EP3670429B1 - Reinigung von behälterverschlüssen beim abfüll- und verschliessprozess von zu befüllenden behältern - Google Patents

Reinigung von behälterverschlüssen beim abfüll- und verschliessprozess von zu befüllenden behältern Download PDF

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EP3670429B1
EP3670429B1 EP19217386.2A EP19217386A EP3670429B1 EP 3670429 B1 EP3670429 B1 EP 3670429B1 EP 19217386 A EP19217386 A EP 19217386A EP 3670429 B1 EP3670429 B1 EP 3670429B1
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EP
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filling
closure
container
cleaning
unit
Prior art date
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EP19217386.2A
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Florian HABERSETZER
Josef Knott
Johanna JUSTL
Florian Schindler
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Krones AG
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Krones AG
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Publication date
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    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B67C7/0073—Sterilising, aseptic filling and closing
    • 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
    • B67B3/003—Pretreatment of caps, e.g. cleaning, steaming, heating or sterilizing
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    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
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    • B67C2003/2688—Means for filling containers in defined atmospheric conditions
    • B67C2003/2697—Means for filling containers in defined atmospheric conditions by enclosing the container partly in a chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
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    • B67C7/0006—Conveying; Synchronising
    • B67C2007/006—Devices particularly adapted for container filling
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    • B67C7/0006—Conveying; Synchronising
    • B67C2007/0066—Devices particularly adapted for container closing

Definitions

  • the invention relates to a filling and closing device and a method for filling a container with a filling product and closing the container with a closure.
  • the filling and closing device and the method are preferably used in particular in a beverage bottling plant, for example for bottling carbonated filling products such as beer, mineral water or soft drinks.
  • the filling product is made available under an overpressure
  • the container to be filled is evacuated and the filling product under overpressure is introduced into the container under negative pressure.
  • the container is sealed under overpressure without the pressure in the interior of the container having been equalized with the environment beforehand.
  • the filling element is designed to be movable, with the container mouth first being pressed against the filling element in order to fill the container, and the filling element then being removed in order to create space for the capper.
  • a cap is placed in the treatment chamber and transferred to the capping cone.
  • the capping cone picks up the cap magnetically, for example, and holds it in place.
  • the filling element is then placed on the container mouth and the filling process is initiated.
  • the filling element can be equipped with gas lines and valves in order to flush the container, to prestress it and/or to generate an overpressure or underpressure therein. At the same time, an overpressure is built up in the treatment chamber. After the container has been filled, the filling element is removed and the closing cone places the closure on the container mouth and closes the container.
  • abrasion can occur between the closures. Such abrasion particles and other foreign bodies can be dragged along and thus get into the container to be filled.
  • various techniques are known for inspecting the filled containers after they have been closed and, if necessary, ejecting them.
  • An object of the invention is to provide an improved filling and closing device and an improved method for filling a container with a filling product and closing the container with a closure, preferably in a beverage bottling plant, in particular to improve the cleanliness during filling and closing of the container and thus reduce the likelihood of contamination or contamination of the filled container with foreign particles.
  • the filling and closing device serves to fill a container with a filling product and to close the container with a closure.
  • the filling and closing device is preferably used in a beverage bottling plant, for example for bottling carbonated filling products such as beer, mineral water or soft drinks, since the requirements for hygiene and cleanliness are particularly high in food processing.
  • a filling and closing device for filling a container to be filled with a filling product and for subsequently closing the filled container with a closure, preferably in a beverage bottling plant.
  • the filling and closing device has a filling element which is designed and set up to introduce the filling product into the container to be filled.
  • a closing element is provided, which is designed and set up to receive the closure and to close a filled container with the closure.
  • a cleaning arrangement is provided with at least one cleaning nozzle, which is designed and set up to direct a gas jet onto the closure held by the closing element, preferably onto its underside.
  • the gas jet can preferably be carbon dioxide, nitrogen (N 2 ) and/or sterile air.
  • the underside of the closure is understood here as that side which faces the interior of the container when it is closed.
  • the gas jet is particularly preferably directed onto the underside of the closure, since this can come into direct contact with the filling product after closure.
  • the design of the filling and capping device allows the cap to be cleaned and filled at the same time or at different times.
  • Such a parallel design reduces the overall process time for filling the container and cleaning the closure. Improving hygiene and purity in bottling and Closing is also optimized in that the cleaning or a final cleaning of the closure takes place immediately before closing, ie in a state in which the closure is already held by the closure member.
  • the filling element preferably has a mouth section which can be brought into fluid communication with the container in order to fill it, and which can particularly preferably be placed in a sealing manner on the container mouth. In this way, it is possible to effectively prevent any particles that have been cleaned from entering the interior of the container during cleaning.
  • the mouth section can have a centering bell with a suitably shaped contact rubber.
  • the filling and closing device preferably has a treatment chamber, the mouth section of the filling element for filling the container being arranged in the treatment chamber and the closing element with the closure for cleaning the same and for closing the container also being arranged in the treatment chamber.
  • the filling of the container, the cleaning of the closure and the closing of the same take place in the treatment chamber, as a result of which the filling/closing process can be carried out particularly effectively and hygienically.
  • the atmosphere in the vicinity of the container mouth can be controlled in this way, in particular in the critical period between the end of the filling process and the complete sealing of the container.
  • the treatment chamber can preferably be sealed off from the external environment. Furthermore, the treatment chamber preferably has a gas supply that is set up to generate an overpressure in the treatment chamber and/or to evacuate it. During the filling process and the closure cleaning as well as the closing process, the treatment chamber is preferably essentially completely sealed on all sides, as a result of which a suitable internal pressure, which preferably corresponds approximately to the filling pressure, can be built up. In this way, foaming over after detaching the mouth section from the container mouth can be avoided, even when filling products containing carbon dioxide are suddenly filled.
  • the gas supply to the treatment chamber is implemented partially or completely by the cleaning arrangement, in particular the cleaning nozzle(s).
  • the at least one cleaning nozzle synergistically assumes two functions: a) cleaning of the closure held by the closure element; b) Establishing the desired atmosphere in the treatment chamber.
  • the Filling and closing device are structurally simplified, which is accompanied by an improvement in reliability and reduced maintenance.
  • a conventional gas supply for a treatment chamber can be retrofitted with the cleaning function with just a few structural modifications.
  • the cleaning arrangement has a gas line which is in fluid communication with the cleaning nozzle and is arranged together with it in a filling element housing of the filling element.
  • the cleaning arrangement or a part thereof is integrated in the filling element.
  • the filling element is preferably at least partially movable and set up so that it can be positioned for filling the container in such a way that the cleaning nozzle directs the gas jet onto the closure held by the closing element, preferably on its underside, during filling.
  • the mobility of the filling element is thus used synergistically for filling and releasing the container mouth area for the closing element and for positioning and, if necessary, aligning the cleaning nozzle.
  • the filling element preferably has a filling product line and a filling valve. Furthermore, means for transporting and dispensing additives and/or gases, such as a gas line and a gas valve, can be arranged in the filling element housing.
  • the container can also be purged and/or pressurized with a gas, such as an inert gas, nitrogen and/or carbon dioxide, via any means for transporting and releasing a gas.
  • the interior of the container can be set to a desired pressure, for example evacuated.
  • the filling product line is designed, for example, as a ring line that extends essentially concentrically to the centrally arranged gas line. It should be noted that the gas valve and the filling valve can be operatively connected to one another, so that, for example, an actuator is set up for common use in order to simplify the structure of the filling member and increase reliability.
  • the closure member preferably has a closure head for receiving the closure, it being possible for the closure head to have a magnet for receiving the closure, whereby a closure, in particular if it is a metal crown cap, can be centered and reliably accommodated and placed on the container mouth in a structurally simple manner.
  • the closure can be gripped and held by suitable gripping or clamping means, so that the concept presented here can also be implemented for plastic closures, twist-lock closures, etc.
  • the object mentioned above is also achieved by a method for filling a container with a filling product and closing the container with a closure.
  • the method is preferably used in a beverage filling plant, for example for filling carbonated filling products such as beer, mineral water or soft drinks, since the requirements for hygiene and cleanliness are particularly high in food processing.
  • a method for filling a container with a filling product and closing the container with a closure comprising the steps: the closure is picked up by a closure element; Introducing the filling product into the container to be filled by means of a filling element in order to fill the container; cleaning of the closure by means of a cleaning arrangement which has at least one cleaning nozzle, by directing a jet of gas onto the closure held by the closure member, preferably on its underside; and closing the container with the closure after filling is complete.
  • the cleaning of the closure is preferably carried out during filling, i.e. during the introduction of the filling product into the container.
  • the designation "during” here includes not only essentially identical but also overlapping periods of time. Such a parallel design reduces the overall process time for filling the container and cleaning the closure.
  • the improvement in hygiene and cleanliness during filling and closing is also optimized in that the cleaning or final cleaning of the closure is carried out immediately before closing, i.e. in a state in which the closure is already held by the closure member.
  • the mouth section of the filling element is preferably placed on the container mouth in a sealing manner. In this way it can be effective prevent any cleaned particles from getting into the interior of the container during cleaning.
  • the mouth section can have a centering bell with a suitably shaped contact rubber.
  • a treatment chamber surrounding the mouth section and sealed to the outside environment is brought to a specific pressure, preferably an overpressure relative to the outside environment of the treatment chamber, via a gas supply.
  • a specific pressure preferably an overpressure relative to the outside environment of the treatment chamber.
  • the closure cleaning and the closing process the treatment chamber is preferably essentially completely sealed on all sides, as a result of which a suitable internal pressure, which preferably corresponds to the filling pressure, can be built up. In this way, foaming over after detaching the mouth section can be avoided, even when filling products containing carbon dioxide are suddenly filled.
  • the pressure build-up in the treatment chamber is preferably realized completely or partially by the gas jet of the cleaning nozzle.
  • the cleaning nozzle synergistically assumes two functions: a) cleaning of the closure held by the closure member; b) Establishing the desired atmosphere in the treatment chamber.
  • the filling and closing device can be structurally simplified, which is accompanied by an improvement in reliability and a reduction in maintenance costs.
  • a conventional gas supply for a treatment chamber can be retrofitted with the cleaning function with just a few modifications.
  • the mouth section is removed and moved away from the container mouth, and then the closing member with the picked-up and cleaned closure is lowered onto the container mouth in order to close the container with the closure.
  • the movability of the filling element is used synergistically for filling and releasing the container mouth area for the closing element
  • the cleaning arrangement has a gas line which is in fluid communication with the cleaning nozzle and is arranged together with it in the filling element housing of the filling element.
  • the filling element is preferably moved and positioned before the filling product is introduced into the container, in order to carry out the filling of the container and the cleaning of the closure at the same time.
  • the movability of the filling element is synergetic to the filling and releasing the container mouth area for the closing element and for positioning and, if necessary, aligning the cleaning nozzle.
  • the cleaning arrangement or a part thereof is also integrated into the filling element.
  • Such an integration is particularly favorable in the case of the present filling and closing device, since the filling element is in the vicinity of the closing element during filling and the cleaning nozzle thus moves into a position in which it can direct the gas jet onto the closure without any additional structural effort .
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view seen from the side showing a detail of a filling and capping device with a cleaning arrangement for cleaning a cap.
  • the figure 1 shows a section of a filling and closing device 1 for filling a container (in Fig figure 1 not shown) with a filling product and closing the container with a closure 2 in a beverage bottling plant.
  • the filling and closing device 1 has a filling element 20, which is in the in the figure 1 shown process stage in a treatment chamber 10 protrudes.
  • the filling element 20 has: means for transporting and filling a filling product, such as a filling product line 23 and a filling valve arranged at its lower end, as well as means for transporting and dispensing of a gas, such as a gas line 21 and a gas valve 22 housed in a filler body 24.
  • the container can be flushed and/or pressurized with a gas, such as an inert gas, nitrogen and/or carbon dioxide, via the means for transporting and dispensing a gas.
  • a gas such as an inert gas, nitrogen and/or carbon dioxide
  • the interior of the container can be set to a desired pressure, for example evacuated. It should be pointed out that, of course, several gas lines 21 can be provided for different gases and purposes.
  • the gas valve 22 includes a gas poppet 22a and a gas valve seat 22b arranged to regulate gas flow.
  • the gas valve cone 22a can be switched via an actuator (not shown).
  • the filling product line 23 is designed, for example, as a ring line that extends essentially concentrically with the gas line 21 .
  • the gas and the filling product are supplied and gas is discharged to evacuate the container 100 via sources, valves, actuators, etc. which are not detailed.
  • the gas valve 22 and filling valve can be operatively connected to one another, so that, for example, an actuator can be set up for common use in order to simplify the structure of the filling member 20 and increase reliability.
  • the filling element 20 has a mouth section 25 at the outlet end of the media, which brings the media together and is set up in such a way that it can be placed sealingly on the container mouth.
  • the mouth section 25 has a centering bell with a suitably shaped contact rubber 25a.
  • the filling element 20 is set up at least partially movable, so that in the figure 1 shown arm-like section of the filling element 20 can be retracted into the treatment chamber 10 and either withdrawn therein or even completely removed therefrom. This makes it possible to press the container mouth for the filling process against the mouth section 25 of the filling element 20 and then, after the filling process is complete, to remove the filling element 20 to such an extent that the container in the treatment chamber 10 can be closed.
  • the treatment chamber pressure after the end of the filling process can be greater than the pressure of the external environment, which does not have to be atmospheric pressure, as a result of which the penetration of contaminants into the treatment chamber 10 can be virtually ruled out.
  • the treatment chamber 10 can be located in a clean room or form such a room.
  • the container is closed by a closing element 30 which is part of the filling and closing device 1 .
  • the closing element 30 has a closing head 31 which protrudes into the treatment chamber 10 and can be moved essentially vertically in the present exemplary embodiment.
  • the closing element 30 is sealed off from the wall of the treatment chamber 10 in order to avoid contamination or uncontrolled impairment of the atmosphere inside the treatment chamber 10 by external influences.
  • the closure member 30 is designed and set up to receive and hold a closure 2 on the closure head 31 .
  • the closure head 31 can have a magnet, whereby a closure 2, in particular if this is a metal crown cap, can be picked up in the center in a structurally simple manner and placed on the container mouth to close the container.
  • the closure 2 can be gripped and held by suitable gripping or clamping means and applied to the container mouth, so that the concept presented here can also be used for plastic closures, screw caps, etc.
  • the closure head 31 is designed to be movable in the up/down direction, being arranged essentially coaxially to the container mouth in order to be able to reliably apply the closure 2 to the container.
  • a closure 2 can be transferred to the closure head 31 in various ways.
  • a closure 2 in a first step, can be introduced into the treatment chamber 10 from a sorting mechanism and a feed chute for each filling/closing cycle.
  • the treatment chamber 10 can be part of the capping element 30 and can move relative to the cap feed, for example the feed chute or a transfer arm, with the capping head 31 picking and holding a cap 2 from the cap feed.
  • the container which is accommodated in the treatment chamber 10 in a sealing manner, at least with its mouth, is pressed sealingly against the filling element 20 extended into the filling position, or the filling element 20 is pressed sealingly onto the mouth of the container.
  • the mouth section 25 of the filling element 20 thus marks the end position of the container stroke.
  • the capping head 31 picks up the cap 2 and moves into the treatment chamber 10 .
  • the treatment chamber 10 can be sealed off from the environment and from the container or its neck area or mouth area by inflating one or more seals.
  • the treatment chamber 10 itself preferably does not carry out a lifting movement.
  • the filling member 20 is withdrawn and the capping head 31 moves further down onto the container mouth in order to cap the container.
  • the filling and closing device 1 has a cleaning arrangement 40 which, in the present exemplary embodiment, also realizes the gas supply for the treatment chamber 10 and is preferably at least partially integrated into the filling element 20 .
  • the cleaning arrangement 40 comprises a gas line 41, which can be designed as a bore in the filling element housing 24, and one or more cleaning nozzles 42.
  • the cleaning arrangement 40 in particular the position and orientation of the cleaning nozzle(s) 42, is set up in such a way that the exiting gas jet meets the underside of the closure 2 when the filling member 20 is in the filling position.
  • Carbon dioxide is preferably used as the gas, but another medium, such as sterile air, can also be used.
  • the gas supply into the treatment chamber 10, and thus also the cleaning of the closure 2 preferably takes place during the filling process.
  • the treatment chamber 10 is sealed on all sides during the filling process and the closure cleaning, as a result of which a suitable internal pressure is built up in the treatment chamber 10 .
  • This preferably corresponds to the filling pressure or saturation pressure of any carbon dioxide in the case of filling a carbon dioxide-containing filling product, in order to prevent the filling product from foaming or foaming over after the filling process has ended.
  • the gas supply for the treatment chamber 10 and the cleaning arrangement 40 are integrated in that they are realized jointly by the gas line 41 and the cleaning nozzle(s) 42.
  • the cleaning effect is ensured by the position and orientation of the cleaning nozzle(s) 42. This means that when the gas line 41 is opened, there is a high pressure difference and the gas flows out of the cleaning nozzle 42 into the treatment chamber 10 at high speed. However, this pressure difference decreases over time, causing the exit velocity to decrease until pressure equilibrium. The cleaning effect is therefore greatest at the beginning of the gas supply.
  • the two functions - gas supply of the treatment chamber 10 and cleaning of the closure 2 - can also be separated by using different means for gas supply and cleaning.
  • these means do not necessarily have to be integrated into the filling element 20 .
  • the gas supply for the treatment chamber 10 can be implemented via separate lines, valves, etc., while the gas line 41 and the cleaning nozzle(s) 42 are set up and optimized solely for cleaning the closures 2 .
  • the gas line 41 and the cleaning nozzle(s) 42 are part of the cleaning arrangement 40 which is at least partially separate from the gas supply of the treatment chamber 10 and differs therefrom. In this way it would be possible, for example, to ensure that the exit speed of the gas jet for cleaning the closure remains constant as the internal pressure of the treatment chamber 2 increases, or decreases to a lesser extent in order to counteract a decreasing cleaning effect.
  • the closure 2 has been cleaned and the interior of the treatment chamber 10 has been brought to the desired pressure, the filling element 20 can be withdrawn and the closure head 31 can continue its downward movement until the container mouth is closed by reaching it.
  • any foreign particles on the inside of the closure 2 can be removed by the cleaning process of the closure 2 during the filling process, as a result of which the probability of contamination of the filled container is reduced.
  • the gas jet to the closure particles are removed from the closure 2 and are then located inside the treatment chamber 10.
  • the container to be filled is pressed tightly against the mouth section 25 during cleaning, which prevents the cleaned particles from entering the interior of the container reach. Improving reliability and Cleanliness when filling and closing the container is also optimized in that the cleaning or a final cleaning of the closure 2 takes place as late as possible, namely in the treatment chamber 10 itself and during the filling process.

Landscapes

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

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Füll- und Verschließvorrichtung sowie ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt und Verschließen des Behälters mit einem Verschluss. Die Füll- und Verschließvorrichtung sowie das Verfahren kommen bevorzugt insbesondere in einer Getränkeabfüllanlage, beispielsweise zum Abfüllen karbonisierter Füllprodukte wie Bier, Mineralwässer oder Softdrinks, zur Anwendung.
    • Stand der Technik
  • Unter den verschiedenen Verfahren und Vorrichtungen zum Abfüllen von Füllprodukten in Getränkeabfüllanlagen ist eine Technologie zum schlagartigen Befüllen von Behältern bekannt, die beispielsweise in der DE 10 2014 104 873 A1 beschrieben ist. Hierbei werden das Füllprodukt unter einem Überdruck bereitgestellt, der zu befüllende Behälter evakuiert und das unter Überdruck stehende Füllprodukt in den unter Unterdruck stehenden Behälter eingeleitet. Um die Beruhigungszeit des Füllprodukts nach der Befüllung im Behälter zu verkürzen und ein Aufschäumen sowie Überschäumen des Füllproduktes zu verhindern, wird der Behälter unter Überdruck verschlossen, ohne dass zuvor ein Druckausgleich des Behälterinnenraums mit der Umgebung stattfindet.
  • Zu diesem Zweck ist es sinnvoll, den Füllprozess und Verschließprozess räumlich und zeitlich so weit wie möglich zu integrieren, indem das Füllorgan und das Verschließorgan in ein und derselben Behandlungskammer angeordnet sind, wie es aus Ausführungsbeispielen der DE 10 2014 104 873 A1 hervorgeht. Das Füllorgan ist dabei verfahrbar ausgeführt, wobei die Behältermündung zunächst zur Befüllung des Behälters am Füllorgan angepresst und anschließend das Füllorgan entfernt wird, um Platz für den Verschließer zu schaffen.
  • In jedem Füll-/Verschließzyklus wird dazu ein Verschluss in die Behandlungskammer eingebracht und dem Verschließerkonus übergeben. Der Verschließerkonus nimmt den Verschluss beispielsweise magnetisch auf und hält diesen fest. Anschließend wird das Füllorgan auf die Behältermündung aufgesetzt und der Füllprozess initiiert. Das Füllorgan kann neben Leitungen und Ventilen für die eigentliche Produktzufuhr mit Gasleitungen und -ventilen ausgestattet sein, um den Behälter zu spülen, vorzuspannen und/oder darin einen Überdruck oder Unterdruck zu erzeugen. Gleichzeitig wird ein Überdruck in der Behandlungskammer aufgebaut. Nachdem die Befüllung des Behälters abgeschlossen ist, wird das Füllorgan entfernt, und der Verschließerkonus setzt den Verschluss auf die Behältermündung und verschließt den Behälter.
  • Bei der Verarbeitung, etwa beim Sortieren und Transport, der Verschlüsse kann es zu Abrieb zwischen den Verschlüssen kommen. Solche Abriebpartikel sowie andere Fremdkörper können mitgeschleppt werden und so in den zu befüllenden Behälter geraten. Um zu verhindern, dass kontaminierte Produkte in den Handel kommen, sind verschiedene Techniken bekannt, um die befüllten Behälter nach dem Verschließen zu inspizieren und gegebenenfalls auszuschleusen.
  • Ferner ist bekannt, Behälterverschlüsse vor dem Aufsetzen auf den zu verschließenden Behälter mit einem Gas, beispielsweise Inertgas oder Stickstoff, zu spülen. Dieser Spülvorgang dient dazu, bei sauerstoffempfindlichen Produkten etwaigen Sauerstoff aus dem Verschlussraum (sowie dem Kopfraum des Behälters) zu verdrängen. Durch das Spülen findet auch eine Reinigung der Behälterverschlüsse statt. So beschreibt die DE 10 2012 104 765 A1 eine Vorrichtung zum Verschließen von Behältern mit einem Düsenträger, der nach oben gerichtete Düsen zum Einblasen von Spülgas in die Verschlüsse und nach unten gerichtete Düsen zum Einblasen von Spülgas in den Kopfraum der Behälter aufweist. Weitere Einrichtungen zum Spülen von Behälterverschlüssen vor dem Applizieren auf einen entsprechenden Behälter gehen aus der WO 2010/087097 A1 , US 2007/0056251 A1 und WO 2017/135902 A1 hervor.
    • Darstellung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Füll- und Verschließvorrichtung sowie ein verbessertes Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt und Verschließen des Behälters mit einem Verschluss, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, bereitzustellen, insbesondere die Reinheit beim Abfüllen und Verschließen des Behälters zu verbessern und so die Wahrscheinlichkeit einer Verunreinigung bzw. Kontamination des befüllten Behälters mit Fremdpartikeln zu reduzieren.
  • Die Aufgabe wird durch eine Füll- und Verschließvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
  • Die erfindungsgemäße Füll- und Verschließvorrichtung dient dem Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt und Verschließen des Behälters mit einem Verschluss. Die Füll- und Verschließvorrichtung kommt vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, etwa zum Abfüllen karbonisierter Füllprodukte wie Bier, Mineralwässer oder Softdrinks, zur Anwendung, da bei der Lebensmittelverarbeitung die Anforderungen an die Hygiene und Reinheit besonders hoch sind.
  • Entsprechend wird eine Füll- und Verschließvorrichtung zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt und zum nachfolgenden Verschließen des befüllten Behälters mit einem Verschluss, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, vorgeschlagen. Die Füll- und Verschließvorrichtung weist ein Füllorgan auf, das dazu ausgebildet und eingerichtet ist, das Füllprodukt in den zu befüllenden Behälter einzuleiten. Weiterhin ist ein Verschließorgan vorgesehen, das dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Verschluss aufzunehmen und einen befüllten Behälter mit dem Verschluss zu verschließen. Und es ist eine Reinigungsanordnung mit zumindest einer Reinigungsdüse vorgesehen, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, einen Gasstrahl auf den vom Verschließorgan gehaltenen Verschluss, bevorzugt auf dessen Unterseite, zu richten.
  • Der Gasstrahl kann bevorzugt Kohlenstoffdioxid, Stickstoff (N2) und/oder Sterilluft sein.
  • Die Unterseite des Verschlusses wird hierbei als diejenige Seite verstanden, die beim Verschließen dem Behälterinneren zugewandt ist.
  • Durch das Beaufschlagen des Verschlusses mit dem Gasstrahl werden etwaige Fremdpartikel vom Verschluss entfernt, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination des befüllten Behälters reduziert wird. Der Gasstrahl ist hierbei besonders bevorzugt auf die Unterseite des Verschlusses gerichtet, da diese nach dem Verschließen direkt mit dem Füllprodukt in Kontakt kommen kann.
  • Zudem erlaubt der Aufbau der Füll- und Verschließvorrichtung eine gleichzeitige oder zeitlich überlappende Ausführung der Verschlussreinigung und Abfüllung. Durch eine solche Parallelausführung lässt sich die Gesamtprozesszeit für das Abfüllen des Behälters sowie Reinigen des Verschlusses reduzieren. Die Verbesserung der Hygiene und Reinheit beim Abfüllen und Verschließen wird zudem dadurch optimiert, dass die Reinigung bzw. eine letzte Reinigung des Verschlusses unmittelbar vor dem Verschließen stattfindet, d.h. in einem Zustand, in dem der Verschluss bereits durch das Verschließorgan gehalten wird.
  • Vorzugsweise weist das Füllorgan einen Mündungsabschnitt auf, der zum Befüllen des Behälters mit diesem in Fluidkommunikation bringbar ist, besonders bevorzugt dichtend auf die Behältermündung aufsetzbar ist. Auf diese Weise lässt sich wirksam verhindern, dass etwaige abgereinigte Partikel während der Reinigung in das Behälterinnere gelangen. Für einen zuverlässigen Sitz des Mündungsabschnitts auf der Behältermündung kann der Mündungsabschnitt eine Zentrierglocke mit einem geeignet geformten Anpressgummi aufweisen.
  • Vorzugsweise weist die Füll- und Verschließvorrichtung eine Behandlungskammer auf, wobei der Mündungsabschnitt des Füllorgans zum Befüllen des Behälters in der Behandlungskammer angeordnet ist und das Verschließorgan mit dem Verschluss zur Reinigung desselben sowie zum Verschließen des Behälters ebenfalls in der Behandlungskammer angeordnet ist. In anderen Worten, das Befüllen des Behälters, die Reinigung des Verschlusses und das Verschließen desselben finden in der Behandlungskammer statt, wodurch der Füll-/Verschließprozess besonders effektiv und hygienisch durchführbar ist. Zudem lässt sich auf diese Weise die Atmosphäre in der Umgebung der Behältermündung kontrollieren, insbesondere in dem kritischen Zeitraum zwischen der Beendigung des Abfüllvorgangs und dem vollständigen Verschließen des Behälters.
  • Vorzugsweise ist die Behandlungskammer zur äußeren Umgebung abdichtbar. Ferner verfügt die Behandlungskammer vorzugsweise über eine Gasversorgung, die eingerichtet ist, um einen Überdruck in der Behandlungskammer zu erzeugen und/oder diese zu evakuieren. Während des Füllprozesses und der Verschlussreinigung sowie dem Verschließprozess ist die Behandlungskammer vorzugsweise zu allen Seiten hin im Wesentlichen vollständig abgedichtet, wodurch ein geeigneter Innendruck, der vorzugsweise ungefähr dem Fülldruck entspricht, aufgebaut werden kann. Auf diese Weise lässt sich ein Überschäumen nach dem Lösen des Mündungsabschnitts von der Behältermündung vermeiden, selbst beim schlagartigen Abfüllen kohlenstoffdioxidhaltiger Füllprodukte.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Gasversorgung der Behandlungskammer teilweise oder vollständig durch die Reinigungsanordnung, insbesondere die Reinigungsdüse(n), realisiert. Die zumindest eine Reinigungsdüse übernimmt auf diese Weise synergetisch zwei Funktionen: a) Reinigen des vom Verschließorgan gehaltenen Verschlusses; b) Aufbauen der gewünschten Atmosphäre in der Behandlungskammer. Auf diese Weise kann die Füll- und Verschließvorrichtung baulich vereinfacht werden, womit eine Verbesserung der Zuverlässigkeit und Verringerung des Wartungsaufwands einhergehen. Zudem kann eine herkömmliche Gasversorgung für eine Behandlungskammer durch wenige bauliche Modifikationen mit der Reinigungsfunktion nachgerüstet werden.
  • Erfindungsgemäß weist die Reinigungsanordnung eine Gasleitung auf, die mit der Reinigungsdüse in Fluidkommunikation steht und zusammen mit dieser in einem Füllorgangehäuse des Füllorgans angeordnet ist. Die Reinigungsanordnung oder ein Teil derselben ist in diesem Fall in dem Füllorgan integriert. Eine solche Integration ist im Fall der vorliegenden Füll- und Verschließvorrichtung besonders günstig, da sich das Füllorgan beim Befüllen in der Nähe des Verschließorgans befindet und so die Reinigungsdüse ohne zusätzlichen baulichen Aufwand in eine Position kommt, in der diese den Gasstrahl auf den Verschluss richten kann.
  • Vorzugsweise ist das Füllorgan zu diesem Zweck zumindest teilweise verfahrbar und so eingerichtet, dass diese zum Befüllen des Behälters so positionierbar ist, dass die Reinigungsdüse während des Befüllens den Gasstrahl auf den vom Verschließorgan gehaltenen Verschluss, vorzugsweise auf dessen Unterseite, richtet. Somit wird die Verfahrbarkeit des Füllorgans synergetisch zum Abfüllen und Freigeben des Behältermündungsbereichs für das Verschließorgan sowie für die Positionierung und ggf. Ausrichtung der Reinigungsdüse genutzt.
  • Um das Füllprodukt in den Behälter einzubringen und zu dosieren, weist das Füllorgan vorzugsweise eine Füllproduktleitung und ein Füllventil auf. Ferner können Mittel zum Transport und Abgeben von Zusätzen und/oder Gasen, wie etwa eine Gasleitung und ein Gasventil, im Füllorgangehäuse angeordnet sein. Über etwaige Mittel zum Transport und Abgeben eines Gases kann der Behälter zudem mit einem Gas, etwa Inertgas, Stickstoff und/oder Kohlenstoffdioxid, gespült und/oder vorgespannt werden.
  • Ferner kann der Behälterinnenraum darüber auf einen gewünschten Druck eingestellt, etwa evakuiert, werden. Die Füllproduktleitung ist beispielsweise als Ringleitung ausgeführt, die sich im Wesentlichen konzentrisch zur zentral angeordneten Gasleitung erstreckt. Es sei darauf hingewiesen, dass das Gasventil und das Füllventil miteinander in Wirkverbindung stehen können, so dass beispielsweise ein Aktuator zur gemeinsamen Nutzung eingerichtet ist, um den Aufbau des Füllorgans zu vereinfachen und die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
  • Vorzugsweise weist das Verschließorgan einen Verschließerkopf zur Aufnahme des Verschlusses auf, wobei der Verschließerkopf einen Magneten zur Aufnahme des Verschlusses aufweisen kann, wodurch auf baulich einfache Weise ein Verschluss, insbesondere wenn dieser ein metallischer Kronkorken ist, zentriert und zuverlässig aufgenommen sowie auf die Behältermündung aufgesetzt werden kann. Alternativ kann der Verschluss durch geeignete Greif- oder Klemmmittel erfasst und gehalten werden, so dass das hierin dargelegte Konzept auch für Kunststoffverschlüsse, Drehverschlüsse usw. realisierbar ist.
  • Die oben genannte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt und Verschließen des Behälters mit einem Verschluss gelöst. Das Verfahren kommt wie die Füll- und Verschließvorrichtung vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, etwa zum Abfüllen karbonisierter Füllprodukte wie Bier, Mineralwässer oder Softdrinks, zur Anwendung, da bei der Lebensmittelverarbeitung die Anforderungen an die Hygiene und Reinheit besonders hoch sind.
  • Entsprechend wird ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt und Verschließen des Behälters mit einem Verschluss, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, vorgeschlagen, aufweisend die Schritte: Aufnehmen des Verschlusses durch ein Verschließorgan; Einleiten des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter mittels eines Füllorgans, um den Behälter zu befüllen; Reinigen des Verschlusses mittels einer Reinigungsanordnung, die zumindest eine Reinigungsdüse aufweist, indem diese einen Gasstrahl auf den vom Verschließorgan gehaltenen Verschluss, vorzugsweise auf dessen Unterseite, richtet; und Verschließen des Behälters mit dem Verschluss, nachdem die Befüllung abgeschlossen ist.
  • Die Merkmale, technischen Wirkungen, Vorteile sowie Ausführungsbeispiele, die in Bezug auf die Füll- und Verschließvorrichtung beschrieben wurden, gelten analog für das Verfahren.
  • So wird die Reinigung des Verschlusses vorzugsweise während der Befüllung, d.h. während des Einleitens des Füllprodukts in den Behälter, durchgeführt. Die Bezeichnung "während" umfasst hierbei nicht nur im Wesentlichen identische sondern auch überlappende Zeiträume. Durch eine solche Parallelausführung lässt sich die Gesamtprozesszeit für das Abfüllen des Behälters sowie Reinigen des Verschlusses reduzieren. Die Verbesserung der Hygiene und Reinheit beim Abfüllen und Verschließen wird zudem dadurch optimiert, dass die Reinigung bzw. eine letzte Reinigung des Verschlusses unmittelbar vor dem Verschließen durchgeführt wird, d.h. in einem Zustand, in dem der Verschluss bereits durch das Verschließorgan gehalten wird.
  • Vorzugsweise wird vor dem Einleiten des Füllprodukts in den Behälter der Mündungsabschnitt des Füllorgans dichtend auf die Behältermündung aufgesetzt. Auf diese Weise lässt sich wirksam verhindern, dass etwaige abgereinigte Partikel während der Reinigung in das Behälterinnere gelangen. Für einen zuverlässigen Sitz des Mündungsabschnitts auf der Behältermündung kann der Mündungsabschnitt eine Zentrierglocke mit einem geeignet geformten Anpressgummi aufweisen.
  • Vorzugsweise wird vor und/oder während des Einleitens des Füllprodukts in den Behälter eine den Mündungsabschnitt umgebende und zur äußeren Umgebung abgedichtete Behandlungskammer über eine Gasversorgung auf einen bestimmten Druck, vorzugsweise einen Überdruck relativ zur äußeren Umgebung der Behandlungskammer, gebracht. Während des Füllprozesses, der Verschlussreinigung sowie des Verschließprozesses ist die Behandlungskammer vorzugsweise zu allen Seiten hin im Wesentlichen vollständig abgedichtet, wodurch ein geeigneter Innendruck, der vorzugsweise dem Fülldruck entspricht, aufgebaut werden kann. Auf diese Weise lässt sich ein Überschäumen nach dem Lösen des Mündungsabschnitts vermeiden, selbst beim schlagartigen Abfüllen kohlenstoffdioxidhaltiger Füllprodukte.
  • Vorzugsweise wird der Druckaufbau in der Behandlungskammer vollständig oder teilweise durch den Gasstrahl der Reinigungsdüse realisiert. Die Reinigungsdüse übernimmt auf diese Weise synergetisch zwei Funktionen: a) Reinigen des vom Verschließorgan gehaltenen Verschlusses; b) Aufbauen der gewünschten Atmosphäre in der Behandlungskammer. Auf diese Weise kann die Füll- und Verschließvorrichtung baulich vereinfacht werden, womit eine Verbesserung der Zuverlässigkeit und Verringerung des Wartungsaufwands einhergehen. Zudem kann eine herkömmliche Gasversorgung für eine Behandlungskammer durch wenige Modifikationen mit der Reinigungsfunktion nachgerüstet werden.
  • Vorzugsweise wird der Mündungsabschnitt nach dem Einleiten des Füllprodukts in den Behälter von der Behältermündung entfernt und wegbewegt, und anschließend wird das Verschließorgan mit dem aufgenommenen und gereinigten Verschluss auf die Behältermündung abgesenkt, um den Behälter mit dem Verschluss zu verschließen. Somit wird die Verfahrbarkeit des Füllorgans synergetisch zum Abfüllen und Freigeben des Behältermündungsbereichs für das Verschließorgan genutzt
  • Erfindungsgemäß weist die Reinigungsanordnung eine Gasleitung auf, die mit der Reinigungsdüse in Fluidkommunikation steht und zusammen mit dieser im Füllorgangehäuse des Füllorgans angeordnet ist. Vorzugsweise wird das Füllorgan vor dem Einleiten des Füllprodukts in den Behälter verfahren und positioniert, um die Befüllung des Behälters und die Reinigung des Verschlusses gleichzeitig durchzuführen. Somit wird die Verfahrbarkeit des Füllorgans synergetisch zum Abfüllen und Freigeben des Behältermündungsbereichs für das Verschließorgan sowie für die Positionierung und ggf. Ausrichtung der Reinigungsdüse genutzt. Die Reinigungsanordnung oder ein Teil derselben ist in diesem Fall zudem in das Füllorgan integriert. Eine solche Integration ist im Fall der vorliegenden Füll- und Verschließvorrichtung besonders günstig, da sich das Füllorgan beim Befüllen in der Nähe des Verschließorgans befindet und so die Reinigungsdüse ohne zusätzlichen baulichen Aufwand in eine Position kommt, in der diese den Gasstrahl auf den Verschluss richten kann.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele erfolgt dabei mit Bezug auf die begleitende Zeichnung.
    • Kurze Beschreibung der Figur
  • Die Figur 1 ist eine schematische Querschnittsansicht von der Seite betrachtet, die einen Ausschnitt einer Füll- und Verschließvorrichtung mit einer Reinigungsanordnung zur Reinigung eines Verschlusses zeigt.
    • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figur 1 beschrieben.
  • Die Figur 1 zeigt hierbei einen Ausschnitt einer Füll- und Verschließvorrichtung 1 zum Befüllen eines Behälters (in der Figur 1 nicht gezeigt) mit einem Füllprodukt und Verschließen des Behälters mit einem Verschluss 2 in einer Getränkeabfüllanlage.
  • Die Füll- und Verschließvorrichtung 1 weist ein Füllorgan 20 auf, die in dem in der Figur 1 gezeigten Prozessstadium in eine Behandlungskammer 10 ragt. Das Füllorgan 20 weist auf: Mittel zum Transportieren und Abfüllen eines Füllprodukts, wie beispielsweise eine Füllproduktleitung 23 und ein an deren unterem Ende angeordnetes Füllventil, sowie Mittel zum Transportieren und Abgeben eines Gases, wie beispielsweise eine Gasleitung 21 und ein Gasventil 22, aufgenommen in einem Füllorgangehäuse 24.
  • Über die Mittel zum Transportieren und Abgeben eines Gases kann der Behälter mit einem Gas, etwa Inertgas, Stickstoff und/oder Kohlenstoffdioxid, gespült und/oder vorgespannt werden. Ferner kann der Behälterinnenraum darüber auf einen gewünschten Druck eingestellt, etwa evakuiert, werden. Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich mehrere Gasleitungen 21 für unterschiedliche Gase und Zwecke vorgesehen sein können.
  • Das Gasventil 22 umfasst einen Gasventilkegel 22a und einen Gasventilsitz 22b, die eingerichtet sind, um den Gasdurchfluss zu regeln. Zu diesem Zweck ist der Gasventilkegel 22a über einen nicht dargestellten Aktuator schaltbar.
  • Die Füllproduktleitung 23 ist beispielsweise als Ringleitung ausgeführt, die sich im Wesentlichen konzentrisch zur Gasleitung 21 erstreckt. Die Zufuhr des Gases sowie des Füllprodukts und Ableitung von Gas zur Evakuierung des Behälters 100 finden über nicht näher dargelegte Quellen, Ventile, Aktuatoren usw. statt. Es sei darauf hingewiesen, dass das Gasventil 22 und Füllventil miteinander in Wirkverbindung stehen können, so dass beispielsweise ein Aktuator zur gemeinsamen Nutzung eingerichtet sein kann, um den Aufbau des Füllorgans 20 zu vereinfachen und die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
  • Das Füllorgan 20 weist am Austrittsende der Medien einen Mündungsabschnitt 25 auf, der die Medien zusammenführt und so eingerichtet ist, dass er dichtend auf die Behältermündung aufgesetzt werden kann. Zu diesem Zweck weist der Mündungsabschnitt 25 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Zentrierglocke mit einem geeignet geformten Anpressgummi 25a auf.
  • Das Füllorgan 20 ist zumindest teilweise verfahrbar eingerichtet, so dass der in der Figur 1 gezeigte armartige Abschnitt des Füllorgans 20 in die Behandlungskammer 10 eingefahren und entweder darin zurückgezogen oder sogar vollständig daraus entfernt werden kann. Dadurch ist es möglich, die Behältermündung für den Abfüllvorgang an den Mündungsabschnitt 25 des Füllorgans 20 anzupressen und anschließend nach Beendigung des Abfüllprozesses das Füllorgan 20 soweit zu entfernen, dass der Behälter in der Behandlungskammer 10 verschließbar ist.
  • Um die Verfahrbarkeit des Füllorgans 20 zu gewährleisten, ohne dass die Atmosphäre der Behandlungskammer 10 unkontrollierten äußeren Einflüssen ausgesetzt ist, sind entsprechend Mittel zur Abdichtung vorgesehen, die in der Figur 1 nicht dargestellt sind. Beispielsweise kann der Behandlungskammerdruck nach Beendigung des Abfüllvorgangs größer sein als der Druck der äußeren Umgebung, der hierbei nicht der Atmosphärendruck sein muss, wodurch ein Eindringen von Verunreinigungen in die Behandlungskammer 10 nahezu ausgeschlossen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Behandlungskammer 10 in einem Reinraum befinden oder einen solchen ausbilden.
  • Das Verschließen des Behälters wird durch ein Verschließorgan 30 vorgenommen, das Teil der Füll- und Verschließvorrichtung 1 ist. Das Verschließorgan 30 weist einen Verschließerkopf 31 auf, der in die Behandlungskammer 10 ragt und im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen vertikal verfahrbar ist. Wie das Füllorgan 20 ist das Verschließorgan 30 zur Wandung der Behandlungskammer 10 hin abgedichtet, um eine Kontamination bzw. unkontrollierte Beeinträchtigung der Atmosphäre im Innern der Behandlungskammer 10 durch äußere Einflüsse zu vermeiden.
  • Das Verschließorgan 30 ist dazu ausgebildet und eingerichtet, um am Verschließerkopf 31 einen Verschluss 2 aufzunehmen und zu halten. Zu diesem Zweck kann der Verschließerkopf 31 einen Magneten aufweisen, wodurch auf baulich einfache Weise ein Verschluss 2, insbesondere wenn dieser ein metallischer Kronkorken ist, zentriert aufgenommen und zum Verschließen des Behälters auf die Behältermündung abgesetzt werden kann. Alternativ kann der Verschluss 2 durch geeignete Greif- oder Klemmmittel erfasst, gehalten und auf die Behältermündung aufgebracht werden, so dass das hierin dargelegte Konzept auch für Kunststoffverschlüsse, Drehverschlüsse usw. anwendbar ist.
  • Der Verschließerkopf 31 ist in der Auf-/Abrichtung verfahrbar eingerichtet, wobei dieser im Wesentlichen koaxial zur Behältermündung angeordnet ist, um den Verschluss 2 zuverlässig auf den Behälter aufbringen zu können.
  • Die Übergabe eines Verschlusses 2 an den Verschließerkopf 31 kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann pro Füll-/Verschließzyklus in einem ersten Schritt ein Verschluss 2 beispielsweise von einem Sortierwerk und einer Zuführrinne in die Behandlungskammer 10 eingebracht werden. Zu diesem Zweck kann die Behandlungskammer 10 Teil des Verschließorgans 30 sein und eine Relativbewegung zur Verschlusszuführung, etwa der Zuführrinne oder einem Übergabearm, ausführen, wobei der Verschließerkopf 31 einen Verschluss 2 von der Verschlusszuführung pickt und hält.
  • Zum Befüllen des Behälters wird dieser angehoben und gegenüber der Behandlungskammer 10 abgedichtet.
  • Der in der Behandlungskammer 10 zumindest mit seiner Mündung abdichtend aufgenommene Behälter wird an das in Füllposition ausgefahrene Füllorgan 20 dichtend angedrückt beziehungsweise das Füllorgan 20 dichtend auf die Mündung des Behälters aufgedrückt. Der Mündungsabschnitt 25 des Füllorgans 20 markiert damit die Endposition des Behälterhubs. Der Verschließerkopf 31 nimmt den Verschluss 2 auf und fährt in die Behandlungskammer 10 ein. Die Abdichtung der Behandlungskammer 10 gegenüber der Umgebung und gegenüber dem Behälter beziehungsweise dessen Halsbereich oder Mündungsbereich kann durch Aufblasen einer oder mehrerer Dichtungen erfolgen.
  • Die Behandlungskammer 10 selbst führt vorzugsweise keine Hubbewegung aus.
  • Nach Beendigung des Füllvorgangs wird das Füllorgan 20 zurückgezogen, und der Verschließkopf 31 fährt weiter nach unten auf die Behältermündung, um den Behälter zu verschließen.
  • Die Füll- und Verschließvorrichtung 1 weist eine Reinigungsanordnung 40 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zugleich die Gasversorgung für die Behandlungskammer 10 realisiert und vorzugsweise zumindest teilweise in das Füllorgan 20 integriert ist.
  • Die Reinigungsanordnung 40 umfasst eine Gasleitung 41, die als Bohrung im Füllorgangehäuse 24 ausgeführt sein kann, und eine oder mehrere Reinigungsdüsen 42. Die Reinigungsanordnung 40, insbesondere die Position und Ausrichtung der Reinigungsdüse(n) 42, ist so eingerichtet, dass der austretende Gasstrahl auf die Unterseite des Verschlusses 2 trifft, wenn sich das Füllorgan 20 in der Füllposition befindet. Als Gas wird vorzugsweise Kohlenstoffdioxid verwendet, jedoch ist auch ein anderes Medium, wie zum Beispiel Sterilluft, anwendbar.
  • Die Gaszufuhr in die Behandlungskammer 10, somit gleichfalls die Reinigung des Verschlusses 2, findet vorzugsweise während des Füllvorgangs statt. Durch eine solche Parallelausführung lässt sich der Gesamtprozess optimieren. Während des Füllprozesses und der Verschlussreinigung ist die Behandlungskammer 10 zu allen Seiten hin abgedichtet, wodurch ein geeigneter Innendruck in der Behandlungskammer 10 aufgebaut wird. Dieser entspricht vorzugsweise dem Fülldruck oder Sättigungsdruck eines etwaigen Kohlenstoffdioxids im Fall des Abfüllens eines kohlenstoffdioxidhaltigen Füllprodukts, um ein Auf- oder Überschäumen des Füllprodukts nach Beendigung des Füllprozesses zu unterbinden.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die Gasversorgung für die Behandlungskammer 10 und die Reinigungsanordnung 40 integriert, indem diese gemeinsam durch die Gasleitung 41 und die Reinigungsdüse(n) 42 realisiert sind. Die Reinigungswirkung wird durch die Lage und Ausrichtung der Reinigungsdüse(n) 42 gewährleistet. Dies bedeutet, dass beim Öffnen der Gasleitung 41 eine hohe Druckdifferenz vorliegt und das Gas mit hoher Geschwindigkeit aus der Reinigungsdüse 42 in die Behandlungskammer 10 ausströmt. Jedoch sinkt diese Druckdifferenz im Verlauf der Zeit, wodurch die Austrittsgeschwindigkeit bis zum Druckgleichgewicht sinkt. Der Reinigungseffekt ist somit zu Beginn der Gasversorgung am größten.
  • Alternativ zur integralen Ausführung können die beiden Funktionen - Gasversorgung der Behandlungskammer 10 und Reinigung des Verschlusses 2 - auch getrennt sein, indem unterschiedliche Mittel für die Gasversorgung und Reinigung angewendet werden. Ferner müssen diese Mittel nicht unbedingt in das Füllorgan 20 integriert sein. Beispielsweise kann die Gasversorgung für die Behandlungskammer 10 über separate Leitungen, Ventile usw. realisiert werden, während die Gasleitung 41 und die Reinigungsdüse(n) 42 allein für die Reinigung der Verschlüsse 2 eingerichtet und optimiert sind. In diesem Fall sind die Gasleitung 41 und die Reinigungsdüse(n) 42 Teil der Reinigungsanordnung 40, die von der Gasversorgung der Behandlungskammer 10 zumindest teilweise getrennt ist und sich von dieser unterscheidet. Auf diese Weise ließe sich beispielsweise bewerkstelligen, dass die Austrittsgeschwindigkeit des Gasstrahls für die Verschlussreinigung mit zunehmendem Innendruck der Behandlungskammer 2 konstant bleibt oder weniger stark sinkt, um so einer nachlassenden Reinigungswirkung entgegenzutreten.
  • Ist nun der Behälter beefüllt, der Verschluss 2 gereinigt sowie der Innenraum der Behandlungskammer 10 auf den gewünschten Druck gebracht, kann das Füllorgan 20 zurückgezogen werden, und der Verschließerkopf 31 kann seine Abwärtsbewegung fortsetzen, bis durch Erreichen der Behältermündung diese verschlossen wird.
  • Durch den Reinigungsprozess des Verschlusses 2 während des Füllprozesses lassen sich etwaige Fremdpartikel auf der Innenseite des Verschlusses 2 entfernen, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination des abgefüllten Behälters reduziert wird. Durch das Beaufschlagen des Verschlusses mittels des Gasstrahls werden Partikel vom Verschluss 2 entfernt und befinden sich anschließend im Inneren der Behandlungskammer 10. In dieser ist der zu befüllende Behälter während der Reinigung dicht am Mündungsabschnitt 25 angepresst, wodurch verhindert wird, dass abgereinigte Partikel in das Behälterinnere gelangen. Die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Reinheit beim Abfüllen und Verschließen des Behälters wird zudem dadurch optimiert, dass die Reinigung oder eine letzte Reinigung des Verschlusses 2 so spät wie möglich, nämlich in der Behandlungskammer 10 selbst und während des Füllprozesses erfolgt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Füll- und Verschließvorrichtung
    2
    Verschluss
    10
    Behandlungskammer
    20
    Füllorgan
    21
    Gasleitung
    22
    Gasventil
    22a
    Gasventilkegel
    22b
    Gasventilsitz
    23
    Füllproduktleitung
    24
    Füllorgangehäuse
    25
    Mündungsabschnitt
    25a
    Anpressgummi
    30
    Verschließorgan
    31
    Verschließerkopf
    40
    Reinigungsanordnung
    41
    Gasleitung
    42
    Reinigungsdüse

Claims (14)

  1. Füll- und Verschließvorrichtung (1) zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt und zum nachfolgenden Verschließen des befüllten Behälters mit einem Verschluss (2), vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, aufweisend:
    ein Füllorgan (20), das dazu ausgebildet und eingerichtet ist, das Füllprodukt in den zu befüllenden Behälter einzuleiten;
    ein Verschließorgan (30), das dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Verschluss (2) aufzunehmen und einen befüllten Behälter mit dem Verschluss (2) zu verschließen; und
    eine Reinigungsanordnung (40) mit zumindest einer Reinigungsdüse (42), die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, einen Gasstrahl auf den vom Verschließorgan (30) gehaltenen Verschluss (2), bevorzugt auf dessen Unterseite, zu richten
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Reinigungsanordnung (40) eine Gasleitung (41) aufweist, die mit der Reinigungsdüse (42) in Fluidkommunikation steht und zusammen mit dieser in einem Füllorgangehäuse (24) des Füllorgans (20) angeordnet ist.
  2. Füll- und Verschließvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllorgan (20) einen Mündungsabschnitt (25) aufweist, der zum Befüllen des Behälters mit diesem in Fluidkommunikation bringbar, vorzugsweise dichtend auf dessen Behältermündung aufsetzbar, ist.
  3. Füll- und Verschließvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Behandlungskammer (10) vorgesehen ist, wobei der Mündungsabschnitt (25) des Füllorgans (20) zum Befüllen des Behälters in der Behandlungskammer (10) angeordnet ist und das Verschließorgan (30) einen Verschließerkopf (31) zur Aufnahme des Verschlusses (2) aufweist, wobei der Verschließerkopf (31) ebenfalls in der Behandlungskammer (10) anordenbar ist.
  4. Füll- und Verschließvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer (10) zur äußeren Umgebung hin abdichtbar ist und über eine Gasversorgung verfügt, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, um einen Überdruck und/oder einen Unterdruck in der Behandlungskammer (10) zu erzeugen.
  5. Füll- und Verschließvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasversorgung der Behandlungskammer (10) teilweise oder vollständig durch die Reinigungsanordnung (40) realisiert ist.
  6. Füll- und Verschließvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllorgan (20) zumindest teilweise verfahrbar und so eingerichtet ist, dass es zum Befüllen des Behälters so positionierbar ist, dass die Reinigungsdüse (42) während des Befüllens des Behälters den Gasstrahl auf den von dem Verschließorgan (30) gehaltenen Verschluss (2), vorzugsweise auf dessen Unterseite, richtet.
  7. Füll- und Verschließvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließorgan (30), bevorzugt ein Verschließerkopf (31) des Verschließorgans (30), einen Magneten zur Aufnahme des Verschlusses (2) aufweist.
  8. Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt und Verschließen des Behälters mit einem Verschluss (2), vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, aufweisend die Schritte:
    Aufnehmen des Verschlusses (2) durch ein Verschließorgan (30);
    Einleiten des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter mittels eines Füllorgans (20), um den Behälter zu befüllen;
    Reinigen des Verschlusses (2) mittels einer Reinigungsanordnung (40), die zumindest eine Reinigungsdüse (42) aufweist, indem diese einen Gasstrahl auf den vom Verschließorgan (30) gehaltenen Verschluss (2), vorzugsweise auf dessen Unterseite, richtet; und
    Verschließen des Behälters mit dem Verschluss (2), nachdem die Befüllung abgeschlossen ist;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Reinigungsanordnung (40) eine Gasleitung (41) aufweist, die mit der Reinigungsdüse (42) in Fluidkommunikation steht und zusammen mit dieser in einem Füllorgangehäuse (24) des Füllorgans (20) angeordnet ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung des Verschlusses (2) während des Einleitens des Füllprodukts in den Behälter durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einleiten des Füllprodukts in den Behälter ein Mündungsabschnitt (25) des Füllorgans (20) dichtend auf die Behältermündung aufgesetzt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während des Einleitens des Füllprodukts in den Behälter eine den Mündungsabschnitt (25) umgebende und zur äußeren Umgebung abgedichtete Behandlungskammer (10) über eine Gasversorgung auf einen bestimmten Druck, vorzugsweise Überdruck, gebracht wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckaufbau in der Behandlungskammer (10) vollständig oder teilweise durch den Gasstrahl der Reinigungsdüse (42) realisiert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsabschnitt (25) nach dem Einleiten des Füllprodukts in den Behälter von der Behältermündung entfernt und wegbewegt wird, und anschließend das Verschließorgan (30) mit dem aufgenommenen und gereinigten Verschluss (2) auf die Behältermündung abgesenkt wird, um den Behälter mit dem Verschluss (2) zu verschließen.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllorgan (20) vor dem Einleiten des Füllprodukts in den Behälter verfahren und positioniert wird, um die Befüllung des Behälters und die Reinigung des Verschlusses (2) gleichzeitig durchzuführen.
EP19217386.2A 2018-12-18 2019-12-18 Reinigung von behälterverschlüssen beim abfüll- und verschliessprozess von zu befüllenden behältern Active EP3670429B1 (de)

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