuzeigen, der insbesondere auch ohne großen Zeitaufwand gereinigt, desinfiziert und sterilisiert werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Produktionsanlage entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Verwendung eines Pufferspeichers bei einer Produktionsanlage ist Gegenstand des Patentanspruchs 15.
  • Der Pufferspeicher bzw. der Innenraum dieses Speichers ist von wenigstens einem Rohr oder einer Rohrleitung gebildet, wobei das Rohr zur Unterbringung der für das Speichervolumen notwendigen Rohrlänge mehrfach gewendelt und/oder gebogen und/oder abgewinkelt ist, und zwar unabhängig von dieser Formgebung des Rohres so, dass innerhalb des Rohres und damit innerhalb des Pufferspeichers ausgehend von einem die Oberseite des Pufferspeichers bildenden Rohrende oder Rohrabschnitt zur Unterseite des Pufferspeichers ein ständiges Gefälle besteht, oder aber umgekehrt, ausgehend von einem die Unterseite des Pufferspeichers oder einen dortigen Aus- und/oder Einlass des Pufferspeichers bildenden Rohrende oder Rohrabschnitt entlang des Rohres die örtliche Höhe dieses Rohres ansteigt.
  • Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass ein derartiger Pufferspeicher, der im Vergleich zu herkömmlichen Pufferspeichern kein kesselartiger Puffertank ist und ein stark reduziertes Speichervolumen, beispielsweise ein Speichervolumen von maximal 500 l, z. B. ein Speichervolumen zwischen nur 501 und 500 l aufweist, die einen Pufferspeicher zukommenden Funktionen in einer Produktionsanlage voll erfüllen kann, sofern durch eine geeignete Steuerungs- und Überwachungselektronik - beispielsweise in Form eines Steuerrechners - überwacht und/oder gesteuert und/oder geregelt wird.
  • Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn z.B. u.a. der Volumenstrom des Produktes von der Anlage zum Bereitstellen des Produktes an die Füllmaschine und der Volumenstrom in den Pufferspeicher sowie der Volumenstrom aus dem Pufferspeicher an die Füllmaschine erfasst und gesteuert oder geregelt werden.
  • Dabei ist es weiterhin von besonderem Vorteil, wenn dabei die an verschiedenen Bereichen der Produktionsanlage gewonnen Messwerte, sowie insbesondere auch die beispielsweise in einem Speicher des Steuerrechners abgelegten Maschinenparameter sowie im Steuerrechner abgelegte Programmroutinen berücksichtigt werden.
  • Bei den, im Speicher des Steuerrechners abgelegten Maschinenparametern handelt es sich beispielsweise um Kennwerte der Anlage zum Bereitstellen des Produktes und der Füllmaschine. Beispielsweise um die Regelcharakteristik bzw. das Antwortverhalten der Ausmischanlage 2 beim Anfahren oder bei einer Änderung der abgenommenen Produktmenge beispielsweise als Anzahl der Liter des Produktes mit abweichender Zusammensetzung nach einer Änderung der Abnahmemenge um x%.
  • Oder beispielsweise als Verlauf der Abnahmemenge beim Anfahren der Füllmaschine in Liter je Zeiteinheit in Abhängigkeit der seit dem Start der Füllmaschine verstrichenen Zeit.
  • Die an den Messstellen der Produktionsanlage ermittelten Messwerte sind beispielsweise der aktuelle Volumenstrom des Produktes am Ausgang der Anlage zum Bereitstellen des Produktes, der aktuelle Volumenstrom des der Füllmaschine zugeführten Produktes, der aktuelle Druck im Pufferspeicher usw.
  • Die erfindungsgemäße Produktionsanlage bzw. deren Pufferspeicher besitzen erhebliche Vorteile. So ist u.a. durch das reduzierte Speichervolumen eine übermäßig lange Verweildauer von Produktmengen und dadurch eventuell bedingte qualitative Beeinträchtigungen des Produktes vermieden. Weiterhin kann das den Pufferspeicher bildende Rohr mit einem Querschnitt gefertigt werden, der gleich oder zumindest in etwa gleich dem Querschnitt der Anschlüsse des Pufferspeichers ist, womit u.a. für ein Reinigungs- und/oder Desinfektions- und/oder Sterilisationsmedium schwer zugängliche Bereiche innerhalb des Pufferspeichers vermieden und dadurch ein optimales und vereinfachtes Reinigen, Desinfizieren und Sterilisieren des Pufferspeichers, insbesondere auch ohne die Notwendigkeit eines Öffnen des Pufferspeichers und/oder ohne eine Demontage von Elementen des Pufferspeichers möglich ist. Insbesondere ist es möglich, den Pufferspeicher im Rahmen einer üblichen CIP-Reinigung und/oder -Sterilisation und/oder -Desinfektion der Produktionsanlage mit zu behandeln. Das verwendete Reinigungs- und/oder Sterilisations- und/oder Desinfektionsmedium kann dabei den Pufferspeicher in einer turbulenten Strömung durchströmen, wodurch eine intensive Behandlung erreicht wird. Ein besonderer Vorteil besteht weiterhin darin, dass der Pufferspeicher kein, eine Abnahme und/oder Zulassung erforderlicher Druckbehälter ist, sondern der Pufferspeicher aus einem Rohrmaterial gefertigt werden konnte, welches bereits über die Freigabe für den maximal in der Produktionsanlage bzw. im Pufferspeicher auftretenden Druck verfügt.
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 und 2
    jeweils eine Produktionsanlage zum Abfüllen von Getränken in Behälter in Form von Flaschen;
    Fig. 3
    in vereinfachter, perspektivischer Einzeldarstellung den Pufferspeicher der Produktionsanlage der Figuren 1 und 2.
  • Die in der Figur 1 allgemein mit 1 bezeichnete Produktionsanlage besteht im Wesentlichen aus einer Ausmischanlage 2 zum Bereitstellen eines Getränks durch Mischen einer geschmacksbildenden Komponente (Sirup) und Wasser unter Zusatz von Kohlensäure, aus einer Füllmaschine 3 umlaufender Bauart zum Füllen von Behältern in Form von Flaschen 4 mit dem in der Ausmischanlage 2 hergestellten Getränk sowie aus einem in der Produktverbindung zwischen der Ausmischanlage 2 und der Füllmaschine 3 angeordneten Pufferspeicher 5.
  • Die Ausmischanlage 2 besitzt die dem Fachmann bekannte Ausbildung und umfasst u.a. Behälter 5 und 6 zum Bereitstellen von Wasser als Hauptkomponente und der geschmacksbildenden Komponente an einer Mischstrecke 8, an der die Komponenten gemischt und das so erhaltene Getränk mit Kohlensäure versetzt wird. Der Ausgang der Mischstrecke 8 ist über eine Produktleitung 9 mit der Füllmaschine bzw. mit dem für die Füllelemente 10 der Füllmaschine 3 gemeinsamen Füllgutkessel 11 verbunden.
  • An die Produktleitung 9 ist der Pufferspeicher 5 angeschlossen. Die Besonderheit des Pufferspeichers 5 besteht darin, dass er im Wesentlichen nur von wenigstens einem Rohr 12 gebildet ist, welches mehrfach gebogen und/oder gewunden und/oder abgewinkelt und/oder gewendelt ist, und zwar derart, dass dieses Rohr 12 ausgehend von der Oberseite des Pufferspeichers 5 bzw. von einem dortigen oberen Rohrende oder -abschnitt 12.1 an die Unterseite des Pufferspeichers 5 bzw. an ein dortiges Rohrende oder an einen dortigen Rohrabschnitt 12.2 mit einem ständigen Gefälle ausgeführt ist. Die Länge des Rohres 12 ist so gewählt, dass der Pufferspeicher 5 das erforderliche Speichervolumen aufweist, welches allerdings im Vergleich zu Puffertanks oder -kesseln, die üblicherweise in Produktionsanlagen verwendet werden, stark reduziert ist. Bevorzugt beträgt das Speichervolumen des Puffertanks 5 maximal 500 Liter oder weniger und liegt beispielsweise im Bereich zwischen etwa 50 Litern und 500 Litern.
  • Mit dem unteren Ende 12.2 ist der Pufferspeicher 5 an die Produktleitung 9 angeschlossen. Das obere Ende 12.1 ist mit einem Ablassventil 13 versehen und über eine Steuerventileinrichtung 14 mit einer Quelle 15 verbunden, die ein Inert-Gas, beispielsweise Stickstoff oder aber CO2-Gas unter geregelten Druck bereitstellt.
  • Weiterhin ist das obere Ende 12.1 des Rohres 12 über eine vertikale, ein Sperrventil 16 aufweisende Steigleitung 17 ebenfalls mit der Produktleitung 9 verbunden. In der Produktleitung 9 ist zwischen den Anschlüssen des Rohres 12 und des Steigrohres 17 ein weiteres Sperrventil 18 vorgesehen. Während des Betriebes der Produktionsanlage 1 ist der Pufferspeicher 5 bzw. dessen Rohr 12 mit dem Produkt (Getränk) teilgefüllt, und zwar in der Form, dass sich im oberen Bereich des Pufferspeichers 5 innerhalb des Rohres 12 ein Pufferkissen aus dem Inert-Gas mit einem geregelten Druck befindet. Während des Normalbetriebes der Produktionsanlage 1 sind das Ventil 18 geöffnet und das Ventil 16 geschlossen.
  • Der Pufferspeicher 5 dient in der Produktionsanlage 1 u.a. zur Pufferung bei der Inbetriebnahme der Produktionsanlage 1 bzw. der Ausmischanlage 2, dessen Produkt bei der Inbetriebnahme möglicherweise noch nicht das erforderliche Mischverhältnis aus Wasser und aus dem geschmacksbildenden Zusatz aufweist und aus diesem Grunde zunächst in dem Pufferspeicher 5 gespeichert und dann aus dem Pufferspeicher 5 während des laufenden Betriebes der Produktionsanlage 1 dem von der Ausmischanlage 3 in der ordnungsgemäßen Mischung oder Rezeptur bereitgestellten Produkt in der Produktleitung 9 dosiert in der Art zugegeben oder zugemischt wird, dass das in die Flaschen 2 abgefüllte Produkte auch in geschmacklicher Hinsicht den Erfordernissen entspricht.
  • Der Pufferspeicher 5 dient weiterhin u.a. dazu, Volumenschwankungen in dem von der Ausmischanlage 2 bereitgestellten und/oder von der Füllmaschine 3 abgenommenen Produkt, insbesondere auch stoßartige Volumenschwankungen zu kompensieren, um eine Beeinträchtigung des Füllprozesses der Füllmaschine 3 durch derartige Schwankungen zu vermeiden. Weiterhin dient der Pufferspeicher auch dazu, Auswirkungen von An- und Abfahrphasen sowie von Leistungswechsel der Füllmaschine 3 auf den Produktstrom zu kompensieren, zumindest aber zu mildern. Insbesondere dient der Pufferspeicher 5 auch zum Ausgleich von Differenzvolumina zwischen dem von der Ausmischanlage 2 bereitgestellten Produktvolumen und dem von der Füllmaschine 3 abgenommenen Produktvolumen.
  • Damit der Pufferspeicher 5 trotz seines relativ geringen Speichervolumens diese und andere Aufgaben erfüllen kann, ist eine möglichst exakte Überwachung, Steuerung und/oder Regelung der Komponenten der Produktionsanlage 1 und dabei insbesondere auch des Pufferspeichers 5 erforderlich. Hierfür sind u.a. in der Produktleitung 9 in Strömungsrichtung auf den Auslass der Ausmischanlage 2 folgend ein Durchflussmesser 19, mit dem der Volumenstrom des von dem Ausmischanlage 2 abgegebenen Produktes erfasst wird, und in Strömungsrichtung nach dem Pufferspeicher 5 vor der Füllmaschine 3 ein weiterer Durchflussmesser 20 vorgesehen, mit dem der den Füller 3 zugeführte Volumenstrom des Produktes erfasst wird.
  • In einer weitern, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein weiterer Durchflussmesser 30 am unteren Ende des Pufferspeichers 5 angeordnet. Mit diesem Durchflussmesser 30 wird es ermöglicht, das in den Pufferspeicher 5 hinein oder heraus strömende Flüssigkeitsvolumen - unabhängig von den anderen Fluidströmen zu ermitteln.
  • Die dem Volumenstrom entsprechende Messsignale der Durchflussmesser 19 und 20 und/oder 30 werden einer Steuereinrichtung bzw. Steuerrechner 21 zugeführt, und zwar zusammen mit weiteren Messwerten oder -parametern von Messgebern oder -sonden, u.a. eines am oberen Ende 12.1 des Rohres 12 vorgesehenen und den Druck im Pufferspeicher 5 erfassten Drucksensors 22, eines den Füllstand und Druck im Füllgutkessel 11 der Füllmaschine 3 erfassenden Sensors 23 sowie eines die Drehgeschwindigkeit des Rotors der Füllmaschine 3 und damit die aktuelle Leistung der Füllmaschine (gefüllte Flaschen 4 je Zeiteinheit multipliziert mit dem Volumen jeder Flasche 4) erfassenden Sensors 24.
  • Ebenfalls ist es von Vorteil, den aktuellen Füllstand des Pufferspeichers 5 zu jedem Zeitpunkt genau zu kennen. Der Füllstand des Pufferspeichers 5 kann beispielsweise durch ein ständiges "Mitrechnen" der dem Pufferspeicher 5 zu- oder abfließenden Fluidströme, oder aber auch durch am Pufferspeicher 5 angebrachte Füllstandssensoren ermittelt werden. Weiterhin ist es auch möglich, am unteren Ende des Pufferspeichers 5 eine Bi-Direktionale Pumpe mit großer Genauigkeit des pro Umdrehung oder Arbeitstaktes geförderten Volumenstromes, beispielsweise eine Dosierpumpe anzuordnen, welche es ermöglicht, dem Pufferspeicher 5 genau definierte Flüssigkeitsvolumina zuzuführen oder zu entnehmen.
  • Durch die Anordnung einer Dosierpumpe kann die druckgesteuerte Befüllung bzw. Entleerung des Pufferspeichers 5 vollständig ersetzt, zumindest aber wirksam unterstützt werden. Ebenfalls kann der Zeitbedarf für das Befüllen/Entleeren des Pufferspeichers reduziert werden.
  • Unter Berücksichtigung der oben genannten, sowie anderer Messgrößen oder-parameter sowie unter Berücksichtigung von in einem Speicher des Steuerrechners 21 abgespeicherter Daten, Parametern und/oder Progammroutinen erzeugt der Steuerrechner 21 elektrische Stellgrößen zur Steuerung oder Regelung der Produktionsanlage 1 und dabei insbesondere zur Steuerung von Ventilen 25 - 27, von denen das Ventil 25 in der Produktleitung 9 in der Verbindung zwischen dem Ausgang der Ausmischanlage 2 und dem Pufferspeicher 5, das Ventil 26 in der Produktleitung 9 in der Verbindung zwischen dem Pufferspeicher 5 und der Füllmaschine 3 und das Ventil 27 am Aus- und Einlass des Pufferspeichers 5 vorgesehen sind.
  • So wird u.a. durch den Steuerrechner 21 unter Berücksichtigung des von dem Drucksensor 22 gelieferten Messsignals der Druck des Inert-Gaspuffers im oberen Bereich des Druckspeichers 5 auf den erforderlichen Wert eingestellt. Weiterhin erfolgt beim Anfahren der Produktionsanlage 1 bzw. der Ausmischanlage 2 unter Berücksichtigung der bekannten und im Speicher des Steuerrechners 21 abgelegten Kennwerte insbesondere betreffend das Regelverhalten der Ausmischanlage 2 das Einbringen des von der Ausmischanlage 2 gelieferten Produktes zunächst in den Pufferspeicher 5 solange, bis davon auszugehen ist, dass die Ausmischanlage 2 an ihrem Ausgang des Produkt mit der Sollrezeptur liefert. Im Anschluss daran erfolgt dann das dosierte Zumischen der im Pufferspeicher 5 gespeicherten, der SollRezeptur möglicherweise nicht entsprechenden Produktphase, und zwar durch entsprechende Ansteuerung des Steuerventils 27 und/oder durch entsprechende Einstellung des Druckes des Inert-Gaspuffers im Pufferspeicher 5 und/oder durch geeignete Ansteuerung der Dosierpumpe.
  • Aufgrund der von den Durchflussmesser 19 und 20 erfassten Volumenströme von der Ausmischanlage 2 an den Pufferspeicher 5 und von dem Pufferspeicher 5 an die Füllmaschine 3 kann in dem Steuerrechner 21 auch sehr exakt das jeweils im Pufferspeicher 5 befindliche Produktvolumen bestimmt werden.
  • Alternativ oder aber auch zusätzlich kann das im Pufferspeicher 5 befindliche Produktvolumen auch durch den Durchflussmesser 30 und ein "Mitrechnen" des Steuerrechners 21 bestimmt werden.
  • Aus den verschiedenen Messwerten sowie aus weiteren in dem Steuerrechner 21 abgespeicherten Parametern, beispielsweise aus dort abgespeicherten Parametern und/oder Kennlinien der Ausmischanlage 2 und der Füllmaschine 3 werden im Steuerrechner 21 die Stellgrößen gebildet, und zwar in der beschriebenen Form u.a. zur Steuerung und/oder Regelung des Volumenstroms in der Produktleitung 9, aus der Produktleitung 9 in den Pufferspeicher 5, aus dem Pufferspeicher 5 in die Produktleitung 9 bzw. an die Füllmaschine 3 und in den dortigen Füllgut- oder Produktkessel 11usw. Hierfür sind u.a. die durch den Steuerrechner 21 angesteuerten Steuerventile 25 - 27 vorgesehen. Durch die Ansteuerung insbesondere dieser Steuerventile und/oder der Dosierpumpe 31 können die vorstehend genannten Funktionen des Pufferspeichers 5 gesteuert durch den Steuerrechner 21 erreicht werden.
  • Weiterhin sind in dem Steuerrechner 21 bevorzugt zur Steuerung der verschiedenen Betriebszustände der Produktionsanlage 1 und insbesondere auch des Pufferspeichers 5 Programmvorgaben oder -routinen hinterlegt, insbesondere auch für das Einspeisen und Ausbringen des Produktes oder Differenzvolumina dieses Produktes in bzw. aus dem Pufferspeicher 5.
  • Die Figur 2 zeigt als weitere Ausführungsform eine Produktionsanlage 1a, die sich von der Produktionsanlage 1 im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass anstelle der Ausmischanlage 2 ein das Produkt an ihrem Ausgang bereitstellende Kurz-Zeit-Erhitzungsanlage 28 (nachstehend KZE-Anlage) zum Pasteurisieren des Produktes vorgesehen ist. Die Produktionsanlage 1a dient zum Verarbeiten bzw. Abfüllen solcher Produkte bzw. Getränke, beispielsweise Bier, die zur Erhöhung ihrer Haltbarkeit pasteurisiert werden.
  • Die KZE-Anlage 28 entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktion beispielsweise den dem Fachmann bekannten Pasteuren. Der Pufferspeicher 5 dient bei der Produktionsanlage 1a u.a. auch zur Zwischenspeicherung solcher Produktmengen, die beispielsweise bei einem Stillstand der Füllmaschine 3 durch eine längere Verweildauer in der KZE-Anlage 28 eine Einschränkung hinsichtlich ihrer geschmacklichen Qualität aufweisen, wobei diese im Pufferspeicher 5 zwischengespeicherte Produktmengen mit eingeschränkter geschmacklicher Qualität während des laufenden Prozesses dann gesteuert durch den Steuerrechner 21 dosiert dem Produkt mit der Sollqualität zugemischt werden, und zwar in einer solchen Menge, dass eine Minderung der Qualität, insbesondere auch in geschmacklicher Hinsicht in dem in die Flaschen 4 abgefüllten Produkt nicht feststellbar ist.
  • Der Steuerrechner 21 liefert bei der Produktionsanlage 1a auch wenigstens eine Stellgröße zur Regelung und/oder Steuerung der KZE-Anlage 28, insbesondere auch zur Steuerung des Volumenstroms am Ausgang dieser Anlage, und zwar beispielweise durch entsprechende Ansteuerung einer Produktförderpumpe 29. Im Übrigen erfüllt der Pufferspeicher 5 in der Produktionsanlage 1a auch die weiteren, vorstehend im Zusammenhang mit der Produktionsanlage 1 beschriebenen Funktionen, und zwar durch entsprechende Ansteuerung der Produktionsanlage 1a sowie insbesondere der verschiedenen Steuerventile 25 - 27 in Abhängigkeit von den dem Steuerrechner 21 zugeführten Messwerten- oder parametern sowie unter Berücksichtigung von im Steuerrechner 21 abgelegten Daten, Parametern und/oder Programmvorgaben oder -routinen.
  • Durch die Ausbildung des Pufferspeichers 5 in Form des mehrfach gebogenen und/oder gewendelten Rohres 13 mit ausreichender Länge ohne parallele Stränge usw. wird auch unter Berücksichtigung des reduzierten Speichervolumens des Pufferspeichers 5 u.a. eine verkürzte Verweildauer der in den Pufferspeicher 5 eingebrachten Produktmengen erreicht, sodass Produktmengen oder Produktvolumina, die über eine längere Zeitdauer im Pufferspeicher 5 verbleiben und hierdurch beispielsweise in ihrer geschmacklichen Qualität beeinträchtigt werden könnten, vermieden sind. Weiterhin ergibt sich durch die Ausbildung des Pufferspeichers 5 in Form des Rohres 12 eine wesentlich verbesserte Möglichkeit der Innenreinigung und/oder Innensterilisation und/oder Innendesinfektion des Pufferspeichers 5. Hierfür können grundsätzlich alle bekannten Methoden verwendet werden, die sich für die Innenreinigung und/oder Innensterilisation und/oder Innendesinfektion von Rohren bewehrt haben.
  • Die Figur 3 zeigt den Pufferspeicher 5 nochmals in einer perspektivischen Einzeldarstellung, in der zur Vereinfachung das Sperrventil 16 in der zusätzlichen Steigleitung 17 weggelassen wurde. Wie der Figur 3 zu entnahmen, ist das den Pufferspeicher 5 bildende Rohr 12 so geformt, dass es in mehreren in vertikaler Richtung aufeinander folgenden Ebenen E1 - En jeweils einen mehrfach gewundenen bzw. mäanderartigen Rohrabschnitt bildet, der sich in dem entsprechenden Rohrabschnitt der nächstfolgenden Ebene fortsetzt, wobei zur Erzielung des ständigen Gefälles innerhalb des Pufferspeichers 5 die einzelnen Ebenen E1 - En derart geneigt sind, dass zwei in vertikaler Richtung aufeinander folgende Ebenen E1 - E2, E2 - E3 usw. jeweils einen Winkel kleiner als 90° miteinander einschließen, und zwar in der Weise, dass die Neigung in jeder Ebene E1 - En der Flussrichtung des Produktes innerhalb des Pufferspeichers 5 von oben nach unten entspricht. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Anzahl n der Ebenen Sieben.
  • Durch die beschriebene Ausbildung des Pufferspeichers ist insbesondere auch gewährleistet, dass das für die Reinigung und/oder Sterilisation verwendete Medium den Pufferspeicher 5 bzw. dessen Rohr 12, aber auch das zugehörige Steigrohr 17 in einer turbulenten Strömung durchströmt, sodass allein schon hierdurch ein optimaler Reinigungs- und/oder Sterilisationserfolgt gewährleistet ist. Insbesondere ist es möglich, den Pufferspeicher 5 in eine CIP-Reinigung und/oder Sterilisation und/oder Innendesinfektion der Produktionsanlage 1 bzw. 1a und deren Verbindungsleitungen einzubeziehen, und zwar dadurch, dass das Ventil 18 geschlossen und das Ventil 16 geöffnet wird, so dass das die Produktleitung 5 durchströmende Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium und/oder Desinfektionsmedium auch unter Einbeziehung der Steigleitung 17 den Pufferspeicher 5 bzw. dessen Rohr 12 durchströmt. Zum vollständigen Entlüften sowie zur Vermeidung von Toträumen die mit dem Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium nicht erfasst werden, wird beispielsweise das Ablassventil 13 am oberen Ende 12.1 des Pufferspeichers 5 zumindest kurzzeitig geöffnet.
  • Weitere Vorteile des Pufferspeichers 5 bestehen darin, dass für diesen grundsätzlich keine Abnahme und/oder Zulassung als Druckbehälter erforderlich ist, da für die Herstellung des Pufferspeichers 5 Rohrleitungen bzw. Rohrprofile verwendet werden, die bereits über die entsprechende Freigabe für den im Pufferspeicher 5 während des Betriebes maximal auftretenden Druck verfügen.
  • Durch das allseitige Gefälle, die das Rohr 12 von dem oberen Rohrende 12.1 bis an das untere Rohrende 12.2 aufweist, ist erreicht, dass der Pufferspeicher 5 vollständig entleert werden kann, und zwar beispielsweise am Ende einer Produktion und/oder vor und nach einer Reinigung- und/oder Sterilisation und/oder Desinfektion der Produktionsanlage 1 bzw. 1a.
  • Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass der Pufferspeicher 5 von einem einzigen Rohr 12 gebildet ist. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den Pufferspeicher 5 so auszuführen, dass dessen Innenraum von wenigstens zwei Rohren gebildet ist, die dann funktionsmäßig parallel zueinander an der Produktleitung 9 zwischen der Einrichtung zum Bereitstellen des Produktes, nämlich beispielsweise der Anmischanlage 2 oder der KZE-Anlage 28 und der Füllmaschine 3 vorgesehen sind. Dabei versteht es sich von selbst, dass bei einer Ausbildung des Pufferspeichers 5 aus wenigstens zwei, funktionsmäßig parallelen Rohren jedes dieser Rohre zumindest mit einem eigenen Steuerventil 27 versehen ist. Bei besonders vorteilhaften Ausgestaltungen verfügen alle parallelen Rohre jeweils über eine komplette, identische Ausstattung an Steuer-, Mess- und Regelelementen und Pumpen.
  • Vorstehend wurde der Einfachheit halber davon ausgegangen, dass das den Pufferspeicher 5 bildende Rohrstück 12 ein vom oberen Rohrende 12.1 zum unteren Rohrende 12.2 durchgehendes Rohrstück ist. Selbstverständlich kann das Rohr 12 auch aus mehreren Einzel-Rohren oder aus mehreren Rohrabschnitten zusammengesetzt sein, beispielsweise aus mehreren Rohrabschnitten, die jeweils die in den Ebenen E1 - En angeordneten Rohrabschnitte sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 1, 1a
    Produktionsanlage
    2
    Ausmischanlage
    3
    Füllmaschine
    4
    Flasche
    5
    Pufferspeicher
    6, 7
    Behälter der Ausmischanlage 2
    8
    Mischstrecke
    9
    Produktleitung
    10
    Füllelement
    11
    Produkt- oder Füllgutkessel
    12
    Rohr
    12.1
    oberes Rohrende
    12.2
    unteres Rohrende
    13
    Ablassventil
    14
    Steuerventil
    15
    Quelle für unter Druck stehendes Inert-Gas
    16
    Sperrventil
    17
    Steigleitung
    18
    Sperrventil
    19, 20
    Durchflussmesser
    21
    Steuerrechner
    22
    Drucksensor
    23
    Füllstands- und Drucksensor
    24
    Sensor zur Erfassung der Leistung der Füllmaschine 3
    25, 26, 27
    Steuerventil
    28
    KZE-Anlage
    29
    Produktpumpe
    30
    Durchflussmesser
    31
    Dosierpumpe
    E1 - E7
    Ebene

Claims (25)

  1. Produktionsanlage zum Abfüllen von Produkten in Form eines flüssigen Füllgutes in Flaschen oder dergleichen Behälter (4), mit einer Einrichtung (2, 28) zum Bereitstellen des Produktes, mit einer mit dieser Einrichtung über wenigstens eine Produktleitung (9) verbundenen Füllmaschine (3) zum Füllen der Behälter (4) mit dem Produkt, sowie mit wenigstens einem an die Produktleitung (9) angeschlossenen und einen Speicherraum für das Produkt bildenden Pufferspeicher (5), wobei der Pufferspeicher (5) von einem mehrfach gebogenen und/oder gewundenen und/oder gewendelten Rohr (12) gebildet ist, und der Innenraum des Rohres (12) den Produktspeicherraum bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine, den Pufferspeicher (5) bildende Rohr (12) mit einem durchgehenden Gefälle von einem die Oberseite des Pufferspeichers (5) bildenden Rohrende oder -abschnitt (12.1) bis zu einem unteren einen Einlass und/oder Auslass des Pufferspeichers bildenden Rohrende oder -abschnitt (12.2) ausgeführt ist.
  2. Produktionsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr (12) an der Pufferspeicheroberseite und/oder im Bereich seines oberen Rohrendes oder -abschnitts (12,1) über eine zusätzliche, vorzugsweise ein Sperrventil (16) aufweisende Leitung (17) mit der Produktleitung (9) verbunden ist.
  3. Produktionsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Produktleitung (9) zwischen dem von dem unteren Rohrende oder -abschnitt (12.2) gebildeten Einlass und/oder Auslass des Pufferspeichers (5) und dem Anschluss der zusätzlichen Leitung (17) ein Sperrventil (18) vorgesehen ist.
  4. Produktionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den Pufferspeicher (5) bildende eine Rohr (12) sich ausgehend von einem unteren, den Einlass und/oder Auslass des Pufferspeichers (5) bildenden Rohrende oder -abschnitt (12.2) in im Wesentlichen in vertikaler Richtung nach oben erstreckt.
  5. Produktionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den Pufferspeicher (5) bildende Rohr (12) an einem oberen Rohrende oder -abschnitt (12.1) zur Ausbildung eines Inert-Gaspuffers gesteuert mit dem Druck eines Inert-Gases beaufschlagbar ist.
  6. Produktionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ein- und/oder Auslass (12.2) des Pufferspeichers (5) wenigstens ein den Produktzufluss und/oder -abfluss steuerndes Steuerventil (27) vorgesehen ist.
  7. Produktionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ein- und/oder Auslass (12.2) des Pufferspeichers (5) wenigstens eine Pumpe, vorzugsweise eine Dosierpumpe (31) vorgesehen Ist.
  8. Produktionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ein- und/oder Auslass (12.2) des Pufferspeichers (5) wenigstens ein Durchflussmesser (30) vorgesehen ist.
  9. Produktionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bereitstellen des Produktes eine Anmischanlage (2) zum Mischen das Produktes aus wenigstens zwei Komponenten und/oder eine Filteranlage und/oder eine KZE-Anlage (28) ist.
  10. Produktionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung oder einen Steuerrechner (21), der in Abhängigkeit von zugeführten Messgrößen, gegebenenfalls auch unter Berücksichtigung von im Steuerrechner (21) abgelegten Parametern und/oder Programmvorgaben oder -routinen den Volumenstrom des Produktes von der Einrichtung (2, 28) zum Bereltstellen des Produktes an die Füllmaschine (3) und/oder in den wenigstens einen Pufferspeicher (5) und/oder aus dem wenigstens einen Pufferspeicher (5) an die Füllmaschine (3) und/oder den Druck in dem wenigstens einen Pufferspeicher (5) und/oder in der Füllmaschine (3) steuert oder regelt.
  11. Produktionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine, den mindestens einen Pufferspeicher (5) bildende Rohr (12) derart geformt ist, dass es In mehreren In vertikaler Richtung aufeinander folgenden Ebenen (E1 - En) mehrfach gewundene oder mäanderartige Rohrabschnitte bildet.
  12. Produktionsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in vertikaler Richtung aufeinander folgende Ebenen jeweils einen spitzen Winkel, d.h. einen Winkel kleiner als 90° miteinander einschließen.
  13. Produktionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine, den Pufferspeicher (5) bildende Rohr (12) aus mehreren Teilrohren oder Rohrabschnitten besteht.
  14. Produktionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Produktleitung (9) mehrere Pufferspeicher (5) vorgesehen sind.
  15. Verwendung eines Pufferspeichers in einer Produktionsanlage zum Abfüllen von Produkten in Form eines flüssigen Füllgutes in Flaschen oder dergleichen Behälter (4), wobei der Pufferspeicher (5) von einem mehrfach gebogenen und/oder gewundenen und/oder gewendelten Rohr (12) gebildet ist, und wobei der Innenraum des Rohres (12) einen Produktspeicherraum bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine den Pufferspeicher (5) bildende Rohr (12) mit einem durchgehenden Gefälle von einem die Oberseite des Pufferspeichers (5) bildenden Rohrende oder -abschnitt (12.1) bis zu einem unteren in Einlass- und/oder Auslass des Pufferspeichers bildenden Rohrende oder-abschnitt (12.2) ausgeführt ist.
  16. Verwendung eines Pufferspeichers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr (12) an der Pufferspeicheroberseite und/oder im Bereich seines oberen Rohrendes oder-abschnitts (12.1) mit einer zusätzlichen, vorzugsweise ein Sperrventil (16) aufweisenden Leitung (17) verbunden ist.
  17. Verwendung eines Pufferspeichers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den Pufferspeicher (5) bildende wenigstens eine Rohr (12) sich ausgehend von einem unteren, den Einlass- und/oder Auslass des Pufferspeichers (5) bildenden Rohrende oder -abschnitt (12.2) in im Wesentlichen vertikaler Richtung nach oben erstreckt.
  18. Verwendung eines Pufferspeichers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den Pufferspeicher (5) bildende Rohr (12) an einem oberen Rohrende oder -abschnitt (12.1) zur Ausbildung eines Inert-Gaspuffers gesteuert mit dem Druck eines Inert-Gases beaufschlagbar ist.
  19. Verwendung eines Pufferspeichers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ein- und/oder Auslass (12.2) des Pufferspeichers (5) wenigstens ein den Produktzufluss und/oder -abfluss steuerndes Steuerventil (27) vorgesehen ist.
  20. Verwendung eines Pufferspeichers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ein- und/oder Auslass (12.2) des Pufferspeichers (5) wenigstens ein den Produktzufluss und/oder -abfluss steuerndes Steuerventil (27) vorgesehen ist.
  21. Verwendung eines Pufferspeichers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ein- und/oder Auslass (12.2) des Pufferspeichers (5) wenigstens eine Pumpe, vorzugsweise eine Dosierpumpe (31) vorgesehen ist.
  22. Verwendung eines Pufferspeichers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ein- und/oder Auslass (12.2) des Pufferspeichers (5) wenigstens ein Durchflussmesser (30) vorgesehen ist.
  23. Verwendung eines Pufferspeichers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine, den mindestens einen Pufferspeicher (5) bildende Rohr (12) derart geformt ist, dass es in mehreren in vertikaler Richtung aufeinander folgenden Ebenen (E1 - En) mehrfach gewundene oder mäanderartige Rohrabschnitte bildet.
  24. Verwendung eines Pufferspeichers nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in vertikaler Richtung aufeinander folgende Ebenen jeweils einen spitzen Winkel, d.h. einen Winkel kleiner als 90° miteinander einschließen.
  25. Verwendung eines Pufferspeichers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine, den Pufferspeicher (5) bildende Rohr (12) aus mehreren Teilrohren oder Rohrabschnitten besteht.
EP10711143.7A 2009-04-09 2010-03-18 Produktionsanlage zum abfüllen von produkten in form jeweils eines flüssigen füllgutes Not-in-force EP2417050B1 (de)

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