EP2821362A1 - Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters und Verfahren zum Sterilisieren einer solchen Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters und Verfahren zum Sterilisieren einer solchen Vorrichtung Download PDF

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EP2821362A1
EP2821362A1 EP14175378.0A EP14175378A EP2821362A1 EP 2821362 A1 EP2821362 A1 EP 2821362A1 EP 14175378 A EP14175378 A EP 14175378A EP 2821362 A1 EP2821362 A1 EP 2821362A1
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EP
European Patent Office
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filling
gas
product
valve
container
Prior art date
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Granted
Application number
EP14175378.0A
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English (en)
French (fr)
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EP2821362B1 (de
Inventor
Juergen Soellner
Holger Mueller
Christian Brey
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.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
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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
    • B67C3/001—Cleaning of filling devices
    • 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
    • B67C3/001—Cleaning of filling devices
    • B67C3/002—Cleaning of filling devices using cups or dummies to be placed under the filling heads
    • B67C3/004—Cleaning of filling devices using cups or dummies to be placed under the filling heads permanently attached to the filling machine and movable between a rest and a working position

Definitions

  • the present invention relates to a device for filling a container with a filling product, and a method for sterilizing a device for filling a container, preferably a device for filling a beverage container with a beverage in a beverage filling plant.
  • a filling machine in which the sealing of the container to be filled is carried out via a movable centering bell, such that the centering bell is lowered onto the container to be filled and in this way a gas-tight seal can be achieved. After completion of the filling the centering bell is raised again accordingly.
  • the return of the centering bell is achieved either by a compression spring or by the bias of a pressure pad.
  • an apparatus for filling a container with a filling product preferably for filling a beverage container with a beverage in a beverage filling plant, comprising a filling valve for controlling a directed through a Greetham in a container to be filled filling product stream, and communicating with the Greet gas channel for charging the container to be filled with a clamping gas and for relieving a prestressed container after filling.
  • a damping cap is provided, by means of which the filling product outlet can be closed.
  • the filling product outlet of the filling valve can be closed by a damping cap for sterilization, it is possible to sterilize the relevant media channels, for example the channels in the filling valve for guiding the filling product and the gas channel for prestressing and relieving the container to be filled, with superheated steam.
  • the sterilization with superheated steam is preferred over the sterilization with hot water, since a fast and safe sterilization of the respective media-carrying channels within the device is possible because hot steam can be sterilized at higher temperatures than is possible with hot water, for example at temperatures of approx 135 ° C. Due to the higher temperatures, the sterilization process can be accelerated.
  • the generation of sufficient quantities of superheated steam is also more energy efficient than the generation of sufficient quantities of hot water. Accordingly, in this way, the entire sterilization process can be performed more efficiently.
  • a cap which has at least one bore which provides a predetermined flow resistance for the superheated steam.
  • the filling product outlet preferably comprises a liftable and lowerable sleeve, by means of which a gas-tight connection between a container to be filled and the filling valve can be produced, wherein the damping cap for closing the Greissers can be brought into contact with the sleeve.
  • the sleeve can be raised and lowered by means of a magnetic, pneumatic, hydraulic and / or electrical drive and the damping cap can be raised and lowered together with the sleeve, preferably by means of a magnetic, pneumatic, hydraulic and / or electric drive.
  • the filling product outlet which can be arranged in this embodiment in the liftable and lowerable sleeve, correspondingly closed by the contact of the damping cap with the sleeve, so that a sterilization of the sleeve with hot steam is possible.
  • the damping cap can be raised and lowered together with the sleeve, so that sterilization of the product outlet can be carried out independently of the position of the sleeve.
  • the sleeve can then be raised and lowered during sterilization or sterilized can be performed in both the raised and lowered positions of the sleeve to allow complete sterilization of the sleeve in all positions assumed by the sleeve.
  • the gas channel via a clamping gas valve with a span gas reservoir in communication can be brought.
  • This allows the supply of span gas to be controlled in the container to be filled.
  • a relief valve between the clamping gas valve and the filling product outlet is arranged in the gas channel and the filling product outlet can be brought via the relief valve with a discharge channel in communication.
  • the discharge channel is preferably in contact with the atmosphere via a non-sterile rotary distributor.
  • a non-sterile rotary distributor By using a non-sterile rotary distributor, a cost-effective design of the device can be achieved, since in this for the sterility of the filled container not relevant portion of the device, a non-sterile rotary distributor can be used. In this way, even a loss of superheated steam in areas that need not be sterilized, can be avoided, so that an efficient use of the superheated steam is achieved.
  • the superheated steam which is used to sterilize the gas channel can take the route which is also passed through by a gasification gas used after the sterilization. Accordingly, a complete sterilization of this path takes place, including the tension gas valve.
  • the downstream relief valve is sterilized only to the actual closure of the valve, so only in the area in which the clamping gas comes into contact with the relief valve during the preloading of the container.
  • the relief valve itself and the downstream discharge channel are not sterilized. However, only a volume flow out of the then filled container also occurs through these regions, so that sterilization is not necessary here. A volume flow directed towards the container to be filled flows neither through the relief valve nor through the discharge channel. The relief valve thus provides a separation between the sterile area and the non-sterile area.
  • a span gas reservoir In order to allow a substantial removal of the possibly resulting in the sterilization by means of the hot steam condensate from the filling valve, a span gas reservoir, a
  • forming condensate may leak down over the filling product outlet of the filling valve.
  • the gas channel is formed at least over a region away sloping to the filling valve, such that forming condensate can run along the gas channel in the direction of the filling valve and correspondingly through the filling product outlet of the filling valve addition.
  • the filling product can be introduced via a product feed into a product vessel and the product feed has a separate span gas inlet for introducing span gas into the product vessel, preferably a clamping gas inlet integrated into a wall of the product feed.
  • the clamping gas inlet communicates via a rotary distributor with a clamping gas supply line rotating around the clamping gas inlet.
  • the filling product outlet is closed by means of a Dämpfkappe and the gas channel and the filling valve are acted upon with superheated steam, a sterilization of the product-carrying channels and the gas channel takes place.
  • the channels can be sterilized in an efficient manner, through which flows a volume flow, which is directed towards the container to be filled.
  • a clamping gas valve via which a span gas reservoir communicates with the gas channel, is opened during the sterilization.
  • a relief valve which connects the gas channel to a discharge channel, remains closed during sterilization.
  • sterilization can only take place in the areas in which a volume flow directed towards the container is actually subsequently passed through.
  • sterilization of the relevant areas can be efficiently achieved, and loss of hot steam in unnecessary areas to be sterilized can be avoided.
  • On a sterilization of the discharge line can be omitted.
  • the filling product outlet comprises a liftable and lowerable sleeve, by means of which a gas-tight connection between a container to be filled and the filling valve can be produced.
  • the damping cap is brought into contact with the sleeve to close the filling product outlet.
  • the sleeve and the damping cap are raised and lowered together during the application of superheated steam.
  • FIG. 1 shows a device 1 for filling a container, not shown here with a filling product.
  • the device 1 comprises a filling valve 2, a product vessel 3 as well as various channels described below for supplying different media.
  • the filling valve 2 has, in a known manner, a valve cone 20 which is received in a valve seat 22 and which serves to control a volume flow of the filling product from a filling product volume which is above the valve cone 20 in a filling valve volume 24.
  • a filling product outlet 26 is provided, which is arranged below the valve cone 20 and below the valve seat 22, and which in the illustrated embodiment comprises a displaceable sleeve 28 which can be raised and lowered in the direction of the arrow.
  • a corresponding mechanism is provided which comprises, for example, a pneumatic, hydraulic, magnetic or electric drive of the sleeve 28.
  • the sleeve 28 makes it possible to produce a gas-tight connection between a container arranged below the filling valve 2 or its container mouth and the filling valve 2. If the sleeve 28 is pressed down on the container mouth, a gas-tight connection between the container and the filling valve 2 and in particular the filling valve 24 is produced. Because of this gas-tight connection, the container volume of the underlying container can then be acted upon, for example, with a clamping gas, which is supplied via the filling product outlet 26.
  • CO 2 can be used as the span gas, so that outgassing of the CO 2 of a carbonated filling product during filling of the container volume can be reduced or avoided and, accordingly, the foaming tendency can be reduced.
  • the actual process of filling the container to be filled can be made by the valve plug 20 is lifted out of the valve seat 22 and the overlying filling product from the Basressed with the clamping gas container , After completion of the filling process and the corresponding lowering of the valve plug 20 in the valve seat 22, a release of the gas pressure is carried out from the then filled container, wherein the gas is also discharged through the Guehrauslauf 26 therethrough. Only after the discharge of the container, the sleeve 28 is pulled back upwards to release the container for further processing, for example, for transfer to a capper.
  • Such a filling valve 2 is usually used in rotary filling machines, in which the respective containers to be filled are guided on plates or on corresponding neck clips, which have a substantially constant distance to the filling valve 2.
  • a raising or lowering of the container itself is not necessary in such an arrangement, but by lowering and raising the sleeve 28, a gas-tight connection between the filling valve 2 and the container can be made. Accordingly, by means of the filling valve 2 shown here, a container can be filled with a carbonated beverage in the counterpressure process, the filling product stream then entering the container to be filled essentially as a full jet.
  • the filling valve 2 shown can also be operated in another mode so that the sleeve 28 is not lowered to the mouth of a container to be filled, but remains in the raised position. Accordingly, then no gas-tight connection between the filling valve 2 and the container mouth is formed. In this operating mode, CO 2 -free fill products can be filled in a free jet into a container.
  • the filling valve 2 described allows to perform with the same structure both a controlled counter-pressure filling of carbonated beverages, as also to carry out a filling of CO 2 -free beverages in a free jet. With the same filling valve so that different filling products, especially carbonated and non-carbonated drinks can be filled in an efficient way.
  • Non-contact filling in the full jet is particularly advantageous in the case of a cold-aseptic filling since here only the filling product comes into contact with the inside of the container and the container mouth and, accordingly, the risk of transmission of germs is further reduced. This is particularly advantageous when filling dairy products.
  • the filling product is introduced via a product feed 30 into the product vessel 3.
  • a sterile rotary distributor 32 is provided, which allows the introduction of the filling product in the rotating product vessel 3, which is schematically drawn here as a central boiler. From the product vessel 3, the filling product is fed to the filling valve volume 24 in the filling valve 2 via the product feed line 34.
  • a second media channel is provided in addition to the product supply line 34, which allows a supply of a clamping gas.
  • a clamping gas inlet 40 is provided, which supplies the clamping gas via a rotary distributor 42 to a clamping gas feed line 44, by means of which the clamping gas is introduced into a clamping gas reservoir 46, in which the clamping gas is then under pressure.
  • clamping gas is passed by means of a gas channel 5 via the filling product outlet 26 in the container to be filled.
  • the gas channel 5 communicates with the product outlet 26 in a suitable manner in communication.
  • the gas channel 5 is still connected via a clamping gas valve 50 with the span gas reservoir 46 in connection.
  • the tensioning gas valve 50 When the tensioning gas valve 50 is opened, the tensioning gas from the tensioning gas reservoir 46 accordingly flows through the tensioning gas valve 50 into the gas passage 5, which communicates with the filling product outlet 26 of the filling valve 2.
  • an influx of clamping gas from the clamping gas reservoir 46 in the gas channel 5 and then on the Med.auslauf 26 in the container, which is thereby biased can be achieved even in the valve seat 22 befindlichem valve cone 20.
  • the clamping gas valve 50 is closed when the container is sufficiently biased.
  • a relief valve 52 is opened, by means of which the located in the then filled container pressure can be reduced in a controlled manner.
  • the relief valve 52 also communicates via the gas channel 5 with the Rudehrauslauf 26 such that the pressure in the container located over the gas passage 5 and the Relief valve 52 can flow in a discharge channel 60.
  • the relief channel 60 is preferably connected to the atmosphere via a rotary distributor 62, which is particularly preferably provided as a simple, non-sterile distributor.
  • a cleaning medium flows via the product feed 30 into the product vessel 3, from which the cleaning medium is supplied via the product feed line 34 to the filling valve volume 24 in the filling valve 2.
  • the cleaning medium flows downwards correspondingly undisturbed.
  • the cleaning medium is supplied via the clamping gas inlet 40 and the rotary distributor 42 of the clamping gas supply line 44 and then passed into the span gas reservoir 46. From the span gas reservoir 46, the cleaning medium passes through the open clamping gas valve 50 and through the gas channel 5 in a suitable manner to the filling product outlet 26, through which it also runs downwards.
  • FIG. 1 the Guided Approach to the Air Force 22 is shown so that it is closed by means of a Dämpfkappe 70.
  • the damping cap 70 is removed from the filling product outlet 26 by means of a closing device 7, preferably pivoted into a filling position. Accordingly, the cleaning medium via the aforementioned channels then flow freely through the Basitzauslauf 26 downwards.
  • a spray head 48 is further provided which is in communication with the clamping gas inlet 40. During cleaning, cleaning medium, which is supplied via the clamping gas inlet 40, is applied to the inner walls of the product vessel 3 via the spray head 48.
  • the spray head 48 is aligned in a known manner so that it allows a pressurization of all areas of the inner walls of the product vessel 3. This will be a complete Cleaning the inner walls of the product vessel 3 possible without the product vessel 3 must be completely filled with cleaning medium.
  • the spray head 48 In order to also produce a cleaning medium flow at a branching of the span gas inlet 40 in the region of the rotary distributor 42 to the span gas reservoir 46, the spray head 48 must provide a corresponding flow resistance in order to divide the cleansing agent flow between the spray head 48 and the reservoir 46. This flow resistance can be achieved for example by a corresponding design of the spray nozzles of the spray head 48.
  • the relief channel 60 is preferably cleaned by providing cleaning medium from the rotary distributor 62, wherein here a cleaning nozzle 64 for external cleaning of the filling valve 2 can also communicate with the rotary distributor 62. Accordingly, here a volume flow of the cleaning medium from the discharge channel 60 through the relief valve 52 into the gas channel 5 and then through the Gear Bachauslauf 26 also takes place.
  • the damping cap 70 is pivoted by means of the closure device 7 under the filling product outlet 26 so that it is closed. In this case, the damping cap 70 is brought into contact with the sleeve 28 in such a way that the closure is achieved.
  • the damping cap 70 is brought by means of the closure device 7 so in contact with the sleeve 28, that the actual position of the sleeve 28 in a raised or lowered position is irrelevant.
  • the closure device 7 performs the damping cap 70 of the position of the sleeve 28 so that a corresponding seal of Art etcauss 26 is achieved even with a movement of the sleeve 28.
  • the damping cap 70 has a schematically indicated bore 72, which is dimensioned such that when subjected to superheated steam, the necessary vapor pressure is maintained in the interior of the filling valve 2.
  • a temperature of, for example, 135 ° C of the superheated steam can be achieved .
  • the bore 72 also allows a steady stream of superheated steam to flow through the channels to be sterilized.
  • the bore 72 allows any condensate that may arise to drain off.
  • the hot steam for sterilization is supplied via the product inlet 30 and the clamping gas inlet 40, flows into the product vessel 3 and from there via the product feed line 34 into the filling valve 24 of the filling valve 2 and then via the corresponding raised valve cone 20 through the Gear Bachauslauf 26 and the bore 72nd the damping cap 70.
  • efficient sterilization of the corresponding internal surfaces that come in contact with the filling product in the filling operation can be achieved.
  • the superheated steam flows through the span gas supply line 44 into the span gas reservoir 46, then through the open clamping gas valve 50 into the gas channel 5, from there to the product outlet 26 and then through the bore 72 in the damping cap 70.
  • the entire span of gas is supplied with superheated steam, so that there is also a sterilization of all surfaces, which come into contact with the clamping gas in the filling operation.
  • the relief valve 52 is closed during sterilization. Sterilization of the relief valve 52 and the relief channel 60 arranged downstream thereof and the downstream regions, such as, for example, the rotary distributor 62, are not carried out. These paths do not need to be sterilized because they come into contact neither with filling product nor with span gas in a directed to the container to be filled volume flow.
  • the relief valve 52 is acted upon and sterilized only on its side in contact with the gas channel 5 side with the hot steam.
  • the relief valve 52 thus provides a separation between a sterile area and a non-sterile area.
  • a filling valve 2 which is suitable both for filling of containers in the counter-pressure method and for free-jet filling, cleaned and sterilized by the application of superheated steam.
  • This cleaning and sterilization is made possible without the product vessel 3 would have to be filled to the brim, so that according to cleaning medium can be saved or the entire amount of cleaning media to be used can be reduced.
  • the amount of superheated steam used for sterilization is also reduced because sterilization is restricted to the relevant areas.
  • the sleeve 28 which is in contact with the damping cap 70 for closing the Art.auslaufs 26, moves during the application of superheated steam and thereby raised and lowered.
  • the damping cap 70 is thereby tracked by the closure device 7, the movement of the sleeve 28, so that a closure of the Art.auslaufs 26 is always given during sterilization.
  • the cleaning and sterilization options also make it possible to use a filling valve 2 which is suitable both for filling carbonated filling products and for filling still products, as a result of which the variety of different filling valves 2 to be kept available can be reduced.
  • the span gas reservoir 46, the Tension gas valve 50 and the gas channel 5 above the Gundauslaufs 26 and disposed above the sleeve 28 are particularly preferred. Particularly preferred is, as in FIG. 1 shown, the span gas reservoir 46 above the clamping gas valve 50 and the gas channel 5 below the clamping gas valve 50, so that from each of the elements liquids can flow into the respective underlying element.
  • the gas channel 5 is particularly preferred to design the gas channel 5 as sloping or inclined, so that condensate possibly formed in the gas channel 5 can flow away in the direction of the filling product outlet 26 of the filling valve 2.
  • the entire arrangement is correspondingly a freely idling arrangement in which, when the valve cone 20 is opened and the clamping gas valve 50 is opened, the media channels empty by themselves due to gravity and no liquids remain in the media channels.
  • a non-sterile distributor 62 is preferably provided, whereby a correspondingly more cost-effective construction of the overall device 1 is made possible.
  • the gas channel 5 which communicates with the Rudiere 26, serves both for supplying a clamping gas into a container to be filled, as well as for relieving the container after filling. Accordingly, with a single gas channel 5 a double function can be fulfilled, so that overall the number of media channels to be cleaned or sterilized can be further reduced.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an alternative of the transition region of product inlet 30 and span gas inlet 40 in the region of an upper vessel wall 300 of the product vessel 3.
  • the product inlet 30 is provided here as a stationary product line 310, which enters from above into the rotating product vessel 3. Seals 312 seal the rotating boiler wall 300 of the product vessel 3 from the stationary product line 310.
  • the clamping gas inlet 40 is pulled through into the product vessel 3, in such a way that the spray head 48 is likewise acted upon by the clamping gas.
  • the application of the spray cone 48 with the clamping gas via the clamping gas channel 40 must not be switched on and off, but may be at the same pressure level as the clamping gas pressure, which corresponds to the span gas reservoir 46 for acting on the container with a bias.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, bevorzugt zum Befüllen eines Getränkebehälters mit einem Getränk in einer Getränkeabfüllanlage, umfassend ein Füllventil (2) zum Steuern eines durch einen Füllproduktauslauf (26) in einen zu befüllenden Behälter gerichteten Füllproduktstroms, und einen mit dem Füllproduktauslauf (26) kommunizierenden Gaskanal (5) zum Beaufschlagen des zu befüllenden Behälters mit einem Spanngas sowie zum Entlasten eines vorgespannten Behälters nach der Befüllung, wobei eine Dämpfkappe (70) vorgesehen ist, mittels welcher der Füllproduktauslauf (26) verschließbar ist.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, sowie ein Verfahren zum Sterilisieren einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters, bevorzugt einer Vorrichtung zum Befüllen eines Getränkebehälters mit einem Getränk in einer Getränkeabfüllanlage.
    • Stand der Technik
  • Zum Abfüllen karbonisierter Getränke in Behälter in einer Getränkeabfüllanlage ist es bekannt, die jeweiligen Behälter mit ihren Behältermündungen an ein Füllventil so anzupressen, dass eine gasdichte Abdichtung des Behälters mit dem Füllventil ausgebildet wird, um ein Entweichen eines den notwendigen Gegendruck beim Abfüllen karbonisierter Getränke aufbauenden Spanngases zu verhindern. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der DE 0 640 555 B1 gezeigt.
  • In einer Alternative zum Anpressen des Behälters an ein Füllventil ist aus der DE 20 2006 001 234 U1 eine Befüllmaschine bekannt, bei welcher die Abdichtung der zu befüllenden Behälter über eine bewegbare Zentrierglocke durchgeführt wird, derart, dass die Zentrierglocke auf den zu befüllenden Behälter abgesenkt wird und auf diese Weise eine gasdichte Abdichtung erreicht werden kann. Nach Beendigung des Füllvorganges wird die Zentrierglocke entsprechend wieder angehoben. Das Rückstellen der Zentrierglocke wird entweder über eine Druckfeder oder über die Vorspannung eines Druckpolsters erreicht.
  • Um ein Vorspannen des mit dem Füllventil gasdicht abgedichteten Behälters mit einem Spanngas zu erreichen, ist es bekannt, ein Spanngas über einen Spanngaskanal zuzuführen. Über einen Füllproduktkanal wird das eigentliche Füllprodukt, mit welchem der zu befüllende Behälter befüllt werden soll, dem Füllventil zugeführt und vom Füllventil gesteuert über einen Füllproduktauslauf des Füllventils in den zu befüllenden Behälter geleitet. Nach der Befüllung des Behälters mit dem Füllprodukt wird der sich im Behälter befindliche Überdruck durch einen entsprechenden Entlastungskanal abgelassen, bevor die gasdichte Verbindung zwischen dem Behälter und dem Füllventil gelöst werden kann.
  • Weiterhin ist es bekannt, die jeweiligen Medienkanäle, also beispielsweise den Füllproduktkanal, den Spanngaskanal und den Entlastungskanal, sowie die Medienkanäle schaltende Ventile mit einem Reinigungsmedium zu reinigen und danach durch das Spülen mit Heißwasser zu sterilisieren.
    • Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, sowie ein Verfahren zum Sterilisieren einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt anzugeben, welche ein noch effizienteres Sterilisieren ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, bevorzugt zum Befüllen eines Getränkebehälters mit einem Getränk in einer Getränkeabfüllanlage, vorgeschlagen, umfassend ein Füllventil zum Steuern eines durch einen Füllproduktauslauf in einen zu befüllenden Behälter gerichteten Füllproduktstroms, und einen mit dem Füllproduktauslauf kommunizierenden Gaskanal zum Beaufschlagen des zu befüllenden Behälters mit einem Spanngas sowie zum Entlasten eines vorgespannten Behälters nach der Befüllung. Erfindungsgemäß ist eine Dämpfkappe vorgesehen, mittels welcher der Füllproduktauslauf verschließbar ist.
  • Dadurch, dass der Füllproduktauslauf des Füllventils zur Sterilisierung mit einer Dämpfkappe verschließbar ist, ist es möglich, die relevanten Medienkanäle, beispielsweise die im Füllventil vorliegenden Kanäle zum Führen des Füllproduktes sowie den Gaskanal zum Vorspannen sowie Entlasten des zu befüllenden Behälters, mit Heißdampf zu sterilisieren.
  • Die Sterilisierung mit Heißdampf ist gegenüber der Sterilisation mit Heißwasser bevorzugt, da eine schnelle und sichere Sterilisierung der jeweiligen medienführenden Kanäle innerhalb der Vorrichtung möglich ist, da mit Heißdampf bei höheren Temperaturen sterilisiert werden kann, als dies mit Heißwasser möglich ist, beispielsweise bei Temperaturen von ca. 135 °C. Durch die höheren Temperaturen kann der Sterilisationsvorgang beschleunigt werden.
  • Die Erzeugung von ausreichenden Mengen an Heißdampf ist gegenüber der Erzeugung von ausreichenden Mengen an Heißwasser auch energieeffizienter. Entsprechend kann auf diese Weise der gesamte Sterilisationsprozess effizienter durchgeführt werden.
  • Unter einer Dämpfkappe, mittels welcher der Füllproduktauslauf des Füllventils verschlossen wird, wird eine Kappe verstanden, welche mindestens eine Bohrung aufweist, welche einen vorbestimmten Strömungswiderstand für den Heißdampf bereitstellt. So kann zum einen ein erforderlicher Gegendruck zur Aufrechterhaltung des Druckes des Heißdampfes in den zu sterilisierenden Bereichen und damit auch der Temperatur des Heißdampfes bereitgestellt werden, zum anderen aber wird ein Durchströmen der jeweiligen Medienkanäle mit dem Sterilisationsdampf ermöglicht. Darüber hinaus kann durch die Bohrung auch sich möglicherweise bildendes Kondensat problemlos nach unten hin abfließen.
  • Um eine gasdichte Verbindung zwischen dem Füllventil beziehungsweise dem Füllproduktauslauf und dem zu befüllenden Behälter herstellen zu können, umfasst der Füllproduktauslauf bevorzugt eine anhebbare und absenkbare Hülse, mittels welcher eine gasdichte Verbindung zwischen einem zu befüllenden Behälter und dem Füllventil herstellbar ist, wobei die Dämpfkappe zum Verschließen des Füllproduktauslaufs mit der Hülse in Kontakt bringbar ist. Besonders bevorzugt ist die Hülse mittels eines magnetischen, pneumatischen, hydraulischen und/oder elektrischen Antriebs anhebbar und absenkbar und die Dämpfkappe ist zusammen mit der Hülse anhebbar und absenkbar, bevorzugt mittels eines magnetischen, pneumatischen, hydraulischen und/oder elektrischen Antriebs. Damit wird der Füllproduktauslauf, der in dieser Ausführungsform in der anhebbaren und absenkbaren Hülse angeordnet sein kann, entsprechend durch den Kontakt der Dämpfkappe mit der Hülse verschlossen, so dass eine Sterilisierung auch der Hülse mit Heißdampf möglich ist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Dämpfkappe zusammen mit der Hülse anhebbar und absenkbar, so dass eine Sterilisierung des Produktauslaufs unabhängig von der Position der Hülse durchführbar ist. Um eine umfassende Sterilisierung zu erreichen, kann dann während des Sterilisierens die Hülse angehoben und abgesenkt werden, oder eine Sterilisierung kann sowohl in der angehobenen als auch in der abgesenkten Position der Hülse durchgeführt werden, um eine vollständige Sterilisierung der Hülse in allen von der Hülse eingenommenen Positionen zu ermöglichen.
  • Bevorzugt ist der Gaskanal über ein Spanngasventil mit einem Spanngasreservoir in Kommunikation bringbar. So lässt sich die Zufuhr von Spanngas in den zu befüllenden Behälter steuern. Besonders bevorzugt ist ein Entlastungsventil zwischen dem Spanngasventil und dem Füllproduktauslauf in dem Gaskanal angeordnet und der Füllproduktauslauf ist über das Entlastungsventil mit einem Entlastungskanal in Kommunikation bringbar. Damit kann über den gemeinsamen Gaskanal sowohl ein Vorspannen des zu befüllenden Behälters als auch ein Entlasten des befüllten Behälters erreicht werden. Der Entlastungskanal steht dabei bevorzugt über einen nicht-sterilen Drehverteiler mit der Atmosphäre in Kontakt. Durch die Verwendung eines nicht-sterilen Drehverteilers kann ein kostengünstiger Aufbau der Vorrichtung erreicht werden, da in diesem für die Sterilität der abgefüllten Behälter nicht relevanten Abschnitt der Vorrichtung ein nicht-steriler Drehverteiler eingesetzt werden kann. Auf diese Weise kann auch ein Verlust von Heißdampf in Bereiche, die nicht sterilisiert werden müssen, vermieden werden, so dass eine effiziente Verwendung des Heißdampfes erreicht wird.
  • Durch den genannten Aufbau kann der Heißdampf, welcher zur Sterilisation des Gaskanals verwendet wird, den Weg nehmen, welcher auch von einem nach der Sterilisierung verwendeten Spanngas durchlaufen wird. Entsprechend findet eine vollständige Sterilisierung dieses Weges statt, einschließlich des Spanngasventils. Das nachgeschaltete Entlastungsventil wird nur bis zum eigentlichen Verschluss des Ventils sterilisiert, also nur in dem Bereich, in welchem das Spanngas mit dem Entlastungsventil während des Vorspannens des Behälters in Kontakt tritt.
  • Das Entlastungsventil selbst sowie der nachgeschaltete Entlastungskanal werden hingegen nicht sterilisiert. Durch diese Bereiche hindurch tritt jedoch auch nur ein aus dem dann befüllten Behälter heraus gerichteter Volumenstrom, so dass eine Sterilisierung hier nicht notwendig ist. Ein auf den zu befüllenden Behälter hin gerichteter Volumenstrom strömt weder durch das Entlastungsventil, noch durch den Entlastungskanal. Das Entlastungsventil stellt damit eine Trennung zwischen dem sterilen Bereich und dem nicht-sterilen Bereich bereit.
  • Um ein weitgehendes Entfernen des bei der Sterilisierung mittels des Heißdampfes möglicherweise entstehenden Kondensats aus dem Füllventil zu ermöglichen, sind ein Spanngasreservoir, ein
  • Spanngasventil, ein Entlastungsventil und/oder der Gaskanal oberhalb des Füllproduktauslaufs, bevorzugt oberhalb einer anhebbaren und/oder absenkbaren Hülse, angeordnet. Entsprechend kann sich bildendes Kondensat über den Füllproduktauslauf des Füllventils nach unten hin auslaufen.
  • Da die Dämpfkappe eine Bohrung aufweist, findet ein Auslaufen des Kondensats bereits während der Behandlung mit dem Heißdampf statt. Nach dem Fortschwenken der Dämpfkappe nach Abschluss der Behandlung mit dem Heißdampf kann dann eventuell noch vorliegendes Kondensat aus dem Füllproduktauslauf auslaufen. Dies ist auch dann der Fall, wenn eine anhebbare und absenkbare Hülse vorgesehen ist, denn das Kondensat kann durch die Anordnung der genannten Komponenten oberhalb der Hülse ebenfalls problemlos auslaufen.
  • Besonders bevorzugt ist der Gaskanal zumindest über einen Bereich hinweg abfallend zum Füllventil hin ausgebildet, derart, dass sich ausbildendes Kondensat entlang des Gaskanals in Richtung auf das Füllventil zu und entsprechend durch den Füllproduktauslauf des Füllventils hinaus ablaufen kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Füllprodukt über einen Produktzulauf in einen Produktkessel einleitbar und der Produktzulauf weist einen separaten Spanngaszulauf zum Einleiten von Spanngas in den Produktkessel auf, bevorzugt einen in eine Wand des Produktzulaufs integrierten Spanngaszulauf. Besonders bevorzugt steht der Spanngaszulauf über einen Drehverteiler mit einer um den Spanngaszulauf herum rotierenden Spanngaszuleitung in Kommunikation. So lässt sich auf einfache und effiziente Weise eine Zuführung von Spanngas und Heißdampf erreichen.
  • Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Entsprechend wird ein Verfahren zum Sterilisieren einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt vorgeschlagen, welche ein Füllventil zum Steuern eines Füllproduktstromes aus einem Füllproduktauslauf heraus, sowie einen mit dem Füllproduktauslauf kommunizierenden Gaskanal zum Beaufschlagen des zu befüllenden Behälters mit einem Spanngas sowie zum Entlasten eines vorgespannten Behälters nach der Befüllung. Erfindungsgemäß wird der Füllproduktauslauf zum Sterilisieren der Vorrichtung mit einer Dämpfkappe verschlossen und zumindest der Gaskanal und ein Füllventilvolumen des Füllventils mit Heißdampf beaufschlagt.
  • Dadurch, dass die Füllproduktauslauf mittels einer Dämpfkappe verschlossen wird und der Gaskanal und das Füllventil mit Heißdampf beaufschlagt werden, findet eine Sterilisierung der produktführenden Kanäle und des Gaskanals statt. Damit können auf effiziente Weise die Kanäle sterilisiert werden, durch welche hindurch ein Volumenstrom strömt, welcher auf den zu befüllenden Behälter hin gerichtet ist.
  • Bevorzugt wird ein Spanngasventil, über welches ein Spanngasreservoir mit dem Gaskanal kommuniziert, während des Sterilisierens geöffnet. Ein Entlastungsventil, welches den Gaskanal mit einem Entlastungskanal verbindet, bleibt während des Sterilisierens geschlossen. Damit kann eine Sterilisierung nur in den Bereichen erfolgen, in welchen nachfolgend tatsächlich auch ein auf den Behälter hin gerichteter Volumenstrom durchgeleitet wird. So kann auf effiziente Weise ein Sterilisieren der relevanten Bereiche erreicht werden und ein Verlust von Heißdampf in nicht notwendiger Weise zu sterilisierende Bereiche kann vermieden werden. Auf eine Sterilisierung der Entlastungsleitung kann verzichtet werden.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens umfasst der Füllproduktauslauf eine anhebbare und absenkbare Hülse, mittels welcher eine gasdichte Verbindung zwischen einem zu befüllenden Behälter und dem Füllventil herstellbar ist. Die Dämpfkappe wird zum Verschließen des Füllproduktauslaufs mit der Hülse in Kontakt gebracht. Besonders bevorzugt werden die Hülse und die Dämpfkappe während der Beaufschlagung mit Heißdampf gemeinsam angehoben und abgesenkt. So können auch alle relevanten Bereiche der Hülse mit Heißdampf beaufschlagt und entsprechend sterilisiert werden.
    • 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
    eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
    Figur 2
    einen schematischen Querschnitt durch einen Übergang zwischen einer Produktzuleitung und einem Produktkessel in einem weiteren Ausführungsbeispiel.
    Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
  • Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Befüllen eines hier nicht gezeigten Behälters mit einem Füllprodukt. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Füllventil 2, einen Produktkessel 3 sowie diverse, im Nachfolgenden beschriebene Kanäle zum Zuführen unterschiedlicher Medien.
  • Das Füllventil 2 weist in bekannter Weise einen Ventilkegel 20 auf, welcher in einem Ventilsitz 22 aufgenommen wird und welcher zur Steuerung eines Volumenstromes des Füllprodukts aus einem über dem Ventilkegel 20 in einem Füllventilvolumen 24 anstehenden Füllproduktvolumens dient. Ein Füllproduktauslauf 26 ist vorgesehen, welcher unterhalb des Ventilkegels 20 sowie unterhalb des Ventilsitzes 22 angeordnet ist, und welcher in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine verschiebbare Hülse 28 umfasst, welche in Pfeilrichtung anhebbar und absenkbar ist. Zum Anheben beziehungsweise Absenken der Hülse 28 ist ein entsprechender Mechanismus vorgesehen, welcher beispielsweise einen pneumatischen, hydraulischen, magnetischen oder elektrischen Antrieb der Hülse 28 umfasst.
  • Die Hülse 28 ermöglicht es, eine gasdichte Verbindung zwischen einem unter dem Füllventil 2 angeordneten Behälter beziehungsweise dessen Behältermündung und dem Füllventil 2 herzustellen. Wird die Hülse 28 nach unten hin auf die Behältermündung aufgepresst, wird eine gasdichte Verbindung zwischen dem Behälter und dem Füllventil 2 und insbesondere dem Füllventilvolumen 24 hergestellt. Aufgrund dieser gasdichten Verbindung kann dann das Behältervolumen des darunter liegenden Behälters beispielsweise mit einem Spanngas beaufschlagt werden, welches über den Füllproduktauslauf 26 zugeführt wird. Als Spanngas kann beispielsweise CO2 verwendet werden, so dass ein Ausgasen des CO2 eines karbonisierten Füllprodukts beim Befüllen des Behältervolumens reduziert oder vermieden werden kann und entsprechend die Aufschäumneigung reduziert werden kann.
  • Nach der Vorspannung des Behälters mit dem Spanngas kann dann der eigentliche Vorgang des Befüllens des zu befüllenden Behälters dadurch vorgenommen werden, dass der Ventilkegel 20 aus dem Ventilsitz 22 herausgehoben wird und das darüber anstehende Füllprodukt aus dem Füllventilvolumen 24 in den mit dem Spanngas vorgespannten Behälter einfließt. Nach Abschluss des Füllvorgangs und dem entsprechenden Absenken des Ventilkegels 20 in den Ventilsitz 22 wird ein Entlasten des Gasdruckes aus dem dann befüllten Behälter durchgeführt, wobei das Gas ebenfalls durch den Füllproduktauslauf 26 hindurch ausgelassen wird. Erst nach erfolgter Entlastung des Behälters wird die Hülse 28 wieder nach oben hin zurückgezogen, um den Behälter für die weitere Verarbeitung, beispielsweise zur Überführung an einen Verschließer, freizugeben.
  • Ein solches Füllventil 2 wird üblicherweise in Rundläuferfüllmaschinen eingesetzt, in welchen die jeweiligen zu befüllenden Behälter auf Tellern oder an entsprechenden Halsklammern geführt werden, welche einen im Wesentlichen konstanten Abstand zum Füllventil 2 aufweisen. Ein Anheben beziehungsweise Absenken der Behälter selbst ist in einer solchen Anordnung nicht notwendig, sondern durch das Absenken und Anheben der Hülse 28 kann eine gasdichte Verbindung zwischen dem Füllventil 2 und dem Behälter hergestellt werden. Entsprechend kann mittels des hier gezeigten Füllventils 2 ein Behälter im Gegendruckverfahren mit einem karbonisierten Getränk befüllt werden, wobei der Füllproduktstrom dann im Wesentlichen als Vollstrahl in den zu befüllenden Behälter eintritt.
  • Das gezeigte Füllventil 2 kann jedoch in einer weiteren Betriebsart auch so betrieben werden, dass die Hülse 28 nicht auf die Mündung eines zu befüllenden Behälters abgesenkt wird, sondern in der angehobenen Position verbleibt. Entsprechend wird dann keine gasdichte Verbindung zwischen Füllventil 2 und der Behältermündung ausgebildet. In dieser Betriebsart können CO2-freie Füllprodukte im Freistrahl in einen Behälter eingefüllt werden.
  • Das beschriebene Füllventil 2 ermöglicht daher, mit dem gleichen Aufbau sowohl ein kontrolliertes Gegendruckabfüllen von karbonisierten Getränken durchzuführen, als auch ein Abfüllen von CO2-freien Getränken im Freistrahl durchzuführen. Mit dem gleichen Füllventil können damit unterschiedliche Füllprodukte, insbesondere karbonisierte und nicht-karbonisierte Getränke, auf effiziente Weise abgefüllt werden.
  • Ein berührungsfreies Abfüllen im Vollstrahl ist besonders bei einer kalt-aseptischen Abfüllung von Vorteil, da hier lediglich das Füllprodukt mit der Behälterinnenseite und der Behältermündung in Kontakt kommt und entsprechend das Risiko der Übertragung von Keimen weiter reduziert wird. Dies ist besonders beim Abfüllen von Milchprodukten von Vorteil.
  • Das Füllprodukt wird über einen Produktzulauf 30 in den Produktkessel 3 eingeleitet. Bevorzugt ist ein steriler Drehverteiler 32 vorgesehen, welcher das Einleiten des Füllproduktes in den sich drehenden Produktkessel 3, welcher hier schematisch als Zentralkessel gezeichnet ist, ermöglicht. Vom Produktkessel 3 aus wird über die Produktzuleitung 34 das Füllprodukt dem Füllventilvolumen 24 im Füllventil 2 zugeführt.
  • Um ein Vorspannen des Behälters mit einem Spanngas, bevorzugt mit CO2, zu ermöglichen, ist ein zweiter Medienkanal neben der Produktzuleitung 34 vorgesehen, welcher ein Zuleiten eines Spanngases ermöglicht. Hierzu ist ein Spanngaszulauf 40 vorgesehen, welcher das Spanngas über einen Drehverteiler 42 einer Spanngaszuleitung 44 zuführt, mittels welcher das Spanngas in ein Spanngasreservoir 46 verbracht wird, in welchem das Spanngas dann unter Druck vorliegt.
  • Zum Vorspannen des zu befüllenden Behälters wird Spanngas mittels eines Gaskanals 5 über den Füllproduktauslauf 26 in den zu befüllenden Behälter geleitet. Der Gaskanal 5 steht mit dem Füllproduktauslauf 26 auf geeignete Weise in Kommunikation. Der Gaskanal 5 steht weiterhin über ein Spanngasventil 50 mit dem Spanngasreservoir 46 in Verbindung. Beim Öffnen des Spanngasventils 50 strömt das Spanngas aus dem Spanngasreservoir 46 entsprechend durch das Spanngasventil 50 in den Gaskanal 5, welcher mit dem Füllproduktauslauf 26 des Füllventils 2 kommuniziert. Auf diese Weise kann auch bei sich im Ventilsitz 22 befindlichem Ventilkegel 20 ein Einströmen von Spanngas aus dem Spanngasreservoir 46 in den Gaskanal 5 und dann über den Füllproduktauslauf 26 in den Behälter, der dadurch vorgespannt wird, erreicht werden.
  • Vor Beginn des eigentlichen Befüllvorganges wird das Spanngasventil 50 geschlossen, wenn der Behälter hinreichend vorgespannt ist.
  • Nach Abschluss des Befüllvorganges wird ein Entlastungsventil 52 geöffnet, mittels welchem der sich im dann befüllten Behälter befindliche Überdruck kontrolliert abgebaut werden kann. Das Entlastungsventil 52 kommuniziert ebenfalls über den Gaskanal 5 mit dem Füllproduktauslauf 26 derart, dass der sich im Behälter befindliche Überdruck über den Gaskanal 5 und das Entlastungsventil 52 in einen Entlastungskanal 60 strömen kann. Der Entlastungskanal 60 ist bevorzugt über einen Drehverteiler 62, welcher besonders bevorzugt als einfacher, nicht-steriler Verteiler vorgesehen ist, mit der Atmosphäre verbunden.
  • Um zunächst eine Reinigung der Vorrichtung 1 durchzuführen, strömt ein Reinigungsmedium über den Produktzulauf 30 in den Produktkessel 3, von welchem aus das Reinigungsmedium über die Produktzuleitung 34 dem Füllventilvolumen 24 im Füllventil 2 zugeführt wird. Bei geöffnetem Ventilkegel 20 - beziehungsweise aus dem Ventilsitz 22 herausgehobenem Ventilkegel 20 - fließt das Reinigungsmedium entsprechend ungestört nach unten hin ab.
  • Um auch eine Reinigung des Spanngasweges zu erreichen, wird das Reinigungsmedium über den Spanngaszulauf 40 und den Drehverteiler 42 der Spanngaszuleitung 44 zugeführt und dann in das Spanngasreservoir 46 geleitet. Vom Spanngasreservoir 46 aus läuft das Reinigungsmedium durch das geöffnete Spanngasventil 50 und durch den Gaskanal 5 auf geeignete Weise zum Füllproduktauslauf 26, durch welchen hindurch es ebenfalls nach unten hin abläuft.
  • In Figur 1 ist der Füllproduktauslauf 26 so dargestellt, dass er mittels einer Dämpfkappe 70 verschlossen ist. Zur Durchführung der gerade beschriebenen Reinigung mit einem Reinigungsmedium sowie zur Durchführung der eigentlichen Befüllung von Behältern ist die Dämpfkappe 70 mittels einer Verschlussvorrichtung 7 vom Füllproduktauslauf 26 entfernt, bevorzugt in eine Befüllposition verschwenkt. Entsprechend kann das Reinigungsmedium über die vorgenannten Kanäle dann durch den Füllproduktauslauf 26 ungehindert nach unten hin abfließen.
  • Um gleichzeitig eine Reinigung der anhebbaren und absenkbaren Hülse 28 mittels des Reinigungsmediums durchzuführen, wird diese mittels des hier nicht weiter beschriebenen Antriebes während des Durchströmens mit Reinigungsmedium auf und ab bewegt. Hierdurch findet eine vollständige Reinigung der Hülse 28 und der die Hülse 28 haltenden Bereiche des Füllventils 2 statt, welche während der Befüllung mit Füllprodukt in Kontakt kommen.
  • Im Produktkessel 3 ist weiterhin ein Spritzkopf 48 vorgesehen, welcher mit dem Spanngaszulauf 40 in Verbindung steht. Über den Spritzkopf 48 wird während der Reinigung Reinigungsmedium, welches über den Spanngaszulauf 40 zugeführt wird, auf die Innenwände des Produktkessels 3 aufgebracht. Der Spritzkopf 48 ist auf bekannte Weise so ausgerichtet, dass er ein Beaufschlagen aller Bereiche der Innenwände des Produktkessels 3 ermöglicht. Damit wird eine vollständige Reinigung der Innenwände des Produktkessels 3 möglich, ohne dass der Produktkessel 3 vollständig mit Reinigungsmedium gefüllt werden muss.
  • Um hier an einer im Bereich des Drehverteilers 42 vorliegenden Abzweigung des Spanngaszulaufes 40 zum Spanngasreservoir 46 auch einen Reinigungsmedienstrom zu erzeugen, muss der Spritzkopf 48 einen entsprechenden Strömungswiderstand bereitstellen, um den Reingungsmittelstrom zwischen dem Spritzkopf 48 und dem Reservoir 46 aufzuteilen. Dieser Strömungswiderstand kann beispielsweise durch eine entsprechende Gestaltung der Spritzdüsen des Spritzkopfes 48 erreicht werden.
  • Entsprechend ist es möglich, durch das Zuführen von Reinigungsmedium sowohl in dem Spanngaszulauf 40 als auch dem Produktzulauf 30 eine vollständige Reinigung des Produktkessels 3 sowie sämtlicher produktführender und spanngasführender Wege zu erreichen, ohne dass der Produktkessel 3 vollständig gefüllt sein muss.
  • Der Entlastungskanal 60 wird bevorzugt über das Bereitstellen von Reinigungsmedium vom Drehverteiler 62 aus gereinigt, wobei hier eine Reinigungsdüse 64 zur Außenreinigung des Füllventils 2 ebenfalls mit dem Drehverteiler 62 kommunizieren kann. Entsprechend findet hier ein Volumenstrom des Reinigungsmediums vom Entlastungskanal 60 aus durch das Entlastungsventil 52 in den Gaskanal 5 und dann durch den Füllproduktauslauf 26 hinaus statt.
  • Durch die beschriebene Reinigung, bei welcher das Reinigungsmedium über den Füllproduktauslauf 26 nach unten hin ausfließt, kann auf eine komplexe Verschaltung zur Aufnahme des Reinigungsmediums verzichtet werden. Weiterhin ist es möglich, sämtliche Medienkanäle gleichzeitig zu reinigen, wodurch die Prozesszeiten für die Reinigung reduziert werden können.
  • Nach der Reinigung der entsprechenden Medienkanäle mit dem Reinigungsmedium findet eine Sterilisierung der entsprechenden produktführenden sowie spanngasführenden Wege statt, also derjenigen Kanäle, welche beim Befüllen eines Behälters einen auf den Füllproduktauslauf 26 hin gerichteten Volumenstrom an Füllprodukt oder Spanngas führen.
  • Zur Sterilisierung wird die Dämpfkappe 70 mittels der Verschlussvorrichtung 7 so unter den Füllproduktauslauf 26 geschwenkt, dass dieser verschlossen ist. Dabei wird die Dämpfkappe 70 so mit der Hülse 28 in Kontakt gebracht, dass der Verschluss erreicht wird.
  • Die Dämpfkappe 70 wird mittels der Verschlussvorrichtung 7 so mit der Hülse 28 in Kontakt gebracht, dass die eigentliche Position der Hülse 28 in einer angehobenen oder abgesenkten Position keine Rolle spielt. Besonders bevorzugt führt die Verschlussvorrichtung 7 die Dämpfkappe 70 der Position der Hülse 28 so nach, dass eine entsprechende Abdichtung des Füllproduktauslaufs 26 auch bei einer Bewegung der Hülse 28 erreicht wird.
  • Die Dämpfkappe 70 weist eine schematisch angedeutete Bohrung 72 auf, welche so dimensioniert ist, dass bei einer Beaufschlagung mit einem Heißdampf der notwendige Dampfdruck im Innenraum des Füllventils 2 aufrechterhalten wird. Damit handelt sich bei dem Verschluss des Füllproduktauslaufs 26 durch die Dämpfkappe 70 nicht um einen gasdichten Abschluss, sondern aufgrund der in der Dämpfkappe 70 vorliegenden Bohrung 72 quasi um eine Querschnittsverringerung des Füllproduktauslaufs 26. Damit kann eine Temperatur von beispielsweise 135 °C des Heißdampfes erreicht werden. Durch die Dimensionierung der Bohrung 72 wird ein entsprechender Strömungswiderstand bereitgestellt. Die Bohrung 72 ermöglicht aber auch, dass ein steter Strom an Heißdampf durch die zu sterilisierenden Kanäle strömt. Darüber hinaus ermöglicht es die Bohrung 72, dass möglicherweise entstehendes Kondensat abfließen kann.
  • Der Heißdampf zur Sterilisierung wird über den Produktzulauf 30 und den Spanngaszulauf 40 zugeführt, strömt in den Produktkessel 3 und von dort über die Produktzuleitung 34 in das Füllventilvolumen 24 des Füllventils 2 und dann über den entsprechend angehobenen Ventilkegel 20 durch den Füllproduktauslauf 26 und die Bohrung 72 der Dämpfkappe 70 aus. Auf diese Weise kann durch das Aufrechterhalten eines hohen Temperaturniveaus durch den Heißdampf eine effiziente Sterilisierung der entsprechenden Innenflächen, die im Füllbetrieb mit dem Füllprodukt in Berührung kommen, erreicht werden.
  • Gleichzeitig strömt der Heißdampf durch die Spanngaszuleitung 44 in das Spanngasreservoir 46 ein, dann durch das geöffnete Spanngasventil 50 in den Gaskanal 5, von dort zum Füllproduktauslauf 26 und dann durch die Bohrung 72 in der Dämpfkappe 70 hinaus. So wird auch der gesamte Spanngasweg mit Heißdampf beaufschlagt, so dass auch hier eine Sterilisierung aller Oberflächen stattfindet, welche im Füllbetrieb mit dem Spanngas in Berührung kommen.
  • Das Entlastungsventil 52 ist während des Sterilisierens geschlossen. Eine Sterilisierung des Entlastungsventils 52 sowie des dahinter angeordneten Entlastungskanals 60 und der nachgelagerten Bereiche, wie beispielsweise des Drehverteilers 62, wird nicht durchgeführt. Diese Wege müssen auch nicht sterilisiert werden, da sie weder mit Füllprodukt noch mit Spanngas in einem auf den zu befüllenden Behälter zu gerichteten Volumenstrom in Berührung kommen.
  • Entsprechend wird das Entlastungsventil 52 nur auf seiner mit dem Gaskanal 5 in Kontakt stehenden Seite mit dem Heißdampf beaufschlagt und sterilisiert. Das Entlastungsventil 52 stellt damit eine Trennung zwischen einem sterilen Bereich und einem nicht sterilen Bereich bereit.
  • Auf diese Weise kann ein Füllventil 2, welches sowohl zum Befüllen von Behältern im Gegendruckverfahren als auch zum Freistrahlfüllen geeignet ist, gereinigt und mittels der Beaufschlagung durch Heißdampf sterilisiert werden. Diese Reinigung und Sterilisierung wird ermöglicht, ohne dass der Produktkessel 3 randvoll gefüllt werden müsste, so dass entsprechend Reinigungsmedium eingespart werden kann beziehungsweise die gesamte zu verwendende Reinigungsmedienmenge reduziert werden kann. Die zur Sterilisierung verwendete Menge an Heißdampf wird ebenfalls reduziert, da die Sterilisierung auf die relevanten Bereiche beschränkt wird.
  • Bevorzugt wird die Hülse 28, die mit der Dämpfkappe 70 zum Verschließen des Füllproduktauslaufs 26 in Kontakt steht, während der Beaufschlagung mit Heißdampf bewegt und dabei angehoben und abgesenkt. Die Dämpfkappe 70 wird dabei durch die Verschlussvorrichtung 7 der Bewegung der Hülse 28 nachgeführt, so dass ein Verschluss des Füllproduktauslaufs 26 während des Sterilisierens stets gegeben ist. Durch die Bewegung der Hülse 28 während der Beaufschlagung mit dem Heißdampf kann eine vollständige Sterilisierung aller relevanten Bereiche der Hülse 28 erreicht werden.
  • Die Reinigungs- und Sterilisierungsmöglichkeiten erlauben es weiterhin, ein Füllventil 2 zu verwenden, welches sowohl vom Füllen von karbonisierten Füllprodukten als auch zum Füllen von stillen Produkten geeignet ist, wodurch die Variantenvielfalt an unterschiedlichen vorzuhaltenden Füllventilen 2 reduziert werden kann.
  • Um ein problemloses Auslaufen von Reinigungsmedium sowie von möglicherweise entstehendem Kondensat während der Sterilisierung zu ermöglichen, sind das Spanngasreservoir 46, das Spanngasventil 50 sowie der Gaskanal 5 oberhalb des Füllproduktauslaufs 26 und oberhalb der Hülse 28 angeordnet. Besonders bevorzugt liegt, wie in Figur 1 gezeigt, das Spanngasreservoir 46 oberhalb des Spanngasventils 50 und der Gaskanal 5 unterhalb des Spanngasventils 50, so dass aus jedem der Elemente Flüssigkeiten in das jeweils darunter liegende Element abfließen können.
  • Weiterhin ist es besonders bevorzugt, den Gaskanal 5 abfallend beziehungsweise geneigt auszubilden, so dass in dem Gaskanal 5 möglicherweise entstehendes Kondensat in Richtung des Füllproduktauslaufs 26 des Füllventils 2 abfließen kann.
  • Es handelt sich bei der gesamten Anordnung entsprechend um eine frei leerlaufende Anordnung, bei welcher bei Öffnung des Ventilkegels 20 sowie bei Öffnung des Spanngasventils 50 die Medienkanäle von alleine aufgrund der Gravitation leerlaufen und keine Flüssigkeiten in den Medienkanälen stehen bleiben.
  • Für das Herausführen des Entlastungsweges 60 ist bevorzugt ein nicht-steriler Verteiler 62 vorgesehen, wodurch entsprechend ein kostengünstigerer Aufbau der Gesamtvorrichtung 1 ermöglicht wird.
  • Der Gaskanal 5, welcher mit dem Füllproduktauslauf 26 kommuniziert, dient sowohl zum Zuführen eines Spanngases in einen zu befüllenden Behälter, als auch zum Entlasten des Behälters nach der Befüllung. Entsprechend kann mit einem einzigen Gaskanal 5 eine doppelte Funktion erfüllt werden, so dass insgesamt die Anzahl der zu reinigenden beziehungsweise zu sterilisierenden Medienkanäle weiter reduziert werden kann.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Alternative des Übergangsbereiches von Produktzulauf 30 und Spanngaszulauf 40 im Bereich einer oberen Kesselwand 300 des Produktkessels 3. Der Produktzulauf 30 ist hier als stehende Produktleitung 310 vorgesehen, welche von oben in den rotierenden Produktkessel 3 eintritt. Dichtungen 312 dichten die rotierende Kesselwand 300 des Produktkessels 3 gegenüber der stehenden Produktleitung 310 ab.
  • In der Wand der Produktleitung 310 ist der Spanngaszulauf 40 vorgesehen, an welchen sich ein Drehverteiler 42 anschließt. Entsprechend ist nur eine einzige Verteilerspur 420 in der Produktleitung 310 vorgesehen, welche über Dichtungen 422 mit dem rotierenden Drehverteiler 42 abschließt. Mit dem Drehverteiler 42 ist die Spanngaszuleitung 44 verbunden, welche zusammen mit dem Füllventil 2 rotiert und welche ein Zuführen des Spanngases zum Spanngasreservoir 46 ermöglicht.
  • In der stehenden Produktzuleitung 310 ist der Spanngaszulauf 40 bis in den Produktkessel 3 hinein durchgezogen, derart, dass der Spritzkopf 48 ebenfalls mit dem Spanngas beaufschlagt wird.
  • Im Füllbetrieb herrscht im Kopfraum des Produktkessels 3 bevorzugt der gleiche Druck wie in dem zu befüllenden Behälter, so dass ein Ausgasen des CO2 und damit eine übermäßige Aufschäumneigung auch im Produktkessel 3 verhindert wird. Entsprechend muss das Beaufschlagen der Sprühkegel 48 mit dem Spanngas über den Spanngaskanal 40 nicht zu- und abschaltbar sein, sondern kann auf dem gleichen Druckniveau liegen, wie der Spanngasdruck, welcher dem Spanngasreservoir 46 zum Beaufschlagen der Behälter mit einer Vorspannung entspricht.
  • Beim Reinigen wird über eine entsprechende Gestaltung des Spritzkopfes 48 ein Aufteilen des Reinigungsmedienstromes dahingehend erreicht, dass ein Teil des Reinigungsmediums über den Spritzkopf 48 auf die Innenflächen des Produktkessels 3 aufgebracht wird. Zum anderen wird ein anderer Teil des Reinigungsmedienstromes über die Spanngaszuleitung 44 dem Spanngasreservoir 46 und damit dem gesamten Spanngasweg zugeführt.
  • Beim nachfolgenden Sterilisieren wird über die Spanngaszuführung 40 ebenfalls ein Heißdampf zugeführt, derart, dass nicht nur die Sprühkugel 48 sondern auch die Innenwände des Produktkessels 3 sterilisiert werden. Gleichzeitig findet auch ein Sterilisieren der Spanngaszuleitung 44 sowie des Spanngasreservoirs 46 und der nachfolgenden Medienkanäle statt.
  • Durch die in Figur 2 vorgeschlagene Anordnung kann der Drehverteiler 42 mit einer einzigen Verteilerspur ausgebildet werden, wodurch der Drehverteiler zum einen besonders zuverlässig und zum anderen kostengünstig ausgeführt werden kann.
  • Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters
    2
    Füllventil
    20
    Ventilkegel
    22
    Ventilsitz
    24
    Füllventilvolumen
    26
    Füllproduktauslauf
    28
    verschiebbare Hülse
    3
    Produktkessel
    30
    Produktzulauf
    32
    Drehverteiler
    34
    Produktzuleitung
    300
    Kesselwand
    310
    stehende Produktleitung
    312
    Dichtung
    40
    Spanngaszulauf
    42
    Drehverteiler
    44
    Spanngaszuleitung
    46
    Spanngasreservoir
    48
    Spritzkopf
    420
    Verteilerspur
    422
    Dichtung
    5
    Gaskanal
    50
    Spanngasventil
    52
    Entlastungsventil
    60
    Entlastungskanal
    62
    Drehverteiler
    64
    Reinigungsdüse
    7
    Verschlussvorrichtung
    70
    Dämpfkappe
    72
    Bohrung

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1) zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, bevorzugt zum Befüllen eines Getränkebehälters mit einem Getränk in einer Getränkeabfüllanlage, umfassend ein Füllventil (2) zum Steuern eines durch einen Füllproduktauslauf (26) in einen zu befüllenden Behälter gerichteten Füllproduktstroms, und einen mit dem Füllproduktauslauf (26) kommunizierenden Gaskanal (5) zum Beaufschlagen des zu befüllenden Behälters mit einem Spanngas sowie zum Entlasten eines vorgespannten Behälters nach der Befüllung,
    gekennzeichnet durch
    eine Dämpfkappe (70), mittels welcher der Füllproduktauslauf (26) verschließbar ist.
  2. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfkappe (70) eine Bohrung (72) aufweist, welche einen vorbestimmten Strömungswiderstand für Heißdampf bereitstellt.
  3. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllproduktauslauf (26) eine anhebbare und absenkbare Hülse (28) umfasst, mittels welcher eine gasdichte Verbindung zwischen einem zu befüllenden Behälter und dem Füllventil (2) herstellbar ist, wobei die Dämpfkappe (70) zum Verschließen des Füllproduktauslaufs (26) mit der Hülse (28) in Kontakt bringbar ist.
  4. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (28) mittels eines magnetischen, pneumatischen, hydraulischen und/oder elektrischen Antriebs anhebbar und absenkbar ist und die Dämpfkappe (70) zusammen mit der Hülse (28) anhebbar und absenkbar ist, bevorzugt mittels eines magnetischen, pneumatischen, hydraulischen und/oder elektrischen Antriebs.
  5. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaskanal (5) über ein Spanngasventil (50) mit einem Spanngasreservoir (46) in Kommunikation bringbar ist.
  6. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Entlastungsventil (52) zwischen dem Spanngasventil (50) und dem Füllproduktauslauf (26) im Gaskanal (5) angeordnet ist und der Füllproduktauslauf (26) über das Entlastungsventil (52) mit einem Entlastungskanal (60) in Kommunikation bringbar ist.
  7. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungskanal (60) über einen nicht-sterilen Drehverteiler (62) mit der Atmosphäre in Kontakt steht.
  8. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spanngasreservoir (46), ein Spanngasventil (50), ein Entlastungsventil (52) und/oder der Gaskanal (5) oberhalb des Füllproduktauslaufs (26), bevorzugt oberhalb einer anhebbaren und/oder absenkbaren Hülse (28), angeordnet sind.
  9. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bereich des Gaskanals (5) abfallend und/oder geneigt zu dem Füllventil (2) hin ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllventil (2) über eine Produktzuleitung (34) mit einem rotierenden Produktkessel (3) kommuniziert und ein Produktzulauf (30) zum Einleiten des Füllprodukts in den rotierenden Produktkessel (3) stationär in den Produktkessel (3) herein geführt ist.
  11. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllprodukt über einen Produktzulauf (30) in einen Produktkessel (3) einleitbar ist und der Produktzulauf (310) einen separaten Spanngaszulauf (40) zum Einleiten von Spanngas in den Produktkessel (3) aufweist, bevorzugt einen in eine Wand des Produktzulaufs (310) integrierten Spanngaszulauf (40).
  12. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanngaszulauf (40) über einen Drehverteiler (42) mit einer um den Spanngaszulauf (40) herum rotierenden Spanngaszuleitung (44) in Kommunikation steht.
  13. Verfahren zum Sterilisieren einer Vorrichtung (1) zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, bevorzugt zum Sterilisieren einer Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welche ein Füllventil (2) zum Steuern eines Füllproduktstromes aus einem Füllproduktauslauf (26) heraus, sowie einen mit dem Füllproduktauslauf (26) kommunizierenden Gaskanal (5) zum Beaufschlagen des zu befüllenden Behälters mit einem Spanngas, sowie zum Entlasten eines vorgespannten Behälters nach der Befüllung umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Füllproduktauslauf (26) zum Sterilisieren der Vorrichtung (1) mit einer Dämpfkappe (70) verschlossen wird und zumindest der Gaskanal (5) und ein Füllventilvolumen (24) des Füllventils (2) mit Heißdampf beaufschlagt werden.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spanngasventil (50), über welches ein Spanngasreservoir (46) mit dem Gaskanal (5) kommuniziert, während des Sterilisierens geöffnet wird und ein Entlastungsventil (52), welches den Gaskanal (5) mit einem Entlastungskanal (60) verbindet, während des Sterilisierens geschlossen wird.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllproduktauslauf (26) eine anhebbare und absenkbare Hülse (28) umfasst, mittels welcher eine gasdichte Verbindung zwischen einem zu befüllenden Behälter und dem Füllventil (2) herstellbar ist, wobei die Dämpfkappe (70) zum Verschließen des Füllproduktauslaufs (26) mit der Hülse (28) in Kontakt gebracht wird, wobei bevorzugt die Hülse (28) und die Dämpfkappe (70) während der Beaufschlagung mit Heißdampf gemeinsam angehoben und abgesenkt werden.
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