EP3733588B1 - Vorrichtung und verfahren zum aufschäumen eines in einen behälter abgefüllten füllprodukts - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum aufschäumen eines in einen behälter abgefüllten füllprodukts Download PDF

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EP3733588B1
EP3733588B1 EP20171576.0A EP20171576A EP3733588B1 EP 3733588 B1 EP3733588 B1 EP 3733588B1 EP 20171576 A EP20171576 A EP 20171576A EP 3733588 B1 EP3733588 B1 EP 3733588B1
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EP
European Patent Office
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foaming
filling product
height
container
sensor
Prior art date
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Active
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EP20171576.0A
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EP3733588A1 (de
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Tobias EHRISMANN
Jakob Birnstiel
Christian Gebauer
Markus Schoenfelder
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
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    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/24—Devices for supporting or handling bottles
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    • B67C3/007—Applications of control, warning or safety devices in filling machinery
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for foaming a filling product filled in a container, preferably a beverage in a beverage bottling plant, in the container.
  • a controlled atmosphere for example a low-oxygen atmosphere, in the so-called headspace of the filled container, which lies between the level of the filling product and the container closure, in order to promote the shelf life of the filling product and improve product quality support.
  • foam-forming filling products particularly CO 2 -containing beverages such as beer
  • CO 2 -containing beverages such as beer
  • oxygen has a negative effect on the shelf life and taste.
  • the WO 2009/095054 A1 a device for foaming a filling material placed in a container, with at least one foaming unit provided on a transport section of the filled but not yet sealed containers for introducing a foaming medium that causes foaming into the containers, and with at least one following the foaming unit in the transport direction of the transport section
  • Opto-electrical sensor unit of a monitoring unit with which foam formation in the containers is monitored prior to closure using at least one monitoring criterion is formed, wherein the at least one opto-electrical sensor unit and the monitoring unit for monitoring the foaming of the not yet sealed container is formed.
  • the foam formation above the opening edge of the respective container mouth is recorded and monitored by the opto-electrical sensor unit.
  • a container that is outside of a monitoring target range with regard to foam formation can be ejected after it has been closed.
  • the DE 10 2008 032 822 A1 describes a device for filling drinks with an injection device and a sensor device which automatically checks the function of the injection device.
  • the EP 0 479 030 A1 describes a foaming device for displacing the residual air volume from containers filled with a foamable liquid product.
  • the documents DE 10 2008 032 822 A1 , WO 2009/095054 A1 and EP 0 479 030 A1 disclose devices and methods according to the preambles of claims 1 and 7.
  • the WO 2019/233717 A1 which is to be considered prior art under Article 54(3) EPC, describes a device and a method for treating containers filled with a foamable liquid product.
  • the EP 0 841 300 A1 describes a method and a device for foaming carbonized filling products in container headspaces.
  • the WO 2010/112141 A2 , DE 10 2016 112 369 A1 and EP 2 942 322 A1 describe methods and devices for filling containers.
  • a frothing device for foaming a filling product filled into containers, preferably a beverage, in particular beer, in a beverage bottling plant, in the containers, the frothing device having at least one frothing element for introducing energy into the filling product, a control unit for controlling the at least one frothing element , a transport device for transporting the containers in a transport direction and at least one measuring device.
  • the measuring device provides a measuring device for determining the height of the surface of the filling product in the respective container
  • the frothing device has a controller for controlling the energy input into the filling product and the controller is connected to the control unit for the frothing element and the measuring device.
  • a foaming device for foaming a filling product filled into containers in the containers is a device that can be integrated in particular in a filling device for filling the filling product, in particular in a beverage filling plant.
  • the product to be filled is preferably a drink, in particular beer.
  • the foaming device is preferably arranged in a filling device in the transport direction of the container between a filler and a closing device.
  • the containers that are treated in the frothing device are already filled with the filling product.
  • a filling device can thus also include the foaming device described.
  • the frothing device has at least one frothing element, a control unit for the frothing element, a transport device and a measuring device.
  • the transport device can in particular be a filler outlet star which is arranged downstream of the filler.
  • the measuring device is a measuring device for determining the level of the surface of the filling product in the respective container.
  • the height of the surface of the filling product in the container can be the filling level that is reached by filling the filling product.
  • the height of the surface of the filling product can also be the height of the surface of a foam layer that forms on the liquid filling product during foaming. In the latter case, the height of the surface of the filling product can also be referred to as the foam height.
  • the measuring device preferably includes one or more sensors.
  • the measuring device can have a processing unit for processing the recorded sensor data.
  • the frothing device has a measuring device for determining the height of the surface of the filling product, a regulator for regulating the energy input into the filling product and a control unit for the frothing element, and the control unit and the measuring device are connected to the regulator, a control loop can be formed via which the foaming element can be controlled in a regulated manner.
  • the energy input via the foaming element can be adjusted as a function of the fill level and/or the foam level. It can thus be ensured that the head space of the container, ie the area between the surface of the filling product and the container mouth, is filled with foam before the container is closed.
  • the foam height i.e.
  • the height of the surface of the filling product after foaming can be adjusted independently of influencing variables that have to be taken into account in other processes.
  • the filling of the head space with foam with the foaming device can be carried out reliably regardless of the temperature and the filling product used.
  • the filling product can be prevented from foaming over the container mouth, whereby the filling product can be prevented from being wasted and contamination of the surrounding machine parts can also be prevented. As a result, the otherwise necessary cleaning breaks can be avoided. Insufficient foaming of the filling product and the associated retention of oxygen in the headspace of the container can also be avoided with the present invention.
  • the measuring device preferably has at least one filling product sensor for determining the height of the surface of the filling product.
  • the filling product sensor is preferably a sensor for optically determining the height of the surface of the filling product.
  • the filling product sensor is particularly preferably a distance sensor, which can also be referred to as a displacement sensor.
  • the filling product sensor is particularly preferably a triangulation sensor, in particular a laser triangulation sensor.
  • the filling product sensor can be arranged in the frothing device in such a way that it lies above the container. This reduces the space requirement on the sides of the transport device, which is not possible with an optical sensor that uses a camera to measure the height of the surface of the filling product from the side. In addition, the risk of contamination of the filling product sensor is reduced.
  • the height of the surface of the filling product is measured by measuring the distance between the surface and a measuring plane.
  • the measurement plane is preferably the plane in which the sensor lies.
  • the height of the surface of the filling product is determined by measuring the distance between the surface and the sensor. It is not absolutely necessary to calculate the height of the surface. Rather, the distance measured by the sensor can be used as a value expressing the height of the surface of the filling product. In this case, the determination of the height of the surface is the measurement of the distance from the surface of the filling product to the sensor.
  • At least one filling product sensor is preferably arranged after the at least one foaming element in the transport direction.
  • the transport direction is the direction in which the containers in the frothing device on the transport device from the point where the containers are transferred from a filler to the point where the containers are transferred to a
  • Cappers are transferred to be transported.
  • the filling product sensor can be arranged at the end of the frothing device in the transport direction.
  • the end of the frothing device is the area in which the containers are transferred from the frothing device to the closing device of the filling device.
  • the measuring device has at least one container sensor for determining the height of the container mouth.
  • the mouth of the bottle is the upper end of the neck of the bottle, which has an opening for inserting and removing the bottle
  • At least one container sensor can be arranged in front of the foaming element in the transport direction.
  • the measuring device is set up to determine the height of the container mouth (HB) and the height of the surface of the filling product before foaming
  • the control unit is set up to calculate from the difference in the height of the surface of the filling product before foaming and the height of the container mouth (HB) to determine the height of the headspace and to use this to determine the required energy input.
  • the container sensor arranged in front of the frothing element in the transport direction can be located at the beginning of the frothing device or on the filler, for example at the end of the filler.
  • a container sensor arranged after the frothing element in the transport direction can be located at the end of the frothing device.
  • the distance between the height of the surface of the filling product and the height of the container mouth can be determined.
  • the volume of the headspace to be filled can be determined by this distance when the height of the surface of the filling product is determined in front of the foaming element.
  • the energy required for the fill product to foam sufficiently to fill that volume can be determined.
  • the foaming device can already be set during the start-up period in such a way that the filling product foams sufficiently to fill the head space with foam.
  • the height of the container mouth can be used as a target value for the foam height, i.e. the height of the surface of the filling product after foaming, can be used.
  • the container sensor can be provided after the frothing element, for example at the end of the frothing device.
  • the height determined for the container mouth at the beginning of the frothing device is also possible to use as a target value and to compare this with the foam height at the end of the frothing device.
  • the filling product sensor for determining the height of the surface of the filling product is a laser triangulation sensor.
  • a laser beam is focused on the surface of the filling product and is detected with a detection element adjacent to the laser beam source, which can be a camera, for example, or a CCD line (charge-coupled device), a CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) or a spatially resolving photodiode can be observed.
  • the distance of the surface of the filling product from the laser beam source can be calculated.
  • the height of the surface of the filling product can be recorded as the distance from the filling product sensor. The distance can be used as a value for the height of the surface of the filling product, or the height of the surface can be determined using the measured distance.
  • a distance sensor is preferably also used as the container sensor.
  • the container sensor can represent a line sensor. This can be a light section sensor, which emits an IR line of light, which is reflected back at a defined reflector and is picked up again by the sensor. If an object is in the beam path, part of the line of light is attenuated or completely shadowed, allowing objects to be measured with precise resolution.
  • a laser sensor can also be used as the container sensor.
  • the frothing element of the frothing device can be an injection device for injecting medium into the filling product in the filled container.
  • the injection device can be a high-pressure injection device (HDE), by means of which air or water is injected into the filling product under high pressure.
  • HDE high-pressure injection device
  • the frothing element of the frothing device can be an ultrasonic device for introducing ultrasound into the filling product in the filled container.
  • the foaming element is preferably a laser device for introducing a laser beam into the product to be filled in the filled container. lasers).
  • the laser device preferably has a pulsed laser.
  • a laser device as the foaming element, a number of advantages can be achieved.
  • dilution which can occur when using a water jet to introduce the energy, can be prevented.
  • foaming by means of a laser the residual oxygen in the headspace of the container can be minimized since a fine-pored foam is produced by foaming by means of a laser.
  • the use of a laser for foaming has the advantage that maximum hygiene can be guaranteed, since no foreign substances such as water have to be introduced into the filling product.
  • the use of a laser does not affect the taste of the filling product.
  • a pulsed laser for example, by only emitting a pulse when the container is under the laser, energy savings can be achieved.
  • filling is not limited to containers that represent bottles, but can also be used for filling cans and can therefore be used universally.
  • the transmission speeds of the sensor signals and the corresponding control of the foaming element are important for reliable control.
  • the transport length of the frothing device can therefore be increased in order to take into account a lower transmission speed.
  • the measuring device and in particular the at least one filling product sensor is preferably arranged above the transport device and measures the height of the surface of the filling product and optionally the height of the container mouth downwards.
  • a method for foaming a filling product filled in containers is proposed in the containers, which is characterized in that the filling product by a Foaming element is foamed and the foaming element is controlled in a control loop in which the height of the surface of the filling product is used as a controlled variable after foaming.
  • the height of the surface of the filling product after foaming is also called foam height. Hs, denoted.
  • the height of the surface of the filling product is preferably measured as the distance from a sensor that is arranged above the container mouth.
  • the determined height of the surface of the filling product, H S_ist , or a distance corresponding to this height can be compared with a target value, H S_soll , or a distance corresponding to this height, and if the determined height H S_act deviates from the target value H S_soll , or the corresponding distances can be changed by changing the settings in the control unit of the frothing device, the energy input into the filling product.
  • the height of the filling product after foaming that is to say the foam height, is compared with a target value.
  • the height of the container mouth, HB is measured.
  • This height, H B is also preferably measured as a distance from a measurement plane of a sensor.
  • the distance measured in this way or the corresponding height of the container mouth is preferably used as a target value for the control loop of the foaming device.
  • the height of the surface of the filling product before foaming ie the filling height, HF , is also determined.
  • the filling height, H F can be determined by a corresponding distance or the distance as a value for the filling height, H F , be used.
  • This value is used to calculate the height of the headspace , H, from the difference between the height of the surface of the filling product before foaming, i.e. the filling height, HF , or a corresponding distance, and the height of the container mouth, HB, or a corresponding distance K , determined and used to determine the required energy input.
  • the fill height may be compared to the foam height and this difference compared to the difference between the fill height, HF , or equivalent distance, and the container mouth height, HB , or equivalent distance.
  • the pulse energy is regulated in the method according to the invention.
  • the foaming process is preferably carried out using a foaming device according to the invention.
  • the present invention has a number of advantages.
  • the foaming according to the invention is independent of influencing factors that have to be taken into account in other processes.
  • foaming is independent of product and temperature, since an independent control loop is created.
  • a new headspace volume can also be set automatically, for example when changing to other containers, and the device can therefore be used flexibly.
  • the product can be prevented from foaming over, whereby the filling product can be prevented from being wasted and the surrounding machine parts can also be prevented from being contaminated. As a result, the otherwise necessary cleaning breaks can be avoided. Insufficient foaming of the filling product and the associated retention of oxygen in the top area of the container can also be avoided with the present invention.
  • a filling device 1 with an embodiment of a foaming device 11 is shown schematically.
  • the bottling device 1 is preferably part of a bottling plant for beverages, not shown in full, in particular for bottling beer.
  • the filling device 1 comprises a filler 10, a foaming device 11, a closer 12 and a closer outlet 13.
  • the filler 10 is formed by a filler carousel 100.
  • the filler carousel 100 to be filled containers 4, which can represent bottles or cans, are transported and moved over an angular range of the filler carousel 100 and thereby filled.
  • the frothing device 11 comprises a transport device in the form of a filler outlet starwheel 110.
  • the point at which the container 4 is transferred to the filler outlet star wheel 110 is also referred to as the start of the foaming device 11 .
  • the container 4 is transferred to the closer 12, which is formed by a closer carousel 120 in the illustrated embodiment.
  • the point at which the container 4 is transferred to the capper 12 is also referred to as the end of the frothing device 11 .
  • the container 4 is closed on the closer 12 and transferred to a closer outlet 13 which is designed as a closer outlet starwheel 130 .
  • the foaming device 11 has a foaming element 111 which has a laser.
  • the frothing element 111 is arranged in such a way that it lies between the beginning and the end of the frothing device 11 and is preferably arranged above the container 4 .
  • the foaming device 11 comprises a measuring device 2.
  • the measuring device 2 preferably comprises at least two sensors.
  • the sensors can represent a filling product sensor 20, 21 or a container sensor 22, which is described with reference to FIG figure 2 and figure 3 is explained in more detail below.
  • At least one sensor is arranged at the beginning of the frothing device 11 and a second sensor is arranged at the end of the frothing device 11 .
  • FIG 2a is a container 4 with filling product before foaming and in Figure 2b shown after foaming.
  • the container 4 represents a bottle.
  • the upper end of the container 4 in the embodiment shown the upper end of the bottle neck, forms the container mouth 40.
  • the height of the container mouth is the height, H B .
  • the filling product Before foaming, the filling product has a filling height, H F .
  • the headspace which lies between the surface of the filling product before foaming and the container mouth and is filled with air, has a height, H K .
  • the container 4 with filling product is shown in the foamed state.
  • the headspace is filled with foam.
  • the height of the fill product in this state is called the foam height, Hs, and is made up of the height of the liquid fill product, H fl , and the height of the foam layer formed, Hss.
  • FIG 3 are containers 4 with filling product in different phases in the foaming device (in figure 3 not shown).
  • the first phase Figure 3a
  • the container 4 is filled with filling product.
  • the fill level of the filling product is at the lower end of the bottle neck.
  • the second phase Figure 3b
  • energy is applied to the filling product, which causes the filling product to foam.
  • a layer of foam begins to form on the liquid filling product.
  • foaming is more advanced.
  • the foam height is greater than the height of the container and the foam layer thus projects beyond the container mouth 40 of the container 4, ie the filling product foams over.
  • the height of the surface of the filling product is determined via a sensor which can be referred to as a filling product sensor 20 .
  • the filling product sensor 21 is arranged above the container 4 and the height, H F , is determined through the container mouth 40 through.
  • a foaming element 111 acts on the filling product.
  • the foaming element 111 is in particular a laser element.
  • the foaming element 111 is arranged above the container 4 and the laser beam is directed onto the surface of the filling product and thus runs through the container mouth 40 .
  • the height of the surface of the filling product is determined again.
  • a sensor which can be referred to as a filling product sensor 21 is also used here.
  • the filling product in the container is foamed, so that the filling product sensor 21 determines the foam height, Hs.
  • the first phase in Figure 3a is shown, is preferably at the beginning of the foaming device 1.
  • the second phase, in Figure 3b is shown, is preferably between the beginning and the end of the foaming device 11.
  • the third phase, in Figure 3c shown is preferably at the end of the foaming device 11.
  • the value of the height of the surface of the filling product determined by the first sensor 20, that is to say the value for the filling height, H F , can be used when the foaming element 111 is actuated.
  • the through the second sensor 21 determined value of the height of the surface of the filling product, ie the value for the foam height, Hs can be used when controlling the foaming element 111.
  • a first embodiment of the method for foaming the filling product is shown schematically.
  • a first embodiment of the foaming device 11 is used.
  • the measuring device 2 of the foaming device 11 has a sensor for determining the height of the container mouth 40 in addition to a first and a second filling product sensor 20 , 21 .
  • This sensor is referred to as container sensor 22 .
  • the distance between a measurement plane M, which lies above the container 4, and the container mouth 40 is measured by the sensor 22.
  • This distance x1 is thus a value that describes the height of the container mouth 40, H B .
  • the distance x2 between the surface of the filling product before foaming and the measuring plane M, in which the sensor 20 lies, is measured by the filling product sensor 20 .
  • This distance x2 thus expresses the filling height, H F , of the filling product.
  • the distance x4 between the surface of the foamed filling product and the measuring plane M, in which the filling product sensor 21 lies, is measured by the further filling product sensor 21 .
  • the distance x4 is thus a value that expresses the foam height, Hs, of the filling product, in particular the actual height, H S_act .
  • the distance x3, which expresses the height of the headspace, H K can be determined from the distance x1 and the distance x2.
  • the value x3 can therefore be used to control the frothing element 111 .
  • the distance x4 between the measuring plane in which the sensor 21 lies and the surface of the foamed filling product is taken into account when the foaming element 111 is actuated.
  • FIG. 12 is a flow chart of the method steps of the first embodiment of the method for foaming with the measuring device 2.
  • FIG figure 4 shown schematically.
  • step S1 the distance x1 to the container mouth 40 is measured via the sensor 22.
  • step S2 the distance x2 from the surface of the filling product in the container 4 is measured before foaming.
  • step S3 the height of the headspace x3 is calculated as the difference between the distance x2 from the surface of the filling product in the container 4 before foaming and the distance x1 from the container mouth. With this height x3, the volume of the headspace is calculated in step S4 and the control parameters for the foaming element for generating the energy that is necessary to fill the headspace of the container with foam are determined therefrom to fill.
  • the required laser pulse energy is calculated in step 4 in particular.
  • the foaming element in particular the laser, is controlled with the determined control parameters.
  • energy is introduced into the filling product, in particular beer, by the laser beam, which is directed onto the surface of the filling product, and the filling product is thereby foamed in step 6 .
  • the distance x4 to the surface of the foamed filling product is measured.
  • the difference ⁇ between the distance x2 to the surface of the filling product in the container before foaming and the distance x4 to the surface of the foamed product is compared with the distance x3 to the container mouth 40.
  • the difference ⁇ deviates from the distance x3, this means that the foam height, Hs, of the filling product is greater or less than the height of the container mouth, H B .
  • the control parameters in particular the laser pulse energy, have to be changed. These changed control parameters are then used for the following containers in step S6. If, on the other hand, the difference ⁇ corresponds to the height x3 of the headspace, the originally determined control parameters for controlling the foaming element are used for the next container.
  • This controlled actuation of the foaming element can thus ensure that the headspace of the container is completely filled and overflowing with foam can be prevented.
  • FIG 6 a second non-inventive embodiment of the process for foaming filling product is shown schematically.
  • the measuring device 2 of the frothing device 11 comprises only one filling product sensor 21 and one container sensor 22 .
  • FIG 7 is a flow chart of the method steps of the second embodiment of the method for foaming with the measuring device 2, not according to the invention figure 6 shown schematically.
  • the steps S1 to S3 according to the first embodiment relating to figure 5 has been described.
  • the control parameters for generating the energy that is necessary for filling the header area can also be used in another way, for example by using values from databases or from preliminary tests.
  • step S2 executed and then steps S4 to S7 as with reference to FIG figure 5 described, carried out.
  • step 8-2 different from step 8-1 of the first embodiment figure 5 in the second embodiment, the distance x4 from the surface of the foamed filling product is compared with the distance x1 from the container mouth 40.
  • the distance x4 differs from the distance x1, this means that the foam height, Hs, is smaller or larger than the height of the container mouth, HB , and thus the headspace is either not completely filled with foam or there is a foam crown over the container opening 40 stands out.
  • the control parameters in particular the laser pulse energy, have to be changed. These changed control parameters are then used for the following containers in step S6.
  • the distance x4 corresponds to the distance x1
  • the originally determined control parameters for controlling the foaming element are used for the next container.
  • the controlled activation can be used to ensure that the headspace of the container is completely filled with foam and foaming over can be prevented.
  • FIG 8 a third embodiment, not according to the invention, of the method for foaming a filling product in a container is shown schematically.
  • a measuring device 2 is used here, which differs from the figure 6 shown embodiment differs in that the container sensor 22 is arranged after the frothing element 111.
  • figure 9 1 is a flow chart of the method steps of the third embodiment of the method for foaming with the measuring device 2, which is not according to the invention figure 8 shown schematically.
  • the steps S1 to S3 according to the first embodiment relating to figure 5 has been described.
  • a further container sensor (not shown) is provided in front of the foaming element 111 .
  • the control parameters for generating the energy that is necessary for filling the header area can also be used in another way, for example by using values from databases or from preliminary tests.
  • the method begins with step S4. Steps S4 to S6 are as described with reference to FIG figure 5 described, carried out.
  • step 6a the distance from the container mouth x1a is then measured.
  • Step S7 is then carried out, ie the distance from the surface of the foamed filling product is measured.
  • step 8-3 different from step 8-1 of the first embodiment figure 5 and step 8-2 of the second embodiment figure 7 the distance x4 from the surface of the foamed filling product is compared with the distance x1a from the container mouth 40, which was measured after the energy input into the filling product.
  • the control parameters in particular the laser pulse energy, have to be changed. These changed control parameters are then used for the following containers in step S6.
  • the originally determined control parameters for controlling the foaming element are used for the next container 4 .
  • the controlled actuation can be used to ensure that the top space of the container is completely filled and foaming over can be prevented.
  • FIG figure 10 An example of a control loop that can be used with the present invention is in FIG figure 10 shown schematically.
  • a laser controlled by means of a control circuit can be used instead of an HDE for foaming the filling product.
  • the HDE can be replaced by a laser beam source, which sends controllable laser pulses from above through the container mouth onto the filling product and can thus cause foaming.
  • two identical sensors are used to measure the fill level or foam level.
  • a control circuit for controlling the laser pulses can be set up.
  • the first sensor measures, for example, the foam level after the filling product has been completely filled in the container and in front of the laser station.
  • the height difference to be foamed i.e.
  • the distance between the foam level, which can be expressed by the filling height, H F , and the container mouth defines the required pulse energy of the subsequent laser pulse.
  • the second sensor which is positioned between the laser and the capper, measures the result, i.e. the actual status after foaming, and thus detects deviations from the target status.
  • a controller readjusts the pulse energy of the laser beam so that the deviation is eliminated.

Landscapes

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

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufschäumen eines in einem Behälter abgefüllten Füllprodukts, bevorzugt eines Getränkes in einer Getränkeabfüllanlage, in dem Behälter.
    • Stand der Technik
  • Bei der Abfüllung Füllprodukten kann es von Bedeutung sein, in dem sogenannten Kopfraum des befüllten Behälters, der zwischen dem Füllproduktspiegel und dem Behälterverschluss liegt, eine kontrollierte Atmosphäre, beispielsweise eine sauerstoffarme Atmosphäre bereit zu stellen, um die Haltbarkeit des Füllprodukts zu fördern und die Produktqualität zu stützen.
  • Bei schaumbildenden Füllprodukten, insbesondere von CO2-haltigen Getränken wie Bier, kann es wichtig sein, den Sauerstoffgehalt im Kopfraum des Behälters auf ein Minimum zu reduzieren. Insbesondere bei Bier wirkt sich Sauerstoff negativ auf die Haltbarkeit und den Geschmack aus.
  • Um den Sauerstoffgehalt im Kopfraum des Behälters zu reduzieren, ist es beispielsweise aus der WO 2009/095054 A1 bekannt, das Füllprodukt vor dem Aufbringen des Behälterverschlusses aufzuschäumen und auf diese Weise den Sauerstoff aus dem Kopfraum zu verdrängen.
  • Insbesondere offenbart die WO 2009/095054 A1 eine Vorrichtung zum Aufschäumen eines in einem Behälter eingebrachten Füllgutes, mit wenigstens einer an einer Transportstrecke der gefüllten, aber noch nicht verschlossenen Behälter, vorgesehenen Aufschäumeinheit zum Einbringen eines das Aufschäumen bewirkenden Aufschäummediums in die Behälter sowie mit wenigstens einer in Transportrichtung der Transportstrecke auf die Aufschäumeinheit folgende opto-elektrische Sensoreinheit einer Überwachungseinheit, mit der die Schaumbildung in den Behältern vordem Verschließen anhand wenigstens eines Überwachungskriteriums überwacht wird, wobei die wenigstens eine opto-elektrische Sensoreinheit und die Überwachungseinheit für die Überwachung der Schaumbildung der noch nicht verschlossenen Behälter ausgebildet ist. Hierbei wird von der opto-elektrischen Sensoreinheit die Schaumbildung oberhalb des Öffnungsrandes der jeweiligen Behältermündung erfasst und überwacht. Bei dem beschriebenen Verfahren kann ein Behälter, der hinsichtlich der Schaumbildung außerhalb eines Sollbereichs der Überwachung liegt, nach dem Verschließen ausgeschleust werden.
  • Ein Nachteil, der bei dieser vorgeschlagenen Lösung besteht, ist, dass eine Schaumbildung, die über dem Sollwert liegt, zu einem Überlaufen des Füllprodukts und dann zu einem Verwerfen der Behälter und damit zu einem Verlust führt.
  • Die DE 10 2008 032 822 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Abfüllen von Getränken mit einer Einspritzeinrichtung und einer Sensoreinrichtung, welche automatisiert die Funktion der Einspritzeinrichtung prüft. Die EP 0 479 030 A1 beschreibt eine Aufschäumvorrichtung zum Verdrängen des Restluftvolumens aus mit einem aufschäumbaren flüssigen Füllgut gefüllten Behältern. Die Dokumente DE 10 2008 032 822 A1 , WO 2009/095054 A1 und EP 0 479 030 A1 offenbaren Vorrichtungen und Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 7.
  • Die WO 2019/233717 A1 , die als Stand der Technik nach Artikel 54 (3) EPÜ zu berücksichtigen ist, beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von mit einem aufschäumbarem flüssigen Füllgut befüllten Behältern. Die EP 0 841 300 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufschäumen karbonisierter Füllprodukte in Behälterkopfräumen. Die WO 2010/112141 A2 , DE 10 2016 112 369 A1 und EP 2 942 322 A1 beschreiben Verfahren und Vorrichtungen zum Befüllen von Behältern.
    • Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen von in Behältern abgefülltem Füllprodukt in den Behältern, sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch eine Aufschäumvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
  • Entsprechend wird eine Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen eines in Behälter abgefüllten Füllprodukts, bevorzugt eines Getränkes, insbesondere Bier, in einer Getränkeabfüllanlage, in den Behältern vorgeschlagen, wobei die Aufschäumvorrichtung mindestens ein Aufschäumelement zum Einbringen von Energie in das Füllprodukt, eine Steuereinheit zum Ansteuern des mindestens einen Aufschäumelementes, eine Transportvorrichtung zum Transport der Behälter in einer Transportrichtung und zumindest eine Messeinrichtung aufweist. Die Messeinrichtung stellt erfindungsgemäß eine Messeinrichtung zum Ermitteln der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes in dem jeweiligen Behälter dar, die Aufschäumvorrichtung weist einen Regler zum Regeln des Energieeintrages in das Füllprodukt auf und der Regler ist mit der Steuereinheit für das Aufschäumelement und der Messeinrichtung verbunden.
  • Als Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen eines in Behälter abgefüllten Füllprodukts in den Behältern wird eine Vorrichtung bezeichnet, die insbesondere in einer Abfüllvorrichtung zum Abfüllen des Füllproduktes, insbesondere in einer Getränkeabfüllanlage, integriert werden kann. Das Füllprodukt stellt vorzugsweise ein Getränk, insbesondere Bier, dar. Die Aufschäumvorrichtung ist in einer Abfüllvorrichtung vorzugsweise in der Transportrichtung der Behälter zwischen einem Füller und einem Verschließer angeordnet. Die Behälter, die in der Aufschäumvorrichtung behandelt werden, sind dabei bereits mit dem Füllprodukt gefüllt. Eine Abfüllvorrichtung kann damit auch die beschriebene Aufschäumvorrichtung umfassen.
  • Die Aufschäumvorrichtung weist mindestens ein Aufschäumelement, eine Steuereinheit für das Aufschäumelement, eine Transportvorrichtung und eine Messeinrichtung auf. Die Transportvorrichtung kann insbesondere ein Füllerauslaufstern sein, der dem Füller nachgeordnet ist. Die Messeinrichtung ist eine Messeinrichtung zum Ermitteln der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes in dem jeweiligen Behälter. Die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes in dem Behälter kann zum einen die Füllhöhe sein, die durch die Abfüllung des Füllproduktes erreicht wird. Zudem kann die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes aber auch die Höhe der Oberfläche einer Schaumschicht, die sich beim Aufschäumen auf dem flüssigen Füllprodukt bildet, sein. Im letzteren Fall kann die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes auch als Schaumhöhe bezeichnet werden. Die Messeinrichtung umfasst vorzugsweise einen oder mehrere Sensoren. Zudem kann die Messeinrichtung eine Verarbeitungseinheit zum Verarbeiten der erfassten Sensordaten aufweisen.
  • Dadurch, dass die Aufschäumvorrichtung eine Messeineinrichtung zum Ermitteln der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes, einen Regler zum Regeln des Energieeintrages in das Füllprodukt und eine Steuereinheit für das Aufschäumelement aufweist und die Steuereinheit und die Messeinrichtung mit dem Regler verbunden sind, kann ein Regelkreis gebildet werden, über den das Aufschäumelement geregelt angesteuert werden kann. Insbesondere kann der Energieeintrag über das Aufschäumelement in Abhängigkeit der Füllhöhe und/oder der Schaumhöhe eingestellt werden. Somit kann gewährleistet werden, dass der Kopfraum des Behälters, das heißt der Bereich zwischen der Oberfläche des Füllproduktes und der Behältermündung mit Schaum gefüllt ist, bevor der Behälter verschlossen wird. Indem ein selbstständiger Regelkreis zum Ansteuern des mindestens einen Aufschäumelementes geschaffen wird, kann das Anpassen der Schaumhöhe, das heißt der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes nach dem Aufschäumen, unabhängig von Einflussgrößen, die bei anderen Verfahren zu beachten sind, durchgeführt werden. Insbesondere kann das Füllen des Kopfraumes mit Schaum mit der Aufschäumvorrichtung unabhängig von der Temperatur und dem verwendeten Füllprodukt zuverlässig erfolgen. Zudem kann mit der vorliegenden Erfindung das Überschäumen des Füllproduktes über die Behältermündung verhindert werden, wodurch eine Verschwendung des Füllproduktes verhindert werden kann und eine Verunreinigung der umliegenden Maschinenteile ebenfalls verhindert werden kann. Hierdurch können auch die sonst erforderlichen Reinigungspausen vermieden werden. Auch ein zu geringes Aufschäumen des Füllproduktes und ein damit einhergehender Verbleib von Sauerstoff in dem Kopfraum des Behälters kann mit der vorliegenden Erfindung vermieden werden.
  • Bevorzugt weist die Messeinrichtung mindestens einen Füllproduktsensor zum Ermitteln der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes auf. Der Füllproduktsensor ist vorzugsweise ein Sensor zur optischen Bestimmung der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes. Besonders bevorzugt ist der Füllproduktsensor ein Abstandssensor, der auch als Wegsensor bezeichnet werden kann. Besonders bevorzugt ist der Füllproduktsensor ein Triangulations-Sensor, insbesondere ein Laser-Triangulationssensor.
  • Dadurch, dass ein Abstandssensor zur Ermittlung der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes verwendet wird, kann der Füllproduktsensor so in der Aufschäumvorrichtung angeordnet sein, dass dieser oberhalb des Behälters liegt. Damit ist der Platzbedarf zu den Seiten der Transportvorrichtung verringert, was bei einem optischen Sensor, der mittels Kamera die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes von der Seite misst, nicht möglich ist. Zudem ist die Gefahr der Verunreinigung des Füllproduktsensors verringert.
  • Bei der Ausführungsform, bei der der Füllproduktsensor einen Abstandssensor darstellt, wird die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes durch die Messung des Abstandes der Oberfläche zu einer Messebene gemessen. Die Messebene ist hierbei vorzugsweise die Ebene, in der der Sensor liegt. Somit wird die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes bei dieser Ausführungsform über die Messung des Abstandes der Oberfläche zu dem Sensor ermittelt. Es ist hierbei nicht zwingend erforderlich, die Höhe der Oberfläche zu berechnen. Vielmehr kann der durch den Sensor gemessene Abstand als ein Wert verwendet werden, der die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes ausdrückt. In diesem Fall ist die Ermittlung der Höhe der Oberfläche die Messung des Abstandes von der Oberfläche des Füllproduktes zu dem Sensor.
  • Bevorzugt ist mindestens ein Füllproduktsensor in Transportrichtung nach dem mindestens einen Aufschäumelement angeordnet. Als Transportrichtung wird die Richtung bezeichnet, in der die Behälter in der Aufschäumvorrichtung auf der Transportvorrichtung von dem Punkt, an dem die Behälter von einem Füller übertragen werden, zu dem Punkt, an dem die Behälter zu einem
  • Verschließer übertragen werden, transportiert werden. Insbesondere kann der Füllproduktsensor in Transportrichtung am Ende der Aufschäumvorrichtung angeordnet sein. Als Ende der Aufschäumvorrichtung wird der Bereich bezeichnet, in dem die Behälter von der Aufschäumvorrichtung zu dem Verschließer der Abfüllvorrichtung übergeben werden. Durch die Anordnung des mindestens einen Füllproduktsensors am Ende der Aufschäumvorrichtung kann durch den Füllproduktsensordie Höhe der Oberfläche nach dem vollständigen Aufschäumen des Füllproduktes ermittelt werden.
  • Erfindungsgemäß weist die Messeinrichtung mindestens einen Behältersensor zum Ermitteln der Höhe der Behältermündung auf. Als Behältermündung wird bei einer Flasche das obere Ende des Flaschenhalses bezeichnet, welches eine Öffnung zum Einbringen und entnehmen des
  • Füllprodukts aufweist. In Transportrichtung können mindestens ein Behältersensor vor dem Aufschäumelement angeordnet sein.
  • Ferner ist die Messeinrichtung gemäß der Erfindung eingerichtet, um die Höhe der Behältermündung (HB) und die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumen zu ermitteln, und die Steuereinheit ist eingerichtet, um aus der Differenz der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumen und der Höhe der Behältermündung (HB) die Höhe des Kopfraumes zu bestimmen und diese zur Ermittlung der erforderlichen Energieeinbringung zu verwenden.
  • Der in Transportrichtung vor dem Aufschäumelement angeordnete Behältersensor kann am Anfang der Aufschäumvorrichtung oder an dem Füller, beispielsweise am Ende des Füllers, liegen. Ein in Transportrichtung nach dem Aufschäumelement angeordneter Behältersensor kann am Ende der Aufschäumvorrichtung liegen.
  • Indem erfindungsgemäß ein Behältersensor vorgesehen ist, durch den die Höhe der Behältermündung ermittelt werden kann, kann der Abstand zwischen der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes und der Höhe der Behältermündung ermittelt werden. Durch diesen Abstand kann das Volumen des zu füllenden Kopfraumes bestimmt werden, wenn die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumelement ermittelt wird.
  • Durch die Bestimmung des Volumens des Kopfraumes kann die Energie, die für ein ausreichendes Aufschäumen des Füllproduktes zum Ausfüllen dieses Volumens notwendig ist, bestimmt werden. Somit kann die Aufschäumvorrichtung bereits in einer Anlaufzeit so eingestellt sein, dass ein ausreichendes Aufschäumen des Füllproduktes erfolgt, um den Kopfraum mit Schaum zu füllen.
  • Zusätzlich kann die Höhe der Behältermündung als Sollwert für die Schaumhöhe, das heißt die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes nach dem Aufschäumen, verwendet werden. Bei Erreichen der Höhe der Behältermündung durch die Schaumhöhe kann das vollständige Füllen des Kopfraumes des Behälters mit Schaum erkannt werden. Für diesen Fall kann der Behältersensor nach dem Aufschäumelement, beispielsweise am Ende der Aufschäumvorrichtung vorgesehen sein. Allerdings ist es auch möglich die am Anfang der Aufschäumvorrichtung für die Behältermündung ermittelte Höhe als Sollwert zu verwenden und diese mit der Schaumhöhe am Ende der Aufschäumvorrichtung zu vergleichen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Füllproduktsensor zum Ermitteln der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes ein Laser-Triangulationssensor. Bei der Lasertriangulation wird ein Laserstrahl auf die Oberfläche des Füllproduktes fokussiert und mit einem zu der Laserstrahlquelle benachbarten Erfassungselement, das beispielsweise eine Kamera, oder eine CCD-Zeile (chargecoupled device), ein CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor) oder eine ortsauflösende Photodiode sein kann, beobachtet. Unter Verwendung der Winkelfunktion kann der Abstand der Oberfläche des Füllproduktes von der Laserstrahlquelle berechnet werden. Durch die Verwendung eines Laser-Triangulationssensors kann die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes als Abstand zu dem Füllproduktsensor erfasst werden. Der Abstand kann als ein Wert für die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes verwendet werden oder die Höhe der Oberfläche kann mithilfe des gemessenen Abstandes ermittelt werden.
  • Als Behältersensor wird vorzugsweise ebenfalls ein Abstandssensor verwendet. Der Behältersensor kann einen Liniensensor darstellen. Dieser kann ein Lichtschnittsensor sein, der eine IR-Lichtline aussendet, welche an einem definierten Reflektor zurückgeworfen, und vom Sensor wieder aufgefangen wird. Befindet sich ein Objekt im Strahlengang, so wird ein Teil der Lichtline abgeschwächt oder vollständig abgeschattet, womit Objekte mit einer präzisen Auflösung vermessen werden können. Als Behältersensor kann allerdings auch ein Lasersensor verwendet werden.
  • Das Aufschäumelement der Aufschäumvorrichtung kann eine Einspritzeinrichtung zum Einspritzen von Medium in das Füllprodukt in dem gefüllten Behälter sein. Insbesondere kann die Einspritzeinrichtung eine Hochdruckeinspritzeinrichtung (HDE) sein, mittels derer Luft oder Wasser unter hohem Druck in das Füllprodukt eingespritzt wird.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Aufschäumelement der Aufschäumvorrichtung eine Ultraschalleinrichtung zum Einbringen von Ultraschall in das Füllprodukt in dem gefüllten Behälter sein.
  • Bevorzugt stellt das Aufschäumelement eine Lasereinrichtung zum Einbringen eines Laserstrahls in das Füllprodukt in dem gefüllten Behälter dar. Das Aufschäumelement kann beispielsweise eine Laserzelle mit einem CO2-Laser, insbesondere einen geströmten CO2 Laser oder einen Transversal-angeregte-Atmosphärendruck-Laser (TEA-Laser), darstellen. Vorzugsweise weist die Lasereinrichtung einen gepulsten Laser auf.
  • Indem eine Lasereinrichtung als Aufschäumelement verwendet wird, kann eine Reihe von Vorteilen erzielt werden. Insbesondere kann eine Verwässerung, die bei der Verwendung eines Wasserstrahls zum Einbringen der Energie auftreten kann, verhindert werden. Zudem kann beim Aufschäumen mittels eines Lasers, der Restsauerstoff in dem Kopfraum des Behälters minimiert werden, da durch das Aufschäumen mittels Laser ein feinporiger Schaum erzeugt wird. Zudem bringt die Verwendung eines Lasers für das Aufschäumen den Vorteil mit sich, dass maximale Hygiene gewährleistet werden kann, da keine Fremdstoffe, wie Wasser in das Füllprodukt eingebracht werden müssen. Zudem wird durch die Verwendung eines Lasers kein Einfluss auf den Geschmack des Füllproduktes genommen. Indem bei der Verwendung eines gepulsten Lasers ein Impuls beispielsweise nur dann ausgegeben wird, wenn der Behälter sich unter dem Laser befindet, kann eine Energieersparnis erzielt werden. Zudem ist bei der Verwendung einer Lasereinrichtung als Aufschäumelement das Abfüllen nicht auf Behälter begrenzt, die Flaschen darstellen, sondern kann auch für das Befüllen von Dosen verwendet werden und ist somit universal einsetzbar.
  • Für eine zuverlässige Regelung sind die Übertragungsgeschwindigkeiten der Sensorsignale, beziehungsweise die entsprechende Steuerung des Aufschäumelementes von Bedeutung. Je nach verwendeten Sensoren und verwendetem Aufschäumelement kann daher die Transportlänge der Aufschäumvorrichtung vergrößert werden, um einer geringeren Übertragungsgeschwindigkeit Rechnung zu tragen.
  • Bevorzugt ist die Messeinrichtung und insbesondere der mindestens eine Füllproduktsensor oberhalb der Transportvorrichtung angeordnet und misst die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes und gegebenenfalls die Höhe der Behältermündung nach unten.
  • Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Aufschäumen eines in Behältern abgefüllten Füllproduktes in den Behältern mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.
  • Entsprechend wird ein Verfahren zum Aufschäumen eines in Behältern abgefüllten Füllproduktes in den Behältern vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Füllprodukt durch ein Aufschäumelement aufgeschäumt wird und das Aufschäumelement in einem Regelkreis angesteuert wird, in dem die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes nach dem Aufschäumen als Regelgröße verwendet wird.
  • Vorteile und Merkmale, die bezüglich der Aufschäumvorrichtung beschrieben werden und wurden, gelten - soweit anwendbar - entsprechend für das Verfahren zum Aufschäumen und umgekehrt und werden gegebenenfalls nur einmalig beschrieben.
  • Die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes nach dem Aufschäumen wird auch als Schaumhöhe. Hs, bezeichnet. Indem das Aufschäumelement in einem Regelkreis angesteuert wird und die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes nach dem Aufschäumen, Hs, als Regelgröße verwendet wird, kann diese Höhe, Hs, unabhängig von Störgrößen, wie Temperatur oder CO2-Gehalt des Füllproduktes, zuverlässig eingestellt werden und damit auch ein zuverlässiges Auffüllen des Kopfraumes mit Schaum gewährleistet werden.
  • Vorzugsweise wird die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes als Abstand zu einem Sensor, der oberhalb der Behältermündung angeordnet ist, gemessen.
  • Die ermittelte Höhe der Oberfläche des Füllproduktes, HS_ist, beziehungsweise ein dieser Höhe entsprechender Abstand kann mit einem Sollwert, HS_soll, beziehungsweise einem dieser Höhe entsprechenden Abstand verglichen werden und bei Abweichung der ermittelten Höhe HS_ist, von dem Sollwert HS_soll, beziehungsweise der entsprechenden Abstände durch Änderung der Einstellungen in der Steuereinheit der Aufschäumvorrichtung der Energieeintrag in das Füllprodukt geändert werden. Hierbei wird insbesondere die Höhe des Füllproduktes nach dem Aufschäumen, das heißt die Schaumhöhe, mit einem Sollwert verglichen.
  • Gemäß der Erfindung wird zusätzlich zu der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes, Hs, die Höhe der Behältermündung, HB, gemessen. Auch diese Höhe, HB, wird vorzugsweise als Abstand zu einer Messebene eines Sensors gemessen. Der so gemessene Abstand beziehungsweise die entsprechende Höhe der Behältermündung wird vorzugsweise als Sollwert für den Regelkreis der Aufschäumvorrichtung verwendet. Durch den Vergleich der Schaumhöhe, Hs, mit der Höhe der Behältermündung, HB, beziehungsweise der entsprechenden Abstände, kann erkannt werden, ob das Füllprodukt über die Behältermündung hinausschäumt oder ob der Kopfraum noch nicht ausreichend mit Schaum gefüllt ist.
  • Gemäß der Erfindung wird zusätzlich die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumen, das heißt die Füllhöhe, HF, ermittelt. Auch hierbei kann die Füllhöhe, HF, durch einen entsprechenden Abstand ermittelt werden oder der Abstand als Wert für die Füllhöhe, HF, verwendet werden. Mit diesem Wert wird aus der Differenz der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumen, das heißt der Füllhöhe, HF, oder eines entsprechenden Abstandes, und der Höhe der Behältermündung, HB, oder eines entsprechenden Abstandes, die Höhe des Kopfraumes, HK, bestimmt und diese zur Ermittlung der erforderlichen Energieeinbringung verwendet. Gemäß einer Ausführungsform kann die Füllhöhe mit der Schaumhöhe verglichen werden und diese Differenz mit der Differenz zwischen der Füllhöhe, HF, oder ein entsprechender Abstand, und der Höhe der Behältermündung, HB, oder ein entsprechender Abstand, verglichen werden.
  • Wird als Aufschäumelement eine Lasereinrichtung mit gepulstem Laser verwendet, so wird die Pulsenergie in dem erfindungsgemäßen Verfahren geregelt.
  • Bevorzugt wird das Verfahren zum Aufschäumen mit einer Aufschäumvorrichtung gemäß der Erfindung durchgeführt.
  • Die vorliegende Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Aufschäumen unabhängig von Einflussgrößen, die bei anderen Verfahren zu beachten sind. Insbesondere ist das Aufschäumen produkt- und temperaturunabhängig, da ein selbstständiger Regelkreis geschaffen wird. Zudem kann bei einer Ausführungsform auch eine Einstellung eines neuen Kopfraumvolumens, beispielsweise bei Wechsel zu anderen Behältern, automatisch erfolgen und die Vorrichtung daher flexibel eingesetzt werden. Zudem kann mit der vorliegenden Erfindung das Überschäumen des Produktes verhindert werden, wodurch eine Verschwendung des Füllproduktes verhindert werden kann und eine Verunreinigung der umliegenden Maschinenteile ebenfalls verhindert werden kann. Hierdurch können auch die sonst erforderlichen Reinigungspausen verhindert werden. Auch ein zu geringes Aufschäumen des Füllproduktes und eine damit einhergehender Verbleib von Sauerstoff in dem Kopfbereich des Behälters kann mit der vorliegenden Erfindung vermieden werden.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1:
    eine schematische Darstellung einer Abfüllvorrichtung mit einer Aufschäumvorrichtung;
    Figuren 2a und 2b:
    eine schematische Darstellung eines Behälters mit Füllgut vor und nach dem Aufschäumen;
    Figur 3:
    eine schematische Darstellung von Behältern mit Füllprodukt in unterschiedlichen Phasen in der Aufschäumvorrichtung;
    Figur 4:
    eine schematische Darstellung unterschiedlicher Schritte einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen;
    Figur 5:
    ein schematisches Flussdiagramm der Verfahrensschritte der ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen;
    Figur 6:
    eine schematische Darstellung unterschiedlicher Schritte einer zweiten, nicht erfindungsgemäßenAusführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen;
    Figur 7:
    ein schematisches Flussdiagramm der Verfahrensschritte der zweiten, nicht erfindungsgemäßenAusführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen;
    Figur 8:
    eine schematische Darstellung unterschiedlicher Schritte einer dritten, nicht erfindungsgemäßenAusführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen;
    Figur 9:
    ein schematisches Flussdiagramm der Verfahrensschritte der dritten, nicht erfindungsgemäßenAusführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen; und
    Figur 10:
    eine schematische Darstellung eines Regelkreises für eine Ausführungsform der Aufschäumvorrichtung.
    Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
  • In Figur 1 ist schematisch eine Abfüllvorrichtung 1 mit einer Ausführungsform einer Aufschäumvorrichtung 11 gezeigt. Die Abfüllvorrichtung 1 ist vorzugsweise Teil einer nicht vollständig gezeigten Abfüllanlage für Getränke, insbesondere zur Abfüllung von Bier.
  • Die Abfüllvorrichtung 1 umfasst einen Füller 10, eine Aufschäumvorrichtung 11, einen Verschließer 12 und einen Verschließerauslass 13. Der Füller 10 wird durch ein Füllerkarussell 100 gebildet. An dem Füllerkarussell 100 werden zu befüllende Behälter 4, die Flaschen oder Dosen darstellen können, transportiert und über einen Winkelbereich des Füllerkarussells 100 hinweg bewegt und dabei gefüllt. An dem Punkt, an dem der jeweilige Behälter 4 gefüllt ist, wird dieser von dem Füllerkarussell 100 an die Aufschäumvorrichtung 11 übergeben. Die Aufschäumvorrichtung 11 umfasst in der dargestellten Ausführungsform eine Transportvorrichtung in Form eines Füllerauslaufsterns 110.
  • Der Punkt, an dem der Behälter 4 auf den Füllerauslaufstern 110 übergeben wird, wird auch als Anfang der Aufschäumvorrichtung 11 bezeichnet. Nach dem Transport des Behälters 4 über einen gewissen Winkelbereich auf dem Füllerauslaufstern 110 wird der Behälter 4 auf den Verschließer 12 übertragen, der in der dargestellten Ausführungsform durch ein Verschließerkarussell 120 gebildet ist. Der Punkt, an dem der Behälter 4 auf den Verschließer 12 übertragen wird, wird auch als Ende der Aufschäumvorrichtung 11 bezeichnet. Auf dem Verschließer 12 wird der Behälter 4 verschlossen und auf einen Verschließerauslauf 13 übertragen, der als Verschließerauslaufstern 130 ausgebildet ist.
  • In der dargestellten Ausführungsform, weist die Aufschäumvorrichtung 11 ein Aufschäumelement 111 auf, das einen Laser aufweist. Das Aufschäumelement 111 ist so angeordnet, dass dieses zwischen dem Anfang und dem Ende der Aufschäumvorrichtung 11 liegt und vorzugsweise oberhalb des Behälters 4 angeordnet ist.
  • Wie in der Figur 1 schematisch angedeutet, umfasst die Aufschäumvorrichtung 11 eine Messeinrichtung 2. Die Messeinrichtung 2 umfasst vorzugsweise mindestens zwei Sensoren. Die Sensoren können einen Füllproduktsensor 20, 21 oder einen Behältersensor 22 darstellen, was unter Bezugnahme auf Figur 2 und Figur 3 im Folgenden genauer erläutert wird. Mindestens ein Sensor ist am Anfang der Aufschäumvorrichtung 11 angeordnet und ein zweiter Sensor ist am Ende der Aufschäumvorrichtung 11 angeordnet.
  • In der Figur 2a ist ein Behälter 4 mit Füllprodukt vor dem Aufschäumen und in Figur 2b nach dem Aufschäumen gezeigt. Der Behälter 4 stellt eine Flasche dar. Das obere Ende des Behälters 4, im der gezeigten Ausführungsform das obere Ende des Flaschenhalses, bildet die Behältermündung 40. Die Höhe der Behältermündung ist die Höhe, HB. Vor dem Aufschäumen weist das Füllprodukt eine Füllhöhe, HF, auf. Der Kopfraum, der zwischen der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumen und der Behältermündung liegt und mit Luft gefüllt ist, weist eine Höhe, HK, auf.
  • In der Figur 2b ist der Behälter 4 mit Füllprodukt im aufgeschäumten Zustand gezeigt. In diesem Zustand ist der Kopfraum mit Schaum gefüllt. Die Höhe des Füllproduktes in diesem Zustand wird als Schaumhöhe, Hs, bezeichnet und setzt sich aus der Höhe des flüssigen Füllproduktes, Hfl, und der Höhe der gebildeten Schaumschicht, Hss, zusammen.
  • In der Figur 3 sind Behälter 4 mit Füllprodukt in unterschiedlichen Phasen in der Aufschäumvorrichtung (in Figur 3 nicht gezeigt) dargestellt. In der ersten Phase (Figur 3a) ist der Behälter 4 mit Füllprodukt gefüllt. Die Füllhöhe des Füllproduktes liegt hierbei am unteren Ende des Flaschenhalses. In der zweiten Phase (Figur 3b) wird das Füllproduktes mit Energie beaufschlagt, durch die das Aufschäumen des Füllproduktes hervorgerufen wird. In dieser Phase beginnt die Bildung einer Schaumschicht auf dem flüssigen Füllprodukt. In der dritten Phase (Figur 3c) ist das Aufschäumen weiter fortgeschritten. In der dritten Phase ist in dem gezeigten Zustand die Schaumhöhe größer als die Höhe des Behälters und die Schaumschicht ragt somit über die Behältermündung 40 des Behälters 4 heraus, das heißt das Füllprodukt schäumt über.
  • Wie in Figur 3 schematisch angedeutet ist, wird in der ersten Phase die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes, insbesondere die Füllhöhe, HF, über einen Sensor, der als Füllproduktsensor 20 bezeichnet werden kann, ermittelt. Der Füllproduktsensor21 ist oberhalb des Behälters 4 angeordnet und die Höhe, HF, wird durch die Behältermündung 40 hindurch ermittelt. In der zweiten Phase wirkt ein Aufschäumelement 111 auf das Füllprodukt ein. Das Aufschäumelement 111 ist insbesondere ein Laserelement. Das Aufschäumelement 111 ist oberhalb des Behälters 4 angeordnet und der Laserstrahl ist auf die Oberfläche des Füllproduktes gerichtet und verläuft somit durch die Behältermündung 40 hindurch. In der dritten Phase wird erneut die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes ermittelt. Auch hier wird ein Sensor verwendet, der als Füllproduktsensor 21 bezeichnet werden kann. In der dritten Phase ist das Füllprodukt in dem Behälter aufgeschäumt, so dass durch den Füllproduktsensor21 die Schaumhöhe, Hs, ermittelt wird. Die erste Phase, die in Figur 3a gezeigt ist, liegt vorzugsweise am Anfang der Aufschäumvorrichtung 1. Die zweite Phase, die in Figur 3b gezeigt ist, liegt vorzugsweise zwischen dem Anfang und dem Ende der Aufschäumvorrichtung 11. Die dritte Phase, die in Figur 3c gezeigt ist, liegt vorzugsweise am Ende der Aufschäumvorrichtung 11.
  • Wie in Figur 3 schematisch angedeutet, kann der durch den ersten Sensor 20 ermittelte Wert der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes, das heißt der Wert für die Füllhöhe, HF, beim Ansteuern des Aufschäumelementes 111 verwendet werden. Zudem kann auch der durch den zweiten Sensor 21 ermittelte Wert der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes, das heißt der Wert für die Schaumhöhe, Hs, bei der Ansteuerung des Aufschäumelementes 111 verwendet werden.
  • In Figur 4 ist eine erste Ausführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen des Füllproduktes schematisch gezeigt. Hierbei wird eine erste Ausführungsform der Aufschäumvorrichtung 11 verwendet. In dieser Ausführungsform weist die Messeinrichtung 2 der Aufschäumvorrichtung 11 außer einem ersten und einem zweiten Füllproduktsensor20, 21 einen Sensor zur Ermitteln der Höhe der Behältermündung 40 auf. Dieser Sensor wird als Behältersensor 22 bezeichnet. Durch den Sensor 22 wird der Abstand zwischen einer Messebene M, die oberhalb des Behälters 4 liegt, und der Behältermündung 40 gemessen. Dieser Abstand x1 ist somit ein Wert, der die Höhe der Behältermündung 40, HB, beschreibt.
  • Durch den Füllproduktsensor 20 wird der Abstand x2 zwischen der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumen und der Messebene M gemessen, in der der Sensor 20 liegt. Dieser Abstand x2 drückt somit die Füllhöhe, HF, des Füllproduktes aus. Durch den weiteren Füllproduktsensor 21 wird der Abstand x4 zwischen der Oberfläche des aufgeschäumten Füllproduktes und der Messebene M, in der der Füllproduktsensor 21 liegt, gemessen. Der Abstand x4 ist somit ein Wert, der die Schaumhöhe, Hs, des Füllproduktes, insbesondere die Ist-Höhe, HS_ist, ausdrückt. Aus dem Abstand x1 und dem Abstand x2 kann der Abstand x3 ermittelt werden, der die Höhe des Kopfraumes, HK, ausdrückt. Diese Höhe, HK, und damit das Volumen des Kopfraumes bestimmt die Energie, die erforderlich ist, um den Kopfraum durch Schaum auszufüllen. Der Wert x3 kann daher zur Ansteuerung des Aufschäumelementes 111 verwendet werden. Zudem wird der Abstand x4, der zwischen der Messebene, in der der Sensor 21 liegt, und der Oberfläche des aufgeschäumten Füllproduktes besteht, bei der Ansteuerung des Aufschäumelementes 111 berücksichtigt.
  • In Figur 5 ist ein Flussdiagramm der Verfahrensschritte der ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen mit der Messeinrichtung 2 nach Figur 4 schematisch gezeigt. In Schritt S1 wird über den Sensor 22 der Abstand x1 zu der Behältermündung 40 gemessen. In Schritt S2 wird der Abstand x2 zu der Oberfläche des Füllproduktes in dem Behälter 4 vor dem Aufschäumen gemessen. In Schritt S3 wird die Höhe des Kopfraumes x3 als Differenz zwischen dem Abstand x2 zu der Oberfläche des Füllproduktes in dem Behälter 4 vor dem Aufschäumen und dem Abstand x1 zu der Behältermündung berechnet. Mit dieser Höhe x3 wird in Schritt S4 das Volumen des Kopfraumes berechnet werden und daraus die Ansteuerparameter für das Aufschäumelement zum Erzeugen der Energie ermittelt, die notwendig ist, um den Kopfraum des Behälters mit Schaum zu füllen. Wird ein Laser als Aufschäumelement verwendet, so wird in Schritt 4 insbesondere die erforderliche Laserpulsenergie berechnet. In Schritt 5 wird das Aufschäumelement, insbesondere der Laser, mit den ermittelten Steuerparametern angesteuert. Hierbei wird durch den Laserstrahl, der auf die Oberfläche des Füllproduktes gerichtet ist, Energie in das Füllprodukt, insbesondere Bier, eingebracht und dadurch das Füllprodukt in Schritt 6 aufgeschäumt. In Schritt 7 wird nach dem Aufschäumen der Abstand x4 zu der Oberfläche des aufgeschäumten Füllproduktes gemessen. In Schritt 8-1 wird die Differenz Δ zwischen dem Abstand x2 zu der Oberfläche des Füllproduktes in dem Behälter vor dem Aufschäumen und dem Abstand x4 zu der Oberfläche des aufgeschäumten Produktes mit dem Abstand x3 zu der Behältermündung 40 verglichen. Weicht die Differenz Δ von dem Abstand x3 ab, bedeutet dies, dass die Schaumhöhe, Hs, des Füllproduktes größer oder kleiner ist als die Höhe der Behältermündung, HB. Somit ist der Kopfraum entweder nicht vollständig mit Schaum gefüllt oder eine Schaumkrone steht über die Behältermündung hinaus. In beiden Fällen müssen die Ansteuerparameter, insbesondere die Laserpulsenergie, geändert werden. Diese geänderten Ansteuerparameter werden dann für folgende Behälter beim Schritt S6 verwendet. Stimmt hingegen die Differenz Δ mit der Höhe x3 des Kopfraumes überein, werden bei dem nächsten Behälter die ursprünglich ermittelten Steuerparameter zum Ansteuern des Aufschäumelementes verwendet.
  • Durch diese geregelte Ansteuerung des Aufschäumelementes kann somit das vollständige Auffüllen des Kopfraumes des Behälters eingestellt werden und ein Überschäumen verhindert werden.
  • In Figur 6 ist schematisch eine zweite, nicht erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen von Füllprodukt gezeigt. Die Messeinrichtung 2 der Aufschäumvorrichtung 11 umfasst bei dieser Ausführungsform nur einen Füllproduktsensor21 und ein Behältersensor 22. Der Behältersensor 22 ist vor dem Aufschäumelement 111 und der Füllproduktsensor 21 nach dem Aufschäumelement 111 angeordnet.
  • In Figur 7 ist ein Flussdiagramm der Verfahrensschritte der zweiten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen mit der Messeinrichtung 2 nach Figur 6 schematisch gezeigt. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens können die Schritte S1 bis S3 entsprechend der ersten Ausführungsform, die bezüglich der Figur 5 beschrieben wurde, ausgeführt werden. Alternativ, können die Ansteuerungsparameter zum Erzeugen der Energie, die zum Auffüllen des Kopfbereiches notwendig ist, auch auf andere Art, beispielsweise durch Verwendung von Werten aus Datenbanken oder aus Vorversuchen, verwendet werden. In diesem Fall wird nur Schritt S2 ausgeführt und anschließend die Schritte S4 bis S7 wie unter Bezug auf die Figur 5 beschrieben, ausgeführt. In Schritt 8-2 wird abweichend von Schritt 8-1 der ersten Ausführungsform nach Figur 5 bei der zweiten Ausführungsform der Abstand x4 zu der Oberfläche des aufgeschäumten Füllproduktes mit dem Abstand x1 zu der Behältermündung 40 verglichen.
  • Weicht der Abstand x4 von dem Abstand x1 ab, bedeutet dies, dass die Schaumhöhe, Hs, kleiner oder größer ist, als die Höhe der Behältermündung, HB, und somit der Kopfraum entweder nicht vollständig mit Schaum gefüllt ist oder eine Schaumkrone über die Behälteröffnung 40 hinaussteht. In beiden Fällen müssen die Ansteuerparameter, insbesondere die Laserpulsenergie, geändert werden. Diese geänderten Ansteuerparameter werden dann für folgende Behälter beim Schritt S6 verwendet. Stimmt hingegen der Abstand x4 mit dem Abstand x1 überein, werden bei dem nächsten Behälter die ursprünglich bestimmten Steuerparameter zum Ansteuern des Aufschäumelementes verwendet.
  • Auch bei dieser Ausführungsform kann durch die geregelte Ansteuerung das vollständige Auffüllen des Kopfraumes des Behälters mit Schaum eingestellt werden und ein Überschäumen verhindert werden.
  • In Figur 8 ist eine dritte, nicht erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen eines Füllproduktes in einem Behälter schematisch gezeigt. Hierbei wird eine Messeinrichtung 2 verwendet, die sich von der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass der Behältersensor 22 nach dem Aufschäumelement 111 angeordnet ist.
  • In Figur 9 ist ein Flussdiagramm der Verfahrensschritte der dritten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zum Aufschäumen mit der Messeinrichtung 2 nach Figur 8 schematisch gezeigt. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens können die Schritte S1 bis S3 entsprechend der ersten Ausführungsform, die bezüglich der Figur 5 beschrieben wurde, ausgeführt werden. In dem Fall ist vor dem Aufschäumelement 111 ein weiterer Behältersensor (nicht gezeigt) vorgesehen. Alternativ, können die Ansteuerungsparameter zum Erzeugen der Energie, die zum Auffüllen des Kopfbereiches notwendig ist, auch auf andere Art, beispielsweise durch Verwendung von Werten aus Datenbanken oder aus Vorversuchen, verwendet werden. In diesem Fall beginnt das Verfahren mit Schritt S4. Die Schritte S4 bis S6 werden wie unter Bezug auf die Figur 5 beschrieben, ausgeführt. In Schritt 6a wird dann der Abstand zu der Behältermündung x1a gemessen. Diese Messung kann unmittelbar nach dem Einbringen der Energie mittels des Aufschäumelementes in das Füllprodukt erfolgen, um sicher zu stellen, dass die Behältermündung zuverlässig erfasst werden kann und nicht durch Füllprodukt, insbesondere Schaum, der über die Behältermündung übersteht, verdeckt wird. Anschließend wird Schritt S7 durchgeführt, das heißt der Abstand zu der Oberfläche des aufgeschäumten Füllproduktes gemessen. In Schritt 8-3 wird abweichend von Schritt 8-1 der ersten Ausführungsform nach Figur 5 und Schritt 8-2 der zweiten Ausführungsform nach Figur 7 der Abstand x4 zu der Oberfläche des aufgeschäumten Füllproduktes mit dem Abstand x1a zu der Behältermündung 40 verglichen, der nach dem Energieeintrag in das Füllprodukt gemessen wurde .
  • Weicht der Abstand x4 von dem Abstand x1a ab, bedeutet dies, dass der Kopfraum entweder nicht vollständig mit Schaum gefüllt ist oder eine Schaumkrone über die Behältermündung 40 hinaussteht. In beiden Fällen müssen die Ansteuerparameter, insbesondere die Laserpulsenergie, geändert werden. Diese geänderten Ansteuerparameter werden dann für folgende Behälter beim Schritt S6 verwendet. Stimmt hingegen der Abstand x4 mit dem Abstand x1a überein, werden bei dem nächsten Behälter 4 die ursprünglich bestimmten Steuerparameter zum Ansteuern des Aufschäumelementes verwendet. Auch bei dieser Ausführungsform kann durch die geregelte Ansteuerung das vollständige Auffüllen des Kopfraumes des Behälters eingestellt werden und ein Überschäumen verhindert werden.
  • Ein Beispiel eines Regelkreises der bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist in der Figur 10 schematisch gezeigt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann insbesondere ein mittels eines Regelkreises gesteuerter Laser anstelle einer HDE zum Aufschäumen des Füllproduktes eingesetzt werden. Hierbei kann die HDE durch eine Laserstrahlquelle ersetzt werden, welche regelbare Laserimpulse von oben durch die Behältermündung auf das Füllprodukt sendet und so das Aufschäumen bewirken kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden zwei identische Sensoren zur Füllhöhenmessung beziehungsweise Schaumhöhenmessung eingesetzt. Hierdurch kann ein Regelkreis zur Steuerung der Laserimpulse aufgebaut werden. Der erste Sensor misst beispielsweise den Schaumhöhenstand nach der vollständig abgeschlossenen Abfüllung des Füllproduktes in dem Behälter und vor der Laserstation. Die aufzuschäumende Höhendifferenz, das heißt der Abstand zwischen dem Schaumhöhenstand, der durch die der Füllhöhe, HF, ausgedrückt werden kann, und der Behältermündung definiert die erforderliche Pulsenergie des nachfolgenden Laserimpulses. Der zweite Sensor, der zwischen Laser und Verschließer positioniert ist, misst das Ergebnis, das heißt den Ist-Stand nach der Aufschäumung und erkennt somit Abweichungen vom Soll-Stand. Eine Steuerung regelt die Impulsenergie des Laserstrahls nach, so dass die Abweichung eliminiert wird.
    • Bezuqszeichenliste
    • 1
    Abfüllvorrichtung
    10
    Füller
    100
    Füllerkarussell
    11
    Aufschäumvorrichtung
    110
    Füllerauslaufstern
    111
    Aufschäumelement
    112
    Steuereinheit
    12
    Verschließer
    120
    Verschließerkarussell
    121
    Verschließbereich
    13
    Verschließerauslauf
    130
    Verschließerauslaufstern
    2
    Messeinrichtung
    20
    Füllproduktsensor
    21
    Füllproduktsensor
    22
    Behältersensor
    3
    Regler
    4
    Behälter
    40
    Behältermündung
    M
    Messebene

Claims (11)

  1. Aufschäumvorrichtung (11) zum Aufschäumen eines in einem Behälter (4) abgefüllten Füllprodukts, bevorzugt eines Getränkes in einer Getränkeabfüllanlage, wobei die Aufschäumvorrichtung (11) mindestens ein Aufschäumelement (111) zum Einbringen von Energie in das Füllprodukt, eine Steuereinheit (112) zum Ansteuern des mindestens einen Aufschäumelementes (111), eine Transportvorrichtung (110) zum Transport des Behälters (4) in einer Transportrichtung und zumindest eine Messeinrichtung (2) aufweist,
    die Messeinrichtung (2) zum Ermitteln der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes (HS_ist) in dem jeweiligen Behälter (4) ausgebildet ist, die Aufschäumvorrichtung (11) einen Regler (3) zum Regeln des Energieeintrages in das Füllprodukt aufweist und der Regler (3) mit der Steuereinheit (112) für das Aufschäumelement (111) und der Messeinrichtung (2) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Messeinrichtung (2) mindestens einen Behältersensor (22), in Transportrichtung vor dem Aufschäumelement (111) angeordnet, zum Ermitteln der Höhe der Behältermündung (HB) aufweist, und
    die Messeinrichtung (2) eingerichtet ist, um die Höhe der Behältermündung (HB) und die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumen (HF) zu ermitteln, und die Steuereinheit (112) eingerichtet ist, um
    aus der Differenz der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumen (HF) und der Höhe der Behältermündung (HB) die Höhe des Kopfraumes (HK) zu bestimmen und diese zur Ermittlung der erforderlichen Energieeinbringung zu verwenden.
  2. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (2) mindestens einen Füllproduktsensor (20,21) zum Ermitteln der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes (HF, Hs) aufweist und der Füllproduktsensor (20, 21) einen Abstandssensor aufweist.
  3. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Füllproduktsensor (20, 21) in Transportrichtung nach dem mindestens einen Aufschäumelement (111) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllproduktsensor (20, 21) zum Ermitteln der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes (HF, Hs) einen Laser-Triangulationssensor aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aufschäumelement (111) eine Lasereinrichtung zum Einbringen eines Laserstrahls in das Füllprodukt in dem gefüllten Behälter (4) aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (2) oberhalb der Transportvorrichtung (110) angeordnet ist und die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes (HF, Hs) nach unten misst.
  7. Verfahren zum Aufschäumen eines in einem Behälter (4) abgefüllten Füllproduktes, wobei das Füllprodukt durch ein Aufschäumelement (111) aufgeschäumt wird und das Aufschäumelement (111) in einem Regelkreis angesteuert wird, in dem die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes nach dem Aufschäumen (Hs) als Regelgröße verwendet wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zusätzlich die Höhe der Behältermündung (HB) und die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumen (HF) ermittelt werden, und
    aus der Differenz der Höhe der Oberfläche des Füllproduktes vor dem Aufschäumen (HF) und der Höhe der Behältermündung (HB) die Höhe des Kopfraumes (HK) bestimmt wird und diese zur Ermittlung der erforderlichen Energieeinbringung verwendet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Oberfläche des Füllproduktes (HF, Hs) als Abstand zu einem Sensor (21, 22), der oberhalb der Behältermündung (40) angeordnet ist, gemessen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Höhe der Oberfläche des Füllproduktes (Hs) mit einem Sollwert verglichen wird und bei Abweichung der ermittelten Höhe (Hs) von dem Sollwert durch Änderung der Einstellungen in der Steuereinheit (112) der Aufschäumvorrichtung (11) der Energieeintrag in das Füllprodukt geändert wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, soweit dieser auf Anspruch 10 bezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Behältermündung (HB) den Sollwert darstellt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einer Aufschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchgeführt wird.
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