EP2691305B1 - Abfüllsystem und abfüllverfahren - Google Patents

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EP2691305B1
EP2691305B1 EP12709802.8A EP12709802A EP2691305B1 EP 2691305 B1 EP2691305 B1 EP 2691305B1 EP 12709802 A EP12709802 A EP 12709802A EP 2691305 B1 EP2691305 B1 EP 2691305B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
valve
filling
container
branch
Prior art date
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Active
Application number
EP12709802.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2691305A1 (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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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
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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 further relates to a filling method using such a filling system, wherein in a first filling step by coordinated control of the valves of the valve carrier one or more target containers are filled with liquid from the reservoir and at least one hereinafter referred to as residual amount container target container remains unfilled.
  • Manifolds are for example from the EP 152 513 8B1 known.
  • a manifold is a hose system that connects a plurality of containers. As a container in particular flexible bag but also rigid or semi-rigid container, such as bottles in question.
  • the containers are connected via connecting lines with a common, referred to here as the parent line hose.
  • the trunk line is on the one hand connected to a supply hose and on the other hand can be connected to a discharge hose.
  • a sharp demarcation between the parent line and the feeder can be difficult in practice and, in the context of the present description, is primarily functional.
  • the supply line essentially provides the connection with a storage container, for example a storage tank.
  • the drain if present, may be used to discharge gas contained in the piping or in the target tanks during the bottling process.
  • the totality of supply line, trunk line and possibly derivative is referred to here as the main line.
  • the manifold with the connected containers is placed in a special filling device.
  • the containers 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 a hose clamp valve, for each connecting line.
  • the valve carrier also includes a main valve with which the volume flow from the supply line can be controlled in the trunk line and which can be considered in practice as a functional boundary between the supply line and the main line.
  • the entire filling device including Manifold be positioned on an electronic scale, wherein the changes in the weight values can provide information about the filling process and the corresponding electronic signals can be used as control signals for the valve control.
  • the corresponding target container valve is closed and the process repeats with the next target container. After filling the desired number of destination container they are closed, eg welded and separated from the connecting lines.
  • a disadvantage of the known method is that a considerable amount of liquid in the trunk line and the connecting lines trunk line side of the target container valves remains. This disadvantage weighs the more difficult the more expensive the liquid, especially in the biotechnological and medical field, where Manifolds are widely used, extremely expensive liquids are handled.
  • the horizontal manifold is emptied again by the exhaust pipe connected to a compressed air source and the input of the manifold is decoupled from the supply pipe 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 blown into the now provided under the tip valves bottles.
  • the liquid accumulated in the collecting container which has meanwhile been decoupled from the distributor pipe, is likewise blown back into the storage container by means of compressed air support.
  • a similar system in which instead of a manifold, a distribution tank is provided with outlet hoses connected thereto, is from the DE 196 40 664 C1 known. Both reservoir and distribution tank are here separately pressurized.
  • a generic filling system is also from the US 2010 236 340 known.
  • branch point is arranged trunk line side of the pump and the branch line leads to a compressed gas source.
  • the object is further achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 6, characterized in that in a second filling step in the main remaining residual liquid is filled into the remainder tank by the associated target container valve open, the trunk closed at its end remote from the branch, the Supply line closed by means of the associated hose clamp valve of the double valve assembly and the branch line is opened by means of the associated hose clamp valve of the double valve assembly, so that pressurized gas from the compressed gas source presses the residual liquid into 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 branch point is arranged in the region of the supply line, so that the actual supply line is still connected to the storage container and the branching branch line is connected to a compressed gas source, eg a compressed air compressor.
  • the filling device preferably the valve carrier
  • the valve carrier is expanded by 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.
  • the residual amount container is connected to the trunk line over that of the connecting lines which is furthest from the branch point. This ensures that the largest part of the trunk line is between the Compressed gas inlet and the residue tank is located 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 the pressurized gas does not contaminate the interior of the hose system. Sterile filtration at this point also allows the use of an unsterile source of pressurized gas, such as a conventional air compressor, in sterile operations.
  • a sterile filter on the trunk line facing side of the branch point be integrated into the derivative.
  • This arrangement of the sterile filter is particularly preferred since manifolds with drainage are in any case often equipped with a sterile filter in the drainage, in order to prevent contamination of the hose system and the liquid via these.
  • valve carrier further comprises a main valve with which a volume flow from the supply line to the main line can be controlled.
  • a main valve with which a volume flow from the supply line to the main line can be controlled.
  • it is also possible to dispense with a separate main valve if the individual valve associated with the actual supply line Dual valve assembly is functionally equipped so that it can take over the task of the conventional main valve.
  • the functional main valve can control the volume flow in several stages.
  • valve carrier further comprise an outlet valve with which a volume flow between the main line and the discharge line (if present) can be controlled.
  • outlet valve with which a volume flow between the main line and the discharge line (if present) can be controlled.
  • the target containers including the remainder container are used as flexible bags are formed.
  • the invention is of course also applicable to embodiments in which one, several or even all target containers are designed as rigid or semi-rigid container, for example as bottles.
  • the filling system comprises a manifold 100 and a filling device 200. Furthermore, a device periphery 300 is shown in the figures.
  • the manifold 100 comprises a main line, which consists of a supply line 102, a master line 104 adjoining this and a line 106 which in turn adjoins this. From the trunk line (104) branch off a plurality of connecting lines 108 and a remainder bag connecting line 108 'from.
  • the connection lines 108 each connect the trunk line 104 to a bag 110; Residual bag connection 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, for example a tank.
  • the drain 106 of the manifold 100 has an integrated sterile filter 112 in the illustrated embodiment.
  • 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 coupled to a valve column 204 which carries a plurality of valves.
  • the transition region between the supply line 102 and the trunk line 104 is 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, which is set up for the gravimetric filling quantity monitoring and for the corresponding output of control signals for the individual valves.
  • 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 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 assembly 214 are closed and the residual quantity bag valve 210 'and the first individual valve 214a of the double valve assembly 214 is opened in a subsequent step .
  • compressed gas flows from the compressed gas source 216 via the branching point 114 into the supply line 102 and presses the residual liquid remaining in the supply line 102 and the main line 104 into the residual quantity bag 110 '.
  • the residual quantity bag valve 210 'and the first individual valve 214a of the double valve arrangement 214 are closed and the residual quantity bag 110', as well as the remaining bags 110 can be separated with empty trunk line 104 and fed to the desired further treatment.

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

Description

    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 und mit einer Pumpe ausgestattete 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 T1 (Deutsche Übersetzung der EP 0 632 775 B1 ) 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 A1 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 C1 bekannt. Sowohl Vorratsbehälter als auch Verteilertank sind hier gesondert druckbeaufschlagt.
  • Ein gattungsgemäßes Abfüllsystem ist außerdem aus der US 2010 236 340 bekannt.
    • 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 die Verzweigungsstelle stammleitungsseitig der Pumpe angeordnet ist und die Zweigleitung zu einer Druckgasquelle führt.
  • Die Aufgabe wird weiter in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 6 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 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'
    Restmengenbeutel-Ventil
    214
    Doppelventilanordnung
    214a,b
    Einzelventile von 214
    300
    Peripheriegeräte
    302
    Pumpe
    304
    Vorratsbehälter
    306
    Druckgasquelle

Claims (7)

  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 und mit einer Pumpe (302) ausgestattete Zuleitung (102) sowie eine der Zuleitung (102) in linearer Verbindung nachgeordnete Stammleitung (104) umfasst, sowie
    - eine Mehrzahl von Zielbehältern (110,110'), die über je 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,
    wobei an einer Verzweigungsstelle (114) im Bereich der Zuleitung (102) eine Zweigleitung (116) von der Zuleitung (102) abzweigt und die Zuleitung (102) und die
    Zweigleitung (116) auf der stammleitungsabgewandten Seite der Verzweigungsstelle (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,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verzweigungsstelle (114) stammleitungsseitig der Pumpe (302) angeordnet ist und die Zweigleitung (116) zu einer Druckgasquelle (306) führt.
  2. Abfüllsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in die Zweigleitung (116) ein gasdurchlässiger Sterilfilter (118) integriert ist.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Abfüllsystem nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, 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.
  6. Abfüllverfahren unter Verwendung eines Abfüllsystems (10) nach Anspruch 3,
    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 (104) an ihrem der Verzweigungsstelle (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.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Restmengenbehälter (110') mit der Stammleitung (104) über diejenige der Verbindungsleitungen (108') verbunden ist, die am weitesten von der Verzweigungsstelle (114) beanstandet ist.
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