EP2691305A1 - Abfüllsystem und abfüllverfahren - Google Patents

Abfüllsystem und abfüllverfahren

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Publication number
EP2691305A1
EP2691305A1 EP12709802.8A EP12709802A EP2691305A1 EP 2691305 A1 EP2691305 A1 EP 2691305A1 EP 12709802 A EP12709802 A EP 12709802A EP 2691305 A1 EP2691305 A1 EP 2691305A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
valve
container
filling
valves
Prior art date
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Granted
Application number
EP12709802.8A
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English (en)
French (fr)
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EP2691305B1 (de
Inventor
Paul Janssens
Michael Müller
Jean-Pierre Decheneux
Swen Weitemeier
Michael Fiedler
Steffen Strietzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sartorius Lab Instruments GmbH and Co KG
Original Assignee
Sartorius Lab Instruments GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Sartorius Lab Instruments GmbH and Co KG filed Critical Sartorius Lab Instruments GmbH and Co KG
Publication of EP2691305A1 publication Critical patent/EP2691305A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2691305B1 publication Critical patent/EP2691305B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/04—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles
    • B65B3/10—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles by application of pressure to material
    • B65B3/14—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles by application of pressure to material pneumatically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/003—Filling medical containers such as ampoules, vials, syringes or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/26—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled
    • B65B3/28—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by weighing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B2210/00—Specific aspects of the packaging machine
    • B65B2210/06—Sterilising or cleaning machinery or conduits

Definitions

  • the invention relates to a filling system comprising a filling device and a container arrangement inserted into the filling device, the container arrangement comprising:
  • a tube-like main line connecting a supply line connected to a reservoir and one of the
  • Main line includes, as well
  • Connecting line are connected to the trunk line, and wherein the filling device comprises:
  • valve carrier having a plurality of valves, comprising one of the plurality of target containers
  • the invention further relates to a filling method using such a filling system, wherein in one first filling step by coordinately controlling the valves of the valve carrier one or more target containers with
  • Liquid can be filled from the reservoir and at least one in the following as a residue tank
  • a manifold is a hose system that connects a plurality of containers.
  • flexible bags but also rigid or semi-rigid containers, such as e.g. Bottles in question.
  • the containers are connected via connecting lines with a common, referred to here as the parent line hose.
  • Main line is on the one hand connected to a supply hose and on the other hand can be connected to a discharge hose.
  • Trunk line and feeder may be difficult in practice and is in the context of the present
  • the supply line is essentially the connection with a
  • Reservoir e.g. a storage tank available.
  • the derivative can, if present, for discharging in
  • main line Supply line, trunk line and possibly derivative is referred to here as the main line.
  • Containers used in a special filling device are arranged individually, in particular lying or hanging in a support frame.
  • the filling device has a valve carrier which can be completely or partially integrated in the aforementioned carrier frame.
  • the valve carrier has a separately controllable valve, in particular for each connecting line
  • Hose clamp valve on. As a result, the connection of each target container with the trunk line can be made or prevented individually. Usually includes the
  • Valve carrier also a main valve, with which the
  • Volumetric flow can be controlled from the supply line to the trunk line and can be considered in practice as a functional boundary between the supply line and trunk line.
  • Reservoir is pumped into the trunk line until it is filled, with gas in the trunk line possibly through the drain (if present)
  • the target container valves are individually opened so that liquid can flow from the reservoir into the respective target container.
  • a filling quantity measurement can be done volumetrically or gravimetrically.
  • the entire filling device including manifold on a be positioned electronic balance the changes in the weights can provide information about the filling process and the corresponding electronic signals can be used as control signals for the valve control.
  • EP 0 632 775 B1 is one of rigid pipelines
  • Bottles serve the plant by means of a
  • the liquid to be filled is first from a
  • Dispensed manifold from which a plurality of vertically downwardly projecting outlet pipes, which are closed at their ends with tip valves, go off. Air in
  • Manifold can be characterized by a at its end escape connected exhaust pipe. As the manifold flows in, the outlet pipes are also flooded.
  • Supply pipe is decoupled and connected to a collecting container.
  • the liquid in the drain pipes remains there, which corresponds to a pre-portioning for the subsequent, actual filling process.
  • the input of the manifold is closed and again compressed air is added to the end of the manifold, at the same time the tip valves of the exhaust pipes are opened.
  • the pre-portioned in the outlet tubes liquid is in the meantime provided under the tip valves
  • a similar system in which instead of a distributor pipe a distribution tank is provided with outlet hoses connected thereto, is known from DE 196 40 664 Cl. Both reservoir and distribution tank are here separately pressurized.
  • Liquid waste is significantly reduced.
  • Oberbegriffs of claim 1 characterized in that branches off at a branch point in the region of the supply line, a branch line to a compressed gas source from the supply line and the supply line and the branch line on the
  • a double valve arrangement with two hose clamping valves which can be controlled in opposite directions to each other, in one of which the Main line and in which other the branch line is inserted, go through.
  • the object is further achieved in connection with the features of the preamble of claim 7, characterized in that in a second filling step remaining in the main line
  • Residual liquid is filled into the residual amount container by the associated target container valve opened, the
  • Hose clamp valve of the double valve arrangement closed and the branch line by means of the associated
  • Hose clamping valve of the double valve assembly is opened, so that compressed gas from the compressed gas source presses the residual liquid in the residual quantity container.
  • the invention manifests itself first in a modification of both the manifold and the filling device. Both modifications must be coordinated.
  • a branching point is arranged in the region of the supply line so that the actual supply line continues to be connected to the storage container and the branching branch line to a compressed gas source, e.g. Connected to a compressed air compressor.
  • the filling device preferably the valve carrier
  • a double valve arrangement which in a preferred embodiment is designed as a common valve unit.
  • This double valve arrangement comprises two hose clamp valves, in one of which the actual supply line and in the other the branch line is inserted. It is important that both individual valves of the double valve arrangement can preferably be controlled independently, but at least oppositely to each other.
  • a method for completing a filling process selected when the desired number of target containers filled in the known manner and a remainder container has remained unfilled. At this stage, the
  • Target container valve of the residual quantity container opened, the supply line closed and the connection to the compressed gas source produced. Then the compressed gas presses in the
  • Residual container so that it can be secured and used in a suitable manner.
  • Compressed gas inlet and the waste container is, so that the Maximum amount of residual liquid can be pressed into the residue tank.
  • a gas-permeable sterile filter is integrated in the branch line. This ensures that by the compressed gas no
  • a sterile filter in the branch line can in a variant of the invention, in which a derivative of the main line and is arranged downstream of the trunk line in a linear connection, the sterile filter on the trunk line facing side of the
  • Valve carrier further comprises a main valve with which a volume flow from the supply line is controlled in the master line.
  • a main valve with which a volume flow from the supply line is controlled in the master line.
  • Dual valve arrangement is functionally equipped so that it can take over the task of the conventional main valve.
  • Main valve can control the flow in several stages.
  • valve carrier further comprise an outlet valve, with which a volume flow between the main line and the discharge (if
  • Figure 1 a schematic representation of a first
  • the residual quantity container are designed as flexible bags.
  • the invention is self-evident also applicable to embodiments in which one, several or even all target containers as rigid or semi-rigid
  • Container e.g. are designed as bottles.
  • the filling system includes a manifold 100 and a
  • the manifold 100 includes a main conduit consisting of a supply line 102, one adjacent thereto
  • trunk line (104) From the trunk line (104) branch off a plurality of connecting lines 108 and a remainder bag connecting line 108 'from.
  • connection lines 108 and the residue bag connection line 108 ' Distinction between the connection lines 108 and the residue bag connection line 108 'is made here only for the purpose of simplifying the explanation.
  • Connecting lines 108 connect the trunk line 104 to a bag 110, respectively; Residual bag connecting line 108 'connects trunk line 104 to a residue bag 110'.
  • the distinction between the bags 110 and the remainder bag 110 ' is made here only to simplify the explanation.
  • the supply line 102 of the manifold 100 is connected via a pump 302 to a reservoir 304, e.g. a tank, connected.
  • a reservoir 304 e.g. a tank
  • the derivative 106 of the manifold 100 has in the
  • the manifold 100 is inserted into a filling device.
  • This has a support frame 202 for single storage of the bags 110, 110 '.
  • the support rack 202 is provided with a valve column 204
  • Main line 104 inserted into a designed as a hose clamp valve main valve 206.
  • the transition region between the trunk line 104 and the discharge line 106 is inserted into an exhaust valve 208, which is likewise designed as a hose clamp valve.
  • each connecting line 108 is inserted into a bag valve 210 which is likewise designed as a hose clamping valve.
  • the residual quantity bag connecting line 108 ' is inserted into a residual quantity bag valve 210, which is likewise designed as a hose clamping valve.
  • the entire apparatus is mounted on an electronic balance 212, which is used for gravimetric Gregenschreibung and the corresponding output of control signals for the
  • a compressed gas source 306 namely a compressed air compressor is shown.
  • the special coupling of the compressed gas source 306 is an essential part of the present invention.
  • the supply line 102 has a branch point 114, at which a branch line 116 branches off from the supply line 102.
  • the branch line 116 is connected to the compressed gas source 306. It passes through a designed as a hose clamp valve first single valve 214a of a double-valve arrangement 214.
  • the supply-side conduit 102 passes through a second individual valve of the double-valve arrangement 214, likewise designed as a hose-clamping valve 214b, at the reservoir-side of the branching point 14.
  • a sterile filter 118 is arranged, which filters out any germs contained in the compressed gas and protects the manifold 100 from contamination.
  • the first individual valve 214a of the valve arrangement 214 is closed.
  • the filling process proceeds in a known manner until the bags 110 are filled and their associated bag valves 210 are closed.
  • the exhaust valve 208 is also closed at this time.
  • the second individual valve 214b of the valve arrangement 214 is closed in a subsequent step and the residual quantity bag valve 210 'and the first individual valve 214a of the double valve arrangement 214
  • the number, shape, size and relative arrangement of the bags 110, 110 'within the manifold 100 can be adapted to the requirements of the particular case.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abfüllsystem, umfassend eine Abfüllvorrichtung (200) und eine in die Abfüllvorrichtung (200) eingesetzte Behälteranordnung, wobei die Behälteranordnung (100) eine schlauchartige Hauptleitung, die eine mit einem Vorratsbehälter (304) verbundenen Zuleitung (102) und eine der Zuleitung (102) in linearer Verbindung nachgeordnete Stammleitung (104) umfasst, sowie eine Mehrzahl von Zielbehältern, die über je eine schlauchartige Verbindungsleitung mit der Stammleitung verbunden sind umfasst und wobei die Abfüllvorrichtung ein Trägergestell zur Einzellagerung der Zielbehälter (110, 110') und einen Ventilträger (204) mit einer Mehrzahl von Ventilen, umfassend eine der Mehrzahl der Zielbehälter (110, 110') entsprechende Mehrzahl von Zielbehälterventilen (210, 210'), mit denen jeweils ein Volumenfluss durch jeweils eine der Verbindungsleitungen (108, 108') steuerbar ist umfasst. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass außerhalb der Stammleitung (104) an einer Verzweigungsstelle (114) eine Zweigleitung (116) zu einer Druckgasquelle (306) von der Hauptleitung (102) abzweigt und die Hauptleitung (102) und die Zweigleitung (116) auf der stammleitungsabgewandten Seite der Verzweigungsstelle (114) eine Doppelventilanordnung (214) mit zwei entgegengesetzt zueinander steuerbaren Schlauchklemmventilen (214a, 214b) durchlaufen.

Description

Abfüllsystem und Abfüllverfahren
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Abfüllsystem, umfassend eine Abfüllvorrichtung und eine in die Abfüllvorrichtung eingesetzte Behälteranordnung, wobei die Behälteranordnung umfasst :
- eine schlauchartige Hauptleitung, die eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Zuleitung und eine der
Zuleitung in linearer Verbindung nachgeordnete
Stammleitung umfasst, sowie
- eine Mehrzahl von Zielbehältern, insbesondere flexible Beutel, die über je eine schlauchartige
Verbindungsleitung mit der Stammleitung verbunden sind, und wobei die Abfüllvorrichtung umfasst:
- ein Trägergestell zur Einzellagerung der Zielbehälter,
- einen Ventilträger mit einer Mehrzahl von Ventilen, umfassend eine der Mehrzahl der Zielbehälter
entsprechende Mehrzahl von Zielbehälterventilen, mit denen jeweils ein Volumenfluss durch jeweils eine der Verbindungsleitungen steuerbar ist.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Abfüllverfahren unter Verwendung eines solchen Abfüllsystems, wobei in einem ersten Abfüllschritt durch koordinierte Steuerung der Ventile des Ventilträgers ein oder mehrere Zielbehälter mit
Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter befüllt werden und wenigstens ein im folgendem als Restmengenbehälter
bezeichneter Zielbehälter unbefüllt bleibt.
Stand der Technik
Abfüllsysteme zur Befüllung so genannter Manifolds sind beispielsweise aus der EP 152 513 8B1 bekannt. Unter einem Manifold versteht man ein Schlauchsystem, das eine Mehrzahl von Behältern miteinander verbindet. Als Behälter kommen insbesondere flexible Beutel aber auch steife oder halbsteife Behälter, wie z.B. Flaschen in Frage. Die Behälter werden über Verbindungsleitungen mit einem gemeinsamen, hier als Stammleitung bezeichneten Schlauch verbunden. Die
Stammleitung ist einerseits mit einem Zuleitungsschlauch verbunden und kann andererseits mit einem Ableitungsschlauch verbunden sein. Eine scharfe Grenzziehung zwischen
Stammleitung und Zuleitung bzw. Ableitung kann in der Praxis schwierig sein und ist im Kontext der vorliegenden
Beschreibung vor allem funktional zu verstehen. Die Zuleitung stellt im Wesentlichen die Verbindung mit einem
Vorratsbehälter z.B. einem Vorratstank zur Verfügung. Die Ableitung kann, sofern vorhanden, zum Abführen von im
Leitungssystem oder in den Zielbehältern enthaltenem Gas während des Abfüllvorgangs dienen. Die Gesamtheit aus
Zuleitung, Stammleitung und ggf. Ableitung wird hier als Hauptleitung bezeichnet. Zum Abfüllen wird das Manifold mit den angeschlossenen
Behältern in eine spezielle Abfüllvorrichtung eingesetzt. Darin werden die Behälter einzeln, insbesondere liegend oder hängend in einem Trägergestell angeordnet. Weiter weist die Abfüllvorrichtung einen Ventilträger auf, der vollständig oder teilweise in dem vorgenannten Trägergestell integriert sein kann. Der Ventilträger weist für jede Verbindungsleitung ein separat steuerbares Ventil, insbesondere ein
Schlauchklemmventil auf. Hierdurch kann die Verbindung jedes Zielbehälters mit der Stammleitung individuell hergestellt oder unterbunden werden. Üblicherweise umfasst der
Ventilträger auch ein Hauptventil, mit welchem der
Volumenstrom von der Zuleitung in die Stammleitung gesteuert werden kann und das in der Praxis als funktionale Grenze zwischen Zuleitung und Stammleitung angesehen werden kann.
Zur Befüllung werden in einem Vorflutungsschritt sämtliche Zielbehälterventile geschlossen und bei geöffnetem
Hauptventil (sofern vorhanden) wird Flüssigkeit von dem
Vorratsbehälter in die Stammleitung gepumpt, bis diese gefüllt ist, wobei in der Stammleitung befindliches Gas gegebenenfalls durch die Ableitung (sofern vorhanden)
entweichen kann. Der Begriff des Pumpens ist weit zu
verstehen und umfasst sowohl echte Pumpvorgänge als auch andere, druckdifferenzbedingte Flüssigkeitstransfervorgänge, beispielsweise unter Ausnutzung der Schwerkraft. Nach dem Vorfluten werden die Zielbehälterventile einzeln geöffnet, sodass Flüssigkeit von dem Vorratsbehälter in den jeweiligen Zielbehälter strömen kann. Eine Füllmengenmessung kann dabei volumetrisch oder gravimetrisch erfolgen. Insbesondere kann die gesamte Abfüllvorrichtung inklusive Manifold auf einer elektronischen Waage positioniert sein, wobei die Änderungen der Wägewerte Aufschluss über den Füllvorgang geben kann und die entsprechenden elektronischen Signale als Steuersignale für die Ventilsteuerung genutzt werden können. Sobald ein Zielbehälter befüllt ist, wird das entsprechende
Zielbehälterventil geschlossen und der Vorgang wiederholt sich mit dem nächsten Zielbehälter. Nach Befüllung der gewünschten Anzahl von Zielbehälter werden diese
verschlossen, z.B. verschweißt und von den
Verbindungsleitungen getrennt.
Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist, dass eine nicht unerhebliche Flüssigkeitsmenge in der Stammleitung und den Verbindungsleitungen stammleitungsseitig der
Zielbehälterventile verbleibt. Dieser Nachteil wiegt umso schwerer je teurer die Flüssigkeit ist, wobei insbesondere im biotechnologischen und medizinischen Bereich, wo Manifolds verbreitet Einsatz finden, extrem teure Flüssigkeiten
gehandhabt werden.
Aus der DE 693 11 321 Tl (Deutsche Übersetzung der
EP 0 632 775 Bl) ist eine aus starren Rohrleitungen
aufgebaute Abfüllanlage bekannt, die zum Abfüllen von
Flaschen dient, die der Anlage mittels eines
Fließbandfördersystems chargenweise zugeführt werden. Hierzu wird die abzufüllende Flüssigkeit zunächst aus einem
Vorratstank über ein Zuleitungsrohr in ein horizontales
Verteilerrohr eingefüllt, von dem eine Mehrzahl senkrecht nach unten ragender Auslassrohre, die an ihren Enden mit Spitzenventilen verschlossen sind, abgehen. Luft im
Verteilerrohr kann dabei durch ein an seinem Ende angeschlossenes Abluftrohr entweichen. Beim Vorfluten des Verteilerrohrs werden auch die Auslassrohre geflutet.
Anschließend wird das horizontale Verteilerrohr wieder entleert, indem das Abluftrohr mit einer Druckluftquelle verbunden und der Eingang des Verteilerrohres von dem
Zuleitungsrohr entkoppelt und mit einem Sammelbehälter verbunden wird. Die Flüssigkeit in den Ablassrohren verbleibt dort, was einer Vorportionierung für den nachfolgenden, eigentlichen Abfüllvorgang entspricht. Für diesen wird der Eingang des Verteilerrohres geschlossen und erneut Druckluft auf das Ende des Verteilerrohrs gegeben, wobei gleichzeitig die Spitzenventile der Auslassrohre geöffnet werden. Die in den Auslassrohren vorportionierte Flüssigkeit wird in die inzwischen unter den Spitzenventilen bereitgestellten
Flaschen ausgeblasen. Gleichzeitig wird die in dem inzwischen von dem Verteilerrohr abgekoppelten Sammelbehälter
angefallene Flüssigkeit ebenfalls mittels
Druckluftunterstützung zurück in den Vorratsbehälter
geblasen. Dieses bekannte System ist nicht zum Abfüllen geringer Volumina teurer, steriler Flüssigkeiten geeignet. Es baut wesentlich auf zunächst übermäßiger Vorflutung mit nachfolgendem „Abstreichen" des Überstandes auf. Dies
verlangt zwingend die unmittelbare Rückführung des
Überstandes in den Vorratsbehälter; ein vorheriges
Wiederaufbreiten des Überstandes (z.B. Sterilisieren) oder ein Verwerfen kommt aufgrund des großen Überstandsvolumens wirtschaftlich nicht in Frage. Eine unmittelbare Rückführung in den Vorratsbehälter führt jedoch zu einer zyklichen
Durchmischung von „alter" und „frischer" Flüssigkeit, was bei sensiblen Flüssigkeiten aus hygienischen Gründen nicht hinnehmbar ist. Ein gegenüber dem vorgenannten vereinfachtes System ist aus der DE 43 41 934 AI bekannt. Hier ist das Verteilerrohr stets gefüllt und druckbeaufschlagt; die Vorportionierung in den Auslassrohren wird über entsprechende Ventile gesteuert. Die Druckbeaufschlagung erfolgt unmittelbar über Beaufschlagung des Vorratsbehälters .
Ein ähnliches System, bei dem statt eines Verteilerrohres ein Verteilertank mit daran angeschlossenen Auslassschläuchen vorgesehen ist, ist aus der DE 196 40 664 Cl bekannt. Sowohl Vorratsbehälter als auch Verteilertank sind hier gesondert druckbeaufschlagt .
Aufgabenstellung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
gattungsgemäßes Abfüllsystem sowie ein gattungsgemäßes
Abfüllverfahren derart weiterzubilden, dass der
Flüssigkeitsabfall wesentlich reduziert wird.
Darlegung der Erfindung
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass an einer Verzweigungsstelle im Bereich der Zuleitung eine Zweigleitung zu einer Druckgasquelle von der Zuleitung abzweigt und die Zuleitung und die Zweigleitung auf der
stammleitungsabgewandten Seite der Verzweigungsstelle eine Doppelventilanordnung mit zwei entgegengesetzt zueinander steuerbaren Schlauchklemmventilen, in deren eines die Hauptleitung und in deren anderes die Zweigleitung eingelegt ist, durchlaufen.
Die Aufgabe wird weiter in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 7 dadurch gelöst, dass in einem zweiten Abfüllschritt in der Hauptleitung verbliebene
Restflüssigkeit in den Restmengenbehälter abgefüllt wird, indem das zugeordnete Zielbehälterventil geöffnet, die
Stammleitung an ihrem der Abzweigstelle abgewandten Ende verschlossen, die Zuleitung mittels des zugeordneten
Schlauchklemmventils der Doppelventilanordnung verschlossen und die Zweigleitung mittels des zugeordneten
Schlauchklemmventils der Doppelventilanordnung geöffnet wird, sodass Druckgas von der Druckgasquelle die Restflüssigkeit in den Restmengenbehälter presst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Die Erfindung äußert sich zunächst in einer Modifikation sowohl des Manifolds als auch der Abfüllvorrichtung. Beide Modifikationen müssen aufeinander abgestimmt sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Abfüllsystem ist im Bereich der Zuleitung eine Verzweigungsstelle angeordnet, sodass die eigentliche Zuleitung nach wie vor mit dem Vorratsbehälter und die abzweigende Zweigleitung mit einer Druckgasquelle, z.B. einem Druckluft-Kompressor verbunden ist.
Parallel hierzu wird die Abfüllvorrichtung, bevorzugt deren Ventilträger, um eine Doppelventilanordnung erweitert, die in einer bevorzugten Ausführungsform als gemeinsame Ventileinheit ausgebildet ist. Diese Doppelventilanordnung umfasst zwei Schlauchklemmventile, in deren eines die eigentliche Zuleitung und in deren anderes die Zweigleitung eingelegt ist. Wichtig ist dabei, dass beide Einzelventile der Doppelventilanordnung vorzugsweise unabhängig zumindest jedoch gegensätzlich zueinander angesteuert werden können.
Diese aufeinander abgestimmten Modifikationen von Manifold und Abfüllvorrichtung erlauben es, die Stammleitung
alternativ in der üblichen Weise mit der eigentlichen
Zuleitung oder mit der Druckgasquelle zu koppeln. Die letztgenannte Option wird gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren zum Abschluss eines Abfüllvorgangs gewählt, wenn die gewünschte Anzahl von Zielbehältern in der bekannten Weise befüllt und ein Restmengenbehälter noch unbefüllt geblieben ist. In diesem Stadium wird dann das
Zielbehälterventil des Restmengenbehälters geöffnet, die Zuleitung geschlossen und die Verbindung zur Druckgasquelle hergestellt. Daraufhin presst das Druckgas die in der
Stammleitung verbliebene Restflüssigkeit in den
Restmengenbehälter, sodass sie gesichert und in geeigneter Weise weiterverwendet werden kann.
Dabei ist es besonders günstig wenn der Restmengenbehälter mit der Stammleitung über diejenige der Verbindungsleitungen verbunden ist die am weitesten von der Abzweigstelle
beabstandet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der größtmögliche Teil der Stammleitung zwischen dem
Druckgaseinlass und dem Restmengenbehälter liegt, sodass die Maximalmenge an Restflüssigkeit in den Restmengenbehälter gepresst werden kann.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist in die Zweigleitung ein gasdurchlässiger Sterilfilter integriert. Dieser stellt sicher, dass durch das Druckgas keine
Kontamination in Inneren des Schlauchsystems erfolgt. Die Sterilfilterung an dieser Stelle erlaubt auch bei sterilen Vorgängen die Verwendung einer unsterilen Druckgasquelle, beispielsweise eines herkömmlichen Druckluftkompressors.
Alternativ oder zusätzlich zur Anordnung eines Sterilfilters in der Zweigleitung kann bei einer Variante der Erfindung, bei der eine Ableitung von der Hauptleitung umfasst und in linearer Verbindung der Stammleitung nachgeordnet ist, der Sterilfilter auf der stammleitungszugewandten Seite der
Abzweigungsstelle in die Ableitung integriert sein. Diese Anordnung des Sterilfilters ist besonders bevorzugt, da
Manifolds mit Ableitung ohnehin häufig über einen
Sterilfilter in der Ableitung verfügen, um zu verhindern, dass über diese eine Kontamination des Schlauchsystems und der Flüssigkeit erfolgt.
Wie aus der Stand der Technik grundsätzlich bekannt, kann auch im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der
Ventilträger weiter ein Hauptventil umfasst, mit dem ein Volumenstrom von der Zuleitung in die Stammleitung steuerbar ist. Allerdings kann im Rahmen der Erfindung auf ein
separates Hauptventil auch verzichtet werden, wenn das der eigentlichen Zuleitung zugeordneten Einzelventil der
Doppelventilanordnung funktional so ausgestattet ist, dass es die Aufgabe des herkömmlichen Hauptventils übernehmen kann. Insbesondere kann es günstig sein, wenn das funktionale
Hauptventil den Volumenstrom in mehreren Stufen steuern kann.
Vergleichbares gilt für ein Auslassventil. So kann, wie aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt der Ventilträger weiter ein Auslassventil umfassen, mit dem ein Volumenstrom zwischen der Stammleitung und der Ableitung (sofern
vorhanden) steuerbar ist. Auch hier kann das der eigentlichen Ableitung zugeordnete Einzelventil der Doppelventilanordnung grundsätzlich die Aufgabe des bekannten Auslassventils übernehmen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen .
Kurzbeschreibung der Zeichnung Es zeigt:
Figur 1: eine schematische Darstellung einer ersten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abfüllsystems .
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Die nachfolgende Beschreibung ist auf die bevorzugte
Ausführungsform gerichtet, bei der die Zielbehälter
einschließlich des Restmengenbehälters als flexible Beutel ausgebildet sind. Die Erfindung ist jedoch selbstverständlich auch auf Ausführungsformen anwendbar, bei denen ein, mehrere oder gar alle Zielbehälter als steife oder halbsteife
Behälter, z.B. als Flaschen ausgebildet sind.
Das Abfüllsystem umfasst ein Manifold 100 sowie eine
Abfüllvorrichtung 200. Weiter ist in den Figuren eine
Geräteperipherie 300 dargestellt.
Das Manifold 100 umfasst eine Hauptleitung, die aus einer Zuleitung 102, einer sich an diese anschließenden
Stammleitung 104 und einer sich wiederum an diese
anschließenden Ableitung 106 besteht. Von der Stammleitung (104) zweigen mehrere Verbindungsleitungen 108 sowie eine Restmengenbeutel-Verbindungsleitung 108' ab. Die
Unterscheidung zwischen den Verbindungsleitungen 108 und der Restmengenbeutel-Verbindungsleitung 108' erfolgt hier nur zum Zwecke der Vereinfachung der Erläuterung. Die
Verbindungsleitungen 108 verbinden die Stammleitung 104 jeweils mit einem Beutel 110; die Restmengenbeutel- Verbindungsleitung 108' verbindet die Stammleitung 104 mit einem Restmengenbeutel 110' . Die Unterscheidung zwischen den Beuteln 110 und dem Restmengenbeutel 110' erfolgt hier nur zur Vereinfachung der Erläuterung.
Die Zuleitung 102 des Manifolds 100 ist über eine Pumpe 302 mit einem Vorratsbehälter 304, z.B. einem Tank, verbunden. Die Ableitung 106 des Manifolds 100 weist bei der
dargestellten Ausführungsform einen integrierten Sterilfilter 112 auf. Das Manifold 100 ist in eine Abfüllvorrichtung eingesetzt. Diese weist ein Trägergestell 202 zur Einzellagerung der Beutel 110, 110' auf. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Trägergestell 202 mit einer Ventilsäule 204
gekoppelt, die eine Vielzahl von Ventilen trägt. So ist der Übergangsbereich zwischen der Zuleitung 102 und der
Stammleitung 104 in ein als Schlauchklemmventil ausgebildetes Hauptventil 206 eingelegt. Der Übergangsbereich zwischen der Stammleitung 104 und der Ableitung 106 ist in ein ebenfalls als Schlauchklemmventil ausgebildetes Auslassventil 208 eingelegt. Weiter ist jede Verbindungsleitung 108 in ein ebenfalls als Schlauchklemmventil ausgebildetes Beutelventil 210 eingelegt. Die Restmengenbeutel -Verbindungsleitung 108' ist in ein ebenfalls als Schlauchklemmventil ausgebildetes Restmengenbeutelventil 210 eingelegt.
Die gesamte Apparatur ist auf einer elektronischen Waage 212 montiert, die zur gravimetrischen Füllmengenüberwachung und zur entsprechenden Ausgabe von Steuersignalen für die
einzelnen Ventile eingerichtet ist.
Weiter ist in den Figuren eine Druckgasquelle 306, nämlich ein Druckluftkompressor dargestellt. Die spezielle Ankopplung der Druckgasquelle 306 ist wesentlicher Bestandteil der vorliegenden Erfindung.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 weist die Zuleitung 102 eine Verzweigungsstelle 114 auf, an der eine Zweigleitung 116 von der Zuleitung 102 abzweigt. Die Zweigleitung 116 ist mit der Druckgasquelle 306 verbunden. Sie durchläuft dabei ein als Schlauchklemmventil ausgebildetes erstes Einzelventil 214a einer Doppelventilanordnung 214. Vorratsbehälterseitig der Verzweigungsstelle 14 durchläuft die Zuleitung 102 ein ebenfalls als Schlauchklemmventil 214b ausgebildetes, zweites Einzelventil der Doppelventilanordnung 214.
In der Zweigleitung 116 ist ein Sterilfilter 118 angeordnet, der im Druckgas eventuell enthaltene Keime herausfiltert und das Manifold 100 vor Kontamination schützt.
Bei einem Abfüllvorgang ist das erste Einzelventil 214a der Ventilanordnung 214 geschlossen. Der Abfüllvorgang verläuft in bekannter Weise, bis die Beutel 110 gefüllt und ihre zugeordneten Beutelventile 210 geschlossen sind.
Typischerweise ist auch das Auslassventil 208 zu diesem Zeitpunkt geschlossen. Um nun die in der Stammleitung 104 und teilweise auch in der Zuleitung 102 verbliebene Flüssigkeit nicht verwerfen zu müssen, werden in einem nachfolgenden Schritt das zweite Einzelventil 214b der Ventilanordnung 214 geschlossen und das Restmengenbeutel -Ventil 210' sowie das erste Einzelventil 214a der Doppelventilanordnung 214
geöffnet. In der Folge strömt Druckgas von der Druckgasquelle 216 über die Verzweigungsstelle 114 in die Zuleitung 102 und presst die in der Zuleitung 102 sowie der Stammleitung 104 verbliebene Restflüssigkeit in den Restmengenbeutel 110' . Abschließend werden das Restmengenbeutel-Ventil 210' sowie das erste Einzelventil 214a der Doppelventilanordnung 214 geschlossen und der Restmengenbeutel 110' kann, wie auch die übrigen Beutel 110 bei leerer Stammleitung 104 abgetrennt und der gewünschten Weiterbehandlung zugeführt werden. Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung
diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen
Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere können Anzahl, Form, Größe und relative Anordnung der Beutel 110, 110' innerhalb des Manifolds 100 an die Erfordernisse des jeweiligen Einzelfalls angepasst werden.
Bezugszeichenliste
10 Abfüllsystem
100 Manifold
102 Zuleitung
104 Stammleitung
106 Ableitung
108 Verbindungsleitung
108' Restmengenbeutel-Verbindungsleitung
110 Beutel
110' Restmengenbeutel
112 Sterilfilter
114 Verzweigungsstelle
116 Zweigleitung
118 Sterilfilter
200 Abfüllvorrichtung
202 Trägergestell
204 Ventilträger
206 Hauptventil
208 Auslassventil
210 Beutelventil
210' Restmengenbeute1-Venti1
212 elektronische Waage
214 Doppe1venti1anordnung
214a, Einzelventile von 214
300 Peripheriegeräte
302 Pumpe
304 Vorratsbehälter
306 Druckgasquelle

Claims

Patentansprüche
1. Abfüllsystem, umfassend eine Abfüllvorrichtung (200) und eine in die Abfüllvorrichtung (200) eingesetzte
Behälteranordnung (100) ,
wobei die Behälteranordnung (100) umfasst:
- eine schlauchartige Hauptleitung, die eine mit einem Vorratsbehälter (304) verbundene Zuleitung (102) und eine der Zuleitung (102) in linearer Verbindung nachgeordnete Stammleitung (104) umfasst, sowie
- eine Mehrzahl von Zielbehältern (110,110'), die über j eine schlauchartige Verbindungsleitung (108,108') mit der Stammleitung (104) verbunden sind,
und wobei die Abfüllvorrichtung (200) umfasst:
- ein Trägergestell (202) zur Einzellagerung der
Zielbehälter (110,110'),
- einen Ventilträger (204) mit einer Mehrzahl von
Ventilen, umfassend eine der Mehrzahl der Zielbehälter (110,110') entsprechende Mehrzahl von
Zielbehälterventilen (210,210'), mit denen jeweils ein Volumenfluss durch jeweils eine der
Verbindungsleitungen (108,108') steuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass an einer Verzweigungsstelle (114) im Bereich der Zuleitung (102) eine Zweigleitung (116) zu einer
Druckgasquelle (306) von der Zuleitung (102) abzweigt und die Zuleitung (102) und die Zweigleitung (116) auf der stammleitungsabgewandten Seite der Verzweigungsstell (114) eine Doppelventilanordnung (214) mit zwei entgegengesetzt zueinander steuerbaren
Schlauchklemmventilen (214a, 214b), in deren eines (214b) die Zuleitung (102) und in deren anderes (214a) die
Zweigleitung (116) eingelegt ist, durchlaufen.
Abfüllsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass in die Zweigleitung (116) ein gasdurchlässiger
Sterilfilter (112) integriert ist.
Abfüllsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hauptleitung weiter eine Ableitung (106)
umfasst, die in linearer Verbindung der Stammleitung (104) nachgeordnet ist.
Abfüllsystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf der stammleitungszugewandten Seite der
Verzweigungsstelle (114) ein Sterilfilter (112) in die Ableitung (106) integriert ist.
Abfüllsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilträger (204) weiter ein Hauptventil (206) umfasst, mit dem ein Volumenstrom von der Zuleitung (102) in die Stammleitung (104) steuerbar ist. Abfüllsystem nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4 bis 5, soweit rückbezogen auf Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilträger (204) weiter ein Auslassventil (208) umfasst, mit dem ein Volumenstrom zwischen der Stammleitung (104) und der Ableitung (106) steuerbar ist.
Abfüllverfahren unter Verwendung eines Abfüllsystems (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
wobei in einem ersten Abfüllschritt durch koordinierte Steuerung der Ventile des Ventilträgers (204) ein oder mehrere Zielbehälter (110) mit Flüssigkeit aus dem
Vorratsbehälter (304) befüllt werden und wenigstens ein Restmengenbehälter (110') unbefüllt bleibt,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem zweiten Abfüllschritt, der zeitlich nach dem ersten Abfüllschritt erfolgt, in der Hauptleitung verbliebene Restflüssigkeit in den Restmengenbehälter (110') abgefüllt wird, indem das zugeordnete
Zielbehälterventil (210') geöffnet, die Stammleitung an ihrem der Abzweigstelle (114) abgewandten Ende
verschlossen, die Zuleitung (102) mittels des
zugeordneten Schlauchklemmventils (214b) der
Doppelventilanordnung (214) verschlossen und die
Zweigleitung (116) mittels des zugeordneten
Schlauchklemmventils (214a) der Doppelventilanordnung (214) geöffnet wird, sodass Druckgas von der
Druckgasquelle (306) die Restflüssigkeit in den
Restmengenbehälter (110') presst.
8. Verfahren nach Anspruch 7 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Restmengenbehälter (110') mit der Stammleitung (104) über diejenige der Verbindungsleitungen (108') verbunden ist, die am weitesten von der Abzweigstelle (114) beanstandet ist.
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