EP4330182A1 - Vorrichtung und verfahren zum inspizieren von befüllten behältnissen und deren füllgut - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum inspizieren von befüllten behältnissen und deren füllgut

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Publication number
EP4330182A1
EP4330182A1 EP22731140.4A EP22731140A EP4330182A1 EP 4330182 A1 EP4330182 A1 EP 4330182A1 EP 22731140 A EP22731140 A EP 22731140A EP 4330182 A1 EP4330182 A1 EP 4330182A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
containers
inspection device
filled
filling
radiation
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
EP22731140.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ines BRADSHAW
Patrick Engelhard
Valentin BECHER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP4330182A1 publication Critical patent/EP4330182A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
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    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/129—Using chemometrical methods
    • G01N2201/1296—Using chemometrical methods using neural networks

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for inspecting containers filled with a liquid and in particular for inspecting these liquids.
  • Numerous devices and methods for inspecting beverage containers are known from the prior art in the field of the beverage manufacturing industry. A wide variety of parameters are determined, such as foreign body detection, fill level detection and the like.
  • US Pat. No. 1,0,501,302 B2 discloses a method for recognizing an error condition when bottling beverages.
  • a container filling arrangement is known from EP 3 433 204 B1, wherein a measuring sensor system is provided, which is connected to the filling tank or a circuit line, wherein a supply of beverage components is controlled as a function of an output signal from the measuring sensor system.
  • a measuring sensor system is provided, which is connected to the filling tank or a circuit line, wherein a supply of beverage components is controlled as a function of an output signal from the measuring sensor system.
  • a system according to the invention for producing liquid containers and in particular beverage containers has a transport device which transports containers along a predetermined transport path and a filling device which fills the containers and a closing device which closes the filled containers (with a closure) and an inspection device which filled and closed containers inspected, this inspection device being arranged along the transport path after the closing device.
  • the inspection device is suitable and intended to output at least one measured value that is characteristic of a composition of the filling material filled into the containers.
  • this inspection device inspects and, in particular, analyzes the liquid filled into the containers.
  • the transport device transports the containers past the inspection device and/or the inspection device is integrated into the system.
  • the inspection device preferably allows the beverage containers to be manufactured to be inspected during operation of the system.
  • the inspection device is preferably suitable and intended for an online inspection of the containers.
  • the containers described here can in particular be bottles and beverage bottles, in particular plastic bottles or gas bottles.
  • the system can also have a manufacturing device that manufactures the containers, such as a blow molding machine, in particular a stretch blow molding machine.
  • a manufacturing device that manufactures the containers, such as a blow molding machine, in particular a stretch blow molding machine.
  • the containers are preferably at least partially and preferably completely transparent to radiation and in particular to light in the visible and infrared wavelength range.
  • the transport device is particularly preferably suitable and intended for transporting the containers at a transport speed of between 0.05 m/s and 3 m/s.
  • the inspection device is arranged in a straight transport path section of the containers.
  • the transport device it would also be conceivable for the transport device to transport the containers along a transport path in the shape of a circle or a segment of a circle and for the inspection to take place in this area.
  • the system has a number of inspection devices. These can, for example, be arranged one behind the other along the transport path of the containers.
  • a calming section is arranged between the closing device and the inspection device, which causes the liquid within the container to come to rest and/or essentially to rest.
  • the advantage is that in this way filling processes in which mixing takes place in a filling valve or only in the container can be monitored, i. H. after the actual filling process.
  • the filling device is preferably suitable and intended for filling the containers with a drink that is made up of several components (e.g. water and syrups).
  • a continuous 100% online and process monitoring for each individual container is possible in this way, since the quality control takes place directly on the container.
  • the advantage of using spectroscopic methods to monitor food is supplemented by measuring from the outside through the container.
  • the system has a further inspection device which is suitable and intended for inspecting the containers. It is particularly preferred that this further inspection device is arranged in front of the inspection device described here in the transport direction of the containers. However, an arrangement after the inspection device described here, which inspects the filling material, would also be possible.
  • this further inspection device can check the container itself, for example whether the container is defective, the presence of foreign bodies in the container or also the fill level of the liquid and the like.
  • the inspection device is particularly preferably set up and intended to carry out the inspection from the outside through the container.
  • the filling device has a large number of filling elements which fill the containers.
  • These filling elements can be arranged, for example, on a rotatable carrier, by means of which the containers are also transported.
  • the transport device described above can in turn be made up of many sub-devices such as transport stars.
  • These filling elements preferably each have individually controllable filling valves.
  • the filling device can have a first reservoir for storing a first component of a beverage and a second reservoir for storing a second component of a beverage, with these reservoirs each being flow-connectable to the filling elements.
  • the inspection device is suitable and intended for inspecting the containers during their transport and in particular during their movement. In this way, online measurement of the contents of the container is possible.
  • the above measurement is indicative of a property of the liquid selected from a group of properties including the presence of predetermined components or substances in the liquid, a concentration of a substance in the liquid, a concentration of components of the liquid , the presence of gaseous phases in the liquid and the like.
  • the inspection device can output qualitative values, such as values that are characteristic of the presence of a specific substance, or also quantitative values, such as information about a concentration. Which of these values are to be output can also depend on the user.
  • the user can, for example, be interested in determining whether the components of the liquid to be filled are present in the correct concentration ratio. Furthermore, the user may be interested in determining whether certain foreign bodies and/or foreign substances (which can, for example, originate from previous uses of the same container) are present in the liquid.
  • the inspection device is preferably suitable and intended for determining the detection of trace substances in the liquids in a range of up to pg per liter and below.
  • the inspection device is preferably able, for example, to avoid aroma carryover or to check the beverage that has already been filled in the sealed bottle.
  • an end product check on beverages in filled and closed bottles (i.e. not directly on the liquid) and in particular a positive/negative check of the filled beverage should be made possible.
  • the quality of the beverage is preferably checked by the invention with regard to dilution or entrainment of other liquids.
  • the bottles are usually used which are infested with the drink itself as a measuring cell.
  • First evaluations and assessments of the spectral results were made via visual assessments.
  • the system preferably has an evaluation device and in particular a software-based evaluation device.
  • the evaluation device preferably evaluates the measurement results using artificial intelligence.
  • the determination of at least one measured value is preferably based on and particularly preferably the determination of a large number (or all) measured values of (in particular each) liquid to be detected and/or analyzed and/or in particular the determination of data is based on or from the measured values generated by the inspection device derived data on (computer-implemented) methods of machine learning, preferably on at least one (artificial) neural network-based method of machine learning.
  • a neural network can be designed, for example, as a deep neural network (DNN) and/or a so-called convolutional neural network (CNN) and/or a recurrent neural network (RNN). be.
  • Classes for classifying the analysis results are preferably specified.
  • the classes are preferably stored on an external storage device (described in particular below) and can be updated by retrieving these stored classes.
  • the classes can preferably be compared with at least one reference spectrum.
  • At least one linked parameter and preferably to determine the multiplicity of linked parameters (in particular by evaluating a spectral analysis), (at least) one data set relating to a liquid comprising the sensor data (or data derived therefrom) determined (by means of the sensor device) is preferred ) and/or the determined defect size(s) and/or the parameters (selected and/or set at the time of treatment) of the particular container filling Filling device or a filling element of this filling device processed by means of an artificial neural network.
  • a multiplicity of data sets (described in the above paragraph) relating to a multiplicity of detected liquids are processed by means of the artificial neural network.
  • the data records relating to a specific liquid in particular a liquid that deviates from a target state, can each relate to data records relating to liquids of a specific filling device.
  • the large number of data sets relating to a specific liquid preferably relates to at least two different filling devices and preferably to a large number of different (reference) filling devices and/or to specific containers filled with reference liquids.
  • the large number of data sets is preferably stored on the (external) storage device, in particular the (external) server.
  • the data sets, in particular the measured values (or data derived therefrom) and/or the defect size(s) and/or the parameters (selected and/or set at the time of treatment) that fill the observed container are preferably fed to the artificial neural network as input variables.
  • the artificial neural network preferably maps the input variables to output variables as a function of a parameterizable processing chain, with at least one linked parameter and preferably a large number of linked parameters of a (specified) filling device being selected as the output variable.
  • the artificial neural network is preferably embodied as a deep artificial neural network (Deep Neural Network, DNN), in which the parameterizable processing chain has a plurality of processing layers, and/or as a so-called convolutional neural network (CNN) (engl. convolution network). and/or a recurrent neural network (RNN) is formed.
  • DNN Deep Artificial Network
  • CNN convolutional neural network
  • RNN recurrent neural network
  • the artificial neural network is preferably trained using predetermined training data, the parameterizable processing chain being parameterized by the training.
  • a neural network trained in this way is preferably used.
  • the training preferably takes place by means of supervised learning. However, it would also be possible to train the artificial neural network using unsupervised learning, reinforcement learning or stochastic learning.
  • the measured value to be output can be selected from a group of measured values. This means that the user can choose what to investigate and, for example, whether to conduct quantitative or qualitative investigations.
  • the inspection device has a radiation device, which directs radiation onto the containers, and a radiation detector device, which detects radiation passing through the containers.
  • the radiation device irradiates the container with a longitudinal direction of the container at an angle that differs from 0°.
  • the radiation device preferably radiates through a container wall into the container and the radiation exits again on the opposite side of the container.
  • the radiation device particularly preferably directs the radiation onto a base body of the container or onto a shoulder area of the container.
  • Measurement is thus particularly preferably carried out using a transmitted light method and the containers themselves serve as measuring cells, as mentioned above.
  • a beam path of the beams passing through the container is preferably selected in such a way that there is little or no hindrance from a label on the container. There is also preferably no additional influence from further changes in the bottle geometry.
  • the system has a spectrometer and/or a monochromator and/or the system has a radiation device with a changeable emission spectrum, in particular with a emission spectrum that can be changed in length. In this way, a beam analysis can be performed.
  • a beam analysis is particularly preferably carried out in a wavelength range between 300 nm and 3000 nm.
  • the radiation device is a laser device, in particular a laser device whose emission can be tuned, such as a dye laser or an OPO (Optical Parametric Oscillator).
  • a laser device in particular a laser device whose emission can be tuned, such as a dye laser or an OPO (Optical Parametric Oscillator).
  • the system has an evaluation device which evaluates the measured values output by the inspection device. It is possible for this evaluation device to compare the measured values with reference values, for example in order to search for specific spectral or spectroscopic properties or to determine them. As mentioned above, artificial intelligence can be used here.
  • the system has an ejection device which is arranged downstream of the inspection device in the transport direction of the containers and which is suitable and intended for this, taking into account a result output by the inspection device or a measured value (or a large number of measured values ) exclude or eject containers from the transport path. For example, containers that have been identified as faulty due to their content can be excluded from further processing.
  • the system has at least one further inspection device which is suitable and intended for inspecting the filled containers.
  • a check can be made for defectiveness of the container, for example for a plastic distribution of the plastic container, for foreign bodies inside the container or also for the filling level and the like.
  • the system has an assignment device which is suitable and intended for assigning one inspected container to another Assign treatment organ such as a filling element, which has affected this container.
  • assigning one inspected container to another Assign treatment organ such as a filling element, which has affected this container.
  • the present invention is also directed to a method for freezing liquid containers and in particular beverage containers, with a transport device transporting containers along a predetermined transport path and a filling device filling the containers, and a closing device closing the filled containers and an inspection device inspecting the filled and closed containers.
  • the inspection device is arranged along the transport path after the closing device.
  • the inspection device outputs at least one measured value that is characteristic of a composition of the filling material filled into the containers.
  • the filling device is preferably suitable and intended for filling different or multiple components of a beverage into each container.
  • the inspection device inspects the containers while they are being moved and/or transported.
  • a radiation device directs radiation onto the containers and a detector device detects radiation passing through the containers.
  • the inspection device particularly preferably carries out a spectral analysis of the radiation passing through the containers.
  • the measured values recorded by the inspection device are compared with reference values.
  • FIG. 1 shows a rough schematic representation of a system according to the invention.
  • 1 shows a schematic representation of a system according to the invention for producing beverage containers.
  • plastic preforms 20 are fed to a shaping device 12 such as a blow molding machine and shaped into containers 10 .
  • These containers are filled using a filling device 4 and sealed using a closing device 5 .
  • An optional inspection device 16 can be connected to this closing device, which, for example, examines certain criteria, for example whether the fill level corresponds to specified criteria or whether there are foreign bodies in the container.
  • This inspection device is preferably followed by a transport section 18, which is used to bring the medium in the container to rest.
  • Overall, 2 designates the transport device which transports the containers along a transport path P.
  • the reference number 6 designates the inspection device, which is used to ensure that the medium in the container, i. H. especially to analyze the drink.
  • This has a radiation device 62 and a radiation detector device 64, with the containers being transported between these devices 62, 64.
  • the reference number 66 designates an evaluation device which analyzes the radiation recorded by the detector device 64 .
  • the reference number 8 designates an ejection device which is suitable and intended for ejecting containers and in particular defective containers from the transport path in response to signals from the inspection devices 16 and/or 6 .

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Abstract

Anlage (1) zum Herstellen von mit einer Flüssigkeit befüllten Behältnissen und insbesondere von Getränkebehältnissen (10) mit wenigstens einer Transporteinrichtung (2), welche Behältnisse (10) entlang eines vorgegebenen Transportpfads (P) transportiert, mit einer Fülleinrichtung (4), welche die Behältnisse (10) befüllt, mit einer Verschließeinrichtung (5), welche die befüllten Behältnisse verschließt und mit einer Inspektionseinrichtung (6), welche die befüllten und verschlossenen Behältnisse inspiziert, wobei diese Inspektionseinrichtung (6) entlang des Transportpfads nach der Verschließeinrichtung (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung (6) dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens einen Messwert auszugeben, der für eine Zusammensetzung des in die Behältnisse eingefüllten Füllguts charakteristisch ist.

Description

KRONES AG Böhmerwaldstr. 5 93073 Neutraubling
Vorrichtung und Verfahren zum Inspizieren von befüllten Behältnissen und deren Füllgut
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Inspizieren von mit einer Flüssigkeit befüllten Behältnissen und insbesondere zum Inspizieren dieser Flüssigkeiten. Aus dem Stand der Technik sind im Bereich der getränkeherstellenden Indust- rie zahlreiche Vorrichtungen und Verfahren zum Inspizieren von Getränkebehältnissen bekannt. Dabei werden die unterschiedlichsten Parameter bestimmt, wie beispielsweise eine Fremdkörpererfassung, eine Füllhöhenerfassung und dergleichen. Daneben wäre es im Stand der Technik auch wünschenswert, nicht nur Fehler der Behältnisse zu erfassen wie beispielsweise in einer Flüssigkeit befindliche Fremdkörper oder eine zutreffende Füllhöhe. Es wäre auch vorteilhaft, Auskunft zu erhalten über den Inhalt des Behältnisses bzw. die Zusammensetzung des Inhaltes.
Ein Beispiel für eine Abfüllanlage zum Abfüllen von Getränken ist aus der US 2006/0037286 A1 bekannt. Aus der US 10 501 302 B2 ist ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlerzustan- des im Rahmen der Getränkeabfüllung bekannt.
Aus der EP 3 433 204 B1 ist eine Behälterfüllanordnung bekannt, wobei eine Messsensorik vorgesehen ist, die mit dem Füllkessel oder einer Kreislaufleitung verbunden ist, wobei eine Getränkekomponentenzuführung in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Messsen- sorik gesteuert wird. Damit wird bei dieser Anlage das in die Behältnisse abzufüllende Medium geprüft. Allerdings ist auf diese Weise keine Überprüfung der befüllten Behältnisse möglich. Dem Fachmann stellt sich daher die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches eine Überprüfung des Inhalts von befüllten Behältnissen ermöglicht. Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Anlage zum Herstellen von Flüssigkeitsbehältnissen und insbesondere Getränkebehältnissen weist eine Transporteinrichtung auf, welche Behältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und eine Fülleinrichtung, welche die Behältnisse befüllt sowie eine Verschließeinrichtung, welche die befüllten Behältnisse (mit einem Verschluss) verschließt sowie eine Inspektionseinrichtung, welche die befüllten und verschlossenen Behältnisse inspiziert, wobei diese Inspektionseinrichtung entlang des Transportpfades nach der Verschließeinrichtung angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist die Inspektionseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, wenigstens einen Messwert auszugeben, der für eine Zusammensetzung des in die Behältnisse eingefüllten Füllguts charakteristisch ist.
Es wird daher vorgeschlagen, dass diese Inspektionseinrichtung die in die Behältnisse eingefüllte Flüssigkeit inspiziert und insbesondere analysiert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform transportiert die Transporteinrichtung die Behältnisse an der Inspektionseinrichtung vorbei und/oder die Inspektionseinrichtung ist in die Anlage integriert. Bevorzugt erlaubt die Inspektionseinrichtung eine Inspektion der zu fertigenden Getränkebehältnisse in einem Arbeitsbetrieb der Anlage. Bevorzugt ist die Inspektionseinrichtung zu einer Online - Inspektion der Behältnisse geeignet und bestimmt.
Bei den hier beschriebenen Behältnissen kann es sich insbesondere um Flaschen sowie Getränkeflaschen, insbesondere um Kunststoffflaschen oder Gasflaschen handeln.
Die Anlage kann weiterhin eine Herstellungseinrichtung aufweisen, welche die Behältnisse herstellt, wie beispielsweise eine Blasformmaschine, insbesondere eine Streckblasmaschine.
Bevorzugt sind die Behältnisse für Strahlung und insbesondere für Licht im sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich wenigstens teilweise und bevorzugt vollständig transparent. Besonders bevorzugt ist die Transporteinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Behältnisse mit einer Transportgeschwindigkeit zu transportieren, die zwischen 0,05 m/s und 3 m/s liegt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Inspektionseinrichtung in einem geradlinigen Transportpfadabschnitt der Behältnisse angeordnet. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Transporteinrichtung die Behältnisse entlang eines kreis- oder kreissegmentförmigen Transportpfades transportiert werden und in diesem Bereich die Inspektion stattfindet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage mehrere Inspektionseinrichtungen auf. Diese können dabei beispielsweise entlang des Transportpfades der Behältnisse hintereinander angeordnet sein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Verschließeinrichtung und Inspektionseinrichtung eine Beruhigungsstrecke angeordnet, welche bewirkt, dass die Flüssigkeit innerhalb des Behältnisses zur Ruhe kommt und/oder im Wesentlichen ruht.
Im Rahmen der Erfindung wird daher vorgeschlagen, eine berührungslose und/oder optische und/oder wie unten genauer beschrieben wird insbesondere spektroskopische Messung und insbesondere Online-Messung des Produkts selbst durch eine (insbesondere transparente) Flasche oder Verpackung hindurch durchzuführen.
Der Vorteil ist, dass auf diese Weise Füllprozesse, bei welchen eine Ausmischung in einem Füllventil oder erst im Behältnis stattfindet überwacht werden können, d. h. nach dem eigentlichen Füllvorgang.
Bevorzugt ist die Fülleinrichtung dazu geeignet und bestimmt ein Getränk, welches sich aus mehreren Komponenten zusammensetzt (z.B. aus Wasser und Sirupen) in die Behältnisse einzufüllen.
Nach dem aktuellen Stand der Technik findet für derartige Technologien keine hundertprozentige Qualitätskontrolle statt. Die Produktqualität kann lediglich offline in einem Labor (beispielsweise gaschromatografisch) untersucht werden. Dies kann sich durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung und insbesondere durch die Anwendung einer spektroskopischen Online-Messung ändern. Bevorzugt wird daher eine spektroskopische Messung durchgeführt.
Eine kontinuierliche 100 %-ige Online- und Prozessüberwachung für jedes einzelne Behältnis wird auf diese Weise möglich, da die Qualitätskontrolle direkt an dem Behältnis stattfindet. Der Vorteil der Anwendung von spektroskopischen Verfahren zur Überwachung von Lebensmitteln wird durch die Messung von außen durch das Behältnis hindurch ergänzt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage eine weitere Inspektionseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Behältnisse zu inspizieren. Dabei ist besonders bevorzugt, diese weitere Inspektionseinrichtung in der Transportrichtung der Behältnisse vor der hier beschriebenen Inspektionseinrichtung angeordnet. Es wäre jedoch auch Anordnung nach der hier beschriebenen Inspektionseinrichtung, welche das Füllgut inspiziert, möglich.
Dabei kann diese weitere Inspektionseinrichtung das Behältnis selbst überprüfen, beispielsweise eine Fehlerhaftigkeit des Behältnisses, das Vorhandensein von Fremdkörpern in dem Behältnis oder auch einen Füllstand der Flüssigkeit und dergleichen.
Besonders bevorzugt ist die Inspektionseinrichtung dazu eingerichtet und bestimmt, die Inspektion von außen durch das Behältnis hindurch durchzuführen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Fülleinrichtung eine Vielzahl von Füllelementen au, welche die Behältnisse befüllen. Diese Füllelemente können dabei beispielsweise auf einem drehbaren Träger angeordnet sein, mittels dessen auch die Behältnisse transportiert werden. Die oben beschriebene Transporteinrichtung kann sich wiederum aus vielen Teileinrichtungen wie beispielsweise Transportsternen zusammensetzen. Bevorzugt weisen diese Füllelement jeweils individuell ansteuerbare Füllventile auf.
Weiterhin kann die Fülleinrichtung ein erstes Reservoir zum Aufbewahren einer ersten Komponente eines Getränks sowie ein zweites Reservoir zum Aufbewahren einer zweiten Komponente eines Getränks aufweisen, wobei diese Reservoirs jeweils in Strömungsverbindung mit den Füllelementen bringbar sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Inspektionseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Behältnisse während ihres Transports und insbesondere während ihrer Bewegung zu inspizieren. Auf diese Weise wird eine Online-Messung des Behältnisinhalts möglich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der oben erwähnte Messwert charakteristisch für eine Eigenschaft der Flüssigkeit, welche aus einer Gruppe von Eigenschaften ausgewählt ist, welche das Vorhandensein vorgegebener Bestandteile oder Substanzen in der Flüssigkeit, eine Konzentration einer Substanz in der Flüssigkeit, eine Konzentration von Komponenten der Flüssigkeit, das Vorhandensein von gasförmigen Phasen in der Flüssigkeit und dergleichen enthält.
Dabei ist es möglich, dass die Inspektionseinrichtung qualitative Werte ausgibt, wie etwa Werte, welche für das Vorhandensein einer bestimmten Substanz charakteristisch sind oder auch quantitative Werte wie beispielsweise eine Angabe über eine Konzentration. Welche dieser Werte jeweils ausgegeben werden sollen, kann dabei auch von dem Benutzer abhän- gen. Diesem kann beispielsweise daran gelegen sein, festzustellen, ob die Bestandteile der abzufüllenden Flüssigkeit im richtigen Konzentrationsverhältnis vorliegen. Weiterhin kann dem Benutzer daran gelegen sein, festzustellen, ob bestimmte Fremdkörper und/oder Fremdsubstanzen (welche beispielsweise aus früheren Verwendungen des gleichen Behältnisses stammen können) in der Flüssigkeit vorhanden sind.
Bevorzugt ist die Inspektionseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Detektion von Spurenstoffen in den Flüssigkeiten in einem Bereich von bis zu pg pro Liter und darunter festzustellen. Die Inspektionseinrichtung ist bevorzugt in der Lage, beispielsweise eine Aromaverschleppung zu vermeiden oder das bereits in der verschlossenen Flasche abgefüllte Getränk zu überprüfen. Bevorzugt soll eine Endproduktkontrolle an Getränken in abgefüllten und verschlossenen Flaschen (d. h. nicht direkt an der Flüssigkeit) und insbesondere eine Positiv- /Negativkontrolle des abgefüllten Getränks ermöglicht werden. Weiterhin wird bevorzugt durch die Erfindung die Qualität des Getränks bezüglich Verdünnung bzw. Verschleppungen anderer Flüssigkeiten überprüft.
Im Rahmen von umfangreichen Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass die verwendeten Sensoren zur Inspektion geeignet sind. Dabei dienen üblicherweise die Flaschen, die mit dem Getränk befällt sind, selbst als Messzelle. Erste Auswertungen und Beurteilungen der Spektralergebnisse erfolgten über visuelle Einschätzungen.
Für niedrigere Nachweisgrenzen und eine genauere Auswertung sowie für die spätere Kalibrierung bestimmter Verunreinigungen weist die Anlage bevorzugt eine Auswerteeinrichtung auf und insbesondere eine softwarebasierte Auswerteeinrichtung. Mit entsprechenden Algorithmen sind erheblich geringere Nachweisgrenzen erreichbar wie mit einer rein visuellen Beurteilung. Bevorzugt wertet die Auswerteeinrichtung die Messergebnisse unter Verwendung einer künstlichen Intelligenz aus.
Bevorzugt basiert die Ermittlung wenigstens eines Messwertes und besonders bevorzugt die Ermittlung einer Vielzahl (oder aller) Messwerte einer (insbesondere jeden) zu erfassenden und/oder zu analysierenden Flüssigkeit und/oder insbesondere basiert die Ermittlung von Daten aus den von der Inspektionseinrichtung erzeugten Messwerten oder hieraus abgeleiteten Daten auf (computer-implementierten) Verfahren des maschinellen Lernens, bevorzugt auf wenigstens einem (künstlichen) neuronalen Netzwerk basierenden Verfahren des maschinellen Lernens. Ein solches neuronales Netzwerk kann beispielsweise als tiefes neuronales Netzwerk (Deep Neural Network, DNN) und/oder ein sogenanntes Convolutional Neural Network (CNN) (dt. Faltungsnetzwerk) und/oder ein rekurrentes Neuronales Netzwerk (RNN, engl. Recurrent Neural Network) ausgestaltet sein.
Bevorzugt sind Klassen zur Klassifizierung der Analyseergebnisse (beispielsweise von spezifischen wellenlängenabhängigen Maxima oder Minima eines Spektrums) vorgegeben. Bevorzugt sind die Klassen auf einer (insbesondere nachfolgend beschriebenen) externen Speichereinrichtung abgelegt und können durch Abrufen dieser abgelegten Klassen aktualisiert werden. Bevorzugt können die Klassen mit wenigstens einem Referenz-Spektrum abgeglichen werden.
Bevorzugt wird zur Ermittlung des wenigstens einen verknüpften Parameters und bevorzugt zur Ermittlung der Vielzahl verknüpfter Parameter (insbesondere durch die Auswertung einer Spektralanalyse) (wenigstens) ein Datensatz in Bezug auf eine, Flüssigkeit umfassend die (mittels der Sensoreinrichtung) ermittelten Sensordaten (oder hiervon abgeleiteter Daten) und/oder die ermittelte Defektgröße(n) und/oder die (zum Behandlungszeitpunkt gewählten und/oder eingestellten) Parameter der das insbesondere betreffende Behältnis befüllenden Fülleinrichtung oder eines Füllelements dieser Fülleinrichtung mittels eines künstlichen neuronalen Netzwerkes verarbeitet.
Bevorzugt wird zur Ermittlung des wenigstens einen verknüpften Parameters und bevorzugt zur Ermittlung der Vielzahl verknüpfter Parameter (insbesondere durch die Spektralanalyseeinrichtung) (wenigstens) eine Vielzahl von (in obigem Absatz beschriebenen) Datensätzen in Bezug auf eine Vielzahl erfassten Flüssigkeiten mittels des künstlichen neuronalen Netzwerkes verarbeitet. Dabei können sich die Datensätze in Bezug auf eine bestimmte Flüssigkeit, insbesondere eine Flüssigkeit, die von einem Sollzustand abweicht, jeweils auf Datensätze in Bezug auf Flüssigkeiten einer bestimmten Fülleinrichtung beziehen. Bevorzugt bezieht sich die Vielzahl von Datensätze in Bezug auf eine bestimmte Flüssigkeit auf wenigstens zwei voneinander verschiedene Fülleinrichtungen und bevorzugt auf eine Vielzahl verschiedener (Referenz-)Fülleinrichtungen und/oder auf bestimmte mit Referenzflüssigkeiten befüllte Behältnisse. Bevorzugt ist die Vielzahl an Datensätzen auf der (externen) Speichereinrichtung, insbesondere dem (externen) Server, abgelegt.
Bevorzugt werden dem künstlichen neuronalen Netzwerk die Datensätze, insbesondere die Messwerte (oder hiervon abgeleitete Daten) und/oder die Defektgröße(n) und/oder die (zum Behandlungszeitpunkt gewählten und/oder eingestellten) Parameter das beobachtete Behältnis befüllenden Fülleinrichtung als Eingangsgrößen zugeführt. Bevorzugt bildet das künstliche neuronale Netzwerk die Eingangsgrößen in Abhängigkeit einer parametrierbaren Verarbeitungskette auf Ausgangsgrößen ab, wobei als Ausgangsgröße wenigstens ein verknüpfter Parameter und bevorzugt als Ausgangsgrößen eine Vielzahl verknüpfter Parameter einer (vorgegebenen) Fülleinrichtung gewählt sind.
Bevorzugt ist das künstliche neuronale Netzwerk als tiefes künstliches neuronales Netzwerk (Deep Neural Network, DNN) ausgebildet, bei dem die parametrierbare Verarbeitungskette eine Mehrzahl von Verarbeitungsschichten aufweist, und/oder als ein sogenanntes Convolu- tional Neural Network (CNN) (dt. Faltungsnetzwerk) und/oder ein rekurrentes Neuronales Netzwerk (RNN, engl. Recurrent Neural Network) ausgebildet.
Bevorzugt wird das künstliche neuronale Netzwerk unter Verwendung vorgegebener Trainingsdaten trainiert, wobei durch das Training die parametrierbare Verarbeitungskette para- metriert wird. Bevorzugt werden als Trainingsdaten Datensätze in Bezug auf obig beschrie- bene Datensätze in Bezug auf wenigstens eine Flüssigkeit, die insbesondere von einer bestimmten Fülleinrichtung eingefüllt wurde und bevorzugt einer Vielzahl verschiedener Fülleinrichtungen oder befüllter Behältnisse verwendet. Bevorzugt wird ein derart trainiertes neuronales Netzwerk eingesetzt. Bevorzugt erfolgt das Training mittels überwachten Lernens. Es wäre jedoch auch möglich, das künstliche Neuronale Netz mittels unbeaufsichtigten Lernens, bestärkendem Lernen oder stochastischem Lernen zu trainieren.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der auszugebende Messwert aus einer Gruppe von Messwerten auswählbar. Dies bedeutet, dass der Benutzer auswählen kann, was untersucht werden soll und beispielsweise ob quantitative oder qualitative Untersuchungen durchgeführt werden sollen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Inspektionseinrichtung eine Strahleinrichtung auf, welche auf die Behältnisse Strahlung richtet, sowie eine Strahlungsdetektoreinrichtung, welche durch die Behältnisse tretende Strahlung detektiert.
Bevorzugt steht dabei eine Einstrahlrichtung, unter der die Strahlungseinrichtung auf das Behältnis strahlt mit einer Längsrichtung des Behältnisses in einem von 0° unterschiedlichen Winkel. Dies bedeutet, dass bevorzugt die Strahlungseinrichtung durch eine Behältniswandung hindurch in das Behältnis strahlt und die Strahlung auf der gegenüberliegenden Seite des Behältnisses wieder austritt. Besonders bevorzugt richtet dabei die Strahlungseinrichtung die Strahlung auf einen Grundkörper des Behältnisses oder auf einen Schulterbereich des Behältnisses.
Damit wird besonders bevorzugt in einem Durchlichtverfahren gemessen und die Behältnisse selbst dienen wie oben erwähnt als Messzellen.
Bevorzugt wird ein Strahlengang der durch das Behältnis tretenden Strahlen derart gewählt, dass wenig oder keine Behinderung durch ein Etikett des Behältnisses auftritt. Bevorzugt tritt auch kein zusätzlicher Einfluss durch weitere Veränderungen der Flaschengeometrie ein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage ein Spektrometer und/oder einen Monochromator auf und/oder die Anlage weist eine Strahlungseinrichtung mit einem veränderbaren Emissionsspektrum insbesondere mit einem hinsichtlich der Wellen- längen veränderbaren Emissionsspektrum auf. Auf diese Weise kann eine Strahlanalyse vorgenommen werden.
Besonders bevorzugt wird eine Strahlanalyse in einem Wellenlängenbereich vorgenommen, der zwischen 300 nm und 3000 nm liegt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Strahlungseinrichtung um eine Lasereinrichtung, insbesondere um eine hinsichtlich der Emission durchstimmbare Lasereinrichtung, wie beispielsweise einem Farbstofflaser oder einem OPO (Optisch- Parametrischer Oszillator).
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage eine Auswerteeinrichtung auf, welche die von der Inspektionseinrichtung ausgegebenen Messwerte auswertet. Dabei ist es möglich, dass diese Auswerteeinrichtung die Messwerte mit Referenzwerten vergleicht, um beispielsweise nach bestimmten spektralen bzw. spektroskopischen Eigenschaften zu suchen oder diese zu ermitteln. Dabei kann, wie oben erwähnt, eine künstliche Intelligenz Anwendung finden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage eine Ausschleußeeinrich- tung auf, welche in der Transportrichtung der Behältnisse nach der Inspektionseinrichtung angeordnet ist und welche dazu geeignet und bestimmt ist, unter Berücksichtigung eines von der Inspektionseinrichtung ausgegebenen Ergebnisses oder eines Messwerts (oder einer Vielzahl von Messwerten) Behältnisse aus dem Transportpfad auszuschließen bzw. auszu- schleußen. So können beispielsweise Behältnisse, die aufgrund ihres Inhaltes als fehlerhaft identifiziert wurden aus der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage wenigstes eine weitere Inspektionseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die befüllten Behältnisse zu inspizieren. Dabei kann beispielsweise auf eine Fehlerhaftigkeit des Behältnisses hin überprüft werden, beispielsweise auf eine Kunststoffverteilung des Kunststoffbehältnisses, auf Fremdkörper innerhalb des Behältnisses oder auch auf den Füllstand und dergleichen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage eine Zuordnungseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist einem inspizierten Behältnis einem weiteres Behandlungsorgan wie beispielsweise einem Füllorgan zuzuordnen, welches dieses Behältnis befällt hat. Auf diese Weise ist es möglich, dass gezielt auch in die Anlage eingegriffen wird, um beispielsweise als Reaktion auf derartige Inspektionsergebnisse einzelne Füllorgane abzuschalten oder auch hinsichtlich der Einfüllung des Getränks zu modifizieren.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Fierstellen von Flüssigkeitsbehältnissen und insbesondere Getränkebehältnissen gerichtet, wobei eine Transporteinrichtung Behältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und eine Fülleinrichtung die Behältnisse befüllt, sowie eine Verschließeinrichtung die befüllten Behältnisse verschließt und eine Inspektionseinrichtung die befüllten und verschlossenen Behältnisse inspiziert. Dabei ist dies Inspektionseinrichtung entlang des Transportpfads nach der Verschließeinrichtung angeordnet.
Erfindungsgemäß gibt die Inspektionseinrichtung wenigstens einen Messwert aus, der für eine Zusammensetzung des in die Behältnisse eingefüllten Füllguts charakteristisch ist.
Bevorzugt ist die Fülleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, in jedes Behältnis unterschiedliche oder mehrere Komponenten eines Getränks einzufüllen.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren inspiziert die Inspektionseinrichtung die Behältnisse während der Bewegung und/oder während des Transports der Behältnisse. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren richtet eine Strahlungseinrichtung Strahlung auf die Behältnisse und eine Detektoreinrichtung detektiert durch die Behältnisse tretende Strahlung.
Besonders bevorzugt nimmt die Inspektionseinrichtung eine Spektralanalyse der durch die Behältnisse tretenden Strahlung vor. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die von der Inspektionseinrichtung aufgenommenen Messwerte mit Vergleichswerten verglichen.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
Darin zeigen:
Fig. 1 eine grobschematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage zum Herstellen von Getränkebehältnissen. Dabei werden hier Kunststoffvorformlinge 20 einer Umformungseinrichtung 12 wie etwa einer Blasformmaschine zugeführt und zu Behältnissen 10 umgeformt. Diese Behältnisse werden mittels einer Fülleinrichtung 4 befüllt und mittels einer Verschließeinrichtung 5 verschlossen. An diese Verschließeinrichtung kann sich eine optionale Inspektionseinrichtung 16 anschließen, welche beispielsweise bestimmte Kriterien untersucht, beispielsweise ob die Füllhöhe vorgegebenen Kriterien entspricht oder ob sich Fremdkörper in dem Behältnis befinden.
An diese Inspektionseinrichtung schließt sich bevorzugt eine Transportstrecke 18 an, die dazu dient, um das in dem Behältnis befindliche Medium zur Ruhe zu bringen. Insgesamt bezeichnet 2 die Transporteinrichtung, welche die Behältnisse entlang eines Transportpfads P transportiert.
Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet die Inspektionseinrichtung, die dazu dient, dass in dem Behältnis befindliche Medium, d. h. insbesondere das Getränk zu analysieren. Diese weist eine Strahlungseinrichtung 62 auf, sowie eine Strahlungsdetektoreinrichtung 64, wobei die Behältnisse zwischen diesen Einrichtungen 62, 64 transportiert werden. Das Bezugszeichen 66 kennzeichnet eine Auswerteeinrichtung, welche die von der Detektoreinrichtung 64 aufgenommenen Strahlungen analysiert.
Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine Ausschleuseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, in Reaktion auf Signale der Inspektionseinrichtungen 16 und/oder 6, Behältnisse und insbesondere fehlerhafte Behältnisse aus dem Transportpfad auszuschleusen.
Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.

Claims

Patentansprüche
1. Anlage (1) zum Herstellen von mit einer Flüssigkeit befüllten Behältnissen und insbesondere von Getränkebehältnissen (10) mit wenigstens einer Transporteinrichtung (2), welche Behältnisse (10) entlang eines vorgegebenen Transportpfads (P) transportiert, mit einer Fülleinrichtung (4), welche die Behältnisse (10) befüllt, mit einer Verschließeinrichtung (5), welche die befüllten Behältnisse verschließt und mit einer Inspektionseinrichtung (6), welche die befüllten und verschlossenen Behältnisse inspiziert, wobei diese Inspektionseinrichtung (6) entlang des Transportpfads nach der Verschließeinrichtung (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung (6) dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens einen Messwert auszugeben, der für eine Zusammensetzung des in die Behältnisse eingefüllten Füllguts charakteristisch ist.
2. Anlage (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung (6) dazu geeignet und bestimmt ist, die Getränkebehältnisse während ihres Transports zu inspizieren.
3. Anlage (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Messwert charakteristisch ist für eine Eigenschaft der Flüssigkeit, welche aus einer Gruppe von Eigenschaften ausgewählt ist, welche das Vorhandensein vorgegebener Bestandteile oder Substanzen, eine Konzentration einer Substanz, eine Konzentration von Komponenten der Flüssigkeit und dergleichen enthält.
4. Anlage (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auszugebende Messwert aus einer Gruppe von Messwerten auswählbar ist.
5. Anlage (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung eine Strahlungseinrichtung (62) aufweist, welche auf die Behältnisse Strahlung richtet, sowie eine Strahlungsdetektoreinrichtung (64) welche die durch die Behältnisse (10) tretende Strahlung detektiert.
6. Anlage (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ein Spektrometer und/oder einen Monochromator aufweist und/oder eine Strahlungseinrichtung mit einem veränderbaren Emissionsspektrum aufweist.
7. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Auswerteeinrichtung aufweist, welche die von der Inspektionseinrichtung ausgegebenen Messwerte auswertet, wobei die Auswerteeinrichtung die Messwerte bevorzugt unter Verwendung einer künstlichen Intelligenz auswertet.
8. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Ausschleuseinrichtung aufweist, welche in der Transportrichtung der Behältnisse nach der Inspektionseinrichtung angeordnet ist, und welche dazu geeignet und bestimmt ist, unter Berücksichtigung eines von der Inspektionseinrichtung ausgegebenen Ergebnisses Behältnisse aus dem Transportpfad auszuschließen.
9. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage wenigstens eine weitere Inspektionseinrichtung aufweist, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die befüllten Behältnisse zu inspizieren.
10. Anlage nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage die Anlage eine Zuordnungseinrichtung aufweist, welche dazu geeignet und bestimmt ist, einem inspizierten Behältnis ein Füllorgan zuzuordnen, welches dieses Behältnis befällt hat.
11. Verfahren zur Herstellung von Flüssigkeitsbehältnissen und insbesondere Getränkebehältnissen, wobei eine Transporteinrichtung (2), Behältnisse (10) entlang eines vorgegebenen Transportpfads (P) transportiert und eine Fülleinrichtung (4) die Behältnisse (10) befällt und eine Verschließeinrichtung (5) die befüllten Behältnisse verschließt und eine Inspektionseinrichtung (6) die befüllten und verschlossenen Behältnisse inspiziert, wobei diese Inspektionseinrichtung (6) entlang des Transportpfads nach der Verschließeinrichtung (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung (6) wenigstens einen Messwert ausgibt, der für eine Zusammensetzung des in die Behältnisse eingefüllten Füllguts charakteristisch ist.
12. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung die Behältnisse während der Bewegung der Behältnisse inspiziert.
13. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlungseinrichtung Strahlung auf die Behältnisse richtet und eine Detektoreinrichtung durch die Behältnisse tretende Strahlung detektiert.
14. Verfahren nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung eine spektroskopische Messung durchführt.
15. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Inspektionseinrichtung aufgenommenen Messwerte mit Vergleichswerten verglichen werden.
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