EP4042147A1 - Device and method for identifying substances in the fluid composition - Google Patents

Device and method for identifying substances in the fluid composition

Info

Publication number
EP4042147A1
EP4042147A1 EP20774877.3A EP20774877A EP4042147A1 EP 4042147 A1 EP4042147 A1 EP 4042147A1 EP 20774877 A EP20774877 A EP 20774877A EP 4042147 A1 EP4042147 A1 EP 4042147A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid composition
spectroscopy
container
measuring cell
filling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20774877.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dirk Fey
Gunther Krieg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=72560305&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP4042147(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4042147A1 publication Critical patent/EP4042147A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9018Dirt detection in containers
    • G01N21/9027Dirt detection in containers in containers after filling
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417Spectrofluorimetric devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/129Using chemometrical methods
    • G01N2201/1296Using chemometrical methods using neural networks

Definitions

  • the present invention relates to a device for the identification of substances in a fluid composition, in particular in a container, preferably in a closed bottle.
  • the invention also relates to a method for identifying substances in a fluid composition, in particular in a container, preferably in a closed bottle.
  • the invention further relates to a flushing device for flushing a filling device with a flushing medium.
  • bottles for example returnable PET bottles, PET disposable bottles and glass bottles.
  • beverages such as treated water, mineral water or water with additives, beer or the like are filled in bottles, such as reusable PET bottles, the bottles are then closed and then appropriately packed in containers for delivery.
  • the preparation of the beverage to be bottled takes place in the filling system, which is connected to the respective Vorratsbefflel tern via appropriate lines in order to be filled into the bottles in the desired ratio by the filling system.
  • the disadvantage here is that once the container has been filled with the drink, it can no longer be checked in the container.
  • a check of whether the product is actually in the desired composition in the container or whether there are contaminants in the container, for example, is no longer possible if the container has been closed, or only possible with great effort, for example by taking a sample from the respective container and analyzing the same.
  • Such a procedure is not only cost-intensive, but also not possible at the required speed of up to 20 bottles per second.
  • Another problem is a corresponding change of drink.
  • the filling system In order to switch, for example, the filling system from energy drink to mineral water or table water, the filling system must be filled with a neutral medium and / or in order to avoid taste irritations for a later customer due to taste transfer can be rinsed by adding lye, acid, chlorine or other cleaning agents.
  • fresh water is used to flush the filling system, with which the filling system is flushed for a period of time. The period of time is selected based on empirical values until it is assumed that there are no more significant components of the previous product, in the present case energy drink, in the lines of the filling system.
  • this leads to an unnecessarily high consumption of fresh water.
  • the filling system is not available for an unnecessarily long time to fill bottles because of the oversized flushing time, which is economically disadvantageous.
  • An object of the present invention is therefore to enable continuous monitoring of filled containers with sufficient speed and reliability in the identification of substances in a fluid composition, especially in the beverage industry. Another object of the present invention is to enable a filling system to be flushed quickly, inexpensively and adequately. Another object of the present invention is to provide an alternative device for identifying foreign substances in a fluid composition, an alternative method for identifying foreign substances in a fluid composition and an alternative flushing device.
  • the present invention achieves the above-mentioned objects with a device for identifying substances in a fluid composition, in particular in a container, preferably in a closed bottle, comprising a removal device for removing a fluid composition to be filled into a container by a filling device, at least one analysis device , in particular a spectroscopic device, for, in particular spectroscopic, analysis of the fluid composition to be filled and / or for, in particular spectroscopic, analysis of the fluid composition after passing through the filling device, at least one evaluation device connected to the at least one analysis device for identifying the to be filled fluid composition and / or to identify the fluid composition after passage through the filling device, and which is formed based on a comparison of the identified egg To be filled and / or a specifiable fluid composition with the fluid composition after passing through the filling device to output at least one signal if the two fluid compositions differ from one another according to at least one specifiable parameter, in particular within a specifiable tolerance interval.
  • the present invention also achieves the above objects with a method for the identification of substances in a fluid composition, in particular special in a container, preferably in a closed bottle, preferably for implementation with an identification device according to any one of claims 1-20, comprising the steps
  • the present invention also achieves the above objects with a flushing device for flushing a filling device with a flushing medium, comprising a flushing medium supply device for providing a flushing medium, in particular water, and an identification device according to one of claims 1-20, wherein the flushing medium supply device is designed, the identificationi onsvoriques to provide the flushing medium and the identification device identifies the flushing medium composition before and after the flushing medium has passed through the filling device and wherein the flushing medium supply device is switched off so that the provision of flushing medium is ended when the difference between the two identified flushing medium compositions based on a parameter a falls below the predetermined threshold value for the at least one parameter.
  • fluid is understood to mean any substance or any mixture of substances that is in a gaseous and / or liquid state.
  • One of the advantages achieved with the invention is that contamination of the fluid composition after passing the filling system or device can be reliably avoided with sufficient speed and reliability of the identification of contaminants, which enables large-scale technical use on a process scale.
  • Another advantage is that the flushing device enables fast, reliable and inexpensive flushing of the filling device, which increases the availability of the filling device. treatment device significantly increased when a product change, which reduces the produc on costs.
  • the at least one analysis device comprises a spectroscopy device which is designed to perform the spectroscopic analysis of the fluid composition after it has passed through the filling device and after it has been filled into a container.
  • a spectroscopy device which is designed to perform the spectroscopic analysis of the fluid composition after it has passed through the filling device and after it has been filled into a container.
  • two spectroscopy devices are arranged, the first spectroscopy device being designed for the spectroscopic analysis of the fluid composition to be filled, and the second spectroscopy device being designed for the spectroscopic analysis of a fluid composition in a container.
  • the advantage of this is that the flexibility with regard to the spectroscopic analysis of the fluid composition is increased before and after the filling device, since different spectroscopy methods, different optics or the like can be used.
  • the at least one spectroscopic device is designed to carry out the spectroscopic analysis of the fluid composition located in a container without having to be withdrawn. This means that the check can be carried out on the closed container. This increases the reliability, since further subsequent contamination by the closed container is excluded.
  • the at least one spectroscopy device in particular for analyzing those located in a container Fluid composition, transmitting optics for providing at least one point beam or at least one line beam and / or receiving optics for receiving light in the form of at least one point beam and / or at least one line beam.
  • transmitting optics for providing at least one point beam or at least one line beam and / or receiving optics for receiving light in the form of at least one point beam and / or at least one line beam.
  • the at least one spectroscopic device is designed to carry out a spectroscopic analysis by means of transmission through the fluid composition, in particular located in a container.
  • a spectroscopic analysis of the fluid composition, in particular in a container can be carried out with it in a simple and reliable manner.
  • the at least one spectroscopy device is designed and arranged opposite the container in such a way that light enters the container and light exits the container via two non-parallel oriented surfaces of the container. In this way, for example, transmission “across the corner” can take place, so that the long light path, which is usually long with large containers, can be shortened and thus sufficient transmission can be provided for a spectroscopic analysis even with large containers.
  • the at least one spectroscopy device has a measuring cell made of quartz glass for measuring the fluid composition.
  • the ratio of the thickness of a wall of the measuring cell to the inner diameter of the measuring cell is less than half and / or more than 1/6. With sufficient stability of the measuring cell, a sufficient volume of the measuring cell can be provided.
  • the at least one spectroscopy device is designed to couple light into the measuring cell in such a way that the light is transmitted within the measuring cell by means of total reflections on the walls of the measuring cell. The advantage of this is a longer optical path length with high transmission.
  • the at least one spectroscopy device has an optical waveguide for coupling light into the measuring cell, which is arranged centrally in the measuring cell and has a diameter of less than half the inner diameter of the measuring cell, in particular less than a quarter of the inner diameter of the Has measuring cell.
  • the measuring cell is designed as a UV-transparent hollow glass fiber, in particular with an optical path length of more than 5 times the length of the measuring cell being provided.
  • optical components of the device are temperature-controlled, in particular passive. This increases the reliability of the spectroscopic analysis even further while consuming less energy.
  • the optical components are temperature-controlled separately from electronic components of the device. This enables several temperature control loops, which further improves the overall reliability when identifying the fluid compositions.
  • a cooling device is arranged, in particular comprising a heat sink, a heat pipe and at least one speed-controlled fan.
  • This provides cooling for the optical and / or electronic components of the device, which avoids overheating of the components and increases the reliability and service life the device increased overall.
  • the term “heat pipe” means a “heat pipe”.
  • the evaluation device is designed to carry out an identification of the fluid composition to be filled and / or an identification of the fluid composition after passing through the filling device by means of a neural network and / or a genetic spectrum search.
  • This enables particularly reliable identification of the fluid compositions, that is to say in particular of the respective concentrations.
  • the fluid composition, in particular the respective concentrations can be determined, for example, by continuously solving a system of equations with n unknowns, that is to say the concentrations that are to be determined.
  • the at least one spectroscopy device is a UV / VIS spectroscopy device. This enables a sufficiently large wavelength range for the identification of the fluid compositions while at the same time reliably recording the spectra in the relevant wavelength range with high sensitivity and sufficient selectivity.
  • the at least one spectroscopy device comprises a fluorescence spectrometer.
  • the advantage of this is the possibility of performing a spectroscopic analysis on the basis of fluorescence, which improves the flexibility in the identification of fluid compositions.
  • a fluid supply device for providing a free fluid jet is arranged after passage through the filling device and the free fluid jet can be analyzed spectroscopically by means of the at least one spectroscopy device.
  • the device is designed to provide continuous identification of substances in the fluid composition, in particular in containers, by means of spectroscopy. This enables an ongoing "online" investigation in large-scale systems, for example when bottling beverages. Complex and expensive individual samples are avoided; In addition, it can be checked more frequently, which increases the product safety of the filled container.
  • FIG. 1 shows, in schematic form, an illustration of a device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows, in schematic form, a measuring cell for carrying out a spectroscopic examination in the inlet of a device according to an embodiment of the present invention
  • FIG 3 shows a device according to an embodiment of the present invention
  • 4 shows, in schematic form, steps of a method according to one embodiment of the present invention.
  • FIG 1 shows, in schematic form, an illustration of an embodiment of the present invention.
  • a device 1 for the identification of beverage compositions is shown in Figure 1.
  • the device 1 comprises a withdrawal device 3 which can continuously withdraw samples from beverage supply lines 60a from a reservoir 60.
  • the extraction device 3 forwards the sample into a measuring cell 30 of a first spectroscopy device 5, which can be exposed to light from a light source 11.
  • a spectrometer 12 analyzes the light transmitted through the sample and / or remitted by the sample spectroscopically and forwards the analysis result to an evaluation device 7.
  • the beverage supply lines 60a are connected to a filling device 4 for filling bottles 2 on a large scale. After the bottles 2 have been filled with a predetermined beverage composition by the filling device 4 and closed, they are guided past a second spectroscopy device 6 by means of a conveyor device, here in the form of a conveyor belt 14.
  • the second spectroscopy device 6 comprises a light source 10 which irradiates each container 2 with light from the light source 10. Upstream of the light source 10 is a transmission optics 8 for a point source. After the light has been transmitted through part of the container 2 filled with the beverage composition and closed, the transmitted light is collected by means of collecting optics 9 for point sources and fed to a second spectrometer 13 for spectroscopic analysis.
  • a transmission of the light is carried out here at a substantially right-angled corner of the respective container 2, in other words via a side wall 20 and a base 21 of the container 2 that is substantially perpendicular thereto.
  • the second spectrometer 13 is also connected to the evaluation device 7 connected.
  • the evaluation device 7 now evaluates by means of genetic spectral search and / or by means of a neural network and / or by solving a linear equation system with n unknowns, the determined spectra of the beverage compositions of the samples before passing through the filling device 4 with the spectra of the beverage compositions in the containers 2. If there are any deviations, the beverage filling can be stopped and troubleshooting can be started.
  • the filling device 4 can be rinsed in order to remove residues from the filling device 4 and to avoid further contamination of beverage compositions by the residues.
  • a display device 80 for example a monitor.
  • a control device (not shown here) for the filling process as a whole.
  • a supply device 90 for fresh water is provided, which is provided via a separate line for supplying the filling device 4 with fresh water.
  • the provision device 90 or its fresh water supply line can be connected to the first spectroscopy device 5, the outlet of the filling device 4 can be connected to the second spectroscopy device 6 so that the first spectroscopy device 5 supplies the water composition before the filling device 4 is rinsed, the second spectroscopy device 6 the water can analyze composition after passage of the filling device 4.
  • FIG. 1 only the first spectroscopy device 5 is used for the spectroscopic analysis before and after the passage through the filling device 4.
  • Fig. 2 shows in schematic form a measuring cell for performing a spectroscopic examination in the inlet of a device according to one embodiment of the present invention.
  • a measuring cell 30 in the form of a UV glass hollow cell with measuring cell walls 32 made of silicon dioxide with a refractive index 1, 46 is shown in a sectional illustration.
  • the measuring cell 30 is coated on its outside with plastic, the refractive index of which is smaller than that of the wall 32 of the measuring cell 30.
  • the thickness of the measuring cell walls is 0.5 mm here, the inner diameter
  • an optical fiber 34 is arranged, which is arranged symmetrically to the measuring cell walls 32 in the measuring cell 30.
  • a beam path 36, 37, 38 is also one from the optical fiber
  • the ray 36 is partially refracted on the inside of the wall 32 (refracted ray 37) or runs as a second refracted ray partially within the wall 32 (second refracted ray 38)
  • Fig. 3 shows an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a device 1 for identifying fluid compositions.
  • a distillation unit 3 ' is also arranged for the preparation of beverage compositions for the subsequent analysis by means of the spectroscope 12.
  • the light source 11 is designed here as a deuterium light source which be cooled by means of heat pipes and an axial fan of a cooling device 50. This enables an improvement, ie a reduction in the detection limit by a factor of 2. In particular, it can A stable measurement can be achieved in the ultraviolet spectral range, since the optical components with measuring cell 30, light source 11 and spectrometer 12 can be kept at a predetermined temperature by means of the cooling device 50.
  • the electronic components for example an evaluation device 7 or the control device 40 shown here, are cooled by means of an air conditioning system and are arranged above the optical components in a switch cabinet shown in FIG.
  • the distillation unit 3 ' enables the separation of spectrally interfering substance components, for example nitrate or humic substances, which are usually contained in water for beverages.
  • Fig. 4 shows in schematic form steps of a method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows steps of a method for identifying substances in a fluid composition, in particular in a container, preferably in a closed bottle, by means of spectroscopy.
  • the process comprises the following steps.
  • a sample is taken, in particular continuously, of a fluid composition to be filled into a container by a filling device.
  • step S2 there is a spectroscopic analysis of the fluid composition to be filled and / or the fluid composition after passage through the filling device.
  • the fluid composition to be filled and / or the fluid composition is identified after passing through the filling device based on the comparison of the identified fluid composition to be filled with the fluid composition after passing through the filling device.
  • at least one signal is output if the two identified fluid compositions differ from one another according to at least one specifiable parameter.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

The invention discloses a device (1) for identifying substances in a fluid composition, more particularly in a container (2), preferably in a closed bottle (2), comprising a withdrawal device (3) for withdrawing a fluid composition that is to be filled in a container (2) by a filling device (4), at least one analysis device (5, 6), more particularly a spectroscopy device (5, 6) for, more particularly spectroscopically, analysing the fluid composition to be filled and/or, more particularly spectroscopically, analysing the fluid composition after it has passed through the filling device (4), at least one evaluation device (7), which is connected to the at least one analysis device (5, 6), for identifying the fluid composition to be filled and/or for identifying the fluid composition after it has passed through the filling device (4), and which is designed to output a signal, based on a comparison of the identified fluid composition to be filled and/or a predefinable fluid composition with the fluid composition after it has passed through the filling device (4), if the two fluid compositions deviate from one another according to at least one predefinable parameter, more particularly within a predefinable tolerance range.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR IDENTIFIKATION VON STOFFEN IN DER FLUIDZUSAMMENSETZUNG DEVICE AND METHOD FOR IDENTIFYING SUBSTANCES IN FLUID COMPOSITION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Identifikation von Stoffen in einer Fluidzusammensetzung, insbesondere in einem Behälter, vorzugsweise in einer verschlossenen Flasche. The present invention relates to a device for the identification of substances in a fluid composition, in particular in a container, preferably in a closed bottle.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Identifikation von Stoffen in einer Fluidzusammensetzung, insbesondere in einem Behälter, vorzugsweise in einer verschlossenen Flasche. The invention also relates to a method for identifying substances in a fluid composition, in particular in a container, preferably in a closed bottle.
Die Erfindung betrifft weiter eine Spülvorrichtung zum Spülen einer Befüllungsvor richtung mit einem Spülmedium. The invention further relates to a flushing device for flushing a filling device with a flushing medium.
Obwohl auf beliebige Behälter anwendbar, wird die vorliegende Erfindung in Be zug auf Flaschen, beispielsweise Mehrweg-PET-Flaschen, PET-Einwegflaschen sowie Glasflaschen erläutert. Although applicable to any container, the present invention will be explained in relation to bottles, for example returnable PET bottles, PET disposable bottles and glass bottles.
Obwohl auf beliebige Fluidzusammensetzungen anwendbar, wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf flüssige Zusammensetzungen erläutert. Although applicable to any fluid composition, the present invention will be explained with reference to liquid compositions.
In der Getränkeindustrie werden Getränke, beispielsweise aufbereitetes Wasser, Mineralwasser oder mit Zusätzen versehenes Wasser, Bier oder dergleichen in Flaschen, beispielsweise PET-Mehrweg-Flaschen gefüllt, die Flaschen anschlie ßend verschlossen, und dann entsprechend in Gebinden zur Auslieferung ver packt. Das Aufbereiten des abzufüllenden Getränkes erfolgt hierbei in der Befül lungsanlage, die über entsprechende Leitungen mit den jeweiligen Vorratsbehäl tern verbunden ist, um von der Befüllungsanlage im gewünschten Verhältnis in die Flaschen gefüllt zu werden. Hierbei ist es bekannt geworden, die Zusammenset zung der Flüssigkeiten in den jeweiligen Vorratsbehältern laufend zu überprüfen, um sicherzustellen, dass verschiedene Produkte in den gewünschten Konzentrati onen, etc. abgefüllt bzw. bereitgestellt werden. Nachteilig dabei ist, dass nach dem Befüllen der Behälter mit dem Getränk, dieses im Behälter nicht mehr überprüft werden kann. Eine Überprüfung, ob sich tatsäch lich das Produkt in der gewünschten Zusammensetzung im Behälter befindet oder sich beispielsweise Verunreinigungen im Behälter befinden, ist nicht mehr, wenn der Behälter verschlossen wurde, oder nur sehr aufwendig möglich, beispielswei se durch Entnehmen einer Probe aus dem jeweiligen Behälter und Analysieren derselben. Ein solches Vorgehen ist nicht nur kostenintensiv, sondern auch in der benötigten Geschwindigkeit von bis zu 20 Flaschen pro Sekunde nicht möglich. In the beverage industry, beverages, such as treated water, mineral water or water with additives, beer or the like are filled in bottles, such as reusable PET bottles, the bottles are then closed and then appropriately packed in containers for delivery. The preparation of the beverage to be bottled takes place in the filling system, which is connected to the respective Vorratsbehäl tern via appropriate lines in order to be filled into the bottles in the desired ratio by the filling system. It has become known to continuously check the composition of the liquids in the respective storage containers in order to ensure that various products are filled or made available in the desired concentrations, etc. The disadvantage here is that once the container has been filled with the drink, it can no longer be checked in the container. A check of whether the product is actually in the desired composition in the container or whether there are contaminants in the container, for example, is no longer possible if the container has been closed, or only possible with great effort, for example by taking a sample from the respective container and analyzing the same. Such a procedure is not only cost-intensive, but also not possible at the required speed of up to 20 bottles per second.
Ein weiteres Problem stellt ein entsprechender Getränkewechsel dar. Um bei spielsweise die Befüllungsanlage von Energy Drink auf Mineralwasser oder Tafel wasser umzustellen, muss, um zu vermeiden, dass Geschmacksirritationen bei einem späteren Kunden durch Geschmackstransfer auftreten, die Befüllungsanla ge mit einem neutralen Medium und/oder durch Zusatz von Lauge, Säure, Chlor oder anderen Reinigungsmitteln gespült werden. Zum Spülen der Befüllungsanla ge wird beispielsweise frisches Wasser verwendet, mit dem die Befüllungsanlage für eine Zeitspanne gespült wird. Die Zeitspanne wird dabei basierend auf Erfah rungswerten so gewählt, bis angenommen wird, dass sich keine nennenswerten Bestandteile des früheren Produkts, im vorliegenden Fall Energy Drink, mehr in den Leitungen der Befüllungsanlage befindet. Hierdurch kommt es jedoch zu ei nem unnötig hohen Verbrauch von Frischwasser. Gleichzeitig steht die Befül lungsanlage wegen der überdimensionierten Spülzeit für eine unnötig lange Zeit zur Befüllung von Flaschen nicht zur Verfügung, was wirtschaftlich nachteilig ist. Another problem is a corresponding change of drink. In order to switch, for example, the filling system from energy drink to mineral water or table water, the filling system must be filled with a neutral medium and / or in order to avoid taste irritations for a later customer due to taste transfer can be rinsed by adding lye, acid, chlorine or other cleaning agents. For example, fresh water is used to flush the filling system, with which the filling system is flushed for a period of time. The period of time is selected based on empirical values until it is assumed that there are no more significant components of the previous product, in the present case energy drink, in the lines of the filling system. However, this leads to an unnecessarily high consumption of fresh water. At the same time, the filling system is not available for an unnecessarily long time to fill bottles because of the oversized flushing time, which is economically disadvantageous.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine kontinuierliche Über wachung von befüllten Behältern zu ermöglichen bei ausreichender Schnelligkeit und Zuverlässigkeit bei der Identifikation von Stoffen in einer Fluidzusammenset zung, insbesondere im Bereich der Getränkeindustrie. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine schnelle, kostengünstige sowie ausreichende Spülung einer Befüllungsanlage zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der vorlie genden Erfindung ist es, eine alternative Vorrichtung zur Identifikation von Fremd stoffen in einer Fluidzusammensetzung, ein alternatives Verfahren zur Identifikati on von Fremdstoffen in einer Fluidzusammensetzung sowie eine alternative Spül vorrichtung anzugeben. Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben mit einer Vor richtung zur Identifikation von Stoffen in einer Fluidzusammensetzung, insbeson dere in einem Behälter, vorzugsweise in einer verschlossenen Flasche, umfassend eine Entnahmevorrichtung zur Entnahme einer durch eine Befüllungsvorrichtung in einen Behälter einzufüllenden Fluidzusammensetzung, zumindest eine Analysevorrichtung, insbesondere eine Spektroskopievorrichtung, zur, insbesondere spektroskopischen, Analyse der einzufüllenden Fluidzusam mensetzung und/oder zur, insbesondere spektroskopischen, Analyse der Fluidzu sammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung, zumindest eine Auswerteeinrichtung, die mit der zumindest einen Analysevorrich tung verbunden ist, zur Identifikation der zu befüllenden Fluidzusammensetzung und/oder zur Identifikation der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung, und die ausgebildet ist, basierend auf einem Vergleich der identifizierten einzufüllenden und/oder einer vorgebbaren Fluidzusammensetzung mit der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung zumindest ein Signal auszugeben, wenn die beiden Fluidzusammensetzungen gemäß zumindest einem vorgebbaren Parameter, insbesondere innerhalb eines vorgebbaren Toleranzintervalls, voneinander abweichen. An object of the present invention is therefore to enable continuous monitoring of filled containers with sufficient speed and reliability in the identification of substances in a fluid composition, especially in the beverage industry. Another object of the present invention is to enable a filling system to be flushed quickly, inexpensively and adequately. Another object of the present invention is to provide an alternative device for identifying foreign substances in a fluid composition, an alternative method for identifying foreign substances in a fluid composition and an alternative flushing device. The present invention achieves the above-mentioned objects with a device for identifying substances in a fluid composition, in particular in a container, preferably in a closed bottle, comprising a removal device for removing a fluid composition to be filled into a container by a filling device, at least one analysis device , in particular a spectroscopic device, for, in particular spectroscopic, analysis of the fluid composition to be filled and / or for, in particular spectroscopic, analysis of the fluid composition after passing through the filling device, at least one evaluation device connected to the at least one analysis device for identifying the to be filled fluid composition and / or to identify the fluid composition after passage through the filling device, and which is formed based on a comparison of the identified egg To be filled and / or a specifiable fluid composition with the fluid composition after passing through the filling device to output at least one signal if the two fluid compositions differ from one another according to at least one specifiable parameter, in particular within a specifiable tolerance interval.
Die vorliegende Erfindung löst die vorstehenden Aufgaben ebenfalls mit einem Verfahren zur Identifikation von Stoffen in einer Fluidzusammensetzung, insbe sondere in einem Behälter, vorzugsweise in einer verschlossenen Flasche, vor zugsweise zur Durchführung mit einer Identifikationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-20, umfassend die Schritte The present invention also achieves the above objects with a method for the identification of substances in a fluid composition, in particular special in a container, preferably in a closed bottle, preferably for implementation with an identification device according to any one of claims 1-20, comprising the steps
- Entnehmen einer Probe, insbesondere kontinuierlich, einer durch ei ne Befüllungsvorrichtung in einen Behälter einzufüllenden Fluidzu sammensetzung, - Taking a sample, in particular continuously, a fluid composition to be filled into a container by a filling device,
- Analysieren, insbesondere spektroskopisch, der einzufüllenden Flu idzusammensetzung und/oder der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung, - Analyzing, in particular spectroscopically, the fluid composition to be filled and / or the fluid composition after passing through the filling device,
- Identifizieren der zu befüllenden Fluidzusammensetzung und/oder der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvor- richtung basierend auf dem Vergleich der identifizierten einzufüllen den Fluidzusammensetzung mit der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung, und - Ausgeben zumindest eines Signals, wenn die beiden identifizierten Fluidzusammensetzungen gemäß zumindest einem vorgebbaren Parameter, insbesondere innerhalb eines vorgebbaren Toleranzin tervalls, voneinander abweichen. - Identifying the fluid composition to be filled and / or the fluid composition after passing through the filling process direction based on the comparison of the identified fluid composition to be filled with the fluid composition after passage through the filling device, and outputting at least one signal if the two identified fluid compositions differ from one another according to at least one specifiable parameter, in particular within a specifiable tolerance interval.
Die vorliegende Erfindung löst die vorstehenden Aufgaben ebenfalls mit einer Spülvorrichtung zum Spülen einer Befüllungsvorrichtung mit einem Spülmedium, umfassend eine Spülmediumbereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen eines Spülmediums, insbesondere von Wasser, und eine Identifikationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-20, wobei die Spülmediumbereitstellungseinrichtung ausgebildet ist, der Identifikati onsvorrichtung das Spülmedium bereitzustellen und die Identifikationsvorrichtung die Spülmediumzusammensetzung vor und nach dem Durchgang des Spülmedi ums durch die Befüllungsvorrichtung identifiziert und wobei die Spülmediumbereit stellungseinrichtung abgeschaltet wird, so dass das Bereitstellen von Spülmedium beendet wird, wenn der Unterschied der beiden identifizierten Spülmediumzusam mensetzungen anhand eines Parameters einen vorgegebenen Schwellwert für den zumindest einen Parameter unterschreitet. The present invention also achieves the above objects with a flushing device for flushing a filling device with a flushing medium, comprising a flushing medium supply device for providing a flushing medium, in particular water, and an identification device according to one of claims 1-20, wherein the flushing medium supply device is designed, the identificati onsvorrichtung to provide the flushing medium and the identification device identifies the flushing medium composition before and after the flushing medium has passed through the filling device and wherein the flushing medium supply device is switched off so that the provision of flushing medium is ended when the difference between the two identified flushing medium compositions based on a parameter a falls below the predetermined threshold value for the at least one parameter.
Unter dem Begriff „Fluid“ ist jeglicher Stoff oder jegliches Stoffgemisch zu verste hen, welches sich in gasförmigem und/oder flüssigem Aggregatzustand befindet. The term “fluid” is understood to mean any substance or any mixture of substances that is in a gaseous and / or liquid state.
Einer der mit der Erfindung erzielten Vorteile ist, dass damit Verunreinigungen der Fluidzusammensetzung nach Passieren der Befüllungsanlage bzw. -Vorrichtung zuverlässig vermieden werden können bei gleichzeitiger ausreichender Schnellig keit und Zuverlässigkeit der Identifizierung von Verunreinigungen, was einen groß technischen Einsatz im Prozessmaßstab ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist, dass mittels der Spülvorrichtung eine schnelle, zuverlässige und kostengünstige Spü lung der Befüllungsvorrichtung ermöglicht wird, was die Verfügbarkeit der Befül- lungsvorrichtung bei einem Produktwechsel wesentlich erhöht, was die Produkti onskosten reduziert. One of the advantages achieved with the invention is that contamination of the fluid composition after passing the filling system or device can be reliably avoided with sufficient speed and reliability of the identification of contaminants, which enables large-scale technical use on a process scale. Another advantage is that the flushing device enables fast, reliable and inexpensive flushing of the filling device, which increases the availability of the filling device. treatment device significantly increased when a product change, which reduces the produc on costs.
Weitere Merkmale, Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den folgenden Unteransprüchen beschrieben oder werden durch diese of fenbar. Further features, advantages and preferred embodiments of the invention are described in the following subclaims or can be disclosed by them.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die zumindest eine Analysevor richtung eine Spektroskopievorrichtung, die ausgebildet ist, die spektroskopische Analyse der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrich tung und nach Einfüllen in einen Behälter, vorzunehmen. Vorteil hiervon ist, dass eine Kontrolle der Fluidzusammensetzung auf Verunreinigungen im Behälter selbst vorgenommen werden kann, was die Zuverlässigkeit hinsichtlich der Detek tion von Fremdstoffen oder unerwünschten Abweichungen in der Fluidzusammen setzung wesentlich erhöht. According to an advantageous development, the at least one analysis device comprises a spectroscopy device which is designed to perform the spectroscopic analysis of the fluid composition after it has passed through the filling device and after it has been filled into a container. The advantage of this is that the fluid composition can be checked for contamination in the container itself, which significantly increases the reliability with regard to the detection of foreign substances or undesired deviations in the fluid composition.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind zwei Spektroskopievorrich tungen angeordnet, wobei die erste Spektroskopievorrichtung zur spektroskop ischen Analyse der einzufüllenden Fluidzusammensetzung, und die zweite Spekt roskopievorrichtung zur spektroskopischen Analyse einer in einem Behälter be findlichen Fluidzusammensetzung ausgebildet ist. Vorteil hiervon ist, dass die Fle xibilität hinsichtlich der spektroskopischen Analyse der Fluidzusammensetzung vor und nach der Befüllungsvorrichtung erhöht wird, da unterschiedliche Spektrosko pieverfahren, unterschiedliche Optiken oder dergleichen verwendet werden kön nen. According to a further advantageous development, two spectroscopy devices are arranged, the first spectroscopy device being designed for the spectroscopic analysis of the fluid composition to be filled, and the second spectroscopy device being designed for the spectroscopic analysis of a fluid composition in a container. The advantage of this is that the flexibility with regard to the spectroscopic analysis of the fluid composition is increased before and after the filling device, since different spectroscopy methods, different optics or the like can be used.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Spektro skopievorrichtung ausgebildet, die spektroskopische Analyse der in einem Behäl ter befindlichen Fluidzusammensetzung entnahmefrei durchzuführen. Damit kann die Überprüfung am geschlossenen Behälter durchgeführt werden. Dies erhöht die Zuverlässigkeit, da weitere nachfolgende Verunreinigungen durch den verschlos senen Behälter ausgeschlossenen sind. According to a further advantageous development, the at least one spectroscopic device is designed to carry out the spectroscopic analysis of the fluid composition located in a container without having to be withdrawn. This means that the check can be carried out on the closed container. This increases the reliability, since further subsequent contamination by the closed container is excluded.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die zumindest eine Spek troskopievorrichtung, insbesondere zur Analyse der in einem Behälter befindlichen Fluidzusammensetzung, eine Sendeoptik zur Bereitstellung zumindest eines Punktstrahls oder zumindest eines Linienstrahls und/oder eine Empfangsoptik zum Empfang von Licht in Form zumindest eines Punktstrahls und/oder zumindest eines Linienstrahls auf. Vorteil hiervon ist, dass auf einfache und zuverlässige Weise der Lichtstrahl auf den gewünschten Bereich gelenkt wird bzw. von diesem in Abhängigkeit der Form des Lichtstrahls detektiert werden kann. According to a further advantageous development, the at least one spectroscopy device, in particular for analyzing those located in a container Fluid composition, transmitting optics for providing at least one point beam or at least one line beam and / or receiving optics for receiving light in the form of at least one point beam and / or at least one line beam. The advantage of this is that the light beam is guided to the desired area in a simple and reliable manner or can be detected by this as a function of the shape of the light beam.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Spektro skopievorrichtung ausgebildet, mittels Transmission durch die, insbesondere in einem Behälter befindliche, Fluidzusammensetzung eine spektroskopische Analy se durchzuführen. Vorteil hiervon ist, dass damit auf einfache und zuverlässige Weise eine spektroskopische Analyse der Fluidzusammensetzung, insbesondere in einem Behälter, durchgeführt werden kann. According to a further advantageous development, the at least one spectroscopic device is designed to carry out a spectroscopic analysis by means of transmission through the fluid composition, in particular located in a container. The advantage of this is that a spectroscopic analysis of the fluid composition, in particular in a container, can be carried out with it in a simple and reliable manner.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Spektro skopievorrichtung so ausgebildet und gegenüber dem Behälter so angeordnet, dass Lichteintritt in den Behälter und Lichtaustritt aus dem Behälter über zwei nicht-parallel orientierte Flächen des Behälters erfolgt. Damit kann beispielsweise eine Transmission „über Eck“ erfolgen, sodass der bei großen Behältern üblicher weise lange Lichtweg verkürzt werden kann und so eine ausreichende Transmis sion für eine spektroskopische Analyse auch bei großen Behältern bereitgestellt werden kann. According to a further advantageous development, the at least one spectroscopy device is designed and arranged opposite the container in such a way that light enters the container and light exits the container via two non-parallel oriented surfaces of the container. In this way, for example, transmission “across the corner” can take place, so that the long light path, which is usually long with large containers, can be shortened and thus sufficient transmission can be provided for a spectroscopic analysis even with large containers.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die zumindest eine Spek troskopievorrichtung eine Messzelle, hergestellt aus Quarzglas, zum Messen der Fluidzusammensetzung auf. Vorteil hiervon ist eine einfache Herstellbarkeit eben so wie eine hohe Temperaturstabilität und Resistenz gegenüber aggressiven Sub stanzen wie Säuren oder dergleichen. According to a further advantageous development, the at least one spectroscopy device has a measuring cell made of quartz glass for measuring the fluid composition. The advantage of this is that it is easy to manufacture, as well as high temperature stability and resistance to aggressive substances such as acids or the like.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung beträgt das Verhältnis von der Dicke einer Wand der Messzelle zu Innendurchmesser der Messzelle weniger als die Hälfte und/oder mehr als 1/6. Damit lässt sich bei ausreichender Stabilität der Messzelle ein ausreichendes Volumen der Messzelle bereitstellen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Spektro skopievorrichtung ausgebildet, Licht in die Messzelle derart einzukoppeln, dass das Licht mittels Totalreflexionen an den Wänden der Messzelle innerhalb der Messzelle transmittiert wird. Vorteil hiervon ist eine höhere optische Weglänge bei hoher Transmission. According to a further advantageous development, the ratio of the thickness of a wall of the measuring cell to the inner diameter of the measuring cell is less than half and / or more than 1/6. With sufficient stability of the measuring cell, a sufficient volume of the measuring cell can be provided. According to a further advantageous development, the at least one spectroscopy device is designed to couple light into the measuring cell in such a way that the light is transmitted within the measuring cell by means of total reflections on the walls of the measuring cell. The advantage of this is a longer optical path length with high transmission.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die zumindest eine Spek troskopievorrichtung einen Lichtwellenleiter zum Einkoppeln von Licht in die Messzelle auf, der zentral in der Messzelle angeordnet ist und einen Durchmesser von weniger als der Hälfte des Innendurchmessers der Messzelle, insbesondere weniger als ein Viertel des Innendurchmessers der Messzelle aufweist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine zuverlässige Einkopplung von Licht in die Messzelle ermöglicht wird. According to a further advantageous development, the at least one spectroscopy device has an optical waveguide for coupling light into the measuring cell, which is arranged centrally in the measuring cell and has a diameter of less than half the inner diameter of the measuring cell, in particular less than a quarter of the inner diameter of the Has measuring cell. One of the advantages achieved in this way is that it enables light to be reliably coupled into the measuring cell.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Messzelle als UV- transparente Glashohlfaser ausgebildet, insbesondere wobei eine optische Weg länge von mehr als dem 5-fachen der Länge der Messzelle bereitgestellt wird. According to a further advantageous development, the measuring cell is designed as a UV-transparent hollow glass fiber, in particular with an optical path length of more than 5 times the length of the measuring cell being provided.
Gemäß einerweiteren vorteilhaften Weiterbildung sind optische Komponenten der Vorrichtung temperaturgeregelt, insbesondere passiv. Damit wird die Zuverlässig keit der spektroskopischen Analyse noch weiter erhöht bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch. According to a further advantageous development, optical components of the device are temperature-controlled, in particular passive. This increases the reliability of the spectroscopic analysis even further while consuming less energy.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die optischen Komponen ten separat von elektronischen Komponenten der Vorrichtung temperaturgeregelt. Damit werden mehrere Temperaturreglungskreise ermöglicht, was die Zuverläs sigkeit insgesamt bei der Identifikation der Fluidzusammensetzungen weiter ver bessert. According to a further advantageous development, the optical components are temperature-controlled separately from electronic components of the device. This enables several temperature control loops, which further improves the overall reliability when identifying the fluid compositions.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist eine Kühleinrichtung ange ordnet, insbesondere umfassend einen Kühlkörper, ein Wärmerohr und zumindest einen drehzahlgeregelten Lüfter. Damit wird eine Kühlung für die optischen und/oder elektronischen Komponenten der Vorrichtung bereitgestellt, was ein Überhitzen der Komponenten vermeidet und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Vorrichtung insgesamt erhöht. Unter dem Begriff „Wärmerohr“ ist eine „Heat- Pipe“ zu verstehen. According to a further advantageous development, a cooling device is arranged, in particular comprising a heat sink, a heat pipe and at least one speed-controlled fan. This provides cooling for the optical and / or electronic components of the device, which avoids overheating of the components and increases the reliability and service life the device increased overall. The term “heat pipe” means a “heat pipe”.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet, mittels eines neuronalen Netzes und/oder einer genetischen Spekt ralsuche eine Identifikation der zu befüllenden Fluidzusammensetzung und/oder eine Identifikation der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befül lungsvorrichtung durchzuführen. Damit wird eine besonders zuverlässige Identifi kation der Fluidzusammensetzungen, also insbesondere der jeweiligen Konzentra tionen, ermöglicht. Eine Bestimmung der Fluidzusammensetzung, insbesondere der jeweiligen Konzentrationen, kann beispielsweise durch kontinuierliches Lösen eines Gleichungssystems mit n Unbekannten, also den Konzentrationen, die zu bestimmen sind, erfolgen. According to a further advantageous development, the evaluation device is designed to carry out an identification of the fluid composition to be filled and / or an identification of the fluid composition after passing through the filling device by means of a neural network and / or a genetic spectrum search. This enables particularly reliable identification of the fluid compositions, that is to say in particular of the respective concentrations. The fluid composition, in particular the respective concentrations, can be determined, for example, by continuously solving a system of equations with n unknowns, that is to say the concentrations that are to be determined.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Spektro skopievorrichtung eine UV-/VIS-Spektroskopievorrichtung. Damit wird ein ausrei chend großer Wellenlängenbereich für die Identifikation der Fluidzusammensetz ungen bei gleichzeitig zuverlässiger Aufnahme der Spektren im relevanten Wellen längenbereich bei hoher Sensitivität und ausreichender Selektivität ermöglicht. According to a further advantageous development, the at least one spectroscopy device is a UV / VIS spectroscopy device. This enables a sufficiently large wavelength range for the identification of the fluid compositions while at the same time reliably recording the spectra in the relevant wavelength range with high sensitivity and sufficient selectivity.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die zumindest eine Spektroskopievorrichtung ein Fluoreszenz-Spektrometer. Vorteil hiervon ist die Möglichkeit der Durchführung einer spektroskopischen Analyse auf der Basis von Fluoreszenz, was die Flexibilität bei der Identifikation von Fluidzusammensetzun gen verbessert. According to a further advantageous development, the at least one spectroscopy device comprises a fluorescence spectrometer. The advantage of this is the possibility of performing a spectroscopic analysis on the basis of fluorescence, which improves the flexibility in the identification of fluid compositions.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist eine Fluidbereitstellungsein richtung zur Bereitstellung eines freien Fluidstrahls nach Durchgang durch die Be füllungsvorrichtung angeordnet und mittels der zumindest einen Spektroskopievor richtung ist der freie Fluidstrahl spektroskopisch analysierbar. Damit lässt sich die Zuverlässigkeit der spektroskopischen Analyse steigern, da keinerlei störenden Behälterwände berücksichtigt werden müssen, die beispielsweise verschiedene Wellenlängenbereiche unterdrücken oder die zu instabilen, nicht reproduzierbaren, Messergebnissen führen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Vorrichtung ausgebildet, eine kontinuierliche Identifikation von Stoffen in der Fluidzusammensetzung, ins besondere in Behältern, mittels Spektroskopie bereitzustellen. Damit wird eine laufende „Online“-Untersuchung in großtechnischen Anlagen, beispielsweise bei der Getränkeabfüllung möglich. Aufwendige und teure Einzelproben werden ver mieden; zudem kann häufiger überprüft werden, was die Produktsicherheit des befüllten Behälters erhöht. According to a further advantageous development, a fluid supply device for providing a free fluid jet is arranged after passage through the filling device and the free fluid jet can be analyzed spectroscopically by means of the at least one spectroscopy device. This increases the reliability of the spectroscopic analysis, since no disruptive container walls have to be taken into account, which for example suppress different wavelength ranges or which lead to unstable, non-reproducible measurement results. According to a further advantageous development, the device is designed to provide continuous identification of substances in the fluid composition, in particular in containers, by means of spectroscopy. This enables an ongoing "online" investigation in large-scale systems, for example when bottling beverages. Complex and expensive individual samples are avoided; In addition, it can be checked more frequently, which increases the product safety of the filled container.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschrei bung anhand der Zeichnungen. Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims Un, from the drawings, and from the associated description of figures based on the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funkti onal gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Preferred designs and embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, the same reference numerals referring to the same or similar or functionally the same components or elements.
In den Figuren zeigen Show in the figures
Fig. 1 in schematischer Form eine Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 shows, in schematic form, an illustration of a device according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 in schematischer Form eine Messzelle zur Durchführung einer spek troskopischen Untersuchung im Einlauf einer Vorrichtung gemäß ei ner Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 shows, in schematic form, a measuring cell for carrying out a spectroscopic examination in the inlet of a device according to an embodiment of the present invention;
Fig. 3 eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 4 in schematischer Form Schritte eines Verfahrens gemäß einer Aus führungsform der vorliegenden Erfindung. 3 shows a device according to an embodiment of the present invention; and 4 shows, in schematic form, steps of a method according to one embodiment of the present invention.
Fig. 1 zeigt in schematischer Form eine Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows, in schematic form, an illustration of an embodiment of the present invention.
Im Detail ist in Figur 1 eine Vorrichtung 1 zur Identifikation von Getränkezusam mensetzungen gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst dabei eine Entnahmevorrich tung 3, die aus Getränkezuführleitungen 60a von einem Reservoir 60 kontinuier lich Proben entnehmen kann. Die Entnahmevorrichtung 3 leitet dabei die Probe in eine Messzelle 30 einer ersten Spektroskopievorrichtung 5 weiter, die mit Licht einer Lichtquelle 11 beaufschlagt werden kann. Ein Spektrometer 12 analysiert das durch die Probe transmittierte und/oder von der Probe remittierte Licht spekt roskopisch und leitet das Analyseergebnis an eine Auswerteeinrichtung 7 weiter. In detail, a device 1 for the identification of beverage compositions is shown in Figure 1. The device 1 comprises a withdrawal device 3 which can continuously withdraw samples from beverage supply lines 60a from a reservoir 60. The extraction device 3 forwards the sample into a measuring cell 30 of a first spectroscopy device 5, which can be exposed to light from a light source 11. A spectrometer 12 analyzes the light transmitted through the sample and / or remitted by the sample spectroscopically and forwards the analysis result to an evaluation device 7.
Die Getränkezuführleitungen 60a sind mit einer Befüllungsvorrichtung 4 zur groß technischen Befüllung von Flaschen 2 verbunden. Nachdem die Flaschen 2 durch die Befüllungsvorrichtung 4 mit einer vorgegebenen Getränkezusammensetzung befüllt und verschlossen wurden, werden diese mittels einer Fördervorrichtung, hier in Form eines Transportbandes 14, an einer zweiten Spektroskopievorrich tung 6 vorbeigeführt. Die zweite Spektroskopievorrichtung 6 umfasst eine Licht quelle 10, die jeden Behälter 2 mit Licht der Lichtquelle 10 durchstrahlt. Der Licht quelle 10 vorgeschaltet ist eine Sendeoptik 8 für einen Punktstrahler. Nach Transmission des Lichts durch einen Teil des mit der Getränkezusammensetzung befüllten und verschlossenen Behälters 2 wird das transmittierte Licht mittels einer Sammeloptik 9 für Punktstrahler gesammelt und einem zweiten Spektrometer 13 zur spektroskopischen Analyse zugeführt. Eine Transmission des Lichts wird hier bei über eine im Wesentlichen rechtwinklige Ecke des jeweiligen Behälters 2 durchgeführt, mit anderen Worten über eine Seitenwand 20 und einen im Wesent lichen hierzu senkrecht angeordneten Boden 21 des Behälters 2. Das zweite Spektrometer 13 ist ebenfalls mit der Auswerteeinrichtung 7 verbunden. Die Aus werteeinrichtung 7 wertet nun mittels genetischer Spektralsuche und/oder mittels eines neuronalen Netzes und/oder mittels Lösen eines linearen Gleichungssys tems mit n Unbekannten die ermittelten Spektren der Getränkezusammensetzun gen der Proben vor Durchlaufen der Befüllungsvorrichtung 4 mit den Spektren der Getränkezusammensetzungen in den Behältern 2 aus. Ergeben sich hier Abwei chungen kann die Getränkebefüllung gestoppt und mit der Fehlersuche begonnen werden. Beispielsweise kann die Befüllungsvorrichtung 4 gespült werden, um Rückstände aus der Befüllungsvorrichtung 4 zu entfernen und die weitere Verun reinigung von Getränkezusammensetzungen durch die Rückstände zu vermeiden. Zur Anzeige des Ergebnisses der Auswerteeinrichtung 7 ist diese mit einer Anzei geeinrichtung 80, beispielweise einem Monitor verbunden. Darüber hinaus kann diese mit einer Steuereinrichtung (hier nicht gezeigt) für den Befüllvorgang insge samt verbunden sein. The beverage supply lines 60a are connected to a filling device 4 for filling bottles 2 on a large scale. After the bottles 2 have been filled with a predetermined beverage composition by the filling device 4 and closed, they are guided past a second spectroscopy device 6 by means of a conveyor device, here in the form of a conveyor belt 14. The second spectroscopy device 6 comprises a light source 10 which irradiates each container 2 with light from the light source 10. Upstream of the light source 10 is a transmission optics 8 for a point source. After the light has been transmitted through part of the container 2 filled with the beverage composition and closed, the transmitted light is collected by means of collecting optics 9 for point sources and fed to a second spectrometer 13 for spectroscopic analysis. A transmission of the light is carried out here at a substantially right-angled corner of the respective container 2, in other words via a side wall 20 and a base 21 of the container 2 that is substantially perpendicular thereto. The second spectrometer 13 is also connected to the evaluation device 7 connected. The evaluation device 7 now evaluates by means of genetic spectral search and / or by means of a neural network and / or by solving a linear equation system with n unknowns, the determined spectra of the beverage compositions of the samples before passing through the filling device 4 with the spectra of the beverage compositions in the containers 2. If there are any deviations, the beverage filling can be stopped and troubleshooting can be started. For example, the filling device 4 can be rinsed in order to remove residues from the filling device 4 and to avoid further contamination of beverage compositions by the residues. To display the result of the evaluation device 7, it is connected to a display device 80, for example a monitor. In addition, it can be connected to a control device (not shown here) for the filling process as a whole.
Um die Befüllungsvorrichtung 4 zu spülen, ist eine Bereitstellungseinrichtung 90 für Frischwasser vorgesehen, die über eine separate Leitung zur Beaufschlagung der Befüllungsvorrichtung 4 mit Frischwasser vorgesehen ist. Die Bereitstellungs einrichtung 90 oder deren Frischwasserzuführleitung kann dabei mit der ersten Spektroskopievorrichtung 5, der Ausgang der Befüllungsvorrichtung 4 kann dabei mit der zweiten Spektroskopievorrichtung 6 verbunden sein, sodass die erste Spektroskopievorrichtung 5 die Wasserzusammensetzung vor dem Spülen der Befüllungsvorrichtung 4, die zweite Spektroskopievorrichtung 6 die Wasserzu sammensetzung nach dem Durchgang der Befüllungsvorrichtung 4 analysieren kann. In Figur 1 wird für die spektroskopische Analyse vor und nach dem Durch gang durch die Befüllungsvorrichtung 4 lediglich die erste Spektroskopievorrich tung 5 genutzt. In order to flush the filling device 4, a supply device 90 for fresh water is provided, which is provided via a separate line for supplying the filling device 4 with fresh water. The provision device 90 or its fresh water supply line can be connected to the first spectroscopy device 5, the outlet of the filling device 4 can be connected to the second spectroscopy device 6 so that the first spectroscopy device 5 supplies the water composition before the filling device 4 is rinsed, the second spectroscopy device 6 the water can analyze composition after passage of the filling device 4. In FIG. 1, only the first spectroscopy device 5 is used for the spectroscopic analysis before and after the passage through the filling device 4.
Mittels der Auswerteeinrichtung 7 kann nun das Beaufschlagen der Befüllungsvor richtung 4 solange erfolgen, bis die Abweichung der beiden Wasserzusammen setzungen anhand eines Parameters unter einen bestimmten Schwellwert erfolgt. Auf diese Weise ist eine effiziente, schnelle Spülung bzw. Reinigung der Befül lungsvorrichtung 4 möglich. Fig. 2 zeigt in schematischer Form eine Messzelle zur Durchführung einer spekt roskopischen Untersuchung im Einlauf einer Vorrichtung gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung. By means of the evaluation device 7 the loading of the filling device 4 can now take place until the deviation of the two water compositions based on a parameter is below a certain threshold value. In this way, efficient, rapid flushing or cleaning of the filling device 4 is possible. Fig. 2 shows in schematic form a measuring cell for performing a spectroscopic examination in the inlet of a device according to one embodiment of the present invention.
Im Detail ist in Figur 2 in einer Schnittdarstellung eine Messzelle 30 in Form einer UV-Glashohlzelle mit Messzellenwänden 32 aus Siliziumdioxid mit Brechungsin dex 1 ,46 gezeigt. Die Messzelle 30 wird auf ihrer Außenseite mit Kunststoff be schichtet, dessen Brechungsindex kleiner ist als der der Wand 32 der Messzelle 30. Die Dicke der Messzellenwände beträgt hier 0,5 mm, der InnendurchmesserIn detail, a measuring cell 30 in the form of a UV glass hollow cell with measuring cell walls 32 made of silicon dioxide with a refractive index 1, 46 is shown in a sectional illustration. The measuring cell 30 is coated on its outside with plastic, the refractive index of which is smaller than that of the wall 32 of the measuring cell 30. The thickness of the measuring cell walls is 0.5 mm here, the inner diameter
33 beträgt 2,7 mm, der Außendurchmesser folglich 3,7 mm. Zur Einkopplung von Licht ist eine Lichtleitfaser 34 angeordnet, die symmetrisch zu den Messzellen wänden 32 in der Messzelle 30 angeordnet ist. 33 is 2.7 mm, the outer diameter consequently 3.7 mm. In order to couple light in, an optical fiber 34 is arranged, which is arranged symmetrically to the measuring cell walls 32 in the measuring cell 30.
In Figur 2 ist weiterhin ein Strahlenverlauf 36, 37, 38 eines aus der LichtleitfaserIn FIG. 2, a beam path 36, 37, 38 is also one from the optical fiber
34 ausgekoppelten und in die Messzelle 30 eingekoppelten Strahls gezeigt. Der Strahl 36 wird teilweise an der Innenseite der Wand 32 gebrochen (gebrochener Strahl 37) oder verläuft als zweiter gebrochener Strahl teilweise innerhalb der Wand 32 (zweiter gebrochener Strahl 38) 34 is shown coupled out and coupled into the measuring cell 30. The ray 36 is partially refracted on the inside of the wall 32 (refracted ray 37) or runs as a second refracted ray partially within the wall 32 (second refracted ray 38)
Auf diese Weise kann durch Vielfachreflexionen an der Innenseite der Wand 32 der Messzelle 30 eine Steigerung des optischen Wegs um zumindest den Faktor 10 erreicht werden, so dass eine entsprechende Steigerung der Sensitivität der Vorrichtung 1 resultiert. In this way, multiple reflections on the inside of the wall 32 of the measuring cell 30 can increase the optical path by at least a factor of 10, so that a corresponding increase in the sensitivity of the device 1 results.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung. Fig. 3 shows an apparatus according to an embodiment of the present invention.
In Figur 3 ist eine Vorrichtung 1 zur Identifikation von Fluidzusammensetzungen gezeigt. Neben einer Lichtquelle 11 und einem Spektrometer 12, welche jeweils mit einer Messzelle 30 verbunden sind, ist ebenfalls eine Destillationseinheit 3‘ angeordnet zur Aufbereitung von Getränkezusammensetzungen für die nachfol gende Analyse mittels des Spektroskops 12. Die Lichtquelle 11 ist hier als Deute riumlichtquelle ausgebildet, die mittels Heatpipes und eines Axiallüfters einer Kühlvorrichtung 50 gekühlt werden. Damit wird eine Verbesserung, d.h. eine Sen kung der Nachweisgrenze um den Faktor 2 ermöglicht. Insbesondere kann damit im ultravioletten Spektralbereich eine stabile Messung erreicht werden, da die op tischen Komponenten mit Messzelle 30, Lichtquelle 11 und Spektrometer 12 auf einer vorgegebenen Temperatur mittels der Kühlvorrichtung 50 gehalten werden können. Die elektronischen Komponenten, beispielsweise eine Auswerteeinrich tung 7 oder die hier gezeigte Steuereinrichtung 40 werden mittels einer Klimaan lage gekühlt und sind oberhalb der optischen Komponenten in einem in Figur 3 gezeigten Schaltschrank angeordnet. Die Destillationseinheit 3‘ ermöglicht eine Abtrennung von spektral störenden Stoffkomponenten, beispielsweise von Nitrat oder von Huminstoffen, die in der Regel in Wasser für Getränke enthalten sind. FIG. 3 shows a device 1 for identifying fluid compositions. In addition to a light source 11 and a spectrometer 12, which are each connected to a measuring cell 30, a distillation unit 3 'is also arranged for the preparation of beverage compositions for the subsequent analysis by means of the spectroscope 12. The light source 11 is designed here as a deuterium light source which be cooled by means of heat pipes and an axial fan of a cooling device 50. This enables an improvement, ie a reduction in the detection limit by a factor of 2. In particular, it can A stable measurement can be achieved in the ultraviolet spectral range, since the optical components with measuring cell 30, light source 11 and spectrometer 12 can be kept at a predetermined temperature by means of the cooling device 50. The electronic components, for example an evaluation device 7 or the control device 40 shown here, are cooled by means of an air conditioning system and are arranged above the optical components in a switch cabinet shown in FIG. The distillation unit 3 'enables the separation of spectrally interfering substance components, for example nitrate or humic substances, which are usually contained in water for beverages.
Fig. 4 zeigt in schematischer Form Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 shows in schematic form steps of a method according to an embodiment of the present invention.
Im Detail zeigt Figur 4 Schritte eines Verfahrens zur Identifikation von Stoffen in einer Fluidzusammensetzung, insbesondere in einem Behälter, vorzugsweise in einer verschlossenen Flasche, mittels Spektroskopie. In detail, FIG. 4 shows steps of a method for identifying substances in a fluid composition, in particular in a container, preferably in a closed bottle, by means of spectroscopy.
Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte. The process comprises the following steps.
In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Entnehmen einer Probe, insbesondere konti nuierlich, einer durch eine Befüllungsvorrichtung in einen Behälter einzufüllenden Fluidzusammensetzung. In a first step S1, a sample is taken, in particular continuously, of a fluid composition to be filled into a container by a filling device.
In einem weiteren Schritt S2 erfolgt ein spektroskopisches Analysieren der einzu füllenden Fluidzusammensetzung und/oder der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung. In a further step S2 there is a spectroscopic analysis of the fluid composition to be filled and / or the fluid composition after passage through the filling device.
In einem weiteren Schritt S3 erfolgt ein Identifizieren der zu befüllenden Fluidzu sammensetzung und/oder der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung basierend auf dem Vergleich der identifizierten einzufüllen den Fluidzusammensetzung mit der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung. In einem weiteren Schritt S4 erfolgt ein Ausgeben zumindest eines Signals, wenn die beiden identifizierten Fluidzusammensetzungen gemäß zumindest einem vor- gebbaren Parameter voneinander abweichen. Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile auf: In a further step S3, the fluid composition to be filled and / or the fluid composition is identified after passing through the filling device based on the comparison of the identified fluid composition to be filled with the fluid composition after passing through the filling device. In a further step S4, at least one signal is output if the two identified fluid compositions differ from one another according to at least one specifiable parameter. In summary, at least one of the embodiments of the invention has at least one of the following advantages:
- Hohe Genauigkeit - High precision
- Niedrige Nachweisgrenze - Schnelle, zuverlässige Spülung - Low detection limit - Fast, reliable flushing
- Hohe Produktivität und Wirtschaftlichkeit - High productivity and economy
- Weniger Ausschuss - Less scrap
- Hohe Produktsicherheit - High product safety
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele be schrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Although the present invention has been described on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted thereto, but rather can be modified in many ways.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Vorrichtung 1 device
2 Behälter 2 containers
3 Entnahmevorrichtung 3 extraction device
3‘ Destilliereinheit 3 ‘distillation unit
4 Befüllungsvorrichtung 4 filling device
5,6 Spektroskopievorrichtung 5.6 spectroscopic device
7 Auswerteeinrichtung 7 Evaluation device
8 Sendeoptik 8 transmission optics
9 Empfangsoptik 11 Lichtquelle 13 Spektrometer 9 Receiving optics 11 light source 13 spectrometer
14 T ransportband/Fördervorrichtung 14 T ransport belt / conveyor device
20,21 Flächen des Behälters 20.21 surfaces of the container
30 Messzelle 30 measuring cell
31 Dicke 31 thickness
32 Wand der Messzelle 32 Wall of the measuring cell
33 Innendurchmesser 33 inside diameter
34 Lichtwellenleiter 34 fiber optic cables
35 Durchmesser 35 diameter
36, 37, 38 Lichtstrahlen 50 Kühleinrichtung 60 Vorratsbehälter 36, 37, 38 light beams 50 cooling device 60 storage container
60a, 60b Zuführleitung 70 Fluidbereitstellungseinrichtung 80 Anzeigeeinrichtung 90 Spülvorrichtung 60a, 60b feed line 70 fluid supply device 80 display device 90 rinsing device
S1, S2, S3, S4 Schritte S1, S2, S3, S4 steps

Claims

A n s p r ü c h e Expectations
1. Vorrichtung (1) zur Identifikation von Stoffen in einer Fluidzusammensetzung, insbesondere in einem Behälter (2), vorzugsweise in einer verschlossenen Flasche, umfassend eine Entnahmevorrichtung (3) zur Entnahme einer durch eine Befüllungsvor richtung (4) in einen Behälter (2) einzufüllenden Fluidzusammensetzung, zumindest eine Analysevorrichtung (5,6), insbesondere eine Spektroskopievor richtung (5,6) zur, insbesondere spektroskopischen, Analyse der einzufüllen den Fluidzusammensetzung und/oder zur, insbesondere spektroskopischen, Analyse der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvor richtung (4), zumindest eine Auswerteeinrichtung (7), die mit der zumindest einen Analyse vorrichtung (5,6) verbunden ist, zur Identifikation der zu befüllenden Fluidzu sammensetzung und/oder zur Identifikation der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung (4), und die ausgebildet ist, basie rend auf einem Vergleich der identifizierten einzufüllenden und/oder einer vor- gebbaren Fluidzusammensetzung mit der Fluidzusammensetzung nach Durch lauf durch die Befüllungsvorrichtung (4) zumindest ein Signal auszugeben, wenn die beiden Fluidzusammensetzungen gemäß zumindest einem vorgeb- baren Parameter, insbesondere innerhalb eines vorgebbaren Toleranzinter valls, voneinander abweichen. 1. Device (1) for identifying substances in a fluid composition, in particular in a container (2), preferably in a closed bottle, comprising a removal device (3) for removing a through a filling device (4) into a container (2) Fluid composition to be filled in, at least one analysis device (5, 6), in particular a spectroscopy device (5, 6) for, in particular spectroscopic, analysis of the fluid composition to be filled and / or for, in particular spectroscopic, analysis of the fluid composition after passage through the filling device (4 ), at least one evaluation device (7), which is connected to the at least one analysis device (5,6), for identifying the fluid composition to be filled and / or for identifying the fluid composition after passage through the filling device (4), and which is designed is based on a comparison of the identified to be filled in and / or of a specifiable fluid composition with the fluid composition after passage through the filling device (4) to output at least one signal if the two fluid compositions differ from one another according to at least one specifiable parameter, in particular within a specifiable tolerance interval.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , wobei die zumindest eine Analysevorrichtung eine Spektroskopievorrichtung (5,6) umfasst, die ausgebildet ist, die spektro skopische Analyse der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Be füllungsvorrichtung (4) und nach Einfüllen in einen Behälter (2), vorzunehmen. 2. Device according to claim 1, wherein the at least one analysis device comprises a spectroscopy device (5, 6) which is designed to perform the spectroscopic analysis of the fluid composition after passage through the filling device (4) and after filling into a container (2), to undertake.
3. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Spektroskopievorrichtungen (5,6) angeordnet sind, wobei die erste Spek troskopievorrichtung (5) zur spektroskopischen Analyse der einzufüllenden Flu idzusammensetzung, und wobei die zweite Spektroskopievorrichtung (6) zur spektroskopischen Analyse einer in einem Behälter (2) befindlichen Fluidzu sammensetzung ausgebildet ist. 3. Device according to one of claims 1-2, characterized in that two spectroscopy devices (5, 6) are arranged, the first spectroscopy device (5) for spectroscopic analysis of the fluid composition to be filled, and wherein the second spectroscopy device (6) for spectroscopic analysis of a fluid composition in a container (2) is formed.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Spektroskopievorrichtung (5,6) ausgebildet ist, die spektro skopische Analyse der in einem Behälter (2) befindlichen Fluidzusammenset zung entnahmefrei durchzuführen. 4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the at least one spectroscopy device (5, 6) is designed to carry out the spectroscopic analysis of the fluid composition in a container (2) without withdrawal.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Spektroskopievorrichtung (5,6), insbesondere zur Analyse der in einem Behälter (2) befindlichen Fluidzusammensetzung, eine Sendeop tik (8) zur Bereitstellung zumindest eines Punktstrahls oder zumindest eines Linienstrahls und/oder eine Empfangsoptik (9) zum Empfang von Licht in Form eines Punktstrahls und/oder eines Linienstrahls aufweist. 5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the at least one spectroscopy device (5, 6), in particular for analyzing the fluid composition in a container (2), a transmission optics (8) for providing at least one point beam or has at least one line beam and / or receiving optics (9) for receiving light in the form of a point beam and / or a line beam.
6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Spektroskopievorrichtung (5,6) ausgebildet ist, mittels Transmission durch die, insbesondere in einem Behälter befindliche, Fluidzu- sammen-setzung eine spektroskopische Analyse durchzuführen. 6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that the at least one spectroscopy device (5, 6) is designed to carry out a spectroscopic analysis by means of transmission through the fluid composition, in particular located in a container.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Spektroskopievorrichtung (5,6) so ausgebildet und gegenüber dem Behäl ter (2) so angeordnet ist, dass Lichteintritt in den Behälter und Lichtaustritt aus dem Behälter über zwei nicht-parallel orientierte Flächen (20,21) des Behälters (2) erfolgt. 7. The device according to claim 6, characterized in that the at least one spectroscopy device (5,6) is designed and arranged opposite the Behäl ter (2) so that light entry into the container and light exit from the container via two non-parallel oriented Surfaces (20,21) of the container (2) takes place.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Spektroskopievorrichtung (5,6) eine Messzelle (30), herge stellt aus Quarzglas, aufweist. 8. Device according to one of claims 1-7, characterized in that the at least one spectroscopy device (5, 6) has a measuring cell (30) made of quartz glass.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von der Dicke (31) einer Wand (32) der Messzelle (30) zu Innendurchmesser (33) der Messzelle (30) weniger als die Hälfte und/oder mehr als 1/6 beträgt. 9. The device according to claim 8, characterized in that the ratio of the thickness (31) of a wall (32) of the measuring cell (30) to the inner diameter (33) of the measuring cell (30) is less than half and / or more than 1 / 6 is.
10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Spektroskopievorrichtung (5,6) ausgebildet ist, Licht in die Messzelle (30) derart einzukoppeln, dass das Licht mittels Totalreflexionen an den Wänden (32) der Messzelle (30) innerhalb der Messzelle (30) transmittiert wird. 10. Device according to one of claims 8-9, characterized in that the at least one spectroscopy device (5, 6) is designed to couple light into the measuring cell (30) in such a way that the light by means of total reflections on the walls (32) of the measuring cell (30) is transmitted within the measuring cell (30).
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die zumindest eine Spektroskopievor richtung (5,6) einen Lichtwellenleiter (34) zum Einkoppeln von Licht in die Messzelle (30) aufweist, der zentral in der Messzelle (30) angeordnet ist und einen Durchmesser (35) von weniger als der Hälfte des Innendurchmessers (33) der Messzelle (30), insbesondere weniger als ein Viertel des Innendurch messers (33) der Messzelle (30) aufweist. 11. The device according to claim 10, wherein the at least one spectroscopy device (5,6) has an optical waveguide (34) for coupling light into the measuring cell (30), which is arranged centrally in the measuring cell (30) and has a diameter (35 ) of less than half the inner diameter (33) of the measuring cell (30), in particular less than a quarter of the inner diameter (33) of the measuring cell (30).
12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (30) als UV-transparente Glashohlfaser ausgebildet ist, insbe sondere wobei eine optische Weglänge von mehr als dem 5-fachen der Länge der Messzelle (30) bereitgestellt wird. 12. Device according to one of claims 8-11, characterized in that the measuring cell (30) is designed as a UV-transparent hollow glass fiber, in particular special wherein an optical path length of more than 5 times the length of the measuring cell (30) is provided .
13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass optische Komponenten (5,6,8,9,10,11,12,13) der Vorrichtung (1) temperaturge regelt sind, insbesondere passiv. 13. Device according to one of claims 1-12, characterized in that optical components (5,6,8,9,10,11,12,13) of the device (1) are temperature-regulated, in particular passively.
14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Komponenten (5,6,8,9,10,11,12,13) separat von elektronischen Komponenten (7) der Vorrichtung (1) temperaturgeregelt sind. 14. The device according to claim 13, characterized in that the optical components (5,6,8,9,10,11,12,13) are temperature-controlled separately from electronic components (7) of the device (1).
15. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13-14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung (50) angeordnet ist, insbesondere umfassend einen Kühl-körper, ein Wärmerohr und zumindest einen drehzahlgeregelten Lüfter. 15. Device according to one of claims 13-14, characterized in that a cooling device (50) is arranged, in particular comprising a cooling body, a heat pipe and at least one speed-controlled fan.
16. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, mittels eines neuronalen Netzes und/oder einer genetischen Spektralsuche eine Identifikation der zu befüllen- den Fluidzusammensetzung und/oder eine Identifikation der Fluidzusammen setzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung (4) durchzuführen. 16. Device according to one of claims 1-15, characterized in that the evaluation device is designed to identify the to be filled by means of a neural network and / or a genetic spectral search. to carry out the fluid composition and / or an identification of the fluid composition after passing through the filling device (4).
17. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Spektroskopievorrichtung (5,6) eine UV-/VIS- Spektroskopievorrichtung ist. 17. Device according to one of claims 1-16, characterized in that the at least one spectroscopy device (5, 6) is a UV / VIS spectroscopy device.
18. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Spektroskopievorrichtung (5,6) ein Fluoreszenz- Spektrometer umfasst. 18. Device according to one of claims 1-17, characterized in that the at least one spectroscopy device (5, 6) comprises a fluorescence spectrometer.
19. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fluidbereitstellungseinrichtung (70) zur Bereitstellung eines freien Flu idstrahls nach Durchgang durch die Befüllungsvorrichtung (4) angeordnet ist und mittels der zumindest einen Spektroskopievorrichtung (5,6) der freie Fluid strahl spektroskopisch analysierbar ist. 19. Device according to one of claims 1-18, characterized in that a fluid supply device (70) for providing a free fluid jet is arranged after passage through the filling device (4) and the free fluid by means of the at least one spectroscopy device (5, 6) can be analyzed spectroscopically.
20. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ausgebildet ist, eine kontinuierliche Identifikation von Stof fen in der Fluidzusammensetzung, insbesondere in Behältern (2), mittels Spektroskopie bereitzustellen. 20. Device according to one of claims 1-19, characterized in that the device (1) is designed to provide a continuous identification of Stof fen in the fluid composition, in particular in containers (2), by means of spectroscopy.
21. Verfahren zur Identifikation von Stoffen in einer Fluidzusammensetzung, ins besondere in einem Behälter (2), vorzugsweise in einer verschlossenen Fla sche, umfassend die Schritte 21. A method for identifying substances in a fluid composition, in particular in a container (2), preferably in a closed bottle, comprising the steps
- Entnehmen (S1) einer Probe, insbesondere kontinuierlich, einer durch eine Befüllungsvorrichtung (4) in einen Behälter (2) einzufül lenden Fluidzusammensetzung, - Removal (S1) of a sample, in particular continuously, of a fluid composition to be introduced into a container (2) by a filling device (4),
- Analysieren (S2), insbesondere spektroskopisch, der einzufüllenden Fluidzusammensetzung und/oder der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung (4), - Analyzing (S2), in particular spectroscopically, the fluid composition to be filled and / or the fluid composition after passage through the filling device (4),
- Identifizieren (S3) der zu befüllenden Fluidzusammensetzung und/ oder der Fluidzusammensetzung nach Durchlauf durch die Befül lungsvorrichtung (4) basierend auf dem Vergleich der identifizierten einzufüllenden Fluidzusammensetzung mit der Fluidzusammensetz ung nach Durchlauf durch die Befüllungsvorrichtung (4),- Identifying (S3) the fluid composition to be filled and / or the fluid composition after passing through the filling device (4) based on the comparison of the identified fluid composition to be filled with the fluid composition after passing through the filling device (4),
- Ausgeben (S4) zumindest eines Signals, wenn die beiden identifizier ten Fluidzusammensetzungen gemäß zumindest einem vorgebbaren Parameter, insbesondere innerhalb eines vorgebbaren Toleranzin tervalls, voneinander abweichen. - Outputting (S4) at least one signal when the two identified fluid compositions differ from one another according to at least one specifiable parameter, in particular within a specifiable tolerance interval.
22. Spülvorrichtung zum Spülen einer Befüllungsvorrichtung (4) mit einem Spül medium, umfassend eine Spülmediumbereitstellungseinrichtung (90) zum Bereitstellen eines Spül mediums, insbesondere von Wasser, und eine Identifikationsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1-20, wobei die Spülmediumbereitstellungseinrichtung (90) ausgebildet ist, der Iden tifikationsvorrichtung (1) das Spülmedium bereitzustellen und die Identifikati onsvorrichtung (1) die Spülmediumzusammensetzung vor und nach dem Durchgang des Spülmediums durch die Befüllungsvorrichtung (4) identifiziert und wobei die Spülmediumbereitstellungseinrichtung (90) abgeschaltet wird, so dass das Bereitstellen von Spülmedium beendet wird, wenn der Unterschied der beiden identifizierten Spülmediumzusammensetzungen anhand eines Pa rameters einen vor-gegebenen Schwellwert für den zumindest einen Parame ter unterschreitet. 22. Flushing device for flushing a filling device (4) with a flushing medium, comprising a flushing medium supply device (90) for providing a flushing medium, in particular water, and an identification device (1) according to one of claims 1-20, wherein the flushing medium supply device (90 ) is designed to provide the identification device (1) with the flushing medium and the identification device (1) identifies the flushing medium composition before and after the flushing medium has passed through the filling device (4) and wherein the flushing medium supply device (90) is switched off so that the provision of flushing medium is ended when the difference between the two identified flushing medium compositions on the basis of a parameter falls below a predetermined threshold value for the at least one parameter.
EP20774877.3A 2019-10-11 2020-08-06 Device and method for identifying substances in the fluid composition Pending EP4042147A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019215692.4A DE102019215692B4 (en) 2019-10-11 2019-10-11 Device and method for the identification of substances in the fluid composition
PCT/DE2020/200066 WO2021069033A1 (en) 2019-10-11 2020-08-06 Device and method for identifying substances in the fluid composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4042147A1 true EP4042147A1 (en) 2022-08-17

Family

ID=72560305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20774877.3A Pending EP4042147A1 (en) 2019-10-11 2020-08-06 Device and method for identifying substances in the fluid composition

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4042147A1 (en)
DE (1) DE102019215692B4 (en)
MX (1) MX2022004151A (en)
WO (1) WO2021069033A1 (en)

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3826364A (en) * 1972-05-22 1974-07-30 Univ Leland Stanford Junior Particle sorting method and apparatus
US4745794A (en) 1986-12-22 1988-05-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Analyzer for carbon dioxide in beverages
WO1990013810A1 (en) * 1988-04-13 1990-11-15 International Integrated Systems, Inc. System of fluid inspection and/or identification
DE4121429C2 (en) * 1991-06-28 1996-09-12 Krieg Gunther Method and device for the investigation of gas phases in beverage bottles
DE4200971C2 (en) * 1992-01-16 1997-08-07 Krieg Gunther Method and device for the detection and identification of pollutants in beverage bottles in filling lines
GB9402304D0 (en) 1994-02-07 1994-03-30 Whitbread & Co Ltd Monitoring method
DE19528950A1 (en) 1995-08-07 1997-02-13 Centec Ges Fuer Labor Und Proz Method and device for determining product-specific quality parameters of a liquid
US5614718A (en) 1995-10-03 1997-03-25 Hoover Universal, Inc. Apparatus and method for noninvasive assessment of pressurized container properties
IT1311016B1 (en) 1999-04-28 2002-02-27 Univ Degli Studi Udine QUALITY ASSESSMENT PROCEDURE FOR FOOD JUICES AND DEVICE.
US6981522B2 (en) * 2001-06-07 2006-01-03 Nanostream, Inc. Microfluidic devices with distributing inputs
AU2003224036A1 (en) 2002-04-03 2003-10-13 Johann Wolfgang Goethe-Universitat Frankfurt Am Main Infrared measuring device, especially for the spectrometry of aqueous systems, preferably multiple component systems
SE0201970L (en) 2002-06-26 2003-12-27 Foss Tecator Ab Method and apparatus for spectrophotometric analysis
US20060097173A1 (en) 2003-10-15 2006-05-11 Sanofi-Aventis Deutschland Method and device for the quantitative analysis of solutions and dispersions by means of near infrared spectroscopy
WO2005081684A2 (en) * 2003-09-19 2005-09-09 Sarnoff Corporation Method and apparatus for airborne particle sorting
DE10352924A1 (en) 2003-11-11 2005-07-14 Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Apparatus and method for the qualitative and / or quantitative analysis of ingredients in liquids, especially in beverage and process fluids
AU2005100565B4 (en) 2005-07-12 2006-02-02 The Australian Wine Research Institute Non-destructive analysis by VIS-NIR spectroscopy of fluid(s) in its original container
US7547904B2 (en) * 2005-12-22 2009-06-16 Palo Alto Research Center Incorporated Sensing photon energies emanating from channels or moving objects
DE102006002633B4 (en) * 2006-01-19 2009-08-20 Khs Ag Method and device for inspecting bottles or the like. Containers
DE102006053673A1 (en) * 2006-11-13 2008-05-15 Khs Ag Method for inspecting bottles or similar containers and measuring station for an inspection or control line for bottles or similar containers
DE102007014802A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Khs Ag Method for monitoring, controlling and optimizing filling systems for foodstuffs, in particular for beverage bottles
JP5207462B2 (en) 2008-10-06 2013-06-12 国立大学法人大阪大学 Liquid inspection method and liquid inspection apparatus
DE202008013222U1 (en) * 2008-10-08 2010-02-25 Big Dutchman International Gmbh Fish tank arrangement with central measuring device
DE102009003351A1 (en) 2009-01-14 2010-07-15 Centec Gesellschaft für Labor- und Prozessmesstechnik mbH Method for determining dissolved concentration of substance e.g. oxygen content in liquid in pharma application, involves receiving electromagnetic radiation by measuring device, where radiation is emitted and/or reflected from fluid
DE102009034693A1 (en) 2009-07-24 2011-03-17 Khs Gmbh Plant for processing and / or processing liquid products and process for cleaning plant components of such plants
DE102009028067B3 (en) 2009-07-29 2011-02-10 Manfred Dausch Device and method for the spectrometric analysis of a beverage
ES2399970T3 (en) 2010-02-24 2013-04-04 Tamperen Teollisuussähkö Oy Control technique for a multi-stage washing process that uses a plurality of chemicals
DE102011054659A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 AeroMegt GmbH Method and device for measuring aerosols in a large volume flow
DE102011087673A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Unisensor Sensorsysteme Gmbh Method and device for detecting foreign substances in water
DE102012001470A1 (en) * 2012-01-25 2013-07-25 Walter Jansky Fully-automatic sample removal system for use in e.g. harvester for removing free-flowing substances within food store chain, has check valve opened when filling device is immersed into sample container that is closed by closing device
CN104233700B (en) * 2013-06-09 2018-05-01 青岛海尔洗衣机有限公司 A kind of control method for washing machine and washing machine
GB201406707D0 (en) 2014-04-15 2014-05-28 Univ Leicester In-bottle detection method
DE102015106258A1 (en) 2015-04-23 2016-10-27 Khs Gmbh Method and device for stabilizing polyphenol-containing liquids
DE102015007050B4 (en) * 2015-05-29 2023-08-03 Lukas Neuhaus Method with an electronic switching valve-based sample fluid collector for generating and providing fluid samples filled in containers for analysis and/or limit value monitoring
DE102016121780A1 (en) 2016-11-14 2018-05-17 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring arrangement for monitoring a filling process and / or a cleaning process in a bottling plant
DE102017214337A1 (en) * 2017-08-17 2019-02-21 Lactocorder Ag Sampling device for taking a representative milk sample and method for taking representative milk samples
US20210388721A1 (en) * 2018-10-17 2021-12-16 Schlumberger Technology Corporation System and Method for Contamination Monitoring

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021069033A1 (en) 2021-04-15
MX2022004151A (en) 2022-07-21
DE102019215692B4 (en) 2021-06-17
DE102019215692A1 (en) 2021-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009028067B3 (en) Device and method for the spectrometric analysis of a beverage
DE4200971C2 (en) Method and device for the detection and identification of pollutants in beverage bottles in filling lines
EP2776817B1 (en) Inspection and recycling of containers
DE102012200614A1 (en) Cleaning system for workpieces with operating state monitoring
EP2786126B1 (en) Method and device for detecting foreign substances in water
EP3612845A1 (en) Method for the contactless determining of flow parameters
WO2005047873A2 (en) Device and method for the qualitative and/or quantitative analysis of constituents in liquids, especially in drinks and process liquids
WO2021069033A1 (en) Device and method for identifying substances in the fluid composition
DE10033457A1 (en) Transmission spectroscopic device for containers
DE102007021324B4 (en) Apparatus and method for determining the mixing ratio of a medium consisting of two or more individual components
EP3136083B1 (en) Method and device for determining a substance or the concentration of a substance in a fluid medium
WO2008014901A1 (en) Optical measuring probe for process monitoring
EP3047899B1 (en) Method for checking the functionality of a membrane filtration module and filtration assembly for carrying out the method
DE19502134A1 (en) Quality control test for fluorine-treated polyethylene@ containers
EP4081774A1 (en) Apparatus and method for examining containers for impurities
EP2511689A2 (en) Method and device for contamination and cleaning validation of an assembly
DE102021115729A1 (en) Device and method for inspecting filled containers and their contents
EP3578956B1 (en) Method and measuring device for determining a peracetic acid concentration in a sterilisation medium containing peracetic acid and hydrogen peroxide
DE19630441C2 (en) Method for the analysis of ultra-pure chemicals, device for carrying out this method and use of the device of the method or the device for analysis of ultra-pure chemicals
EP4261529A1 (en) Sensor device based on impaired total reflection and method for determining an optical property of a test substance
WO2024074603A1 (en) Sensor block for analyzing a liquid
EP3650839A1 (en) Laboratory gas measuring device
DE4223269A1 (en) Identification of molecular compounds by absorption, scattering or fluorescence of liquids in returned drinks bottles - applying laser pulse to test container and separating into different spectral colours using bundle of optical fibres of different length before photomultiplier
DE102006048919A1 (en) Fluid stream particle i.e. latex particle, loading determining method, involves forming detection probability of particle, and determining number concentration of particles in fluid by calibration factor or calibration function
DE102020206159A1 (en) Apparatus and method for examining containers for foreign matter

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220426

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
TPAC Observations filed by third parties

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNTIPA

TPAC Observations filed by third parties

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNTIPA

TPAC Observations filed by third parties

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNTIPA

TPAC Observations filed by third parties

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNTIPA

TPAC Observations filed by third parties

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNTIPA

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

TPAC Observations filed by third parties

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNTIPA

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240304