EP3702319B1 - Vorrichtung und verfahren zur gewährleistung eines behältnisinnendrucks durch mehrfache druckbeaufschlagung des kopfraums - Google Patents

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EP3702319B1
EP3702319B1 EP20158725.0A EP20158725A EP3702319B1 EP 3702319 B1 EP3702319 B1 EP 3702319B1 EP 20158725 A EP20158725 A EP 20158725A EP 3702319 B1 EP3702319 B1 EP 3702319B1
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plastic container
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pressure
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Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for ensuring a container internal pressure by multiple pressurization of the head space of a container.
  • DE10 2016 119890 A1 discloses a filling method in which, after a blow-molded PET bottle has been filled and closed, a headspace pressure is set via an opening, and a corresponding device.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a device and a method which overcomes the disadvantages known from the prior art.
  • this object is achieved by the method according to claim 1.
  • the device according to claim 8 solves this problem.
  • An essential aspect of the invention is therefore a method for filling and closing a thin-walled plastic container, in particular a PET bottle, a plastic container being produced from a preform by a blow molding process, and the plastic container being filled with a flowable medium and in particular a liquid, as well as a Exchange medium is introduced into the plastic container, whereby an at least partial displacement of the previously contained medium takes place with the formation of an increased internal container pressure and the plastic container is at least partially closed.
  • At least one opening is made in at least one section of a wall of the plastic container surrounding a head space of the plastic container, a wall of the container closure or between a wall of the plastic container and a wall of the container closure and through this or via an opening in the interior of the plastic container a predetermined internal container pressure is set by supplying and / or removing a gaseous medium.
  • a method is preferred in which the plastic container is first filled with a flowable one and in which an exchange medium is introduced into the plastic container in a further step.
  • This method offers the possibility of exchanging the medium contained in the headspace of the container after the container has been filled and thus protecting the contents, for example, from oxygen or contamination with foreign bodies and / or bacteria. Furthermore, by introducing the exchange medium with an overpressure, it can be ensured that after the container is closed, the container withstands external pressures due to the increased internal pressure, such as the pressure from gripping elements or the pressure when the containers are stacked.
  • the method offers the possibility of setting the pressure more precisely in step e). If, for example, in step c) the medium previously located in the head space is expelled by the introduction of liquid nitrogen, the resulting internal container pressure can be influenced by many factors which make it difficult to set a defined internal container pressure. Due to the enormous increase in volume during the transition into the gas phase, even small changes in the volume of liquid nitrogen introduced can have very large effects on the resulting internal pressure in the container. In addition, the temperature of the contents, for example due to the shortened time required for complete evaporation, and the time between the introduction of the exchange medium and the closing, can have an influence on the resulting internal pressure of the container.
  • the resulting internal pressure in the container could be too low or - for example due to larger amounts of nitrogen that evaporates only after the closure - be so high that there is a risk of the container bursting. It is also conceivable that, at increased pressure, the liquid filling material becomes oversaturated with the gaseous exchange medium and this emerges suddenly when the container is opened, with foam formation and / or expulsion of the filling material. Setting a predetermined internal pressure in the container in step e) can overcome this problem.
  • the supply and / or discharge of a gaseous medium makes it possible to adapt the previously set internal container pressure to the requirements of the subsequent container treatment steps and thus, for example, to ensure safe transport and / or stackability and to prevent bursting due to excessive internal container pressure.
  • the flowable medium is advantageously a drink, which is further preferably heated.
  • the container is preferably rinsed with the exchange medium before it is filled with the flowable medium.
  • the gaseous medium is preferably nitrogen.
  • the gaseous medium and in particular the nitrogen are particularly preferably introduced into the plastic container shortly before it is closed.
  • an introduction device such as for example a nozzle, is preferably arranged laterally next to the mouth of the plastic container, which continuously sprays nitrogen in the direction of the mouth.
  • the plastic container is particularly preferably closed at least temporarily during the spraying with the nitrogen.
  • the exchange medium is nitrogen, preferably liquid nitrogen.
  • nitrogen is largely inert. This means that reactions with the product are largely ruled out.
  • the solubility of nitrogen in aqueous solutions is limited. Therefore - at least if the fill level is known - the required amount of nitrogen to expel the medium (e.g. air) that was previously in the headspace can be determined quite precisely.
  • Nitrogen is gaseous at room temperature, so that high flow velocities can be achieved, which is advantageous for the complete expulsion of the medium previously located in the headspace.
  • the use of liquid nitrogen has proven to be particularly advantageous.
  • the exchange medium and in particular the nitrogen can be fed in continuously or preferably not continuously, for example by a so-called droppler.
  • a variant of the method is therefore preferred in which the increased internal pressure in the container is generated by the increase in the volume of nitrogen during the transition from the liquid phase to the gas phase.
  • the increased internal pressure in the container is generated by the increase in the volume of nitrogen during the transition from the liquid phase to the gas phase.
  • the preferably aqueous product which usually has temperatures between 268 K (-5 ° C, even aqueous solutions can flow at temperatures below 0 ° C due to the dissolved substances, which enables liquid filling below 0 ° C in particular with sensitive substances such as drugs) and 383 K (110 ° C) shows that the nitrogen suddenly changes its physical state and changes to the gas phase.
  • the speed of the transition into the gas phase is essentially influenced by a gas cushion which forms between the filling material and the liquid nitrogen and serves as thermal insulation between the liquid nitrogen and the filling material.
  • the gas escapes from the gas cushion, it is a dynamic and volatile insulation that is constantly being re-formed by the state of aggregation changing nitrogen until there is no longer any liquid nitrogen. The resulting delay in the change in the physical state enables the container to be closed before the nitrogen has completely passed into the gas phase and thus to build up an overpressure inside the container.
  • the flowable medium (in particular at the time of transfer into the plastic container) has a temperature above ambient temperature, preferably in the range of 40-110 ° C, more preferably in the range of 50-100 ° C, particularly preferably in the range of 60 - 90 ° C.
  • a temperature above ambient temperature preferably in the range of 40-110 ° C, more preferably in the range of 50-100 ° C, particularly preferably in the range of 60 - 90 ° C.
  • an increased internal pressure in the container has proven to be advantageous, since in this way the loss in volume that occurs when the filling substance is cooled can be compensated for.
  • goods to be filled hot are often sterile and must be protected from contamination with foreign substances.
  • the present method offers the possibility of preventing foreign substances from flowing into the interior of the container.
  • the present method offers not only the provision of the compensation volume for the temperature-dependent change in density (and thus the resulting change in volume) of the fillings, but also the prevention of contamination, for example by bacteria.
  • the predetermined internal pressure of the container is set by supplying and / or removing the gaseous medium.
  • the predetermined internal pressure of the container is set by supplying and / or removing the gaseous medium.
  • the inflow of air and thus oxygen which could react with substances in the product and, for example, could inactivate aromas and / or dyes due to their oxidation, would also be conceivable.
  • the predetermined internal pressure of the container is set by supplying and / or removing the gaseous medium, at least partially after cooling has ended.
  • the predetermined internal pressure of the container is set by supplying and / or removing the gaseous medium during and after the cooling of the filling material. In this way, during cooling, the pressure below a minimum internal pressure can be guaranteed and a defined internal pressure can also be set after cooling.
  • the preset internal pressure of the container can be set continuously by supplying and / or removing the gaseous medium, or it can be carried out several times. Continuous control and adjustment of the internal pressure of the container to a target pressure by supplying or discharging the gaseous medium is particularly useful in the case of rapidly cooling contents.
  • a discontinuous control and / or adjustment of the internal pressure of the container is understood to mean any control and / or adjustment of the internal pressure of the container which at least one control and / or adjustment of the internal pressure of the container is carried out at a time and / or location offset from a previous control and / or adjustment of the internal pressure of the container.
  • the accesses to the inside of the container for the respective control and / or adjustment of the internal pressure of the container can be different.
  • the container closure is preferably a screw closure which is screwed onto an external thread of the container in particular.
  • a rotary closure is screwed onto a thread of the container to a certain extent, but is not yet closed tightly.
  • the container closure is already screwed firmly and thus sealingly onto the mouth of the container, which preferably corresponds to a complete closing of the container with the container closure.
  • the at least one opening provided in a section of a wall of the plastic container or a wall of the container closure surrounding the head space of the container is advantageously produced by piercing said container wall or a wall of the container closure, for example with a needle-like body.
  • This needle-like body or this needle can preferably have a diameter which is smaller than 4 mm, preferably smaller than 3 mm and particularly preferably smaller than 2 mm. It is also possible that the needle itself is heated in order to pierce the container wall or the closure. In this way, the material of the container can also be melted locally during the piercing.
  • a temperature of the needle is greater than 60 ° C., preferably greater than 70 ° C., preferably greater than 80 ° C. and particularly preferably greater than 90 ° C.
  • the closure is slightly opened after recooling (under defined ambient conditions, e.g. in a chamber) so that a communication link is established between the environment and the interior of the container. This can be done, for example, by slightly unscrewing the closure. An at least partial reduction of the overpressure can thus take place.
  • This opening process can preferably take place in such a way that a tamper-evident band does not tear and the closure can be turned back normally.
  • the discontinuous control and / or adjustment of the internal pressure of the container it is also advisable to provide one or more further treatments of the container between the controls and / or adjustments of the internal pressure of the container.
  • the first control and / or adjustment of the internal container pressure ensures an internal container pressure which enables the container to be labeled (for example by ensuring sufficient container rigidity).
  • treatments such as setting a predetermined division between containers following one another on the transport path, sealing, grouping, placing in beverage crates or others are conceivable.
  • the internal pressure of the container could be different after the respective adjustments and be coordinated with the respective following process steps. For example, after the first control and / or adjustment of the internal container pressure, a higher internal container pressure could be applied, which makes labeling easier and the internal container pressure can only be reduced further after a second control and / or adjustment of the internal container pressure.
  • a variant of the method is preferred in which the supply and / or discharge of a gaseous medium sets an internal pressure in the container which is in the range of 1.05-5 bar, preferably 1.05-2 bar, more preferably 1.1-1 , 5 bar, particularly preferably 1.1-1.5 bar.
  • These details relate to the absolute pressure.
  • the internal pressure in the container is below a critical value at which the container could burst or deform.
  • the method preferably offers the possibility of setting the internal pressure of the container in such a way that there are no restrictions with regard to the container geometry. With the method it is also possible to treat containers with an oval or essentially rectangular cross-section. It is also possible to treat containers or special reinforcements of the container base according to the method described.
  • the opening is closed by supplying and / or removing a gaseous medium. This can be done, for example, by gluing or fusing.
  • An ultrasound source can also be used for fusing
  • the containers are transported during their manufacture and / or during filling and / or during the supply of the gaseous medium.
  • the containers are advantageously transported at least in sections along an arc-shaped path.
  • the containers are transported at least in sections through a clean room.
  • This clean room is preferably sealed off or separated from an (unsterile) environment by means of at least one wall.
  • at least one section of the wall is relatively movable with respect to another section of the wall, one of the wall sections following the movement of the container along the transport path at least in sections.
  • the containers are sterilized. It is thus possible for the containers to be sterilized immediately after they have been manufactured. However, it would also be possible for the plastic preforms to be closed before the forming process Plastic bottles are sterilized. This also makes it possible for the actual deformation process for deforming plastic preforms into plastic bottles to take place under sterile conditions.
  • This sterilization can take place, for example, by means of a sterilization medium such as hydrogen peroxide or peracetic acid, but also by means of radiation, for example electron beams. It should be noted, however, that the sterilization is an optional process step. This applies in particular to those products in which sterility is achieved by heating the liquid to be filled.
  • the container wall is pierced in an upper half of the container and in particular an upper third of the container (or the opening is made at this point).
  • the term “upper half” refers to a longitudinal direction of the container which extends from a bottom of the container to the mouth of the container.
  • the container wall is advantageously pierced in an upper quarter, particularly preferably in an upper fifth, based on the longitudinal direction.
  • the container wall is particularly preferably pierced in a head or shoulder area of the container or in an area in the immediate vicinity of a support ring of the container, for example below or above said support ring.
  • peripheral wall can then be pierced, which is generally thinner than the wall in the region of the mouth of the container.
  • a container turner can be used for this purpose. It would be possible here for the container to be rotated and thereby preferably to sterilize the container closure (with the hot product).
  • This configuration results in a device in which the container comes to rest and can be pierced on the side wall (and in particular an area in which there is no liquid when lying down).
  • the opening is preferably made in a region of the container in which, when the container is standing, no liquid is present at the time of penetration. In this way, the liquid can be prevented from escaping through the opening.
  • the opening through which the gaseous medium was supplied to the container is closed or sealed again after the gaseous medium has been supplied or discharged.
  • This closing or sealing of the opening can take place in different ways.
  • the term sealing is used in the following. This sealing is advantageously carried out by means of a method which is selected from a group of methods which includes melting of a section of the container wall, melting of a section of a peripheral wall of the container closure, or a relative rotation of the container closure with respect to the container.
  • an “external melting point” is applied, which preferably consists of a material which differs from the material of the container wall.
  • Both the production of the opening and the sealing of the opening preferably take place under clean room conditions and / or the formation of the intermediate space existing between an opening and the container closure within a clean room. These processes advantageously take place while the containers are moving and, in particular, while the containers are being transported in their transport direction.
  • a chamber can also be provided which in particular surrounds the opening in the container wall and by means of which the gaseous medium enters the container is introduced. This chamber does not necessarily have to be able to accommodate the entire container.
  • the "clean room” (which is formed by this chamber) can be made smaller and, on the other hand, it can also be pressurized so that no separate gas supply device is required in the container, but the gas “automatically” after the Penetration or partial opening occurs in the container.
  • a closure or sealing of the container (or the opening) is checked by means of an inspection device.
  • an inspection device For example, a particularly optical inspection can be carried out to determine whether said opening has been closed. This inspection is preferably carried out without contact and particularly preferably optically.
  • Another essential aspect of the invention is a device for filling and closing a thin-walled plastic container, in particular a PET bottle.
  • a device comprises a blow molding device for producing a plastic container from a preform and a filling device for filling the plastic container with a flowable medium and in particular a liquid.
  • a closer is provided for at least partially closing the plastic container with a container closure and at least one transport device for transporting the plastic container along a transport direction on a transport path from one of the above-mentioned treatment devices to a downstream treatment device.
  • an exchange media introduction device is arranged on the transport path along the transport direction downstream and / or upstream of the filling device, through which an exchange medium can be introduced into the plastic container, with the previously contained medium being at least partially displaceable with the formation of an increased internal container pressure .
  • a device for example a container internal pressure setting device or an opening generating device, is preferably arranged on the transport path along the transport direction downstream and / or upstream of the closer, by means of which through an opening which is arranged or is created in at least one section of a wall of the plastic container or a wall of the container closure surrounding the head space of the container, or via an intermediate space existing between an opening of the plastic container and the container closure, in the interior of the container
  • the internal pressure of the container can be adjusted by supplying and / or removing a gaseous medium. This opening can be used to set the pressure inside the container.
  • the device side it is accordingly also proposed on the device side to introduce an exchange medium into the plastic container by means of an exchange medium introduction device, this being done either before or after the plastic container is filled with the flowable medium.
  • the gaseous medium can be introduced to set the internal pressure of the container, preferably before and / or during and / or after the container is closed.
  • the exchange media introduction device is in fluid connection with a nitrogen reservoir, from which nitrogen, preferably liquid nitrogen, can be dispensed into the plastic container in a metered manner.
  • the device is therefore suitable and intended to be able to handle liquid nitrogen and to be able to deliver it into the interior of the container, preferably in precisely dosed quantities.
  • the nitrogen can preferably be released from the nitrogen reservoir into the head space of the filled plastic container.
  • the container internal pressure setting device has at least one valve which can be at least temporarily brought into fluid connection via the opening with the head space of the filled plastic container and which is preferably adjustable, by means of which an internal pressure of the plastic container is preselectable.
  • the flow of the exchange medium can be controlled, preferably in a metered manner.
  • a temperature control device preferably a cooling device
  • a cooling device is arranged on the transport path along the transport direction downstream of the exchange media introduction device and upstream of the container internal pressure setting device, by means of which the plastic container, preferably including the contained flowable medium, is brought to a target temperature in the range of 4 -70 ° C, preferably 10-50 ° C, particularly preferably 20-30 ° C can be brought.
  • the cooling of hot filled goods can be accelerated and thus the change in volume of the filled goods that occurs during cooling can be accelerated.
  • its volume change with further temperature changes is as small as possible that the expected volume change can be compensated for by the excess pressure of the exchange medium applied in the container.
  • the temperature control device has nozzles by means of which a cooling medium, for example water, can be applied to the containers.
  • a cooling medium for example water
  • the device has a penetration device on the transport path along the transport direction downstream of a temperature control device and upstream of the container internal pressure setting device, which is suitable and intended to pierce at least a section of the wall of the container or at least a section of the peripheral wall of the container closure.
  • a closure device which is designed such that it attaches the closure to the container in two steps, for example only with a few turns initially ensures that the closure is held on the container, but between its mouth and an intermediate space is formed in the container closure through which the gaseous medium advances or is deductible.
  • the closing device could then be set up in order to fix the closure on the container in a sealing manner only at a later point in time.
  • a closure treatment device which, after the closure of the container, again slightly opens the same, for example by rotating the closure with respect to the container in order to form an intermediate space between its mouth and the container closure through which the gaseous Medium is supplied or discharged.
  • the device has at least one sealing device which is suitable and intended to close or seal the opening through which the gaseous medium can be supplied or removed from the container.
  • this closing device can be, for example, a fusing device which fuses the section of the container in which the opening was created again.
  • the closing device it would also be possible for the closing device to be the device which attaches the container closure to the container.
  • the bottle capper could initially only partially screw a cap onto the container or not yet close it completely. This closing process could only be completed in a subsequent step. In general, this process could be carried out in the same closer that closes the containers with closures or in a separate device.
  • the device has a clean room, within which the containers are transported at least temporarily.
  • This clean room can at least enclose the area within which the exchange medium and / or the gaseous medium can be supplied to or removed from the interior of the container.
  • the clean room is formed by a standing housing, but it would also be possible that the clean room only surrounds the transport path of the containers in a channel-like manner, at least one wall of the clean room preferably being relatively movable with respect to at least one other wall of the clean room and at least section-wise follows the transport movement of the containers.
  • the reshaping device to reshape the plastic preforms into plastic bottles within a clean room.
  • at least one Chamber is provided, within which the exchange medium and / or the gaseous medium can be fed to the containers. This chamber could, for example, be designed as a hollow cylinder in which the containers are located.
  • the penetration device and / or the exchange media introduction device and / or the container internal pressure setting device is integrated into an area of the closing device which provides the containers with closures.
  • this penetration device could be integrated into a gripping or holding device which holds the containers during the filling process.
  • This gripping device could preferably have a holding element which prevents rotation of the plastic bottle with respect to its longitudinal direction.
  • This element could, for example, be designed as a so-called spike plate which absorbs the closer torque.
  • the container internal pressure setting device has a pressure control device and / or a pressure regulating device which is suitable and intended to control and / or regulate the pressure by means of which the gaseous medium is brought into or out of the containers.
  • a sensor device could be provided which is suitable and intended to determine the respective pressure of the gas within the container and / or the pressure with which the gas is supplied to the container.
  • a control and / or regulating device is preferably provided on the device side, which controls and / or regulates the pressure by means of which the gas is supplied to the container and / or under which the gas is subsequently located in the container.
  • this pressure control device can be used in all of the methods and devices described here, that is to say also in variants in which there is no penetration of the containers in the closing device or which is penetration-free.
  • the transport path runs along a segment of a circle at least in the area of the exchange media introduction device.
  • a closer which at least partially closes the container is preferably also arranged in this segment of the circle.
  • the segment of a circle on which during the When the container is transported, the closure is greater than in the case of systems known from the prior art. This enables both the closing of the containers with the container closures and the feeding of the exchange medium into the container can be carried out on the same segment of a circle. It is further preferred that these two processes can be carried out essentially at the same time. Overall, this results in a more compact design option for the device, since in this way it is possible to dispense with two separate system parts, namely the exchange media introduction device and the closer.
  • the configuration described here with the exchange media introduction device in the area of the closer is not absolutely necessary. It is also possible for the exchange media introduction device to be arranged downstream of the sealer and for the exchange medium to be able to be carried out in a later treatment step, for example in a separate unit, for example after (partial) opening of the container closure or a piercing of a wall of the container or its closure.
  • the exchange media introduction device could be arranged along a transport path which lies between the closer and a further device, such as a temperature control device.
  • the internal pressure setting device in the container comprises a chamber which at least partially encloses the container. It is further preferably provided that a predetermined pressure is applied within this chamber and this pressure is transmitted into the interior of the container through the opening in the wall of the plastic container or the container closure or via an intermediate space between the mouth of the plastic container and the container closure. It is advantageous if the opening or the intermediate space are produced in the said chamber. It has proven to be particularly advantageous if penetration means are arranged in the region of the chamber. Optical penetration means, such as, for example, lasers, have proven to be particularly suitable.
  • a hole can be welded into the container wall within the chamber by means of a laser, which offers the advantage that mechanical elements, such as the needles mentioned above, can be dispensed with. Sealing of the opening could possibly also be carried out by means of a laser. It is thus possible that the opening is welded into this chamber by means of a laser and the correct pressure is then established.
  • This procedure also has the advantage of high hygiene, since no mechanical components attack the container.
  • the opening is made in a wall of the container in the side wall or in the base.
  • the device preferably has a tilting device which tilts the container that has already been filled.
  • the container is tilted by approximately 90 ° and, for example, brought into a horizontal position so that the puncture can be made in the side wall.
  • penetration in the area of the later labeling area is particularly advantageous, since any visual impairments can already be covered by a label.
  • the container is essentially unstretched and therefore amorphous. This applies in particular to a manufacturing process for stretch-blown containers, such as PET containers.
  • a relatively large amount of material is available in the area of the injection point, in order to subsequently fuse the opening again.
  • Figure 1 shows a schematic representation of the method for ensuring an internal pressure of the container by multiple pressurization of the head space.
  • a plastic container is blow molded is made from a preform.
  • This is then filled in a second method step 2 with a flowable medium and in particular a liquid.
  • the medium contained in the head space of the filled plastic container is exchanged by introducing an exchange medium with the formation of an increased internal pressure in the container.
  • This could be done, for example, by introducing liquid nitrogen, which evaporates on contact with the filling material and thus displaces the medium previously contained in the head space of the filled plastic container as a gas.
  • liquid nitrogen also has the advantage that the transition to the gas phase takes place at the contact surface with the filling material and thus a nitrogen flow is formed from there in the direction of the mouth, which also displaces the medium previously contained in the head space in this direction .
  • an exchange medium is introduced into the plastic container in a method step 2 and the plastic container is filled with a flowable medium and in particular a liquid in a method step 3, whereby the exchange medium contained in the plastic container is displaced with the formation of an increased internal pressure in the container .
  • the plastic container is at least partially closed in a subsequent step 4.
  • step 5 it is provided in a variant of the method that at least one opening is made in at least one section of a wall of the plastic container or a wall of the container closure surrounding the head space of the container.
  • This step 5 is not absolutely necessary, provided that it is ensured by other measures that there is an opening through which a gaseous medium can be supplied and / or discharged in the subsequent step 6 in order to set the predetermined internal pressure in the container. This could be done, for example, by only partially closing the container in step 4, as a result of which a channel remains between the container and the closure, through which a gas exchange is possible.
  • step 6 it is provided that through the opening introduced in step 5 or the space existing between a mouth and the container closure (which is also to be understood as an opening in the context of this invention) in the interior of the container by supplying and / or Removal of a gaseous medium is set.
  • a gaseous medium is set in such a way that the container is arranged at least in sections, this section enclosing the opening, in a chamber in which the desired internal pressure of the container is applied.
  • the desired internal pressure in the container can also be set inside the container.
  • the active supply or removal of the gaseous medium could also be provided, for example via a hollow needle used in step 5 to create the opening.
  • a gaseous medium is introduced into the plastic container and, in a fifth method step 5, the container is closed at least temporarily while the gaseous medium is being introduced will.
  • step 6 is omitted.
  • a renewed, preferably partial opening of the closure could possibly be provided in order - for example after setting a target temperature of the filling material - to be able to set a desired pressure inside the container, preferably permanently.
  • Figure 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a device 10 for ensuring an internal pressure of the container by multiple pressurization of the head space.
  • the method variant is shown as an example in which the plastic container is first filled, then an exchange medium is introduced into the plastic container and the container is then closed.
  • the device 10 comprises a blow molding device (not shown) which produces plastic containers 11 from preforms. These are fed to a filling device 14, where they are filled with a flowable medium and in particular a liquid.
  • the filling material can in particular be a drink. It is preferably a hot-filled product. Hot filling is particularly advantageous in the case of perishable or sterile filling goods, since in this way contamination with heat-sensitive germs can at least largely be avoided and at least a certain degree of sterility is guaranteed can be. It is therefore possible and in many cases also advantageous if at least some of the treatment devices 14, 18, 19, 22 of the device are arranged within a clean room (not shown).
  • the filling device 14 is preferably a rotating filling device which has a plurality of treatment devices 12, here filling elements, along the circumference of a carrying wheel 13, through which the filling material can be filled into one of the containers 11.
  • the filled containers 11 are then transferred, preferably by means of a transfer device 15, to an exchange media introduction device 18, which releases an exchange medium into the head space of the filled plastic container.
  • the transfer device 15 is preferably designed as a transfer star and preferably has holding devices 16 which can preferably each receive a container 11.
  • the transfer device 15 also represents a transport device for transporting plastic containers 11 along a transport direction on a transport path.
  • the transfer device 15 can be designed so that it changes the division of the containers, i.e. changes the distance between two containers following one another along the transport path .
  • the containers 11 are also transported to the respective treatment devices 14, 18, 19, 22 during the individual treatment steps, so that the treatment devices 14, 18, 19, 22 themselves are also transport directions.
  • the medium contained in the head space of the filled plastic container is at least partially exchanged by introducing an exchange medium with the formation of an increased internal container pressure.
  • at least one, preferably a plurality, exchange media introduction units 17 is arranged on the exchange media introduction device 18.
  • the exchange media introduction device 18 is also designed as a closer 18, so that the plastic container is also at least partially closed with a container closure on the same carrying wheel. Closing takes place in a sector of the Carrying wheel formed circular segment-shaped transport path, which follows the sector in which the exchange medium is introduced into the filled plastic container.
  • liquid nitrogen is provided. This evaporates when it comes into contact with the filling material and, due to the increase in volume that occurs in the process, drives the medium previously contained in the head space out of the container 11. Since the transition to the gas phase takes place primarily on the contact surface with the filling material, a gas cushion forms on the underside of the liquid nitrogen, which acts as an insulating layer and delays the evaporation of the nitrogen. This ensures that liquid nitrogen is available inside the container for some time. As long as liquid nitrogen is still present in the interior of the container, due to its progressive evaporation there is a continuous gas flow in the direction of the mouth, through which the medium previously contained in the headspace is expelled and contamination of the contents and the interior of the container from the outside is avoided.
  • the closure is preferably applied to the container by the closure device 18 during this phase.
  • the nitrogen which then evaporates can no longer flow out unhindered through the mouth, so that an overpressure is built up inside the container. If the container is only partially closed, the pressure can slowly be reduced through the remaining opening, but remains above the ambient pressure for a longer period of time, so that contamination from the inflow of foreign substances from the outside can still be avoided.
  • the overpressure remaining in the container 11 is necessary in order to avoid the penetration of germs during the temperature control in the temperature control device 19 that follows the exchange of head space medium. Since the volume of the product usually decreases during the cooling process, the excess pressure in the head space can (over) compensate for this decrease in volume, so that the internal pressure in the container remains above the ambient pressure overall.
  • the temperature control device 19 preferably has at least one delivery device 20 for a temperature control medium.
  • a plurality of these delivery devices 20 are preferably provided, which are arranged in the temperature control device 19 along the transport path and the containers during the transport of the containers through the temperature control device 19 apply the temperature control medium.
  • the temperature control device 19 is a cooling device which particularly preferably applies cooling water to the containers to be cooled. If the containers are to be heated (for example in order to bring them back to a target temperature after cooling), radiation such as IR and / or microwave radiation, for example, could be used as the temperature control medium.
  • a container internal pressure setting device 22 is arranged on the transport path along the transport direction downstream of the closer 18 and, in the present example, also downstream of the temperature control device 19. After the at least partial closure and temperature control, the containers are fed to this by means of a transfer device 21.
  • treatment devices 23 are provided which can grip and transport the container and also set a predetermined internal container pressure during transport through an opening by supplying and / or removing a gaseous medium.
  • a reservoir (not shown) of the gaseous medium can be provided, from which the missing gas or into which excess gas from the head space of the container can be drawn off or supplied.
  • the headspace of the container and the reservoir are at least temporarily in fluid connection.
  • the at least one opening is arranged at least in a section of a wall of the plastic container 11 or a wall of the container closure surrounding the head space of the container or is formed by an intermediate space existing between an opening of the plastic container 11 and the container closure. It can be introduced, for example, by means of a penetration device (not shown). This could be part of the treatment device 23 and thus of the container internal pressure setting device 22.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gewährleistung eines Behältnisinnendrucks durch mehrfache Druckbeaufschlagung des Kopfraums eines Behältnisses.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass es vorteilhaft sein kann, die im Kopfraum eines Getränkebehälters enthaltene Luft, bspw. durch Einbringen von flüssigem oder gasförmigem Stickstoff, zu verdrängen. Insbesondere die enorme Volumenausdehnung von flüssigem Stickstoff bei dessen Übergang in die Gasphase bei Kontakt mit dem deutlich über dem Siedepunkt des Stickstoffs temperierten Füllguts kann zum Verdrängen von Luft (-sauerstoff) genutzt werden. Dadurch kann eine bessere Haltbarkeit des Füllguts, wie beispielsweise einem Getränk, erreicht werden.
  • DE10 2016 119890 A1 offenbart ein Abfüllverfahren, bei dem nach dem Abfüllen und Verschließen einer blasgeformten PET-Flasche über eine Öffnung ein Kopfraumdruck eingestellt wird und eine entsprechende Vorrichtung.
  • Weiterhin ist aus der EP 2 226 179 A1 ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 bekannt und damit bekannt, dass das Einbringen von Stickstoff in den Kopfraum eines Behältnisses dazu genutzt werden kann, das Schrumpfen von Behältnissen nach dem Abkühlen des heiß eingefüllten flüssigen Füllguts zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Dies setzt jedoch eine besondere Kontrolle der Behältnistemperatur und insbesondere die Einstellung einer reduzierten Temperatur des Behältnisbodens voraus. Ebenso ist eine besonders stabile Bodengeometrie notwendig, um die geforderte Stabilität zu gewährleisten. Das Verfahren ist dennoch auf im Wesentlichen zylindrische Flaschengeometrien beschränkt.
  • Beim Einbringen von flüssigem Stickstoff in den Kopfbereich erfolgt dessen enorme Volumenzunahme von etwa 1,24 l/kg auf etwa 0,8 m3/kg (bei 273,15 K) beim Übergang in die Gasphase äußerst schnell. Kleinste Abweichungen im Prozess, wie beispielsweise veränderte Umgebungstemperatur, veränderte Füllguttemperatur, Volumenschwankungen des Kopfraumvolumens, Volumenschwankungen des eingebrachten flüssigen Stickstoffs und der Zeit zwischen Einbringen des flüssigen Stickstoffs und dem Verschließen des Behältnisses, haben daher einen enormen Einfluss auf den resultierenden Behältnisinnendruck. Während ein leichter Behältnisinnendruck von beispielsweise 1,1 - 2 bar üblicherweise gewünscht ist, da er im Vergleich zu einem zu geringen Behältnisinnendruck die weitere Handhabung des Behältnisses, beispielsweise das Greifen, Etikettieren und Stapeln, erleichtert, kann ein zu hoher Behältnisinnendruck das Bersten des Behältnisses verursachen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile ausräumt.
  • Diese Aufgabe wird verfahrensseitig durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorrichtungsseitig löst die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8 diese Aufgabe.
  • Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Befüllen und Verschließen eines dünnwandigen Kunststoffbehältnisses, insbesondere einer PET-Flasche, wobei durch einen Blasformvorgang ein Kunststoffbehältnis aus einem Vorformling hergestellt wird, und das Kunststoffbehältnis mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit befüllt wird sowie ein Austauschmedium in das Kunststoffbehältnis eingebracht wird, wodurch unter Ausbildung eines erhöhten Behältnisinnendrucks ein zumindest teilweises Verdrängen des zuvor enthaltenen Mediums erfolgt und das Kunststoffbehältnis wenigstens teilweise verschlossen wird.
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in wenigstens einem einen Kopfraum des Kunststoffbehältnisses umgebenden Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses, eine Wandung des Behältnisverschlusses oder zwischen einer Wandung des Kunststoffbehältnisses und einer Wandung des Behältnisverschlusses mindestens eine Öffnung eingebracht wird und durch diese oder über einen in Innenraum des Kunststoffbehältnisses ein vorgegebener Behältnisinnendruck durch Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums eingestellt wird.
  • Insbesondere ist dabei ein Verfahren bevorzugt, bei welchem das Kunststoffbehältnis zuerst mit einem fließfähigen befüllt wird und bei dem in einem weiteren Schritt ein Austauschmedium in das Kunststoffbehältnis eingebracht wird.
  • Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren ist somit ein Verfahren zum Befüllen und Verschließen eines dünnwandigen Kunststoffbehältnisses, insbesondere einer PET-Flasche, mit den Schritten:
    1. a) Herstellen eines Kunststoffbehältnisses durch einen Blasformvorgang aus einem Vorformling;
    2. b) Befüllen des Kunststoffbehältnisses mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit;
    3. c) Austausch bzw. Verdrängen des im Kopfraum des befüllten Kunststoffbehältnisses enthaltenen Mediums durch Einbringen eines Austauschmediums unter Ausbildung eines erhöhten Behältnisinnendrucks und
    4. d) anschließendes, wenigstens teilweises Verschließen des Kunststoffbehältnisses.
    Weiterhin ist verfahrensseitig vorgesehen, dass in wenigstens einem den Kopfraum des Behältnisses umgebenden Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses, eine Wandung des Behältnisverschlusses oder zwischen einer Wandung des Kunststoffbehältnisses und einer Wandung des Behältnisverschlusses mindestens eine Öffnung eingebracht wird und durch diese Öffnung im Innenraum des Behältnisses ein vorgegebener Behältnisinnendruck durch Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums eingestellt wird.
  • Dieses Verfahren bietet die Möglichkeit, nach dem Befüllen des Behältnisses das im Kopfraum des Behältnisses enthaltene Medium auszutauschen und so das Füllgut beispielsweise von Sauerstoff oder Kontamination mit Fremdkörpern und/oder Bakterien zu schützen. Weiterhin kann durch das Einbringen des Austauschmediums mit einem Überdruck gewährleistet werden, dass nach dem Verschließen des Behältnisses das Behältnis aufgrund des erhöhten Innendrucks von außen auf dieses wirkende Drücke, wie beispielsweise dem Druck von Greifelementen oder den Druck beim Stapeln von Behältnissen, standhält.
  • Darüber hinaus bietet das Verfahren die Möglichkeit, den Druck in Schritt e) genauer einzustellen. Wird beispielsweise in Schritt c) das zuvor im Kopfraum befindliche Medium durch das Einbringen von flüssigem Stickstoff ausgetrieben, kann der resultierende Behältnisinnendruck von vielen Faktoren beeinflusst werden, die das Einstellen eines definierten Behältnisinnendrucks erschweren. Aufgrund des enormen Volumenzuwachses beim Übergang in die Gasphase können bereits kleine Veränderungen im eingebrachten Volumen des flüssigen Stickstoffs sehr große Auswirkungen auf den resultierenden Behältnisinnendruck hervorrufen. Außerdem können unter anderem die Temperatur des Füllguts, beispielsweise aufgrund der verkürzten zur vollständigen Verdunstung notwendigen Zeit, und die Zeit zwischen Einbringen des Austauschmediums und dem Verschließen einen Einfluss auf den resultierenden Behältnisinnendruck haben. Somit könnte der resultierende Behältnisinnendruck zu gering sein oder - beispielsweise aufgrund größerer Mengen erst nach dem Verschließen verdunstenden Stickstoffs - so hoch sein, dass die Gefahr des Berstens des Behältnisses besteht. Ebenso ist denkbar, dass bei erhöhtem Druck eine Übersättigung von flüssigem Füllgut an dem gasförmigen Austauschmedium auftritt und dieses beim Öffnen des Behältnisses unter Schaumbildung und/oder Austreiben des Füllguts schlagartig austritt. Das Einstellen eines vorgegebenen Behältnisinnendrucks in Schritt e) kann diese Problematik ausräumen. Das Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums ermöglicht es, den zuvor eingestellten Behältnisinnendruck auf die Erfordernisse der folgenden Behältnisbehandlungsschritte anzupassen und so beispielsweise den sicheren Transport und/oder die Stapelbarkeit zu gewährleisten und das Bersten durch zu hohen Behältnisinnendruck zu verhindern.
  • Vorteilhaft handelt es sich bei dem fließfähigen Medium um ein Getränk, welches weiter bevorzugt erwärmt ist.
  • Bei einer anderen Verfahrensvariante wäre es bevorzugt auch denkbar, dass zuerst ein Austauschmedium in das Kunststoffbehältnis eingebracht wird und das Kunststoffbehältnis nach dem Einbringen des Austauschmediums mit dem fließfähigen Medium befüllt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist demnach auch auf ein Verfahren zum Befüllen und Verschließen eines dünnwandigen Kunststoffbehältnisses, insbesondere einer PET-Flasche, gerichtet, mit den Schritten:
    1. a) Herstellen eines Kunststoffbehältnisses durch einen Blasformvorgang aus einem Vorformling;
    2. b) Einbringen eines Austauschmediums in das Kunststoffbehältnis;
    3. c) Befüllen des Kunststoffbehältnisses mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit, wodurch das sich im Kunststoffbehältnis enthaltene Austauschmedium unter Ausbildung eines erhöhten Behältnisinnendrucks verdrängt wird; und
    4. d) anschließendes, wenigstens teilweises Verschließen des Kunststoffbehältnisses.
    Weiterhin ist verfahrensseitig vorgesehen, dass in wenigstens einem den Kopfraum des Behältnisses umgebenden Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses, einer Wandung des Behältnis-Verschlusses oder zwischen einer Wandung des Kunststoffbehältnisses und einer Wandung des Behältnisverschlusses mindestens eine Öffnung eingebracht wird und in einem Schritt e) durch diese im Innenraum des Behältnisses ein vorgegebener Behältnisinnendruck durch Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums eingestellt wird.
  • Bevorzugt wird das Behältnis dabei vor dem Befüllen mit dem fließfähigen Medium mit dem Austauschmedium gespült.
  • Darüber hinaus wäre es allerdings auch denkbar, dass bei einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante zuerst ein Austauschmedium in das Kunststoffbehältnis eingebracht wird, anschließend das Kunststoffbehältnis mit dem fließfähigen Medium befüllt wird und anschließen zum Einstellen des Behältnisinnendrucks ein gasförmiges Medium in das Kunststoffbehältnis eingebracht oder aus diesem entfernt wird, wobei das Behältnis während und/oder nach dieser Einstellung des Behältnisinnendrucks verschlossen wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist demnach auch auf ein Verfahren zum Befüllen und Verschließen eines dünnwandigen Kunststoffbehältnisses, insbesondere einer PET-Flasche, gerichtet, mit den Schritten:
    1. a) Herstellen eines Kunststoffbehältnisses durch einen Blasformvorgang aus einem Vorformling;
    2. b) Einbringen eines Austauschmediums in das Kunststoffbehältnis;
    3. c) Befüllen des Kunststoffbehältnisses mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit, wodurch das sich im Kunststoffbehältnis enthaltenen Austauschmedium unter Ausbildung eines erhöhten Behältnisinnendrucks verdrängt wird;
    4. d) Einstellen eines vorgegebenen Behälterinnendrucks durch Einbringen oder Abführen eines gasförmigen Mediums in oder aus dem Kunststoffbehältnis;
    5. e) wobei das Kunststoffbehältnis wenigstens zeitweise während des Einstellens des vorgegebenen Behälterinnendrucks wenigstens teilweise verschlossen wird.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem gasförmigen Medium um Stickstoff. Besonders bevorzugt wird das gasförmige Medium und insbesondere der Stickstoff kurz vor dem Verschließen des Kunststoffbehältnisses in dieses eingebracht. Bevorzugt ist hierzu eine Einbringeinrichtung, wie beispielsweise eine Düse, seitlich neben der Mündung des Kunststoffbehältnisses angeordnet, die kontinuierlich Stickstoff in Richtung der Mündung sprüht. Besonders bevorzugt wird das Kunststoffbehältnis dabei wenigstens zeitweise während des Sprühens mit dem Stickstoff verschlossen.
  • In einer bevorzugten Variante des Verfahrens ist das Austauschmedium Stickstoff, bevorzugt flüssiger Stickstoff. Stickstoff ist chemisch weitgehend innert. Somit sind Reaktionen mit dem Füllgut weitgehend ausgeschlossen. Außerdem ist die Löslichkeit von Stickstoff in wässrigen Lösungen begrenzt. Daher kann - zumindest bei bekannter Füllhöhe - die benötigte Menge des Stickstoffs zum Austreiben des zuvor im Kopfraum befindlichen Mediums (z.B. Luft) recht genau bestimmt werden. Stickstoff ist bei Raumtemperatur gasförmig, so dass hohe Strömungsgeschwindigkeiten realisierbar sind, was vorteilhaft für das vollständige Austreiben des zuvor im Kopfraum befindlichen Mediums ist. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von flüssigem Stickstoff erwiesen. Das Zuführen des Austauschmediums und insbesondere des Stickstoffs kann dabei kontinuierlich oder bevorzugt nicht kontinuierlich, durch beispielsweise einen sogenannten Droppler erfolgen.
  • Insbesondere ist daher eine Verfahrensvariante bevorzugt, bei der die Ausbildung des erhöhten Behältnisinnendrucks durch Volumenzunahme des Stickstoffs beim Übergang von der flüssigen Phase in die Gasphase erfolgt. Nahezu unabhängig von der üblichen Temperatur des Füllguts besteht nämlich eine derart hohe Temperaturdifferenz zwischen flüssigem Stickstoff, welcher bei Normaldruck einen Siedepunkt von 77,15 K beziehungsweise -196°C hat, und dem bevorzugt wässrigen Füllgut, welches üblicherweise Temperaturen zwischen 268 K (-5°C, auch wässrige Lösungen können bei Temperaturen unterhalb 0°C aufgrund der gelösten Stoffe fließfähig sein, was insbesondere bei empfindlichen Stoffen wie Medikamenten eine flüssige Abfüllung unterhalb von 0°C ermöglicht) und 383 K (110°C) aufweist, dass der Stickstoff schlagartig seinen Aggregatzustand ändert und in die Gasphase übergeht. Da dabei die Temperaturdifferenz zwischen flüssigem Stickstoff und Füllgut immer mindestens 150°C beträgt, ist der Einfluss verschiedener Füllguttemperaturen auf die Geschwindigkeit der Änderung des Aggregatzustands des Stickstoffs von untergeordneter Bedeutung für das vollständige Austreiben des zuvor im Kopfraum befindlichen Mediums. Die Geschwindigkeit des Übergangs in die Gasphase wird im Wesentlichen durch ein Gaspolster beeinflusst, welches sich zwischen dem Füllgut und dem flüssigen Stickstoff ausbildet und als thermische Isolierung zwischen dem flüssigen Stickstoff und dem Füllgut dient. Da das Gas aus dem Gaspolster jedoch entweicht, handelt es sich um eine dynamische und flüchtige Isolierung, die durch den Aggregatzustand ändernden Stickstoff stetig neu gebildet wird, bis kein flüssiger Stickstoff mehr vorliegt. Die dadurch erreichte Verzögerung in der Änderung des Aggregatzustands ermöglicht vor dem vollständigen Übergang des Stickstoffs in die Gasphase das Verschließen des Behältnisses und somit das Aufbauen eines Überdrucks im Inneren des Behältnisses.
  • In einer bevorzugten Verfahrensvariante weist das fließfähige Medium (insbesondere zum Zeitpunkt der Überführung in das Kunststoffbehältnis) eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur, bevorzugt im Bereich von 40 - 110°C, weiter bevorzugt im Bereich von 50 - 100°C, insbesondere bevorzugt im Bereich von 60 - 90°C auf. Insbesondere bei Füllgut, welches bei erhöhter Temperatur abgefüllt wird, hat sich ein erhöhter Behältnisinnendruck als vorteilhaft erwiesen, da so der beim Abkühlen des Füllguts auftretende Volumenverlust ausgeglichen werden kann. Darüber hinaus sind insbesondere heiß abzufüllende Güter oftmals steril und müssen vor Kontamination mit Fremdstoffen geschützt werden. Das vorliegende Verfahren bietet hier durch die Ausbildung eines Überdrucks im Behältnisinneren die Möglichkeit, das Einströmen von Fremdstoffen in das Behältnisinnere zu verhindern. Somit bietet bei derart zu schützenden Füllgütern das vorliegende Verfahren neben der Bereitstellung des Ausgleichsvolumens für die temperaturabhängige Dichteänderung (und somit der daraus resultierenden Volumenänderung) des Füllguts auch die Verhinderung der Kontamination, beispielsweise durch Bakterien.
  • Insbesondere, wenn das Füllgut eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur aufweist, ist es vorteilhaft, wenn während und/oder nach einem Prozess, der bevorzugt aktiven Kühlung des Füllguts das Einstellen des vorgegebenen Behältnisinnendrucks durch Zuführen und/oder Abführen des gasförmigen Mediums erfolgt. Insbesondere bei Füllgütern, die vor Kontamination geschützt werden müssen, ist es wichtig, dass auch während der durch die Abkühlung eintretenden Volumenabnahme niemals ein Behältnisinnendruck vorliegt, welcher unterhalb des Umgebungsdrucks liegt. Dies könnte nicht nur zur Verformung des Behältnisses führen, sondern könnte aufgrund einströmenden Mediums die Kontamination des Füllguts, beispielsweise durch Einschleppen von Bakterien, verursachen. Ebenso wäre das Einströmen von Luft und somit Sauerstoff denkbar, welcher mit Substanzen des Füllguts reagieren könnte und beispielsweise Aroma- und/oder Farbstoffe aufgrund deren Oxidation inaktivieren könnte. Um den gegenüber der Umgebung erhöhten Behältnisinnendruck auch nach dem Abkühlen des Füllguts sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, dass das Einstellen des vorgegebenen Behältnisinnendrucks durch Zuführen und/oder Abführen des gasförmigen Mediums zumindest auch anteilig nach Beendigung der Kühlung erfolgt. "Nach Beendigung der Kühlung" soll in diesem Zusammenhang nicht so verstanden werden, dass keine weitere Kühlung mehr erfolgen könnte, jedoch sollte die Abkühlung bereits soweit abgeschlossen sein, dass auch bei weiterer Abkühlung gewährleitet ist, dass die Volumenabnahme des Füllguts aufgrund dieser weiteren Abkühlung in einem so geringen Rahmen bleibt, dass diese durch den im Behältnis eingestellten Behältnisinnendruck unter Aufrechterhaltung eines geringeren, aber gegenüber der Umgebung weiterhin erhöhten Behältnisinnendrucks kompensiert werden kann.
  • In einer weiter bevorzugten Verfahrensvariante wird das Einstellen des vorgegebenen Behältnisinnendrucks durch Zuführen und/oder Abführen des gasförmigen Mediums während und nach der Kühlung des Füllguts durchgeführt. So kann während der Abkühlung das Unterschreiten eines Behältnismindestinnendrucks gewährleistet werden und auch nach dem Abkühlen ein definierter Behältnisinnendruck eingestellt werden. Dabei kann das Einstellen des vorgegebenen Behältnisinnendrucks durch Zuführen und/oder Abführen des gasförmigen Mediums kontinuierlich erfolgen oder mehrfach durchgeführt werden. Insbesondere bei schnell abkühlendem Füllgut bietet sich die kontinuierliche Kontrolle und Anpassung des Behältnisinnendrucks auf einen Zieldruck durch Zuführen oder Abführen des gasförmigen Mediums an.
  • Da die ständige Kontrolle und Anpassung des Drucks jedoch apparativ aufwendig ist, bietet sich in vielen Fällen die diskontinuierliche Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks an. Als diskontinuierliche Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks wird jede Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks verstanden, bei welcher mindestens eine Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks zeitlich und/oder örtlich versetzt auf eine vorangegangene Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks erfolgt. Die Zugänge zum Behältnisinneren für die jeweilige Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks können dabei verschieden sein. So wäre es beispielsweise denkbar, eine erste Anpassung des Behältnisinnendrucks über einen zwischen einer Mündung und dem Behältnisverschluss bestehenden Zwischenraum durchzuführen und eine zweite Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks über eine in einem den Kopfraum des Behältnisses umgebenden Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses oder einer Wandung des Behältnisverschlusses eingebrachte Öffnung.
  • Zum Erzeugen eines zwischen einer Mündung und dem Behältnisverschluss bestehenden Zwischenraums wäre es möglich, dass der Behältnisverschluss zunächst noch nicht vollständig an das Behältnis angeschraubt wird, sondern zunächst ein Austausch des gasförmigen Mediums über den besagten Spalt erfolgt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Behältnisverschluss um einen Schraubverschluss, der insbesondere auf ein Außengewinde des Behältnisses aufgeschraubt wird.
  • Bevorzugt wird unter einem zunächst noch nicht vollständigen Anschrauben des Behältnisverschlusses an das Behältnis verstanden, dass etwa ein Drehverschluss zum gewissen Grad auf ein Gewinde des Behältnisses aufgeschraubt wird, doch noch nicht dicht verschlossen wird. Vorteilhaft wird jedoch der Behältnisverschluss bereits fest und damit abdichtend an der Mündung des Behältnisses angeschraubt, was damit bevorzugt einem vollständigen Verschließen des Behältnisses mit dem Behältnisverschluss entspricht.
  • Vorteilhaft wird die wenigstens eine in einem den Kopfraum des Behältnisses umgebenden Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses oder einer Wandung des Behältnisverschlusses mindestens vorgesehene Öffnung durch Durchstoßen der besagten Behältniswandung oder einer Wandung des Behältnisverschlusses, beispielswiese mit einem nadelartigen Körper, erzeugt. Bevorzugt kann dieser nadelartige Körper bzw. diese Nadel einen Durchmesser haben, der kleiner ist als 4 mm, bevorzugt kleiner als 3 mm und besonders bevorzugt kleiner als 2 mm. Dabei ist es auch möglich, dass die Nadel selbst erhitzt ist, um die Behälterwand oder den Verschluss zu durchstoßen. Auf diese Weise kann das Material des Behältnisses auch während des Durchstoßens lokal geschmolzen werden.
  • So ist es möglich, dass eine Temperatur der Nadel (zumindest in demjenigen Abschnitt, der die Wandung des Behältnisses kontaktiert) größer ist als 60°C, bevorzugt größer als 70°C, bevorzugt größer als 80°C und besonders bevorzugt größer als 90°C.
  • In einer weiteren vorteilhaften Variante dieses Verfahrens wird der Verschluss nach dem Rückkühlen (unter definierten Umgebungsbedingungen, z.B. in einer Kammer) leicht geöffnet, sodass eine Kommunikationsverbindung zwischen Umgebung und Behältnisinneren hergestellt wird. Dies kann beispielsweise durch ein leichtes Aufdrehen des Verschlusses erfolgen. Somit kann ein zumindest teilweiser Abbau des Überdrucks erfolgen. Dieser Öffnungsvorgang kann dabei vorzugsweise so erfolgen, dass ein Garantieband nicht abreißt und der Verschluss wieder normal zugedreht werden kann.
  • Bei der diskontinuierlichen Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks bietet es sich weiterhin an, zwischen den Kontrollen und/oder Anpassungen des Behältnisinnendrucks eine oder mehrere weitere Behandlungen des Behältnisses vorzusehen. Beispielsweise ist es denkbar, dass durch die erste Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks ein Behältnisinnendruck gewährleistet ist, welcher das Etikettieren des Behältnisses (beispielsweise durch Gewährleistung einer ausreichenden Behältnissteifigkeit) ermöglicht. Weiterhin sind Behandlungen wie Einstellen einer vorgegebenen Teilung zwischen auf dem Transportpfad aufeinander folgenden Behältnissen, Versiegeln, Gruppieren, Einstellen in Getränkekisten oder andere denkbar. So könnte bei der diskontinuierlichen Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks der Behältnisinnendruck nach den jeweiligen Anpassungen unterschiedlich sein und auf die jeweils folgenden Prozessschritte abgestimmt sein. So könnte beispielsweise nach der ersten Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks ein höherer Behältnisinnendruck anliegen, welcher das Etikettieren erleichtert und erst nach einer zweiten Kontrolle und/oder Anpassung des Behältnisinnendrucks der Behältnisinnendruck weiter abgesenkt werden.
  • Bevorzugt ist eine Variante des Verfahrens, bei welcher durch das Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums ein Behältnisinnendruck eingestellt wird, welcher im Bereich von 1,05 - 5 bar, bevorzugt 1,05 - 2 bar, weiter bevorzugt 1,1 - 1,5 bar, insbesondere bevorzugt 1,1 - 1,5 bar liegt. Diese Angaben beziehen sich jeweils auf den Absolutdruck. Bevorzugt besteht ein Druckgefälle zwischen dem Behältnisinneren und der Umgebung im Bereich von 0,05 - 4 bar, bevorzugt im Bereich von 0,1 - 0,5 bar, insbesondere bevorzugt im Bereich von 0,1 - 0,5 bar. In diesen Bereichen ist einerseits eine ausreichend hohe Stabilität des jeweiligen Behältnisses gegeben, um dieses sicher handhaben zu können und beispielsweise zu etikettieren. Andererseits liegt der Behältnisinnendruck unterhalb eines kritischen Wertes, bei dem das Behältnis bersten oder sich verformen könnte.
  • Bevorzugt bietet das Verfahren die Möglichkeit, den Behältnisinnendruck so einzustellen, dass keine Beschränkungen hinsichtlich der Behältnisgeometrie bestehen. So ist es bei dem Verfahren auch möglich, Behältnisse mit ovalem oder im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt zu behandeln. Ebenfalls ist es möglich, Behältnisse oder besondere Versteifungen des Behältnisbodens gemäß dem beschriebenen Verfahren zu behandeln.
  • Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird nach dem Einstellen eines Behälterinnendrucks durch ein Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums die Öffnung verschlossen wird. Dies kann beispielsweise durch ein Verkleben oder ein Verschmelzen erfolgen. Dabei kann zum Verschmelzen auch eine Ultraschalquelle zum Einsatz kommen
  • Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse während ihrer Herstellung und/oder während des Abfüllens und/oder während des Zuführens des gasförmigen Mediums transportiert. Vorteilhaft werden die Behältnisse wenigstens abschnittsweise entlang einer kreisbogenförmigen Bahn transportiert.
  • Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse wenigstens abschnittsweise durch einen Reinraum transportiert. Dies bedeutet, dass die hier beschriebenen Verfahrensschritte, insbesondere auch der Schritt des Zuführens bzw. Einbringens oder Abführens des gasförmigen Mediums, unter Reinraumbedingungen bzw. unter sterilen Bedingungen erfolgt. Dieser Reinraum ist dabei bevorzugt mittels wenigstens einer Wandung gegenüber einer (unsterilen) Umgebung abgedichtet bzw. abgetrennt. In einer weiteren bevorzugten Variante ist wenigstens ein Abschnitt der Wandung gegenüber einem anderen Abschnitt der Wandung relativbeweglich, wobei einer der Wandungsabschnitte zumindest abschnittsweise der Bewegung des Behältnisses entlang des Transportpfades folgt.
  • Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse sterilisiert. So ist es möglich, dass die Behältnisse direkt nach ihrer Herstellung sterilisiert werden. Es wäre jedoch auch möglich, dass bereits die Kunststoffvorformlinge vor dem Umformungsvorgang zu Kunststoffflaschen sterilisiert werden. Damit ist es auch möglich, dass bereits der eigentliche Umformungsvorgang zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffflaschen unter sterilen Bedingungen erfolgt. Dieses Sterilisieren kann dabei beispielsweise mittels eines Sterilisationsmediums, wie etwa Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure, erfolgen aber auch mittels Strahlung, beispielsweise Elektronenstrahlung. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass es sich bei der Sterilisation um einen optionalen Verfahrensschritt handelt. Dies gilt insbesondere bei denjenigen Produkten, bei denen die Sterilität über das Erwärmen der einzufüllenden Flüssigkeit erreicht wird.
  • Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird die Behältniswandung in einer oberen Hälfte des Behältnisses und insbesondere einem oberen Drittel des Behältnisses durchstoßen (bzw. an dieser Stelle die Öffnung eingebracht). Der Begriff der oberen Hälfte ist dabei auf eine Längsrichtung des Behältnisses bezogen, welche sich von einem Boden des Behältnisses zu der Mündung des Behältnisses erstreckt. Vorteilhaft wird die Behältniswandung in einem oberen Viertel, besonders bevorzugt in einem oberen Fünftel bezogen auf die Längsrichtung durchstoßen. Besonders bevorzugt erfolgt das Durchstoßen der Behältniswandung in einem Kopf- oder Schulterbereich des Behältnisses oder in einem Bereich in unmittelbarer Nähe eines Tragrings des Behältnisses, beispielsweise unterhalb oder oberhalb des besagten Tragrings. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Wandung an einer anderen Stelle, beispielsweise der Umfangswandung, durchstoßen wird, beispielsweise, wenn die Behältnisse liegend transportiert werden. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass dann die Umfangswandung durchstoßen werden kann, welche in der Regel dünner ist als die Wandung im Bereich der Mündung des Behältnisses. Zu diesem Zweck kann ein Behältniswender verwendet werden. Dabei wäre es möglich, dass das Behältnis gedreht wird und bevorzugt hierdurch der Behältnisverschluss (mit dem heißen Produkt) sterilisiert wird.
  • Dabei ist es möglich, dass ein zweiter Behältniswender vorgesehen ist, der das Behältnis wieder in die Ausgangsposition dreht. Es wäre jedoch auch denkbar, dass der gleiche Behältniswender zweimal durchfahren wird.
  • Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich eine Einrichtung, bei der das Behältnis zum Liegen kommt und an der Seitenwandung (und insbesondere einem Bereich, in dem sich im liegenden Zustand keine Flüssigkeit befindet) durchstoßen werden kann.
  • Bevorzugt wird die Öffnung in einem Bereich des Behältnisses eingebracht, in dem bei stehendem Behältnis zum Zeitpunkt der Penetration keine Flüssigkeit vorhanden ist. Auf diese Weise kann ein Austreten der Flüssigkeit durch die Öffnung verhindert werden.
  • Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird die Öffnung, über welche dem Behältnis das gasförmige Medium zugeführt wurde, nach dem Zu- oder Abführen des gasförmigen Mediums wieder verschlossen bzw. versiegelt. Dieses Verschließen bzw. Versiegeln der Öffnung kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Im Folgenden wird der Begriff des Versiegelns verwendet. Vorteilhaft wird dieses Versiegeln mittels eines Verfahrens durchgeführt, welches aus einer Gruppe von Verfahren ausgewählt ist, welche ein Schmelzen eines Abschnitts der Behältniswandung, ein Schmelzen eines Abschnitts einer Umfangswandung des Behältnisverschlusses, oder eine Relativdrehung des Behältnisverschlusses gegenüber dem Behältnis enthält.
  • So wäre es auch möglich, dass die Nadel, welche die Behältniswandung durchsticht, warm ist und den durchstoßenen Bereich anschließend wieder verschließt. Daneben könnte jedoch auch ein eigener Schweißkopf vorgesehen sein, der nach dem Rückzug der Nadel auf das Loch gedrückt wird, um die Öffnung wieder zu verschließen.
  • Auch wäre es denkbar, dass ein "externer Schmelzpunkt" aufgebracht wird, der bevorzugt aus einem Material besteht, welches sich von dem Material der Behältniswandung unterscheidet.
  • Dieses Versiegeln ist dabei während oder nach einem Verschließen des Behältnisses mit dem Behältnisverschluss möglich.
  • Bevorzugt erfolgen sowohl das Herstellen der Öffnung als auch das Versiegeln der Öffnung unter Reinraumbedingungen und/oder das Ausbilden des zwischen einer Mündung und dem Behältnisverschluss bestehenden Zwischenraums innerhalb eines Reinraums. Vorteilhaft erfolgen diese Vorgänge während einer Bewegung der Behältnisse und insbesondere während eines Transports der Behältnisse in ihrer Transportrichtung. Neben oder anstelle des Reinraums kann auch eine Kammer vorgesehen sein, welche insbesondere die Öffnung in der Behältniswandung umgibt und mittels derer das gasförmige Medium in das Behältnis eingebracht wird. Diese Kammer muss dabei nicht notwendig das gesamte Behältnis aufnehmen können.
  • Bei Verwendung einer solchen Kammer kann zum einen der "Reinraum" (der durch diese Kammer gebildet wird) verkleinert werden und andererseits kann dieser auch unter Überdruck gesetzt werden, sodass es keiner eigenen Gaszuführungseinrichtung in den Behälter bedarf, sondern das Gas "automatisch" nach der Penetration bzw. teilweisen Öffnung in den Behälter eintritt.
  • Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird ein Verschließen bzw. Versiegeln des Behältnisses (bzw. der Öffnung) mittels einer Inspektionseinrichtung überprüft. So kann beispielsweise eine insbesondere optische Inspektion dahingehend durchgeführt werden, ob die besagte Öffnung geschlossen wurde. Bevorzugt erfolgt diese Inspektion berührungslos und besonders bevorzugt optisch.
  • Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Befüllen und Verschließen eines dünnwandigen Kunststoffbehältnisses, insbesondere einer PET-Flasche. Eine solche Vorrichtung umfasst eine Blasformeinrichtung zum Herstellen eines Kunststoffbehältnisses aus einem Vorformling und eine Fülleinrichtung zum Befüllen des Kunststoffbehältnisses mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit. Weiterhin ist ein Verschließer zum wenigstens teilweisen Verschließen des Kunststoffbehältnisses mit einem Behältnisverschluss sowie mindestens eine Transporteinrichtung zum Transportieren des Kunststoffbehältnisses entlang einer Transportrichtung auf einem Transportpfad von einer der oben genannten Behandlungseinrichtungen zu einer stromabwärts folgenden Behandlungseinrichtung vorgesehen. Wesentlich für diese Vorrichtung ist außerdem, dass auf dem Transportpfad entlang der Transportrichtung stromabwärts und/oder stromaufwärts der Fülleinrichtung eine Austauschmedieneinbringeinrichtung angeordnet ist, durch welche ein Austauschmedium in das Kunststoffbehältnis einbringbar ist, wobei unter Ausbildung eines erhöhten Behältnisinnendrucks das zuvor enthaltene Medium zumindest teilweise verdrängbar ist.
  • Weiterhin ist bevorzugt auf dem Transportpfad entlang der Transportrichtung stromabwärts und/oder stromaufwärts des Verschließers eine Einrichtung, z.B. eine Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung bzw. eine Öffnungserzeugungseinrichtung angeordnet, mittels welcher durch eine Öffnung, welche in wenigstens einem den Kopfraum des Behältnisses umgebenden Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses oder einer Wandung des Behältnisverschlusses angeordnet ist oder dort erzeugt wird, oder über einen zwischen einer Mündung des Kunststoffbehältnisses und dem Behältnisverschluss bestehenden Zwischenraum, im Innenraum des Behältnisses ein vorgegebener Behältnisinnendruck durch Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums einstellbar ist. Dabei kann diese Öffnung zum einstellen des Behältnisinnendrucks verwendet werden.
  • Es wird demnach auch vorrichtungsseitig vorgeschlagen, mittels einer Austauschmedieneinbringeinrichtung ein Austauschmedium in das Kunststoffbehältnis einzubringen, wobei dies entweder vor oder nach dem Befüllen des Kunststoffbehältnisses mit dem fließfähigen Medium erfolgt. Darüber hinaus kann ein Einbringen des gasförmigen Mediums, zur Einstellung des Behältnisinnendrucks bevorzugt vor und/oder während und/oder nach dem Verschließen des Behältnisses vorgenommen werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform steht bei dieser Vorrichtung die Austauschmedieneinbringeinrichtung mit einem Stickstoffreservoir in Fluidverbindung, aus welchem Stickstoff, bevorzugt flüssiger Stickstoff, dosierbar in das Kunststoffbehältnis, abgebbar ist. Die Vorrichtung ist in dieser Ausführungsform somit dazu geeignet und dazu vorgesehen, flüssigen Stickstoff handhaben zu können und diesen bevorzugt in genau dosierter Menge in das Behältnisinnere abgeben zu können. Dadurch kann ein schneller Austausch des im Kopfraum des Behältnisses befindlichen Gases erreicht werden und - bei genauer Dosierung - bevorzugt auch der daraus resultierende Behältnisinnendruck zumindest in einem vorgegebenen Rahmen eingestellt werden.
  • Wird das Kunststoffbehältnis zuerst über die Fülleinrichtung mit dem fließfähigen Medium befüllt, ist der Stickstoff aus dem Stickstoffreservoir bevorzugt in den Kopfraum des befüllten Kunststoffbehältnisses abgebbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung mindestens ein über die Öffnung mit dem Kopfraum des befüllten Kunststoffbehältnisses zumindest zeitweise in Fluidverbindung bringbares Ventil, welches bevorzugt regulierbar ist, aufweist, mittels welchem ein Innendruck des Kunststoffbehältnisses vorwählbar ist. Mittels eines solchen Ventils kann der Fluss des Austauschmediums - bevorzugt dosiert - gesteuert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass auf dem Transportpfad entlang der Transportrichtung stromabwärts der Austauschmedieneinbringeinrichtung und stromaufwärts der Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung eine Temperiereinrichtung, bevorzugt eine Kühleinrichtung angeordnet ist, mittels welcher das Kunststoffbehältnis, bevorzugt einschließlich des enthaltenen fließfähigen Mediums auf eine Zieltemperatur im Bereich von 4 - 70°C, bevorzugt 10 - 50°C, insbesondere bevorzugt 20 - 30°C bringbar ist. Durch eine solche Kühleinrichtung kann die Abkühlung heiß eingefüllter Füllguter beschleunigt werden und somit die bei der Abkühlung auftretende Volumenänderung des Füllguts beschleunigt werden. Nach Durchlauf der Temperiereinrichtung und dem Einstellen der Temperatur des fließfähigen Mediums auf den oben angegebenen Bereich ist dessen Volumenänderung bei weiterer Temperaturänderung möglichst so gering, dass die dabei zu erwartende Volumenänderung durch den im Behältnis angelegten Überdruck an Austauschmedium kompensiert werden kann.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Temperiereinrichtung Düsen auf, mittels welcher die Behältnisse mit einem Kühlmedium, beispielsweise Wasser, beaufschlagbar sind.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung auf dem Transportpfad entlang der Transportrichtung stromabwärts einer Temperiereinrichtung und stromaufwärts der Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung eine Penetrationseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens einen Abschnitt der Wandung des Behältnisses oder wenigstens einen Abschnitt der Umfangswandung des Behältnisverschlusses zu durchstoßen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Verschließeinrichtung vorgesehen, die derart ausgebildet ist, dass sie den Verschluss in zwei Schritten an dem Behältnis anbringt, etwa zunächst nur mit wenigen Umdrehungen dafür sorgt, dass der Verschluss an dem Behältnis hält, jedoch zwischen dessen Mündung und dem Behältnisverschluss ein Zwischenraum ausgebildet wird, durch welchen das gasförmige Medium zu- oder abführbar ist. Die Verschließeinrichtung könnte dann eingerichtet sein, um erst zu einem späteren Zeitpunkt den Verschluss dichtend an dem Behältnis zu fixieren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Verschlussbehandlungseinrichtung vorgesehen, welche nach dem Verschließen des Behältnisses wieder eine leichte Öffnung desselben durchführt, beispielsweise durch Drehen des Verschlusses gegenüber dem Behältnis, um einen zwischen dessen Mündung und dem Behältnisverschluss angeordneten Zwischenraum auszubilden, durch welchen das gasförmige Medium zu- oder abführbar ist.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine Versiegelungseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Öffnung, durch welche dem Behältnis das gasförmige Medium zu- oder abführbar ist, zu verschließen bzw. zu versiegeln. Wie oben erwähnt, kann es sich bei dieser Verschließeinrichtung beispielsweise um eine Verschmelzungseinrichtung handeln, welche den Abschnitt des Behältnisses, in dem die Öffnung erzeugt wurde, wieder verschmilzt. Allerdings wäre es auch möglich, dass die Verschließeinrichtung die Einrichtung ist, welche den Behältnisverschluss an das Behältnis anbringt. So könnte beispielsweise der Flaschenverschließer zunächst einen Verschluss nur teilweise an das Behältnis anschrauben bzw. noch nicht vollständig schließen. Erst in einem nachgeordneten Schritt könnte dieser Verschließvorgang vollendet werden. Allgemein könnte dieser Vorgang in dem gleichen Verschließer, der die Behältnisse mit Verschlüssen verschließt oder auch in einer eigenen Vorrichtung, durchgeführt werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Reinraum auf, innerhalb dessen die Behältnisse wenigstens zeitweise transportiert werden. Dieser Reinraum kann dabei zumindest den Bereich umschließen, innerhalb dessen das Austauschmedium und/oder das gasförmige Medium dem Behältnisinneren zu- oder abführbar ist. Dabei ist es möglich, dass der Reinraum durch ein stehendes Gehäuse ausgebildet ist, es wäre jedoch auch möglich, dass der Reinraum lediglich kanalartig den Transportpfad der Behältnisse umgibt, wobei bevorzugt mindestens eine Wandung des Reinraums gegenüber mindestens einer anderen Wandung des Reinraums relativbeweglich ist und zumindest abschnittsweise der Transportbewegung der Behältnisse folgt. Auch wäre es möglich, dass auch bereits die Umformungseinrichtung die Kunststoffvorformlinge innerhalb eines Reinraums zu Kunststoffflaschen umformt. Daneben wäre es auch möglich, dass wenigstens eine Kammer vorgesehen ist, innerhalb derer den Behältnissen das Austauschmedium und/oder das gasförmige Medium zuführbar ist. Diese Kammer könnte beispielsweise als Hohlzylinder ausgeführt sein, in dem die Behältnisse sich befinden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Penetrationseinrichtung und/oder die Austauschmedieneinbringeinrichtung und/oder die Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung in einen Bereich der Verschließereinrichtung integriert, der die Behältnisse mit Verschlüssen versieht. So könnte diese Penetrationseinrichtung beispielsweise in eine Greif- oder Halteeinrichtung integriert sein, welche die Behältnisse während des Füllvorgangs hält. Bevorzugt könnte diese Greifeinrichtung ein Halteelement aufweisen, welches eine Drehung der Kunststoffflasche bezüglich ihrer Längsrichtung verhindert. Dieses Element könnte beispielsweise als sogenannte Spikeplatte ausgeführt sein, welche das Verschließerdrehmoment aufnimmt.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung eine Drucksteuerungseinrichtung und/oder eine Druckregulierungseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, den Druck, mittels dessen das gasförmige Medium in die Behältnisse ein oder aus diesen hinausgebracht wird, zu steuern und/oder zu regeln. So könnte beispielsweise eine Sensoreinrichtung vorgesehen sein, welche dazu geeignet und bestimmt ist, den jeweiligen Druck des Gases innerhalb des Behältnisses zu bestimmen und/oder den Druck, mit dem das Gas dem Behältnis zugeführt wird. Damit ist vorrichtungsseitig bevorzugt eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen, welche den Druck, mittels dem das Gas dem Behältnis zugeführt wird und/oder unter welchem sich das Gas anschließend in dem Behältnis befindet, steuert und/oder regelt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass diese Drucksteuerungseinrichtung bei allen hier beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden kann, also auch bei Varianten, bei denen keine Penetration der Behältnisse in der Verschließeinrichtung stattfindet oder welche penetrationsfrei abläuft.
  • Bevorzugt ist vorrichtungsseitig vorgesehen, dass der Transportpfad zumindest im Bereich der Austauschmedieneinbringeinrichtung entlang eines Kreisabschnitts verläuft. Bevorzugt ist in diesem Kreisabschnitt auch ein Verschließer angeordnet, welcher das Behältnis zumindest teilweise verschließt. Weiter bevorzugt ist der Kreisabschnitt, auf welchem während des Transports des Behältnisses das Verschließen erfolgt, größer als bei aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen. Dies ermöglicht, dass auf demselben Kreisabschnitt sowohl das Verschließen der Behältnisse mit den Behältnisverschlüssen als auch das Zuführen des Austauschmediums in das Behältnis ausführbar sind. Weiter bevorzugt sind diese beiden Prozesse im Wesentlichen zeitgleich ausführbar. Insgesamt ergibt sich somit eine kompaktere Ausgestaltungsmöglichkeit der Vorrichtung, da auf diese Weise auf zwei separate Anlagenteile, nämlich Austauschmedieneinbringeinrichtung und Verschließer, verzichtet werden kann.
  • Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die hier beschriebene Ausgestaltung mit der Austauschmedieneinbringeinrichtung im Bereich des Verschließers nicht zwingend erforderlich ist. Es ist auch möglich, dass die Austauschmedieneinbringeinrichtung stromabwärts des Verschließers angeordnet ist und das Austauschmedium beispielsweise nach einem (teilweisen) Öffnen des Behältnisverschlusses oder ein Durchstoßen einer Wandung des Behältnisses oder dessen Verschlusses in einem späteren Behandlungsschritt, beispielsweise in einem eigenen Aggregat durchführbar ist. Beispielsweise könnte die Austauschmedieneinbringeinrichtung entlang einer Transportstrecke angeordnet sein, welche zwischen dem Verschließer und einer weiteren Einrichtung, wie etwa einer Temperiereinrichtung, liegt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung eine Kammer, welche das Behältnis zumindest teilweise umschließt. Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass innerhalb dieser Kammer ein vorgegebener Druck anliegt und dieser Druck durch die Öffnung in der Wandung des Kunststoffbehältnisses oder des Behältnisverschlusses oder über einen zwischen der Mündung des Kunststoffbehältnisses und dem Behältnisverschluss bestehenden Zwischenraum in den Innenraum des Behältnisses übertragen wird. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Öffnung oder der Zwischenraum in der besagten Kammer erzeugt werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn im Bereich der Kammer Penetrationsmittel angeordnet sind. Als besonderes geeignet haben sich optische Penetrationsmittel, wie beispielsweise Laser, erwiesen. So kann beispielsweise mittels eines Lasers innerhalb der Kammer ein Loch in die Behältniswandung eingeschweißt werden, was den Vorteil bietet, dass auf mechanische Elemente, wie die oben erwähnten Nadeln, verzichtet werden kann. Auch das Versiegeln der Öffnung könnte eventuell mittels eines Lasers durchgeführt werden. So ist es möglich, dass innerhalb dieser Kammer die Öffnung mittels eines Lasers eingeschweißt wird und sich dann der korrekte Druck einstellt.
  • Diese Vorgehensweise weist darüber hinaus den Vorteil hoher Hygiene auf, da keine mechanischen Komponenten an dem Behältnis angreifen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Einbringen der Öffnung in eine Wandung des Behältnisses in der Seitenwandung oder im Boden erfolgt. Dazu weist die Vorrichtung bevorzugt eine Kippeinrichtung auf, welche das bereits befüllte Behältnis kippt.
  • Dabei ist es bevorzugt, dass das Behältnis um etwa 90° gekippt wird und beispielsweise in eine horizontale Lage gebracht wird, sodass der Einstich in die Seitenwand erfolgen kann. Bei einem Stich in die Seitenwand ist eine Penetration im Bereich des späteren Etikettierbereichs besonders vorteilhaft, da eventuelle optische Beeinträchtigungen bereits durch ein Etikett verdeckt werden können.
  • Auch ist eine Penetration im Bodenbereich des Behältnisses denkbar, wenn auch nicht erfindungsgemäß, beispielsweise in dem Anspritzpunkt. In diesem Bereich ist das Behältnis im Wesentlichen unverstreckt und damit amorph. Dies gilt insbesondere bei einem Herstellungsverfahren für streckgeblasene Behältnisse, wie PET-Behältnisse. Daneben steht im Bereich des Anspritzpunktes relativ viel Material zur Verfügung, um anschließend die Öffnung wieder zu verschmelzen.
  • Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Gewährleistung eines Behältnisinnendrucks durch mehrfache Druckbeaufschlagung des Kopfraums;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Gewährleistung eines Behältnisinnendrucks durch mehrfache Druckbeaufschlagung des Kopfraums.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Gewährleistung eines Behältnisinnendrucks durch mehrfache Druckbeaufschlagung des Kopfraums. Dazu ist vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt 1 ein Kunststoffbehältnis durch einen Blasformvorgang aus einem Vorformling hergestellt wird. Dieser wird anschließend in einem zweiten Verfahrensschritt 2 mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit befüllt. Anschließend ist vorgesehen, dass in einem weiteren Verfahrensschritt 3 das im Kopfraum des befüllten Kunststoffbehältnisses enthaltene Medium durch Einbringen eines Austauschmediums unter Ausbildung eines erhöhten Behältnisinnendrucks ausgetauscht wird. Dies könnte beispielsweise durch das Einbringen flüssigen Stickstoffs erfolgen, welcher bei Kontakt mit dem Füllgut verdunstet und so als Gas das zuvor im Kopfraum des befüllten Kunststoffbehältnisses enthaltene Medium aus diesem verdrängt. Die Nutzung von flüssigem Stickstoff hat gleichzeitig den Vorteil, dass das der Übergang in die Gasphase an der Kontaktfläche mit dem Füllgut erfolgt und so ein von dort in Richtung der Mündung verlaufender Stickstoffstrom ausgebildet wird, welcher das zuvor im Kopfraum enthaltene Medium ebenfalls in dieser Richtung verdrängt.
  • Denkbar wäre alternativ allerdings auch, dass in einem Verfahrensschritt 2 ein Austauschmedium in das Kunststoffbehältnis eingebracht wird und das Kunststoffbehältnis in einem Verfahrensschritt 3 mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit befüllt wird, wodurch das sich im Kunststoffbehältnisses enthaltene Austauschmedium unter Ausbildung eines erhöhten Behältnisinnendrucks verdrängt wird.
  • Nach dem Einbringen des Austauschmediums und des fließfähigen Mediums wird in einem sich daran anschließenden Schritt 4 das Kunststoffbehältnis wenigstens teilweise verschlossen.
  • In dem darauf folgenden Schritt 5 ist in einer Verfahrensvariante vorgesehen, dass in wenigstens einem den Kopfraum des Behältnisses umgebenden Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses oder einer Wandung des Behältnisverschlusses mindestens eine Öffnung eingebracht wird. Dieser Schritt 5 ist nicht zwingend erforderlich, sofern durch andere Maßnahmen gewährleistet, ist, dass eine Öffnung vorliegt, durch welche im darauf folgenden Schritt 6 das Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums zum Einstellen des vorgegebenen Behältnisinnendrucks möglich ist. Dies könnte beispielsweise durch nur teilweises Verschließen des Behältnisses in Schritt 4 erfolgen, wodurch zwischen dem Behältnis und dem Verschluss ein Kanal verbleibt, durch welchen ein Gasaustausch möglich ist.
  • In dem Schritt 6 ist vorgesehen, dass durch die in Schritt 5 eingebrachte Öffnung oder den zwischen einer Mündung und dem Behältnisverschluss bestehenden Zwischenraum (welcher im Rahmen dieser Erfindung ebenfalls als Öffnung verstanden werden soll) im Innenraum des Behältnisses ein vorgegebener Behältnisinnendruck durch Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums eingestellt wird. Dies könnte beispielsweise derart realisiert sein, dass das Behältnis zumindest abschnittsweise, wobei dieser Abschnitt die Öffnung einschließt, in einer Kammer angeordnet ist, in welcher der gewünschte Behältnisinnendruck anliegt. Durch den Gasaustausch über die Öffnung kann so der gewünschte Behältnisinnendruck auch im Inneren des Behältnisses eingestellt werden. Alternativ dazu könnte auch das aktive Zu- oder Abführen des gasförmigen Mediums vorgesehen sein, beispielsweise über eine zur in Schritt 5 zur Erzeugung der Öffnung verwendete Hohlnadel.
  • Weiter alternativ wäre es auch denkbar, dass nach den Verfahrensschritten 1 - 3 in einem vierten Verfahrensschritt 4 zum Einstellen eines vorgegebenen Behälterinnendrucks ein gasförmiges Medium in das Kunststoffbehältnis eingebracht wird und in einem fünften Verfahrensschritt 5, das Behältnis wenigstens zeitweise während des Einbringens des gasförmigen Mediums verschlossen wird. Bei dieser Vorgehensweise entfällt der Verfahrensschritt 6. Eventuell könnte jedoch ein erneutes, bevorzugt teilweises Öffnen des Verschlusses vorgesehen sein, um - beispielsweise nach Einstellung einer Zieltemperatur des Füllguts - einen gewünschten Behältnisinnendruck bevorzugt dauerhaft einstellen zu können.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausgestaltung einer Vorrichtung 10 zur Gewährleistung eines Behältnisinnendrucks durch mehrfache Druckbeaufschlagung des Kopfraums. In der Figur 2 wird dabei beispielhaft die Verfahrensvariante gezeigt, bei welcher das Kunststoffbehältnis zuerst befüllt wird, dann ein Austauschmedium in das Kunststoffbehältnis eingebracht wird und das Behältnis anschließend verschlossen wird.
  • Die Vorrichtung 10 umfasst eine nicht gezeigte Blasformeinrichtung, welche aus Vorformlingen Kunststoffbehältnisse 11 herstellt. Diese werden einer Fülleinrichtung 14 zugeführt, wo sie mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit befüllt werden. Bei dem Füllgut kann es sich insbesondere um ein Getränk handeln. Bevorzugt handelt es sich um ein heiß abgefülltes Füllgut. Das heiße Abfüllen ist insbesondere bei verderblichen oder sterilen Füllguten vorteilhaft, da so die Kontaminierung mit hitzeempfindlichen Keimen zumindest weitgehend vermieden werden kann und zumindest eine gewisse Sterilität gewährleistet sein kann. Daher ist es möglich und in vielen Fällen auch vorteilhaft, wenn zumindest einige der Behandlungseinrichtungen 14, 18, 19, 22 der Vorrichtung innerhalb eines nicht gezeigten Reinraums angeordnet sind.
  • Bevorzugt handelt es sich bei der Fülleinrichtung 14 um eine rotierende Fülleinrichtung, welche eine entlang des Umfangs eines Tragrads 13 eine Vielzahl von Behandlungseinrichtungen 12, hier Füllelemente aufweist, durch welche das Füllgut jeweils in eines der Behältnisse 11 einfüllbar ist.
  • Anschließend werden die befüllten Behältnisse 11 bevorzugt mittels einer Übergabeeinrichtung 15 an eine Austauschmedieneinbringeinrichtung 18 übergeben, welche ein Austauschmedium in den Kopfraum des befüllten Kunststoffbehältnisses abgibt. Die Übergabeeinrichtung 15 ist bevorzugt als Transferstern ausgebildet und weist bevorzugt Halteeinrichtungen 16 auf, welche bevorzugt jeweils ein Behältnis 11 aufnehmen können. Die Übergabeeinrichtung 15 stellt gleichzeitig auch eine Transporteinrichtung zum Transportieren von Kunststoffbehältnissen 11 entlang einer Transportrichtung auf einem Transportpfad dar. Die Übergabeeinrichtung 15 kann so ausgebildet sein, dass sie die Teilung der Behältnisse verändert, also den zwischen zwei entlang des Transportpfades aufeinander folgender Behältnisse bestehenden Abstand verändert.
  • In der gezeigten Ausführungsform werden die Behältnisse 11 auch während der einzelnen Behandlungsschritte an den jeweiligen Behandlungseinrichtungen 14, 18, 19, 22 transportiert, so dass auch die Behandlungseinrichtungen 14, 18, 19, 22 selbst Transportrichtungen sind.
  • In dem auf dem Transportpfad entlang der Transportrichtung stromabwärts der Übergabeeinrichtung 15 dargestellten Austauschmedieneinbringeinrichtung 18 wird das im Kopfraum des befüllten Kunststoffbehältnisses enthaltene Medium durch Einbringen eines Austauschmediums unter Ausbildung eines erhöhten Behältnisinnendrucks zumindest teilweise ausgetauscht. Dazu ist an der Austauschmedieneinbringeinrichtung 18 mindestens eine, bevorzugt eine Vielzahl, Austauschmedieneinbringeinheiten 17 angeordnet. Im gezeigten Beispiel ist die Austauschmedieneinbringeinrichtung 18 auch als Verschließer 18 ausgelegt, so dass auf demselben Tragrad das Kunststoffbehältnis auch wenigstens teilweise mit einem Behältnisverschluss verschlossen wird. Das Verschließen erfolgt in einem Sektor des durch das Tragrad gebildeten kreisabschnittsförmigen Transportpfades, welcher auf den Sektor folgt, in welchem das Austauschmedium in das befüllte Kunststoffbehältnis eingebracht wird.
  • Im vorliegenden Fall ist das Einbringen von flüssigem Stickstoff vorgesehen. Dieser verdunstet bei Kontakt mit dem Füllgut und treibt aufgrund seiner dabei auftretenden Volumenvervielfachung das zuvor im Kopfraum enthaltene Medium aus dem Behältnis 11 aus. Da der Übergang in die Gasphase primär an der Kontaktfläche mit dem Füllgut stattfindet, bildet sich auf der Unterseite des flüssigen Stickstoffs ein Gaspolster aus, welches als Isolationsschicht wirkt und das Verdunsten des Stickstoffs verzögert. Dadurch wird gewährleistet, dass für einige Zeit flüssiger Stickstoff im Behältnisinneren zur Verfügung steht. Solange noch flüssiger Stickstoff im Behältnisinneren vorhanden ist, ist aufgrund dessen fortschreitender Verdunstung ein kontinuierlicher Gasstrom in Richtung Mündung vorhanden, durch welchen das zuvor im Kopfraum enthaltene Medium ausgetrieben wird und Kontamination des Füllguts und des Behältnisinneren von außen vermieden wird. Bevorzugt wird der Verschluss durch den Verschließer 18 während dieser Phase auf das Behältnis aufgebracht.
  • Der danach verdunstende Stickstoff kann nicht mehr ungehindert durch die Mündung ausströmen, so dass im Behältnisinneren ein Überdruck aufgebaut wird. Bei nur teilweisem Verschließen des Behältnisses, kann der Druck durch die verbleibende Öffnung langsam abgebaut werden, bleibt jedoch über einen längeren Zeitraum oberhalb des Umgebungsdrucks, so dass Kontaminationen durch Einströmen von Fremdstoffen von außen weiterhin vermieden werden können.
  • Der im Behältnis 11 verbleibende Überdruck ist notwendig, um während der sich an den Austausch Kopfraummediums anschließenden Temperierung in der Temperiereinrichtung 19 das Eindringen von Keimen zu vermeiden. Da während der Abkühlung des Füllguts dessen Volumen üblicherweise abnimmt, kann durch den im Kopfraum bestehenden Überdruck diese Volumenabnahme (über-) kompensiert werden, so dass der Behältnisinnendruck insgesamt oberhalb des Umgebungsdrucks verbleibt.
  • Die Temperiereinrichtung 19 weist bevorzugt mindestens eine Abgabeeinrichtung 20 für ein Temperiermedium auf. Bevorzugt sind mehrere dieser Abgabeeinrichtungen 20 vorgesehen, welche in der Temperiereinrichtung 19 entlang des Transportpfades angeordnet sind und während des Transports der Behältnisse durch die Temperiereinrichtung 19 die Behältnisse mit dem Temperiermedium beaufschlagen. In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei der Temperiereinrichtung 19 um eine Kühleinrichtung, welche besonders bevorzugt die zu kühlenden Behältnisse mit Kühlwasser beaufschlagt. Ist eine Erwärmung der Behältnisse erwünscht (beispielsweise um sie nach der Kühlung wieder auf eine Zieltemperatur zu bringen) könnte als Temperiermedium beispielsweise Strahlung wie IR- und/oder Mikrowellenstrahlung eingesetzt werden.
  • Auf dem Transportpfad entlang der Transportrichtung ist stromabwärts des Verschließers 18 und im vorliegenden Beispiel auch stromabwärts der Temperiereinrichtung 19 eine Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung 22 angeordnet. Dieser werden die Behältnisse nach dem zumindest teilweisen Verschließen und der Temperierung mittels einer Übergabeeinrichtung 21 zugeführt. In dieser Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung 22 sind Behandlungseinrichtungen 23 vorgesehen, welche das Behältnis greifen und transportieren können und darüber hinaus während des Transports durch eine Öffnung einen vorgegebenen Behältnisinnendruck durch Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums einstellen. Dazu kann ein nicht gezeigtes Reservoir des gasförmigen Mediums vorgesehen sein, aus welchem fehlendes oder in welches überschüssiges Gas aus dem Kopfraum des Behältnisses ab- oder zugeführt werden kann. Dazu stehen der Kopfraum des Behältnisses und das Reservoir zumindest zeitweise in Fluidverbindung.
  • Die mindestens eine Öffnung ist wenigstens in einem den Kopfraum des Behältnisses umgebenden Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses 11 oder einer Wandung des Behältnisverschlusses angeordnet oder wird durch einen zwischen einer Mündung des Kunststoffbehältnisses 11 und dem Behältnisverschluss bestehenden Zwischenraum gebildet. Sie kann beispielsweise mittels einer nicht gezeigten Penetrationseinrichtung eingebracht werden. Diese könnte Teil der Behandlungseinrichtung 23 und somit der Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung 22 sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1-6
    Verfahrensschritt
    10
    Vorrichtung
    11
    Behältnis
    12
    Behandlungseinrichtung
    13
    Tragrad
    14
    Fülleinrichtung
    15
    Übergabeeinrichtung
    16
    Halteeinrichtung
    17
    Austauschmedieneinbringeinheit
    18
    Austauschmedieneinbringeinrichtung, Verschließer
    19
    Temperiereinrichtung
    20
    Abgabeeinrichtung
    21
    Übergabeeinrichtung
    22
    Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung
    23
    Behandlungseinrichtung

Claims (12)

  1. Verfahren zum Befüllen und Verschließen eines dünnwandigen Kunststoffbehältnisses (11), insbesondere einer PET-Flasche, wobei durch einen Blasformvorgang ein Kunststoffbehältnis (11) aus einem Vorformling hergestellt wird, und das Kunststoffbehältnis (11) mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit befüllt wird sowie ein Austauschmedium in das Kunststoffbehältnis eingebracht wird, wodurch unter Ausbildung eines erhöhten Behältnisinnendrucks ein zumindest teilweises Verdrängen des zuvor enthaltenen Mediums erfolgt und das Kunststoffbehältnis wenigstens teilweise verschlossen wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in wenigstens einem einen Kopfraum des Kunststoffbehältnisses umgebenden Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses (11) oder eine Wandung des Behältnisverschlusses mindestens eine Öffnung eingebracht wird und durch diese Öffnung im Innenraum des Kunststoffbehältnisses (11) ein vorgegebener Behältnisinnendruck durch Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Austauschmedium Stickstoff, bevorzugt flüssiger Stickstoff ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ausbildung des erhöhten Behältnisinnendrucks durch Volumenzunahme des Stickstoffs beim Übergang von der flüssigen Phase in die Gasphase erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das fließfähige Medium eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur, bevorzugt im Bereich von 40 - 110°C, weiter bevorzugt im Bereich von 50 - 100°C, insbesondere bevorzugt im Bereich von 60 - 90°C aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    während und/oder nach einem Prozess der bevorzugt aktiven Kühlung des Füllguts das Einstellen des vorgegebenen Behältnisinnendrucks durch Zuführen und/oder Abführen des gasförmigen Mediums erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Behältnisinnendruck eingestellt wird, welcher im Bereich von 1,05 - 7 bar, bevorzugt 1,1 - 5 bar, weiter bevorzugt 1,2 - 3 bar, insbesondere bevorzugt 1,25 - 2 bar oberhalb des Umgebungsdrucks liegt.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    nach dem Einstellen eines Behälterinnendrucks durch ein Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums die Öffnung verschlossen wird.
  8. Vorrichtung (10) zum Befüllen und Verschließen eines dünnwandigen Kunststoffbehältnisses (11), insbesondere einer PET-Flasche, umfassend eine Blasformeinrichtung zum Herstellen eines Kunststoffbehältnisses aus einem Vorformling, eine Fülleinrichtung (14) zum Befüllen des Kunststoffbehältnisses (11) mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit; einem Verschließer (18) zum wenigstens teilweisen Verschließen des Kunststoffbehältnisses mit einem Behältnisverschluss, und mindestens eine Transporteinrichtung (15, 21) zum Transportieren des Kunststoffbehältnisses entlang einer Transportrichtung auf einem Transportpfad von einer der oben genannten Behandlungseinrichtungen (14, 18) zu einer stromabwärts folgenden Behandlungseinrichtung, wobei auf dem Transportpfad entlang der Transportrichtung stromabwärts und/oder stromaufwärts der Fülleinrichtung (14) eine Austauschmedieneinbringeinrichtung (18) angeordnet ist, durch welche ein Austauschmedium in das Kunststoffbehältnis einbringbar ist, wobei unter Ausbildung eines erhöhten Behältnisinnendrucks das zuvor enthaltene Medium zumindest teilweise verdrängbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Transportpfad entlang der Transportrichtung stromabwärts des Verschließers (18) eine Einrichtung angeordnet ist, mittels welcher eine Öffnung in wenigstens einem den Kopfraum des Kunststoffbehältnisses (11) umgebenden Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses (11) oder eine Wandung des Behältnisverschlusses (2) einbringbar ist und wobei über diese Öffnung ein vorgegebener Behältnisinnendruck durch Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums einstellbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Austauschmedieneinbringeinrichtung (18) mit einem Stickstoffreservoir in Fluidverbindung steht, aus welchem Stickstoff, bevorzugt flüssiger Stickstoff, dosierbar in das Kunststoffbehältnis (11) abgebbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung (22) mindestens ein über die Öffnung mit dem Kopfraum des befüllten Kunststoffbehältnisses (11) zumindest zeitweise in Fluidverbindung bringbares Ventil, welches bevorzugt regulierbar ist, aufweist, mittels welchem ein Innendruck des Kunststoffbehältnisses (11) vorwählbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    auf dem Transportpfad entlang der Transportrichtung stromabwärts und/oder stromaufwärts der Austauschmedieneinbringeinrichtung (18) und stromaufwärts der Behältnisinnendruckeinstelleinrichtung (22) eine Temperiereinrichtung (19), bevorzugt eine Kühleinrichtung angeordnet ist, mittels welcher das Kunststoffbehältnis (11), bevorzugt einschließlich des enthaltenen fließfähigen Mediums, auf eine Zieltemperatur im Bereich von 4 - 70°C, bevorzugt 10 - 50°C, bringbar ist.
  12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung eine Verschließeinrichtung aufweist, welche zum Verschließen der erzeugten Öffnung geeignet ist, insbesondere nachdem ein Einstellen des Behälterinnendrucks durch Zuführen und/oder Abführen eines gasförmigen Mediums erfolgt ist.
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