EP4635900A1 - Behälterbehandlungsvorrichtung zum behandeln von behältern - Google Patents

Behälterbehandlungsvorrichtung zum behandeln von behältern

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Publication number
EP4635900A1
EP4635900A1 EP25168853.7A EP25168853A EP4635900A1 EP 4635900 A1 EP4635900 A1 EP 4635900A1 EP 25168853 A EP25168853 A EP 25168853A EP 4635900 A1 EP4635900 A1 EP 4635900A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filling
hygiene
containers
space
container treatment
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
EP25168853.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Leyendecker
Max Stolz
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.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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 KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
Publication of EP4635900A1 publication Critical patent/EP4635900A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B67C7/0073—Sterilising, aseptic filling and closing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B67C3/001—Cleaning of filling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B67C3/04—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus without applying pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B67C3/22—Details
    • B67C2003/228—Aseptic features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2688—Means for filling containers in defined atmospheric conditions
    • B67C2003/2694—Means for filling containers in defined atmospheric conditions by enclosing a set of containers in a chamber

Definitions

  • the invention relates to a container treatment device for treating containers and to a method for operating such a container treatment device.
  • Container treatment devices for treating containers often include a filling device, also referred to as a filling machine.
  • a filling device also referred to as a filling machine.
  • filling devices designed as constant-pressure or pressureless filling systems are also known in the prior art.
  • the filling speed at the respective filling element results from the static height difference between the product outlet at the filling element, i.e., the discharge opening there, and the filling material level in the filling material vessel (storage container), reduced by pressure losses that occur in the liquid filling material as it flows through the connecting paths between the filling material vessel and the filling element.
  • the consequences of this include increased and undesirable foam formation due to excessive filling speed, negative effects on the accuracy of the filling level and/or volume measurement, etc.
  • the pressure of the gas volume in the gas space above the liquid filling material of the filling material vessel corresponds as closely as possible to the pressure of the gas surrounding the discharge opening of the filling material, since this procedure avoids further negative influences on the filling speed.
  • the printed publication EP2307304A1 A constant-pressure or pressureless filling machine of a rotating design for the sterile filling of bottles or similar containers with a liquid filling material has become known.
  • This machine has a pressure equalization connection connecting the gas chamber of the filling material vessel with the sterile chamber.
  • the sterile chamber is simply an annular space surrounding the vertical machine axis, in which all filling elements, at least with their discharge openings, are arranged together. In other words, the sterile chamber is limited to the filling machine.
  • the pressure equalization connection between the gas chamber of the product vessel and the sterile chamber of the filling machine is open during filling operations, ensuring constant equal pressure between the product vessel and the sterile chamber of the filling machine, thus eliminating the influence of pressure fluctuations in the gas chamber of the product vessel on the filling rate.
  • the pressure equalization connection is designed to be closable at its junction with the sterile chamber and/or gas chamber to prevent cleaning and/or sterilization media from penetrating the gas chamber of the product vessel and the sterile chamber from the pressure equalization connection.
  • the object of the present invention is to provide a container treatment device for treating containers which, with reduced design effort, enables effective pressure equalization between the hygiene space and the gas space of the filling material vessel during a filling operation of the filling device.
  • the invention relates to a container treatment device for treating containers.
  • the containers can preferably be cans and/or bottles made of metal, glass, and/or plastic.
  • the containers are plastic containers, in particular PET bottles.
  • the container treatment device comprises at least one rotating filling device for hygienically and/or sterilely filling the containers with a liquid filling material.
  • the filling device is equipped with a rotor that can be driven to rotate around a vertical machine axis, and with a plurality of filling elements provided on the rotor, each with a discharge opening for discharging the liquid filling material into the respective container.
  • the filling device has a filling material vessel which is connected to each filling element via a product line and forms a filling material chamber serving to receive the liquid filling material and, above this, a gas chamber which can be supplied with a sterile gaseous and/or vaporous medium.
  • the container treatment device further comprises a closing device with a plurality of closing elements, each with a closing head for hygienically and/or sterilely closing the containers.
  • the closing device is preferably a rotary closing device or a closing device of a rotating design for closing the containers.
  • the closing device can comprise a plurality of closing stations arranged on the circumference of a carousel that can be driven by a motor to rotate around a vertical central axis of the closing device. for closing the containers with a container closure, in particular a screw closure.
  • the carousel can be arranged in a rotating manner on a stationary central column extending along the vertical machine axis, wherein the closing stations rotating around the central column each have at least one closing element that can be lowered and lifted, each with a closing head for the hygienic and/or sterile closing of the containers, as well as a container carrier provided below the respective closing element, which is provided for the upright or suspended holding of a respective container on the central column.
  • the container carrier can also be designed to be lowered and lifted.
  • the closing device is designed for the hygienic and/or sterile closing of PET containers with a screw closure.
  • the container treatment device therefore further comprises a first hygiene chamber for accommodating at least the discharge openings of the filling elements and the containers to be filled, and a second hygiene chamber for accommodating at least the closing heads of the closing elements and the containers to be closed, wherein the first and second hygiene chambers form a continuous hygiene chamber in terms of flow and/or pressure.
  • the first and second hygiene chambers can form a continuous, single hygiene chamber.
  • the first and second hygiene chambers can each form a separate chamber, separated from the external environment by a housing or wall, which is connected to one another, for example via locks, such that the continuous hygiene chamber in terms of flow and/or pressure is formed.
  • the first and/or second hygiene chambers can form a hygienic and/or sterile, in particular aseptic, isolator or chamber, preferably hermetically separated from the external environment by wall elements or housing elements.
  • At least one pressure equalization system is provided connecting the gas space of the filling material vessel to the hygiene space, by means of which pressure equalization can be established between the hygiene space and the gas space of the filling material vessel during a filling operation of the filling device.
  • pressure equalization does not necessarily mean that the gas chamber of the product vessel and the hygiene chamber are at exactly the same or identical pressure. Rather, the pressure in the gas chamber and the pressure in the hygiene chamber may differ slightly due to friction losses, for example, in the lines of the pressure equalization system.
  • pressure equalization is understood in particular to mean that pressure changes in the gas chamber are also transmitted to the hygiene chamber—and vice versa. The transmission of the pressure change preferably occurs via the pressure equalization system.
  • the pressure equalization system is connected to a cleaning agent and/or sterilizing agent supply and is designed for cleaning and/or sterilizing the interior of the filling material vessel and at least part of the hygiene room.
  • the filling device is particularly advantageously designed as a constant-pressure filling device or a pressureless filling device.
  • the containers can thus be filled using a constant-pressure filling device, in which the filling speed results from the static height difference between the discharge opening of the respective filling element and the level of the liquid or filling material in the filling material vessel, reduced by pressure losses or cleaning losses that arise when flowing through, for example, the product lines, a possibly provided flow meter, or liquid channels within the filling elements.
  • the pressure equalization system ensures constant constant pressure between the filling material vessel and the hygiene chamber, at least during the filling operation of the filling device.
  • the invention creates a container treatment device that eliminates the need for a separate cleaning system and thus the associated installation and space requirements of an additional piping system.
  • the inventors recognized that the pressure equalization system is also suitable for cleaning and/or sterilizing the interior of the product vessel and at least part of the hygiene chamber.
  • the container treatment device according to the invention comprises both a filling device with a first hygiene chamber area and a closing device with a second hygiene chamber area, and because these hygiene chamber areas form a continuous hygiene chamber in terms of flow and/or pressure, a particularly versatile pressure equalization can be established or switched to different hygiene chamber areas during filling operation of the filling device – not only in one hygiene chamber area of the filling device, but also in a further, second hygiene chamber area of the closing device.
  • the container treatment device thus offers a reliable, hygienic, and efficient solution for filling and closing containers in various industrial applications in the beverage industry.
  • the pressure equalization system can be provided with a switchable line system that fluidically connects the gas space of the product vessel with the hygiene chamber.
  • a switchable line system enables flexible control and monitoring of the pressure equalization between the gas space of the product vessel and the hygiene chamber. This allows the Pressure equalization can be activated, deactivated, or continuously adjusted as required.
  • the ability to switch the piping system allows the operating conditions of the container treatment device to be further optimized. For example, pressure equalization can be activated during filling operations to ensure a consistent filling rate, and deactivated during and/or after cleaning and/or sterilization.
  • the switchable piping system thus makes it possible to adapt the container treatment device to different operating conditions.
  • the piping system can be controlled or actuated differently during filling, closing, or cleaning.
  • the piping system can be modular, i.e., composed of several parts, to enable easy installation, maintenance, and expansion.
  • the piping system can comprise several fluidically tightly connectable lines, in particular pipes made of metal, preferably stainless steel.
  • the implementation of a switchable piping system offers an effective way to control the pressure equalization between the product vessel and the hygiene chamber and to optimize the operating conditions of the container treatment device.
  • At least one controllable and/or regulatable valve device for switching the line system can be provided in the pressure compensation system designed as a line system.
  • the controllable and/or regulatable valve device enables precise control and/or regulation of the pressure compensation system. This allows the operating conditions of the container treatment device to be precisely adapted to the requirements, preferably even during ongoing operation of the container treatment device.
  • the at least one valve device can be a pneumatically, hydraulically, or electrically controlled and/or regulated valve device.
  • the line system can be designed with at least one sensor device and an automatic control system that monitors the pressure in the gas space and the hygiene space and adjusts it accordingly.
  • the at least one valve device can be coupled to a control system that continuously monitors the pressure and controls the valve devices according to a setpoint control. This ensures that pressure compensation is continuously optimized.
  • the container treatment device is characterized by a control device that is connected to the at least one valve device and is further configured to switch the valve device such that, during a cleaning operation of the container treatment device, a cleaning and/or sterilizing agent can be introduced into the product vessel and the hygiene chamber via the pressure equalization system.
  • the automated control optimizes the cleaning and sterilization process, reducing time and effort. Employees do not need to intervene manually to add cleaning and sterilizing agents or to monitor the process.
  • the automated control also ensures consistent cleaning results, as, for example, the amount and/or timing of the addition of cleaning and sterilizing agents can be precisely controlled. This contributes to quality assurance. Automated cleaning and sterilization ultimately contributes to improving hygiene and product safety by removing potential sources of contamination and killing bacteria or germs.
  • the control device can be program-controlled and run through predefined cleaning and sterilization cycles, for example, stored in a memory unit. Corresponding setpoints, in particular pressure setpoints, for controlling the valve devices can also be stored in the memory unit.
  • the control device can be connected to sensors to monitor the cleaning progress and adapt the process accordingly.
  • the connection between the sensors and/or the valve devices can be wireless and/or wired.
  • the control device can be operated via interfaces such as touchscreens or software applications or MMI (human-machine interaction) to facilitate the configuration and monitoring of the cleaning and sterilization process.
  • control device connected to the valve device enables automated control of the cleaning and sterilization process of the container treatment device via the pressure compensation system, which leads to improved hygiene and safety standards and also forms the pressure compensation system for interior cleaning and/or sterilization of the product vessel and at least part of the hygiene chamber.
  • the pressure equalization system can connect the gas space of the product vessel with the second hygiene space.
  • pressure equalization can take place via the closing device, since the second hygiene space opens into the closing device.
  • the closing device has a large second hygiene space with a considerable internal volume, connecting the gas space of the product vessel with this hygiene space enables effective pressure equalization. This allows pressure fluctuations during filling operations to be effectively compensated, which increases the stability of the filling process.
  • a stable pressure in the second hygiene space which extends all the way to the closer, thus effectively contributes to maintaining the sterility of the containers and their contents during closing. This is crucial for the safety and quality of the final product.
  • the pressure equalization system can connect the gas chamber of the product vessel with the first hygiene chamber area. Connecting the gas chamber of the product vessel with the first hygiene chamber area can also ensure continuous pressure equalization during the filling process, which also contributes to minimizing pressure fluctuations in the container treatment device and ensuring consistent filling of the containers.
  • the pressure equalization system can be equipped with at least one cleaning agent and/or sterilizing agent outlet opening associated with the gas chamber and with at least one cleaning agent and/or sterilizing agent outlet opening leading into the hygiene chamber.
  • the pressure equalization system can equipping the pressure equalization system with cleaning agent and/or sterilizing agent outlet openings for cleaning and sterilizing agents both into the gas chamber and into the hygiene chamber, a uniform distribution of the cleaning agent and/or sterilizing agent in the container treatment device can be achieved during the cleaning and sterilization processes.
  • the cleaning agent and/or sterilizing agent outlet openings lead into the gas space and the hygiene space, so that the pressure equalization system is fluidically tightly connected to the gas space and the hygiene space via the sterilizing agent outlet openings.
  • the at least one cleaning agent and/or sterilizing agent outlet opening leading into the hygiene chamber is arranged in the second hygiene chamber area. Since the second hygiene chamber area, which is assigned to the closing device, often has a large interior space with a considerable internal volume, the placement of the cleaning agent and/or sterilizing agent outlet opening in this area enables an even distribution of cleaning and sterilizing agents. This allows all relevant components in the second hygiene chamber area to be thoroughly cleaned and sterilized. Since the cleaning agent and/or sterilizing agent outlet opening can be arranged in the area of the large interior space with a considerable internal volume of the closing device, it is easily accessible and can be reached without problem during maintenance and cleaning work. This facilitates the performance of routine cleaning and maintenance work and contributes to maintaining system performance.
  • the at least one cleaning agent and/or sterilizing agent outlet opening leading into the hygiene room can be designed as a spray nozzle, in particular as a spray ball.
  • a spray ball By providing a spray ball, the cleaning agent or sterilizing agent can be sprayed evenly in all directions. This ensures uniform distribution across all surfaces in the hygiene room, leading to effective interior cleaning and/or sterilization in the hygiene room.
  • the closing device can be arranged downstream of the filling device and/or interlocked with the filling device.
  • the entire container treatment device can be designed to be particularly space-saving. This is particularly advantageous in environments with limited space, since the two machines, i.e. the closing device and The filling device can be seamlessly integrated into one another.
  • the first and second hygiene room areas are designed as a single, continuous hygiene room, particularly without locks or other partition walls.
  • the container treatment device is characterized by a sterilization device for sterilizing the containers and a third hygiene chamber for receiving the containers to be sterilized.
  • the sterilization device is arranged upstream of the filling device and/or is interlocked with the filling device, and the third hygiene chamber, together with the first and second hygiene chambers, forms the continuous hygiene chamber in terms of flow and/or pressure.
  • the container treatment device is designed to sterilize the containers before the filling process, thus advantageously minimizing contamination with microorganisms. This ultimately leads to greater product safety and quality, which is particularly important when filling sensitive products such as beverages or food.
  • the sterilization device upstream of the filling device ensures comprehensive sterilization of the containers, including their interior and exterior surfaces. This ensures that the containers are completely sterile before they come into contact with the liquid contents.
  • the interlocking of the sterilization device with the filling device enables a seamless and integrated container handling system. This simplifies material flow and reduces potential sources of contamination that can occur if the sterilization device is operated separately, i.e., not as part of the shared hygiene room. Integrating the sterilization device into the shared hygiene room makes the production process more efficient. Containers do not need to be moved between different machines or parts of the filling line, saving time and reducing the risk of cross-contamination.
  • the at least one transfer device for transferring the containers from the filling device to the closing device, wherein the at least one transfer device is arranged such that the containers can be transferred within the hygiene chamber from the filling device to the closing device.
  • the at least one transfer device can be designed as a transfer star or transfer star.
  • at least one transfer device can be provided which is designed as an endlessly driven conveyor, for example as a conveyor belt or chain conveyor. Since the transfer takes place within the hygiene chamber, the sterility of the containers is maintained throughout the entire transfer from the filling device to the closing device. This minimizes the risk of contamination of the containers by external influences.
  • the arrangement of the transfer device in the hygiene chamber ensures that the hygiene chamber remains continuous throughout the entire process, from filling to closing of the containers. This contributes to a consistent sterilization environment and further reduces the risk of cross-contamination.
  • the provision of the transfer device enables seamless container flow or container transfer between the filling device and the closing device. This improves process efficiency, as the containers can be moved continuously throughout the entire container handling device without the need for additional handling steps.
  • Placing the transfer device within the hygiene room enables a compact design of the container handling device, as no separate sterilization or cleaning steps are required for container transfer. This contributes to optimizing the available space in the container handling device's production environment.
  • the closing device can be designed to close the containers with screw caps.
  • Screw caps provide a secure seal for the containers, which is particularly important for ensuring the quality and durability of the product. Designing the closing device to close the containers with screw caps allows for a wide variety of containers to be closed efficiently and reliably, regardless of their size or shape.
  • the present invention relates to a method for operating a container treatment device according to the preceding description, in which, during a filling operation of the filling device, a pressure equalization is established between the hygiene space and the gas space of the filling material vessel via the pressure equalization system, wherein, during a cleaning operation of the container treatment device, the pressure equalization system is used as a cleaning and/or sterilization system for cleaning and/or sterilizing the interior of the filling material vessel and at least part of the hygiene space.
  • vaporous H2O2 and/or steam can be used as sterilizing agents. Both substances, vaporous H2O2 and steam , are effective sterilizing agents that can kill a wide range of microorganisms, including bacteria, viruses, and fungi.
  • Hydrogen peroxide is an oxidative sterilant that decomposes into water and oxygen after application, leaving no residue or harmful byproducts. Steam is also chemically neutral and leaves no residue on the treated surfaces. This makes it particularly suitable for applications where no residue in the container or on the treatment equipment is acceptable.
  • the Figure 1 shows, by way of example and in a highly simplified manner, a container treatment device 1 for treating containers 2.
  • the container treatment device 1 is one which is designed in the beverage industry for treating several thousand containers 2 per hour.
  • the container treatment device 1 comprises a filling device 100 of a rotating design for the hygienic and/or sterile filling of the containers 2 with a liquid filling material.
  • a rotor 3 which can be driven in rotation about a vertical machine axis MA1, is provided with a plurality of filling elements FE that rotate with the rotor 3, each with a discharge opening 1.1 for discharging the liquid filling material into the respective container 2.
  • the filling element FE which is provided together with a plurality of similar filling elements FE on the circumference of the rotor 3 rotating around the vertical machine axis MA1, is intended for the hygienic and/or sterile filling of containers 2 designed as bottles, in particular PET bottles, with a liquid filling material.
  • the rotor 3 From the rotor 3 is in the Figure 1 only one rotor element with the wall sections 3.1 and 3.2 is shown.
  • This rotor element which rotates around the machine axis MA1, forms, together with a shielding element 4 provided on the machine frame and not rotating with the rotor 3, having the wall sections 4.1, 4.2 and 4.3, a first Hygiene room area 5.1 or annular insulator for accommodating at least the discharge openings 1.1 of the filling elements FE as well as the containers 2 to be filled.
  • the wall sections 3.1 and 3.2 are provided as housing elements on the rotor 3, while the wall sections 4.1, 4.2 and 4.3 are arranged as housing elements on the machine frame.
  • the containers 2 are completely received, or at least with their mouths, in the first hygiene chamber 5.1. After filling, the containers 2 are slid further to a closing device, generally indicated by reference numeral 200.
  • Each filling element FE in the first hygiene chamber area 5.1 is assigned a container carrier 6, to which the respective container 2 is held at a mouth flange 2.1 with its bottle opening below the filling element FE or a discharge opening 1.1 formed by the latter.
  • Each filling element FE is connected via a product line 7 with a flow meter 8 to a filling material vessel 9, which is arranged at a height above the filling elements FE or the discharge openings 1.1 and is partially filled with the liquid filling material during filling operation, i.e. up to a predetermined level N, so that during filling operation the interior of the filling material vessel 9 forms a filling material chamber 9.1 occupied by the liquid filling material and a gas chamber 9.2 located above it.
  • the gas chamber 9.2 is pressurized with a gaseous and/or vaporous medium under a defined overpressure.
  • the liquid filling material is fed to the filling material vessel 9 in a controlled manner to maintain the level N via a product line (not shown in detail) with, for example, a rotary coupling.
  • the container treatment device 1 comprises the closing device 200 with several closing elements 201, each with a closing head 202 for hygienic and/or sterile closing of the containers 2.
  • the closing device 200 is in the embodiment shown of the Figure 1 as a rotary closing device 200 or a closing device 200 rotating Designed for closing the containers 2.
  • the closing device 200 has a plurality of closing stations arranged on the circumference of a carousel 203 that can be driven by a motor to rotate around a vertical center axis MA2 of the closing device 200, for closing the containers 2 with a container closure (not shown in detail), in particular a screw closure.
  • the carousel 203 can be arranged in a rotating manner on a stationary central column 204 extending along the vertical machine axis MA2, which is also only roughly schematically indicated.
  • the closing stations rotating around the central column 204 each have at least one lowerable and liftable closing element 201, each with a closing head 202 for hygienically and/or sterilely closing the containers 2, as well as a container carrier 205 associated with the respective closing elements 201.
  • the respective container carrier 205 can be provided for the upright or suspended mounting of a respective container 2 on the central column 204.
  • the container carrier 205 can also be designed to be movable both upwards and downwards.
  • the closing device 200 has at least one wall section 210, which, for example, via a labyrinth seal 300 with further, non-rotating wall sections 211, 212, and 213, forms a second hygiene chamber region 5.2 for accommodating at least the closing heads 202 of the closing elements 201 and the containers 2 to be closed.
  • the first and second hygiene chamber regions 5.1, 5.2 form a continuous hygiene chamber 5 in terms of flow and/or pressure.
  • the container treatment device 1 has at least one pressure equalization system 10 connecting the gas space 9.2 of the filling material vessel 9 with the hygiene chamber 5, by means of which a pressure equalization between the hygiene chamber 5 and the gas space 9.2 of the filling material vessel 9 can be established during a filling operation of the filling device 100.
  • the filling of the containers 2 can thus take place in a constant pressure filling system in which the filling speed is determined from the static height difference between the discharge opening 1.1 of the respective filling element FE and the level N of the liquid level of the filling material in the filling material vessel 9, reduced by pressure losses that arise when flowing through, for example, the product lines 7, the flow meters 8, and liquid channels within the filling elements FE.
  • a constant equal pressure can be established between the filling material vessel 9 and the continuous flow and/or pressure-related hygiene chamber 5 via the pressure equalization system 10.
  • the pressure equalization system 10 of the container treatment device 1 is connected to a cleaning agent and/or sterilizing agent supply 11, 12 and is designed for cleaning and/or sterilizing the interior of the filling material vessel 9 and at least part of the hygiene chamber 5.
  • the pressure equalization system 10 of the container treatment device 1 comprises a switchable line system 17...23 that fluidically connects the gas chamber 9.2 of the product vessel 9 with the hygiene chamber 5.
  • the switchable line system 17...23 connects the gas chamber 9.2 of the product vessel 9 with the hygiene chamber 5 in a fluidically tight manner.
  • the line system 17...23 is preferably designed to be modular, i.e., multi-part, to enable easy installation, maintenance, and expansion.
  • the line system 17...23 comprises several fluidically tightly connectable lines 17...23, in particular pipes made of metal, preferably stainless steel.
  • the pressure equalization system 10 can connect the gas space 9.2 of the product vessel 9 with the second hygiene space area 5.2. Alternatively or cumulatively, the pressure equalization system 10 can also connect the gas space 9.2 of the product vessel 9 with the first hygiene space area 5.1.
  • the line system 10 comprises a line 17 which connects the gas chamber 9.2 with the hygiene chamber 5, in particular the second hygiene chamber area 5.2, in a fluid-tight manner, by means of switchable interposition of the valve devices 26, 29 and 34.
  • the cleaning agent supply 11 and the sterilizing agent supply 12 flow into line 17.
  • the cleaning agent supply 11 can be switchably connected to line 17 via the valve device 31, and the sterilizing agent supply 12 can be switchably connected to line 17 via the valve device 32.
  • lines 18, 20, 21, 22 and 23 branch off from line 17.
  • Line 18 connects line 17 to the first hygiene room area 5.1 via the valve device 27.
  • Line 23 also connects line 17 to the first hygiene room area 5.1 via the valve device 30.
  • Line 19 branches off from line 18 without the interposition of a valve device and also flows into the gas chamber 9.2.
  • line 20 branching from line 17 air, in particular sterile air, can be introduced into the pressure equalization system 10 via the valve device 28, while the pressure equalization system 10, in particular via line 18, can also be supplied with sterilizing agent via the valve device 36, thus being designed as a sterilizing agent supply 12.
  • the line 17 is also connected to the second hygiene chamber area 5.2 of the fluidically and/or pressure-continuous hygiene chamber 5, as well as via line 21 branching from line 17 to the valve device 35.
  • the container treatment device 1 For removing the cleaning and/or sterilizing agent, the container treatment device 1 has a removal system 40 which removes the cleaning and/or sterilizing agent from the hygiene room 5 via pipes 41.
  • a container treatment device 1 which has a sterilization device 500 for sterilizing the containers 2 and a third hygiene chamber area 5.3 for receiving the containers 2 to be sterilized, wherein the sterilization device 500 is preferably arranged upstream of the filling device 100, again with respect to the transport direction A.
  • the filling device 100 can also be designed in a block configuration with the sterilization device 500.
  • the third hygiene chamber area 5.3, together with the first and second hygiene chamber areas 5.1, 5.2, forms the continuous hygiene chamber 5 in terms of flow and/or pressure.
  • the switchable line system in addition to the lines of the Figure 1 Line 24, which branches off from line 17, thus fluidly connecting the gas chamber 9.2 of the product vessel 9 with the hygiene chamber 5, in particular its third hygiene chamber area 5.3.
  • Line 24 can be designed to be switchable via the valve device 37.
  • the container treatment device 1 has a control device SE which is connected to the valve devices 26...37, preferably to all valve devices 26...37, and is further configured to switch the valve devices 26...37 such that, during a cleaning operation of the container treatment device 1, a cleaning and/or sterilizing agent can be introduced into the filling material vessel 9 and into the hygiene chamber 5 via the pressure compensation system 10.
  • the pressure equalization system 10 is equipped with at least one cleaning agent and/or sterilizing agent outlet opening 15 assigned to the gas chamber 9.2 and with at least one cleaning agent and/or sterilizing agent outlet opening 16 opening into the hygiene chamber 5.
  • the at least one cleaning agent and/or sterilizing agent outlet opening 16 opening into the hygiene chamber 5 is arranged in the second hygiene chamber area 5.2—that is, in the hygiene chamber area assigned to the closing device 200.
  • the at least one cleaning agent and/or sterilizing agent outlet opening 16 opening into the hygiene chamber 5 is designed as a spray nozzle, in particular as a spray ball.
  • the closing device 200 is arranged downstream of the filling device 100, preferably as seen with respect to a transport direction A of the containers 2.
  • the closing device 200 can also be designed to be integral with the filling device 100.
  • At least one transfer device 400 for transferring the containers 2 from the filling device 100 to the closing device 200 can be provided, wherein the at least a transfer device 400 is arranged such that the containers 2 can be transferred within the hygiene chamber 5 from the filling device 100 to the closing device 200.
  • the transfer device 400 is a transfer star arranged in the second hygiene chamber area 5.2.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Behälterbehandlungsvorrichtung (1) zum Behandeln von Behältern (2), zumindest aufweisend eine Füllvorrichtung (100) und eine Verschließvorrichtung (200), ferner aufweisend einen ersten Hygieneraumbereich (5.1) zur Aufnahme zumindest der Abgabeöffnungen der Füllelemente sowie der zu befüllenden Behälter (2) und einen zweiten Hygieneraumbereich (5.2) zur Aufnahme zumindest der Verschließköpfe der Verschließelemente sowie der zu verschließenden Behälter (2), wobei der erste und zweite Hygieneraumbereich (5.1, 5.2) einen strömungs- und/oder drucktechnisch durchgehenden Hygieneraum (5) bilden, wobei wenigstens ein den Gasraum (9.2) des Füllgutkessels (9) mit dem Hygieneraum (5) verbindendes Druckausgleichssystem (10) vorgesehen ist, mittels welchem während eines Füllbetriebs der Füllvorrichtung (100) ein Druckausgleich zwischen dem Hygieneraum (5) und dem Gasraum (9.2) des Füllgutkessels (9) herstellbar ist, und wobei das Druckausgleichssystem (10) mit einer Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelzufuhr (11, 12) verbunden ist und zur Innenraumreinigung und/oder -sterilisation des Füllgutkessels (9) sowie zumindest eines Teils des Hygieneraums (5) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern sowie auf ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Behälterbehandlungsvorrichtung.
  • Behälterbehandlungsvorrichtungen zum Behandeln von Behältern weisen oftmals eine Füllvorrichtung auf, auch als Füllmaschine bezeichnet. Unter anderem sind im Stand der Technik auch solche Füllvorrichtungen bekannt, die als Gleichdruckfüllsysteme oder drucklose Füllsysteme ausgebildet sind. Bei diesen Füllvorrichtungen resultiert die Füllgeschwindigkeit an dem jeweiligen Füllelement (Füllstelle) aus der statischen Höhendifferenz zwischen dem Produktauslauf am Füllelement, d.h. der dortigen Abgabeöffnung, und dem Füllgutniveau im Füllgutkessel (Vorratsbehälter), und zwar vermindert durch Druckverluste, die sich im flüssigen Füllgut beim Durchströmen der Verbindungswege des Füllgutkessels und dem Füllelement ergeben.
  • Niveauschwankungen des Spiegels des flüssigen Füllgutes im Füllgutkessel sowie insbesondere auch Druckschwankungen im Gasraum des Füllgutkessels führen zu deutlichen Veränderungen der Füllgeschwindigkeit an dem jeweiligen Füllelement. Die Folgen hiervon sind u.a. eine verstärkte und unerwünschte Schaumbildung durch eine zu hohe Füllgeschwindigkeit, negative Auswirkungen auf die Genauigkeit bei der Messung der Füllhöhe und/oder des Füllvolumens usw.
  • Es ist zwar bekannt, den jeweiligen Kessel während des Füllbetriebes niveaugesteuert oder -geregelt mit dem flüssigen Füllgut zu versorgen, jedoch lassen sich dadurch Änderungen, insbesondere auch plötzliche Änderungen, des Niveaus des Füllgutspiegels im Füllgutkessel nicht ausschließen. Und zwar insbesondere dann nicht ausschließen, wenn eine Unterbrechung des Füllbetriebes oder ein "Leerfahren" der entsprechenden Füllvorrichtung stattfindet.
  • Um den Einfluss von Druckschwankungen auf die Füllgeschwindigkeit auszuschließen, ist es möglich, den Gasraum des Füllgutkessels über einen möglichst großen Querschnitt mit der Atmosphäre zu verbinden, so dass es bei plötzlichen Niveauänderungen nicht zu einer Kompression oder aber Expansion des Gasvolumens im Gasraum über dem flüssigen Füllgut und damit nicht zu Änderungen und insbesondere auch nicht zu plötzlichen Änderungen der Füllgeschwindigkeit kommen kann.
  • Dabei ist es von besonderer Bedeutung, dass der Druck des Gasvolumens im Gasraum über dem flüssigen Füllgut des Füllgutkessels möglichst dem Druck des die Abgabeöffnung des Füllgutes umgebenden Gases entspricht, da durch diese Vorgehensweise weitere, negative Einflussgrößen auf die Füllgeschwindigkeit vermieden werden.
  • Hierfür ist aus der Druckschrift EP2307304A1 eine Gleichdruck- oder drucklose Füllmaschine umlaufender Bauart zum sterilen Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut bekannt geworden, die eine den Gasraum des Füllgutkessels mit dem sterilen Raum verbindenden Druckausgleichsverbindung aufweist. Der sterile Raum ist hierbei lediglich ein die vertikale Maschinenachse umschließender ringförmiger Raum, in dem sämtliche Füllelemente zumindest mit ihren Abgabeöffnungen gemeinsam angeordnet sind. In anderen Worten ist der sterile Raum also auf die Füllmaschine beschränkt.
  • Die Druckausgleichsverbindung zwischen dem Gasraum des Füllgutkessels und dem sterilen Raum der Füllmaschine ist bei laufendem Abfüllbetrieb geöffnet, so dass ein ständiger Gleichdruck zwischen dem Füllgutkessel und dem sterilen Raum der Füllmaschine herrscht und damit der Einfluss von Druckschwankungen im Gasraum des Füllgutkessels auf die Füllgeschwindigkeit eliminiert wird. Hierbei ist die Druckausgleichsverbindung an ihrer Einmündung in den sterilen Raum und/oder Gasraum durch einen Verschluss verschließbar ausgebildet, um zu verhindern, dass Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedien von der Druckausgleichsverbindung in den Gasraum des Füllgutkessels sowie den sterilen Raum gelangen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern aufzuzeigen, die bei reduziertem konstruktiven Aufwand während eines Füllbetriebs der Füllvorrichtung einen effektiven Druckausgleich zwischen dem Hygieneraum und dem Gasraum des Füllgutkessels ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Behälterbehandlungsvorrichtung ist Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 14. Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte bzw. vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern. Bei den Behältern kann es sich vorzugsweise um Dosen und/oder Flaschen aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, handeln. Besonders vorteilhaft handelt es sich bei den Behältern um Kunststoffbehälter, insbesondere PET-Flaschen.
  • Dabei weist die erfindungsgemäße Behälterbehandlungsvorrichtung zumindest eine Füllvorrichtung umlaufender Bauart zum hygienischen und/oder sterilen Füllen der Behälter mit einem flüssigen Füllgut auf. Die Füllvorrichtung ist mit einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor, mit einer Vielzahl von am Rotor vorgesehenen Füllelementen mit jeweils einer Abgabeöffnung zum Abgeben des flüssigen Füllgutes in den jeweiligen Behälter ausgestattet.
  • Ferner weist die Füllvorrichtung einen Füllgutkessel auf, der mit jedem Füllelement über eine Produktleitung verbunden ist und einen zur Aufnahme des flüssigen Füllgutes dienenden Füllgutraum und darüber liegend einen mit einem sterilen gas- und/oder dampfförmigen Medium beaufschlagbaren Gasraum bildet.
  • Die Behälterbehandlungsvorrichtung weist ferner eine Verschließvorrichtung mit mehreren Verschließelementen mit jeweils einem Verschließkopf zum hygienischen und/oder sterilen Verschließen der Behälter auf. Die Verschließvorrichtung ist vorzugsweise eine rotative Verschließvorrichtung bzw. eine Verschließvorrichtung umlaufender Bauart zum Verschließen der Behälter ausgebildet. Mehr im Detail kann die Verschließvorrichtung hierfür mehrere am Umfang eines um eine vertikale Mittelachse der Verschließvorrichtung motorisch umlaufend antreibbaren Karussells angeordnete Verschließstationen zum Verschließen der Behälter mit einem Behälterverschluss, insbesondere einem Schraubverschluss, aufweisen. Das Karussell kann umlaufend an einer sich entlang der vertikalen Maschinenachse erstreckenden sowie ortsfesten Zentralsäule angeordnet sein, wobei die sich um die Zentralsäule umdrehenden Verschließstationen jeweils wenigstens ein senk- und hubbewegliches Verschließelement mit jeweils einem Verschließkopf zum hygienischen und/oder sterilen Verschließen der Behälter sowie einen unterhalb des jeweiligen Verschließelementes vorgesehenen Behälterträger aufweisen, der zur stehenden oder hängenden Halterung eines jeweiligen Behälters an der Zentralsäule mitumlaufend vorgesehen ist. Auch der Behälterträger kann senk- und hubbeweglich ausgebildet sein. Insbesondere ist die Verschließvorrichtung zum hygienischen und/oder sterilen Verschließen von PET-Behältern mit einem Drehverschluss ausgebildet.
  • Mithin weist die Behälterbehandlungsvorrichtung ferner einen ersten Hygieneraumbereich zur Aufnahme zumindest der Abgabeöffnungen der Füllelemente sowie der zu befüllenden Behälter und einen zweiten Hygieneraumbereich zur Aufnahme zumindest der Verschließköpfe der Verschließelemente sowie der zu verschließenden Behälter auf, wobei der erste und zweite Hygieneraumbereich einen strömungs- und/oder drucktechnisch durchgehenden Hygieneraum bilden. Beispielweise kann der erste und zweite Hygieneraumbereich einen durchgängigen, einzigen Hygieneraum ausbilden. Alternativ kann der erste und zweite Hygieneraumbereich jeweils einen separaten, gegenüber der äußeren Umgebung durch eine Einhausung oder Wandung abgrenzten Raum ausbilden, der über beispielsweise Schleusen derart miteinander verbunden ist, dass der strömungs- und/oder drucktechnisch durchgehende Hygieneraum gebildet wird. Insbesondere kann der erste und/oder zweite Hygieneraumbereich beispielsweise durch Wandelemente oder Einhausungselemente eine vorzugsweise luftdicht gegenüber der äußeren Umgebung abgegrenzten hygienischen und/oder sterilen, insbesondere aseptischen Isolator bzw. Raum ausbilden.
  • Zudem ist wenigstens ein den Gasraum des Füllgutkessels mit dem Hygieneraum verbindendes Druckausgleichssystem vorgesehen, mittels welchem während eines Füllbetriebs der Füllvorrichtung ein Druckausgleich zwischen dem Hygieneraum und dem Gasraum des Füllgutkessels herstellbar ist.
  • Unter "Druckausgleich" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise verstanden, dass im Gasraum des Füllgutkessels und dem Hygieneraum exakt der gleiche bzw. identische Druck vorherrscht. Vielmehr kann der Druck im Gasraum und der Druck im Hygieneraum aufgrund von Reibungsverlusten beispielsweise in den Leitungen des Druckausgleichssystems geringfügig verschieden sein. Unter "Druckausgleich" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere verstanden, dass Druckänderungen im Gasraum sich auch auf den Hygieneraum übertragen - und umgekehrt. Die Übertragung der Druckänderung passiert vorzugsweise durch das Druckausgleichsystem.
  • Erfindungsgemäß ist das Druckausgleichssystem mit einer Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelzufuhr verbunden und zur Innenraumreinigung und/oder -sterilisation des Füllgutkessels sowie zumindest eines Teils des Hygieneraums ausgebildet.
  • Besonders vorteilhaft ist die Füllvorrichtung als Gleichdruckfüllvorrichtung oder drucklose Füllvorrichtung ausgebildet. Das Füllen der Behälter kann somit mittels einer Gleichdruckfüllvorrichtung erfolgten, bei der die Füllgeschwindigkeit aus der statischen Höhendifferenz zwischen der Abgabeöffnung des jeweiligen Füllelementes und dem Niveau des Flüssigkeitsspiegels bzw. Füllgutpegels des Füllgutes im Füllgutkessel resultiert, und zwar reduziert um Druckverluste bzw. Reinigungsverluste, die sich beim Durchströmen beispielsweise der Produktleitungen, eines unter Umständen vorgesehenen Durchflussmesser oder von Flüssigkeitskanälen innerhalb der Füllelemente ergeben. Über das Druckausgleichssystem besteht ein ständiger Gleichdruck zwischen Füllgutkessel und dem Hygieneraum zumindest während des Füllbetriebs der Füllvorrichtung.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass bei aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen (vgl. EP2307304 A1 ) für die Reinigung des Füllgutkessels sowie zumindest eines Teils des Hygieneraums ein separates Reinigungssystem mit mehreren Rohrleitungen für die Reinigung und/oder Sterilisation notwendig sind, was einen großen konstruktiven Aufwand mit sich führt, da die Füllmaschine zwei separate Rohrleitungssysteme benötigt, nämlich die Druckausgleichverbindung und das Reinigungssystem.
  • Durch die Erfindung wird eine Behälterbehandlungsvorrichtung geschaffen, die auf ein separates Reinigungssystem und somit auf den damit verbundenen Installations- und Platzaufwand eines weiteren Rohrleitungssystems verzichten kann. Von den Erfindern wurde erkannt, dass sich das Druckausgleichssystem auch zur Innenraumreinigung und/oder -sterilisation des Füllgutkessels sowie zumindest eines Teils des Hygieneraums eignet. Indem die erfindungsgemäße Behälterbehandlungsvorrichtung sowohl eine Füllvorrichtung mit einem ersten Hygieneraumbereich, als auch eine Verschließvorrichtung mit einem zweiten Hygieneraumbereich aufweist und diese Hygieneraumbereiche strömungs- und/oder drucktechnisch einen durchgehenden Hygieneraum ausbilden, kann während eines Füllbetriebs der Füllvorrichtung ein besonders vielseitiger Druckausgleich in unterschiedliche Hygieneraumbereiche hergestellt bzw. geschaltet werden - und zwar nicht nur in einen Hygieneraumbereich der Füllvorrichtung, sondern auch in einen weiteren, zweiten Hygieneraumbereich der Verschließvorrichtung. Dies ermöglicht eine besonders vielseitige und bedarfsgerechte Schaltung von unterschiedlichsten Strömungsverbindungen des Druckausgleichssystems während des Füllbetriebs. Letztlich werden somit Druckschwankungen im Gasraum des Füllgutkessels, die zu deutlichen Veränderungen der Füllgeschwindigkeit führen, besonders effektiv vermieden. Die Anordnung der Hygieneraumbereiche ermöglicht zudem eine effiziente Nutzung des verfügbaren Raums und minimiert den Installations- und Platzaufwand für zusätzliche Rohrleitungssysteme. Die Behälterbehandlungsvorrichtung bietet somit eine zuverlässige, hygienische und effiziente Lösung für das Füllen und Verschließen von Behältern in verschiedenen industriellen Anwendungen der Getränkeindustrie.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Druckausgleichssystem ein schaltbares Leitungssystem aufweist, das den Gasraum des Füllgutkessels mit dem Hygieneraum fluidisch verbindet. Ein schaltbares Leitungssystem ermöglicht eine flexible Steuerung und Kontrolle des Druckausgleichs zwischen dem Gasraum des Füllgutkessels und dem Hygieneraum. Dadurch kann der Druckausgleich je nach Bedarf aktiviert, deaktiviert oder stufenlos angepasst werden. Durch die Möglichkeit, das Leitungssystem zu schalten, können die Betriebsbedingungen der Behälterbehandlungsvorrichtung weitergehend optimiert werden. Zum Beispiel kann der Druckausgleich während des Füllbetriebs aktiviert werden, um eine gleichmäßige Füllgeschwindigkeit zu gewährleisten, und während und/oder nach der Reinigung und/oder Sterilisation deaktiviert werden. Das schaltbare Leitungssystem ermöglicht es somit, die Behälterbehandlungsvorrichtung an verschiedene Betriebszustände anzupassen. Zum Beispiel kann das Leitungssystem während des Füllens, des Verschließens oder während der Reinigung unterschiedlich gesteuert oder angesteuert werden. Das Leitungssystem kann modular, also mehrteilig, ausgebildet sein, um eine einfache Installation, Wartung und Erweiterung zu ermöglichen. Insbesondere kann das Leitungssystem mehrere fluidisch dicht verbindbare Leitungen, insbesondere Rohrleitungen aus Metall, vorzugsweise Edelstahl, aufweisen. Die Implementierung eines schaltbaren Leitungssystems bietet eine effektive Möglichkeit, den Druckausgleich zwischen dem Füllgutkessel und dem Hygieneraum zu steuern und die Betriebsbedingungen der Behälterbehandlungsvorrichtung zu optimieren.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass in dem als Leitungssystem ausgebildeten Druckausgleichssystem zumindest eine steuer- und/oder regelbare Ventileinrichtung zum Schalten des Leitungssystems vorgesehen ist. Die steuer- und/oder regelbare Ventileinrichtung ermöglicht eine präzise Steuerung und/oder Regelung des Druckausgleichssystems. Dadurch können die Betriebsbedingungen der Behälterbehandlungsvorrichtung exakt an die Anforderungen angepasst werden und das auch vorzugsweise im laufenden Betrieb der Behälterbehandlungsvorrichtung. Bei der zumindest einen Ventileinrichtung kann es sich um eine pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch angesteuerte und/oder geregelte Ventileinrichtung handeln. Zudem kann das Leitungssystem mit zumindest einer Sensoreinrichtung und einer automatischen Regelung ausgebildet sein, die den Druck im Gasraum und im Hygieneraum überwacht und entsprechend anpasst. Die zumindest eine Ventileinrichtung kann mit einem Regelungssystem gekoppelt sein, das den Druck kontinuierlich überwacht und die Ventileinrichtungen entsprechend einer Sollwertregelung ansteuert. Dadurch wird sichergestellt, dass der Druckausgleich kontinuierlich optimiert wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Behälterbehandlungsvorrichtung gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung, die mit der zumindest einen Ventileinrichtung verbunden ist und ferner dazu eingerichtet ist, die Ventileinrichtung so zu schalten, dass während eines Reinigungsbetriebs der Behälterbehandlungsvorrichtung über das Druckausgleichssystem ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel in den Füllgutkessel sowie in den Hygieneraum einleitbar ist. Durch die automatisierte Steuerung wird der Reinigungs- und Sterilisationsprozess optimiert, was Zeit und Arbeitsaufwand reduziert. Mitarbeiter müssen nicht manuell eingreifen, um Reinigungs- und Sterilisationsmittel hinzuzufügen oder den Prozess zu überwachen. Die automatisierte Steuerung gewährleistet zudem konsistente Reinigungsergebnisse, da beispielsweise die Menge und/oder der Zeitpunkt der Zugabe von Reinigungs- und Sterilisationsmitteln präzise gesteuert werden können. Dies trägt zur Qualitätssicherung bei. Die automatisierte Reinigung und Sterilisation trägt letztlich zur Verbesserung der Hygiene und Produktsicherheit bei, indem potenzielle Kontaminationsquellen entfernt und Bakterien oder Keime abgetötet werden. Die Steuervorrichtung kann programmgesteuert ausgebildet sein und vordefinierte, beispielsweise in einer Speichereinheit abgespeicherte, Reinigungs- und Sterilisationszyklen durchfahren. Auch können in der Speichereinheit entsprechende Sollwerte, insbesondere Drucksollwerte, zur Ansteuerung der Ventileinrichtungen hinterlegt sein. Die Steuerungsvorrichtung kann mit Sensoren verbunden sein, um den Reinigungsfortschritt zu überwachen und den Prozess entsprechend anzupassen. Die Verbindung zwischen den Sensoren und/oder den Ventileinrichtungen kann drahtlos und/oder drahtgebunden ausgebildet sein. Ferner kann die Steuervorrichtung kann über Schnittstellen wie beispielsweise Touchscreens oder Softwareanwendungen oder MMI (Mensch-Maschine-Interaktion) bedient werden, um die Konfiguration und Überwachung des Reinigungs- und Sterilisationsprozesses zu erleichtern. Die Integration einer Steuervorrichtung, die mit der Ventileinrichtung verbunden ist, ermöglicht eine automatisierte Steuerung des Reinigungs- und Sterilisationsprozesses der Behälterbehandlungsvorrichtung über das Druckausgleichssystem, was zu verbesserten Hygiene- und Sicherheitsstandards führt, und zudem das Druckausgleichssystem für Innenraumreinigung und/oder -sterilisation des Füllgutkessels sowie zumindest eines Teils des Hygieneraums ausbildet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Druckausgleichssystem den Gasraum des Füllgutkessels mit dem zweiten Hygieneraumbereich verbindet. Durch die Verbindung des Gasraums des Füllgutkessels mit dem zweiten Hygieneraumbereich kann der Druckausgleich über die Verschließvorrichtung erfolgen, da der zweite Hygieneraumbereich in die Verschließvorrichtung mündet. Da die Verschließvorrichtung einen großen zweiten Hygieneraumbereich mit einem beträchtlichen Innenvolumen aufweist, ermöglicht die Verbindung des Gasraums des Füllgutkessels mit diesem Hygieneraumbereich einen effektiven Druckausgleich. Dadurch können Druckschwankungen während des Füllbetriebs wirksam ausgeglichen werden, was die Stabilität des Füllprozesses erhöht. Ein stabiler Druck im zweiten Hygieneraumbereich, der bis zum Verschließer reicht, trägt somit effektiv dazu bei, die Sterilität der Behälter und ihres Inhalts während des Verschließens zu erhalten. Dies ist entscheidend für die Sicherheit und Qualität des Endprodukts.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Druckausgleichssystem den Gasraum des Füllgutkessels mit dem ersten Hygieneraumbereich verbindet. Auch durch die Verbindung des Gasraums des Füllgutkessels mit dem ersten Hygieneraumbereich kann ein kontinuierlicher Druckausgleich während des Füllprozesses sichergestellt werden, was ebenfalls dazu beiträgt, Druckschwankungen in der Behälterbehandlungsvorrichtung zu minimieren und eine konsistente Füllung der Behälter zu gewährleisten.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Druckausgleichssystem mit zumindest einer dem Gasraum zugeordneten Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung und mit zumindest einer in den Hygieneraum mündenden Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung ausgestattet ist. Durch die Ausstattung des Druckausgleichssystems mit Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnungen für Reinigungs- und Sterilisationsmittel sowohl in den Gasraum als auch in den Hygieneraum kann während der Reinigungs- und Sterilisationsprozesse eine gleichmäßige Verteilung der Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittel in der Behälterbehandlungsvorrichtung erzeugt werden. Insbesondere münden die Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnungen in den Gasraum und den Hygieneraum, so dass das Druckausgleichsystem über die Sterilisationsmittelauslassöffnungen fluidisch dicht mit dem Gasraum und dem Hygieneraum verbunden ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine in den Hygieneraum mündende Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung in dem zweiten Hygieneraumbereich angeordnet ist. Da der zweite Hygieneraumbereich, der der Verschließvorrichtung zugeordnet ist, oft einen großen Innenraum mit einem beträchtlichen Innenvolumen aufweist, ermöglicht die Platzierung der Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung in diesem Bereich eine gleichmäßige Verteilung von Reinigungs- und Sterilisationsmitteln. Dadurch können alle relevanten Komponenten im zweiten Hygieneraumbereich gründlich gereinigt und sterilisiert werden. Da die Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung im Bereich des großen Innenraums mit einem beträchtlichen Innenvolumen der Verschließvorrichtung angeordnet sein kann, ist diese leicht zugänglich und kann während der Wartungs- und Reinigungsarbeiten problemlos erreicht werden. Dies erleichtert die Durchführung von routinemäßigen Reinigungs- und Wartungsarbeiten und trägt zur Aufrechterhaltung der Anlagenleistung bei.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine in den Hygieneraum mündende Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung als Sprühdüse, insbesondere als Sprühkugel, ausgebildet ist. Durch das Vorsehen einer Sprühkugel kann das Reinigungs- oder Sterilisationsmittel gleichmäßig in alle Richtungen versprühen werden. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung über alle Oberflächen im Hygieneraum gewährleistet, was zu einer effektiven Innenraumreinigung und/oder -sterilisation in dem Hygieneraum führt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Verschließvorrichtung der Füllvorrichtung nachgeschaltet und/oder mit der Füllvorrichtung verblockt ist. Durch das Nachschalten oder die Verblockung der Verschließvorrichtung mit der Füllvorrichtung kann die gesamte Behälterbehandlungsvorrichtung besonders platzsparend gestaltet werden. Dies ist besonders vorteilhaft in Umgebungen mit begrenztem Platzangebot, da die beiden Maschinen, also die Verschließvorrichtung und die Füllvorrichtung, nahtlos ineinander integriert werden können. Vorteilhaft sind in dieser Ausführungsvariante der erste und zweite Hygieneraumbereich als ein gemeinsamer, durchgängiger Hygieneraum insbesondere ohne Schleusen und sonstigen Zwischenwandungen, ausgebildet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Behälterbehandlungsvorrichtung gekennzeichnet durch eine Sterilisationsvorrichtung zum Sterilisieren der Behälter sowie einen dritten Hygieneraumbereich zur Aufnahme der zu sterilisierenden Behälter, wobei die Sterilisationsvorrichtung der Füllvorrichtung vorgeschaltet ist und/oder mit der Füllvorrichtung verblockt ist und der dritte Hygieneraumbereich zusammen mit dem ersten und zweiten Hygieneraumbereich den strömungs- und/oder drucktechnisch durchgehenden Hygieneraum bildet. Durch das Vorsehen einer Sterilisationsvorrichtung vor der Füllvorrichtung ist die Behälterbehandlungsvorrichtung dazu ausgebildet, die Behälter vor dem Füllprozess zu sterilisieren, so dass vorteilhaft Kontaminationen mit Mikroorganismen minimiert werden. Dies führt letztlich zu einer höheren Produktsicherheit und -qualität, was insbesondere wichtig bei der Abfüllung von empfindlichen Produkten wie Getränken oder Lebensmitteln ist. Die Platzierung der Sterilisationsvorrichtung vor der Füllvorrichtung gewährleistet eine umfassende Sterilisation der Behälter, einschließlich ihrer Innen- und Außenoberflächen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Behälter vollständig steril sind, bevor diese mit dem flüssigen Füllgut in Kontakt kommen. Die Verblockung der Sterilisationsvorrichtung mit der Füllvorrichtung ermöglicht ein nahtloses und integriertes System der Behälterbehandlungsvorrichtung. Dies vereinfacht den Materialfluss und reduziert potenzielle Kontaminationsquellen, die auftreten können, wenn die Sterilisationsvorrichtung separat, also nicht als Teil des gemeinsamen Hygieneraums, betrieben wird. Durch die Integration der Sterilisationsvorrichtung in den gemeinsamen Hygieneraum wird der Produktionsprozess effizienter gestaltet. Die Behälter müssen nicht zwischen verschiedenen Maschinen bzw. Anlagenteile der Fülllinie bewegt werden, was Zeit spart und das Risiko einer Kreuzkontamination verringert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass zwischen der Füllvorrichtung und der Verschließvorrichtung zumindest eine Übergabeeinrichtung zur Übergabe der Behälter von der Füllvorrichtung zu der Verschließvorrichtung vorgesehen ist, wobei die zumindest eine Übergabeeinrichtung derart angeordnet ist, dass die Behälter innerhalb des Hygieneraums von der Füllvorrichtung zu der Verschließvorrichtung übergebbar sind. Vorteilhaft kann die zumindest eine Übergabeeinrichtung als Transferstern oder Übergabestern ausgebildet sein. Alternativ oder kumulativ kann zumindest eine Übergabeeinrichtung vorgesehen sein, die als endlos angetriebener Transporteur, beispielsweise als Transportband oder Kettenförderer, ausgebildet ist. Da die Übergabe innerhalb des Hygieneraums erfolgt, wird die Sterilität der Behälter während des gesamten Transfers von der Füllvorrichtung zur Verschließvorrichtung aufrechterhalten. Dadurch wird das Risiko einer Kontamination der Behälter durch externe Einflüsse minimiert. Durch die Anordnung der Übergabeeinrichtung im Hygieneraum wird sichergestellt, dass der Hygieneraum entlang des gesamten Prozesses von der Befüllung bis zum Verschließen der Behälter kontinuierlich bleibt. Dies trägt zu einer konsistenten Sterilisierungsumgebung bei und reduziert nochmals weitergehend das Risiko von Kreuzkontaminationen. Das Vorsehen der Übergabeeinrichtung ermöglicht einen nahtlosen Behälterfluss bzw. Behältertransfer zwischen der Füllvorrichtung und der Verschließvorrichtung. Dadurch wird die Effizienz des Prozesses verbessert, da die Behälter kontinuierlich durch die gesamte Behälterbehandlungsvorrichtung bewegt werden können, ohne dass zusätzliche Handhabungsschritte erforderlich sind. Die Platzierung der Übergabeeinrichtung innerhalb des Hygieneraums ermöglicht eine kompakte Gestaltung der Behälterbehandlungsvorrichtung, da keine separaten Sterilisations- oder Reinigungsschritte für den Transfer der Behälter erforderlich sind. Dies trägt zur Optimierung des verfügbaren Raums in der Produktionsumgebung der Behälterbehandlungsvorrichtung bei.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Verschließvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Behälter mit Schraubverschlüssen zu verschließen. Schraubverschlüsse bieten eine sichere Abdichtung der Behälter, was besonders wichtig ist, um die Qualität und Haltbarkeit des Produkts zu gewährleisten. Die Ausbildung der Verschließvorrichtung zum Verschließen der Behälter mit Schraubverschlüssen ermöglicht es, eine Vielzahl von Behältern effizient und zuverlässig zu verschließen, unabhängig von ihrer Größe oder Form.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Behälterbehandlungsvorrichtung nach der vorhergehenden Beschreibung, bei dem während eines Füllbetriebs der Füllvorrichtung über das Druckausgleichssystem ein Druckausgleich zwischen dem Hygieneraum und dem Gasraum des Füllgutkessels hergestellt wird, wobei während eines Reinigungsbetriebs der Behälterbehandlungsvorrichtung das Druckausgleichssystem als Reinigungs- und/oder Sterilisationssystem zur Innenraumreinigung und/oder -sterilisation des Füllgutkessels sowie zumindest eines Teils des Hygieneraums verwendet wird.
  • Besonders vorteilhaft kann als Sterilisationsmittel vorzugsweise dampfförmiges H2O2 und/oder Wasserdampf verwendet werden. Beide Substanzen, sowohl dampfförmiges H2O2 als auch Wasserdampf, sind effektive Sterilisationsmittel, die eine breite Palette von Mikroorganismen abtöten können, einschließlich Bakterien, Viren und Pilze. Wasserstoffperoxid ist ein oxidatives Sterilisationsmittel, das sich nach der Anwendung zu Wasser und Sauerstoff zersetzt, ohne Rückstände oder schädliche Nebenprodukte zu hinterlassen. Wasserdampf ist ebenfalls chemisch neutral und hinterlässt keine Rückstände auf den behandelten Oberflächen. Dies macht sie besonders geeignet für Anwendungen, bei denen keine Rückstände im Behälter oder auf dem Behandlungsequipment akzeptabel sind.
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    beispielhaft und stark schematisiert eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern;
    Fig. 2
    ebenfalls beispielhaft und stark schematisiert eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern mit einer lediglich in Blockdarstellung visualisierten Sterilisationsvorrichtung zum Sterilisieren der Behälter.
  • Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren, soweit zweckdienlich, identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich oder zweckdienlich sind. Auch ist die Erfindung in den Figuren nur als schematische Ansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise dargestellt. Insbesondere dienen die Darstellungen in den Figuren nur der Erläuterung des grundlegenden Prinzips der Erfindung.
  • Die Figur 1 zeigt dabei beispielhaft und stark vereinfacht eine Behälterbehandlungsvorrichtung 1 zum Behandeln von Behältern 2. Insbesondere handelt es sich bei der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 um ein solche, die in der Getränkeindustrie zur Behandlung von mehreren Tausend Behältern 2 pro Stunde ausgebildet ist.
  • Die Behälterbehandlungsvorrichtung 1 weist hierbei eine Füllvorrichtung 100 umlaufender Bauart zum hygienischen und/oder sterilen Füllen der Behälter 2 mit einem flüssigen Füllgut auf. Hierbei sind an einem um eine vertikale Maschinenachse MA1 umlaufend antreibbaren Rotor 3 eine Vielzahl von mit dem Rotor 3 mitdrehende Füllelementen FE mit jeweils einer Abgabeöffnung 1.1 zum Abgeben des flüssigen Füllgutes in den jeweiligen Behälter 2 vorgesehen.
  • Das Füllelement FE, welches zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente FE am Umfang des um die vertikale Maschinenachse MA1 umlaufenden Rotors 3 vorgesehen ist, ist zum hygienischen und/oder sterilen Füllen von als Flaschen, insbesondere PET-Flaschen, ausgebildeten Behälter 2 mit einem flüssigen Füllgut vorgesehen.
  • Von dem Rotor 3 ist in der Figur 1 lediglich ein Rotorelement mit den Wandabschnitten 3.1 und 3.2 gezeigt. Dieses um die Maschinenachse MA1 umlaufende Rotorelement bildet zusammen mit einem am Maschinenrahmen vorgesehenen und mit dem Rotor 3 nicht umlaufenden, die Wandabschnitte 4.1, 4.2 und 4.3 aufweisenden Abschirmelement 4 einen die vertikale Maschinenachse MA1 konzentrisch umschließenden ersten Hygieneraumbereich 5.1 bzw. ringförmigen Isolator zur Aufnahme zumindest der Abgabeöffnungen 1.1 der Füllelemente FE sowie der zu befüllenden Behälter 2. In anderen Worten bilde also die Wandabschnitte 3.1 und 3.2 als Einhausungselemente am Rotor 3 vorgesehen, während die Wandabschnitte 4.1, 4.2 und 4.3 als Einhausungselemente am Maschinengestell angeordnet sind.
  • Während des Füllprozesses sind die Behälter 2 vollständig, oder zumindest aber mit ihrem Mündungsbereich in dem ersten Hygieneraumbereich 5.1 aufgenommen. Nach dem Füllen werden die Behälter 2 an eine allgemein mit dem Bezugszeichen 200 dargestellte Verschließvorrichtung weiter gleitet.
  • Jedem Füllelement FE ist in dem ersten Hygieneraumbereich 5.1 ein Behälterträger 6 zugeordnet, an dem der jeweilige Behälter 2 an einem Mündungsflansch 2.1 mit seiner Flaschenöffnung unterhalb des Füllelementes FE bzw. einer von diesem gebildeten Abgabeöffnung 1.1 gehalten ist. Jedes Füllelement FE ist über eine Produktleitung 7 mit Durchflussmesser 8 mit einem Füllgutkessel 9 verbunden, der auf einem Höhenniveau oberhalb der Füllelemente FE bzw. der Abgabeöffnungen 1.1 angeordnet ist und während des Füllbetriebes teilweise, d.h. bis zu einem vorgegebenen Niveau N mit dem flüssigen Füllgut gefüllt ist, so dass während des Füllbetriebes der Innenraum des Füllgutkessel 9 einen von dem flüssigen Füllgut eingenommenen Füllgutraum 9.1 und darüber liegend einen Gasraum 9.2 bildet. Der Gasraum 9.2 ist dabei mit einem gas- und/oder dampfförmigen Medium unter einem definierten Überdruck beaufschlagt.
  • Über eine nicht nähergehend dargestellte Produktleitung mit beispielweise einer Drehkupplung wird das flüssige Füllgut dem Füllgutkessel 9 für die Einhaltung des Niveaus N geregelt zugeführt.
  • Wie bereits erwähnt, weist die Behälterbehandlungsvorrichtung 1 die Verschließvorrichtung 200 mit mehreren Verschließelementen 201 mit jeweils einem Verschließkopf 202 zum hygienischen und/oder sterilen Verschließen der Behälter auf 2. Die Verschließvorrichtung 200 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Figur 1 als eine rotative Verschließvorrichtung 200 bzw. eine Verschließvorrichtung 200 umlaufender Bauart zum Verschließen der Behälter 2 ausgebildet. Mehr im Detail weist die Verschließvorrichtung 200 hierfür mehrere am Umfang eines um eine vertikale Mittelachse MA2 der Verschließvorrichtung 200 motorisch umlaufend antreibbaren Karussells 203 angeordnete Verschließstationen zum Verschließen der Behälter 2 mit einem nicht nähergehend dargestellten Behälterverschluss, insbesondere einem Schraubverschluss, auf.
  • Das Karussell 203 kann umlaufend an einer sich entlang der vertikalen Maschinenachse MA2 erstreckenden sowie ortsfesten Zentralsäule 204 angeordnet sein, die ebenfalls nur grob schematisch angedeutet ist. Die sich um die Zentralsäule 204 umdrehenden Verschließstationen weisen jeweils wenigstens ein senk- und hubbewegliches Verschließelement 201 mit jeweils einem Verschließkopf 202 zum hygienischen und/oder sterilen Verschließen der Behälter 2 sowie einen den jeweiligen Verschließelementen 201 zugeordneten Behälterträger 205 auf.
  • Der jeweilige Behälterträger 205 kann zur stehenden oder hängenden Halterung eines jeweiligen Behälters 2 an der Zentralsäule 204 mitumlaufend vorgesehen ist. Auch der Behälterträger 205 kann senk- und hubbeweglich ausgebildet sein.
  • Mit dem Karussell 203 mitdrehend weist die Verschließvorrichtung 200 zumindest einen Wandabschnitt 210 auf, der beispielsweise über eine Labyrinthdichtung 300 mit weiteren, nicht mitdrehenden Wandabschnitten 211, 212 und 213 einen zweiten Hygieneraumbereich 5.2 zur Aufnahme zumindest der Verschließköpfe 202 der Verschließelemente 201 sowie der zu verschließenden Behälter 2 ausbildet. Erfindungsgemäß bilden der erste und zweite Hygieneraumbereich 5.1, 5.2 einen strömungs- und/oder drucktechnisch durchgehenden Hygieneraum 5 aus.
  • Ferner weist die Behälterbehandlungsvorrichtung 1 wenigstens ein den Gasraum 9.2 des Füllgutkessels 9 mit dem Hygieneraum 5 verbindendes Druckausgleichssystem 10 auf, mittels welchem während eines Füllbetriebs der Füllvorrichtung 100 ein Druckausgleich zwischen dem Hygieneraum 5 und dem Gasraum 9.2 des Füllgutkessels 9 herstellbar ist. Das Füllen der Behälter 2 kann somit in einem Gleichdruckfüllsystem erfolgen, bei dem die Füllgeschwindigkeit aus der statischen Höhendifferenz zwischen der Abgabeöffnung 1.1 des jeweiligen Füllelementes FE und dem Niveau N des Flüssigkeitsspiegels des Füllgutes im Füllgutkessel 9 resultiert, und zwar reduziert um Druckverluste, die sich beim Durchströmen beispielsweise der Produktleitungen 7, der Durchflussmesser 8 sowie von Flüssigkeitskanälen innerhalb der Füllelemente FE ergeben. Über das Druckausgleichssystem 10 kann ein ständiger Gleichdruck zwischen Füllgutkessel 9 und dem strömungs- und/oder drucktechnisch durchgehenden Hygieneraum 5 hergestellt werden.
  • Mithin ist dabei das Druckausgleichssystem 10 der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 mit einer Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelzufuhr 11, 12 verbunden und zur Innenraumreinigung und/oder -sterilisation des Füllgutkessels 9 sowie zumindest eines Teils des Hygieneraums 5 ausgebildet.
  • Mehr im Detail weist das Druckausgleichsystem 10 der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 hierfür ein schaltbares Leitungssystem 17...23 auf, das den Gasraum 9.2 des Füllgutkessels 9 mit dem Hygieneraum 5 fluidisch verbindet. Mehr im Detail verbindet das schaltbare Leitungssystem 17...23 den Gasraum 9.2 des Füllgutkessels 9 fluidisch dicht mit dem Hygieneraum 5. Das Leitungssystem 17...23 ist hierfür vorzugsweise modular, also mehrteilig, ausgebildet, um eine einfache Installation, Wartung und Erweiterung zu ermöglichen. Insbesondere umfasst das Leitungssystem 17...23 mehrere fluidisch dicht verbindbare Leitungen 17...23, insbesondere Rohrleitungen aus Metall, vorzugsweise Edelstahl. Wie ebenfalls in Figur 1 zu erkennen ist, ist in dem als Leitungssystem 17...23 ausgebildeten Druckausgleichssystem 10 zumindest eine steuer- und/oder regelbare Ventileinrichtung 26...36 zum Schalten des Leitungssystems 17...23 vorgesehen. Somit kann das Druckausgleichssystem 10 den Gasraum 9.2 des Füllgutkessels 9 mit dem zweiten Hygieneraumbereich 5.2 verbinden. Alternativ oder kumulativ kann das Druckausgleichssystem 10 somit auch den Gasraum 9.2 des Füllgutkessels 9 mit dem ersten Hygieneraumbereich 5.1 verbinden.
  • Das Leitungssystem 10 umfasst hierbei eine Leitung 17, die den Gasraum 9.2 unter schaltbarer Zwischenschaltung der Ventileinrichtungen 26, 29 sowie 34 mit dem Hygieneraum 5, insbesondere dem zweiten Hygieneraumbereich 5.2 fluidisch dicht verbindet. In die Leitung 17 münden hierbei die Reinigungsmittelzufuhr 11 sowie die Sterilisationsmittelzufuhr 12. Die Reinigungsmittelzufuhr 11 ist über die Ventileinrichtung 31 und die Sterilisationsmittelzufuhr 12 über die Ventileinrichtung 32 mit der Leitung 17 schaltbar verbindbar. Ferner zweigen sich von der Leitung 17, die Leitung 18, 20, 21, 22 sowie 23 ab. Die Leitung 18 verbindet hierbei über die Ventileinrichtung 27 die Leitung 17 mit dem ersten Hygieneraumbereich 5.1. Auch die Leitung 23 verbindet über die Ventileinrichtung 30 die Leitung 17 mit dem ersten Hygieneraumbereich 5.1. Von der Leitung 18 zweigt sich wiederum ohne Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung die Leitung 19 ab, die ebenfalls in den Gasraum 9.2 mündet. Über die mit der Leitung 17 verzweigte Leitung 20 kann über die Ventileinrichtung 28 Luft, insbesondere Sterilluft, in das Druckausgleichssystem 10 eingeleitet werden, während über die Ventileinrichtung 36 das Druckausgleichssystem 10, insbesondere über die Leitung 18, ebenfalls mit Sterilisationsmittel beaufschlagt werden kann, also als Sterilisationsmittelzufuhr 12 ausgebildet ist. Über die von der Leitung 17 abzweigende Leitung 22 mit der Ventileinrichtung 33 ist die Leitung 17 auch mit dem zweiten Hygieneraumbereich 5.2 des strömungs- und/oder drucktechnisch durchgehenden Hygieneraum 5 verbunden, ebenso wie über die von der Leitung 17 abzweigende Leitung 21 mit der Ventileinrichtung 35.
  • Zum Abführen des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittels weist die Behälterbehandlungsvorrichtung 1 ein Abführsystem 40 auf, das über Rohrleitungen 41 das Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel aus dem Hygieneraum 5 ableitet.
  • Unterschiedlich zu der in Figur 1 gezeigten Ausführungsvariante ist in Figur 2 eine Behälterbehandlungsvorrichtung 1 gezeigt, die eine Sterilisationsvorrichtung 500 zum Sterilisieren der Behälter 2 sowie einen dritten Hygieneraumbereich 5.3 zur Aufnahme der zu sterilisierenden Behälter 2 aufweist, wobei die Sterilisationsvorrichtung 500 der Füllvorrichtung 100 vorzugsweise wiederum bezogen auf die Transportrichtung A, vorgeschaltet ist. Alternativ kann die Füllvorrichtung 100 auch verblockt mit der Sterilisationsvorrichtung 500 ausgebildet sein. Mithin bildet der dritte Hygieneraumbereich 5.3 zusammen mit dem ersten und zweiten Hygieneraumbereich 5.1, 5.2 den strömungs- und/oder drucktechnisch durchgehenden Hygieneraum 5 aus. Insbesondere weist hierfür das schaltbare Leitungssystem zusätzlich zu den Leitungen der Figur 1 die Leitung 24 auf, die von der Leitung 17 abgezweigt ist, und somit den Gasraum 9.2 des Füllgutkessels 9 mit dem Hygieneraum 5, insbesondere dessen dritten Hygieneraumbereich 5.3, fluidisch verbindet. Die Leitung 24 kann hierbei über die Ventileinrichtung 37 schaltbar ausgebildet sein.
  • Wie ebenfalls im Zusammenhang der Figur 1 angedeutet, weist die Behälterbehandlungsvorrichtung 1 eine Steuervorrichtung SE auf, die mit den Ventileinrichtungen 26..37, vorzugsweise mit sämtlichen Ventileinrichtungen 26...37 verbunden ist und ferner dazu eingerichtet ist, die Ventileinrichtungen 26...37 so zu schalten, dass während eines Reinigungsbetriebs der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 über das Druckausgleichssystem 10 ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel in den Füllgutkessel 9 sowie in den Hygieneraum 5 einleitbar ist.
  • Das Druckausgleichssystem 10 ist hierbei mit zumindest einer dem Gasraum 9.2 zugeordneten Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung 15 und mit zumindest einer in den Hygieneraum 5 mündenden Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung 16 ausgestattet ist. Insbesondere ist die zumindest eine in den Hygieneraum 5 mündende Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung 16 in dem zweiten Hygieneraumbereich 5.2 angeordnet - also in dem der Verschließvorrichtung 200 zugeordneten Hygieneraumbereich. Besonders vorteilhaft ist die zumindest eine in den Hygieneraum 5 mündende Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung 16 als Sprühdüse, insbesondere als Sprühkugel, ausgebildet.
  • Wie ebenfalls den Figuren entnommen werden kann, ist die Verschließvorrichtung 200 der Füllvorrichtung 100, vorzugsweise in Bezug auf eine Transportrichtung A der Behälter 2 gesehen, nachgeschaltet. Alternativ kann die Verschließvorrichtung 200 auch mit der Füllvorrichtung 100 verblockt ausgebildet sein.
  • Auch kann zwischen der Füllvorrichtung 100 und der Verschließvorrichtung 200 zumindest eine Übergabeeinrichtung 400 zur Übergabe der Behälter 2 von der Füllvorrichtung 100 zu der Verschließvorrichtung 200 vorgesehen sein, wobei die zumindest eine Übergabeeinrichtung 400 derart angeordnet ist, dass die Behälter 2 innerhalb des Hygieneraums 5 von der Füllvorrichtung 100 zu der Verschließvorrichtung 200 übergebbar sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Übergabeeinrichtung 400 um einen im zweiten Hygieneraumbereich 5.2 angeordneten Übergabestern.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Behälterbehandlungsvorrichtung
    1.1
    Abgabeöffnung
    2
    Behälter
    3
    Rotor
    3.1
    Wandabschnitt
    3.2
    Wandabschnitt
    4
    Abschirmelement
    4.1...4.3
    Wandabschnitt
    5
    Hygieneraum
    5.1, 5.2
    Hygieneraumbereich
    6
    Behälterträger
    7
    Produktleitung
    8
    Durchflussmesser
    9
    Füllgutkessel
    9.1
    Füllgutraum
    9.2
    Gasraum
    10
    Druckausgleichssystem
    11
    Reinigungsmittelzufuhr
    12
    Sterilisationsmittelzufuhr
    16
    Sterilisationsmittelauslassöffnung
    17...24
    Leitung
    26...37
    Ventileinreichung
    40
    Abführsystem
    41
    Rohrleitungen
    100
    Füllvorrichtung
    200
    Verschließvorrichtung
    201
    Verschließelement
    202
    Verschließkopf
    203
    Karussell
    204
    Zentralsäule
    205
    Behälterträger
    210...213
    Wandabschnitt
    300
    Labyrinthdichtung
    400
    Übergabeeinrichtung
    500
    Sterilisationsvorrichtung
    MA1
    Maschinenachse
    MA2
    Maschinenachse
    FE
    Füllelement
    SE
    Steuervorrichtung

Claims (14)

  1. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) zum Behandeln von Behältern (2), zumindest aufweisend eine Füllvorrichtung (100) umlaufender Bauart zum hygienischen und/oder sterilen Füllen der Behälter mit einem flüssigen Füllgut, mit einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor (3), mit einer Vielzahl von am Rotor (3) vorgesehenen Füllelementen (FE) mit jeweils einer Abgabeöffnung (1.1) zum Abgeben des flüssigen Füllgutes in den jeweiligen Behälter (2), mit einem Füllgutkessel (9), der mit jedem Füllelement (FE) über eine Produktleitung (7) verbunden ist und einen zur Aufnahme des flüssigen Füllgutes dienenden Füllgutraum (9.1) und darüber liegend einen mit einem sterilen gas- und/oder dampfförmigen Medium beaufschlagbaren Gasraum (9.2) bildet, ferner aufweisend eine Verschließvorrichtung (200) mit mehreren Verschließelementen mit jeweils einem Verschließkopf zum hygienischen und/oder sterilen Verschließen der Behälter (2),
    ferner aufweisend einen ersten Hygieneraumbereich (5.1) zur Aufnahme zumindest der Abgabeöffnungen der Füllelemente sowie der zu befüllenden Behälter (2) und einen zweiten Hygieneraumbereich (5.2) zur Aufnahme zumindest der Verschließköpfe der Verschließelemente sowie der zu verschließenden Behälter (2), wobei der erste und zweite Hygieneraumbereich (5.1, 5.2) einen strömungs- und/oder drucktechnisch durchgehenden Hygieneraum (5) bilden,
    wobei wenigstens ein den Gasraum (9.2) des Füllgutkessels (9) mit dem Hygieneraum (5) verbindendes Druckausgleichssystem (10) vorgesehen ist, mittels welchem während eines Füllbetriebs der Füllvorrichtung (100) ein Druckausgleich zwischen dem Hygieneraum (5) und dem Gasraum (9.2) des Füllgutkessels (9) herstellbar ist,
    und wobei das Druckausgleichssystem (10) mit einer Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelzufuhr (11, 12) verbunden ist und zur Innenraumreinigung und/oder -sterilisation des Füllgutkessels (9) sowie zumindest eines Teils des Hygieneraums (5) ausgebildet ist.
  2. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichssystem (10) ein schaltbares Leitungssystem (17...24) aufweist, das den Gasraum (9.2) des Füllgutkessels (9) mit dem Hygieneraum (5) fluidisch verbindet.
  3. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem als Leitungssystem (17...24) ausgebildeten Druckausgleichssystem (10) zumindest eine steuer- und/oder regelbare Ventileinrichtung (26...37) zum Schalten des Leitungssystems (17...24) vorgesehen ist.
  4. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (SE), die mit der zumindest eine Ventileinrichtung (26...37) verbunden ist und ferner dazu eingerichtet ist, die Ventileinrichtung (26...37) so zu schalten, dass während eines Reinigungsbetriebs der Behälterbehandlungsvorrichtung über das Druckausgleichssystem (10) ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel in den Füllgutkessel (9) sowie in den Hygieneraum (5) einleitbar ist.
  5. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichssystem (10) den Gasraum (9.2) des Füllgutkessels (9) mit dem zweiten Hygieneraumbereich (5.2) verbindet.
  6. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichssystem (10) den Gasraum (9.2) des Füllgutkessels (9) mit dem ersten Hygieneraumbereich (5.1) verbindet.
  7. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichssystem (10) mit zumindest einer dem Gasraum (9.2) zugeordneten Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung (15) und mit zumindest einer in den Hygieneraum (5) mündenden Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung (16) ausgestattet ist.
  8. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine in den Hygieneraum (5) mündende Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung (16) in dem zweiten Hygieneraumbereich (5.2) angeordnet ist.
  9. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine in den Hygieneraum (5) mündende Reinigungsmittel- und/oder Sterilisationsmittelauslassöffnung (16) als Sprühdüse, insbesondere als Sprühkugel, ausgebildet ist.
  10. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschließvorrichtung (200) der Füllvorrichtung (100) nachgeschaltet und/oder mit der Füllvorrichtung (100) verblockt ist.
  11. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sterilisationsvorrichtung (400) zum Sterilisieren der Behälter (2) sowie einen dritten Hygieneraumbereich (5.3) zur Aufnahme der zu sterilisierenden Behälter (2), wobei die Sterilisationsvorrichtung (400) der Füllvorrichtung (100) vorgeschaltet ist und/oder mit der Füllvorrichtung (100) verblockt ist und der dritte Hygieneraumbereich (5.3) zusammen mit dem ersten und zweiten Hygieneraumbereich (5.1, 5.2) den strömungs- und/oder drucktechnisch durchgehenden Hygieneraum (5) bildet.
  12. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Füllvorrichtung (100) und der Verschließvorrichtung (200) zumindest eine Übergabeeinrichtung (300) zur Übergabe der Behälter (2) von der Füllvorrichtung (100) zu der Verschließvorrichtung (200) vorgesehen ist, wobei die zumindest eine Übergabeeinrichtung (300) derart angeordnet ist, dass die Behälter (2) innerhalb des Hygieneraums (5) von der Füllvorrichtung (100) zu der Verschließvorrichtung (200) übergebbar sind.
  13. Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschließvorrichtung (200) dazu ausgebildet ist, die Behälter (2) mit Schraubverschlüssen zu verschließen.
  14. Verfahren zum Betreiben einer Behälterbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während eines Füllbetriebs der Füllvorrichtung (100) über das Druckausgleichssystem (10) ein Druckausgleich zwischen dem Hygieneraum (5) und dem Gasraum (9.2) des Füllgutkessels (9) hergestellt wird, wobei während eines Reinigungsbetriebs der Behälterbehandlungsvorrichtung (1) das Druckausgleichssystem (10) als Reinigungs- und/oder Sterilisationssystem zur Innenraumreinigung und/oder -sterilisation des Füllgutkessels (9) sowie zumindest eines Teils des Hygieneraums (5) verwendet wird.
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