EP4596483A1 - Verfahren und anlage zum karbonisierten abfüllen von behältern - Google Patents

Verfahren und anlage zum karbonisierten abfüllen von behältern

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Publication number
EP4596483A1
EP4596483A1 EP25154923.4A EP25154923A EP4596483A1 EP 4596483 A1 EP4596483 A1 EP 4596483A1 EP 25154923 A EP25154923 A EP 25154923A EP 4596483 A1 EP4596483 A1 EP 4596483A1
Authority
EP
European Patent Office
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liquid
filling
container
pressure
carbonator
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
EP25154923.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
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 EP4596483A1 publication Critical patent/EP4596483A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
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    • B01F23/236—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids specially adapted for aerating or carbonating beverages
    • B01F23/2361—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids specially adapted for aerating or carbonating beverages within small containers, e.g. within bottles
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    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2671—Means for preventing foaming of the liquid

Definitions

  • the invention relates to a method for filling a container with a liquid.
  • the invention also relates to a system for filling a container with a liquid.
  • Carbonated beverages are currently filled in high-performance filling systems using either the constant-pressure or differential-pressure filling method.
  • the most common constant-pressure filling method is the counterpressure filling method, in which the storage container and the container to be filled are under the same, elevated pressure.
  • the differential-pressure filling method the container is placed under vacuum before the liquid flow into the container begins.
  • the container In the counterpressure filling process, the container is brought to the same pressure as, or very close to, the pressure in the filling vessel before filling. Filling is carried out at this pressure level. After filling, the container must be vented so that it can be transported to the capper without pressure. Filling takes place at a pressure at or above the saturation pressure of the bound CO2 in the liquid. At a lower pressure in the filling vessel and/or in the container, excessive release of dissolved gases in the bottled beverage occurs during venting, leading to foaming and thus to an intolerable loss of liquid and CO2.
  • Raising the filling temperature to save cooling energy significantly increases the requirements for the pressure stability of the container due to the increasing filling pressure and can therefore be countered either with a more pressure-stable container or with the necessary minimum cooling in order not to exceed a certain filling pressure.
  • the invention is based on the object of creating an improved technology for filling carbonated liquids.
  • One aspect of the present disclosure relates to a method for filling a liquid into a container, preferably by means of a system as disclosed herein.
  • the method comprises carbonating the liquid by means of a carbonator.
  • the method comprises continuously reducing a pressure of the carbonated liquid below a saturation pressure of carbon dioxide in the carbonated liquid and above or substantially equal to an ambient pressure by means of a (e.g., adjustable or controllable) filling valve (e.g., by means of a, preferably conical and/or a throttle element of the filling valve that is adjustable by means of an actuator).
  • the method further comprises filling the container with the pressure-reduced liquid by means of the filling valve (e.g., by opening a shut-off element of the filling valve).
  • the filling process advantageously reduces the necessary increase in pressure applied to the container during filling as the temperature of the filled beverage rises, or even eliminates this necessary increase altogether.
  • pressureless filling there is no longer any relationship between the pressure load on the container during filling and the filling temperature. This leads to lower demands on the container, the filling valve, and the protection of operators from bursting containers during the filling process, thus resulting in cost savings.
  • the shorter or eliminated filling process steps of pressure build-up and release in the container advantageously lead to a reduced overall process time and thus to a fewer number of required filling valves, a smaller machine size, and lower maintenance requirements.
  • Bubble nuclei can form during the bottling process of carbonated non-alcoholic beverages during the following process steps: (1) the technical introduction of the gas into the liquid (carbonation), (2) the initial wetting of surfaces with the liquid, and (3) the immersion of the liquid into a liquid surface. Additionally, bubble nuclei can form during fermentation in beverages.
  • the continuous reduction of liquid pressure during the filling phase can advantageously reduce the growth of any (micro)gas bubbles present. Pressure surges and turbulence are avoided.
  • the required pressure in the container during filling can be reduced to varying degrees below the saturation pressure, depending on the number of microbubbles present in the beverage. Below a certain limit of the number of microbubbles present, filling at ambient pressure is also possible.
  • the carbonated liquid may have a temperature close to or equal to ambient temperature during filling.
  • the process can further utilize techniques that largely prevent the formation of bubble nuclei, so that no or as few microbubbles as possible are present in the beverage before bottling. This advantageously enables a bottling process that is not dependent on the saturation pressure. These techniques are described in the preferred embodiments explained below.
  • the carbonation of the liquid can thus be carried out using a technical process that works without the direct introduction of gas bubbles into the liquid.
  • gas bubbles When gas bubbles are introduced into a liquid, microbubbles can always form in the liquid, which can act as bubble nuclei ( Fischer Sven - Bubble formation of gases dissolved in liquids - Kunststoff: Technical University of Kunststoff, 2001 ).
  • Observations during the filling process and the behavior of bottled beverages suggest that the microbubbles are largely dissolved after a few days, but are present during the filling process Because of these microbubbles, today's filling processes for carbonated beverages must be carried out at or above saturation pressure.
  • Bubble-free technology such as carbonation with a membrane contactor, which does not introduce gas bubbles into the beverage, prevents the formation of microbubbles.
  • the container is filled through a filling tube that is immersed in the container, or the container is filled through the wall, in which the liquid flows along the inner peripheral surface of the container into the container.
  • the container is filled without free jet filling. This advantageously allows the liquid flow into the container to be guided with as little foam formation as possible.
  • the filling tube can advantageously prevent the liquid flow from immersing into a liquid surface altogether.
  • the liquid can advantageously be slowed down at the wall as it flows down. The liquid can then slowly enter the liquid surface without much turbulence and eddies.
  • wall filling can also lead to turbulent immersion and thus to the formation of bubbles (nucleations).
  • these formed bubbles only lead to foaming if too many of them are created and/or if the pressure is reduced after the filling process. In the pressureless filling process, only the first is relevant, which can be avoided by adjusting the flow rate.
  • the internal pressure corresponds to the pressure of the reduced-pressure liquid and/or the ambient pressure.
  • the filling can be carried out at ambient pressure or approximately at ambient pressure.
  • the container is pressed against the filling valve during filling, preferably in a gas-tight or liquid-tight manner.
  • the container can be spaced apart from the filling valve during filling, for example.
  • Microbubbles which form during the initial wetting of a surface with a liquid, can be advantageously avoided or reduced by the described design of the piping system. This can be achieved, for example, by ensuring that the surface is as smooth as possible and without potential nucleation sites for gas bubbles, and by preventing gas residues from settling in uneven structures. This is particularly important during the initial filling of the system. With longer operation, the microbubbles are increasingly less entrained in the liquid flow.
  • Flow velocities in the piping system lead to a reduction in dynamic pressure. If bubble nuclei are present, even pressures below the saturation pressure can cause bubble growth and thus release of the gas (pseudo-cavitation). If no bubble nuclei are present, the liquid only becomes gaseous when the vapor pressure of the mixture is undershot (cavitation). The presence of bubble nuclei therefore leads to further restrictions in the filling process.
  • the piping system is therefore advantageously adapted so that the flow velocities and pressures in the piping system are adapted to the number of bubble nuclei present. If no bubble nuclei are present, ultimately only cavitation must be prevented. The more bubble nuclei present, the lower the velocities can be and the higher the pressure must be. It is advantageous to have the shortest possible piping system between the carbonator and the filling valve. Increased flow velocities can be avoided, for example, by not using centrifugal pumps and by only allowing a slow and steady pressure reduction in valves.
  • the method further comprises storing the carbonated liquid in a liquid reservoir (e.g. liquid vessel) before reducing the pressure by means of the filling valve, wherein preferably the carbonated liquid is stored under a pressure which is at least equal to the saturation pressure of carbon dioxide in the carbonated liquid.
  • a liquid reservoir e.g. liquid vessel
  • the method further comprises degassing the liquid by means of a degasser, preferably before or during carbonation of the liquid, to reduce gaseous oxygen in the liquid.
  • pure water or water mixed with at least one additional filling material is used as the carbonation liquid.
  • contamination of the carbonator can be significantly reduced. The carbonator therefore needs to be cleaned less frequently.
  • the method further comprises closing the filled container with a container closure by means of a closing device (e.g., a rotary closing device).
  • a closing device e.g., a rotary closing device
  • the container can, for example, be moved automatically for filling and/or moved away automatically after filling.
  • the method can be applied in a container treatment plant.
  • the filling valve can be one of several filling valves of a filling device, preferably a rotary filling device.
  • the container can move along a continuous production line (e.g., comprising at least one rotary machine, at least one indexing machine, and/or at least one long-stator machine).
  • the container is held by a container support during filling, e.g. at the container neck, at the container neck ring, at a container base and/or at a container bottom.
  • the plant is an industrial container treatment plant, or the plant is a small plant (local plant) for installation in a supermarket or a train station, preferably with a footprint ⁇ 10 sqm, ⁇ 5 sqm ⁇ 3 sqm or ⁇ 2 sqm.
  • the system is further designed for tempering, manufacturing, cleaning, coating, testing, pasteurizing, labeling, printing, marking, laser marking and/or packaging containers for liquid or pasty media, preferably beverages, liquid foodstuffs or products from the pharmaceutical or healthcare industry.
  • the containers can be designed as bottles, cans, canisters, cartons, flacons, tubes, etc.
  • the filling valve can be actuated (e.g. regulated or controlled) by means of an actuator.
  • the system may further comprise a container holder configured to hold the container during filling, e.g., on the container neck, on the container neck ring, on a container base, and/or on a container bottom.
  • a container holder configured to hold the container during filling, e.g., on the container neck, on the container neck ring, on a container base, and/or on a container bottom.
  • the Figure 1 shows a system 10 for filling containers 12.
  • the system 10 can be an industrial container treatment system.
  • the system 10 can be a small-scale system.
  • the small-scale system can be installed, for example, in a supermarket or a train station or similar.
  • the small-scale system can, for example, have a footprint of ⁇ 10 sqm, ⁇ 5 sqm, ⁇ 3 sqm, or ⁇ 2 sqm.
  • the system 10 includes a carbonator 18 and a filling valve 26.
  • the system 10 may further include, for example, a liquid supply 14, a degasser 16, an additional filling material source 20, a dosing valve 22, a liquid reservoir 24, a piping system 38, and/or a closing device 40.
  • the liquid supply 14 can provide a liquid for the system 10.
  • the liquid supply can provide water.
  • the liquid supply can be, for example, a liquid tank (e.g., a water tank) or a liquid connection (e.g., a water connection).
  • the liquid supply 14 may be connected to the carbonator 18 for supplying liquid to the carbonator 18, e.g., via the degasser 16 and/or via the piping system 38.
  • the degasser 16 can be configured to reduce gaseous oxygen in the liquid.
  • the degasser 16 can receive the liquid from the liquid supply 14.
  • the degasser 16 can reduce the gaseous oxygen in the received liquid, preferably water.
  • the degasser 16 can reduce the gaseous oxygen in the liquid according to any suitable operating principle.
  • the degasser 16 may reduce a proportion of gaseous oxygen in the liquid to ⁇ 1 ppm, e.g., starting from ⁇ 10 ppm upstream of the degasser 16.
  • the degasser 16 is designed to reduce other gases in the liquid, e.g. carbon dioxide.
  • the degasser 16 can, for example, be designed separately from the carbonator 18. The degasser 16 can then be connected to the carbonator 18 for supplying the degassed liquid, e.g., via the piping system 38.
  • the degasser 16 can be integrated with the carbonator 18 (not shown in the figures).
  • the integrated device can be designed as a membrane contactor-degasser-carbonator.
  • the carbonator 18 is designed to carbonate the liquid.
  • the carbonator 18 can carbonate the liquid at a liquid pressure of at least a saturation pressure Carbonation of the liquid by carbon dioxide.
  • gaseous carbon dioxide can be (physically) dissolved in the liquid and, in reaction with water, carbonic acid can be formed.
  • the Carbonator 18 preferably carbonates pure water. However, it is also possible for the Carbonator 18 to carbonate another liquid, e.g., a mixture of pure water and at least one additive (e.g., syrup and/or flavorings).
  • a mixture of pure water and at least one additive e.g., syrup and/or flavorings.
  • the carbonator 18 uses a bubble-free or nearly bubble-free carbonation process.
  • the carbonator 18 can operate according to a principle in which the gaseous carbon dioxide gradually diffuses into the liquid, e.g., at a substantially constant rate, rather than being forced into the liquid.
  • This principle can be clearly illustrated by a tank partially filled with the liquid, the headspace of which is filled with the gaseous carbon dioxide.
  • a mixing element e.g., a stirrer
  • a large contact area between the gaseous carbon dioxide and the liquid can also assist the diffusion.
  • the carbonator 18 can be a membrane contactor.
  • the membrane contactor can have, for example, a microporous membrane structure, e.g., with multiple membrane plates or hollow membrane fibers.
  • the membrane structure allows the gaseous carbon dioxide and the liquid to come into contact with each other over a large area, allowing the gaseous carbon dioxide to diffuse into the liquid over a large area.
  • the carbonator 18 can be a spray cone carbonator, for example. This can have a conical flow body, for example. The liquid can be directed over the flow body and sprayed into the gaseous carbon dioxide in a finely dispersed manner, allowing the gaseous carbon dioxide to diffuse into the liquid over a large area.
  • the carbonator 18 can operate according to a principle in which the liquid is first evaporated into a gas. This gas can then be mixed with the gaseous carbon. The mixing can occur at the molecular level. During and/or after mixing, the mixture becomes liquid or liquefied again.
  • the carbonator 18 may be a cavitation carbonator.
  • the cavitation carbonator may preferably have multiple parallel strands for carbonating the liquid.
  • the cavitation carbonator can accelerate the liquid using a pump to such an extent that the liquid reaches a velocity at which the liquid pressure drops below the vapor pressure of the liquid.
  • the liquid can evaporate, at least partially.
  • the gaseous carbon dioxide can be introduced into the vaporized liquid and mix with it. Evaporation or the formation of vapor bubbles can cause the liquid flow to break down. The flow velocity can decrease accordingly, and the pressure can rise above the vapor pressure again. The mixture can become liquid again.
  • the additional filling material source 20 can provide a preferably liquid or pasty additional filling material or dosage filling material.
  • the additional filling material can be (temporarily) stored in the additional filling material source 20.
  • the additional filling material source 20 can be designed as a tank, a vessel, a reservoir, or a supply line.
  • the additional filling material source 20 can provide a syrup as the additional filling material.
  • the additional filling material source 20 can open via a line into a line section which is arranged downstream of the carbonator 18, as in Figure 1
  • the line section can be arranged upstream of the liquid reservoir 24.
  • the line section can, for example, connect the carbonator 18 to the liquid reservoir 24 and/or the filling valve 26.
  • the additional filling material source 20 can flow via a line into a line section located upstream of the carbonator 18 (not shown in the figures).
  • This line section can, for example, connect the water supply 14 and/or the degasser 16 to the carbonator 18.
  • the additional filling material can be metered into the (not yet or already carbonated) liquid in the line section via a metering valve 22.
  • the metering valve 22 can be arranged downstream of the additional filling material source 20.
  • the metering valve 22 can be arranged in the line connecting the additional filling material source 20 to the line section upstream or downstream of the carbonator 18.
  • the metering valve 22 can be a switching valve.
  • the metering valve 22 can, for example, be switched to an open position and a closed position. In the open position, the metering valve 22 can release the line for the additional filling material to pass through. In the closed position, the metering valve 22 can block or lock the line.
  • the metering valve 22 can be configured for any conceivable be confirmed in any way, e.g. electrical, electromagnetic, pneumatic, hydraulic or mechanical.
  • the system 10 can have multiple additional filling material sources, possibly with a dosing valve connected to each one (not shown in the figures).
  • the additional filling material sources can contain the same or different additional filling materials. It is possible for the (mixed) filling material in the container 12 to contain additional filling materials from one, two, or more additional filling material sources.
  • the liquid reservoir 24 is designed to store the carbonated liquid under pressure.
  • the liquid reservoir 24 can, for example, be a product tank.
  • the liquid reservoir 24 may be connected to the carbonator 18 for receiving the carbonated liquid from the carbonator 18, e.g., via the piping system 38.
  • the liquid reservoir 24 may be connected to the filling valve 26 for supplying the carbonated liquid to the filling valve 26, e.g., via the piping system 38.
  • the filling valve 26 can be part of a filling device.
  • the filling device can preferably be designed as a filler carousel or a rotary filling device.
  • the filling device can have several filling valves 26 for the simultaneous or temporally overlapping filling of several containers 12.
  • the filling valves 26 can be arranged around a circumference of the filling device designed as a filler carousel.
  • the filling device it is also possible for the filling device to have only a single filling valve 26, e.g., when the system 10 is designed as a small system.
  • the filling device further comprises the liquid reservoir 24 and/or the piping system 38
  • the filling valve 26 is connected to the carbonator 18 for receiving the carbonated liquid from the carbonator 18, e.g., via the liquid reservoir 24 and/or the piping system 38.
  • the filling valve 26 is designed to continuously reduce the pressure of the carbonated liquid to below the saturation pressure and above or substantially equal to an ambient pressure.
  • the filling valve 26 is adjustable/controllable.
  • the filling valve 26 can have a throttle element 28 for continuously reducing the pressure.
  • the throttle element 28 can have a conical shape.
  • the throttle element 28 can widen along a flow direction of the liquid or taper against a flow direction of the liquid.
  • the throttle element 28 can be movable (e.g., displaceable) along its longitudinal axis, e.g., by means of an actuator. By means of a movement along the longitudinal axis, a flow cross-section through a sleeve-shaped gap of the filling valve 26 can be adjusted to change the flow of the liquid.
  • the sleeve-shaped gap can be formed between a valve housing and the throttle element.
  • the sleeve-shaped gap can, for example, have a conical shape. It is possible for the sleeve-shaped gap to be completely closed when the throttle element 28 is in the closed position.
  • the filling valve 26 can have a shut-off element 30 movable along its longitudinal axis for shutting off the filling valve 26.
  • a shut-off element 30 movable along its longitudinal axis for shutting off the filling valve 26.
  • an annular gap of the filling valve 26 can be opened or closed, for example.
  • the throttle element 28 and/or the shut-off element 30 can be actuated in any conceivable manner, e.g., electrically, electromagnetically, pneumatically, hydraulically, or mechanically.
  • shut-off function is taken over by the throttle element 28 and the filling valve 26 does not have a separate shut-off element 30 (not shown in the figures).
  • the filling valve 26 is designed to fill the container 12.
  • the filling valve 26 can fill the container 12 via a wall filling or a filling tube filling (long tube filling).
  • the liquid can be introduced into the container 12 such that it flows downward along an inner peripheral surface of the container 12 and fills the container.
  • a flow body 32 can be arranged at an outlet of the filling valve 26, which deflects the escaping liquid to contact the inner peripheral surface of the container 12.
  • the flow body 32 can be conical, for example.
  • the flow body 32 can be designed, for example, as a deflection screen.
  • the flow body 32 can, for example, have a helical liquid channel.
  • the helical liquid channel can impart a swirl to the liquid so that it contacts the inner peripheral surface of the container.
  • the swirl can also be caused by the tangential inflow into a torus arranged around the shut-off element.
  • the container 12 can be filled, for example, through a filling tube 34 in the case of a filling tube filling (long tube filling).
  • the filling tube 34 can be immersed in the container 12.
  • the filling tube 34 can extend, for example, to a central part of the container 12 or beyond it toward a bottom of the container 12.
  • the container 12 may be positioned below the filling valve 26 during filling.
  • a lifting device 36 can be included.
  • the lifting device 36 can be designed to raise and lower the container 12, the filling valve 26, and/or the filling tube 34.
  • the lifting device 36 can also enable the filling tube 34 to be immersed in the container 12.
  • the lifting device 36 can be coupled to a container holder for holding the container 12 for raising and lowering the container holder.
  • the container holder can support the container 12, for example, at its container neck, its container neck ring, its container base, or its container bottom.
  • the container 12 it is also possible for the container 12 to be pressed against the filling valve 26 during filling.
  • the lifting device 36 for raising and lowering the container 12 and/or the filling valve 26 can be designed to press the filling valve 26 and the container 12 together.
  • the filling valve 26 and the container 12 may be spaced apart from each other during filling.
  • the piping system 38 can connect the carbonator 18 and the filling valve 26.
  • the piping system 38 can include a line connecting the carbonator 18 and the liquid reservoir 24.
  • the piping system 38 can also include a line connecting the liquid reservoir 24 to the filling valve 26. It is possible for the piping system 38 to include at least one further line, for example, a line connecting the liquid supply 14 and the degasser 16, and/or a line connecting the degasser 16 and the carbonator 18.
  • the piping system 38 has an internal mean roughness Ra ⁇ 0.8. At no point in the piping system 38 should there be an internal mean roughness Ra > 0.8.
  • the piping system 38 can be free of dead zones, sudden flow cross-sectional expansions and/or sudden flow cross-sectional reductions.
  • a maximum angle for continuous flow cross-sectional expansions and continuous flow cross-sectional reductions of the piping system 38 can be ⁇ 6°.
  • a flow measuring device for measuring a flow of the liquid toward the filling valve 26 can be arranged in a line section between the liquid reservoir 24 and the filling valve 26.
  • a valve for adjusting (throttle) a flow of the liquid and/or for blocking or shutting off the line section can be arranged in a line section between the liquid reservoir 24 and the filling valve 26.
  • the closing device 40 can close the containers 12, e.g., with a lid, a cork, a crown cap, or a screw cap.
  • the closing device 40 can preferably be designed as a closing carousel or a rotary closing device.
  • the closing device can have multiple closing stations for simultaneously closing multiple containers 12.
  • the closing stations can be arranged around a circumference of the closing device designed as a closing carousel.
  • the closing device 40 can be arranged downstream of the filling valve 26 or the filling device with respect to a container flow.
  • the closing device 40 and the filling valve 26 or the filling device can be connected to each other by means of a container conveyor.
  • the container conveyor can, for example, comprise at least one transport star and/or at least one linear conveyor.
  • a liquid preferably pure water (water without additives) can be fed from the liquid supply 14 to the degasser 16.
  • the liquid can be degassed using the degasser 16. This can reduce the gaseous oxygen dissolved in the liquid.
  • the liquid is carbonated by means of the carbonator 18.
  • Gaseous carbon dioxide can be dissolved in the liquid and carbonic acid can be formed in reaction with water.
  • the pressure of the liquid during carbonation can correspond at least to the saturation pressure (equilibrium pressure) of carbon dioxide in the liquid.
  • pure water or water mixed with at least one additional filling substance can be carbonated.
  • step S10 is carried out together with a carbonation of the liquid (S12) by a membrane contactor-degasser-carbonator.
  • a step S14 at least one additional filling material can be added from the at least one additional filling material source 20 to the liquid by means of the dosing valve 22.
  • the additional filling material can, for example, be added to the already carbonated liquid, e.g., as in the setup according to Figure 1
  • the additional filling material can also be added before the liquid is carbonated, whereby step S14 could be performed before step S12 and optionally also before step S10.
  • the carbonated liquid can be stored in the liquid reservoir 24.
  • the carbonated liquid can flow from the carbonator 18 through the piping system 38 to the liquid reservoir 24. From the liquid reservoir 24, the carbonated liquid can flow through the piping system 38 to the filling valve 26.
  • a step S18 the pressure of the carbonated liquid is continuously reduced to below a saturation pressure of the carbon dioxide in the carbonated liquid and above or substantially equal to an ambient pressure by means of the filling valve 26.
  • the throttle element 28 can continuously and uniformly reduce the pressure along its length.
  • step S20 the container 12 is filled with the reduced-pressure liquid using the filling valve 26.
  • the shut-off element 30 can, for example, be opened or lifted from its valve seat.
  • the throttle element 28 it is possible for the throttle element 28 to also perform the shut-off function.
  • Step S20 can, for example, be performed simultaneously with or overlapping step S18.
  • the container 12 When filling, the container 12 may have an internal pressure corresponding to the pressure of the pressure-reduced liquid and/or the ambient pressure.
  • step S20 the wall of the container 12 is filled or the container 12 is filled by means of the filling tube 34.
  • the container 12 is pressed against the filling valve 26 during filling, preferably in a gas-tight or liquid-tight manner.
  • the filled container 12 can be closed with a container closure by the closing device 40.
  • the Figure 3 shows a modified system 10' in which the filling valve 26 has a mixing chamber 42.
  • Different filling materials from different filling material sources can be mixed together in the mixing chamber 42.
  • the filling materials can be mixed in the mixing chamber 42 when the filling valve 26 is closed.
  • the container 12 can be filled from the mixing chamber 42 when the filling valve 26 is open.
  • the mixing chamber 42 can, for example, be designed as a swirl chamber.
  • the mixing chamber 42 can, for example, be arranged upstream or downstream of the throttle element 28.
  • the additional filling material source 20 can be connected to the mixing chamber 42 via a line that opens into the mixing chamber 42.
  • the additional filling material from the additional filling material source 20 can be metered into the liquid in the mixing chamber 42 by means of the metering valve 22.
  • step S14 of metering the at least one additional filling material into the liquid can take place after step S16 of storing the carbonated liquid in the liquid reservoir 24.
  • step S14 of metering the at least one additional filling material into the liquid can take place after step S18 (continuous pressure reduction) and before step S20 (filling).

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Abstract

Die Erfindung betrifft u.a. ein Verfahren zum Füllen einer Flüssigkeit in einen Behälter (12). Das Verfahren weist ein Karbonisieren der Flüssigkeit mittels eines Karbonisierers (18) auf. Das Verfahren weist ein stetiges Reduzieren eines Drucks der karbonisierten Flüssigkeit unterhalb eines Sättigungsdrucks von Kohlenstoffdioxid in der karbonisierten Flüssigkeit und oberhalb oder im Wesentlichen gleich einem Umgebungsdruck mittels eines Füllventils (26) auf. Das Verfahren weist ferner ein Füllen des Behälters (12) mit der druckreduzierten Flüssigkeit mittels des Füllventils (26) auf.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen einer Flüssigkeit in einen Behälter. Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zum Füllen einer Flüssigkeit in Behälter.
    • Technischer Hintergrund
  • Karbonisierte Getränke werden derzeit bei Hochleistungsabfüllanlagen entweder nach dem Gleich- oder Differenzdruckverfahren abgefüllt. Das gebräuchlichste Gleichdruckverfahren ist das Gegendruckfüllverfahren, bei dem der Vorratsbehälter und der zu füllende Behälter unter gleichem, erhöhtem Druck stehen. Beim Differenzdruckverfahren wird der Behälter unter Vakuum gebracht, bevor der Flüssigkeitsstrom in den Behälter startet.
  • Beim Differenzdruckverfahren entweichen teilweise gelöste Gase aus der Flüssigkeit zu Beginn des Prozesses, werden aber im Laufe des Prozesses schnell wieder durch den sich rasch aufbauenden Druck gelöst. Das Vakuumverfahren funktioniert nur mit vakuumfesten Behältern (Glas, Mehrweg-PET) und besser bei stark schäumenden Produkten.
  • Beim Gegendruckfüllverfahren wird der Behälter vor der Befüllung auf den gleichen oder einen Druck sehr nahe am Druck im Füllkessel gebracht. Die Befüllung wird auf diesem Druckniveau vollführt. Nach der Befüllung muss der Behälter entlastet werden, um drucklos zum Verschließer transportiert werden zu können. Die Befüllung findet bei einem Druck an oder oberhalb des Sättigungsdruckes des gebundenen CO2 in der Flüssigkeit statt. Bei einem geringeren Druck im Füllkessel und/oder im Behälter kommt es sonst zu einer zu starken Entbindung der gelösten Gase im abgefüllten Getränk beim Entlasten, die zu einem Überschäumen und somit zu einem nicht tolerierbaren Verlust von Flüssigkeit und CO2 führt.
  • Da der Sättigungsdruck von CO2 in Flüssigkeiten stark von der Temperatur der Flüssigkeit abhängt, werden üblicherweise karbonisierte Getränke unterhalb der Umgebungstemperatur abgefüllt. Je näher das Getränk am Gefrierpunkt ist, umso tiefer ist der Sättigungsdruck und umso geringer der Abfülldruck. Allerdings muss dazu das Getränk vor der Abfüllung gekühlt werden. Um Energie beim Abfüllprozess zu sparen, geht der Trend dazu, die Fülltemperatur soweit zu erhöhen, dass keine Kühlung oder Aufheizung notwendig ist, d.h. bei Umgebungstemperatur abzufüllen. Beim Gegendruckverfahren muss der notwendige Druck im Behälter während des Abfüllens, abhängig von der Höhe der Abfülltemperatur, weiter erhöht werden.
  • Sowohl das Gegendruckfüllverfahren als auch das Differenzdruckverfahren belasten den Behälter anders, als er später im geschlossenen Zustand und beim Verzehr durch den Kunden belastet wird. Somit muss entweder die Abfülltechnik aufwendiger ausgeführt und/oder sogar der Behälter für den Abfüllprozess dimensioniert werden. Dies führt zu erheblichen Mehrkosten. Da die Kosten für die Behälter bei den meisten Produkten den bei weitem größten Anteil der Betriebskosten einer Abfüllanlage ausmachen, sind zusätzliche Anforderungen des Abfüllverfahrens an den Behälter schnell kostenintensiv.
  • Eine Anhebung der Fülltemperatur zur Einsparung der Kühlenergie erhöht aufgrund des ansteigenden Fülldruckes die Anforderungen an die Druckstabilität des Behälters erheblich und kann daher entweder mit einem druckstabileren Behälter begegnet werden oder einer notwendigen Minimalkühlung um einen bestimmten Abfülldruck nicht zu überschreiten.
  • Außerdem dauert beim Gleich- bzw. Gegendruckfüllverfahren der Druckaufbau und Entlastungsschritt einige Sekunden, was einem erheblichen Anteil der gesamten Prozesszeit entspricht. Daher müssen dafür zusätzliche Abfüllstationen in den Abfüllmaschinen verwendet werden, die zu erhöhten Kosten für den Bau und die Wartung führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Technik zum Abfüllen von karbonisierten Flüssigkeiten zu schaffen.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Füllen einer Flüssigkeit in einen Behälter, vorzugsweise mittels einer Anlage wie hierin offenbart. Das Verfahren weist ein Karbonisieren der Flüssigkeit mittels eines Karbonisierers auf. Das Verfahren weist ein stetiges Reduzieren eines Drucks der karbonisierten Flüssigkeit unterhalb eines Sättigungsdrucks von Kohlenstoffdioxid in der karbonisierten Flüssigkeit und oberhalb oder im Wesentlichen gleich einem Umgebungsdruck mittels eines (z. B. regelbaren oder steuerbaren) Füllventils (z. B. mittels eines, vorzugsweise konischen und/oder mittels eines Aktors verstellbaren, Drosselelements des Füllventils) auf. Das Verfahren weist ferner ein Füllen des Behälters mit der druckreduzierten Flüssigkeit mittels des Füllventils (z. B. durch Öffnen eines Absperrelements des Füllventils) auf.
  • Vorteilhaft verringert das Abfüllverfahren die notwendige Erhöhung des auf den Behälter während der Abfüllung aufgebrachten Druckes, wenn die Temperatur des abgefüllten Getränkes steigt, oder vermeidet diese notwendige Erhöhung ganz. Bei druckloser Abfüllung besteht kein Zusammenhang mehr zwischen der Druckbelastung des Behälters beim Abfüllen und der Fülltemperatur. Dies führt zu geringeren Anforderungen für den Behälter, das Füllventil als auch an den Schutz der Bediener vor platzenden Behältern während des Füllprozesses und somit zu einer Kostenersparnis. Die kürzeren bzw. entfallenden Abfüllprozessschritte des Druckauf- und -abbaus im Behälter führen vorteilhaft zu einer verringerten Gesamtprozesszeit und somit zu einer geringeren Anzahl an notwendigen Füllventilen, einer kleineren Maschinengröße und einem geringeren Wartungsaufwand. Aufgrund des geringeren Druckes im Behälter kann vorteilhaft auch der Verbrauch an Gasen zum evtl. notwendigen Spülen des Behälters vor der Abfüllung verringert werden, wenn die Aufnahme von Sauerstoff im Getränk vermieden werden soll. Bei einem stabilen drucklosen Abfüllprozess, bei dem die Entstehung von Mikroblasen verhindert wird, ist die Abfüllung auch einfacher zu betreiben, da für die Vermeidung von Überschäumen weniger Prozesswissen notwendig ist. Der Betrieb eines karbonisierten Füllers kann dann vorteilhaft ähnlich einfach sein wie der Betrieb eines Stillwasserfüllers.
  • Es wurde erkannt, dass das Überschäumen von karbonisierten Getränken beim Abfüllen bedeutet, dass die Entlösung von gebundenen Gasen (CO2 und O2) aus der Flüssigkeit so stark ist und die an die Flüssigkeitsoberfläche aufsteigenden Gase so viel stabilen Schaum erzeugen, dass der Schaum aus dem Behälter austritt. Daher kann ein Überschäumen nur damit verhindert werden, dass die Entlösung von gebundenen Gasen beim Abfüllen weitestgehend verhindert bzw. minimiert wird. Homogen in der Flüssigkeit gelöstes Gas entbindet sich nur bei so hohem Unterdruck zum Sättigungsdruck, der beim Abfüllprozess nicht auftreten kann (Fischer Sven - Blasenbildung von in Flüssigkeiten gelösten Gasen - München: Technische Universität München, 2001). Die einzige Möglichkeit der Entbindung von Gasen ist das Wachstum von bereits vorhandenen Blasenkeimen. Blasenkeime können beim Abfüllprozess von karbonisierten alkoholfreien Getränken bei folgenden Prozessschritten entstehen: (1) Bei der technischen Einbringung des Gases in die Flüssigkeit (Karbonisierung), (2) bei der Erstbenetzung von Oberflächen mit der Flüssigkeit und (3) beim Eintauchen von der Flüssigkeit in einen Flüssigkeitsspiegel. Zusätzlich können bei Getränken Blasenkeime bei der Gärung im Getränk entstehen.
  • Vorteilhaft kann der stetige Abbau des Flüssigkeitsdruckes während der Abfüllphase kurz vor der Einleitung in einen Behälter mit Hilfe des Füllventils ein Wachsen von eventuell vorhandenen (Mikro-) Gasblasen verringern. Drucksprünge und Turbulenzen werden vermieden. Der nötige Druck im Behälter während der Abfüllung kann je nach Anzahl der vorhandenen Mikroblasen im Getränk unterschiedlich stark unter den Sättigungsdruck abgesenkt werden. Unter einer bestimmten Grenze der Anzahl von vorhandenen Mikroblasen ist auch eine Abfüllung bei Umgebungsdruck möglich.
  • Es ist möglich, dass die karbonisierte Flüssigkeit beim Füllen eine Temperatur aufweist, die annähernd oder gleich einer Umgebungstemperatur ist.
  • Bevorzugt kann das Verfahren ferner Techniken nutzen, die zu einer weitgehenden Vermeidung der Entstehung von Blasenkeimen führen, sodass keine bzw. möglichst wenige Mikroblasen im Getränk vor der Abfüllung vorhanden sind. Damit kann vorteilhaft ein Abfüllprozess ermöglicht werden, der nicht an den Sättigungsdruck gekoppelt ist. Diese Techniken sind in den nachfolgend erläuterten, bevorzugten Ausführungsbeispielen usw. beschrieben.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist mindestens eines erfüllt von:
    • das Karbonisieren der Flüssigkeit erfolgt mittels eines Membrankontaktor-Karbonisierers, mittels eines Kavitationskarbonisierer oder mittels eines Sprühkegelkarbonisierers;
    • das Karbonisieren erfolgt mit einem blasenfreien oder annähernd blasenfreien Karbonisierprozess;
    • beim Karbonisieren verdampft die Flüssigkeit zu einem Gas und das Gas wird mit gasförmigen Kohlenstoffdioxid vermischt oder beim Karbonisieren diffundiert gasförmiges Kohlenstoffdioxid in die Flüssigkeit, ohne dass das gasförmige Kohlenstoffdioxid in die Flüssigkeit eingepresst wird; und
    • ein Druck der Flüssigkeit beim Karbonisieren entspricht mindestens dem Sättigungsdruck (Gleichgewichtsdruck) von Kohlenstoffdioxid der Flüssigkeit.
  • Vorteilhaft kann die Karbonisierung der Flüssigkeit somit mit einem technischen Verfahren ausgeführt werden, das ohne die direkte Einbringung von Gasblasen in die Flüssigkeit arbeitet. Bei der Einbringung von Gasblasen in eine Flüssigkeit können nämlich immer Mikroblasen in der Flüssigkeit entstehen, die als Blasenkeime fungieren können (Fischer Sven - Blasenbildung von in Flüssigkeiten gelösten Gasen - München: Technische Universität München, 2001). Beobachtungen beim Abfüllprozess und dem Verhalten von abfüllten Getränken lassen vermuten, dass die Mikroblasen nach einigen Tagen zu einem Großteil aufgelöst werden, aber während des Abfüllprozesses vorhanden sind. Aufgrund dieser Mikroblasen müssen heutige Abfüllprozesse karbonisierter Getränke bei Sättigungsdruck oder darüber ausgeführt werden. Eine blasenfreie Technologie wie z.B. die Karbonisierung mit einem Membrankontaktor usw., die keine Gasblasen in das Getränk einbringt, vermeidet die Entstehung von Mikroblasen.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt das Füllen des Behälters durch ein Füllrohr, das in den Behälter eintaucht, oder das Füllen des Behälters ist ein Wandfüllen des Behälters, bei dem die Flüssigkeit entlangfließend an einer Behälterinnenumfangsfläche des Behälters in den Behälter gefüllt wird. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Füllen des Behälters nicht mittels Freistrahlfüllen. Vorteilhaft kann damit die Führung der Flüssigkeitsströmung in den Behälter möglichst ohne Schaumbildung ausgeführt sein. Vorteilhaft kann mittels des Füllrohrs ein Eintauchen der Flüssigkeitsströmung in einen Flüssigkeitsspiegel gänzlich vermieden werden. Vorteilhaft kann beim Wandfüllen die Flüssigkeit an der Wand während des Hinablaufens verzögert werden. Die Flüssigkeit kann dann langsam in den Flüssigkeitsspiegel ohne viele Turbulenzen und Verwirbelungen eintreten. Bei erhöhtem Volumenstrom kann dann aber auch die Wandfüllung zu einem turbulenten Eintauchen und somit zur Bildung von Blasen(keimen) führen. Diese gebildeten Blasen führen aber nur zum Überschäumen, wenn zu viele davon entstehen und/oder wenn der Druck nach dem Füllvorgang verringert wird. Beim drucklosen Füllvorgang ist wiederum nur das erste relevant, das mit einer angepassten Strömungsgeschwindigkeit vermieden werden kann.
  • In einer Ausführungsform weist der Behälter beim Füllen des Behälters mit der druckreduzierten Flüssigkeit einen Innendruck auf, der dem Druck der druckreduzierten Flüssigkeit und/oder dem Umgebungsdruck entspricht. Alternativ oder zusätzlich kann das Füllen mit Umgebungsdruck oder annähernd Umgebungsdruck erfolgen.
  • Mikroblasen, die bei der Benetzung des zu befüllenden Behälters entstehen, führen nur dann zu erhöhter Gasauslösung, wenn der Behälter nach dem Füllen entlastet werden muss, da die Mikroblasen durch die plötzliche Druckabsenkung schneller größer werden, als sie durch Diffusion wieder verkleinert werden können. Ab einer bestimmten Größe steigen sie dann auf und werden immer größer durch Diffusion von im Getränk homogen gelöstem Gas. Vorteilhaft stellen sie jedoch beim drucklosen Füllvorgang kein Problem dar, da sie nicht größer werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Behälter beim Füllen an das Füllventil, vorzugsweise gasdicht oder flüssigkeitsdicht, angepresst. Alternativ kann der Behälter beim Füllen bspw. beabstandet von dem Füllventil sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ferner ein Strömen der karbonisierten Flüssigkeit durch ein Rohrleitungssystem zu dem Füllventil, optional unter Zwischenschaltung eines Flüssigkeitsspeichers, auf, wobei mindestens eines erfüllt ist von:
    • das Rohrleitungssystem weist innen einen Mittenrauwert Ra ≤ 0,8 (µm) auf;
    • das Rohrleitungssystem ist frei von Totzonen, sprungartigen Strömungsquerschnittserweiterungen und/oder sprungartigen Strömungsquerschnittsverringerungen; und
    • ein Maximalwinkel für stetige Strömungsquerschnittserweiterungen und/oder stetige Strömungsquerschnittsverringerungen des Rohrleitungssystems ist ≤ 6°.
  • Vorteilhaft können Mikroblasen, die bei der Erstbenetzung einer Oberfläche mit einer Flüssigkeit entstehen, durch die beschriebene Gestaltung des Rohrleitungssystems vermieden bzw. verringert werden. Dies gelingt bspw. dadurch, dass die Oberfläche möglichst glatt und ohne mögliche Keimstellen für Gasblasen ausgeführt ist und sich keine Gasreste in unebenen Strukturen absetzen können. Insbesondere bei der Erstbefüllung des Systems spielt dies eine Rolle. Mit länger dauerndem Betrieb werden die Mikroblasen immer weniger im Flüssigkeitsstrom mitgerissen.
  • Strömungsgeschwindigkeiten im Rohrleitungssystem führen zur Absenkung des dynamischen Druckes. Wenn Blasenkeime vorhanden sind, können schon Drücke unterhalb des Sättigungsdruckes zu einem Wachstum der Blasen und damit zu einer Entlösung des Gases führen (Pseudokavitation). Sind keine Blasenkeime vorhanden, wird die Flüssigkeit erst dann gasförmig, wenn der Dampfdruck des Gemisches unterschritten wird (Kavitation). Das Vorhandensein von Blasenkeimen führt daher zu weiteren Restriktionen beim Abfüllprozess. Das Rohrleitungssystem ist daher vorteilhaft so angepasst, dass die Strömungsgeschwindigkeiten und Drücke im Rohrleitungssystem an die Anzahl der vorhandenen Blasenkeime angepasst werden. Wenn keine Blasenkeime vorhanden sind, muss letztlich nur die Kavitation verhindert werden. Je mehr Blasenkeime vorhanden sind, umso geringer dürfen die Geschwindigkeiten sein und umso höher muss der Druck sein. Vorteilhaft kann ein möglichst kurzes Rohrleitungssystem zwischen dem Karbonisierer und dem Füllventil vorhanden sein. Erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten können bspw. dadurch vermieden werden, dass keine Kreiselpumpen verwendet werden und nur ein langsamer und stetiger Druckabbau in Ventilen stattfindet.
  • In einer Ausführungsvariante weist das Verfahren ferner ein Speichern der karbonisierten Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsspeicher (z. B. Flüssigkeitskessel) vor dem Reduzieren des Drucks mittels des Füllventils auf, wobei vorzugsweise die karbonisierte Flüssigkeit unter einem Druck gespeichert wird, der mindestens dem Sättigungsdruck von Kohlenstoffdioxid in der karbonisierten Flüssigkeit entspricht.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante weist das Verfahren ferner ein Entgasen der Flüssigkeit mittels eines Entgasers, vorzugsweise vor oder während des Karbonisierens der Flüssigkeit, zum Verringern von gasförmigem Sauerstoff in der Flüssigkeit auf.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird beim Karbonisieren als die Flüssigkeit reines Wasser oder Wasser gemischt mit mindestens einem Zusatzfüllgut karbonisiert. Vorteilhaft kann in der Variante, bei der nur Wasser karbonisiert wird, eine Verschmutzung des Karbonisierers wesentlich verringert werden. Der Karbonisierer muss daher seltener gereinigt werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Zudosieren mindestens eines Zusatzfüllguts zu der Flüssigkeit auf, vorzugsweise:
    • vor dem Karbonisieren; oder
    • nach dem Karbonisieren und vor dem Reduzieren des Drucks; oder
    • in eine Mischkammer des Füllventils (z. B. stromaufwärts oder stromabwärts von einem Drosselelement des Füllventils).
  • Wie bereits erläutert, kann durch die Zudosierung des Zusatzfüllguts erst nach dem Karbonisieren der Flüssigkeit eine Verschmutzung des Karbonisierers wesentlich verringert werden.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner ein Verschließen des gefüllten Behälters mit einem Behälterverschluss mittels einer Verschließvorrichtung (z. B. Rundläufer-Verschließvorrichtung) auf. Alternativ oder zusätzlich kann der Behälter bspw. automatisiert zum Füllen bewegt und/oder nach dem Füllen automatisiert wegbewegt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren in einer Behälterbehandlungsanlage angewendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Füllventil eines von mehreren Füllventilen einer Füllvorrichtung, vorzugsweise Rundläufer-Füllvorrichtung, sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Behälter sich entlang einer kontinuierlichen Produktionslinie (z. B. aufweisend mindestens einen Rundläufer, mindestens eine Taktmaschine und/oder mindestens eine Langstatormaschine) bewegen.
  • Es ist möglich, dass die der Behälter während des Füllens von einer Behälterhalterung gehalten wird, z. B. am Behälterhals, am Behälterhalsring, an einer Behälterbasis und/oder an einem Behälterboden.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Anlage zum Füllen einer Flüssigkeit in Behälter, vorzugsweise mittels eines Verfahrens wie hierin offenbart. Die Anlage weist einen Karbonisierer auf, der dazu ausgebildet ist, die Flüssigkeit zu karbonisieren. Die Anlage weist eine Füllvorrichtung (z. B. Rundläufer-Füllvorrichtung) mit mindestens einem (z. B. regelbaren oder steuerbaren) Füllventil auf, das mit dem Karbonisierer zum Empfangen der karbonisierten Flüssigkeit von dem Karbonisierer verbunden und dazu ausgebildet ist:
    • den Druck der karbonisierten Flüssigkeit unterhalb des Sättigungsdrucks und oberhalb oder im Wesentlichen gleich einem Umgebungsdruck stetig zu reduzieren, vorzugsweise mittels eines (z. B. konischen und/oder mittels eines Aktors verstellbaren) Drosselelements des Füllventils, und
    • einen Behälter mit der druckreduzierten Flüssigkeit zu füllen, vorzugsweise durch ein Füllrohr hindurch oder mittels Wandfüllen des Behälters.
  • Vorteilhaft können mit der Anlage die gleichen Vorteile erzielt werden, die bereits unter Bezugnahme auf das Verfahren beschrieben wurden. Selbiges gilt für die untenstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der Anlage.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist die Anlage mindestens eines auf von:
    • einen Flüssigkeitsspeicher zum Speichern der karbonisierten Flüssigkeit, wobei der Flüssigkeitsspeicher mit dem Karbonisierer zum Empfangen der karbonisierten Flüssigkeit und mit dem Füllventil zum Zuführen der karbonisierten Flüssigkeit zu dem Füllventil verbunden ist;
    • eine Verschließvorrichtung (z. B. Rundläufer-Verschließvorrichtung) zum Verschließen von gefüllten Behältern mit einem Behälterverschluss;
    • mindestens eine Zusatzfüllgutquelle, die verbunden ist mit einem Leitungsabschnitt stromaufwärts oder stromabwärts von dem Karbonisierer zum Zudosieren eines Zusatzfüllguts in die Flüssigkeit in dem Leitungsabschnitt; oder einer Mischkammer des Füllventils zum Zudosieren eines Zusatzfüllguts in die Flüssigkeit in der Mischkammer (, die bspw. stromaufwärts oder stromabwärts von einem Drosselelement des Füllventils angeordnet ist);
    • eine Flüssigkeitszuführung, vorzugsweise Wasserzuführung, wobei die Flüssigkeitszuführung mit dem Karbonisierer zum Zuführen von Flüssigkeit (z. B. Wasser) zu dem Karbonisierer verbunden ist;
    • einen Entgaser, der zum Reduzieren von gasförmigem Sauerstoff in der Flüssigkeit ausgebildet ist und mit dem Karbonisierer integriert ist oder mit dem Karbonisierer zum Zuführen der entgasten Flüssigkeit zu dem Karbonisierer verbunden ist;
    • eine Hubeinrichtung, die zum Anheben und Absenken des Behälters und/oder des Füllventils, z. B. zum Aneinanderpressen des Füllventils und des Behälters, ausgebildet ist;
    • ein Rohrleitungssystem, das den Karbonisierer und das Füllventil miteinander verbindet, wobei das Rohrleitungssystem innen einen Mittenrauwert Ra ≤ 0,8 aufweist; und/oder frei von Totzonen, sprungartigen Strömungsquerschnitterweiterungen und/oder sprungartigen Strömungsquerschnittsverringerungen ist; und/oder einen Maximalwinkel für stetige Strömungsquerschnittserweiterungen und stetige Strömungsquerschnittsverringerungen von ≤ 6° aufweist.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist:
    • der Karbonisierer ein Membrankontaktor-Karbonisierer, ein Kavitationskarbonisierer oder ein Sprühkegelkarbonisierer; und/oder
    • der Karbonisierer zum Ausführen eines blasenfreien oder annähernd blasenfreien Karbonisierprozesses ausgebildet, und/oder
    • der Karbonisierer dazu ausgebildet, beim Karbonisieren die Flüssigkeit zu einem Gas zu verdampfen und dieses Gas mit gasförmigem Kohlenstoffdioxid zu vermischen oder beim Karbonisieren gasförmiges Kohlenstoffdioxid in die Flüssigkeit eindiffundieren zu lassen, ohne dass der gasförmige Kohlenstoff in die Flüssigkeit eingepresst wird; und/oder
    • der Karbonisierer dazu ausgebildet, die Flüssigkeit bei einem Druck zu karbonisieren der mindestens dem Sättigungsdruck (Gleichgewichtsdruck) von Kohlenstoffdioxid der Flüssigkeit entspricht.
  • In einer Ausführungsform ist die Anlage eine industrielle Behälterbehandlungsanlage, oder die Anlage ist eine Kleinanlage (Lokalanlage) zum Aufstellen in einem Supermarkt oder einem Bahnhof, vorzugsweise mit einer Stellfläche ≤ 10 qm, ≤ 5 qm ≤ 3 qm oder ≤ 2 qm.
  • Es ist möglich, dass die Anlage ferner zum Temperieren, Herstellen, Reinigen, Beschichten, Prüfen, Pasteurisieren, Etikettieren, Bedrucken, Beschriften, Laserbeschriften und/oder Verpacken von Behältern für flüssige oder pastöse Medien, vorzugsweise Getränke, flüssige Nahrungsmittel oder Produkte aus der Pharma- oder Health-Care-Industrie, ausgebildet ist.
  • Beispielsweise können die Behälter als Flaschen, Dosen, Kanister, Kartons, Flakons, Tuben usw. ausgeführt sein.
  • Vorzugsweise kann das Füllventil mittels eines Aktors betätigt (z. B. geregelt oder gesteuert) werden.
  • Es ist möglich, dass die Anlage ferner eine Behälterhalterung aufweist, die zum Halten des Behälters während des Füllens ausgebildet ist, z. B. am Behälterhals, am Behälterhalsring, an einer Behälterbasis und/oder an einem Behälterboden.
  • Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar.
    • Kurzbeschreibung der Figuren
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    Figur 2
    ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    Figur 3
    eine schematische Darstellung einer Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und
    Figur 4
    ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
    • Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
  • Die Figur 1 zeigt eine Anlage 10 zum Abfüllen von Behältern 12.
  • Vorzugsweise kann die Anlage 10 eine industrielle Behälterbehandlungsanlage sein. Es ist allerdings auch möglich, dass die Anlage 10 eine Kleinanlage ist. Die Kleinanlage kann beispielsweise in einem Supermarkt oder einem Bahnhof oder Ähnliches aufgestellt werden. Die Kleinanlage kann beispielsweise eine Stellfläche von ≤ 10 qm, ≤ 5 qm ≤ 3 qm oder ≤ 2 qm aufweisen.
  • Die Anlage 10 weist einen Karbonisierer 18 und ein Füllventil 26 auf. Optional kann die Anlage 10 ferner bspw. noch eine Flüssigkeitszuführung 14, einen Entgaser 16, eine Zusatzfüllgutquelle 20, ein Dosierventil 22, einen Flüssigkeitsspeicher 24, ein Rohrleitungssystem 38 und/oder und eine Verschließvorrichtung 40 aufweisen.
  • Die Flüssigkeitszuführung 14 kann eine Flüssigkeit für die Anlage 10 bereitstellen. Vorzugsweise kann die Flüssigkeitszuführung Wasser bereitstellen. Die Flüssigkeitszuführung kann bspw. ein Flüssigkeitstank (z. B. Wassertank) oder ein Flüssigkeitsanschluss (z. B. Wasseranschluss) sein.
  • Die Flüssigkeitszuführung 14 kann mit dem Karbonisierer 18 zum Zuführen von Flüssigkeit zu dem Karbonisierer 18 verbunden sein, z. B. über den Entgaser 16 und/oder über das Rohrleitungssystem 38.
  • Der Entgaser 16 kann zum Reduzieren von gasförmigem Sauerstoff in der Flüssigkeit ausgebildet sein. Der Entgaser 16 kann die Flüssigkeit von der Flüssigkeitszuführung 14 empfangen. Der Entgaser 16 kann den gasförmigen Sauerstoff in der empfangenen Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, reduzieren. Der Entgaser 16 kann nach jeglichem geeigneten Wirkprinzip den gasförmigen Sauerstoff in der Flüssigkeit reduzieren.
  • Beispielsweise kann der Entgaser 16 einen Anteil von gasförmigem Sauerstoff in der Flüssigkeit auf ≤ 1 ppm verringern, z. B. ausgehend von ≥ 10 ppm stromaufwärts des Entgasers 16.
  • Es ist möglich, dass der Entgaser 16 zum Reduzieren von weiteren Gasen in der Flüssigkeit, z. B. von Kohlenstoffdioxid, ausgebildet ist.
  • Wie in Figur 1 dargestellt ist, kann der Entgaser 16 bspw. separat zu dem Karbonisierer 18 ausgebildet sein. Der Entgaser 16 kann dann mit dem Karbonisierer 18 zum Zuführen von der entgasten Flüssigkeit mit dem Karbonisierer 18 verbunden sein, z. B. über das Rohrleitungssystem 38.
  • Alternativ kann der Entgaser 16 bspw. integriert mit dem Karbonisierer 18 ausgebildet sein (nicht in den Figuren dargestellt). Beispielsweise kann die integrierte Vorrichtung als ein Membrankontaktor-Entgaser-Karbonisierer ausgeführt sein.
  • Der Karbonisierer 18 ist dazu ausgebildet, die Flüssigkeit zu karbonisieren. Bevorzugt kann der Karbonisierer 18 die Flüssigkeit bei einem Druck der Flüssigkeit von mindestens einem Sättigungsdruck von Kohlenstoffdioxid der Flüssigkeit karbonisieren. Beim Karbonisieren kann gasförmiges Kohlenstoffdioxid in der Flüssigkeit (physikalisch) gelöst werden und in Reaktion mit Wasser Kohlensäure gebildet werden.
  • Bevorzugt karbonisiert der Karbonisierer 18 reines Wasser. Es ist jedoch auch möglich, dass der Karbonisierer 18 eine andere Flüssigkeit karbonisiert, z. B eine Mischung aus reinem Wasser und mindestens einem Zusatz (z. B. Sirup und/oder Aromen).
  • Vorzugsweise nutzt der Karbonisierer 18 einen blasenfreien oder annähernd blasenfreien Karbonisierprozess.
  • Hierfür kann der Karbonisierer 18 nach einem Wirkprinzip arbeiten, bei dem das gasförmige Kohlenstoffdioxid allmählich in die Flüssigkeit eindiffundiert, z. B. mit einer im Wesentlichen konstanten Rate, statt in die Flüssigkeit eingepresst zu werden. Das Prinzip kann anschaulich anhand eines mit der Flüssigkeit teilweise gefüllten Tanks, dessen Kopfraum mit dem gasförmigen Kohlenstoffdioxid gefüllt ist, nachvollzogen werden. Optional kann noch ein Mischelement (z. B. Rührer) und/oder eine große Kontaktfläche zwischen dem gasförmigen Kohlenstoffdioxid und der Flüssigkeit das Eindiffundieren unterstützen.
  • Beispielsweise kann der Karbonisierer 18 ein Membrankontaktor sein. Der Membrankontaktor kann eine bspw. mikroporöse Membranstruktur, z. B. mit mehreren Membranplatten oder Membranhohlfasern, aufweisen. Über die Membranstruktur können das gasförmige Kohlenstoffdioxid und die Flüssigkeit großflächig in Kontakt miteinander kommen, sodass das gasförmige Kohlenstoffdioxid in die Flüssigkeit großflächig eindiffundieren kann.
  • Alternativ kann der Karbonisierer 18 bspw. ein Sprühkegelkarbonisierer sein. Dieser kann bspw. einen kegelförmigen Strömungskörper aufweisen. Die Flüssigkeit kann über den Strömungskörper geleitet und von diesem feindispers in das gasförmige Kohlenstoffdioxid gesprüht werden, sodass das gasförmige Kohlenstoffdioxid in die Flüssigkeit großflächig eindiffundieren kann.
  • Es ist auch möglich, dass der Karbonisierer 18 nach einem Wirkprinzip arbeitet, bei dem zunächst die Flüssigkeit zu einem Gas verdampft wird. Dieses Gas kann dann mit dem gasförmigen Kohlenstoff vermischt werden. Die Vermischung kann auf molekularer Ebene erfolgen. Während und/oder nach dem Vermischen wird die Mischung wieder flüssig oder verflüssigt.
  • Beispielsweise kann der Karbonisierer 18 ein Kavitationskarbonisierer sein. Der Kavitationskarbonisierer kann bevorzugt mehrere parallele Stränge zum Karbonisieren der Flüssigkeit aufweisen.
  • Vorzugsweise kann der Kavitationskarbonisierer die Flüssigkeit mittels einer Pumpe so stark beschleunigen, sodass die Flüssigkeit eine Geschwindigkeit erreicht, bei der ein Druck der Flüssigkeit unter einen Dampfdruck der Flüssigkeit fällt. Die Flüssigkeit kann zumindest teilweise verdampfen. Das gasförmige Kohlenstoffdioxid kann in die verdampfte Flüssigkeit eingeleitet werden und sich mit dieser vermischen. Durch die Verdampfung oder die Bildung der Dampfblasen kann der Flüssigkeitsstrom abreißen. Die Strömungsgeschwindigkeit kann entsprechend sinken und der Druck wieder über den Dampfdruck steigen. Die Mischung kann wieder flüssig werden.
  • Die Zusatzfüllgutquelle 20 kann ein, bevorzugt flüssiges oder pastöses, Zusatzfüllgut bzw. Dosagefüllgut bereitstellen. Beispielsweise kann das Zusatzfüllgut in der Zusatzfüllgutquelle 20 (zwischen-) gespeichert sein. Beispielsweise kann die Zusatzfüllgutquelle 20 als ein Tank, ein Kessel, ein Reservoir oder eine Versorgungsleitung ausgeführt sein. Bevorzugt kann die Zusatzfüllgutquelle 20 ein Sirup als das Zusatzfüllgut bereitstellen.
  • Die Zusatzfüllgutquelle 20 kann über eine Leitung in einen Leitungsabschnitt münden, der stromabwärts von dem Karbonisierer 18 angeordnet ist, wie in Figur 1 dargestellt ist. Der Leitungsabschnitt kann stromaufwärts von dem Flüssigkeitsspeicher 24 angeordnet sein. Der Leitungsabschnitt kann bspw. den Karbonisierer 18 mit dem Flüssigkeitsspeicher 24 und/oder dem Füllventil 26 verbinden.
  • Alternativ ist es bspw. möglich, dass die Zusatzfüllgutquelle 20 über eine Leitung in einen Leitungsabschnitt mündet, der stromaufwärts von dem Karbonisierer 18 angeordnet ist (nicht in den Figuren dargestellt). Der Leitungsabschnitt kann bspw. die Wasserzuführung 14 und/oder den Entgaser 16 mit dem Karbonisierer 18 verbinden.
  • Das Zusatzfüllgut kann über ein Dosierventil 22 in die (noch nicht oder bereits karbonisierte) Flüssigkeit in dem Leitungsabschnitt zudosiert werden. Das Dosierventil 22 kann stromabwärts von der Zusatzfüllgutquelle 20 angeordnet sein. Beispielsweise kann das Dosierventil 22 in der Leitung angeordnet sein, die die Zusatzfüllgutquelle 20 mit dem Leitungsabschnitt stromaufwärts oder stromabwärts von dem Karbonisierer 18 verbindet.
  • Bevorzugt kann das Dosierventil 22 ein Schaltventil sein. Das Dosierventil 22 kann bspw. in eine Offenstellung und in eine Schließstellung geschaltet werden. In der Offenstellung kann das Dosierventil 22 die Leitung zum Passieren für das Zusatzfüllgut freigeben. In der Schließstellung kann das Dosierventil 22 die Leitung sperren bzw. blockieren. Das Dosierventil 22 kann auf jegliche denkbare Weise bestätigt sein, z. B. elektrisch, elektromagnetisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch.
  • Es ist möglich, dass die Anlage 10 mehrere Zusatzfüllgutquellen, ggf. mit einem jeweils verbundenen Dosierventil aufweist (nicht in den Figuren dargestellt). Die Zusatzfüllgutquellen können gleiche oder unterschiedliche Zusatzfüllgüter aufweisen. Es ist möglich, dass das (gemischte) Füllgut im Behälter 12 Zusatzfüllgüter aus einer, zwei oder mehr Zusatzfüllgutquellen aufweist.
  • Der Flüssigkeitsspeicher 24 ist zum Speichern der karbonisierten Flüssigkeit unter Druck ausgebildet. Der Flüssigkeitsspeicher 24 kann bspw. ein Füllgutkessel sein.
  • Der Flüssigkeitsspeicher 24 kann mit dem Karbonisierer 18 zum Empfangen der karbonisierten Flüssigkeit von dem Karbonisierer 18 verbunden sein, z. B. über das Rohrleitungssystem 38. Der Flüssigkeitsspeicher 24 kann mit dem Füllventil 26 zum Zuführen der karbonisierten Flüssigkeit zu dem Füllventil 26 verbunden sein, z. B. über das Rohrleitungssystem 38.
  • Das Füllventil 26 kann Teil einer Füllvorrichtung sein. Die Füllvorrichtung kann vorzugsweise als ein Füllerkarussell bzw. eine Rundläufer-Füllvorrichtung ausgeführt sein. Die Füllvorrichtung kann mehrere der Füllventile 26 zum gleichzeitigen oder zeitlich überlappenden Befüllen mehrerer Behälter 12 aufweisen. Bspw. können die Füllventile 26 um einen Umfang der als Füllerkarussell ausgeführten Füllvorrichtung angeordnet sein. Alternativ ist es möglich, dass die Füllvorrichtung als ein Linearfüller mit mehreren in Reihe nebeneinander und/oder hintereinander angeordneten Füllventilen 26 ausgeführt ist. Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass die Füllvorrichtung lediglich ein einziges Füllventil 26 aufweist, z. B. bei Ausführung der Anlage 10 als eine Kleinanlage.
  • Es ist möglich, dass die Füllvorrichtung ferner den Flüssigkeitsspeicher 24 und/oder das Rohrleitungssystem 38 aufweist
  • Das Füllventil 26 ist mit dem Karbonisierer 18 zum Empfangen der karbonisierten Flüssigkeit von dem Karbonisierer 18 verbunden, z. B. über den Flüssigkeitsspeicher 24 und/oder das Rohrleitungssystem 38.
  • Das Füllventil 26 ist dazu ausgebildet, den Druck der karbonisierten Flüssigkeit stetig auf unterhalb des Sättigungsdrucks und oberhalb oder im Wesentlichen gleich einem Umgebungsdruck zu reduzieren.
  • Bevorzugt ist das Füllventil 26 regelbar/steuerbar.
  • Beispielsweise kann das Füllventil 26 ein Drosselelement 28 zum stetigen Reduzieren des Drucks aufweisen. Das Drosselelement 28 kann eine konische Form aufweisen. Das Drosselelement 28 kann sich entlang einer Strömungsrichtung der Flüssigkeit erweitern bzw. sich entgegen einer Strömungsrichtung der Flüssigkeit verjüngen.
  • Das Drosselelement 28 kann entlang seiner Längsachse bewegbar (z. B. verschiebbar) sein, z. B. mittels eines Aktors. Mittels einer Bewegung entlang der Längsachse kann ein Strömungsquerschnitt durch einen hülsenförmigen Spalt des Füllventils 26 zum Verändern eines Durchflusses der Flüssigkeit angepasst werden. Der hülsenförmige Spalt kann zwischen einem Ventilgehäuse und dem Drosselelement gebildet sein. Der hülsenförmige Spalt kann bspw. eine konische Form aufweisen. Es ist möglich, dass der hülsenförmige Spalt in einer Schließstellung des Drosselelements 28 vollständig geschlossen ist.
  • Optional kann das Füllventil 26 ein entlang seiner Längsachse bewegbares Absperrelement 30 zum Absperren des Füllventils 26 aufweisen. Mittels des, vorzugsweise konischen, Absperrelements 30 kann bspw. ein Ringspalt des Füllventils 26 geöffnet oder geschlossen werden.
  • Das Drosselelement 28 und/oder das Absperrelement 30 kann auf jegliche denkbare Weise bestätigt sein, z. B. elektrisch, elektromagnetisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch.
  • Es ist auch möglich, dass die Absperrfunktion von dem Drosselelement 28 übernommen wird und das Füllventil 26 kein gesondertes Absperrelement 30 aufweist (nicht in den Figuren dargestellt).
  • Das Füllventil 26 ist zum Befüllen des Behälters 12 ausgebildet. Vorzugsweise kann das Füllventil 26 den Behälter 12 über eine Wandfüllung oder eine Füllrohrfüllung (Langrohrfüllung) befüllen.
  • Bei einer Wandfüllung kann die Flüssigkeit derart in den Behälter 12 eingeleitet werden, dass sie an einer Behälterinnenumfangsfläche des Behälters 12 nach unten entlangfließt und den Behälter füllt. Beispielsweise kann ein Strömungskörper 32 an einem Auslass des Füllventils 26 angeordnet sein, der die austretende Flüssigkeit zum Anlegen an die Behälterinnenumfangsfläche des Behälters 12 umlenkt. Der Strömungskörper 32 kann bspw. kegelförmig sein. Der Strömungskörper 32 kann bspw. als ein Ablenkschirm ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Strömungskörper 32 bspw. einen helixförmigen Flüssigkeitskanal aufweisen. Mit dem helixförmigen Flüssigkeitskanal kann ein Drall auf die Flüssigkeit zum Anlegen an die Behälterinnenumfangsfläche aufgeprägt werden. Alternativ kann der Drall auch durch die tangentiale Einströmung in einen Torus erfolgen, der um das Absperrelement angeordnet ist.
  • Alternativ zum Strömungskörper 32 bzw. zur Wandfüllung kann der Behälter 12 bspw. bei einer Füllrohrfüllung (Langrohrfüllung) durch ein Füllrohr 34 hindurch befüllt werden. Das Füllrohr 34 kann in den Behälter 12 eintauchen. Das Füllrohr 34 kann sich bspw. bis zu einem Mittelteil des Behälters 12 oder darüber hinaus in Richtung zu einem Boden des Behälters 12 erstrecken.
  • Der Behälter 12 kann unterhalb von dem Füllventil 26 während des Füllens positioniert sein.
  • Es ist möglich, dass der Behälter 12 und das Füllventil 26 für das Füllen bezüglich einer Vertikalrichtung aneinander angenähert werden. Beispielsweise kann eine Hubeinrichtung 36 umfasst sein. Die Hubeinrichtung 36 kann zum Anheben und Absenken des Behälters 12, des Füllventils 26 und/oder des Füllrohrs 34 ausgebildet sein. Mittels der Hubeinrichtung 36 kann auch ein Eintauchen des Füllrohrs 34 in den Behälter 12 ermöglicht werden.
  • Beispielsweise kann die Hubeinrichtung 36 mit einer Behälterhalterung zum Halten des Behälters 12 zum Anheben und Absenken der Behälterhalterung gekoppelt sein. Die Behälterhalterung kann den Behälter 12 bspw. an dessen Behälterhals, an dessen Behälterhalsring, an dessen Behälterbasis oder an dessen Behälterboden abstützen.
  • Es ist auch möglich, dass der Behälter 12 während des Füllens an das Füllventil 26 angepresst ist. Beispielsweise kann die Hubeinrichtung 36 zum Anheben und Absenken des Behälters 12 und/oder des Füllventils 26 zum Aneinanderpressen des Füllventils 26 und des Behälters 12 ausgebildet sein.
  • Alternativ können das Füllventil 26 und der Behälter 12 während des Füllens voneinander beabstandet sein.
  • Das Rohrleitungssystem 38 kann den Karbonisierer 18 und das Füllventil 26 miteinander verbinden. Beispielsweise kann das Rohrleitungssystem 38 eine Leitung aufweisen, die den Karbonisierer 18 und den Flüssigkeitsspeicher 24 miteinander verbindet. Das Rohrleitungssystem 38 kann auch eine Leitung aufweisen, die den Flüssigkeitsspeicher 24 mit dem Füllventil 26 verbindet. Es ist möglich, dass das Rohrleitungssystem 38 mindestens eine weitere Leitung aufweist, zum Beispiel eine Leitung, die die Flüssigkeitszuführung 14 und den Entgaser 16 miteinander verbindet, und/oder eine Leitung, die den Entgaser 16 und den Karbonisierer 18 miteinander verbindet.
  • Bevorzugt weist das Rohrleitungssystem 38 innen einen Mittenrauwert Ra ≤ 0,8 auf. An keiner Stelle des Rohrleitungssystem 38 sollte innen ein Mittenrauwert Ra > 0,8 vorliegen. Das Rohrleitungssystem 38 kann frei von Totzonen, sprungartigen Strömungsquerschnitterweiterungen und/oder sprungartigen Strömungsquerschnittsverringerungen sein. Ein Maximalwinkel für stetige Strömungsquerschnittserweiterungen und stetige Strömungsquerschnittsverringerungen des Rohrleitungssystems 38 kann ≤ 6° sein.
  • Es ist möglich, dass im Rohrleitungssystem 38 zusätzliche Sensortechnik und/oder Ventiltechnik angeordnet ist. Beispielsweise kann in einem Leitungsabschnitt zwischen dem Flüssigkeitsspeicher 24 und dem Füllventil 26 eine Durchflussmesseinrichtung zum Messen eines Durchflusses der Flüssigkeit hin zu dem Füllventil 26 angeordnet sein. Beispielsweise kann in einem Leitungsabschnitt zwischen dem Flüssigkeitsspeicher 24 und dem Füllventil 26 ein Ventil zum Anpassen (Drosseln) eines Durchflusses der Flüssigkeit und/oder zum Sperren bzw. Blockieren des Leitungsabschnitts angeordnet sein.
  • Die Verschließvorrichtung 40 kann die Behälter 12 verschließen, z. B. mit einem Deckel, einem Korken, einem Kronkorken oder einem Schraubverschluss. Die Verschließvorrichtung 40 kann vorzugsweise als ein Verschließerkarussell bzw. eine Rundläufer-Verschließvorrichtung ausgeführt sein. Die Verschließvorrichtung kann mehrere Verschließstationen zum gleichzeitigen Verschließen mehrerer Behälter 12 aufweisen. Bspw. können die Verschließstationen um einen Umfang der als Verschließerkarussell ausgeführten Verschließvorrichtung angeordnet sein. Die Verschließvorrichtung 40 kann bezüglich eines Behälterstroms stromabwärts von dem Füllventil 26 bzw. der Füllvorrichtung angeordnet sein.
  • Der Verschließvorrichtung 40 und das Füllventil 26 bzw. die Füllvorrichtung können mittels eines Behälterförderers miteinander verbunden sein. Der Behälterförderer kann bspw. mindestens einen Transportstern und/oder mindestens einen Linearförderer aufweisen.
  • Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ist nachfolgend ein Verfahren zum Füllen von Behältern 12 erläutert.
  • Zunächst kann eine Flüssigkeit, vorzugsweise reines Wasser (Wasser ohne Zusätze), von der Flüssigkeitszuführung 14 zu dem Entgaser 16 zugeführt werden.
  • In einem Schritt S10 kann die Flüssigkeit mittels des Entgasers 16 entgast werden. Dabei kann in der Flüssigkeit gelöster gasförmiger Sauerstoff verringert werden.
  • In einem Schritt S12 wird die Flüssigkeit mittels des Karbonisierers 18 karbonisiert. Dabei kann gasförmiges Kohlenstoffdioxid in der Flüssigkeit gelöst werden und sich in Reaktion mit Wasser Kohlensäure bilden. Vorzugsweise kann ein Druck der Flüssigkeit beim Karbonisieren mindestens dem Sättigungsdruck (Gleichgewichtsdruck) von Kohlenstoffdioxid der Flüssigkeit entsprechen.
  • Beim Karbonisieren kann reines Wasser oder Wasser gemischt mit mindestens einem Zusatzfüllgut karbonisiert werden.
  • Es ist möglich, dass das Entgasen (Schritt S10) zusammen mit einem Karbonisieren der Flüssigkeit (S12) von einem Membrankontaktor-Entgaser-Karbonisierer durchgeführt wird.
  • In einem Schritt S14 kann mindestens ein Zusatzfüllgut von der mindestens einen Zusatzfüllgutquelle 20 zu der Flüssigkeit mittels des Dosierventils 22 zudosiert werden. Das Zusatzfüllgut kann bspw. in die bereits karbonisierte Flüssigkeit zudosiert werden, z. B. wie beim Aufbau nach Figur 1 dargestellt. Das Zusatzfüllgut kann auch bereits vor dem Karbonisieren der Flüssigkeit zudosiert werden, wodurch der Schritt S14 vor dem Schritt S12 und optional auch vor dem Schritt S10 durchgeführt werden könnte.
  • In einem Schritt S16 kann die karbonisierte und ggf. mit mindestens einem Zusatzfüllgut gemischte Flüssigkeit in den Flüssigkeitsspeicher 24 gespeichert werden. Die karbonisierte Flüssigkeit kann von dem Karbonisierer 18 durch das Rohrleitungssystem 38 zu dem Flüssigkeitsspeicher 24 strömen. Von dem Flüssigkeitsspeicher 24 kann die karbonisierte Flüssigkeit durch das Rohrleitungssystem 38 zu dem Füllventil 26 strömen.
  • In einem Schritt S18 wird der Druck der karbonisierten Flüssigkeit auf unterhalb eines Sättigungsdrucks des Kohlenstoffdioxids in der karbonisierten Flüssigkeit und oberhalb oder im Wesentlichen gleich einem Umgebungsdruck mittels des Füllventils 26 stetig reduziert. Im Einzelnen kann das Drosselelement 28 den Druck entlang seiner Länge stetig und gleichmäßig reduzieren.
  • In einem Schritt S20 wird der Behälter 12 mit der druckreduzierten Flüssigkeit mittels des Füllventils 26 gefüllt. Dafür kann beispielsweise das Absperrelement 30 geöffnet bzw. von seinem Ventilsitz abgehoben werden. Wie bereits erwähnt, ist es möglich, dass das Drosselelement 28 auch die Absperrfunktion übernimmt. Der Schritt S20 kann beispielsweise zeitgleich oder zeitlich überlappend mit dem Schritt S18 durchgeführt werden.
  • Beim Füllen kann der Behälter 12 einen Innendruck aufweisen, der dem Druck der druckreduzierten Flüssigkeit und/oder dem Umgebungsdruck entspricht.
  • Bevorzugt erfolgt im Schritt S20 ein Wandfüllen des Behälters 12 oder ein Füllen des Behälters 12 mittels des Füllrohrs 34.
  • Es ist möglich, dass der Behälter 12 beim Füllen an das Füllventil 26, vorzugsweise gasdicht oder flüssigkeitsdicht, angepresst ist.
  • In einem Schritt S22 kann der gefüllte Behälter 12 mit einem Behälterverschluss von der Verschließvorrichtung 40 verschlossen werden.
  • Die Figur 3 zeigt eine modifizierte Anlage 10', bei der das Füllventil 26 eine Mischkammer 42 aufweist.
  • In der Mischkammer 42 können unterschiedliche Füllgüter von unterschiedlichen Füllgutquellen miteinander gemischt werden. Bevorzugt können die Füllgüter in der Mischkammer 42 gemischt werden, wenn das Füllventil 26 geschlossen ist. Aus der Mischkammer 42 heraus kann der Behälter 12 gefüllt werden, wenn das Füllventil 26 offen ist.
  • Die Mischkammer 42 kann bspw. als eine Drallkammer ausgeführt sein.
  • Die Mischkammer 42 kann bspw. stromaufwärts oder stromabwärts von dem Drosselelement 28 angeordnet sein.
  • Die Zusatzfüllgutquelle 20 kann mit der Mischkammer 42 über eine Leitung verbunden sein, die in die Mischkammer 42 mündet. Das Zusatzfüllgut von der Zusatzfüllgutquelle 20 kann in die Flüssigkeit in der Mischkammer 42 mittels des Dosierventils 22 zudosiert werden.
  • Im zugehörigen Verfahren nach Figur 4 kann entsprechend der Schritt S14 des Zudosierens des mindestens einen Zusatzfüllguts in die Flüssigkeit nach dem Schritt S16 des Speicherns der karbonisierten Flüssigkeit in den Flüssigkeitsspeicher 24 erfolgen. Abhängig von einer Anordnung der Mischkammer 42 ist es auch möglich, dass der Schritt S14 des Zudosierens des mindestens einen Zusatzfüllguts in die Flüssigkeit nach dem Schritt S18 (stetiges Druckreduzieren) und vor dem Schritt S20 (Füllen) erfolgt.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart. Alle Bereichsangaben hierin sind derart offenbart zu verstehen, dass gleichsam alle in den jeweiligen Bereich fallenden Werte einzeln offenbart sind, z. B. auch als jeweils bevorzugte engere Außengrenzen des jeweiligen Bereichs.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Anlage
    12
    Behälter
    14
    Flüssigkeitszuführung
    16
    Entgaser
    18
    Karbonisierer
    20
    Zusatzfüllgutquelle
    22
    Dosierventil
    24
    Flüssigkeitsspeicher
    26
    Füllventil
    28
    Drosselelement
    30
    Absperrelement
    32
    Strömungskörper
    34
    Füllrohr
    36
    Hubeinrichtung
    38
    Rohrleitungssystem
    40
    Verschließvorrichtung
    42
    Mischkammer

Claims (15)

  1. Verfahren zum Füllen einer Flüssigkeit in einen Behälter (12), wobei das Verfahren aufweist:
    Karbonisieren der Flüssigkeit mittels eines Karbonisierers (18);
    stetiges Reduzieren eines Drucks der karbonisierten Flüssigkeit unterhalb eines Sättigungsdrucks von Kohlenstoffdioxid in der karbonisierten Flüssigkeit und oberhalb oder im Wesentlichen gleich einem Umgebungsdruck mittels eines Füllventils (26); und
    Füllen des Behälters (12) mit der druckreduzierten Flüssigkeit mittels des Füllventils (26).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens eines erfüllt ist von:
    das Karbonisieren der Flüssigkeit erfolgt mittels eines Membrankontaktor-Karbonisierers, mittels eines Kavitationskarbonisierers oder mittels eines Sprühkegelkarbonisierers;
    das Karbonisieren erfolgt mit einem blasenfreien oder annähernd blasenfreien Karbonisierprozess;
    beim Karbonisieren verdampft die Flüssigkeit zu einem Gas und das Gas wird mit gasförmigen Kohlenstoffdioxid vermischt oder beim Karbonisieren diffundiert gasförmiges Kohlenstoffdioxid in die Flüssigkeit, ohne dass das gasförmige Kohlenstoffdioxid in die Flüssigkeit eingepresst wird; und
    ein Druck der Flüssigkeit beim Karbonisieren entspricht mindestens dem Sättigungsdruck von Kohlenstoffdioxid der Flüssigkeit.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei:
    das Füllen des Behälters (12) durch ein Füllrohr (34), das in den Behälter (12) eintaucht, erfolgt, oder das Füllen des Behälters (12) ein Wandfüllen des Behälters (12) ist, bei dem die Flüssigkeit entlangfließend an einer Behälterinnenumfangsfläche des Behälters (12) in den Behälter (12) gefüllt wird; und/oder
    das Füllen des Behälters (12) nicht mittels Freistrahlfüllen erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    beim Füllen des Behälters (12) mit der druckreduzierten Flüssigkeit der Behälter (12) einen Innendruck aufweist, der dem Druck der druckreduzierten Flüssigkeit und/oder dem Umgebungsdruck entspricht, und/oder
    das Füllen mit Umgebungsdruck oder annähernd Umgebungsdruck erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    der Behälter (12) beim Füllen an das Füllventil (26), vorzugsweise gasdicht oder flüssigkeitsdicht, angepresst ist.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:
    Strömen der karbonisierten Flüssigkeit durch ein Rohrleitungssystem (38) zu dem Füllventil (26), optional unter Zwischenschaltung eines Flüssigkeitsspeichers (24), wobei mindestens eines erfüllt ist von:
    - das Rohrleitungssystem (38) weist innen einen Mittenrauwert Ra ≤ 0,8 auf;
    - das Rohrleitungssystem (38) ist frei von Totzonen, sprungartigen Strömungsquerschnitterweiterungen und/oder sprungartigen Strömungsquerschnittsverringerungen; und
    - ein Maximalwinkel für stetige Strömungsquerschnittserweiterungen und stetige Strömungsquerschnittsverringerungen des Rohrleitungssystems (38) ist ≤ 6°.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:
    Speichern der karbonisierten Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsspeicher (24) vor dem Reduzieren des Drucks mittels des Füllventils (26), wobei vorzugsweise die karbonisierte Flüssigkeit unter einem Druck gespeichert wird, der mindestens dem Sättigungsdruck von Kohlenstoffdioxid in der karbonisierten Flüssigkeit entspricht.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:
    Entgasen der Flüssigkeit mittels eines Entgasers (16) vor oder während des Karbonisierens der Flüssigkeit zum Verringern von gasförmigem Sauerstoff in der Flüssigkeit.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    beim Karbonisieren als die Flüssigkeit reines Wasser oder Wasser gemischt mit mindestens einem Zusatzfüllgut karbonisiert wird.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: Zudosieren mindestens eines Zusatzfüllguts zu der Flüssigkeit, vorzugsweise:
    - vor dem Karbonisieren; oder
    - nach dem Karbonisieren und vor dem Reduzieren des Drucks; oder
    - in eine Mischkammer (42) des Füllventils (26).
  11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens eines erfüllt ist von:
    das Verfahren weist ferner ein Verschließen des gefüllten Behälters (12) mit einem Behälterverschluss mittels einer Verschließvorrichtung (40) auf;
    der Behälter (12) wird automatisiert zum Füllen bewegt und/oder nach dem Füllen automatisiert wegbewegt;
    das Verfahren wird in einer Behälterbehandlungsanlage (10) angewendet;
    das Füllventil (26) ist eines von mehreren Füllventilen einer Füllvorrichtung, vorzugsweise Rundläufer-Füllvorrichtung; und
    der Behälter (12) bewegt sich entlang einer kontinuierlichen Produktionslinie.
  12. Anlage (10) zum Füllen einer Flüssigkeit in Behälter (12), vorzugsweise mittels eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Anlage (10) aufweist:
    einen Karbonisierer (18), der dazu ausgebildet ist, die Flüssigkeit zu karbonisieren; und
    eine Füllvorrichtung mit mindestens einem Füllventil (26), das mit dem Karbonisierer (18) zum Empfangen der karbonisierten Flüssigkeit von dem Karbonisierer (18) verbunden und dazu ausgebildet ist:
    - den Druck der karbonisierten Flüssigkeit unterhalb des Sättigungsdrucks und oberhalb oder im Wesentlichen gleich einem Umgebungsdruck stetig zu reduzieren, vorzugsweise mittels eines Drosselelements des Füllventils (26), und
    - einen Behälter (12) mit der druckreduzierten Flüssigkeit zu füllen, vorzugsweise durch ein Füllrohr (34) hindurch oder mittels Wandfüllen des Behälters (12).
  13. Anlage (10) nach Anspruch 12, ferner aufweisend mindestens eines von:
    einen Flüssigkeitsspeicher (24) zum Speichern der karbonisierten Flüssigkeit, wobei der Flüssigkeitsspeicher (24) mit dem Karbonisierer (18) zum Empfangen der karbonisierten Flüssigkeit und mit dem Füllventil (26) zum Zuführen der karbonisierten Flüssigkeit zu dem Füllventil (26) verbunden ist;
    eine Verschließvorrichtung (40) zum Verschließen von gefüllten Behältern (12) mit einem Behälterverschluss;
    mindestens eine Zusatzfüllgutquelle (20), die verbunden ist mit:
    - einem Leitungsabschnitt stromaufwärts oder stromabwärts von dem Karbonisierer (18) zum Zudosieren eines Zusatzfüllguts in die Flüssigkeit in dem Leitungsabschnitt; oder
    - einer Mischkammer (42) des Füllventils (26) zum Zudosieren eines Zusatzfüllguts in die Flüssigkeit in der Mischkammer (42);
    eine Flüssigkeitszuführung (14), vorzugsweise Wasserzuführung, wobei die Flüssigkeitszuführung mit dem Karbonisierer (18) zum Zuführen von Flüssigkeit zu dem Karbonisierer (18) verbunden ist;
    einen Entgaser (16), der zum Reduzieren von gasförmigem Sauerstoff in der Flüssigkeit ausgebildet ist und mit dem Karbonisierer (18) integriert ist oder mit dem Karbonisierer (18) zum Zuführen der entgasten Flüssigkeit zu dem Karbonisierer (18) verbunden ist;
    eine Hubeinrichtung (36), die zum Anheben und Absenken des Behälters (12) und/oder des Füllventils (26) zum Aneinanderpressen des Füllventils (26) und des Behälters (12) ausgebildet ist;
    ein Rohrleitungssystem (38), das den Karbonisierer (18) und das Füllventil (26) miteinander verbindet, wobei das Rohrleitungssystem (38):
    - innen einen Mittenrauwert Ra ≤ 0,8 aufweist; und/oder
    - frei von Totzonen, sprungartigen Strömungsquerschnitterweiterungen und/oder sprungartigen Strömungsquerschnittsverringerungen; und/oder
    - einen Maximalwinkel für stetige Strömungsquerschnittserweiterungen und stetige Strömungsquerschnittsverringerungen von ≤ 6° aufweist.
  14. Anlage (10) nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei
    der Karbonisierer (18) ein Membrankontaktor-Karbonisierer, ein Kavitationskarbonisierer oder ein Sprühkegelkarbonisierer ist; und/oder
    der Karbonisierer (18) zum Ausführen eines blasenfreien oder annähernd blasenfreien Karbonisierprozesses ausgebildet ist, und/oder
    der Karbonisierer (18) dazu ausgebildet ist, beim Karbonisieren die Flüssigkeit zu einem Gas zu verdampfen und dieses Gas mit gasförmigem Kohlenstoffdioxid zu vermischen oder beim Karbonisieren gasförmiges Kohlenstoffdioxid in die Flüssigkeit eindiffundieren zu lassen, ohne dass der gasförmige Kohlenstoff in die Flüssigkeit eingepresst wird; und/oder
    der Karbonisierer (18) dazu ausgebildet ist, die Flüssigkeit bei einem Druck zu karbonisieren der mindestens dem Sättigungsdruck von Kohlenstoffdioxid der Flüssigkeit entspricht.
  15. Anlage (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei:
    die Anlage (10) eine industrielle Behälterbehandlungsanlage ist; oder
    die Anlage (10) eine Kleinanlage zum Aufstellen in einem Supermarkt oder einem Bahnhof ist, vorzugsweise mit einer Stellfläche ≤ 10 qm, ≤ 5 qm ≤ 3 qm oder ≤ 2 qm.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL4167804T3 (pl) * 2020-06-22 2024-12-23 Frieslandcampina Nederland B.V. System i sposób przygotowywania ciekłego produktu

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3395739A (en) * 1965-09-30 1968-08-06 Meyer Geo J Mfg Co Carbonated beverage stabilizer and bottle filling method
US3832474A (en) * 1972-06-19 1974-08-27 Shasta Beverages Consolidated Carbonated beverage system
WO2018089249A1 (en) * 2016-11-08 2018-05-17 Pepsico, Inc. Ambient filling system and method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5457642B2 (ja) * 2008-05-09 2014-04-02 ザ コカ・コーラ カンパニー 飲料ディスペンサ
JP6442269B2 (ja) * 2014-12-19 2018-12-19 ホシザキ株式会社 炭酸水注出バルブ及びこのバルブを用いた飲料水供給装置
JP6968560B2 (ja) * 2017-03-27 2021-11-17 サッポロビール株式会社 カラン及び注出方法
JP7257666B2 (ja) * 2019-02-15 2023-04-14 株式会社ヰゲタ ポストミックス式炭酸飲料サーバの注出ノズル

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3395739A (en) * 1965-09-30 1968-08-06 Meyer Geo J Mfg Co Carbonated beverage stabilizer and bottle filling method
US3832474A (en) * 1972-06-19 1974-08-27 Shasta Beverages Consolidated Carbonated beverage system
WO2018089249A1 (en) * 2016-11-08 2018-05-17 Pepsico, Inc. Ambient filling system and method

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