EP3433204B1 - Behälterfüllanordnung und -verfahren - Google Patents

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EP3433204B1
EP3433204B1 EP17703707.4A EP17703707A EP3433204B1 EP 3433204 B1 EP3433204 B1 EP 3433204B1 EP 17703707 A EP17703707 A EP 17703707A EP 3433204 B1 EP3433204 B1 EP 3433204B1
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EP
European Patent Office
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filling
container
beverage
tank
sensor system
Prior art date
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EP17703707.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3433204A1 (de
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Olaf Muszinski
Hans-Jürgen KATZENBÄCHER
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KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
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Publication of EP3433204A1 publication Critical patent/EP3433204A1/de
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    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/007—Applications of control, warning or safety devices in filling machinery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/26—Applications of control, warning, or safety devices in capping machinery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks

Definitions

  • the present invention relates to a container filling arrangement according to the preamble of claim 1, namely with a container filling machine which e.g. is designed as a round filling machine, comprising a number of filling elements for filling containers, which filling elements are fed by a filling tank of the filling machine.
  • the container filling arrangement further contains at least two beverage component feeds which are connected to the filling kettle of the container filling machine. These are usually e.g. a water supply and a syrup supply, i.e. all technical elements that are connected to the supply of the corresponding beverage components, such as tanks, pressure vessels, control valves, pumps, lines and measuring sensors.
  • the invention also relates to a corresponding filling method.
  • a container filling machine according to the preamble of claim 1 and a corresponding method for filling containers are known from the WO 2009/068144 A1 known.
  • the filling kettle of the container filling machine is connected to a circulation line with which product is conveyed out of the filling kettle and back into the filling kettle, with at least two beverage component feeds, e.g. a water feed and a beverage base feed, e.g. directly or indirectly, in the circulation line syrup supply lead.
  • Circuit lines are preferably arranged separately from the container filling machine.
  • the container filling arrangement also has a filling machine control which is connected to at least one measuring sensor system, which in turn is connected to the filling tank and / or the circuit line.
  • the filling machine controller is designed to control the beverage component feeds depending on an output signal from the measuring sensor system and thus the filling kettle with at least two beverage components, e.g. Feed water and syrup or beverage base depending on an output signal to the analysis device.
  • the beverage component feeds open into the circuit line. In this way, a predetermined composition of different beverage components for a beverage can be mixed together.
  • no buffer tank is arranged between the beverage component feeders and the filling kettle.
  • the advantage of the solution according to the invention is that the beverage components are mixed into the circuit line, where intensive mixing of the beverage components is already taking place, so that an external buffer tank that was previously required can be dispensed with. Furthermore, the costs for a separate mixer with a buffer tank can be eliminated, which is also associated with a reduced space requirement.
  • the measuring sensor system can also be arranged well in the circuit line, so that the composition of the product can be recorded before and / or after the individual beverage components have been supplied. It is optimal, but not mandatory, if at least one first measuring sensor is arranged in front of the beverage supply or in front of the dosage line and preferably at least one second measuring sensor is arranged behind the beverage component supply, i.e.
  • the circuit line can be routed over the filling tank, over the filling tank with the inclusion of the filling valves or with the recessing of the filling tank, the first two solutions being preferred.
  • the circuit line preferably contains a measurement circuit, in which the first measurement sensor system is preferably arranged, the measurement circuit being provided to supply the measurement sensor system with a constant measurement volume flow independent of the volume flow in the circuit line in order to keep the measurement conditions constant.
  • This measuring circuit can thus be used to continuously monitor the composition of the beverage components and, if necessary, to readjust the composition to a desired value by means of a corresponding control of the beverage component supplies.
  • the circuit line is preferably connected to a CO 2 supply and the filling machine controller is designed to supply the CO 2 supply to the circuit line as a function of the output signal of the analysis device.
  • a pressure control device or flow control device is preferably arranged in the circuit line behind the CO 2 supply, so that the addition of CO 2 can also be precisely controlled by means of the pressure control device.
  • the pressure control device is controlled via the filling machine controller, likewise preferably as a function of the signal from the measuring sensor system.
  • a first measuring sensor system is arranged in connection with the circuit line before the beverage component supply. This provides information about the composition of the beverage components in the filling kettle.
  • a second measuring sensor system is advantageously arranged in connection with the circuit line behind the beverage component feeds. In this way, the current composition of the product is obtained after the beverage components have been added via the beverage component feeder. If both measuring sensors are provided, the beverage composition before the component addition and the beverage composition after the component addition are obtained. In this way, the composition of the beverage in the filling kettle and the change in composition due to the beverage component supply can be controlled very precisely.
  • the first and / or second measuring sensors are preferably each arranged in a separate measuring circuit.
  • the measuring sensor system does not influence the product flow in the circuit line and, on the other hand, the measuring circuit can be activated by appropriate closing valves, for example for an exchange or maintenance of the measuring sensors can be closed without the circuit line itself being impaired.
  • At least one feed pump is preferably arranged in the circuit line, with which the product is conveyed through the circuit line.
  • This feed pump can preferably be controlled as a function of an output signal from the measurement sensor system. In this way, the product flow in the circuit line can be controlled in such a way that it can be optimally and quickly adapted to different operating conditions such as filling and circulation (circulation).
  • the measuring sensor system includes, for example, the sensors that are necessary or advantageous for detecting the composition of the beverage components in the product, such as an optical sensor with which the color of the blended product is detected, which, for example, allows conclusions to be drawn about the proportion of a syrup in the product , a pressure sensor for measuring the pressure of the beverage, a sensor for measuring the CO 2 content of the beverage and possibly at least one chemical sensor for detecting the chemical composition of the beverage.
  • the sensors which can be used individually or in combination with one another, allow the composition of the essential beverage components, such as water, syrup and CO 2, to be controlled or regulated very precisely.
  • At least one — preferably all — beverage component feeds has at least one regulated pump and / or at least one regulating valve.
  • the pump and / or the control valve can then preferably be controlled in dependence on the output signal of the measurement sensor system in such a way that a desired addition of the beverage component is realized in order to achieve a desired composition of the beverage components in the product.
  • At least one valve is preferably arranged in a connecting line between the filling elements and the filling kettle, which valve can be actuated as a function of an output signal from the measuring sensor system.
  • the container filling machine is preferably a round filling machine and the filling kettle is designed as an annular space which extends along the outer circumference of the round filling machine and feeds the individual filling elements arranged on the outer circumference. Such a container filling machine is known per se and is very reliable.
  • a filling level sensor which is connected to the filling machine control, is preferably arranged in the filling tank.
  • the signal from the fill level sensor is fed to the filling machine control system in order to actuate the product feeds as well as a valve which may be provided between the fill boiler and the fill elements, depending on the signal from the fill level sensor.
  • the invention relates to a method for filling containers in an above-described container filling arrangement, specifically according to claim 13, wherein for filling the containers by means of the filling elements, the beverage components are fed to the circuit line according to a predetermined mixing ratio via the beverage component feeds without using a buffer tank become. The supplied beverage components are mixed in the circuit line and / or in the filling tank of the filling machine.
  • the product is then fed from the filling kettle via the circuit line to a measuring sensor that compares the composition of the product in the filling kettle with a target value. Subsequently, a product composition deviating from the target value is corrected by a corresponding control of the beverage component supply and the further supply of the beverage components, ie the control of the beverage component supply takes place with constant evaluation of the current product composition and corresponding individual control of the beverage component supplies.
  • the containers are only filled by the filling elements when the filling level in the filling kettle has reached a minimum value and the product composition corresponds to the target value within permitted limits.
  • the filling vessel which is preferably designed as a ring vessel, preferably has a round, in particular circular, cross section.
  • beverage base - syrup beverage base - syrup
  • Container filling machine - round filling machine - filling machine Container filling arrangement - filling arrangement: control - filling machine control; Filling chamber ring boiler; Circuit line section with the beverage component feeders - dosage line;
  • the container filling arrangement 10 from Fig. 1 has a cylindrical round filling machine 12, to which, for example, a filling tank 14 connects on the outside, which feeds, for example, filling elements 16 of the round filling machine arranged below it, which are shown here as an arrow.
  • the filling kettle 14 is designed as an annular space and surrounds the filling machine 12.
  • a filling machine control 18 is arranged, which is connected to a filling level sensor 20 arranged in the filling kettle 14.
  • the filling kettle 14 or the filling element 16 is connected via a bypass valve 17 to a circuit line 22, which is usually led out of the filling machine 12.
  • a power stage pump 24 is arranged in the circuit line 22 in order to convey a desired product quantity from an inlet 26 of the circuit line 22 to an outlet 28 of the circuit line 22, both of which open into the filling boiler 14. During production, the power stage pump takes over the power control (delivery rate).
  • a measuring circuit 23 with a first measuring sensor 32 is arranged behind the input 26, in which measuring circuit preferably a measuring circuit pump 25 is arranged for setting a constant volume flow in the measuring circuit 23.
  • a second measuring sensor system 36 is arranged at the end of the circuit line 22 in front of its outlet 28.
  • a third measuring sensor system 34 can be located in the circuit line 22 immediately before the beverage supplies, i.e. be arranged immediately in front of the dosage line in order to determine the beverage composition before the addition of beverage components.
  • an optional measuring sensor system 37 can be provided in connection with the filling kettle 14 in order to determine the product composition in the filling kettle.
  • the measuring sensor systems 32, 34, 36, 37 are preferably connected via signal lines to the filling machine controller 18, which can have a separate evaluation device for evaluating the measuring sensor systems. In principle, a further separate control can be provided in addition to the filling machine control for the beverage composition.
  • a water supply 39 is arranged, which contains a water tank 38, a water supply pump 44, preferably a centrifugal pump, and the associated connecting lines with which the water is supplied to the circuit line 22. Furthermore, a syrup feed 41 is connected to the circuit line and contains a syrup container 40, a syrup supply pump 48 and a syrup control valve 50. Finally, a CO 2 supply 43 is provided which has a CO 2 source 42 which is connected to the circuit line 22 via a CO 2 pressure control valve 52.
  • the water supply 39 preferably opens in the flow direction after the measuring circuit 23 as the first supply into the circuit line 22.
  • the syrup supply 41 opens, for example after the water supply 39, into the circuit line 22.
  • the CO 2 supply 43 opens, for example, between the power stage pump 24 and a pressure control pump 54 into the circuit line 22, the pressure regulating pump 54 preferably also being controlled by the filling machine controller 18.
  • a power control valve 55 is also arranged in the circuit line 22 and is preferably also controlled via the filling machine controller 18.
  • all control and regulating devices such as metering pumps, regulating valves, feed pumps, pressure regulating valves, are controlled via the filling machine controller 18, specifically as a function of the output signals of the measuring sensor systems 32, 34, 36, 37 and, if appropriate, of the level sensor 20.
  • the fill level sensor 20 it is possible to omit one, two or three of the four measuring sensor systems 32, 34, 36, 37, as well as the fill level sensor 20.
  • the second measuring sensor system behind the dosage line is used as the only measuring sensor system.
  • the arrangement or sequence of the beverage component feeds 39, 41 and 43 in the circuit line is also variable.
  • the CO 2 supply is only necessary for drinks containing CO 2 .
  • the circuit line with the associated beverage component feeds and pumps, valves represents the integrated mixing device according to the invention of the container filling arrangement, which does not require a buffer tank.
  • the invention works as follows: At the beginning, the feed pump is switched on and the beverage components, such as water, syrup and CO 2, are added to the circulation line 22 via the beverage component feeds 39, 41 and 43 in a predetermined mixing ratio, which individually corresponds to the recipe of the beverage equivalent. In this way, the level in the filling tank 14 gradually increases. Since product is constantly sucked out of the filling kettle 14 via the inlet 26 of the circuit line 22 and is returned to the filling kettle 14 via the outlet 28, the composition of the product before the addition of the beverage components via the beverage component feed is preferably continuously via the third measuring sensor 34 39, 41 and 43 are recorded, while the composition of the product after the beverage component has been added is continuously recorded via the second measurement sensor system 36.
  • the beverage components such as water, syrup and CO 2
  • the first measuring sensor system 32 in the measuring circuit 23 reproduces the composition of the beverage components in the filling kettle 14, which can alternatively also be determined via the optional measuring sensor system 37 in the filling kettle 14.
  • the composition of the product can be adjusted to a desired mixing ratio and a desired CO 2 content from the beginning, the current conditions in the filling kettle being constantly taken into account by circulating the product from the filling kettle 14. This means that the desired beverage composition is achieved from the start of a filling process, without the use of a separate mixer with a buffer tank.
  • a container filling arrangement described above is easy to clean and contains fewer components than previously known systems, which makes it less expensive and efficient. In addition, it is faster to realize a desired composition of the beverage and to verify changes in the composition of the beverage by individually controlling the feeds 39, 41 and 43.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Devices For Dispensing Beverages (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Behälterfüllanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, nämlich mit einer Behälterfüllmaschine, die z.B. als Rundfüllmaschine ausgebildet ist, umfassend eine Anzahl an Füllelementen zum Füllen von Behältern, welche Füllelemente von einem Füllkessel der Füllmaschine gespeist werden. Die Behälterfüllanordnung enthält weiterhin wenigstens zwei Getränkekomponentenzuführungen, die mit dem Füllkessel der Behälterfüllmaschine in Verbindung stehen. Dies sind in der Regel z.B. eine Wasserzuführung und eine Sirupzuführung, d.h. alle technischen Elemente, die mit der Zufuhr der entsprechenden Getränkekomponenten verbunden sind, wie Tanks, Druckbehälter, Regelventile, Pumpen, Leitungen und Meßsensorik.
  • Bislang war in einer derartigen Behälterfüllanordnung ein von der Füllmaschine separater Mixer mit einem eigenen Puffertank vorhanden, in welchem die Getränkekomponenten miteinander gemischt und in gemischter Form dem Füllkessel zugeführt wurden. Diese Lösung hat Nachteile, weil insbesondere der Puffertank mit jedem Getränkewechsel neu gereinigt werden muss und der Start des Abfüllens eines neuen Getränks zeitaufwendig ist.
  • Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Befüllverfahren.
  • Eine Behälterfüllmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein entsprechendes Verfahren zum Befüllen von Behältern sind aus der WO 2009/068144 A1 bekannt.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Behälterfüllanordnung zu schaffen, die das Abfüllen unterschiedlicher Getränke in einer gewünschten Zusammensetzung ohne separaten Mixer mit Puffertank ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Behälterfüllanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind ebenfalls in der Beschreibung und in den Zeichnungen beschrieben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Behälterfüllanordnung steht der Füllkessel der Behälterfüllmaschine mit einer Kreislaufleitung in Verbindung, mit welcher Produkt aus dem Füllkessel heraus und wieder in den Füllkessel hinein gefördert wird, wobei in die Kreislaufleitung direkt oder indirekt wenigstens zwei Getränkekomponentenzuführungen , z.B. eine Wasserzuführung und eine Getränkebasisstoffzuführung, z.B. Sirupzuführung münden. Die Getränkekomponentenzuführungen und zumindest ein Teil der
  • Kreislaufleitung sind vorzugsweise getrennt von der Behälterfüllmaschine angeordnet. Die Behälterfüllanordnung hat des Weiteren eine Füllmaschinensteuerung, die mit wenigstens einer Mess-Sensorik verbunden ist, die wiederum mit dem Füllkessel und/oder der Kreislaufleitung verbunden ist. Die Füllmaschinensteuerung ist dazu konzipiert, die Getränkekomponentenzuführungen in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik zu steuern und somit dem Füllkessel wenigstens zwei Getränkekomponenten, wie z.B. Wasser und Sirup bzw. Getränkebasisstoff in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Analyseeinrichtung zuzuführen. Die Getränkekomponentenzuführungen münden dabei in die Kreislaufleitung. Auf diese Weise kann eine vorgegebene Zusammensetzung unterschiedlicher Getränkekomponenten für eine Getränk zusammengemischt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zwischen den Getränkekomponentenzuführungen und dem Füllkessel kein Puffertank angeordnet.
  • Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Zumischung der Getränkekomponenten in die Kreislaufleitung erfolgt, wo bereits eine intensive Durchmischung der Getränkekomponenten stattfindet, so dass auf einen bislang erforderlichen externen Puffertank verzichtet werden kann. Weiterhin können die Kosten für einen separaten Mixer mit Puffertank entfallen, was zudem mit einem verringerten Platzbedarf verbunden ist. Darüber hinaus kann in der Kreislaufleitung auch gut die Mess-Sensorik angeordnet werden, so dass man vor und/oder nach dem Zuführen der einzelnen Getränkekomponenten die Zusammensetzung des Produkts erfassen kann. Optimal aber nicht zwingend ist es hierbei, wenn wenigstens eine erste Mess-Sensorik vor den Getränkezuführungen bzw. vor der Dosagestrecke angeordnet ist und vorzugsweise wenigstens eine zweite Mess-Sensorik hinter den Getränkekomponentenzuführungen, d.h. nach der Dosagestrecke in Verbindung mit der Kreislaufleitung angeordnet ist, weil in diesem Fall die der Einfluss der Steuerung der Getränkezuführungen auf die Produktzusammensetzung ermittelt werden kann. Auf diese Weise können die Auswirkungen der Getränkezuführungen auf das Produkt kontinuierlich erfasst werden und zur Steuerung der Getränkezuführung verwendet werden. Dadurch können vorgegebene Mischungsverhältnisse der Komponenten in sehr engen Grenzen eingehalten werden, auch zum Produktionsstart, wo wegen Restwassers in den Produktaufnahmen der Behälterfüllanordnung eine leichte Abweichung der Zusammensetzung vom Sollwert zu erwarten war.
  • Die Kreislaufleitung kann über den Füllkessel geführt werden, über den Füllkessel mit Einbeziehung der Füllventile oder unter Aussparung des Füllkessels, wobei die ersten beiden Lösungen bevorzugt werden.
  • Diese erfindungsgemäße Lösung erlaubt es weiterhin, Getränkekomponenten in beliebiger Zusammensetzung einem Produkt zuzuführen, ohne Verwendung eines Mixers mit separatem Puffertank, der bislang insbesondere bei einem Produktwechsel immer aufwendige Reinigungsmaßnahmen erforderte. Zudem verging bei Verwendung eines separaten Puffertanks immer erst eine geraume Zeit, bis das fertig gemischte Produkt dem Füllkessel zugeführt wurde. Ein Problem bestand überdies darin, dass obwohl das Produkt evtl. in dem Puffertank optimal gemischt war, es nach dem Zuführen des Füllkessels nicht mehr optimal gemischt war, weil dort evtl. Wasserreste aus einem vorherigen Spülvorgang noch vorhanden waren bzw. Kondensationswasser, welches zu einer leichten Verschiebung der Produktzusammensetzung führen könnte.
  • Durch die Verwendung der Kreislaufleitung wird dieses Problem vermieden, wenn das bereits im Füllkessel befindliche Produkt über die Kreislaufleitung wieder der Mess-Sensorik und den Getränkekomponentenzuführungen zugeführt wird, so dass immer mittels der Mess-Sensorik der aktuelle Stand der Zusammensetzung der Getränkekomponenten im Füllkessel erfasst wird. Entsprechend erfolgt dann die Ansteuerung der Getränkekomponentenzuführungen in Abhängigkeit von dem Signal, das die Füllmaschinensteuerung über die Mess-Sensorik erhält.
  • Vorzugsweise enthält die Kreislaufleitung einen Messkreislauf, in dem vorzugsweise die erste Meßsensorik angeordnet ist, wobei der Messkreislauf dazu vorgesehen ist, der Meßsensorik unabhängig vom Volumenstrom in der Kreislaufleitung einen konstanten Messvolumenstrom zuzuführen, um die Messbedingungen konstant zu halten. So kann dieser Messkreislauf dazu genutzt werden, die Zusammensetzung der Getränkekomponenten laufend zu überwachen, und, falls notwendig die Zusammensetzung über eine entsprechende Ansteuerung der Getränkekomponentenzuführungen auf einen Sollwert nachzujustieren. Vorzugsweise steht die Kreislaufleitung mit einer CO2-Zuführung in Verbindung und die Füllmaschinensteuerung ist dazu konzipiert, die CO2-Zuführung in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Analyseeinrichtung der Kreislaufleitung zuzuführen.
  • Auf diese Weise werden alle wesentlichen Getränkekomponenten wie Wasser, Sirup und CO2 über die Kreislaufleitung in einer durch die Mess-Sensorik gesteuerten Weise dem Füllkessel zugeführt.
  • Vorzugsweise ist in der Kreislaufleitung hinter der CO2-Zuführung eine Druckregeleinrichtung oder Durchflussregeleinrichtung angeordnet, so dass die Zugabe des CO2 auch mittels der Druckregeleinrichtung exakt gesteuert werden kann. Selbstverständlich ist die Druckregeleinrichtung über die Füllmaschinensteuerung angesteuert, ebenfalls vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Signal der Mess-Sensorik.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine erste Mess-Sensorik in Verbindung mit der Kreislaufleitung vor der Getränkekomponentenzuführung angeordnet. Hierdurch erhält man Informationen über die Zusammensetzung der Getränkekomponenten im Füllkessel.
  • Vorteilhafterweise ist eine zweite Mess-Sensorik in Verbindung mit der Kreislaufleitung hinter den Getränkekomponentenzuführungen angeordnet. Auf diese Weise erhält man die aktuelle Zusammensetzung des Produkts nach der Zugabe der Getränkekomponenten über die Getränkekomponentenzuführung. Falls beide Mess-Sensoriken vorgesehen sind, erhält man somit die Getränkezusammensetzung vor der Komponentenzugabe, als auch die Getränkezusammensetzung nach der Komponentenzugabe. Auf diese Weise lässt sich die Zusammensetzung des Getränks in dem Füllkessel und die Veränderung der Zusammensetzung aufgrund der Getränkekomponentenzufuhr sehr genau steuern.
  • Vorzugsweise ist die erste und/oder zweite Mess-Sensorik jeweils in einem eigenen Messkreislauf angeordnet. Auf diese Weise beeinflusst die Mess-Sensorik zum einen nicht den Produktfluss in der Kreislaufleitung und zum anderen kann der Messkreislauf durch entsprechende Schließventile, z.B. für einen Austausch oder eine Wartung der Mess-Sensorik geschlossen werden, ohne dass die Kreislaufleitung selbst beeinträchtigt wird.
  • Vorzugsweise ist in der Kreislaufleitung wenigstens eine Förderpumpe angeordnet, mit welcher das Produkt durch die Kreislaufleitung gefördert wird. Vorzugsweise ist diese Förderpumpe in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik steuerbar. Auf diese Weise kann somit der Produktfluss in der Kreislaufleitung derart gesteuert werden, dass er verschiedenen Betriebszuständen wie Abfüllen und Kreislauffahrt (Umwälzen) optimal und schnell angepasst werden kann.
  • Die Mess-Sensorik umfasst beispielsweise die Sensoren, die zur Erfassung der Zusammensetzung der Getränkekomponenten im Produkt erforderlich oder vorteilhaft sind, wie z.B. einen optischen Sensor, mit welchem die Farbe des ausgemischten Produkts erfasst wird, was beispielsweise Rückschlüsse auf den Anteil eines Sirups im Produkt erlaubt, einen Drucksensor für die Messung des Drucks des Getränks, einen Sensor für die Messung des CO2-Gehalts des Getränks und evtl. mindestens einen chemischen Sensor zum Erfassen der chemischen Zusammensetzung des Getränks. Durch derartige Sensoren, welche einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden können, kann die Zusammensetzung der wesentlichen Getränkekomponenten, wie z.B. Wasser, Sirup und CO2 sehr exakt gesteuert bzw. geregelt werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens eine - vorzugsweise alle - Getränkekomponentenzuführungen wenigstens eine geregelte Pumpe und/oder wenigstens ein Regelventil auf. Die Pumpe und/oder das Regelventil sind dann vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Mess-Sensorik derart steuerbar, dass eine gewünschte Zugabe der Getränkekomponente realisiert wird, um eine gewünschte Zusammensetzung der Getränkekomponenten im Produkt zu erzielen.
  • Vorzugsweise ist in einer Verbindungsleitung zwischen den Füllelementen und dem Füllkessel wenigstens ein Ventil angeordnet, das in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik betätigbar ist. Auf diese Weise wird den Füllelementen das Produkt vom Füllkessel erst dann zugeführt, wenn die Mess-Sensorik einen gewünschten Mindestfüllstand im Füllkessel detektiert hat, als auch das Erreichen einer gewünschten Zusammensetzung des Produkts innerhalb vorgegebener Grenzwerte.
    Vorzugsweise ist die Behälterfüllmaschine eine Rundfüllmaschine und der Füllkessel ist als ein Ringraum ausgebildet, der sich entlang dem Außenumfang der Rundfüllmaschine erstreckt und die einzelnen am Außenumfang angeordneten Füllelemente speist. Eine derartige Behälterfüllmaschine ist an sich bekannt und sehr zuverlässig.
    Vorzugsweise ist in dem Füllkessel ein Füllstandsensor angeordnet, welcher mit der Füllmaschinensteuerung in Verbindung steht. Das Signal des Füllstandssensors wir der Füllmaschinensteuerung zugeführt, um so die Produktzuführungen als auch ein evtl. zwischen dem Füllkessel und den Füllelementen vorgesehenes Ventil unter Anderem in Abhängigkeit von dem Signal des Füllstandsensors zu betätigen.
    Die Erfindung betrifft in gleicher Weise ein Verfahren zum Befüllen von Behältern in einer oben ausgeführten Behälterfüllanordnung, und zwar gemäß dem Anspruch 13, wobei für eine Befüllung der Behälter mittels der Füllelemente die Getränkekomponenten nach einem vorgegebenen Mischungsverhältnis über die Getränkekomponentenzuführungen der Kreislaufleitung ohne Verwendung eines Puffertanks zugeführt werden. Die Durchmischung der zugeführten Getränkekomponenten erfolgt in der Kreislaufleitung und/oder im Füllkessel der Füllmaschine. Anschließend wird das Produkt aus dem Füllkessel über die Kreislaufleitung einer Mess-Sensorik zugeführt, die die Zusammensetzung des Produkts im Füllkessel mit einem Sollwert vergleicht. Anschließend wird eine vom Sollwert abweichende Produktzusammensetzung durch eine entsprechende Ansteuerung der Getränkekomponentenzuführung korrigiert und die weitere Zufuhr der Getränkekomponenten, d.h. die Ansteuerung der Getränkekomponentenzuführung erfolgt unter ständiger Auswertung der laufenden Produktzusammensetzung und entsprechender individueller Ansteuerung der Getränkekomponentenzuführungen. Die Befüllung der Behälter durch die Füllelemente erfolgt erst dann, wenn der Füllstand in dem Füllkessel einen Mindestwert erreicht hat und die Produktzusammensetzung innerhalb erlaubter Grenzen dem Sollwert entspricht. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass vom Füllbeginn einer Behälterfüllanordnung bis zum Ende des Füllvorgangs eine vorgegebene Zusammensetzung des Produkts in sehr engen Grenzen eingehalten wird, insbesondere beim Start des Füllvorganges, wo die Produktzusammensetzung oft durch Restwasser oder Kondenswasser in Leitungen oder Produkträumen der Behälterfüllanordnung verändert wird.
  • Dieses Verfahren erlaubt eine Befüllung der Behälter mittels der Behälterfüllanordnung ohne Verwendung eines Mixers mit eigenem Puffertank. Der vorzugsweise als Ringkessel ausgebildete Füllkessel hat vorzugsweise einen runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt.
  • Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die oben ausgeführte Ausführungsform der Erfindung in beliebiger Weise miteinander kombinierbar ist.
  • Folgende Ausdrücke werden synonym verwendet: Getränkebasisstoff - Sirup; Behälterfüllmaschine - Rundfüllmaschine - Füllmaschine; Behälterfüllanordnung - Füllanordnung: Steuerung - Füllmaschinensteuerung; Füllkessel-Ringkessel; Kreislaufleitungsabschnitt mit den Getränkekomponentnezuführungen - Dosagestrecke;
  • Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Seitenansicht einer Rundfüllmaschine.
  • Die Behälterfüllanordnung 10 aus Fig. 1 hat eine zylindrische Rundfüllmaschine 12, an der sich z.B. außenseitig ein Füllkessel 14 anschließt, der z.B. darunter angeordnete Füllelemente 16 der Rundfüllmaschine, die hier als Pfeil dargestellt sind, speist.
  • Der Füllkessel 14 ist als Ringraum ausgebildet und umgibt die Füllmaschine 12. In Verbindung mit der Füllmaschine 10 ist eine Füllmaschinensteuerung 18 angeordnet, die mit einem im Füllkessel 14 angeordneten Füllstandsensor 20 verbunden ist.
  • Der Füllkessel 14 bzw. das Füllelement 16 ist über ein Bypassventil 17 mit einer Kreislaufleitung 22 verbunden, die üblicherweise aus der Füllmaschine 12, herausgeführt ist. In der Kreislaufleitung 22 ist eine Leistungsstufenpumpe 24 angeordnet, um eine gewünschte Produktmenge von einem Eingang 26 der Kreislaufleitung 22 zu einem Ausgang 28 der Kreislaufleitung 22 zu fördern, die beide in den Füllkessel 14 münden. Bei der Produktion übernimmt die Leistungsstufenpumpe die Leistungsregelung (Förderleistung).
  • Abzweigend von der Kreislaufleitung 22 ist hinter dem Eingang 26 ein Messkreislauf 23 mit einer ersten Mess-Sensorik 32 angeordnet, in welchem Messkreislauf vorzugsweise eine Messkreislaufpumpe 25 zur Einstellung eines konstanten Volumenflusses im Messkreislauf 23 angeordnet ist. Am Ende der Kreislaufleitung 22 vor deren Ausgang 28 ist eine zweite Mess-Sensorik 36 angeordnet.
  • Zudem kann ein dritte Mess-Sensorik 34 in der Kreislaufleitung 22 unmittelbar vor den Getränkezuführungen, d.h. unmittelbar vor der Dosagestrecke angeordnet sein, um die Getränkezusammensetzung vor der Zugabe von Getränkekomponenten zu bestimmen.
  • Alternativ oder zusätzlich zur ersten Mess-Sensorik 32 kann eine optionale Mess-Sensorik 37 in Verbindung mit dem Füllkessel 14 vorgesehen sein, um die Produktzusammensetzung im Füllkessel zu bestimmen.
  • Die Mess-Sensoriken 32, 34, 36, 37 sind vorzugsweise über Signalleitungen mit der Füllmaschinensteuerung 18 verbunden, die für die Auswertung der Mess-Sensoriken eine separate Auswerteinrichtung haben kann. Für die Getränkezusammensetzung kann prinzipiell auch eine weitere separate Steuerung neben der Füllmaschinensteuerung vorgesehen sein.
  • In Verbindung mit der Kreislaufleitung 22 ist eine Wasserzuführung 39 angeordnet, die einen Wasserbehälter 38, eine Wasserzufuhrpumpe 44, vorzugsweise eine Kreiselpumpe, und die dazugehörigen Verbindungsleitungen enthält, mit welchen das Wasser der Kreislaufleitung 22 zugeführt wird. Weiterhin ist mit der Kreislaufleitung eine Sirup-Zuführung 41 verbunden, die einen Sirup-Behälter 40, eine Sirup-Zufuhrpumpe 48 und ein Sirup-Regelventil 50 umfasst. Schließlich ist eine CO2-Zuführung 43 vorgesehen, die eine CO2-Quelle 42 aufweist, die über ein CO2-Druckregelventil 52 mit der Kreislaufleitung 22 verbunden ist. Die Wasserzuführung 39 mündet vorzugsweise in Flussrichtung nach dem Messkreislauf 23 als erste Zuführung in die Kreislaufleitung 22. Die Sirupzuführung 41 mündet beispielsweise nach der Wasserzuführung 39 über in die Kreislaufleitung 22. Die CO2-Zuführung 43 mündet beispielsweise zwischen der Leistungsstufenpumpe 24 und einer Druckregelpumpe 54 in die Kreislaufleitung 22, wobei die Druckregelpumpe 54 vorzugsweise ebenfalls durch die Füllmaschinensteuerung 18 angesteuert ist. In der Kreislaufleitung 22 ist des Weiteren noch ein Leistungsregelventil 55 angeordnet, welches vorzugsweise ebenfalls über die Füllmaschinensteuerung 18 angesteuert ist. Somit sind sämtliche Steuer- und Regeleinrichtungen, wie Dosierpumpen, Regelventile, Förderpumpen, Druckregelventile über die Füllmaschinensteuerung 18 angesteuert, und zwar in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Mess-Sensoriken 32, 34, 36, 37 und gegebenenfalls vom Füllstandssensor 20.
  • Optional ist es möglich, eine, zwei oder drei der vier Meßsensoriken 32, 34, 36, 37 wegzulassen, wie auch den Füllstandssensor 20. Vorzugsweise wird nur die zweite Mess-Sensorik hinter der Dosagestrecke als einzige Mess-Sensorik verwendet. Die Anordnung bzw. Abfolge der Getränkekomponentenzuführungen 39, 41 und 43 in die Kreislaufleitung ist ebenfalls variabel. In den Getränkekomponentenzuführungen 39, 41 und 43 können jeweils wenigstens ein Ventil und wenigstens eine Pumpe oder alternativ jeweils nur wenigstens ein Ventil oder wenigstens eine Pumpe angeordnet sein. Die CO2-Zuführung ist nur für CO2-haltige Getränke notwendig. Die Kreislaufleitung mit den zugehörigen Getränkekomponentenzuführungen und Pumpen, Ventilen stellt die erfindungsgemäße integrierte Mischvorrichtung der Behälterfüllanordnung dar, die ohne Puffertank auskommt.
  • Die Erfindung funktioniert wie folgt:
    Zu Beginn wird die Förderpumpe eingeschaltet und die Getränkekomponenten, wie Wasser, Sirup und CO2 werden der Kreislaufleitung 22 über die Getränkekomponentenzuführungen 39, 41 und 43 in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis zugesetzt, welches individuell der Rezeptur des Getränkes entspricht. Auf diese Weise steigt der Füllstand in dem Füllkessel 14 allmählich an. Da über den Eingang 26 der Kreislaufleitung 22 ständig Produkt aus dem Füllkessel 14 angesaugt wird, und über den Ausgang 28 wieder in den Füllkessel 14 zurückgeführt wird, wird vorzugsweise über die dritte Mess-Sensorik 34 ständig die Zusammensetzung des Produkts vor der Getränkekomponentenzugabe über die Getränkekomponentenzuführung 39, 41 und 43 erfasst, während über die zweite Mess-Sensorik 36 ständig die Zusammensetzung des Produkts nach der Getränkekomponentenzugabe erfasst wird. So erhält man nicht nur aktuelle Information über die Produktzusammensetzung im Füllbehälter 14 sondern auch über die Veränderung der Produktzusammensetzung aufgrund der Getränkekomponentenzugabe. Die erste Mess-Sensorik 32 in dem Messkreislauf 23 gibt die Zusammensetzung der Getränkekomponenten im Füllkessel 14 wieder, die alternativ auch über die optionale Mess-Sensorik 37 im Füllkessel 14 bestimmt werden kann. Auf diese Weise kann man von Anfang an die Zusammensetzung des Produktes auf ein gewünschtes Mischungsverhältnis und einen gewünschten CO2-Gehalt einstellen, wobei durch die Kreislaufführung des Produktes aus dem Füllkessel 14 die aktuellen Verhältnisse im Füllkessel ständig berücksichtigt werden. Das bedeutet, dass die gewünschte Getränkezusammensetzung vom Beginn eines Füllvorgangs an erzielt wird, und zwar ohne die Verwendung eines separaten Mixers mit Puffertank.
    Eine oben beschriebene Behälterfüllanordnung ist leicht zu reinigen und enthält weniger Komponenten als bisher bekannte Anlagen, wodurch sie kostengünstiger und effizient ist. Darüber hinaus ist es schneller möglich, eine gewünschte Zusammensetzung des Getränks zu realisieren und Veränderungen in der Zusammensetzung des Getränks durch eine individuelle Ansteuerung der Zuführungen 39, 41 und 43 zu verifizieren.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Patentansprüche beliebig variiert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Behälterfüllanordnung
    12
    Behälterfüllmaschine - Rundfüllmaschine
    14
    Füllkessel - Ringraum
    16
    Füllelement
    18
    Füllmaschinensteuerung
    20
    Füllstandsensor
    22
    Kreislaufleitung
    23
    Messkreislauf
    24
    Leistungsstufenpumpe
    25
    Messkreislaufpumpe
    26
    Eingang der Kreislaufleitung
    28
    Ausgang der Kreislaufleitung
    32
    erste Mess-Sensorik
    34
    dritte Mess-Sensorik
    36
    zweite Mess-Sensorik
    37
    optionale Mess-Sensorik in Verbindung mit dem Füllkessel
    38
    Wasserbehälter
    39
    Wasserzuführung
    40
    Sirup-Behälter - Behälter für Getränkebasisstoff
    41
    Sirup-Zuführung
    42
    CO2-Druckbehälter
    43
    CO2-Zuführung
    44
    Wasserzufuhrpumpe
    48
    Sirupzufuhrpumpe
    50
    Sirup-Regelventil
    52
    CO2-Regelventil
    54
    Druckregelpumpe
    55
    Leistungsregelventil

Claims (15)

  1. Behälterfüllanordnung (10), umfassend eine Behälterfüllmaschine (12) mit mehreren Füllelementen (16) zum Füllen von Behältern, welche Füllelemente (16) von einem gemeinsamen Füllkessel (14) der Füllmaschine (10) gespeist werden, wobei der Füllkessel (14) mit einer Kreislaufleitung (22) in Verbindung steht, mit welcher Produkt aus dem Füllkessel (14) heraus und wieder in den Füllkessel (14) hinein gefördert wird, wobei in die Kreislaufleitung (22) wenigstens zwei Getränkekomponentenzuführungen (39, 41, 43), z.B. eine Wasserzuführung (39) und eine Getränkebasisstoffzuführung (41) münden, welche Behälterfüllmaschine (10) des Weiteren mit einer Steuerung (18) verbunden ist, die mit wenigstens einer Mess-Sensorik (32, 34, 36, 37) verbunden ist, die wiederum mit dem Füllkessel (14) und/oder der Kreislaufleitung (22) verbunden ist, wobei die Steuerung (18) dazu konzipiert ist, die Getränkekomponentenzuführungen (39, 41, 43) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik (32, 34, 36, 37) zu steuern,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Getränkekomponentenzuführungen und dem Füllkessel (14) kein Puffertank angeordnet ist.
  2. Behälterfüllanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreislaufleitung (22) mit einer CO2-Zuführung (43) in Verbindung steht, und dass die Steuerung (18) dazu konzipiert ist, die CO2-Zuführung (43) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik (32, 36) anzusteuern.
  3. Behälterfüllanordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kreislaufleitung (22) hinter der CO2-Zuführung (43) eine Druckregelpumpe (54) angeordnet ist.
  4. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Mess-Sensorik (34) in Verbindung mit der Kreislaufleitung (22) vor den Getränkekomponentenzuführungen (39, 41, 43) angeordnet ist.
  5. Behälterfüllanordnung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Mess-Sensorik (36) in Verbindung mit der Kreislaufleitung (22) hinter den Getränkekomponentenzuführungen (39, 41, 43) angeordnet ist.
  6. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Mess-Sensorik (32) in einem von der Kreislaufleitung abzweigenden Messkreislauf (23) angeordnet ist.
  7. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mess-Sensorik (37) im Füllkessel (14) angeordnet ist.
  8. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kreislaufleitung (22) wenigstens eine Leistungsstufenpumpe (24) angeordnet ist.
  9. Behälterfüllanordnung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstufenpumpe (24) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik (32, 36) steuerbar ist.
  10. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Getränkekomponentenzuführungen (39, 41, 43) wenigstens eine geregelte Pumpe (44, 48) und/oder wenigstens ein Regelventil (50, 52) aufweist.
  11. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Verbindungsleitung zwischen den Füllelementen (16) und dem Füllkessel (14) wenigstens ein Ventil angeordnet ist, das durch die Steuerung (18) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik (32, 36) betätigbar ist.
  12. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterfüllmaschine (12) eine Rundfüllmaschine ist, und dass der Füllkessel (14) als ein Ringraum ausgebildet ist.
  13. Verfahren zum Befüllen von Behältern in einer Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Befüllung der Behälter mittels der Füllelemente (16) die Getränkekomponenten nach einem vorgegebenen Mischungsverhältnis über die Getränkekomponentenzuführungen (39, 41, 43) der Kreislaufleitung (22) zugeführt werden, bis ein vorgegebener Füllgrad (20) des Füllkessels (14) der Behälterfüllmaschine (12) erzielt wird, dass anschließend das Produkt aus dem Füllkessel (14) über die Kreislaufleitung (22) der wenigstens einen Mess-Sensorik (32, 36) zugeführt wird, dass die Füllmaschinensteuerung (18) die Zusammensetzung des Produkts basierend auf den Signalen der Mess-Sensorik (32, 36) mit einem Sollwert vergleicht, dass anschließend eine vom Sollwert abweichende Produktzusammensetzung durch eine entsprechende Ansteuerung (18) der Getränkekomponentenzuführungen (39, 41, 43) korrigiert wird, und dass die weitere Zufuhr der Getränkekomponenten unter ständiger Auswertung der laufenden Produktzusammensetzung und entsprechende individuelle Ansteuerung der Getränkekomponentenzuführungen (39, 41, 43) erfolgt, und dass die Füllung der Behälter erfolgt, wenn der Füllstand in dem Füllkessel (14) einen Mindestwert erreicht hat und die Produktzusammensetzung innerhalb erlaubter Grenzen dem Sollwert entspricht,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung der Behälter mittels der Behälterfüllanordnung (10) ohne Verwendung eines Mixers mit Puffertank erfolgt,
    wobei zwischen den Getränkekomponentenzuführungen und dem Füllkessel (14) kein Puffertank angeordnet ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkessel (14) zum Durchmischen der Getränkekomponenten genutzt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Kreislaufleitung (22) angeordnete Leistungsstufenpumpe (24) als Kreislaufpumpe für die Kreislaufleitung (22) genutzt wird.
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