WO2008006446A1 - Verfahren sowie vorrichtung zum aufschäumen eines in flaschen oder dergleichen behälter eingebrachten füllgutes - Google Patents

Verfahren sowie vorrichtung zum aufschäumen eines in flaschen oder dergleichen behälter eingebrachten füllgutes Download PDF

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aufschäummediums
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Benedikt VON FÜRSTENBERG
Sascha Henn
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    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2671—Means for preventing foaming of the liquid

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a device according to the preamble of claim 13.
  • bottles or similar containers that have been filled in a filling machine with a liquid filling material, preferably with a filling material containing carbonic acid, before closing with a pressurized liquid embarking medium.
  • the aim here is a foaming of the filling material in the respective container in order to displace air or existing atmospheric oxygen over the level of contents in the container and to avoid the deterioration of the contents or its durability and / or taste due to oxygen.
  • a liquid AufMummedium water or the product itself is used, for example, each in the heated state.
  • At least one injection nozzle which is supplied with the foaming medium under pressure and under which the containers filled with the contents are passed on a transport path between a filling machine and a closing machine following this filling machine in the production line, serves to introduce the foaming medium.
  • the object of the invention is to provide a method of this type, which allows a further improvement in the quality and / or durability of each filled in a container contents.
  • the invention is based on the finding that the quality and / or durability of the respectively filled filling material can be substantially improved by the coating or sheathing of the at least one jet of the liquid foaming medium with an inert gas stream or jacket, namely. in that by the inert gas jacket of the at least one jet of the liquid foaming medium, entrainment of ambient air or oxygen with this jet in the respective container is prevented, i. the amount of oxygen to be removed by the foaming process is kept as low as possible.
  • 1 is a container in the form of a bottle, which (container) is filled with a foamable liquid filling material, for example with a carbonated filling material and is then to be closed.
  • the container 1 is upright, that is arranged with its container axis oriented in the vertical direction hanging on a conveyor 2 and is connected to the feed dog 2 in the direction of Arrow A moves, for example between a filling machine and a capping machine of a production plant.
  • the transporter 2 is, for example, a suitably trained Transportstem.
  • an injection nozzle of an injector 4 is designated.
  • each container 2 is moved past such that a jet 5 of a liquid foaming agent exiting from the injection nozzle 3 is introduced through the open container mouth 1.1 of the respective container 1 into this container and causes the liquid product to foam there by introducing energy, that present oxygen or existing air are displaced by the foaming filling material by this AufFum perspectives in the container above the Gregutspiegels.
  • the energy input generated by the beam 5 and thus also the foaming effect are u.a. depending on the amount, the pressure (injection pressure) and the temperature of the foaming medium introduced into the respective container 1.
  • the energy input is e.g. by controlling, for example, the injection pressure in dependence on the performance of the production line, i.
  • a the outlet or nozzle opening 6.1 for the jet 5 forming channel 6 via a heater 7 for heating the liquid AufMummediums to a temperature, for example in the range between 80 and 90 0 C with a pump. 8 connected to generate the injection pressure.
  • a source 9 for the liquid foaming medium In the simplest case, the Crumummedium water, such as sterile water, or the contents. It is also possible to mix different foaming media, in particular also liquid and gas and / or vapor foaming media.
  • a special feature of the injection device 4 is that the nozzle 3 in addition to the nozzle opening 6.1 formed by the channel 6 for the jet 5 another formed by an annular channel 10 and the nozzle opening 6.1 enclosing annular nozzle 10.1, from the during the treatment of the container. 1 an inert gas stream enclosing or sheathing the jet 5 exits under pressure, as indicated by broken lines 11 in the figure.
  • the channel 10 is for this purpose connected to a source 12 for the inert gas.
  • an inert gas for example, CO2 gas or nitrogen is suitable.
  • the beam 5 enclosing inert gas 11 is u.a. Prevents that with the beam 5 from the ambient air oxygen in the respective container 1 is carried.
  • the respective container 1 is thus not additionally charged with oxygen from the ambient air during foaming, which (additional oxygen) would also have to be removed by the foaming process.
  • the inert gas 11 also contributes to a displacement of air and atmospheric oxygen from the respective container.
  • the nozzle 3 is driven, for example, so that the beam 5 and the inert gas stream 11 enveloping this jet emerge from it during production.
  • the feed dog 2 is, for example, a revolving transport element with a plurality of container receptacles, for example a transport star, wherein an injection nozzle 3 is then provided on each container receptacle.
  • the injection nozzle 3 has been described above as a tube-like member. It is understood that other designs are possible, for example, versions with multiple injectors or nozzle openings for the AufMummedium. However, all embodiments have in common that the jet 5 of the foaming medium emerging from at least one injection nozzle or its nozzle opening is surrounded by an inert gas stream 11.

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

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufschäumen eines in Flaschen oder dergleichen Behälter (1) eingebrachten Füllgutes unter Verwendung einer Einspritzdüsenanordnung (3) mit wenigstens einer Düsenöffnung (6.1), über die ein flüssiges Aufschäummedium in die wenigstens eine Düsenöffnung passierenden Behälter unter Druck in wenigstens einem Strahl (5) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Strahl zumindest während des Einspritzens in einen Behälter von einem Inertgasstrom (11) umgeben oder ummantelt wird.

Description

Verfahren sowie Vorrichtung zum Aufschäumen eines in Flaschen oder dergleichen Behälter eingebrachten Füllgutes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 13.
In der Getränkeindustrie ist bekannt, Flaschen oder dergleichen Behälter, die in einer Füllmaschine mit einem flüssigen Füllgut, vorzugsweise mit einem Kohlesäure enthaltenden Füllgut gefüllt wurden, vor dem Verschließen mit einem unter Druck stehenden flüssigen Aufschäummedium zu beaufschlagen. Angestrebt ist hierbei ein Aufschäumen des Füllgutes im jeweiligen Behälter, um hierdurch über dem Füllgutspiegel im Behälter vorhandene Luft bzw. vorhandenen Luftsauerstoff zu verdrängen und die Beeinträchtigung des Füllgutes bzw. dessen Haltbarkeit und/oder Geschmack durch Sauerstoff zu vermeiden. Als flüssiges Aufschäummedium wird dabei beispielsweise Wasser oder aber das Füllgut selbst verwendet, und zwar beispielsweise jeweils im erhitzten Zustand. Zum Einbringen des Aufschäummediums dient wenigstens eine Einspritzdüse, der das Aufschäummedium unter Druck zugeführt wird und unter der die mit dem Füllgut gefüllten Behälter auf einer Transportstrecke zwischen einer Füllmaschine und einer auf diese Füllmaschine in der Produktionslinie folgenden Verschließmaschine hindurchgeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren dieser Art aufzuzeigen, welches eine weitere Verbesserung der Qualität und/oder Haltbarkeit des jeweils in einem Behälter abgefüllten Füllgutes ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist Gegenstand des Patentanspruches 13.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch die Umhüllung bzw. Ummantelung des wenigstens einen Strahls des flüssigen Aufschäummediums mit einem Inertgasstrom oder -mantel die Qualität und/oder Haltbarkeit des jeweils abgefüllten Füllgutes wesentlich verbessert werden können, und zwar u.a. dadurch, dass durch die Inertgasummantelung des wenigstens einen Strahles des flüssigen Aufschäummediums ein Mitführen von Umgebungsluft bzw. -Sauerstoff mit diesem Strahl in dem jeweiligen Behälter verhindert wird, d.h. die durch den Aufschäumprozess zu entfernende Sauerstoffmenge möglichst gering gehalten wird.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur, die in sehr vereinfachter Darstellung die Einspritzdüse einer Vorrichtung zum gesteuerten Aufschäumen eines in Flaschen oder dergleichen Behälter eingebrachten Füllgutes, zusammen mit einem unter dieser Einspritzdüse angeordneten Behälter zeigt, näher erläutert.
In den Figuren ist 1 ein Behälter in Form einer Flasche, der (Behälter) mit einem aufschäumbaren flüssigen Füllgut, beispielsweise mit einem kohlesäurehaltigen Füllgut gefüllt ist und anschließend verschlossen werden soll. Der Behälter 1 ist aufrecht, d.h. mit seiner Behälterachse in vertikaler Richtung orientiert hängend an einem Transporteur 2 angeordnet und wird mit dem Transporteur 2 in Richtung des Pfeils A bewegt, und zwar beispielsweise zwischen einer Füllmaschine und einer Verschließmaschine einer Produktionsanlage. Der Transporteur 2 ist dabei beispielsweise ein entsprechend ausgebildeter Transportstem.
Mit 3 ist in der Figur eine Einspritzdüse einer Einspritzeinrichtung 4 bezeichnet. Unter der Einspritzdüse 3 wird jeder Behälter 2 derart vorbeibewegt, dass ein aus der Einspritzdüse 3 unter Druck austretender Strahl 5 eines flüssigen Aufschäummediums durch die offene Behältermündung 1.1 des jeweiligen Behälters 1 in diesen Behälter eingebracht und dort durch Energieeintrag ein Aufschäumen des flüssigen Füllgutes derart bewirkt, dass durch diesen Aufschäumprozess im Behälter oberhalb des Füllgutspiegels vorhandener Sauerstoff bzw. vorhandene Luft durch das aufschäumende Füllgut verdrängt werden. Der mit dem Strahl 5 erzeugte Energieeintrag und damit auch die Aufschäumwirkung sind u.a. abhängig von der Menge, dem Druck (Einspritzdruck) und der Temperatur des in den jeweiligen Behälter 1 eingebrachten Aufschäummediums. Der Energieeintrag wird z.B. durch Steuerung beispielsweise des Einspritzdruckes in Abhängigkeit von der Leistung der Produktionslinie, d.h. in Abhängigkeit von der je Zeiteinheit an der Einspritzdüse 3 vorbeibewegten Flaschen 1 derart geregelt, dass einerseits ein für das Verdrängen der Luft bzw. des Sauerstoffs aus dem jeweiligen Behälter 1 ausreichender Aufschäumprozess erfolgt, andererseits aber zugleich auch ein Überschäumen des Füllgutes aus den Behältern 1 verhindert ist.
Zur Erzeugung des Strahles 5 sowie zur Steuerung des Energieeintrags ist ein die Austritts- oder Düsenöffnung 6.1 für den Strahl 5 bildender Kanal 6 über eine Heizeinrichtung 7 zum Erwärmen des flüssigen Aufschäummediums auf eine Temperatur beispielsweise im Bereich zwischen 80 und 900C mit einer Pumpe 8 zur Erzeugung des Einspritzdruckes verbunden. Dies steht ihrerseits mit einer Quelle 9 für das flüssige Aufschäummedium in Verbindung. Im einfachsten Fall ist das Aufschäummedium Wasser, z.B. steriles Wasser, oder das Füllgut. Auch Mischungen verschiedener Aufschäummedien, insbesondere auch flüssiger und gas- und/oder dampfförmiger Aufschäummedien sind möglich.
Eine Besonderheit der Einspritzeinrichtung 4 besteht darin, dass die Düse 3 zusätzlich zu der von dem Kanal 6 gebildeten Düsenöffnung 6.1 für den Strahl 5 eine weitere von einem Ringkanal 10 gebildete und die Düsenöffnung 6.1 umschließende Ringdüse 10.1 aufweist, aus der während der Behandlung der Behälters 1 ein den Strahl 5 umschließender bzw. ummantelnder Inertgasstrom unter Druck austritt, wie dies in der Figur mit unterbrochenen Linien 11 angedeutet ist. Der Kanal 10 ist hierfür mit einer Quelle 12 für das Inertgas verbunden. Als Inertgas eignet sich beispielsweise CO2-Gas oder Stickstoff.
Durch den, den Strahl 5 ummantelnden Inertgasstrom 11 wird u.a. verhindert, dass mit dem Strahl 5 aus der Umgebungsluft Sauerstoff in den jeweiligen Behälter 1 mitgeführt wird. Der jeweilige Behälter 1 wird also beim Aufschäumen nicht zusätzlich mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft beaufschlagt, der (zusätzlicher Sauerstoff) durch den Aufschäumprozess ebenfalls entfernt werden müsste. Weiterhin trägt auch der Inertgasstrom 11 zu einem Verdrängen von Luft und Luftsauerstoff aus den jeweiligen Behälter bei.
Durch die Ummantelung des Strahles 5 mit dem Inertgas wird somit eine wesentliche Verbesserung der Qualität und/oder der Haltbarkeit des abgefüllten Produktes erreicht. Weiterhin sind durch die Ummantelung des Strahles 5 mit dem Inertgas auch eine Verkürzug der Behandlungsdauer und damit eine Steigerung der Leistung (Anzahl der behandelten Behälter 1 je Zeiteinheit) der Produktionslinie möglich.
Die Düse 3 ist beispielsweise so angesteuert, dass aus ihr während der Produktion ständig der Strahl 5 sowie der diesen Strahl umhüllende Inertgasstrom 11 austreten. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Düse 3 bzw. die Einspritzeinrichtung 4 so zu steuern, dass der Strahl 5 und der Inertgasstrom 11 jeweils dann eingeschaltet werden, wenn sich unter der Einspritzdüse 3 ein Behälter 1 mit seiner offenen Behältermündung 1.1 befindet. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, die Einspritzdüse 3 zusammen mit dem jeweiligen Behälter 1 auf dem Transporteur 2 mitzubewegen, so dass sich der Behälter mit seiner Behältermündung 1.1 zumindest über einen längeren Zeitraum definiert unter der Einspritzdüse 3 befindet. In diesem Fall ist der Transporteur 2 beispielsweise ein umlaufendes Transportelement mit mehreren Behälteraufnahmen, beispielsweise ein Transportstern, wobei dann an jeder Behälteraufnahme eine Einspritzdüse 3 vorgesehen ist.
Die Einspritzdüse 3 wurde vorstehend als rohrartiges Element beschrieben. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungen möglich sind, beispielsweise auch Ausführungen mit mehreren Einspritzdüsen oder Düsenöffnungen für das Aufschäummedium. Sämtlichen Ausführungen ist aber gemeinsam, dass der aus wenigstens einer Einspritzdüse oder deren Düsenöffnung austretende Strahl 5 des Aufschäummediums von einem Inertgasstrom 11 umgeben ist.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass weitere Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1 Behälter
1.1 Behältermündung
2 Transporteur
3 Einspritzdüse
4 Einspritzeinrichtung
5 Strahl des flüssigen Aufschäummediums
6 Kanal
7 Heizeinrichtung
8 Pumpe
9 Reservoire oder Quelle für das flüssige Aufschäummedium
10 Kanal
10.1 Düsenöffnung
11 Inertgasstrom
12 Quelle für Inertgas
A Transportrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufschäumen eines in Flaschen oder dergleichen Behälter (1 ) eingebrachten Füllgutes unter Verwendung einer Einspritzdüsenanordnung (3) mit wenigstens einer Düsenöffnung (6.1 ), über die ein flüssiges Aufschäummedium in die die wenigstens eine Düsenöffnung (6.1 ) passierenden Behälter (1 ) unter Druck in wenigstens einem Strahl (5) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Strahl (5) zumindest während des Einspritzens in einen Behälter (1 ) von einem Inertgasstrom (1 1 ) umgeben oder ummantelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine
Strahl (5) des flüssigen Aufschäummediums kontinuierlich an der wenigstens einen Einspritzdüse (3) abgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine
Strahl (5) des flüssigen Aufschäummediums gesteuert beim Passieren jeweils eines Behälters (1 ) abgegeben wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Inertgasstrom (11 ) permanent ausgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Inertgasstrom (11 ) gesteuert beim Passieren jeweils eines Behälters (1 ) ausgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüsenanordnung von einer Einspritzdüse (3) mit der wenigstens einen Düsenöffnung (6.1 ) für den Strahl (5) des Aufschäummediums gebildet ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Inertgasstrom aus einer die wenigstens eine Düsenöffnung (6.1 ) für den Strahl (5) des Aufschäummediums umschließenden Düsenanordnung (10.1 ) ausgebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung für den Inertgasstrom von mehreren Düsenöffnungen gebildet ist, die die wenigstens eine Düsenöffnung (6.1 ) für den Strahl (5) des Aufschäummediums umschließen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung für den Inertgasstrom von wenigstens einer ringförmigen Düsenöffnung (10.1 ) gebildet ist, die die wenigstens eine Düsenöffnung (6.1 ) für den Strahl (5) des Aufschäummediums umschließt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschäummedium im heißen Zustand, beispielsweise mit einer Temperatur im Bereich zwischen 8O0C und 9O0C in die Behälter eingebracht wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Aufschäummedium Wasser und/oder das in die Behälter (1 ) eingebrachte Füllgut verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Inertgas CO2-Gas verwendet wird.
13. Vorrichtung zum Aufschäumen eines in Flaschen oder dergleichen Behälter (1 ) eingebrachten Füllgutes mit einer Einspritzdüsenanordnung (3) mit wenigstens einer Düsenöffnung (6.1 ), über die ein flüssiges Aufschäummedium in die, die wenigstens eine Düsenöffnung (6.1 ) passierenden Behälter (1 ) unter Druck in wenigstens einem Strahl (5) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Strahl (5) zumindest während des Einspritzens in einen Behälter (1 ) von einem Inertgasstrom (11 ) umgeben oder ummantelt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die Einspritzdüsenanordnung (3) derart steuert, dass der wenigstens eine Strahl (5) des flüssigen Aufschäummediums kontinuierlich an der wenigstens einen Einspritzdüse (3) abgegeben wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die Einspritzdüsenanordnung (3) derart steuert, dass der wenigstens eine Strahl (5) des flüssigen Aufschäummediums gesteuert beim Passieren jeweils eines Behälters (1 ) abgegeben wird.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die Einspritzdüsenanordnung (3) derart steuert, dass der Inertgasstrom (11 ) permanent ausgebracht wird.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die Einspritzdüsenanordnung (3) derart steuert, dass der Inertgasstrom (11 ) gesteuert beim Passieren jeweils eines Behälters (1 ) ausgebracht wird.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüsenanordnung von einer Einspritzdüse (3) mit der wenigstens einen Düsenöffnung (6.1 ) für den Strahl (5) des Aufschäummediums gebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine die wenigstens eine Düsenöffnung (6.1 ) für den Strahl (5) des Aufschäummediums umschließenden Düsenanordnung (10.1 ) zum Ausbringen des Inertgasstroms.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung für den Inertgasstrom von mehreren Düsenöffnungen gebildet ist, die, die wenigstens eine Düsenöffnung (6.1 ) für den Strahl (5) des Aufschäummediums umschließen.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung für den Inertgasstrom von wenigstens einer ringförmigen Düsenöffnung (10.1 ) gebildet ist, die die wenigstens eine Düsenöffnung (6.1 ) für den Strahl (5) des Aufschäummediums umschließt.
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