EP3663255B1 - Vorrichtung und verfahren zum abfüllen eines füllprodukts in einen zu befüllenden behälter in einer getränkeabfüllanlage - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum abfüllen eines füllprodukts in einen zu befüllenden behälter in einer getränkeabfüllanlage Download PDF

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EP3663255B1
EP3663255B1 EP19213956.6A EP19213956A EP3663255B1 EP 3663255 B1 EP3663255 B1 EP 3663255B1 EP 19213956 A EP19213956 A EP 19213956A EP 3663255 B1 EP3663255 B1 EP 3663255B1
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EP
European Patent Office
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filling
container
fill product
gas
filled
Prior art date
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EP19213956.6A
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EP3663255C0 (de
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Josef Doblinger
Franz Braun
Christian Gebauer
Angela Gruenwald
Bruno Landler
Holger Mueller
Sebastian Passberger
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
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    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C3/2614—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling
    • B67C3/2617—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened by mechanical or electrical actuation

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for filling a filling product into a container to be filled in a beverage filling plant, preferably for filling a carbonated beverage or for hot filling a beverage.
  • Such devices comprise a filling product reservoir, in which the filling product to be filled is accommodated before filling, and a filling element which is in fluid communication with the filling product reservoir via a filling product channel.
  • Devices for filling carbonated beverages, in which the container to be filled is prestressed to a prestressing pressure with a prestressing gas before filling.
  • the filling element is brought into sealing contact with an opening of the container to be filled, and the clamping gas is then introduced from the filling element into the container.
  • the preload pressure in the container reduces or prevents outgassing of carbon dioxide from the filling product when the container is later filled with the carbonized filling product.
  • the filling member is in fluid communication with a gas region of the filling product reservoir by means of a media channel, also called a pretensioning channel.
  • the gas area of the filling product reservoir has a gas, mostly carbon dioxide, which is present in the filling product reservoir at a predetermined pressure and prevents outgassing of carbon dioxide from the carbonized filling product in the filling product reservoir. Consequently, the gas from the filling product reservoir is used as the prestressing gas in these devices.
  • the excess gas pressure in the container is released via another media channel, the so-called release channel.
  • the pressurized gas in the container is discharged to the environment or to the outside via the expansion channel.
  • the container to be filled When filling carbonated beverages that react sensitively to the presence of oxygen, such as beer, the container to be filled is additionally flushed with pure carbon dioxide before it is pressurized.
  • the oxygen in the air which is initially in the container to be filled, can thus be flushed out of the container before filling.
  • the filling element is connected to an additional media channel, the pure CO2 channel, which supplies pure carbon dioxide to the filling element.
  • the carbon dioxide flows through the pure CO2 channel into the container and first displaces the air and later in the flushing process the air/CO2 gas mixture from the container into the open expansion channel and further into the environment.
  • the disadvantage here is that in addition to the preload line, the pure CO2 channel and corresponding valves for opening and closing the pure CO2 channel must also be provided, which makes the construction of such devices more complex and consequently increases the production and maintenance costs.
  • Devices and methods for hot filling are also known, in which the filling product is subjected to a heat treatment before being filled into the container in order to kill germs in the filling product and to achieve a specified or required microbiological shelf life.
  • the filling element and the container are also sterilized during the filling process due to the filling product being filled hot.
  • the filling product delivered to the filling element through the filling product channel displaces gases in the container during filling, mostly air, which are discharged into the environment via an expansion channel.
  • devices for hot filling have an additional media channel in the form of a hot -return channel on.
  • the hot return channel is connected to the filling element and, when the filling valve is closed, enables the hot filling product to circulate in the filling element or in the device.
  • Devices are also known which are suitable for filling a filling product into a container by means of a carbonized filling process and a hot filling process.
  • This type of device is particularly suitable if mainly carbonated drinks are to be filled and a few drinks are also to be filled hot.
  • Devices are known for this purpose which, in addition to the filling product channel, have on the one hand a prestressing channel and an expansion channel and additionally a hot return channel.
  • An additional pure CO2 channel is also to be provided for filling oxygen-sensitive carbonized products. Due to the large number of media channels to be provided next to the filling product channel and their switching functions and valves, the devices for combined filling of carbonated drinks and hot drinks have a complex structure and are correspondingly large, expensive and maintenance-intensive.
  • the DE 10 2007 014 702 A1 describes a device and a method for filling a filling product into a container to be filled in a beverage filling plant, namely for filling a carbonated beverage or for hot filling a beverage according to the preamble of claim 1 or the preamble of claim 10.
  • Other devices for filling Containers with a filling are from the DE 43 42 142 A1 , DE 198 36 500 A1 , DE 10 2010 024 522 A1 , EP 1 584 601 A1 , DE 10 2013 103 639 A1 , DE 30 24 099 A1 , EP 0 331 137 A1 and DE 1 076 518 A known.
  • an object of the present invention to provide an improved device for filling a filling product into a container to be filled in a beverage filling plant, preferably for filling a carbonated beverage or for hot filling a beverage, and a corresponding method.
  • the object is achieved by a device for filling a filling product into a container to be filled in a beverage filling plant, preferably for filling a carbonated beverage or for hot filling a beverage, with the features of claim 1.
  • a device for filling a filling product into a container to be filled in a beverage filling plant, namely for filling a carbonated beverage or for hot filling a beverage, comprising a filling product reservoir and a filling element in fluid communication with it via a filling product channel for introducing the filling product into the Container to be filled, wherein the filling element has media channels comprising a first media channel and a second media channel, for Providing media flows for the functions of flushing the container with a flushing gas prior to filling with the fill product and/or biasing the container with a biasing gas to a bias pressure prior to filling with the fill product when filling a carbonated fill product and/or flowing back from during the filling of the container with the gas displaced by the filling product and/or the relaxation of an excess gas pressure built up in the container after filling with the filling product and/or the circulation of a hot filling product through the filling element for temperature control of the filling element during hot filling during the filling process
  • a media channel is occupied by at least two of the functions mentioned above, the number of channels required to provide the media flows of the functions is reduced. Consequently, the device can be constructed more simply than devices known from the prior art. Due to the double assignment, different types of filling processes can also be carried out on the same device.
  • the first media channel is set up for flushing the container before it is filled with the filling product and for preloading the container to a preload pressure before it is filled with the filling product.
  • the flushing of the container is preferably carried out, as is the pretensioning of the container with gas from the filling product reservoir.
  • the quantity of gas removed from the filling product reservoir for the flushing is preferably constantly fed back into the filling product reservoir.
  • the device is set up in a first operating state for filling a carbonated filling product and in a second operating state for hot filling of a filling product, with one of the functions handled via one media channel preferably being assigned to the first operating state and the other of the functions handled via the same media channel being assigned to the second operating state is assigned.
  • a further switching valve for selectively providing fluid communication with the filling product reservoir and/or the filling product channel or with the environment is on.
  • the first media channel is set up in the first operating state to carry out the functions of flushing the container before filling it with the filling product and prestressing the container to a prestressing pressure before filling to be carried out with the filling product and, in the second operating state, is set up to allow gas displaced from the container to flow back while the filling product is being filled.
  • the media channel is preferably in fluid communication with the filling product reservoir, preferably a gas region of the filling product reservoir.
  • the second media channel according to the invention is set up in the first operating state to relieve excess gas pressure built up in the container after filling with the filling product and is set up in the second operating state to circulate a hot filling product through the filling element to temper the filling element during hot filling, one can additional return channel dispensed with, and yet the required circulation of the hot filling product can be made possible.
  • a particularly simple construction of the device can be achieved if exactly two media channels are provided according to a further preferred embodiment.
  • the production costs and the maintenance effort of the device are reduced accordingly.
  • a first media channel of the exactly two media channels is preferably set up in the first operating state to carry out the functions of flushing the container before filling it with the filling product and pre-tensioning the container to a pre-tensioning pressure before filling it with the filling product, and in the second operating state it is set up to to allow gas displaced from the container to flow back during the filling of the filling product, and/or a second media channel of exactly two media channels is set up in the first operating state to relieve an excess gas pressure built up in the container after filling with the filling product and in the second operating state to circulate a hot Filling product set up by the filling element for tempering the filling element during hot filling.
  • the filling product reservoir is designed as an adjacent filling product reservoir. This results in correspondingly large channel lengths between the filling element and the filling product reservoir, such that the media channel when Returning the gas displaced from the container acts as a buffer.
  • the volume in one media channel, through which the gas displaced during the filling of the container with the filling product flows back, is so large that the gas flowing back does not reach the filling product reservoir. A contamination of the filling product reservoir by contaminated gas and/or air in the container is thus ruled out.
  • a media distributor for distributing the media provided by the filling product reservoir is preferably arranged between the filling product reservoir and the filling member.
  • the media distributor divides the media channels into a reservoir-distributor section and a distributor-filler section. If the device has a large number of filling elements, the reservoir-distribution section can be formed in a common channel for all filling elements.
  • the filling elements are then each connected to the media distributor via their own distributor-filling element sections of the media channels and are connected from the media distributor to the adjacent filling product reservoir by means of the common reservoir-distribution sections of the media channels.
  • a return switching valve is provided on the filling element for providing a filling product flow from the filling element into the media channel, which is occupied by the circulation of the hot filling product.
  • a switching valve and/or a non-return valve to prevent a gas flow into the filling product reservoir can be provided on the media channel, which is occupied with the backflow of gas displaced during the filling of the container with the filling product, and/or a vent valve for releasing gas or gas mixture from the media channel into the environment can be provided, with the vent valve preferably being able to be controlled/regulated via a switching position of the switching valve and/or the check valve.
  • one media channel for flushing and for prestressing the container in the first operating state can be set up according to a further preferred embodiment for the purpose of displacing the filling product from the container into the media channel while the filling product is being filled into a container
  • gas or gas mixture for flushing and / or biasing at least one other container to be filled can be used.
  • the filling element comprises a filling valve, with the return flow switching valve being set up in the second operating state so that, when the filling valve is closed, the filling product that has flowed out of the filling product channel into the filling element flows into the media channel, which is occupied by the circulation of the hot filling product , to allow.
  • the return flow switching valve ensures that no filling product flows into the media channel while the container is being filled, which would otherwise reduce the filling capacity of the device.
  • the media channel which is used for flushing and/or preloading the container can have a preload valve for connecting the filling element to the media channel and/or the media channel which is occupied in the first operating state with the expansion of the gas overpressure built up in the container, have an expansion valve for releasing gas or gas mixture from the filling element into the media channel.
  • the device has, according to a further preferred embodiment, a plurality of filling elements.
  • the plurality of filling elements is preferably arranged on a transport device of the device, preferably a rotary transport device, with the filling elements each being connected to the media distributor by their own media channels and common media channels being present between the media distributor and the filling product reservoir.
  • gas or gas mixture displaced from the container and returned into the media channel is provided for prestressing at least one further container.
  • the gas volume flow required to operate the device in the first operating state can be reduced by the amount of recirculated gas. Since more gas is required to flush the container than flows back out of the container when it is being filled, it is ensured, particularly if the filling product reservoir, that the gas flow, viewed from the filling product reservoir, is always directed in the direction of the filling element. A contamination of the filling product reservoir is therefore not possible.
  • the first media channel is used to flush the container before it is filled with the filling product and to preload the container to a preload pressure before it is filled with the filling product.
  • one media channel is used in the first operating state to carry out the functions of flushing the container before it is filled with the filling product and preloading the container to a preload pressure before it is filled with the filling product, and in the second operating state it is used to do this while to allow gas displaced from the container to flow back during filling of the filling product.
  • exactly two media channels are used to provide media flows for the functions.
  • gas or gas mixture displaced from the preloaded container and returned into the media channel is used for preloading at least one further container.
  • the gas or gas mixture that was displaced during the filling and returned to the media channel is released into the environment.
  • FIG 1 a schematic side view of a device 1 for filling a filling product 17 into a container 16 to be filled is shown according to a first embodiment.
  • a plurality of filling elements 2 are provided for introducing the filling product 17 into a respective container 16 to be filled which is arranged under the respective filling element 2 .
  • the plurality of filling elements 2 are arranged on a transport device 21 which can be rotated about an axis of rotation 20, for example on the circumference of a filler carousel.
  • the device 1 also includes a filling product reservoir 4 which is stationary next to the transport device 21 , the filling elements 2 being in fluid communication with the filling product reservoir 4 via a common filling product channel 3 .
  • the filling elements 2 are in fluid communication with precisely two other media channels 5 , 6 .
  • a first media channel 5 is in fluid communication with a gas region 12 or head space of the filling product reservoir 4 .
  • a tensioning gas which is usually provided in the form of carbon dioxide and is present at a predetermined pretensioning pressure.
  • a second media channel 6 provides ventilation of the interior of the container to the environment or to the outside.
  • a media distributor 7 is arranged between the filling product reservoir 4 and the filling elements 2 , which distributes the media provided by the filling product reservoir 4 , and consequently the filling product 17 and the tensioning gas, to the individual filling elements 2 .
  • the media distributor 7 divides the filling product channel 3 and the first media channel 5 into a reservoir-distribution section 18 and a distributor-filling element section 19, with the reservoir-distribution section 18 for all filling elements 2 in a common filling product channel 3 and a common first media channel 5 is formed.
  • the filling elements 2 are each connected to the media distributor 7 via their own sections of the filling product channel 3 and sections of the first media channel 5 . It is also possible for several filling elements 2 to be connected to the media distributor 7 via common sections.
  • the device 1 is further described as an example with reference to one of the plurality of filling elements 2 of similar design.
  • the filling element 2 has a container holder 22 in which a container 16 to be filled is held.
  • the container 16 can be brought into sealing contact with the filling element 2 via the container holder 22 .
  • a filling valve 9 is provided in the filling element 2 .
  • a preload valve 11 is also provided, and to connect the filling element 2 to the second media channel 6, an expansion valve 10 is provided.
  • flushing of the container 16 with flushing gas in order to remove air and in particular the oxygen contained in the air, which is initially in the container 16 to be filled, from the container 16 before filling.
  • the expansion valve 10 and the preload valve 11 are each brought into an open position, so that the carbon dioxide originating from the filling product reservoir 4 can flow from the first media channel 5 via the filling element 2 into the container 16 .
  • the carbon dioxide flowing into the container 16 first displaces the air and later in the flushing process the air/CO2 gas mixture from the container 16 into the opened second media channel 6 and further into the environment via the ventilation.
  • the expansion valve 10 is closed again, so that a preload pressure corresponding to the preload pressure in the filling product reservoir 4 is set in the container 16 due to the carbon dioxide still flowing in.
  • the preload pressure in Container 16 reduces or prevents outgassing of carbon dioxide from the filling product 17 when the container 16 is subsequently filled with the carbonized filling product 17.
  • the first media channel 5 is therefore set up both for flushing the container 16 before filling with the filling product 17 and for prestressing the container 16 to a prestressing pressure before filling with the filling product 17 .
  • the filling valve 9 is opened so that the filling product 17 flows into the prestressed container 16 .
  • the gas present in the container 16 after prestressing is displaced by the inflowing filling product 17 from the container 16 via the open prestressing valve 11 into the first media channel 5 and possibly into the media distributor 7 .
  • the first media channel 5 is therefore also set up to allow gas displaced during the filling of the container 16 with the filling product 17 to flow back.
  • the media channel 5 is thus used to provide the flushing gas, to provide the tensioning gas and to absorb the return flow of the gas displaced from the container 16 during filling.
  • the filling valve 9 and the preload valve 11 are closed and the excess gas pressure recorded in the container is discharged via the now open relief valve 10 into the second media channel 6 until the excess gas pressure built up in the container 16 after filling with the filling product 17 is released in a controlled manner to ambient pressure is, in order to then be able to separate the container 16 from the filling element.
  • the pressurized gas in the container 16 is discharged into the environment or to the outside via the second media channel 6 and the vent.
  • FIG 2 a side view of a device 1 for filling a filling product 17 into a container 16 to be filled according to a further embodiment is shown schematically.
  • the device 1 essentially corresponds to the device from FIG figure 1 ,
  • a return switching valve 8 for providing a flow of filling product from the filling element 2 into the second media channel 6 is additionally provided on the filling element 2 .
  • the device 1 is thus set up in a first operating state for filling a carbonated filling product 17 and in a second operating state for hot filling a filling product 17 .
  • the method for filling a carbonized filling product 17 according to the first operating state corresponds to the device 1 from FIG figure 2 that which was previously made out with regard to the device figure 1 was described.
  • the reverse flow switching valve 8 is continuously held in a closed position.
  • the filling of a hot filling product 17, for example a juice, into the container 16 according to the second operating state is described below.
  • the filling product 17 is subjected to a heat treatment before it is filled into the container 16 in order to kill germs in the filling product 17 and to achieve a specified or required microbiological shelf life.
  • the filling element 2 and the container 16 are sterilized at the same time as the filling product 17 is filled hot during the filling process.
  • the filling element 2 must be kept at an appropriate temperature so that the filling product 17 in the filling element 2 does not cool down before it flows into the container 16 . Hot filling takes place without rinsing or tempering.
  • the return flow switching valve 8 is brought into an open position, as a result of which the filling element 2 is connected to the second media channel 5 in the area of the filling valve 9 .
  • the filling product 17 can circulate through the filling element 2 and via the second media channel 5 back into the filling product reservoir 4 and be heated again.
  • the expansion valve 10 is closed so that no filling product 17 can get into the container 16 or into the environment.
  • the second media channel 6 also has a further switching valve 15, by means of which it is possible to switch between fluid communication with the filling product reservoir 4 or with the environment.
  • the second media channel 6 therefore provides either a connection to the filling product reservoir 4 or venting to the environment, as indicated here by reference number 23 .
  • the second media channel 6 is consequently set up in the first operating state for relieving the excess gas pressure built up in the container 16 after filling with the filling product 17, and in the second operating state for circulating the hot filling product 17 through the filling element 2 for tempering the filling element 2 during hot filling.
  • the container 16 is first brought into contact with the filling element 2 .
  • the filling valve 9 is opened and the hot filling product 17 flows into the container 16. Since, in contrast to the filling of carbonated drinks according to the first operating state, the second media channel 6 in the second operating state with the circulation of the hot filling product 17 is occupied by the filling element 2, the gas displaced from the container 16 during the filling of the container 16 cannot flow back into the second media channel 6 via the expansion valve 10 as in the first operating state. In the second operating state, the displaced gas flows back via the first media channel 5.
  • the preload valve 11 is opened during filling.
  • the first media channel 5 is therefore set up in the first operating state to perform the functions of flushing the container 16 before filling with the filling product 17, prestressing the container 16 to a prestressing pressure before filling with the filling product 17 and flowing back the displaced from the container Perform gas and set up in the second operating state to allow 17 displaced gas flow back from the container 16 during the filling of the filling product.
  • an additional switching valve 13 is installed, which separates the filling product reservoir 4 from the first media channel 5 .
  • the first media channel 5 also has a vent valve 14 for venting gas or a gas mixture from the first media channel 5, and therefore venting to the environment, such as by means of the Reference number 23 indicated.

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

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abfüllen eines Füllprodukts in einen zu befüllenden Behälter in einer Getränkeabfüllanlage, bevorzugt zum Abfüllen eines karbonisierten Getränks oder zum Heißabfüllen eines Getränks.
    • Stand der Technik
  • Vorrichtungen und Verfahren zum Abfüllen von Getränken sind bekannt. In der Regel umfassen solche Vorrichtungen ein Füllproduktreservoir, in welchem das abzufüllende Füllprodukt vor dem Abfüllen aufgenommen ist, und ein Füllorgan, welches mit dem Füllproduktreservoir über einen Füllproduktkanal in Fluidkommunikation steht.
  • Zum Abfüllen karbonisierter Getränke sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen der zu befüllende Behälter vor dem Befüllen mit einem Spanngas auf einen Vorspanndruck vorgespannt wird. Hierzu wird das Füllorgan in dichtenden Kontakt mit einer Öffnung des zu befüllenden Behälters gebracht und daraufhin das Spanngas aus dem Füllorgan in den Behälter eingebracht. Der Vorspanndruck im Behälter vermindert beziehungsweise verhindert beim späteren Befüllen des Behälters mit dem karbonisierten Füllprodukt ein Ausgasen von Kohlenstoffdioxid aus dem Füllprodukt.
  • Es sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen das Füllorgan mittels eines Medienkanals, auch Vorspannkanal genannt, mit einem Gasbereich des Füllproduktreservoirs in Fluidkommunikation steht. Der Gasbereich des Füllproduktreservoirs weist ein Gas, zumeist Kohlenstoffdioxid auf, welches mit einem vorgegebenen Druck in dem Füllproduktreservoir vorliegt und ein Ausgasen von Kohlenstoffdioxid aus dem karbonisierten Füllprodukt im Füllproduktreservoir verhindert. Mithin wird als Vorspanngas bei diesen Vorrichtungen das Gas aus dem Füllproduktreservoir als Spanngas verwendet. Das in den Behälter nach dem Vorspannen vorliegenden Gasgemisch aus dem Vorspanngas und bereits zuvor in dem Behälter befindlichen Gasen, meist Luft, wird beim Befüllen des Behälters von dem einströmenden Füllprodukt aus dem Behälter in den Vorspannkanal verdrängt und kann, insbesondere, wenn das Füllproduktreservoir als Ringreservoir beziehungsweise Ringrohrreservoir ausgebildet ist, in das Füllproduktreservoir gelangen und dort die Gasatmosphäre verunreinigen.
  • Nach dem Befüllen wird der im Behälter aufgenommene Gasüberdruck über einen weiteren Medienkanal, dem sogenannten Entspannungskanal, entspannt. Das unter Druck stehende Gas im Behälter wird hierbei über den Entspannungskanal in die Umgebung beziehungsweise ins Freie abgeleitet.
  • Beim Abfüllen karbonisierter Getränke, die sensibel auf das Vorliegen von Sauerstoff reagieren, wie beispielsweise Bier, wird der zu befüllenden Behälter vor dem Vorspannen zusätzlich mit reinem Kohlenstoffdioxid gespült. Der Sauerstoff in der Luft, welcher sich anfangs in dem zu befüllenden Behälter befindet, kann so vor dem Befüllen aus dem Behälter gespült werden. Hierzu ist das Füllorgan mit einem zusätzlichen Medienkanal, dem Rein-CO2-Kanal, verbunden, welcher reines Kohlenstoffdioxid an das Füllorgan liefert. Durch den Rein-CO2-Kanal strömt das Kohlenstoffdioxid in den Behälter und verdrängt zuerst die Luft und später im Spülprozess das Luft/CO2-Gasgemisch aus dem Behälter in den geöffneten Entspannungskanal und weiter in die Umgebung. Als Nachteil stellt sich hier dar, dass neben der Vorspannleitung zusätzlich der Rein-CO2-Kanal sowie entsprechende Ventile zum Öffnen und Schließen des Rein-CO2-Kanals vorzusehen sind, was den Aufbau solcher Vorrichtungen komplexer macht und folglich die Fertigungs- und Wartungskosten erhöht.
  • Ferner sind Vorrichtungen und Verfahren zum Heißabfüllen bekannt, bei welchen das Füllprodukt vor dem Abfüllen in den Behälter einer Hitzebehandlung unterzogen wird, um in dem Füllprodukt befindliche Keime abzutöten und eine vorgegebene oder erforderliche mikrobiologische Haltbarkeit zu erzielen. Durch das heiß abgefüllte Füllprodukt werden das Füllorgan und der Behälter während des Füllvorgangs mitsterilisiert. Das durch den Füllproduktkanal an das Füllorgan gelieferte Füllprodukt verdrängt während des Abfüllens sich in den Behälter befindliche Gase, zumeist Luft, welche über einen Entspannungskanal in die Umgebung abgeführt werden. Um zu vermeiden, dass das Füllprodukt bei geschlossenen Füllventil des Füllorgans oder während einer Produktionsunterbrechung im Füllproduktkanal und/oder im Füllorgan steht und dadurch das Füllprodukt und/oder das Füllorgan unter die erforderliche Abfülltemperatur abkühlt, weisen Vorrichtungen zum Heißabfüllen einen weiteren Medienkanal in Form eines Heiß-Rücklaufkanals auf. Der Heiß-Rücklaufkanal ist mit dem Füllorgan verbunden und ermöglicht bei geschlossenem Füllventil ein Zirkulieren des heißen Füllprodukts im Füllorgan beziehungsweise in der Vorrichtung. Es sind zudem Vorrichtungen bekannt, welche zum Abfüllen eines Füllprodukts in einen Behälter mittels eines karbonisierten Abfüllverfahrens und eines Heißabfüllverfahrens geeignet sind. Diese Art von Vorrichtungen eignen sich insbesondere, wenn hauptsächlich karbonisierte Getränke abfüllt werden soll und zusätzlich noch ein paar Getränke heiß abzufüllen sind. Hierzu sind Vorrichtungen bekannt, welche neben dem Füllproduktkanal einerseits einen Vorspannkanal und einen Entspannungskanal und zusätzlich einen Heiß-Rücklaufkanal aufweisen. Zum Abfüllen sauerstoffsensibler karbonisierter Produkte ist zudem ein weiterer Rein-CO2-Kanal vorzusehen. Durch die Vielzahl an neben dem Füllproduktkanal vorzusehenden Medienkanälen sowie deren Schaltfunktionen und -Ventilen weisen die Vorrichtungen zum kombinierten Abfüllen von karbonisierten Getränken und heißen Getränken einen komplexen Aufbau auf und sind entsprechend groß, teuer und wartungsintensiv.
  • Die DE 10 2007 014 702 A1 beschreibt eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Abfüllen eines Füllprodukts in einen zu befüllenden Behälter in einer Getränkeabfüllanlage, nämlich zum Abfüllen eines karbonisierten Getränks oder zum Heißabfüllen eines Getränks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem Oberbegriff des Anspruchs 10. Weitere Vorrichtungen zum Befüllen von Behältern mit einem Füllgut sind aus der DE 43 42 142 A1 , DE 198 36 500 A1 , DE 10 2010 024 522 A1 , EP 1 584 601 A1 , DE 10 2013 103 639 A1 , DE 30 24 099 A1 , EP 0 331 137 A1 und DE 1 076 518 A bekannt.
    • Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Abfüllen eines Füllprodukts in einen zu befüllenden Behälter in einer Getränkeabfüllanlage, bevorzugt zum Abfüllen eines karbonisierten Getränks oder zum Heißabfüllen eines Getränks, sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Abfüllen eines Füllprodukts in einen zu befüllenden Behälter in einer Getränkeabfüllanlage, bevorzugt zum Abfüllen eines karbonisierten Getränks oder zum Heißabfüllen eines Getränks, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Abfüllen eines Füllprodukts in einen zu befüllenden Behälter in einer Getränkeabfüllanlage, nämlich zum Abfüllen eines karbonisierten Getränks oder zum Heißabfüllen eines Getränks vorgeschlagen, umfassend ein Füllproduktreservoir und ein mit diesem über einen Füllproduktkanal in Fluidkommunikation stehendes Füllorgan zum Einleiten des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter, wobei das Füllorgan über Medienkanäle umfassend einen ersten Medienkanal und einen zweiten Medienkanal, zum Bereitstellen von Medienflüssen für die Funktionen des Spülens des Behälters mit einem Spülgas vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt und/oder des Vorspannens des Behälters mit einem Spanngas auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt beim Abfüllen eines karbonisierten Füllprodukts und/oder des Rückfließens von während dem Befüllen des Behälters mit dem Füllprodukt verdrängtem Gas und/oder des Entspannens eines im Behälter aufgebauten Gasüberdrucks nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt und/oder des Zirkulierens eines heißen Füllprodukts durch das Füllorgan zum Temperieren des Füllorgans bei der Heißabfüllung während des Abfüllvorgangs kommuniziert. Erfindungsgemäß ist ein Medienkanal mit mindestens zwei der oben genannten Funktionen belegt.
  • Dadurch, dass ein Medienkanal mit mindestens zwei der oben genannten Funktionen belegt ist, ist die Zahl der zum Bereitstellen der Medienflüsse der Funktionen erforderlichen Kanäle reduziert. Folglich kann die Vorrichtung einfacher aufgebaut sein als aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen. Durch die Doppelbelegung können zudem unterschiedliche Abfüllverfahrensarten an derselben Vorrichtung ausgeführt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der erste Medienkanal zum Spülen des Behälters vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt und zum Vorspannen des Behälters auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt eingerichtet. Dadurch kann auf einen zusätzlichen Rein-CO2-Kanal verzichtet werden. Das Spülen des Behälters erfolgt dabei bevorzugt wie auch das Vorspannen des Behälters mit Gas aus dem Füllproduktreservoir. Bevorzugt wird die für das Spülen aus dem Füllproduktreservoir entnommene Gasmenge dabei beständig in das Füllproduktreservoir nachgegeben.
  • Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung in einem ersten Betriebszustand zum Abfüllen eines karbonisierten Füllprodukts und in einem zweiten Betriebszustand zum Heißabfüllen eines Füllprodukts eingerichtet, wobei bevorzugt eine der über den einen Medienkanal abgewickelten Funktionen dem ersten Betriebszustand zugeordnet ist und die andere der über den gleichen Medienkanal abgewickelten Funktionen dem zweiten Betriebszustand zugeordnet ist. Dadurch ist es möglich, sowohl ein karbonisiertes Füllprodukts als auch ein eines heißes Füllprodukt in der Vorrichtung abzufüllen, ohne, dass für jede Funktion der beiden Betriebsarten jeweils eigene zusätzliche Medienkanäle vorzusehen sind, die beim Betrieb der Vorrichtung in dem jeweils anderen Betriebszustand ungenutzt blieben.
  • Ferner weist der zweite Medienkanal, welcher im ersten Betriebszugstand mit dem Entspannen des im Behälter aufgebauten Gasüberdrucks belegt ist und im zweiten Betriebszustand mit dem Zirkulieren des heißen Füllprodukts belegt, ist ein weiteres Schaltventil zum selektiven Bereitstellen einer Fluidkommunikation mit dem Füllproduktreservoir und/oder dem Füllproduktkanal oder mit der Umgebung auf.
  • Ein besonders einfacher und effektiver Aufbau der Vorrichtung wird erzielt, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erste Medienkanal im ersten Betriebszustand dazu eingerichtet ist, die Funktionen des Spülens des Behälters vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt und des Vorspannens des Behälters auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt auszuführen und im zweiten Betriebszustand dazu eingerichtet ist, während des Abfüllens des Füllprodukts aus dem Behälter verdrängtes Gas rückfließen zu lassen.
  • Bevorzugt ist der Medienkanal mit dem Füllproduktreservoir, bevorzugt einen Gasbereich des Füllproduktreservoirs, in Fluidkommunikation.
  • Wenn der zweite Medienkanal gemäß der Erfindung im ersten Betriebszustand zum Entspannen eines im Behälter aufgebauten Gasüberdrucks nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt eingerichtet ist und im zweiten Betriebszustand zum Zirkulieren eines heißen Füllprodukts durch das Füllorgan zum Temperieren des Füllorgans bei der Heißabfüllung eingerichtet ist, kann auf einen zusätzlichen Rücklaufkanal verzichtet, und dennoch das erforderliche Zirkulieren des heißen Füllprodukts ermöglicht werden.
  • Ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung kann erzielt werden, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform genau zwei Medienkanäle vorgesehen sind. Entsprechend reduzieren sich die Fertigungskosten sowie der Wartungsaufwand der Vorrichtung. Bevorzugt ist dabei ein erster Medienkanal der genau zwei Medienkanäle im ersten Betriebszustand dazu eingerichtet, die Funktionen des Spülens des Behälters vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt und des Vorspannens des Behälters auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt auszuführen und im zweiten Betriebszustand dazu eingerichtet, während des Abfüllens des Füllprodukts aus dem Behälter verdrängtes Gas rückfließen zu lassen, und/oder ist ein zweiter Medienkanal der genau zwei Medienkanäle im ersten Betriebszustand zum Entspannen eines im Behälter aufgebauten Gasüberdrucks nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt eingerichtet und im zweiten Betriebszustand zum Zirkulieren eines heißen Füllprodukts durch das Füllorgan zum Temperieren des Füllorgans bei der Heißabfüllung eingerichtet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Füllproduktreservoir als nebenstehendes Füllproduktreservoir ausgebildet. Dadurch ergeben sich zwischen Füllorgan und Füllproduktreservoir entsprechend großen Kanallängen, derart dass der Medienkanal beim Rückführen des aus dem Behälter verdrängten Gases als Puffer fungiert. Mit anderen Worten ist das Volumen in dem einen Medienkanal, durch welchen das Rückfließen von während dem Befüllen des Behälters mit dem Füllprodukt verdrängtem Gas erfolgt, so groß, so dass das rückfließende Gas nicht bis zum Füllproduktreservoir gelangt. Eine Verunreinig des Füllproduktreservoirs durch in dem Behälter befindliches verunreinigtes Gas und/oder Luft ist somit ausgeschlossen.
  • Bevorzugt ist ein Medienverteiler zum Verteilen der durch das Füllproduktreservoir bereitgestellten Medien zwischen Füllproduktreservoir und Füllorgan angeordnet. Dadurch kann der Aufbau der Vorrichtung weiter vereinfacht werden. Der Medienverteiler unterteilt die Medienkanäle in einen Reservoir-Verteiler-Abschnitt und einen Verteiler-Füllorgan-Abschnitt. Wenn die Vorrichtung eine Vielzahl von Füllorganen aufweist, kann der Reservoir-Verteiler-Abschnitt für alle Füllorgane in einem gemeinsamen Kanal ausgebildet sein. Die Füllorgane sind dann jeweils über eigene Verteiler-Füllorgan-Abschnitte der Medienkanäle mit dem Medienverteiler verbunden und vom Medienverteiler mittels der gemeinsamen Reservoir-Verteiler-Abschnitte der Medienkanäle mit dem nebenstehenden Füllproduktreservoir verbunden.
  • Um ein Zuschalten und Sperren des Zirkulierens des heißen Füllprodukts beim Heißabfüllen zu ermöglichen, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform am Füllorgan ein Rücklauf-Schaltventil zum Bereitstellen eines Füllproduktstroms aus dem Füllorgan in den Medienkanal, welcher mit dem Zirkulieren des heißen Füllprodukts belegt ist, vorgesehen.
  • Fernerhin kann an dem Medienkanal, welcher mit dem Rückfließen von während dem Befüllen des Behälters mit dem Füllprodukt verdrängtem Gas belegt ist, ein Schaltventil und/oder ein Rückschlagventil zum Verhindern eines Gasstroms in das Füllproduktreservoir vorgesehen sein, und/oder ein Entlüftungsventil zum Auslassen von Gas beziehungsweise Gasgemisch aus dem Medienkanal in die Umgebung vorgesehen sein, wobei bevorzugt das Entlüftungsventil über eine Schaltstellung des Schaltventils und/oder des Rückschlagventils steuerbar/regelbar ist.
  • Um die Effizienz der Vorrichtung im ersten Betriebszustand nochmals zu erhöhen, kann der eine Medienkanal zum Spülen und zum Vorspannen des Behälters im ersten Betriebszustand gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dazu eingerichtet sein, während des Abfüllens des Füllprodukts in einen Behälter aus dem Behälter in den Medienkanal verdrängtes Gas beziehungsweise Gasgemisch zum Spülen und/oder Vorspannen zumindest eines weiteren zu befüllenden Behälters zu verwenden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Füllorgan ein Füllventil, wobei das Rücklauf-Schaltventil im zweiten Betriebszustand dazu eingerichtet ist, bei geschlossenem Füllventil ein Strömen des aus dem Füllproduktkanal in das Füllorgan geströmten Füllprodukt in den Medienkanal, welcher mit dem Zirkulieren des heißen Füllprodukts belegt ist, zu ermöglichen. Dadurch ist ein Temperieren des Füllorgans sowie der Aufrechterhaltung der erforderlichen Abfülltemperatur des heißen Füllprodukts ermöglicht. Ferner ist durch das Rücklauf-Schaltventil sichergestellt, dass während des Befüllens des Behälters kein Füllprodukt in den Medienkanal strömt, was andernfalls die Abfüllleistung der Vorrichtung verringern würde.
  • Für ein genaues Steuern/Regeln der für die Funktionen benötigten Medienströme kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Medienkanal, welcher mit dem Spülen und/oder Vorspannen des Behälters belegt ist, ein Vorspannventil zum Verbinden des Füllorgans mit dem Medienkanal aufweisen und/oder der Medienkanal, welcher im ersten Betriebszustand mit dem Entspannen des im Behälter aufgebauten Gasüberdrucks belegt ist, ein Entspannungsventil zum Auslassen von Gas beziehungsweise Gasgemisch aus dem Füllorgan in den Medienkanal aufweisen.
  • Um zeitgleich mehrere Behälter befüllen zu können und damit die Abfüllleistung der Vorrichtung zu erhöhen, weist die Vorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Füllorganen auf. Bevorzugt ist die Mehrzahl an Füllorganen an einer Transportvorrichtung der Vorrichtung, bevorzugt einer Rundläufer-Transportvorrichtung, angeordnet, wobei bevorzugt die Füllorgane jeweils durch eigene Medienkanäle mit dem Medienverteiler verbunden sind und zwischen dem Medienverteiler und dem Füllproduktreservoir gemeinsame Medienkanäle vorliegen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im ersten Betriebszustand während des Abfüllens des Füllprodukts in einen Behälter aus dem Behälter verdrängte, in den Medienkanal rückgeführte Gas beziehungsweise Gasgemisch zum Vorspannen zumindest eines weiteren Behälters bereitgestellt. Dadurch kann der für den Betrieb der Vorrichtung im ersten Betriebszustand erforderliche Gasvolumenstrom um die Menge des rückgeführten Gases reduziert werden. Da zum Spülen der Behälter mehr Gas benötigt wird, als beim Befüllen aus dem Behälter zurückfließt, ist, insbesondere wenn das Füllproduktreservoir sichergestellt, dass die Gasströmung vom Füllproduktreservoir aus gesehen immer Richtung Füllorgan gerichtet strömt. Eine Verunreinigung des Füllproduktreservoirs ist mithin nicht möglich.
  • Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Abfüllen eines Füllprodukts in einen zu befüllenden Behälter in einer Getränkeabfüllanlage, nämlich zum Abfüllen eines karbonisierten Getränks oder zum Heißabfüllen eines Getränks mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.
  • Entsprechend wird ein Verfahren zum Abfüllen eines Füllprodukts in einen zu befüllenden Behälter in einer Getränkeabfüllanlage, nämlich zum Abfüllen eines karbonisierten Getränks oder zum Heißabfüllen eines Getränks, wobei das Füllprodukt von einem Füllproduktreservoir über einen Füllproduktkanal an ein Füllorgan zum Einleiten des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter zugeführt wird, wobei das Füllorgan über Medienkanäle, umfassend einen ersten Medienkanal und einen zweiten Medienkanal, zum Bereitstellen von Medienflüssen für die folgenden Funktionen während des Abfüllvorgangs kommuniziert:
    • Spülen eines zu befüllenden Behälters mit einem Spülgas vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt und/oder
    • Vorspannen des Behälters mit einem Spanngas auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt beim Abfüllen eines karbonisierten Füllprodukts und/oder
    • Rückfließen von während dem Befüllen des Behälters mit dem Füllprodukt verdrängtem Gas und/oder
    • Entspannen eines im Behälter aufgebauten Gasüberdrucks nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt und/ oder
    • Zirkulieren eines heißen Füllprodukts durch das Füllorgan zum Temperierendes Füllorgans bei der Heißabfüllung,
    wobei ein Medienkanal für mindestens zwei der oben genannten Funktionen verwendet wird, in einem ersten Betriebszustand ein karbonisiertes Füllprodukt in den Behälter abgefüllt wird und in einem zweiten Betriebszustand ein heißes Füllprodukt in den Behälter abgefüllt wird, und der zweite Medienkanal im ersten Betriebszustand zum Entspannen eines im Behälter aufgebauten Gasüberdrucks nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt verwendet wird und im zweiten Betriebszustand zum Zirkulieren eines heißen Füllprodukts durch das Füllorgan zum Temperieren des Füllorgans bei der Heißabfüllung verwendet wird, wobei der zweite Medienkanal ein Schaltventil zum selektiven Bereitstellen einer Fluidkommunikation mit dem Füllproduktreservoir und/oder dem Füllproduktkanal oder mit der Umgebung aufweist.
  • Durch das Verfahren werden die zur Vorrichtung beschriebenen Wirkungen und Vorteile analog erzielt.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der erste Medienkanal zum Spülen des Behälters vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt und zum Vorspannen des Behälters auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt verwendet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der eine Medienkanal im ersten Betriebszustand dazu verwendet, die Funktionen des Spülens des Behälters vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt und des Vorspannens des Behälters auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt auszuführen und im zweiten Betriebszustand dazu verwendet, während des Abfüllens des Füllprodukts aus dem Behälter verdrängtes Gas rückfließen zu lassen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden genau zwei Medienkanäle zum Bereitstellen von Medienflüssen für die Funktionen verwendet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird während des Abfüllens des Füllprodukts in einen mit dem Spanngas vorgespannten Behälter aus dem vorgespannten Behälter verdrängtes, in den Medienkanal rückgeführtes Gas beziehungsweise Gasgemisch zum Vorspannen zumindest eines weiteren Behälters verwendet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird im zweiten Betriebszustand das während des Befüllens verdrängte, in den Medienkanal rückgeführte Gas beziehungsweise Gasgemisch in die Umgebung ausgelassen.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Abfüllen eines Füllprodukts in einen zu befüllenden Behälter gemäß einer ersten Ausführungsform; und
    Figur 2
    schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Abfüllen eines Füllprodukts in einen zu befüllenden Behälter gemäß einer weiteren Ausführungsform.
    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 versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
  • In Figur 1 ist schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum Abfüllen eines Füllprodukts 17 in einen zu befüllenden Behälter 16 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Zum Befüllen des zu befüllenden Behälters 16 mit dem Füllprodukt ist eine Mehrzahl von Füllorganen 2 zum Einleiten des Füllprodukts 17 in jeweils einen unter dem jeweiligen Füllorgan 2 angeordneten zu befüllenden Behälter 16 vorgesehen. Die Mehrzahl von Füllorganen 2 sind an einer um eine Drehachse 20 drehbaren Transportvorrichtung 21 angeordnet, beispielsweise am Umfang eines Füllerkarussells.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin ein neben der Transportvorrichtung 21 stationär stehendes Füllproduktreservoir 4 wobei die Füllorgane 2 über einen gemeinsamen Füllproduktkanal 3 mit dem Füllproduktreservoir 4 in Fluidkommunikation stehen.
  • Die Füllorgane 2 stehen neben dem Füllproduktkanal 3 mit genau zwei weiteren Medienkanälen 5, 6 in Fluidkommunikation.
  • In der in Figur 1 gezeigten Konfiguration steht ein erster Medienkanal 5 mit einem Gasbereich 12 beziehungsweise Kopfraum des Füllproduktreservoirs 4 in Fluidkommunikation. Im Gasbereich 12 des Füllproduktreservoirs 4 liegt ein üblicher Weise in Form von Kohlenstoffdioxid bereitgestelltes und bei einem vorgegebene Vorspanndruck vorliegendes Spanngas vor. Ein zweiter Medienkanal 6 stellt eine Entlüftung des Behälterinneren in die Umgebung beziehungsweise ins Freie bereit.
  • Zwischen dem Füllproduktreservoir 4 und den Füllorganen 2 ist ein Medienverteiler 7 angeordnet, welcher die durch das Füllproduktreservoir 4 bereitgestellten Medien, mithin das Füllprodukt 17 und das Spanngas, an die einzelnen Füllorgane 2 verteilt. Der Medienverteiler 7 unterteilt hierbei den Füllproduktkanal 3 und den ersten Medienkanal 5 in einen Reservoir-Verteiler-Abschnitt 18 und einen Verteiler-Füllorgan-Abschnitt 19, wobei der Reservoir-Verteiler-Abschnitt 18 für alle Füllorgane 2 in einem gemeinsamen Füllproduktkanal 3 und einem gemeinsamen ersten Medienkanal 5 ausgebildet ist.
  • Im Verteiler-Füllorgan-Abschnitt 19 sind die Füllorgane 2 jeweils über eigene Abschnitte des Füllproduktkanals 3 und Abschnitte des ersten Medienkanals 5 mit dem Medienverteiler 7 verbunden. Es können auch mehrere Füllorgane 2 über gemeinsame Abschnitte mit dem Medienverteiler 7 verbunden sein.
  • Im Folgenden wird die Vorrichtung 1 exemplarisch mit Bezug auf eines der Mehrzahl von gleichartig ausgebildeten Füllorganen 2 weiter beschrieben.
  • Das Füllorgan 2 weist eine Behälterhaltung 22 auf, in welcher ein zu befüllender Behälter 16 gehalten ist. Über die Behälterhalterung 22 kann der Behälter 16 in dichtenden Kontakt mit dem Füllorgan 2 gebracht werden. Um das Strömen des Füllprodukts 17 in den Behälter 16 zu steuern beziehungsweise zu regeln, ist in dem Füllorgan 2 ein Füllventil 9 vorgesehen. Um das Füllorgan 2 mit dem ersten Medienkanal 5 zu verbinden, ist ferner ein Vorspannventil 11 vorgesehen, und um das Füllorgan 2 mit dem zweiten Medienkanal 6 zu verbinden, ist ein Entspannungsventil 10 vorgesehen.
  • Im Folgenden wird die Abfüllung eines sauerstoffempfindlichen, karbonisierten Füllprodukts 17, beispielsweise Bier, in zu befüllende Behälter 16 beschrieben. Nachdem der Behälter 16 von einer nicht gezeigten Übergabevorrichtung an die Behälterhalterung 22 übergeben wurde, wird der Behälter 16 mit dem Füllorgan 2, dessen Füllventil 9 geschlossen ist, in dichtenden Kontakt gebracht.
  • Im Anschluss daran erfolgt ein Spülen des Behälters 16 mit Spülgas, um Luft und insbesondere den in der Luft enthaltenen Sauerstoff, welcher sich anfangs in dem zu befüllenden Behälter 16 befindet, vor dem Befüllen aus dem Behälter 16 zu entfernen. Zum Spülen werden das Entspannungsventil 10 und das Vorspannventil 11 jeweils in eine geöffnete Position gebracht, so dass das aus dem Füllproduktreservoir 4 stammende Kohlenstoffdioxid aus dem ersten Medienkanal 5 über das Füllorgan 2 in den Behälter 16 einströmen kann. Das in den Behälter 16 geströmte Kohlenstoffdioxid verdrängt zuerst die Luft und später im Spülprozess das Luft/CO2-Gasgemisch aus dem Behälter 16 in den geöffneten zweiten Medienkanal 6 und über die Entlüftung weiter in die Umgebung.
  • Nach dem Spülen des Behälters 16 wird das Entspannungsventil 10 wieder geschlossen, so dass sich in dem Behälter 16 durch das noch einströmende Kohlendioxid ein Vorspanndruck entsprechend des Vorspanndrucks in dem Füllproduktreservoir 4 einstellt. Der Vorspanndruck im Behälter 16 vermindert beziehungsweise verhindert beim späteren Befüllen des Behälters 16 mit dem karbonisierten Füllprodukt 17 ein Ausgasen von Kohlenstoffdioxid aus dem Füllprodukt 17.
  • Folglich wird das Gas aus dem Füllproduktreservoir 4 sowohl als Spülgas und als auch als Spanngas verwendet. Der erste Medienkanal 5 ist mithin sowohl zum Spülen des Behälters 16 vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt 17 als auch zum Vorspannen des Behälters 16 auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt 17 eingerichtet.
  • Nach dem Vorspannen wird das Füllventil 9 geöffnet, so dass das Füllprodukt 17 in den vorgespannten Behälter 16 strömt. Das im Behälter 16 nach dem Vorspannen vorliegenden Gas wird durch das einströmende Füllprodukt 17 aus dem Behälter 16 über das geöffnete Vorspannventil 11 in den ersten Medienkanal 5 und eventuell in den Medienverteiler 7 verdrängt. Der erste Medienkanal 5 ist mithin zudem dazu eingerichtet, ein Rückfließen von während dem Befüllen des Behälters 16 mit dem Füllprodukt 17 verdrängtem Gas zu ermöglichen.
  • Damit wird der Medienkanal 5 zum Bereitstellen des Spülgases, zum Bereitstellen des Spanngases und zur Aufnahme des Rückströmens des aus dem Behälter 16 verdrängten Gases beim Befüllen verwendet.
  • Nach dem Befüllen des Behälters 16 werden Füllventil 9 und Vorspannventil 11 geschlossen und der aufgenommene Gasüberdruck im Behälter über das nun geöffnete Entspannungsventil 10 in den zweiten Medienkanal 6 ausgeleitet, bis der im Behälter 16 aufgebaute Gasüberdruck nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt 17 kontrolliert auf Umgebungsdruck entspannt ist, um den Behälter 16 dann von dem Füllorgan trennen zu können. Das unter Druck stehende Gas im Behälter 16 wird dabei über den zweiten Medienkanal 6 und die Entlüftung in die Umgebung beziehungsweise ins Freie ausgeleitet.
  • Da zum Spülen der Behälter mehr Gas benötigt wird, als beim Befüllen der Behälter zurückströmt, ist sichergestellt, dass stets Gas aus dem Füllproduktreservoir 4 in Richtung des Medienverteilers 7 strömt. Eine Verunreinig des Füllproduktreservoirs 4 durch aus den Behältern 16 rückgeführtes Gas ist folglich nicht möglich. Dies ist insbesondere daher der Fall, da durch das nebengestellte Füllproduktreservoir 4 und den damit verbundenen gemeinsamen Reservoir-Verteiler-Abschnitt 18 in Verbindung mit den Strömungsverhältnissen in dem Reservoir-Verteiler-Abschnitt 18 stets ein aus dem Füllproduktreservoir 4 gerichteter Gasvolumenstrom vorliegt.
  • In Figur 2 ist schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum Abfüllen eines Füllprodukts 17 in einen zu befüllenden Behälter 16 gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Die Vorrichtung 1 entspricht im Wesentlichen der Vorrichtung aus Figur 1, wobei am Füllorgan 2 zusätzlich ein Rücklauf-Schaltventil 8 zum Bereitstellen eines Füllproduktstroms aus dem Füllorgan 2 in den zweiten Medienkanal 6 vorgesehen ist.
  • Die Vorrichtung 1 ist damit in einem ersten Betriebszustand zum Abfüllen eines karbonisierten Füllprodukts 17 und in einem zweiten Betriebszustand zum Heißabfüllen eines Füllprodukts 17 eingerichtet.
  • Das Verfahren zum Abfüllen eines karbonisierten Füllprodukts 17 entsprechend des ersten Betriebszustands entspricht bei der Vorrichtung 1 aus Figur 2 jenem, welches zuvor in Hinblick auf die Vorrichtung aus Figur 1 beschrieben wurde. Das Rücklauf-Schaltventil 8 ist dabei kontinuierlich in einer geschlossenen Position gehalten.
  • Im Folgenden wird die Abfüllung eines heißen Füllprodukts 17, beispielsweise eines Safts, in den Behälter 16 entsprechend des zweiten Betriebszustands beschrieben. Hierbei wird das Füllprodukt 17 vor dem Abfüllen in den Behälter 16 einer Hitzebehandlung unterzogen, um in dem Füllprodukt 17 befindliche Keime abzutöten und eine vorgegebene oder erforderliche mikrobiologische Haltbarkeit zu erzielen. Durch das heiß abgefüllte Füllprodukt 17 werden das Füllorgan 2 und der Behälter 16 während des Füllvorgangs mitsterilisiert. Das Füllorgan 2 muss dabei auf einer entsprechenden Temperatur gehalten werden, damit das Füllprodukt 17 im Füllorgan 2 vor dem Einfließen in den Behälter 16 nicht abkühlt. Das Heißabfüllen erfolgt ohne ein Spülen oder Vorspannen.
  • Um zu vermeiden, dass das Füllprodukt 17 bei geschlossenen Füllventil 9 des Füllorgans 2, beispielsweise während einer Übergabe eines Behälters 16 an die oder von der Behälteraufnahme 22 oder aber während einer Produktionsunterbrechung, im Füllproduktkanal 3 und/oder im Füllorgan 2 steht und dadurch das Füllprodukt 17 und/oder das Füllorgan 2 unter die erforderliche Abfülltemperatur abkühlen, wird das Rücklauf-Schaltventil 8 in eine geöffnete Position gebracht, wodurch das Füllorgan 2 im Bereich des Füllventils 9 mit dem zweiten Medienkanal 5 verbunden wird. Dadurch kann das Füllprodukt 17 durch das Füllorgan 2 und über den zweiten Medienkanal 5 wieder zurück in das Füllproduktreservoir 4 zirkulieren und eine erneute Erhitzung erfahren. Das Entspannungsventil 10 ist dabei geschlossen, so dass kein Füllprodukt 17 in den Behälter 16 oder in die Umgebung gelangen kann.
  • Der zweite Medienkanal 6 weist ferner ein weiteres Schaltventil 15 auf, mittels welchem zwischen einer Fluidkommunikation mit dem Füllproduktreservoir 4 oder mit der Umgebung gewechselt werden kann. Der zweite Medienkanal 6 stellt mithin entweder eine Verbindung mit dem Füllproduktreservoir 4, oder eine Entlüftung in die Umgebung, wie hier mittels des Bezugszeichens 23 angedeutet, bereit.
  • Der zweite Medienkanal 6 ist folglich im ersten Betriebszustand zum Entspannen des im Behälter 16 aufgebauten Gasüberdrucks nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt 17 eingerichtet und im zweiten Betriebszustand zum Zirkulieren des heißen Füllprodukts 17 durch das Füllorgan 2 zum Temperieren des Füllorgans 2 bei der Heißabfüllung eingerichtet.
  • Zum Befüllen des Behälters 16 wird der Behälter 16 zunächst in Kontakt mit dem Füllorgan 2 gebracht. Nachdem das Rücklauf-Schaltventil 8 geschlossen ist, wird das Füllventil 9 geöffnet und das heiße Füllprodukt 17 strömt in den Behälter 16. Da im Unterschied zum Abfüllen von karbonisierten Getränken gemäß dem ersten Betriebszustand der zweite Medienkanal 6 im zweiten Betriebszustand mit dem Zirkulieren des heißen Füllprodukts 17 durch das Füllorgan 2 belegt ist, kann das aus dem Behälter 16 während des Befüllens des Behälters 16 verdrängte Gas nicht wie im ersten Betriebszustand über das Entspannungsventil 10 in den zweiten Medienkanal 6 rückfließen. Das Rückfließen des verdrängten Gases erfolgt im zweiten Betriebszustand über den ersten Medienkanal 5. Hierfür wird das Vorspannventil 11 während des Abfüllens geöffnet.
  • Der erste Medienkanal 5 ist folglich im ersten Betriebszustand dazu eingerichtet, die Funktionen des Spülens des Behälters 16 vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt 17, des Vorspannens des Behälters 16 auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt 17 und des Rückfließens des aus dem Behälter verdrängten Gases auszuführen und im zweiten Betriebszustand dazu eingerichtet, während des Abfüllens des Füllprodukts 17 aus dem Behälter 16 verdrängtes Gas rückfließen zu lassen.
  • Um zu verhindern, dass das aus dem Behälter verdrängte, in den ersten Medienkanal 5 rückgeflossene Gas in das Füllproduktreservoir 4 gelangt, ist ein zusätzliches Schaltventil 13 verbaut, welches das Füllproduktreservoir 4 von dem ersten Medienkanal 5 trennt. Damit in dem ersten Medienkanal 5 durch das rückfließende Gas kein dem Abfüllen hinderlicher Gegendruck entsteht, weist der erste Medienkanal 5 ferner ein Entlüftungsventil 14 zum Auslassen von Gas beziehungsweise Gasgemisch aus dem ersten 5 Medienkanal, mithin eine Entlüftung in die Umgebung, auf, wie mittels des Bezugszeichens 23 angedeutet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Füllorgan
    3
    Füllproduktkanal
    4
    Füllproduktreservoir
    5
    Medienkanal
    6
    Medienkanal
    7
    Medienverteiler
    8
    Rücklauf-Schaltventil
    9
    Füllventil
    10
    Entspannungsventil
    11
    Vorspannventil
    12
    Gasbereich
    13
    Schaltventil
    14
    Entlüftungsventil
    15
    Schaltventil
    16
    Behälter
    17
    Füllprodukt
    18
    Reservoir-Verteiler-Abschnitt
    19
    Verteiler-Füllorgan-Abschnitt
    20
    Drehachse
    21
    Transportvorrichtung
    22
    Behälteraufnahme
    23
    Entlüftung

Claims (14)

  1. Vorrichtung (1) zum Abfüllen eines Füllprodukts (17) in einen zu befüllenden Behälter (16) in einer Getränkeabfüllanlage, nämlich zum Abfüllen eines karbonisierten Getränks oder zum Heißabfüllen eines Getränks, umfassend ein Füllproduktreservoir (4) und ein mit diesem über einen Füllproduktkanal (3) in Fluidkommunikation stehendes Füllorgan (2) zum Einleiten des Füllprodukts (17) in den zu befüllenden Behälter (16), wobei das Füllorgan (2) über Medienkanäle (5, 6), umfassend einen ersten Medienkanal (5) und einen zweiten Medienkanal (6), zum Bereitstellen von Medienflüssen für die folgenden Funktionen während des Abfüllvorgangs kommuniziert:
    - Spülen des Behälters (16) mit einem Spülgas vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) und/oder
    - Vorspannen des Behälters (16) mit einem Spanngas auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) beim Abfüllen eines karbonisierten Füllprodukts (17) und/oder
    - Rückfließen von während dem Befüllen des Behälters (16) mit dem Füllprodukt (17) verdrängtem Gas und/oder
    - Entspannen eines im Behälter (16) aufgebauten Gasüberdrucks nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) und/oder
    - Zirkulieren eines heißen Füllprodukts (17) durch das Füllorgan (2) zum Temperieren des Füllorgans (2) bei der Heißabfüllung, wobei
    ein Medienkanal (5, 6) mit mindestens zwei der oben genannten Funktionen belegt ist,
    die Vorrichtung (1) in einem ersten Betriebszustand zum Abfüllen eines karbonisierten Füllprodukts (17) und in einem zweiten Betriebszustand zum Heißabfüllen eines Füllprodukts (17) eingerichtet ist, und
    der zweite Medienkanal (6) im ersten Betriebszustand zum Entspannen eines im Behälter (16) aufgebauten Gasüberdrucks nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) eingerichtet ist und im zweiten Betriebszustand zum Zirkulieren eines heißen Füllprodukts (17) durch das Füllorgan (2) zum Temperieren des Füllorgans (2) bei der Heißabfüllung eingerichtet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite Medienkanal (6) ein Schaltventil (15) zum selektiven Bereitstellen einer Fluidkommunikation mit dem Füllproduktreservoir (4) und/oder dem Füllproduktkanal (3) oder mit der Umgebung aufweist.
  2. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Medienkanal (5) zum Spülen des Behälters (16) vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) und zum Vorspannen des Behälters (16) auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) eingerichtet ist.
  3. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Medienkanal (5) im ersten Betriebszustand dazu eingerichtet ist, die Funktionen des Spülens des Behälters (16) vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) und des Vorspannens des Behälters (16) auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) auszuführen und im zweiten Betriebszustand dazu eingerichtet ist, während des Abfüllens des Füllprodukts (17) aus dem Behälter (16) verdrängtes Gas rückfließen zu lassen.
  4. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Medienkanäle (5, 6) vorgesehen sind, und/oder dass das Füllproduktreservoir (4) als nebenstehendes Füllproduktreservoir (4) ausgebildet ist, wobei bevorzugt ein Medienverteiler (7) zum Verteilen der durch das Füllproduktreservoir (4) bereitgestellten Medien zwischen Füllproduktreservoir (4) und Füllorgan (2) angeordnet ist, und/oder dass am Füllorgan (2) ein Rücklauf-Schaltventil (8) zum Bereitstellen eines Füllproduktstroms aus dem Füllorgan (2) in den zweiten Medienkanal (6), welcher mit dem Zirkulieren des heißen Füllprodukts (17) belegt ist, vorgesehen ist, und/oder dass an dem ersten Medienkanal (5), welcher beim Heißabfüllen mit dem Rückfließen von während dem Befüllen des Behälters (16) mit dem Füllprodukt (17) verdrängtem Gas belegt ist, ein Schaltventil (13) und/oder ein Rückschlagventil zum Verhindern eines Gasstroms in das Füllproduktreservoir (4) vorgesehen ist, und/oder ein Entlüftungsventil (14) zum Auslassen von Gas beziehungsweise Gasgemisch aus dem ersten Medienkanal (5) in die Umgebung vorgesehen ist, wobei bevorzugt das Entlüftungsventil (14) über eine Schaltstellung des Schaltventils (13) und/oder des Rückschlagventils steuerbar/regelbar ist.
  5. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Medienkanal (5) zum Spülen und zum Vorspannen des Behälters (16) im ersten Betriebszustand dazu eingerichtet ist, während des Abfüllens des Füllprodukts (17) in einen Behälter (16) aus dem Behälter (16) in den ersten Medienkanal (5) verdrängtes Gas beziehungsweise Gasgemisch zum Spülen und/oder Vorspannen zumindest eines weiteren zu befüllenden Behälters (16) zu verwenden.
  6. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllorgan (2) ein Füllventil (9) umfasst, wobei das Rücklauf-Schaltventil (8) im zweiten Betriebszustand dazu eingerichtet ist, bei geschlossenem Füllventil (9) ein Strömen des aus dem Füllproduktkanal in das Füllorgan (2) geströmten Füllprodukts (17) in den zweiten Medienkanal (6), welcher mit dem Zirkulieren des heißen Füllprodukts (17) belegt ist, zu ermöglichen.
  7. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Medienkanal (5), welcher mit dem Spülen und/oder Vorspannen des Behälters (16) belegt ist, ein Vorspannventil (11) zum Verbinden des Füllorgans (2) mit dem ersten Medienkanal (5) aufweist und/oder der zweite Medienkanal (6), welcher im ersten Betriebszustand mit dem Entspannen des im Behälter (16) aufgebauten Gasüberdrucks belegt ist, ein Entspannungsventil (10) zum Auslassen von Gas beziehungsweise Gasgemisch aus dem Füllorgan (2) in den zweiten Medienkanal (6) aufweist.
  8. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Füllorganen (2).
  9. Vorrichtung (1) gemäß einer der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Betriebszustand während des Abfüllens des Füllprodukts (17) in einen Behälter (16) aus dem Behälter (16) verdrängtes, in den ersten Medienkanal (5) rückgeführtes Gas beziehungsweise Gasgemisch zum Vorspannen zumindest eines weiteren Behälters (16) bereitgestellt ist.
  10. Verfahren zum Abfüllen eines Füllprodukts (17) in einen zu befüllenden Behälter (16) in einer Getränkeabfüllanlage, nämlich zum Abfüllen eines karbonisierten Getränks oder zum Heißabfüllen eines Getränks, wobei das Füllprodukt (17) von einem Füllproduktreservoir (4) über einen Füllproduktkanal (3) an ein Füllorgan (2) zum Einleiten des Füllprodukts (17) in den zu befüllenden Behälter (16) zugeführt wird, wobei das Füllorgan (2) über Medienkanäle (5, 6), umfassend einen ersten Medienkanal (5) und einen zweiten Medienkanal (6), zum Bereitstellen von Medienflüssen für die folgenden Funktionen während des Abfüllvorgangs kommuniziert:
    - Spülen eines zu befüllenden Behälters (16) mit einem Spülgas vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) und/oder
    - Vorspannen des Behälters (16) mit einem Spanngas auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) beim Abfüllen eines karbonisierten Füllprodukts (17) und/oder
    - Rückfließen von während dem Befüllen des Behälters (16) mit dem Füllprodukt (17) verdrängtem Gas und/oder
    - Entspannen eines im Behälter (16) aufgebauten Gasüberdrucks nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) und/oder
    - Zirkulieren eines heißen Füllprodukts (17) durch das Füllorgan (2) zum Temperieren des Füllorgans (2) bei der Heißabfüllung, wobei
    ein Medienkanal (5, 6) für mindestens zwei der oben genannten Funktionen verwendet wird,
    in einem ersten Betriebszustand ein karbonisiertes Füllprodukt (17) in den Behälter (16) abgefüllt wird und in einem zweiten Betriebszustand ein heißes Füllprodukt (17) in den Behälter (16) abgefüllt wird, und
    der zweite Medienkanal (6) im ersten Betriebszustand zum Entspannen eines im Behälter (16) aufgebauten Gasüberdrucks nach dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) verwendet wird und im zweiten Betriebszustand zum Zirkulieren eines heißen Füllprodukts (17) durch das Füllorgan (2) zum Temperieren des Füllorgans (2) bei der Heißabfüllung verwendet wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite Medienkanal (6) ein Schaltventil (15) zum selektiven Bereitstellen einer Fluidkommunikation mit dem Füllproduktreservoir (4) und/oder dem Füllproduktkanal (3) oder mit der Umgebung aufweist.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Medienkanal (5) zum Spülen des Behälters (16) vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) und zum Vorspannen des Behälters (16) auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) verwendet wird.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch eingerichtet, dass der erste Medienkanal (5) im ersten Betriebszustand dazu verwendet wird, die Funktionen des Spülens des Behälters (16) vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) und des Vorspannens des Behälters (16) auf einen Vorspanndruck vor dem Befüllen mit dem Füllprodukt (17) auszuführen und im zweiten Betriebszustand dazu verwendet wird, während des Abfüllens des Füllprodukts (17) aus dem Behälter (16) verdrängtes Gas rückfließen zu lassen.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Medienkanäle (5, 6) zum Bereitstellen von Medienflüssen für die Funktionen verwendet werden.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abfüllens des Füllprodukts (17) in einen mit dem Spanngas vorgespannten Behälter (16) aus dem vorgespannten Behälter (16) verdrängtes, in den ersten Medienkanal (5) rückgeführtes Gas beziehungsweise Gasgemisch zum Vorspannen zumindest eines weiteren Behälters (16) verwendet wird, und/oder dass das beim Heißabfüllen während des Befüllens verdrängte, in den ersten Medienkanal (5) rückgeführte Gas beziehungsweise Gasgemisch in die Umgebung ausgelassen wird.
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