EP2607297B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen von Behältern - Google Patents

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EP2607297B1
EP2607297B1 EP20120197694 EP12197694A EP2607297B1 EP 2607297 B1 EP2607297 B1 EP 2607297B1 EP 20120197694 EP20120197694 EP 20120197694 EP 12197694 A EP12197694 A EP 12197694A EP 2607297 B1 EP2607297 B1 EP 2607297B1
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EP
European Patent Office
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filling
container
mode
filling mode
evacuation
Prior art date
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EP20120197694
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EP2607297A1 (de
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Michael Zimmermann
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Krones AG
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Krones AG
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Publication date
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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
    • B67C3/007—Applications of control, warning or safety devices in filling machinery
    • 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
    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/10—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure preliminary filling with inert gases, e.g. carbon dioxide

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for filling containers by means of a filling member, preferably for filling beverage bottles by means arranged in a ring filler fillers.
  • beverage bottles such as glass bottles with oxygen-sensitive drinks such as beer or sparkling wine
  • a gas for example CO 2
  • the beverage bottle is purged with CO 2 , whereupon the actual filling of the beverage bottle with the product then takes place at the desired filling level, at the desired filling volume or the desired filling weight.
  • a controlled pressure relief of the beverage bottle is also typically carried out after the completion of filling and calming the liquid level to reduce foaming, wherein the gas located in the headspace above the filling level is slowly released to atmospheric pressure.
  • Such a vacuum filling machine is for example in the DE 299 17 605 U1 described.
  • Another device for filling vessels which are flushed with a gas before the actual filling with a product and then biased, is for example from WO 2006/119893 A1 known.
  • the DE 28 45 646 A1 relates to a circulating vessel treatment plant.
  • the DE 42 03 786 A1 relates to a device for removing fragments of broken bottles in a filling machine.
  • the US 3,073,444 relates to a bottle inspection and detection method and apparatus.
  • the same filling mode is used as when filling a regular bottle.
  • the new bottle is at least initially evacuated even when partially filled, then rinsed with gas, then biased and then only partially filled with the product. After only partial product filling also takes place a controlled discharge to atmospheric pressure.
  • the filling member is operated in a first filling mode for the regular filling of the container with liquid.
  • the filling element is operated after a container defect for at least one machine cycle in a second filling mode.
  • the second filling mode comprises only volume flows into the container. Accordingly, in the regular filling in the first process mode, evacuation and controlled unloading can be performed. In the second process mode, however, at least an evacuation and a controlled unloading is dispensed with.
  • the first filling mode preferably comprises at least the steps of evacuating and completely filling the container.
  • Complete filling means a filling of the container in such a way that either the desired filling level or the desired filling volume or filling weight of product is introduced into the container.
  • the first filling mode additionally comprises the step of pre-loading the container before filling. It is further preferred if, in the first filling mode, a step of controlled unloading of the container after filling is also included.
  • the first filling mode may also include the step of purging the Container with purge gas after evacuation, preferably at least a double cycle of evacuation and purging include.
  • the first filling mode is the filling mode which according to the prior art was used both for the regular filling of the containers and for the semi-filling of the following containers on a filling device after a container defect.
  • This filling mode is used according to the present invention only for regular filling.
  • the second filling mode preferably comprises the partial filling of the container and / or the biasing of the container.
  • partially filling the container is understood here that the container is not filled to its regular volume, weight or level, but the filling with the liquid is terminated much earlier. For example, the container can be filled only half.
  • This partial filling on the one hand ensures that impurities from the previous machine cycle in which a container defect has occurred are flushed out.
  • the correspondingly only partially filled container can then be easily removed in a subsequent process step in the filling, as it is detected as underfilled. In this way it is ensured that the flushed impurities do not reach the end customer.
  • the partial filling and liquid, especially beverage, saved whereby the process is more economical to operate.
  • the second filling mode preferably comprises the flushing of flushing gas into the container. Also in this way a positive volume flow into the container can be achieved.
  • the second filling mode may include only the steps of biasing and partially filling the container. Accordingly, the second filling mode preferably does not include a process step of evacuation and also no process step of the controlled unloading of the container.
  • the filling process in the second filling mode which fundamentally differs from the first filling mode in that evacuation and controlled unloading of the container does not take place, is carried out so that splinters, glass dust and other contaminants through the in Container directed in volume flows can be washed and rinsed into the container interior, but that these splinters, dust and other impurities can not get caught in individual components of the filling organ.
  • filling mode is understood here as the sequence of the different steps in the filling device.
  • work is done only in a single filling mode, namely evacuation, rinsing, pre-loading and then filling of the respective container, followed by a controlled unloading of the container.
  • half-filling which is used to only partially fill the subsequent containers on a filling member on which a container was burst in the previous machine cycle, this filling mode is used.
  • the two filling modes of the present invention are fundamentally different sequences of the individual process steps, namely in the first filling mode to the conventional filling, ie evacuation, rinsing, biasing, filling, relieving the container, in the second Behellmodus, however, completely refrained from evacuating. Furthermore, the controlled unloading is dispensed with.
  • the first filling mode and the second filling mode are two completely different sequences of steps when filling the containers with product.
  • the device which in the FIGS. 1 and 2 is shown, for example, for filling a liquid F, such as beer or sparkling wine, formed in the container G.
  • the liquid F is provided up to a liquid level P in a storage container, which may be formed in a round filler, for example in the form of the annular container 1.
  • the FIG. 1 shows here a section through the filling member 10, which is connected to the annular container 1 and which is designed to fill the container G.
  • the container G is evacuated to reduce or remove the atmospheric oxygen and flushed with a purge gas, here with CO 2 .
  • a purge gas here with CO 2 .
  • This process of evacuation and rinsing can also be performed several times in order to achieve the best possible removal of atmospheric oxygen from the interior of the container G.
  • a Gas line 5 is provided which communicates with the container G in an orifice area. Via a corresponding valve position of a connected to the gas line 5 valve block 6, the gas line 5 is connected to a vacuum source, not shown here.
  • the gas line 5 is now connected via a corresponding valve position of the valve block 6 via a biasing line 7 with the pressurized space S above the liquid F in the annular container 1, so that corresponding to the gas line 5, the container G with CO 2 be rinsed and biased.
  • the evacuating, rinsing and biasing of the container G can be achieved in this way, in the valve block, the gas line 5 is switched only between the vacuum source and the space S above the liquid F back and forth.
  • a return gas pipe 4 can furthermore be closed by means of a plunger 12, and only then is the gas pipe 5 connected via a corresponding valve position of the valve block 6 to the vacuum line.
  • the valve position of, for example, the vacuum valve 23 and the clamping gas valve 24 for introducing the pressurized purge gas is changed.
  • the bias gas valve 24 may be closed, and the reservoir G reconnected to the vacuum channel via the vacuum valve 23 to again draw a vacuum in the reservoir G. This is followed by a filling of the container G via the clamping gas valve 24 completely with clamping gas to provide a bias of the container G to the corresponding filling pressure.
  • the pressure which is located in the headspace of the container G, can be controlled via the vacuum valve 23 drained until the headspace of the container G is at ambient pressure.
  • container G are regularly filled with the liquid F, wherein after each machine cycle, a new empty container G is connected to the respective Beglallorgan for filling and is accordingly separated after unloading again from the Be galllorgan.
  • the destruction of the container in the previous machine cycle is detected in a conventional manner, for example via pressure sensors during pretensioning, by visual inspection or by other suitable measures.
  • the relevant filling member is operated at least in the next machine cycle in a second filling mode.
  • the valve block is actuated such that no volume flows from the container G into the device take place, but only volume flows into the container G take place. Accordingly, the container G is then neither evacuated, nor is a controlled discharge made after filling. In this way, sucking the glass splinters, glass dust or other impurities in the gas line 5, or-depending on the valve circuit - in the return gas pipe 4, are avoided.
  • the return gas pipe 4 preferably remains closed in this second filling mode also via the plunger 12 in order to avoid a volume backflow here as well. Due to the only partial filling of the container G can be filled here against the increasing pressure in the container G, without a discharge would have to take place.
  • a first method step S100 it is checked whether the container had a container defect at the respective filling member in the preceding machine cycle, or whether the container was correspondingly intact.
  • the process continues in the first fill mode M1.
  • the steps of evacuating the container S102, purging the container S104, biasing the container S106, completely filling the container S108, and relieving the headspace volume of the filled container S110 are performed. This results in a regularly filled container.
  • step S100 the method continues after step S100 in the second filling mode M2.
  • steps are carried out which have a volume flow into the container, namely the steps of biasing the container S206 and partially filling the container S208.
  • the container may be half-filled.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mittels eines Füllorgans, bevorzugt zum Befüllen von Getränkeflaschen mittels in einem Ringfüller angeordneten Füllorganen.
    • Stand der Technik
  • Das Befüllen von Behältern mittels Füllorganen, insbesondere mittels eines Ringfüllers, ist wohlbekannt.
  • Beim Befüllen von Getränkeflaschen, beispielsweise von Glasflaschen mit sauerstoffempfindlichen Getränken wie Bier oder Sekt, ist es bekannt, die Getränkeflaschen vor der eigentlichen Befüllung mit dem Getränk zu evakuieren. Dann wird der Innenraum der Getränkeflasche mit einem Gas gespült, beispielsweise mit CO2, um den Sauerstoffanteil in der Flasche zu reduzieren. Darauf folgt ein Vorspannen der Getränkeflasche auf den Befülldruck mit CO2, worauf hin dann das eigentliche Befüllen der Getränkeflasche mit dem Produkt auf die gewünschte Füllhöhe, auf das gewünschte Füllvolumen oder das gewünschte Füllgewicht stattfindet.
  • In einem solchen Füllverfahren wird weiterhin typischerweise nach dem Abschluss des Befüllens und einem Beruhigen des Flüssigkeitsspiegels zur Reduzierung der Schaumbildung eine kontrollierte Druckentlastung der Getränkeflasche vorgenommen, wobei das sich im Kopfraum über der Füllhöhe befindliche Gas langsam auf Atmosphärendruck abgelassen wird.
  • Eine solche Vakuumfüllmachine ist beispielsweise in der DE 299 17 605 U1 beschrieben.
  • Eine weitere Vorrichtung zum Füllen von Gefäßen, welche vor der eigentlichen Befüllung mit einem Produkt mit einem Gas gespült und dann vorgespannt werden, ist beispielsweise aus der WO 2006/119893 A1 bekannt.
  • Die DE 28 45 646 A1 betrifft eine umlaufende Gefäßbehandlungsanlage.
  • Die DE 42 03 786 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen von Scherben gebrochener Flaschen bei einer Füllmaschine.
  • Die US 3,073,444 betrifft ein Flascheninspektions- und -detektionsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung.
  • Bei der Durchführung des oben genannten bekannten Verfahrens kommt es immer wieder vor, dass beschädigte Glasflaschen beim Vorspannen zerbrechen. Nach dem Durchlauf der Füllerrunde mit einem leeren Füllorgan aufgrund der zerbrochenen Flasche wird dann in der nächsten Füllerrunde eine neue Flasche an dem entsprechenden Füllorgan aufgenommen. Diese sich an der Position der zuvor zerbrochenen Flasche befindliche Flasche wird dann mit dem gleichen Befüllmodus befüllt, wie die regulären Flaschen. Allerdings wird die sich nun an der Position der zuvor zerborstenen Flasche befindliche Flasche in diesem Befüllmodus nicht vollständig gefüllt, sondern lediglich teilweise gefüllt. Diese auf diese Weise teilweise gefüllte Flasche wird dann später als fehlerhaft automatisch aus dem Flaschenstrom ausgeschleust. Auf diese Weise wird versucht, möglicherweise von der zerbrochenen Flasche übrig gebliebene Verunreinigungen, Splitter und Glasstaub in eine definiert fehlerhaft befüllte Flasche zu bringen und diese Flasche dann auszuschleusen. Dieses Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 wird in der EP 0 043 617 A1 beschrieben.
  • Bei dem nur teilweisen Befüllen der Flasche, welches auch als "Halbanfüllen" bezeichnet wird, wird der gleiche Befüllmodus verwendet, wie beim Befüllen einer regulären Flasche. Insbesondere wird in diesem Befüllmodus auch beim teilweisen Befüllen die neue Flasche zumindest zunächst evakuiert, dann mit Gas gespült, dann vorgespannt und dann nur teilweise mit dem Produkt befüllt. Nach der nur teilweisen Produktbefüllung findet auch eine kontrollierte Entlastung auf Atmosphärendruck statt.
  • Hieran nachteilig erscheint, dass Glassplitter, Glasstaub und andere Verunreinigungen, welche von der zuvor zerborstenen Flasche stammen, durch die Evakuierung und die kontrollierte Entlastung in den entsprechenden Evakuierungskanal und/oder den Entlastungskanal eingezogen werden können. Hierdurch können die Glassplitter, der Glasstaub und die anderen Verunreinigungen beispielsweise an dem Ventilsitz des Evakuierungsventils bzw. Entlastungsventils gelangen und dort einen Schaden anrichten. Weiterhin können diese Glassplitter, Glasstaub und andere Verunreinigungen dann nicht sicher aus dem System entfernt werden und möglicherweise eine nachfolgende Flasche unkontrolliert kontaminieren.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zuverlässigkeit eines Verfahrens zum Befüllen von Behältern weiter zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Entsprechend wird in dem Verfahren zum Befüllen von Behältern mittels eines Füllorgans, das Füllorgan in einem ersten Befüllmodus zur regulären Befüllung des Behälters mit Flüssigkeit betrieben. Erfindungsgemäß wird das Füllorgan nach einem Behälterdefekt für wenigstens einen Maschinentakt in einem zweiten Befüllmodus betrieben.
  • Durch die Umschaltung des Betriebs des Füllorgans von einem ersten Befüllmodus, in welchem der Behälter regulär befüllt wird, in einen zweiten Befüllmodus, in welchem das Füllorgan nach einem vorhergehenden Behälterdefekt für wenigstens einen Maschinentakt in dem zweiten Befüllmodus betrieben wird, kann erreicht werden, dass die jeweiligen Befüllmodi für die Befüllung bzw. für das teilweise Befüllen eines Behälters nach einem Behälterdefekt optimal eingestellt werden können.
  • Um ein Einziehen von Glassplittern, Glasstaub oder anderen Verunreinigungen in die Befüllvorrichtung herein nach einem vorhergehenden Behälterdefekt zu verhindern, umfasst der zweite Befüllmodus ausschließlich Volumenströme in den Behälter hinein. Entsprechend kann bei der regulären Befüllung im ersten Prozessmodus ein Evakuieren und ein kontrolliertes Entlasten durchgeführt werden. Im zweiten Prozessmodus hingegen wird zumindest auf ein Evakuieren und ein kontrolliertes Entlasten verzichtet.
  • Der erste Befüllmodus umfasst bevorzugt entsprechend zumindest die Schritte des Evakuierens und des vollständigen Befüllens des Behälters. Unter vollständigem Befüllen wird hier eine Befüllung des Behälters derart verstanden, dass entweder die gewünschte Füllhöhe oder aber das gewünschte Füllvolumen oder Füllgewicht an Produkt in den Behälter eingeleitet wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst der erste Befüllmodus zusätzlich den Schritt des Vorspannens des Behälters vor der Befüllung. Weiter bevorzugt ist es, wenn im ersten Befüllmodus auch ein Schritt des kontrollierten Entlastens des Behälters nach der Befüllung umfasst ist. Darüber hinaus kann der erste Befüllmodus auch den Schritt des Spülens des Behälters mit Spülgas nach dem Evakuieren, bevorzugt mindestens einen zweifachen Zyklus an Evakuieren und Spülen, umfassen.
  • Bei dem ersten Befüllmodus handelt es sich entsprechend um den Befüllmodus, welcher gemäß dem Stand der Technik sowohl für das reguläre Befüllen der Behälter, als auch für das Halbanfüllen der nachfolgenden Behälter an einem Füllorgan nach einem Behälterdefekt verwendet wurde. Dieser Befüllmodus wird gemäß der vorliegenden Erfindung nur noch zum regulären Befüllen verwendet.
  • Der zweite Befüllmodus umfasst bevorzugt das teilweise Befüllen des Behälters und/oder das Vorspannen des Behälters. Unter teilweisem Befüllen des Behälters wird hier verstanden, dass der Behälter nicht auf sein reguläres Volumen, Gewicht oder Füllhöhe aufgefüllt wird, sondern die Befüllung mit der Flüssigkeit deutlich früher beendet wird. Beispielsweise kann der Behälter nur zur Hälfte angefüllt werden. Durch dieses teilweise Befüllen wird zum einen erreicht, dass Verunreinigungen aus dem vorherigen Maschinentakt, in welchem ein Behälterdefekt aufgetreten war, ausgespült werden. Der entsprechend nur teilweise gefüllte Behälter kann dann in einem nachfolgenden Verfahrensschritt in der Füllanlage einfach ausgeschleust werden, da er als unterfüllt erkannt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die ausgespülten Verunreinigungen nicht zum Endkunden gelangen. Weiterhin wird durch das teilweise Befüllen auch Flüssigkeit, insbesondere Getränk, eingespart, wodurch das Verfahren wirtschaftlicher zu betreiben ist.
  • Bevorzugt umfasst der zweite Befüllmodus das Einspülen von Spülgas in den Behälter. Auch auf diese Weise kann ein positiver Volumenstrom in den Behälter hinein erreicht werden.
  • Um ein besonders sicheres Verfahren bezüglich der Vermeidung des Einsaugens von Verunreinigungen bereit zu stellen, kann der zweite Befüllmodus ausschließlich die Schritte des Vorspannens und des teilweisen Befüllens des Behälters umfassen. Bevorzugt umfasst der zweite Befüllmodus entsprechend keinen Prozessschritt des Evakuierens und auch keinen Prozessschritt des kontrollierten Entlastens des Behälters.
  • Auf diese Weise wird erreicht, dass der Befüllprozess im zweiten Befüllmodus, welcher sich fundamental vom ersten Befüllmodus dahingehend unterscheidet, dass eine Evakuierung und ein kontrolliertes Entlasten des Behälters nicht stattfindet, so ausgeführt wird, dass Splitter, Glasstaub und andere Verunreinigungen zwar durch die in den Behälter hinein gerichteten Volumenströme abgewaschen werden können und in das Behälterinnere gespült werden, dass sich diese Splitter, Staub und andere Verunreinigungen jedoch nicht in einzelnen Komponenten des Füllorgans verfangen können.
  • Entsprechend kann einer Verfrachtung der unerwünschten Substanzen in den Vakuumkanal und/oder in den Entlastungskanal und einem erhöhten Verschleiß an den entsprechenden Ventilsitzen entgegengewirkt werden. Daher können auch Fehlfüllungen bzw. der Ausfall des entsprechenden Füllorganes auf diese Weise reduziert werden.
  • Unter dem Begriff "Befüllmodus" wird hier die Abfolge der unterschiedlichen Schritte in der Befüllvorrichtung verstanden. In den Befüllvorrichtungen der herkömmlichen Art wird lediglich in einem einzigen Befüllmodus gearbeitet, nämlich dem Evakuieren, Spülen, Vorspannen und dann Befüllen des jeweiligen Behälters, gefolgt von einem kontrollierten Entlasten des Behälters. Auch bei der Funktion des Halbanfüllens, welche dazu verwendet wird, die nachfolgenden Behälter an einem Füllorgan, an welchem im vorherigen Maschinentakt ein Behälter geborsten war, lediglich teilweise zu befüllen, wird dieser Befüllmodus verwendet.
  • Bei den zwei Befüllmodi der vorliegenden Erfindung hingegen handelt es sich um grundlegend unterschiedliche Abfolgen der einzelnen Prozessschritte, nämlich im ersten Befüllmodus um den herkömmlichen Befüllmodus, also ein Evakuieren, Spülen, Vorspannen, Füllen, Entlasten des Behälters, beim zweiten Befüllmodus hingegen wird jedoch vollständig auf ein Evakuieren verzichtet. Weiterhin wird auf das kontrollierte Entlasten verzichtet. Es handelt sich also bei dem ersten Befüllmodus und dem zweiten Befüllmodus um zwei vollkommen unterschiedliche Schrittabfolgen beim Befüllen der Behälter mit Produkt.
  • Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus dem Unteranspruch.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern;
    • Figur 2 einen senkrechten Schnitt durch einen Ventilblock; und
    • Figur 3 einen schematischen Ablauf des Verfahrens.
    Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet, um Redundanzen in der Beschreibung zu vermeiden.
  • Die Vorrichtung, welche in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, ist beispielsweise zum Abfüllen einer Flüssigkeit F, wie beispielsweise Bier oder Sekt, im Behälter G ausgebildet. Die Flüssigkeit F ist bis zu einem Flüssigkeitsspiegel P in einem Vorratsbehälter vorgesehen, welcher in einem Rundfüller beispielsweise in Form des Ringbehälters 1 ausgebildet sein kann. Die Figur 1 zeigt hier einen Schnitt durch das Füllorgan 10, welches mit dem Ringbehälter 1 verbunden ist und welches zur Befüllung des Behälters G ausgebildet ist.
  • Zur Befüllung des Behälters G mit einer sauerstoffempfindlichen Flüssigkeit, beispielsweise Bier oder Sekt, wird der Behälter G zur Verringerung oder Entfernung des Luftsauerstoffs evakuiert und mit einem Spülgas, hier mit CO2, gespült. Dieser Vorgang des Evakuierens und Spülens kann auch mehrfach durchgeführt werden, um eine möglichst gute Entfernung des Luftsauerstoffs aus dem Innenraum des Behälters G zu erreichen. Durch die Verringerung des Luftsauerstoffs im Inneren des Behälters G kann die Haltbarkeit des abgefüllten Getränkes deutlich gesteigert werden.
  • Bei CO2-haltigen Getränken, wie beispielsweise Bier oder Sekt, kommt es zu einem verstärkten Aufschäumen während des Befüllens, welches durch das Entbinden von CO2 aus dem Getränk hervorgerufen wird. Aus diesem Grund wird vor dem Befüllen des Behälters G dieser auf einen vorbestimmten Druck vorgespannt, um ein übermäßiges Entbinden von CO2 aus der Flüssigkeit zu vermeiden. Die Vorspannung wird sinnvoller Weise ebenfalls mit CO2 aufgebracht. Die Aufschäumneigung kann durch die Vorspannung deutlich verringert werden, so dass ein schnellerer Füllprozess erreicht werden kann.
  • Der Raum S oberhalb der Flüssigkeit F steht unter Druck und ist beispielsweise mit CO2 gefüllt und entsprechend vorgespannt. Um den Behälter G nun zu evakuieren, ist beispielsweise eine Gasleitung 5 vorgesehen, welche in einem Mündungsbereich mit dem Behälter G kommuniziert. Über eine entsprechende Ventilstellung eines mit der Gasleitung 5 verbundenen Ventilblocks 6 wird die Gasleitung 5 mit einer hier nicht gezeigten Vakuumquelle verbunden.
  • Zum Spülen und zum Vorspannen wird die Gasleitung 5 nun über eine entsprechende Ventilstellung des Ventilblocks 6 über eine Vorspannleitung 7 mit dem unter Druck stehenden Raum S oberhalb der Flüssigkeit F im Ringbehälter 1 verbunden, so dass entsprechend über die Gasleitung 5 der Behälter G mit CO2 gespült und vorgespannt werden kann. Durch entsprechende Schaltung der Ventilstellungen im Ventilblock 6 kann auf diese Weise das Evakuieren, Spülen und Vorspannen des Behälters G erreicht werden, wobei im Ventilblock die Gasleitung 5 lediglich zwischen der Vakuumquelle und dem Raum S oberhalb der Flüssigkeit F hin und her geschaltet wird.
  • Diese Schaltvorgänge werden in dem in Figur 2 schematisch gezeigten Ventilblock 6 über die Ventile 23, 24 gesteuert.
  • Zum Evakuieren kann weiterhin ein Rückgasrohr 4 mittels eines Stößels 12 verschlossen werden und dann erst wird die Gasleitung 5 über eine entsprechende Ventilstellung des Ventilblocks 6 mit der Vakuumleitung verbunden. Wenn ein hinreichend gutes Vakuum in dem Behälter G erreicht ist, wird die Ventilstellung beispielsweise des Vakuumventils 23 und des Spanngasventils 24 zum Einbringen des unter Druck stehenden Spülgases geändert. Nachdem das Spülgas eingeströmt ist, kann in einem bevorzugten Prozess wiederum das Spanngasventil 24 geschlossen werden, und der Behälter G wieder mit dem Vakuumkanal über das Vakuumventil 23 verbunden werden, um erneut ein Vakuum in dem Behälter G zu ziehen. Hierauf folgt ein Befüllen des Behälters G über das Spanngasventil 24 vollständig mit Spanngas, um eine Vorspannung des Behälters G auf den entsprechenden Fülldruck bereitzustellen. Ist dieser Fülldruck erreicht, wird das Spanngasventil 24 geschlossen und die Flüssigkeit F kann durch Öffnen des höhenbeweglichen Ventilkörpers 25 in den Behälter G einströmen. Das sich in dem Behälter G befindliche Spanngas entweicht über das Rückgasrohr 4 zurück in den Raum S des Ringbehälters 1.
  • Nach Abschluss des Füllvorganges kann der Druck, der sich im Kopfraum des Behälters G befindet, über das Vakuumventil 23 kontrolliert abgelassen werden, bis sich der Kopfraum des Behälters G auf Umgebungsdruck befindet.
  • In diesem ersten Befüllmodus werden Behälter G regulär mit der Flüssigkeit F befüllt, wobei nach jedem Maschinentakt ein neuer leerer Behälter G mit dem jeweiligen Befüllorgan zur Befüllung verbunden wird und entsprechend nach dem Entlasten wieder vom Befüllorgan getrennt wird.
  • Sollte der Behälter G während des Vorspannens (oder während irgendeines anderen nachfolgenden Prozessschrittes) zerstört werden, beispielsweise weil er bereits Vorschäden aufweist und beim Vorspannen platzt, können entsprechend Glassplitter, Glasstäube oder andere Verunreinigungen an einer Zentrierglocke 13 bzw. an anderen, mit dem Behälter G in direktem Kontakt stehenden Bereiche der Vorrichtung haften bleiben.
  • Beim nächsten Maschinentakt, also wenn das in Figur 1 gezeigte Befüllorgan dann mit einem neuen Behälter G verbunden ist, können in dem oben ausgeführten Befüllmodus die Splitter und Glasstäube beispielsweise beim Evakuieren oder Entlasten über die Gasleitung 5 bzw. beim Befüllen über das Rückgasrohr 4 in die Vorrichtung eintreten. In einem nachfolgenden Prozessschritt beim regulären Befüllen weiterer Behälter könnten sich dann diese Splitter bzw. Stäube entweder an den jeweiligen Ventilsitzen, beispielsweise dem Ventilsitz des Ventils 23, ablagern oder aber beim nachfolgenden Befüllen wieder unerwünscht in einen Behälter eingetragen werden.
  • Die Zerstörung des Behälters im vorhergehenden Maschinentakt wird auf herkömmliche Weise erkannt, beispielsweise über Drucksensoren beim Vorspannen, durch optische Kontrolle oder durch andere geeignete Maßnahmen.
  • Wenn ein solcher Behälterdefekt auftritt, wird das betreffende Füllorgan zumindest im nächsten Maschinentakt in einem zweiten Befüllmodus betrieben.
  • Entsprechend wird der Ventilblock in dem zweiten Befüllmodus nach der Detektion eines Behälterdefektes so angesteuert, dass keinerlei Volumenflüsse aus dem Behälter G in die Vorrichtung hinein stattfinden, sondern nur Volumenflüsse in den Behälter G hinein stattfinden. Entsprechend wird der Behälter G dann weder evakuiert, noch wird eine kontrollierte Entlastung nach der Befüllung vorgenommen. Auf diese Weise kann ein Einsaugen der Glassplitter, Glasstäube oder anderer Verunreinigungen in die Gasleitung 5, oder-je nach Ventilschaltung - in das Rückgasrohr 4, vermieden werden.
  • Entsprechend wird in dem zweiten Befüllmodus lediglich eine Vorspannung auf den Behälter G aufgebracht und die Flüssigkeit F wird zu einem kleineren Teil eingefüllt. Dies wird auch als "Halbanfüllen" bezeichnet. Eine vollständige Befüllung des Behälters G findet aber nicht statt, um ein nachfolgendes Ausschleusen des Behälters G zu vereinfachen, da dieser dann als unterfüllt ausgeschieden wird.
  • Das Rückgasrohr 4 bleibt in diesem zweiten Befüllmodus bevorzugt ebenfalls über den Stößel 12 verschlossen, um auch hier einen Volumenrückstrom zu vermeiden. Durch die nur teilweise Befüllung des Behälters G kann hier auch gegen den ansteigenden Druck im Behälter G befüllt werden, ohne dass eine Entlastung stattfinden müsste.
  • In der Figur 3 wird das Verfahren, das durch eine (nicht gezeigte) Steuerungseinrichtung gesteuert und koordiniert wird, noch einmal schematisch dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt S100 wird überprüft, ob der Behälter an dem jeweiligen Füllorgan im vorhergehenden Maschinentakt einen Behälterdefekt aufwies, oder ob der Behälter entsprechend intakt war.
  • Wenn der Behälter intakt war, geht das Verfahren im ersten Befüllmodus M1 weiter. Hier werden die Schritte Evakuieren des Behälters S102, Spülen des Behälters S104, Vorspannen des Behälters S106, vollständiges Befüllen des Behälters S108, sowie Entlasten des Kopfraumvolumens des befüllten Behälters S110 durchgeführt. Hieraus resultiert ein regulär befüllter Behälter.
  • Wenn der Behälter im vorhergehenden Maschinentakt defekt war geht das Verfahren nach dem Schritt S100 im zweiten Befüllmodus M2 weiter. Hier werden ausschließlich Schritte durchgeführt, die einen Volumenstrom in den Behälter hinein aufweisen, nämlich die Schritte Vorspannen des Behälters S206 und teilweise Befüllen des Behälters S208. Bei der teilweisen Befüllung des Behälters im Schritt S208 kann der Behälter beispielsweise zur Hälfte gefüllt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ringbehälter
    10
    Füllorgan
    4
    Rückgasrohr
    5
    Gasleitung
    6
    Ventilblock
    7
    Vorspannleitung
    12
    Stößel
    13
    Zentrierglocke
    23
    Vakuumventil
    24
    Spanngasventil
    25
    Ventilkörper
    F
    Flüssigkeit
    G
    Behälter
    P
    Flüssigkeitsspiegel
    S
    Raum über Flüssigkeit

Claims (9)

  1. Verfahren zum Befüllen von Behältern (G) mittels eines Füllorgans (10), wobei das Füllorgan in einem ersten Befüllmodus (M1) zur regulären Befüllung des Behälters (G) mit Flüssigkeit (F) betrieben wird,
    wobei
    das Füllorgan (10) nach einem Behälterdefekt für wenigstens einen Maschinentakt in einem zweiten Befüllmodus (M2) betrieben wird, wobei der erste Befüllmodus (M1) mindestens einen Volumenstrom aus dem Behälter (G) heraus umfasst dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite Befüllmodus (M2) ausschließlich Volumenströme in den Behälter (G) hinein umfasst.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befüllmodus (M1) zumindest die Schritte des Evakuierens (S102) und des vollständigen Befüllens (S108) des Behälters (G) umfasst und bevorzugt zusätzlich den Schritt des Vorspannens (S106) des Behälters (G) vor der Befüllung umfasst.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befüllmodus (M1) einen Schritt des kontrollierten Entlastens (S110) des Behälters (G) nach der Befüllung umfasst.
  4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befüllmodus (M1) den Schritt des Spülens (S104) des Behälters (G) mit Spülgas nach dem Evakuieren, bevorzugt mindestens einen zweifachen Zyklus an Evakuieren und Spülen, umfasst.
  5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Befüllmodus (M2) das teilweise Befüllen (S208) des Behälters (G) und/oder das Vorspannen (S206) des Behälters (G) umfasst.
  6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Befüllmodus (M2) das Einspülen von Spülgas in den Behälter umfasst.
  7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Befüllmodus (M2) ausschließlich die Schritte des Vorspannens und des teilweisen Befüllens des Behälters umfasst.
  8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Befüllmodus (M2) keinen Prozessschritt des Evakuierens und keinen Prozessschritt des Entlastens des Behälters umfasst.
  9. Vorrichtung zum Befüllen von Behältern (G) mit einem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend ein Füllorgan (10), wobei das Füllorgan (10) in einem ersten Befüllmodus (M1) zur regulären Befüllung des Behälters (G) mit Flüssigkeit betreibbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, das Füllorgan (10) nach einem Behälterdefekt für wenigstens einen Maschinentakt in einem zweiten Befüllmodus (M2) zu betreiben, wobei der erste Befüllmodus (M1) mindestens einen Volumenstrom aus dem Behälter (G) heraus umfasst und der zweite Befüllmodus (M2) ausschließlich Volumenströme in den Behälter (G) hinein umfasst, und ein Ventilblock (6) mit einem Spanngasventil (24) zum Aufbringen einer Vorspannung in den Behälter (G) und einem Vakuumventil (23) zum Evakuieren des Behälters (G) vorgesehen sind, wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Vakuumventil (23) im zweiten Befüllmodus (M2) geschlossen zu halten.
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