EP3678978A1 - VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BEFÜLLEN EINES ZU BEFÜLLENDEN BEHÄLTERS MIT EINEM FÜLLPRODUKT UND ZUM VERSCHLIEßEN DES BEFÜLLTEN BEHÄLTERS - Google Patents

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BEFÜLLEN EINES ZU BEFÜLLENDEN BEHÄLTERS MIT EINEM FÜLLPRODUKT UND ZUM VERSCHLIEßEN DES BEFÜLLTEN BEHÄLTERS

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Publication number
EP3678978A1
EP3678978A1 EP18773949.5A EP18773949A EP3678978A1 EP 3678978 A1 EP3678978 A1 EP 3678978A1 EP 18773949 A EP18773949 A EP 18773949A EP 3678978 A1 EP3678978 A1 EP 3678978A1
Authority
EP
European Patent Office
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treatment chamber
container
filling
valve
filled
Prior art date
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Pending
Application number
EP18773949.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian HABERSETZER
Josef Knott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP3678978A1 publication Critical patent/EP3678978A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B67B3/02—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying flanged caps, e.g. crown caps, and securing by deformation of flanges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/10—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure preliminary filling with inert gases, e.g. carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2648—Inflatable gaskets for sealingly engaging bottle necks or bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for filling a container to be filled with a filling product and for closing the filled container with a container closure, for example for filling and closing a beverage container in a beverage filling plant.
  • Beverage filling known, in which a container to be filled in his
  • Mouth area relative to the environment is sealingly received in a treatment chamber and for filling the container with the filling product on in the
  • Treatment chamber recorded mouth of the container to be filled a filling member is placed or pressed. After filling of the container with the filling product, the filling member is lifted again from the recorded in the treatment chamber mouth of the container and then closed a container closure by means also in the treatment chamber on the recorded in the treatment chamber mouth of the then filled container closing. The mouth of the container to be filled and then finally to be closed is accordingly both during the filling process and during the closing process within the treatment chamber.
  • the treatment chamber is filled with a pressurized gas before closing the container filled with the filling product, for example C0 2 , preloaded.
  • a pressurized gas for example C0 2
  • an apparatus for filling a container to be filled with a filling product and for closing the filled container with a container closure comprising a treatment chamber for sealingly receiving an orifice of the container to be filled, a filling member for filling the container received in the treatment chamber with its mouth a closure member for closing the container received in the treatment chamber with its mouth after being filled with a container closure and a compression gas valve in communication with the treatment chamber for introducing a compression gas into the treatment chamber.
  • a vacuum valve in communication with the treatment chamber is provided for establishing a negative pressure in the treatment chamber. Characterized in that a vacuum valve is provided which communicates with the treatment chamber
  • Communication is by means of which the treatment chamber can be subjected to a negative pressure, it is possible in the treatment chamber, a desired atmosphere
  • Treatment chamber recorded mouth of the then filled with the filling product container has a defined composition and in particular has a reduced oxygen content.
  • the filling product received in the then filled container comes into contact with the gas mixture received in the treatment chamber and since this gas mixture has a reduced oxygen content, a possible loading of the filling product by oxygen, in particular in the case of oxygen-sensitive products, such as For example, beer, reduced by the proposed device.
  • the treatment chamber comprises a switchable seal by means of which the mouth of the container is switchable from the environment sealable, wherein the switchable seal is preferably adapted to act on a neck region of the container.
  • the seal can be carried out, for example, on a neck region of the container, on which the switchable seal then acts. Due to the resulting small volume of the treatment chamber of the
  • a purge gas valve communicating with the treatment chamber is preferably provided for introducing a purge gas into the treatment chamber, wherein the purge gas is preferably under a lower pressure than the compression gas.
  • a purge gas valve is provided, which communicates with the treatment chamber and by means of which the treatment chamber can be flowed through with a purge gas.
  • the purge gas can be present at an absolute pressure of 1 bar to 2 bar, whereas the compression gas can be present under an absolute pressure of 3 to 10 bar.
  • a control device is provided, which is adapted to open after sealing the treatment chamber from the environment, the vacuum valve to pressurize the treatment chamber with a negative pressure and in this way withdraw the present in the treatment chamber gas to a predetermined negative pressure.
  • control device is preferably configured to close the vacuum valve before removing the filling member from the mouth of the container, to generate a negative pressure in communication with the filled container interior and an associated
  • Foaming tendency of the filling product counteract.
  • the vacuum valve Preferably, at the same time or after reaching a predetermined pressure or after reaching a predetermined period of time after opening the vacuum valve, the
  • Purging gas valve are opened, in order to allow a gentle flow through the
  • Treatment chamber with the purge gas, for example, with C0 2 , to displace the residual gas present in the treatment chamber substantially by the gas supplied via the purge gas, defined gas and withdrawn via the vacuum valve.
  • control device is preferably configured to open the purge gas valve for introducing the purge gas into the treatment chamber simultaneously with the vacuum valve or after opening the vacuum valve.
  • Compression gas which is for example also C0 2 , to raise the treatment chamber to the predetermined compression pressure.
  • the compression gas for example C0 2
  • the concentration of compression gas in the treatment chamber at this time is greater than 95%, preferably greater than 99%, so that the residual gas is substantially completely displaced from the treatment chamber and a substantially oxygen-free gas mixture is present.
  • Treatment chamber is acted upon, which according to a defined
  • the burden of oxygen absorbed in the container filling product is reduced accordingly or - depending on the
  • Residual gas concentration - a load of oxygen can be completely avoided.
  • the filling product is not loaded with oxygen and the product quality is further improved.
  • the control is preferably arranged so that the compression gas valve during the lifting of the filling member of the received in the treatment chamber and sealed with the treatment chamber mouth of the then filled with the filling product container, during any retraction or displacement of the filling member and during any lowering of the closing remains open on the mouth.
  • control device is set up so that after sealing the
  • the vacuum valve is opened to evacuate corresponding to the treatment chamber to the predetermined vacuum via the vacuum valve, in order in this way to substantially remove the gas mixture present in the treatment chamber, for example air.
  • the controller is preferably arranged to close the vacuum valve and open the compression gas valve to thereby pressurize the treatment chamber previously brought to negative pressure with the compression gas. Then then the filling member can be lifted from the mouth.
  • control device determines whether the treatment chamber is sealed. This can be done, for example, that the controller determines whether the
  • Container mouth with the treatment chamber by switching a switchable seal is sealed and / or whether by inserting a capper in a
  • control device is set up so that, after the treatment chamber has been sealed, it first opens the vacuum valve, in order to remove the gas mixture present in the treatment chamber, for example air, and bring the treatment chamber to a negative pressure. Then the vacuum valve is closed and the compression gas valve or in a variant the purge gas valve, and the
  • Treatment chamber according to the predetermined by the respective gas supply pressure with the compression gas or the purge gas, which may be C0 2 , respectively acted upon. Thereafter, the compression gas valve or the purging gas valve is closed again and the vacuum valve is opened again to remove the then existing in the treatment chamber gas mixture, which may be, for example, a gas mixture of C0 2 and air again, and the treatment chamber in turn to the predetermined by the vacuum valve vacuum bring. Thereafter, the vacuum valve is closed again and the compression gas valve is opened to then pressurize the re-evacuated treatment chamber with the compression gas. This process can be performed even more frequently, in accordance with the sequence of evacuation of the treatment chamber, the renewed
  • control device is set up such that, after the treatment chamber has been sealed, it first opens the vacuum valve in order to remove the gas mixture present in the treatment chamber, for example ambient air. At the same time or after reaching a predetermined pressure or after a predetermined period of time, the purge gas valve is then switched to achieve flushing of the treatment chamber at the same time open vacuum valve. After a predetermined period of time, a predetermined purge gas volume or a predetermined purge gas concentration in the treatment chamber then the vacuum valve and the
  • control device serves to drive the purge gas or compression gas content in the treatment chamber as high as possible in order in this way to reduce the residual gas content in the treatment chamber and in particular the oxygen content in the treatment chamber to a predetermined level.
  • the partial pressure of the compression gas or of the purge gas corresponds at least to the saturation pressure of a carbonated filling product to be accommodated in the container.
  • the control device is furthermore preferably designed such that the vacuum valve is closed before a sealing connection between the filling member and the container mouth is released.
  • an excessive foaming tendency of the filling product accommodated in the container in particular a carbonated filling product, does not occur or is not supported.
  • Excessive foaming, in particular of a carbonated filling product would occur, for example, if the carbonated filling product received in the container suddenly came into contact with a negative pressure, as a result of which a strong unbinding of the CO 2 dissolved in the filling product would take place. Accordingly, by an expression or device of the
  • Control device such that a release of the filling member takes place only when the
  • Vacuum valve is closed, ensure that foaming or emergence of filling product from the filled container is reduced or avoided.
  • Fill product and for closing the filled container with a container closure comprising sealingly receiving a mouth of the container to be filled in a treatment chamber, the filling of the container received in the treatment chamber with its mouth with the filling product by means of a sealingly applied to the mouth filling member, the closing of the chamber received in the treatment chamber with its mouth after its filling with a container closure and the introduction of a compression gas into the treatment chamber prior to removal of the filling member from the mouth.
  • a negative pressure is produced in the treatment chamber before the introduction of the compression gas.
  • the treatment chamber is flowed through with a purge gas before the
  • Compression gas is introduced into the treatment chamber.
  • the production of the negative pressure is ended and the treatment chamber is filled with purge gas and then a negative pressure is produced in the treatment chamber and then the treatment chamber is prestressed with the compression gas.
  • Figure 1 is a schematic representation of an apparatus for filling a container with a filling product and for closing the container after filling.
  • FIG. 1 schematically shows a device 1 for filling a schematically shown container 100 to be filled with a filling product and for subsequently closing the container 100, which is then filled with the filling product.
  • the device 1 for filling the container 100 comprises a treatment chamber 2, into which an opening 1 10 of the container 100 to be filled protrudes, wherein the container 100 to be filled with the treatment chamber 2 via a switchable seal 20 is sealable.
  • the switchable seal 20 acts, for example, on a neck region 120 of the container 100. Thus, only the mouth 110 and the neck region 120 up to the switchable seal 20 are located within the treatment chamber 2, but not the rest of the container 100.
  • the switchable seal 20 can be opened to allow insertion of the container 100, or its mouth 1 10, into the treatment chamber 2.
  • the switchable seal 20 may, for example, be replaced by a control device 3
  • a filling member 4 is provided, which has a Greet 40, which can be applied, for example via an orifice seal 42 sealingly on the mouth 1 10 of the recorded in the treatment chamber 2 container 100.
  • the filling member 4 is pushed in the direction of movement X in the treatment chamber 2 so that the Art.auslauf 40 is aligned with the mouth 1 10 of the container 100 that a
  • Fill product can be introduced into the interior of the container 100.
  • the mouth seal 42 is preferably sealingly on the mouth 1 10 or is pressed onto the mouth 1 10.
  • the procedure for filling a container to be filled 100 via a filling member 4 is known in principle.
  • an evacuation of the interior of the container 100 can first be achieved by means of the filling member 4 sealed with the container 100 be so that the interior of the container 100 is under a predetermined negative pressure.
  • flushing of the container interior with a purge gas may be performed to replace residual gas present in the container 100 with a defined purge gas.
  • the filling product under an overpressure is then preferably filled into the container 100 by means of the filling member. Due to the pressure conditions, a substantially sudden filling of the filling product into the container 100 to be filled takes place accordingly.
  • This preferred rinsing, evacuation and filling of the container to be filled 100 is due to the sealing of the filling member 4 with the interior of the container 100 completely independent of which opening state the treatment chamber 2 is located.
  • it is possible to carry out this process of filling the container to be filled 100 while the treatment chamber 2 is already sealed from the environment, for example, about that the switchable seal 20 is closed.
  • the filling process can also be carried out with the treatment chamber 2 still open, for example when the switchable seal 20 is not yet closed.
  • the sealing of the treatment chamber 2 can also be carried out during the filling process.
  • a container closure In the treatment chamber 2 further acts a capper 5, which has a capping head 50, by means of which on the mouth 1 10 of the filled container 100, a container closure can be applied. In the embodiment shown, it is in the
  • Closing member 5 to such, which can apply a crown cork closure on the mouth 1 10 of the container 100.
  • the closing member 5 is moved into the treatment chamber 2 in the direction of movement Y of the closing member.
  • closure member 5 and the filling member 4 are arranged in the process status shown in Figure 1 so that they seal the openings through which they enter the treatment chamber 2, sealing. Is the switchable seal 20 closed, so is the
  • Treatment chamber 2 correspondingly completely sealed from the environment and there is no uncontrolled gas exchange with the environment instead.
  • the treatment chamber 2 communicates with a compression gas valve 6 such that when the compression gas valve 6 is opened, a compression gas can flow into the treatment chamber 2.
  • the compression gas is at the compression gas valve 6 under an absolute pressure of about 3 bar to 10 bar, so that the compression gas in the open
  • Compression gas valve 6 enters the treatment chamber 2 at this pressure.
  • the compression gas may be C0 2 , for example.
  • the treatment chamber 2 further communicates with a vacuum valve 7, so that when opening the vacuum valve, a negative pressure applied to the vacuum valve 7 acts on the treatment chamber 2.
  • the negative pressure is applied to the vacuum valve 7 with an absolute pressure of about 0.05 bar to 0.9 bar, so that when the vacuum valve 7 is open, the present in the treatment chamber 2 gas is withdrawn through the vacuum valve 7 until in the treatment chamber 2 of the upcoming Underpressure is essentially achieved.
  • Under vacuum is understood in this context accordingly no absolute vacuum, but providing a reduced pressure relative to the ambient pressure, by means of which the gas mixture present in the treatment chamber 2 can be deducted.
  • control device 3 is set up so that after the sealing of the treatment chamber 2, first the vacuum valve 7 is opened to the existing in the treatment chamber 2 residual gas, which, for example, after insertion of the mouth 1 10 of the container 100 still existing ambient air is to subtract substantially to the pending on the vacuum valve 7 vacuum.
  • the filling of the container to be filled 100 is preferably already carried out and the filling member 4 is sealingly disposed on the mouth 1 10 of the container 100.
  • the opening of the vacuum valve 7 by the control device 3 is preferably carried out after the sealing of the treatment chamber 2 and after the start of the filling process by the filling member 4.
  • the vacuum valve 7 After the lapse of a predetermined time, or in the presence of a predetermined pressure, for example, the vacuum present at the vacuum valve 7 negative pressure in the treatment chamber 2, the vacuum valve 7 is closed and the compression gas valve via the control device 3 6 open. Compressing gas, for example C0 2 , flows below the am
  • Compression gas valve 6 pending pressure in the initially under negative pressure
  • Treatment chamber 2 and biases it accordingly. Accordingly, a gas mixture is present in the treatment chamber 2, which is made up of a reduced proportion of residual gas, namely the residual gas still present due to the negative pressure in the treatment chamber 2, and via the compression gas valve 6
  • the oxygen content in the embodiment described is also significantly reduced compared with a known embodiment in which the vacuum valve 7 is dispensed with and accordingly only compression gas is introduced into the treatment chamber 2 filled with air at ambient pressure.
  • the filling process is completed with the filling member 4, the filling member 4 is withdrawn from the mouth 1 10 of the container to be filled 100 and pulled out of the treatment chamber 2 in the direction of movement X again. In this way, space is created for lowering the closing member 5, which then with his capping 50
  • Container closure on the mouth 1 10 of the filled at this time with the filling product container 100 applies.
  • the load of the present in the container 100 filling product is reduced with oxygen, so that in this way a gentle filling of the filling product can be achieved.
  • the compression gas valve 6 preferably remains open during withdrawal of the filling member 4 and the lowering of the closing member 5 in order to respond to the caused by the moving within the treatment chamber 2 organs volume changes
  • a purge gas valve 8 which communicates with the treatment chamber 2 and via which a purge gas can be passed into the treatment chamber 2.
  • the purge gas is at the purge gas valve 8 at a lower pressure than the compression gas at the compression gas valve 6.
  • the purge gas can be present for example at an absolute pressure of 1 bar to 2 bar.
  • the purge gas may also be preferably C0 2 .
  • the purge gas valve 8 is optional and not necessary for the above-described embodiment of the control device 3.
  • control device 3 is set up with the purge gas valve 8 such that, after the treatment chamber 2 is sealed, the vacuum valve 7 is opened in order to bring the treatment chamber 2 to the vacuum specified by the vacuum valve 7.
  • the purging gas valve 8 is opened either simultaneously with the vacuum valve 7 or after a predetermined period of time, or upon reaching a predetermined pressure in the treatment chamber 2 to purging the treatment chamber 2 with the purge gas from the purge gas valve 8. In this way, residual gas from the
  • Treatment chamber 2 are effectively withdrawn via the vacuum valve 7 and the remaining residual gas in the treatment chamber 2 is largely by the purge gas from the
  • Treatment chamber 2 displaced. After the expiration of a predetermined period of time or the rinsing with a predetermined purge gas volume or the achievement of a predetermined purge gas concentration in the
  • Treatment chamber 2 which can be measured for example on the vacuum valve 7, the vacuum valve 7 and the purge gas valve 8 are closed and the compression gas valve 6 is opened. Accordingly, via the compression gas valve 6 then the compression gas flows into the treatment chamber 2, which is already filled at this time, however, substantially with the purge gas and has only a very small proportion of residual gas. Since the purge gas and the compression gas can be the same gas and are also preferred, for example C0 2 , a corresponding filling of the treatment chamber 2 with the compression gas to the predetermined or desired pressure instead. The compression gas, which is then present in the treatment chamber 2, is correspondingly largely pure and the residual gas content is very low.
  • this is set up to evacuate the treatment chamber 2 via the vacuum valve 7 and then the vacuum valve 7 to shut down. Then, either by means of the optional purge gas valve 8, the purge gas is introduced into the treatment chamber 2, or by means of the compression gas valve 6 is the
  • Compression gas is introduced into the treatment chamber 2, then the
  • Compression gas valve 6 and the purge gas valve 8 is closed again and the vacuum valve 7 is opened again to present in the treatment chamber 2
  • Treatment chamber 2 is placed, the treatment chamber 2 can again
  • the switchable seal 20 are opened and the then filled and sealed container 100 are removed from the treatment chamber 2.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters (100) mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters (100) mit einem Behälterverschluss, umfassend eine Behandlungskammer (2) zum abdichtenden Aufnehmen einer Mündung (110) des zu befüllenden Behälters (100), ein Füllorgan (4) zum Befüllen des in der Behandlungskammer (2) mit seiner Mündung (110) aufgenommenen Behälters (100), ein Verschließorgan (5) zum Verschließen des in der Behandlungskammer (2) mit seiner Mündung (110) aufgenommenen Behälters (100) nach dessen Befüllung mit einem Behälterverschluss und ein mit der Behandlungskammer (2) in Kommunikation stehendes Kompressionsgasventil (6) zum Einbringen eines Kompressionsgases in die Behandlungskammer (2), wobei ein mit der Behandlungskammer (2) in Kommunikation stehendes Vakuumventil (7) zum Herstellen eines Unterdrucks in der Behandlungskammer (2) vorgesehen ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters
Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters mit einem Behälterverschluss, beispielsweise zum Befüllen und Verschließen eines Getränkebehälters in einer Getränkeabfüllanlage. Technischer Hintergrund
Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Befüllen von Behältern mit einem Füllprodukt in
Getränkeabfüllanlagen bekannt, bei welchen ein zu befüllender Behälter in seinem
Mündungsbereich gegenüber der Umgebung abdichtend in einer Behandlungskammer aufgenommen ist und zur Befüllung des Behälters mit dem Füllprodukt auf die in der
Behandlungskammer aufgenommene Mündung des zu befüllenden Behälters ein Füllorgan aufgesetzt oder aufgepresst wird. Nach der Befüllung des Behälters mit dem Füllprodukt wird das Füllorgan wieder von der in der Behandlungskammer aufgenommenen Mündung des Behälters abgehoben und dann ein Behälterverschluss mittels eines ebenfalls in der Behandlungskammer auf die in der Behandlungskammer aufgenommene Mündung des dann befüllten Behälters wirkenden Verschließorgans verschlossen. Die Mündung des zu befüllenden und dann schließlich zu verschließenden Behälters befindet sich entsprechend sowohl während des Befüllvorganges als auch während des Verschließvorganges innerhalb der Behandlungskammer. Um das Verschließen des mit dem Füllprodukt befüllten Behälters unter einem vorgegebenen Druck zu ermöglichen und um auf diese Weise insbesondere ein Überschäumen eines karbonisierten Füllprodukts nach dem Entfernen des Füllventils zu vermeiden, wird die Behandlungskammer vor dem Verschließen des mit dem Füllprodukt befüllten Behälters mit einem Druckgas, beispielsweise C02, vorgespannt. Eine solche Vorrichtung sowie ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der EP 2 937 310 A2 bekannt.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sowohl die Vorrichtung als auch das Verfahren dahingehend weiter zu verbessern, dass der Befüllvorgang noch produktschonender durchgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den Figuren.
Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters mit einem Behälterverschluss vorgeschlagen, umfassend eine Behandlungskammer zum abdichtenden Aufnehmen einer Mündung des zu befüllenden Behälters, ein Füllorgan zum Befüllen des in der Behandlungskammer mit seiner Mündung aufgenommenen Behälters, ein Verschließorgan zum Verschließen des in der Behandlungskammer mit seiner Mündung aufgenommenen Behälters nach dessen Befüllung mit einem Behälterverschluss und ein mit der Behandlungskammer in Kommunikation stehendes Kompressionsgasventil zum Einbringen eines Kompressionsgases in die Behandlungskammer. Erfindungsgemäß ist ein mit der Behandlungskammer in Kommunikation stehendes Vakuumventil zum Herstellen eines Unterdrucks in der Behandlungskammer vorgesehen. Dadurch, dass ein Vakuumventil vorgesehen ist, welches mit der Behandlungskammer in
Kommunikation steht, mittels welchem die Behandlungskammer mit einem Unterdruck beaufschlagt werden kann, ist es möglich, in der Behandlungskammer eine gewünschte Atmosphäre
bereitzustellen und insbesondere den Sauerstoffgehalt des in der Behandlungskammer beim Entfernen des Füllorgans vorliegenden Gases zu reduzieren. Damit ist es insbesondere auch möglich, dafür zu sorgen, dass das sich in der Behandlungskammer befindliche Gas
beziehungsweise Gasgemisch vor dem Entfernen des Füllventils von der in der
Behandlungskammer aufgenommenen Mündung des dann mit dem Füllprodukt befüllten Behälters eine definierte Zusammensetzung aufweist und insbesondere einen reduzierten Sauerstoffgehalt aufweist. Damit kommt das im dann befüllten Behälter aufgenommene Füllprodukt nach dem Entfernen des Füllventils von der Mündung mit dem in der Behandlungskammer aufgenommenen Gasgemisch in Kontakt und da dieses Gasgemisch einen reduzierten Sauerstoffgehalt aufweist, ist eine mögliche Belastung des Füllprodukts durch Sauerstoff, insbesondere bei sauerstoffempfindlichen Produkten, wie beispielsweise Bier, durch die vorgeschlagene Vorrichtung reduziert.
Bevorzugt umfasst die Behandlungskammer eine schaltbare Dichtung, mittels welcher die Mündung des Behälters schaltbar gegenüber der Umgebung abdichtbar ist, wobei die schaltbare Dichtung bevorzugt so eingerichtet ist, dass sie auf einen Halsbereich des Behälters wirkt.
Auf diese Weise ist es möglich, das Volumen der Behandlungskammer klein zu halten, da in der Behandlungskammer lediglich der Mündungsbereich des zu befüllenden Behälters aufgenommen werden muss und nicht hingegen der gesamte Behälter. Die Abdichtung kann beispielsweise an einem Halsbereich des Behälters durchgeführt werden, auf den die schaltbare Dichtung dann wirkt. Durch das sich hieraus ergebende kleine Volumen der Behandlungskammer kann der
Gasverbrauch, insbesondere der Verbrauch an Kompressionsgas, reduziert werden, so dass trotz des produktschonenden Verhaltens der Vorrichtung ein geringer Kompressionsgasverbrauch resultiert, insbesondere ein geringerer Verbrauch an C02. Bevorzugt ist weiterhin ein mit der Behandlungskammer in Kommunikation stehendes Spülgasventil zum Einbringen eines Spülgases in die Behandlungskammer vorgesehen, wobei das Spülgas bevorzugt unter einem geringeren Druck steht, als das Kompressionsgas. Damit ist neben dem Kompressionsgasventil auch ein Spülgasventil vorgesehen, welches mit der Behandlungskammer kommuniziert und mittels welchem die Behandlungskammer mit einem Spülgas durchströmt werden kann. Beispielsweise kann das Spülgas bei einem Absolutdruck von 1 bar bis 2 bar vorliegen, wohingegen das Kompressionsgas unter einem Absolutdruck von 3 bis 10 bar vorliegen kann.
Damit ist es möglich, durch eine entsprechende Schaltung des Vakuumventils, des Spülgasventils und des Kompressionsgasventils ein Durchspülen der Behandlungskammer mit dem Spülgas zu erreichen, bevor die Behandlungskammer mittels des Kompressionsgasventils auf den
erforderlichen Kompressionsdruck gebracht wird. Besonders bevorzugt ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, nach einem Abdichten der Behandlungskammer gegenüber der Umgebung das Vakuumventil zu öffnen, um die Behandlungskammer mit einem Unterdruck zu beaufschlagen und auf diese Weise das in der Behandlungskammer vorliegende Gas bis auf einen vorgegebenen Unterdruck abzuziehen.
Dabei ist die Steuereinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet, das Vakuumventil vor einem Entfernen des Füllorgans von der Mündung des Behälters zu schließen, um dem Erzeugen eines Unterdrucks in Kommunikation mit dem befüllten Behälterinnenraum und einer damit einhergehenden
Aufschäumneigung des Füllprodukts entgegen zu wirken.
Bevorzugt kann gleichzeitig oder nach Erreichen eines vorgegebenen Drucks beziehungsweise nach Erreichen einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Öffnen des Vakuumventils das
Spülgasventil geöffnet werden, um auf diese Weise ein sanftes Durchströmen der
Behandlungskammer mit dem Spülgas, beispielsweise mit C02, zu erreichen, um das in der Behandlungskammer vorliegende Restgas im Wesentlichen durch das über das Spülgas zugeführte, definierte Gas zu verdrängen und über das Vakuumventil abzuziehen.
Dazu ist die Steuereinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet, das Spülgasventil zum Einbringen des Spülgases in die Behandlungskammer gleichzeitig mit dem Vakuumventil oder nach dem Öffnen des Vakuumventils zu öffnen.
Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer des Spülvorgangs beziehungsweise beim Vorliegen eines vorgegebenen Spülgasvolumens oder beim Vorliegen einer entsprechenden
Spülgaskonzentration innerhalb der Behandlungskammer wird dann sowohl das Vakuumventil als auch das Spülgasventil geschlossen und das Kompressionsgasventil geöffnet, um mit dem
Kompressionsgas, welches beispielsweise ebenfalls C02 ist, die Behandlungskammer auf den vorgegebenen Kompressionsdruck anzuheben.
Resultierend daraus befindet sich in der Behandlungskammer nachfolgend das Kompressionsgas, beispielsweise C02, unter dem vorgegebenen Druck und in einer gegenüber der Ausgangssituation erhöhten Reinheit. Besonders bevorzugt ist die Konzentration an Kompressionsgas in der Behandlungskammer zu diesem Zeitpunkt größer als 95%, bevorzugt größer als 99%, so dass das Restgas im Wesentlichen vollständig aus der Behandlungskammer verdrängt ist und eine im Wesentlichen sauerstofffreies Gasgemisch vorliegt. Damit ergibt sich entsprechend beim nachfolgenden Abheben des Füllorgans von der Mündung des dann mit dem Füllprodukt befüllten Behälters, dass der Behälterinnenraum und damit das im Behälter aufgenommene Füllprodukt mit der Kompressionsgasatmosphäre der
Behandlungskammer beaufschlagt wird, welche entsprechend eine definierte
Gaszusammensetzung aufweist und insbesondere einen reduzierten Sauerstoffgehalt gegenüber der Ausgangssituation aufweist. Damit wird die Belastung des im Behälter aufgenommenen Füllprodukts mit Sauerstoff entsprechend reduziert beziehungsweise - abhängig von der
Restgaskonzentration - kann eine Belastung mit Sauerstoff vollständig vermieden werden. Damit wird das Füllprodukt nicht mit Sauerstoff belastet und die Produktqualität wird weiter verbessert.
Die Steuerung ist bevorzugt so eingerichtet, dass das Kompressionsgasventil während des Abhebens des Füllorgans von der in der Behandlungskammer aufgenommenen und mit der Behandlungskammer abgedichteten Mündung des dann mit dem Füllprodukt befüllten Behälters, während eines etwaigen Zurückziehens beziehungsweise Verschiebens des Füllorgans sowie während eines etwaigen Absenkens des Verschließorgans auf die Mündung geöffnet bleibt.
Entsprechend kann durch die aufgrund der Bewegungen des Füllorgans sowie des
Verschließorgans hervorgerufenen Volumenänderungen der Behandlungskammer reagiert werden, so dass der Druck innerhalb der Behandlungskammer stets dem über das Kompressionsventil bereitgestellten Druck entspricht. Mit anderen Worten„atmet" die Behandlungskammer während der über das Verschließorgan und das Füllorgan durchgeführten Volumenänderungen durch das Kompressionsgasventil.
Bevorzugt ist die Steuervorrichtung so eingerichtet, dass nach dem Abdichten der
Behandlungskammer das Vakuumventil geöffnet wird, um entsprechend die Behandlungskammer auf den über das Vakuumventil vorgegebenen Unterdruck zu evakuieren, um auf diese Weise das in der Behandlungskammer vorliegende Gasgemisch, beispielsweise Luft, im Wesentlichen abzuziehen. Darauf folgend ist die Steuereinrichtung bevorzugt so eingerichtet, dass sie dann das Vakuumventil schließt und das Kompressionsgasventil öffnet, um auf diese Weise die vormals auf den Unterdruck gebrachte Behandlungskammer mit dem Kompressionsgas zu beaufschlagen. Danach kann dann das Füllorgan von der Mündung abgehoben werden.
Bevorzugt ermittelt die Steuervorrichtung, ob die Behandlungskammer abgedichtet ist. Dies kann beispielsweise darüber durchgeführt werden, das die Steuervorrichtung ermittelt, ob die
Behältermündung mit der Behandlungskammer durch das Schalten einer schaltbaren Dichtung abgedichtet ist und/oder ob durch das Einführen eines Verschließers in eine
Verschließaufnahmeöffnung die Behandlungskammer abgedichtet ist und/oder ob durch das Einführen einer Füllorganaufnahmeöffnung die Behandlungskammer abgedichtet ist und/oder ob andere Prozessschritte zur Abdichtung der Behandlungskammer durchgeführt wurden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung so eingerichtet, dass sie, nachdem die Behandlungskammer abgedichtet ist, zunächst das Vakuumventil öffnet, um auf diese Weise das in der Behandlungskammer vorliegende Gasgemisch, beispielsweise Luft, abzuziehen und die Behandlungskammer auf einen Unterdruck zu bringen. Dann wird das Vakuumventil geschlossen und das Kompressionsgasventil oder in einer Variante das Spülgasventil, und die
Behandlungskammer entsprechend auf den von der jeweiligen Gaszuführung vorgegebenen Druck mit dem Kompressionsgas beziehungsweise dem Spülgas, welche jeweils C02 sein können, beaufschlagt. Danach wird das Kompressionsgasventil beziehungsweise das Spülgasventil wieder geschlossen und das Vakuumventil erneut geöffnet, um das dann in der Behandlungskammer vorliegende Gasgemisch, welches beispielsweise ein Gasgemisch aus C02 und Luft sein kann, erneut abzuziehen und die Behandlungskammer wiederum auf den von dem Vakuumventil vorgegebenen Unterdruck zu bringen. Darauf wird erneut das Vakuumventil geschlossen und das Kompressionsgasventil geöffnet, um dann die erneut evakuierte Behandlungskammer mit dem Kompressionsgas zu beaufschlagen. Dieser Prozess kann noch häufiger durchgeführt werden, um entsprechend durch die Abfolge des Evakuierens der Behandlungskammer, des erneuten
Beaufschlagens mit dem Kompressions- beziehungsweise Spülgas und einem erneuten Evakuieren nach und nach den verbleibenden Restgasgehalt in der Behandlungskammer so weit zu reduzieren, bis der gewünschte Restgasgehalt in der Behandlungskammer erreicht ist. In noch einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung so eingerichtet, dass sie, nachdem die Behandlungskammer abgedichtet ist, zunächst das Vakuumventil öffnet, um das in der Behandlungskammer vorliegende Gasgemisch, beispielsweise Umgebungsluft, abzuziehen. Gleichzeitig dazu oder nach dem Erreichen eines vorgegebenen Druckes beziehungsweise nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer wird dann das Spülgasventil geschaltet, um bei gleichzeitig geöffnetem Vakuumventil ein Durchspülen der Behandlungskammer zu erreichen. Nach einer vorgegebenen Zeitdauer, einem vorgegebenen Spülgasvolumen oder einer vorgegebenen Spülgaskonzentration in der Behandlungskammer wird dann das Vakuumventil und das
Spülgasventil geschlossen, und das Kompressionsgasventil geöffnet, um die dann bereits mit dem Spülgas gespülte Behandlungskammer mittels des Kompressionsgasventils auf den vorgegebenen Kompressionsdruck zu bringen.
Die oben genannten unterschiedlichen Möglichkeiten der Einrichtung der Steuereinrichtung dienen dazu, den Spülgas- beziehungsweise Kompressionsgasgehalt in der Behandlungskammer so hoch wie möglich zu treiben, um auf diese Weise den Restgasanteil in der Behandlungskammer und insbesondere den Sauerstoffanteil in der Behandlungskammer auf ein vorgegebenes Maß zu reduzieren.
Besonders entspricht der Partialdruck des Kompressionsgases beziehungsweise des Spülgases mindestens dem Sättigungsdruck eines im Behälter aufzunehmenden karbonisierten Füllprodukts.
Auf diese Weise kann die Belastung des in dem befüllten Behälter aufgenommenen Füllprodukts mit Sauerstoff reduziert werden.
Die Steuereinrichtung ist weiterhin bevorzugt so ausgebildet, dass das Vakuumventil geschlossen wird, bevor eine abdichtende Verbindung zwischen dem Füllorgan und der Behältermündung gelöst wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine übermäßige Aufschäumneigung des in dem Behälter aufgenommenen Füllprodukts, insbesondere einem karbonisierten Füllprodukt, nicht auftritt beziehungsweise nicht unterstützt wird. Ein übermäßiges Aufschäumen insbesondere eines karbonisierten Füllproduktes würde beispielsweise dann auftreten, wenn das in dem Behälter aufgenommene karbonisierte Füllprodukt plötzlich mit einem Unterdruck in Verbindung käme, aufgrund dessen dann ein starkes Entbinden des in dem Füllprodukt gelösten C02 stattfinden würde. Entsprechend kann durch eine Ausprägung beziehungsweise Einrichtung der
Steuervorrichtung derart, dass ein Lösen des Füllorgans erst dann stattfindet, wenn das
Vakuumventil geschlossen ist, dafür sorgen, dass ein Aufschäumen beziehungsweise Heraustreten von Füllprodukt aus dem befüllten Behälter reduziert wird beziehungsweise vermieden wird.
Die oben genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Entsprechend wird ein Verfahren zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem
Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters mit einem Behälterverschluss vorgeschlagen, umfassend das abdichtende Aufnehmen einer Mündung des zu befüllenden Behälters in einer Behandlungskammer, das Befüllen des in der Behandlungskammer mit seiner Mündung aufgenommenen Behälters mit dem Füllprodukt mittels eines abdichtend auf die Mündung aufgebrachten Füllorgans, das Verschließen des in der Behandlungskammer mit seiner Mündung aufgenommenen Behälters nach dessen Befüllung mit einem Behälterverschluss und das Einbringen eines Kompressionsgases in die Behandlungskammer vor einem Entfernen des Füllorgans von der Mündung. Erfindungsgemäß wird ein Unterdruck in der Behandlungskammer vor dem Einbringen des Kompressionsgases hergestellt. Auf diese Weise können die oben bereits zur Vorrichtung angegebenen Vorteile erreicht werden.
Bevorzugt wird die Behandlungskammer mit einem Spülgas durchströmt, bevor das
Kompressionsgas in die Behandlungskammer eingebracht wird. In einer weiteren bevorzugten Variante wird beim Erreichen eines vorgegebenen Unterdrucks oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer die Herstellung des Unterdrucks beendet und die Behandlungskammer wird mit Spülgas gefüllt und in der Behandlungskammer wird dann wieder ein Unterdruck hergestellt und daraufhin wird die Behandlungskammer mit dem Kompressionsgas vorgespannt.
Kurze Beschreibung der Figur
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende
Beschreibung der Figur näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des Behälters nach der Befüllung.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figur beschrieben. In Figur 1 ist schematisch eine Vorrichtung 1 zum Befüllen eines schematisch gezeigten, zu befüllenden Behälters 100 mit einem Füllprodukt sowie zum nachfolgenden Verschließen des dann mit dem Füllprodukt befüllten Behälters 100 gezeigt. Die Vorrichtung 1 zum Befüllen des Behälters 100 umfasst eine Behandlungskammer 2, in welche hinein eine Mündung 1 10 des zu befüllenden Behälters 100 ragt, wobei der zu befüllende Behälter 100 mit der Behandlungskammer 2 über eine schaltbare Dichtung 20 abdichtbar ist. Die schaltbare Dichtung 20 wirkt dabei beispielsweise auf einen Halsbereich 120 des Behälters 100. Damit befindet sich nur die Mündung 1 10 und der Halsbereich 120 bis zur schaltbaren Dichtung 20 innerhalb der Behandlungskammer 2, nicht hingegen der Rest des Behälters 100.
Die schaltbare Dichtung 20 kann geöffnet werden, um ein Einführen des Behälters 100, beziehungsweise seiner Mündung 1 10, in die Behandlungskammer 2 zu ermöglichen. Die schaltbare Dichtung 20 kann beispielsweise zu einem durch eine Steuervorrichtung 3
vorgegebenen Zeitpunkt geöffnet oder geschlossen werden, um entsprechend ein Abdichten des Mündungsbereichs 1 10 des zu befüllenden Behälters 100 mit der Behandlungskammer 2 zu erreichen oder aufzuheben. Bei einer Abdichtung des Behälters 100 gegenüber der Umgebung mittels der schaltbaren Dichtung 20 kommuniziert der Innenraum des Behälters 100 nur mit der Behandlungskammer 2, nicht aber mit der Umgebung.
Ein Füllorgan 4 ist vorgesehen, welches einen Füllproduktauslauf 40 aufweist, welcher beispielsweise über eine Mündungsdichtung 42 abdichtend auf die Mündung 1 10 des in der Behandlungskammer 2 aufgenommenen Behälters 100 aufgebracht werden kann. Dazu wird das Füllorgan 4 in Bewegungsrichtung X in die Behandlungskammer 2 so hineingeschoben, dass der Füllproduktauslauf 40 so mit der Mündung 1 10 des Behälters 100 ausgerichtet ist, dass ein
Füllprodukt in den Innenraum des Behälters 100 eingebracht werden kann. Die Mündungsdichtung 42 liegt dabei bevorzugt abdichtend auf der Mündung 1 10 auf beziehungsweise wird auf die Mündung 1 10 aufgepresst. Das Vorgehen zur Befüllung eines zu befüllenden Behälters 100 über ein Füllorgan 4 ist prinzipiell bekannt.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann mittels des mit dem Behälter 100 abgedichteten Füllorgans 4 zunächst ein Evakuieren des Innenraums des Behälters 100 erreicht werden, so dass der Innenraum des Behälters 100 unter einem vorgegebenen Unterdruck steht. Vor beziehungsweise während des Evakuierens des Innenraums des Behälters 100 kann ein Durchspülen des Behälterinnenraums mit einem Spülgas durchgeführt werden, um in dem Behälter 100 vorliegendes Restgas durch ein definiertes Spülgas zu ersetzen.
Nach Erreichen eines vorgegebenen Unterdrucks in dem Behälter 100 wird dann bevorzugt das unter einem Überdruck stehende Füllprodukt mittels des Füllorgans in den Behälter 100 eingefüllt. Durch die Druckverhältnisse findet entsprechend ein im Wesentlichen schlagartiges Einfüllen des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter 100 statt.
Dieser bevorzugte Spül-, Evakuier- und Füllvorgang des zu befüllenden Behälters 100 ist aufgrund der Abdichtung des Füllorgans 4 mit dem Innenraum des Behälters 100 vollkommen unabhängig davon, in welchem Öffnungszustand sich die Behandlungskammer 2 befindet. Insbesondere ist es möglich, diesen Vorgang des Befüllens des zu befüllenden Behälters 100 durchzuführen, während die Behandlungskammer 2 bereits gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, beispielsweise darüber, dass die schaltbare Dichtung 20 geschlossen ist. Der Befüllvorgang kann aber auch bei noch geöffneter Behandlungskammer 2 durchgeführt werden, beispielsweise wenn die schaltbare Dichtung 20 noch nicht geschlossen ist. Die Abdichtung der Behandlungskammer 2 kann auch während des Befüllvorgangs durchgeführt werden.
In der Behandlungskammer 2 wirkt weiterhin ein Verschließer 5, welcher einen Verschließkopf 50 aufweist, mittels dem auf die Mündung 1 10 des befüllten Behälters 100 ein Behälterverschluss aufgebracht werden kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem
Verschließorgan 5 um ein solches, welches einen Kronkork -Verschluss auf die Mündung 1 10 des Behälters 100 aufbringen kann. Hierzu wird das Verschließorgan 5 in der Bewegungsrichtung Y des Verschließorgans in die Behandlungskammer 2 hinein bewegt.
Das Verschließorgan 5 und das Füllorgan 4 sind in dem in Figur 1 gezeigten Verfahrensstatus so angeordnet, dass sie die Öffnungen, durch welche sie in die Behandlungskammer 2 eintreten, dichtend verschließen. Ist auch die schaltbare Dichtung 20 geschlossen, so ist die
Behandlungskammer 2 entsprechend gegenüber der Umgebung vollständig abgedichtet und es findet kein unkontrollierter Gasaustausch mit der Umgebung statt. Die Behandlungskammer 2 kommuniziert mit einem Kompressionsgasventil 6 derart, dass beim Öffnen des Kompressionsgasventils 6 ein Kompressionsgas in die Behandlungskammer 2 einströmen kann. Das Kompressionsgas steht an dem Kompressionsgasventil 6 unter einem Absolutdruck von etwa 3 bar bis 10 bar an, so dass das Kompressionsgas bei geöffnetem
Kompressionsgasventil 6 unter diesem Druck in die Behandlungskammer 2 eintritt. Bei dem Kompressionsgas kann es sich beispielsweise um C02 handeln.
Die Behandlungskammer 2 kommuniziert weiterhin mit einem Vakuumventil 7, so dass beim Öffnen des Vakuumventils ein am Vakuumventil 7 anstehende Unterdruck auf die Behandlungskammer 2 wirkt. Der Unterdruck steht am Vakuumventil 7 mit einem Absolutdruck von ca. 0,05 bar bis 0,9 bar an, so dass bei geöffnetem Vakuumventil 7 das in der Behandlungskammer 2 vorliegende Gas durch das Vakuumventil 7 abgezogen wird, bis in der Behandlungskammer 2 der anstehende Unterdruck im Wesentlichen erreicht ist. Unter Vakuum wird in diesem Zusammenhang entsprechend kein absolutes Vakuum verstanden, sondern das Bereitstellen eines gegenüber dem Umgebungsdruck abgesenkten Unterdruckes, mittels welchem das in der Behandlungskammer 2 vorliegende Gasgemisch abgezogen werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 3 so eingerichtet, dass nach dem Abdichten der Behandlungskammer 2 zunächst das Vakuumventil 7 geöffnet wird, um das in der Behandlungskammer 2 vorhandene Restgas, welches beispielsweise die nach dem Einführen der Mündung 1 10 des Behälters 100 noch vorhandene Umgebungsluft ist, bis in Wesentlichen auf den am Vakuumventil 7 anstehenden Unterdruck abzuziehen. Zu diesem Zeitpunkt wird bevorzugt die Befüllung des zu befüllenden Behälters 100 bereits durchgeführt und das Füllorgan 4 ist abdichtend auf der Mündung 1 10 des Behälters 100 angeordnet.
Entsprechend wird das Öffnen des Vakuumventils 7 durch die Steuervorrichtung 3 bevorzugt nach dem Abdichten der Behandlungskammer 2 und nach dem Beginn des Füllprozesses durch das Füllorgan 4 durchgeführt.
Nach dem Ablauf einer vorgegebenen Zeit, oder beim Vorliegen eines vorgegebenen Druckes, beispielsweise des am Vakuumventil 7 anstehenden Unterdrucks in der Behandlungskammer 2 wird über die Steuereinrichtung 3 das Vakuumventil 7 geschlossen und das Kompressionsgasventil 6 geöffnet. Damit strömt Kompressionsgas, beispielsweise C02, unter dem am
Kompressionsgasventil 6 anstehenden Druck in die anfangs unter Unterdruck stehende
Behandlungskammer 2 ein und spannt diese entsprechend vor. Entsprechend liegt in der Behandlungskammer 2 nun ein Gasgemisch vor, welches sich aus einem reduzierten Anteil an Restgas, nämlich dem aufgrund des Unterdrucks in der Behandlungskammer 2 noch vorliegenden Restgas, und dem über das Kompressionsgasventil 6 zugeführten
Kompressionsgasvolumen zusammensetzt. Entsprechend ist der Sauerstoffgehalt des in der Behandlungskammer 2 vorliegenden Gasgemischs gegenüber der Ausgangssituation deutlich reduziert.
Der Sauerstoffgehalt ist in der beschriebenen Ausführungsform auch gegenüber einer bekannten Ausführungsform, in welcher auf das Vakuumventil 7 verzichtet wird und entsprechend nur Kompressionsgas in die mit Luft bei Umgebungsdruck gefüllte Behandlungskammer 2 eingebracht wird, signifikant reduziert.
Ist dann der Füllvorgang mit dem Füllorgan 4 abgeschlossen, wird das Füllorgan 4 von der Mündung 1 10 des zu befüllenden Behälters 100 abgezogen und in Bewegungsrichtung X wieder aus der Behandlungskammer 2 herausgezogen. Auf diese Weise wird Platz geschaffen für das Absenken des Verschließorganes 5, welches mit seinem Verschließkopf 50 dann den
Behälterverschluss auf die Mündung 1 10 des zu diesem Zeitpunkt mit dem Füllprodukt befüllten Behälters 100 aufbringt.
Da in der Behandlungskammer 2 ein unter dem Kompressionsdruck stehendes Gasgemisch mit einem reduzierten Sauerstoffanteil vorliegt, ist die Belastung des im Behälter 100 vorliegenden Füllprodukts mit Sauerstoff reduziert, so dass auf diese Weise ein schonendes Abfüllen des Füllprodukts erreicht werden kann.
Das Kompressionsgasventil 6 bleibt während des Herausziehens des Füllorgans 4 und des Absenkens des Verschließorgans 5 bevorzugt geöffnet, um auf die durch die innerhalb der Behandlungskammer 2 bewegten Organe hervorgerufenen Volumenänderungen der
Behandlungskammer 2 zu reagieren. In einer weiteren Ausbildung der Vorrichtung 1 ist ein Spülgasventil 8 vorgesehen, welches mit der Behandlungskammer 2 kommuniziert und über welches ein Spülgas in die Behandlungskammer 2 geleitet werden kann. Das Spülgas steht am Spülgasventil 8 unter einem geringeren Druck an, als das Kompressionsgas am Kompressionsgasventil 6. Das Spülgas kann beispielsweise bei einem Absolutdruck von 1 bar bis 2 bar vorliegen. Das Spülgas kann ebenfalls bevorzugt C02 sein. Das Spülgasventil 8 ist optional und für die vorbeschriebene Ausbildung der Steuereinrichtung 3 nicht notwendig.
Die Steuereinrichtung 3 in einer weiteren bevorzugten Ausbildung mit dem Spülgasventil 8 so eingerichtet sein, dass, nachdem die Behandlungskammer 2 abgedichtet ist, das Vakuumventil 7 geöffnet wird, um die Behandlungskammer 2 entsprechend auf den durch das Vakuumventil 7 vorgegebenen Unterdruck zu bringen. Das Spülgasventil 8 wird entweder gleichzeitig mit dem Vakuumventil 7 oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, oder beim Erreichen eines vorgegebenen Drucks in der Behandlungskammer 2 geöffnet, um die Behandlungskammer 2 mit dem Spülgas aus dem Spülgasventil 8 zu durchspülen. Auf diese Weise kann Restgas aus der
Behandlungskammer 2 effektiv über das Vakuumventil 7 abgezogen werden und das verbleibende Restgas in der Behandlungskammer 2 wird weitgehend durch das Spülgas aus der
Behandlungskammer 2 verdrängt. Nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer oder dem Spülen mit einem vorgegebenen Spülgasvolumen oder dem Erreichen einer vorgegebenen Spülgaskonzentration in der
Behandlungskammer 2, welche beispielsweise am Vakuumventil 7 gemessen werden kann, werden das Vakuumventil 7 und das Spülgasventil 8 geschlossen und das Kompressionsgasventil 6 geöffnet. Entsprechend strömt über das Kompressionsgasventil 6 dann das Kompressionsgas in die Behandlungskammer 2 ein, welche zu diesem Zeitpunkt jedoch bereits im Wesentlichen mit dem Spülgas gefüllt ist und nur einen sehr geringen Restgasanteil aufweist. Da das Spülgas und das Kompressionsgas das gleiche Gas sein können und bevorzugt auch sind, beispielsweise C02, findet entsprechend ein Füllen der Behandlungskammer 2 mit dem Kompressionsgas bis zum dem vorgegebenen beziehungsweise gewünschten Druck statt. Das Kompressionsgas, welches dann in der Behandlungskammer 2 vorliegt, ist entsprechend weitgehend rein und der Restgasanteil ist sehr gering.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Steuereinrichtung 3 ist diese dazu eingerichtet, die Behandlungskammer 2 über das Vakuumventil 7 zu evakuieren und das Vakuumventil 7 dann zu schließen. Dann wird entweder mittels des optionalen Spülgasventils 8 das Spülgas in die Behandlungskammer 2 eingeleitet, oder mittels des Kompressionsgasventils 6 wird das
Kompressionsgas in die Behandlungskammer 2 eingeleitet, danach wird das
Kompressionsgasventil 6 beziehungsweise das Spülgasventil 8 wieder geschlossen und das Vakuumventil 7 wird erneut geöffnet, um die in der Behandlungskammer 2 vorliegende
Gasmischung bis auf den vorgegebenen Unterdruck abzuziehen. Dieser Vorgang kann mehrfach wiederholt werden. Auf diese Weise kann durch ein schrittweises Verdünnen des Restgases in der Behandlungskammer 2 der Sauerstoffgehalt in dem in der Behandlungskammer 2 aufgenommenen Gasgemisch ebenfalls reduziert werden.
Nachdem dann das Füllorgan 4 zurückgezogen ist und der Behälterverschluss mittels des Verschließorgans 5 in der sauerstoffarmen Kompressionsgasatmosphäre in der
Behandlungskammer 2 aufgesetzt ist, kann die Behandlungskammer 2 wieder auf
Umgebungsdruck entlastet werden, die schaltbare Dichtung 20 geöffnet werden und der dann befüllte und verschlossene Behälter 100 aus der Behandlungskammer 2 entnommen werden.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezuqszeichenliste
1 Vorrichtung zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters
100 zu befüllender Behälter
1 10 Mündung
120 Halsbereich
2 Behandlungskammer
20 schaltbare Dichtung
3 Steuereinrichtung
4 Füllorgan
40 Füllproduktauslauf
42 Mündungsdichtung
5 Verschließorgan
50 Verschließkopf
6 Kompressionsgasventil
7 Vakuumventil
8 Spülgasventil
X Bewegungsrichtung des Füllorgans
Y Bewegungsrichtung des Verschließorgans

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (1 ) zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters (100) mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters (100) mit einem Behälterverschluss, umfassend eine Behandlungskammer (2) zum abdichtenden Aufnehmen einer Mündung (1 10) des zu befüllenden Behälters (100), ein Füllorgan (4) zum Befüllen des in der Behandlungskammer (2) mit seiner Mündung (1 10) aufgenommenen Behälters (100), ein Verschließorgan (5) zum Verschließen des in der Behandlungskammer (2) mit seiner Mündung (1 10) aufgenommenen Behälters (100) nach dessen Befüllung mit einem Behälterverschluss und ein mit der Behandlungskammer (2) in Kommunikation stehendes Kompressionsgasventil (6) zum Einbringen eines Kompressionsgases in die
Behandlungskammer (2), gekennzeichnet durch ein mit der Behandlungskammer (2) in Kommunikation stehendes Vakuumventil (7) zum Herstellen eines Unterdrucks in der Behandlungskammer (2).
2. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein mit der
Behandlungskammer (2) in Kommunikation stehendes Spülgasventil (8) zum Einbringen eines Spülgases in die Behandlungskammer (2), wobei das Spülgas bevorzugt unter einem geringeren Druck steht, als das Kompressionsgas.
3. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Behandlungskammer (2) eine schaltbare Dichtung (20) umfasst, mittels der die Mündung (1 10) des Behälters (100) schaltbar gegenüber der Umgebung abdichtbar ist, wobei die schaltbare Dichtung (20) bevorzugt so eingerichtet ist, dass sie auf einen Halsbereich (120) des Behälters (100) wirkt.
4. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (3) vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, nach einem Abdichten der Behandlungskammer (2) gegenüber der Umgebung das Vakuumventil (7) zu öffnen, um die Behandlungskammer (2) mit einem Unterdruck zu beaufschlagen. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, das Vakuumventil (7) vor einem Entfernen des Füllorgans (4) von der Mündung (1 10) des Behälters (100) zu schließen.
Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, ein Spülgasventil (8) zum Einbringen eines Spülgases in die Behandlungskammer (2) gleichzeitig mit dem Vakuumventil (7) oder nach dem Öffnen des Vakuumventils (7) zu öffnen.
Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, nach dem Schließen des Vakuumventils (7) das Kompressionsgasventil (6) zu öffnen, um die Behandlungskammer (2) mit einem
Kompressionsgas zu beaufschlagen.
Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, das Vakuumventil (7) und das Spülgasventil (8) zu öffnen und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne oder nach dem Durchspülen der Behandlungskammer (2) mit einem vorgegebenen Spülgasvolumen oder beim Erreichen einer vorgegebenen Spülgaskonzentration in der Behandlungskammer (2) oder am
Vakuumventil (7) das Vakuumventil (7) und das Spülgasventil (8) zu schließen und das Kompressionsgasventil (6) zu öffnen.
Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, nach dem Öffnen des Vakuumventils (7) das Vakuumventil (7) beim Erreichen eines vorgegebenen Drucks oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer wieder zu schließen und das Spülgasventil (8) zu öffnen, um die Behandlungskammer (2) mit dem Spülgas zu füllen, das Spülgasventil (8) dann wieder zu schließen und das Vakuumventil (7) dann wieder zu öffnen, um die Behandlungskammer (2) auf einen vorgegebenen Unterdruck abzusenken und dann das Vakuumventil (7) wieder zu schließen und darauf das Kompressionsgasventil (6) erneut zu öffnen, um die
Behandlungskammer (2) mit dem Kompressionsgas vorzuspannen.
Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (3) dazu eingerichtet ist, während einer Bewegung des Füllorgans (4) und/oder während einer Bewegung des Verschließorgans (4) das Kompressionsgasventil (6) zu öffnen oder geöffnet zu halten.
Verfahren zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters (100) mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters (100) mit einem Behälterverschluss, umfassend das abdichtende Aufnehmen einer Mündung (1 10) des zu befüllenden Behälters (100) in einer Behandlungskammer (2), das Befüllen des in der Behandlungskammer (2) mit seiner Mündung (1 10) aufgenommenen Behälters (100) mit dem Füllprodukt mittels eines abdichtend auf die Mündung (1 10) aufgebrachten Füllorgans (4), das Verschließen des in der Behandlungskammer (2) mit seiner Mündung (1 10) aufgenommenen Behälters (100) nach dessen Befüllung mit einem Behälterverschluss und das Einbringen eines
Kompressionsgases in die Behandlungskammer (2) vor einem Entfernen des Füllorgans (4) von der Mündung (1 10), gekennzeichnet durch das Herstellen eines Unterdrucks in der Behandlungskammer (2) vor dem Einbringen des Kompressionsgases.
Verfahren gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer (2) mit einem Spülgas durchströmt wird, bevor das Kompressionsgas in die
Behandlungskammer (2) eingebracht wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen eines vorgegebenen Unterdrucks oder nach Ablauf einer vorgegebenen
Zeitdauer die Herstellung des Unterdrucks beendet wird und die Behandlungskammer (2) mit Spülgas gefüllt wird und in der Behandlungskammer (2) dann wieder ein Unterdruck hergestellt wird und darauf die Behandlungskammer (2) mit dem Kompressionsgas vorgespannt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Bewegung des Füllorgans (4) und/oder während einer Bewegung eines Verschließorgans (4) ein Kompressionsgasventil (6) zum Einbringen des Kompressionsgases in die Behandlungskammer (2) geöffnet wird oder geöffnet gehalten wird.
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