WO2014154332A1 - Method and filling system for filling containers - Google Patents

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WO2014154332A1
WO2014154332A1 PCT/EP2014/000705 EP2014000705W WO2014154332A1 WO 2014154332 A1 WO2014154332 A1 WO 2014154332A1 EP 2014000705 W EP2014000705 W EP 2014000705W WO 2014154332 A1 WO2014154332 A1 WO 2014154332A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
filling
type
inert gas
container
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/000705
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ludwig Clüsserath
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 WO2014154332A1 publication Critical patent/WO2014154332A1/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67CCLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/06Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/10Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure preliminary filling with inert gases, e.g. carbon dioxide

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a filling system according to the preamble of claim 11.
  • a method for filling also oxygen-sensitive products in containers are known in different versions, especially in the form that before the actual filling, for example pressure filling (filling phase) first at least once rinsing of the respective container interior during a rinsing phase and then also before the actual filling (Filling phase)
  • the object of the invention is to provide a method which allows optimal filling, especially of oxygen-sensitive products at a reduced cost. To solve this problem, a method according to claim 1 is formed. A filling system is the subject of claim 1 1.
  • the container is preferably inert gas of the first type nitrogen (N2) and at least for final biasing of the container as inert gas of the second type preferably CO2 gas and / or as inert gas of the third type a gas mixture of nitrogen and CO2 gas is used in the first type nitrogen (N2) and at least for final biasing of the container as inert gas of the second type preferably CO2 gas and / or as inert gas of the third type a gas mixture of nitrogen and CO2 gas is used in the
  • the at least one rinsing of the respective container interior takes place after its evacuation with a hot vaporous medium, preferably with steam, in each case in the vacuum or high vacuum, e.g. at a pressure in the container interior of about 90mbar to 200mbar (absolute) preferably of about 100mbar (absolute).
  • the biasing of the container for the pressure filling is then preferably
  • pressure filling is generally to be understood as meaning a filling process in which the container to be filled in each case is in a sealing position against the container
  • Filling element is present and before the actual filling phase, ie before opening the Liquid valve is biased by at least one controlled, formed in the filling element gas path with the prestressing pressure or filling pressure clamping gas, which is then displaced during filling of the inflowing the container contents increasingly as return gas from the container interior.
  • Figure 1 in a simplified representation and partly in section, a filling element of a filling machine of rotating design, together with a arranged on the filling element in sealing position container in the form of a bottle.
  • FIG. 2 in a simplified schematic representation of a horizontal section through the
  • filling element is together with a plurality of similar filling elements on the circumference of a vertical
  • the liquid space 5.1 is formed with a housing 6 in a filling element 1
  • Liquid channel 7 connected to the underside of the filling element 1 a vertical Standelementachse FA concentrically enclosing annular
  • Dispensing opening 8 forms.
  • a liquid valve 9 is further provided, which can be opened to initiate the actual filling phase controlled and closed to complete the filling phase and whose valve body 1 is provided on a gas pipe 10 designed as a valve lifter.
  • the gas pipe 10 is arranged coaxially with the Greelementachse FA and forms a gas channel 12, which is open at the bottom, via the discharge opening 8 projecting end of the gas pipe 10 and at the upper end of the gas pipe 10 and there opens into a housing 6 formed in the gas chamber 13 ,
  • a purge and / or return gas pipe 14 is further arranged, which during filling (filling phase) also serves as the filling level of the contents in the container 4 determining element and forms a gas channel 15 and is open at the bottom and at the top and there in a second im
  • the gas chambers 13 and 16 are part of various, including control valves of a control valve assembly 17 containing controlled gas paths through which the gas channels 12 and 15 controlled by the
  • Gas chamber 5.2 and with annular channels 18 - 21 can be connected, which are provided for all filling elements 1 of the filling machine or the filling system together on the rotor 2.
  • the annular channel 18 is used for example as
  • Relief channel to relieve the filled bottles 2 at the end of the filling phase.
  • the annular channel 19 is during the filling operation with a vacuum or with
  • the annular channel 20 serves as a biasing channel and leads during the filling operation consisting mainly of C02 gas
  • Liquid valve 9 and the various controlled by the control valve assembly 17 gas paths are in the closed state, unless the open state of these gas paths is not explicitly mentioned in the respective process step.
  • the interior of the respective container 4 arranged in sealing position on the filling element 1 is heated by corresponding activation of the control valve arrangement 17 and by connecting e.g. the gas channel 12 and the gas space 13 evacuated with the annular channel 19, for example, such that an approximately 90% vacuum in the container 4 is obtained, i. only about 10% of the original amount of air remain in the container or the pressure in the container 4 is about 0, 1 bar.
  • the gas chamber 16 and the gas channel 15 is connected to the annular channel 21.
  • the gas space 13 and the gas channel 12 are connected to the annular channel 19 so that the purge gas flows from the annular channel 21 via the lower end of the purge and / or return gas pipe 14 into the container and together with any existing air in the container flows back through the gas channel 12 and the gas space 13 in the annular channel 19.
  • the purging with nitrogen takes place in a vacuum. It may be of particular advantage if the amount of gas flowing into the container 4 is throttled so far that the originally achieved evacuation pressure is exceeded only insignificantly. For example, only by 0.1 to 0.3 bar.
  • the evacuation and rinsing of the container 4 form an evacuation and
  • Rinsing phase this evacuation and rinsing phase or only rinsing alone can be repeated several times before as another phase of the filling process, the biasing of the respective container 4 is initiated.
  • This biasing occurs, for example, in at least two steps.
  • the interior of the container in question 4 is partially pre-stressed with nitrogen from the annular channel 21, that is, to a pressure below the filling pressure PF.
  • the gas chamber 22 and the gas channel 15 are connected via the control valve assembly 7 with the annular channel 21, so that nitrogen flows from the annular channel 21 into the interior of the container 4 and thus causes the partial biasing of the container 4, for example, the flushing pressure Ps.
  • the biasing of the container 4 takes place on the biasing or filling pressure P F , for example, characterized in that controlled by the control valve assembly 17, for example, the gas space 23 and the gas channel 15 with the C02 gas under filling pressure P F leading gas space 5.2 of the product chamber 5 is connected.
  • This at least two-stage biasing partial biasing with nitrogen and
  • partial biasing with the nitrogen on the annular channel 21 can be connected directly to the purging of the respective container 4 with nitrogen in that controlled by the control valve assembly 17, the
  • connection of the gas channel 12 and the gas space 13 is interrupted with the annular channel 19. Furthermore, it is understood that the biasing of the container. 4 previously only a single or repeated rinsing of the container 4 can be done without evacuation.
  • this inert gas mixture taken up by the annular channel 20 contains predominantly CO2 gas, this inert gas mixture can preferably be used for prestressing in the
  • Inert gas mixture which is displaced from the inflowing medium from the container interior, in the annular channel 20 or in the gas space can flow 5.2.
  • the inflow of the contents is automatically terminated, for example, when the lower end of the purge and / or return gas pipe 14 is immersed in the level of contents in the container 4. Time-controlled then the liquid valve 9 is closed.
  • the filling process could be terminated even if the
  • control valve assembly 17 controls additional method steps controlled by the control valve assembly 17 , for example, a slow filling at the beginning of the filling phase and / or a slowed brake filling at the end of the filling phase.
  • Biasing gas as also illustrated by the following example calculation for the filling of containers 4 with a volume of 0.5 liters:
  • Container content 0.5 ltr.
  • Beer as a filling 5.5 grC02
  • Cost N2 0.15 cost units / kg
  • Cost of CO2 0.25 cost units / kg
  • the method according to the invention means a cost saving of at least 60-80%. It was assumed above that the rinsing of the container 4 with
  • Nitrogen (N2) takes place.
  • heated water vapor saturated steam used as flushing medium is used, which is blown into the high vacuum of the evacuated container.
  • an internal pressure of the evacuated container 4 for example, about 100 mbar (absolute), the boiling point of water at about 45 ° C.
  • the water vapor thus behaves like an inert gas in its rinsing action, but has the advantage that the residual vapor remaining in the container 4 after the rinsing phase has been condensed during tempering, in particular also during tempering with CO 2 gas. In a container with a volume of 500 ml and at a vacuum of 90%, this results in at least theoretically about 0.004 ml of condensate. What the
  • Another significant advantage of the use of hot steam as a flushing medium in evacuated container 4 is that after biasing in the container 4, a high purity C02 atmosphere prevails, provided that the biasing occurs exclusively or at least substantially using CO2 gas. If, on the other hand, CO 2 gas or nitrogen is used during tempering, the atmosphere in the container during filling still has appreciable amounts of nitrogen and / or small amounts of oxygen. The in the flushing with On the other hand, steam that can be achieved in a high vacuum ensures a high-purity carbon dioxide atmosphere, which ensures virtually oxygen-free filling.
  • a 100% or substantially 100% CO 2 purity also has the advantage that no foreign gas bubbles are introduced into the medium during the filling and thus relieving reliably blistering is avoided, which cause a decarburization of CO2 from a carbonated medium. Even at high C02 proportions, the carbonized product will stand in the container after the discharge without rising C02 bubbles or foaming, which i.a. also allows higher performance during filling.

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Abstract

The invention relates to a method for filling bottles or similar containers (4) with liquid contents using a filling system comprising at least one filler element (1) having a liquid channel (7) that forms a dispensing opening (8) for the liquid contents and that has a liquid valve (9). The filling system also comprises gas paths controlled by a control valve assembly (17), via which paths the interior of the container (4) that is arranged in a sealed position against the filler element (1) is first purged prior to filling, in at least one purge phase using an inert gas as the purge gas, and after the at least one purge phase is then pre-stressed to a pre-stressing pressure.

Description

Verfahren sowie Füllsystem zum Füllen von Behältern  Method and filling system for filling containers
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Füllsystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 1. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a filling system according to the preamble of claim 11.
Verfahren zum Abfüllen auch von sauerstoffempfindlichen Produkten in Behälter sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt, insbesondere auch in der Form, dass vor dem eigentlichen Füllen, beispielsweise Druckfüllen (Füllphase) zunächst ein wenigstens einmaliges Spülen des jeweiligen Behälterinnenraumes während einer Spülphase und danach ebenfalls vor dem eigentlichen Füllen (Füllphase) ein A method for filling also oxygen-sensitive products in containers are known in different versions, especially in the form that before the actual filling, for example pressure filling (filling phase) first at least once rinsing of the respective container interior during a rinsing phase and then also before the actual filling (Filling phase)
Vorspannen des Behälterinnenraumes (Vorspannphase) auf einen Vorspanndruck erfolgen, der gleich einem Fülldruck oder im Wesentlichen gleich einem Fülldruck ist. Hierbei ist auch bekannt, dass wenigstens eine Spülphase mit einer dieser Phase vorausgehenden Evakuierung des Behälterinnenraums kombiniert wird Biasing the container interior (biasing phase) to a bias pressure equal to a fill pressure or substantially equal to a fill pressure. It is also known that at least one rinsing phase is combined with an evacuation of the container interior preceding this phase
(Evakuierungs- und Spülphase). Bei allen bekannten Verfahren wird zum Spülen und Vorspannen als Inertgas, d.h. als Spülgas und Vorspanngas in vielen Fällen CO2- Gas verwendet mit dem Nachteil nicht unerheblicher Betriebskosten und den bekannten Belastungen für die Umwelt.  (Evacuation and rinsing phase). In all known processes, purging and biasing as inert gas, i. As purge gas and bias gas in many cases CO2 gas used with the disadvantage of not inconsiderable operating costs and the known environmental impact.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches ein optimales Abfüllen, insbesondere auch von sauerstoffempfindlichen Produkten bei reduzierten Kosten ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 1 1. The object of the invention is to provide a method which allows optimal filling, especially of oxygen-sensitive products at a reduced cost. To solve this problem, a method according to claim 1 is formed. A filling system is the subject of claim 1 1.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Spülen sowie eventuell auch beim Teilvorspannen der Behälter als Inertgas des ersten Typs bevorzugt Stickstoff (N2) und zumindest zum endgültigen Vorspannen der Behälter als Inertgas des zweiten Typs bevorzugt CO2-Gas und/oder als Inertgas des dritten Typs ein Gasgemisch aus Stickstoff und CO2-Gas verwendet wird, in dem In one embodiment of the method according to the invention, during rinsing and possibly also during partial pre-stressing, the container is preferably inert gas of the first type nitrogen (N2) and at least for final biasing of the container as inert gas of the second type preferably CO2 gas and / or as inert gas of the third type a gas mixture of nitrogen and CO2 gas is used in the
(Gasgemisch) allerdings der Anteil an CO2-Gas deutlich überwiegt. Der Erfindung liegt nicht nur die Erkenntnis zugrunde, das durch die Verwendung von Stickstoff die Betriebskosten erheblich reduziert werden können, sondern auch die Erkenntnis, dass Stickstoff zwar theoretisch als Vorspanngas für das Abfüllen auch von sauerstoffempfindlichen Produkten geeignet erscheint, reiner Stickstoff aber tatsächlich insbesondere für karbonisierte Produkte oder Getränke (z.B. (Gas mixture), however, the proportion of CO2 gas clearly outweighs. The invention is not only based on the finding that the operating costs can be considerably reduced by the use of nitrogen, but also the recognition that nitrogen theoretically seems suitable as a biasing gas for the filling of oxygen-sensitive products, but pure nitrogen actually in particular for carbonized Products or drinks (eg
Softdrinks oder Bier) als Vorspanngas nicht geeignet ist. Da sich Stickstoff nicht oder aber nur sehr schlecht in flüssigen Produkten löst, würden sich bei Verwendung von Stickstoff als Vorspanngas in dem in den jeweiligen Behälter abgefüllten Füllgut kleine Blasen bilden, die dann beim Entlasten des gefüllten Behälters auf  Soft drinks or beer) is not suitable as a bias gas. Since nitrogen does not or only very poorly dissolves in liquid products, small bubbles would form when using nitrogen as the bias gas in the filled into the respective container contents, which then on unloading the filled container
Umgebungsdruck zu einem Freisetzen von CO2-Gas aus dem karbonisierten Füllgut und zu einem unerwünschten Aufschäumen des Füllgutes führen würden. Diesem Nachteil könnte allenfalls durch eine Verlängerung der Entlastungs- und Ambient pressure would lead to a release of CO2 gas from the carbonated medium and to an undesirable foaming of the filling material. This disadvantage could at most be replaced by an extension of the discharge and
Beruhigungsphase nach dem Füllen entgegengewirkt werden, was dann allerdings zu einer nicht vertretbaren Reduzierung der Leistung eines Füllsystems oder einer Füllmaschine (Anzahl der gefüllten Behälter je Zeiteinheit) führen würde. However, this would lead to an unacceptable reduction in the performance of a filling system or a filling machine (number of filled containers per unit time) would be counteracted.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dieser Nachteil trotz Reduzierung der Betriebskosten wirksam verhindert, und zwar insbesondere dadurch, dass als Spanngas für das endgültige Vorspannen entweder C02-Gas und/oder aber das Stickstoff-/CO2-Gas-Gemisch verwendet wird, in welchem der Anteil an CO2-Gas deutlich überwiegt. With the method according to the invention, this disadvantage is effectively prevented despite a reduction in the operating costs, and in particular the fact that either C02 gas and / or the nitrogen / CO2 gas mixture is used as the prestressing gas for the final prestressing, in which proportion clearly outweighs CO2 gas.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das wenigstens einmalige Spülen des jeweiligen Behälterinnenraums nach dessen Evakuierung mit einem heißen dampfförmigen Medium, bevorzugt mit Wasserdampf, und zwar jeweils in das Vakuum oder Hochvakuum z.B. bei einem Druck im Behälterinnenraum von etwa 90mbar bis 200mbar (absolut) vorzugsweise von etwa 100mbar (absolut). Das Vorspannen der Behälter für das Druckfüllen erfolgt dann vorzugsweise In a further embodiment of the invention, the at least one rinsing of the respective container interior takes place after its evacuation with a hot vaporous medium, preferably with steam, in each case in the vacuum or high vacuum, e.g. at a pressure in the container interior of about 90mbar to 200mbar (absolute) preferably of about 100mbar (absolute). The biasing of the container for the pressure filling is then preferably
ausschließlich mit C02-Gas. exclusively with C02 gas.
Unter„Druckfüllen" ist im Sinne der Erfindung allgemein ein Füllverfahren zu verstehen, bei dem der jeweils zu füllende Behälter in Dichtlage gegen das For the purposes of the invention, "pressure filling" is generally to be understood as meaning a filling process in which the container to be filled in each case is in a sealing position against the container
Füllelement anliegt und vor der eigentlichen Füllphase, d.h. vor dem Öffnen des Flüssigkeitsventils über wenigstens einen gesteuerten, im Füllelement ausgebildeten Gasweg mit dem unter Vorspanndruck oder Fülldruck stehenden Spanngas vorgespannt wird, welches dann während des Füllens von dem dem Behälter zufließenden Füllgut zunehmend als Rückgas aus den Behälterinnenraum verdrängt wird. Filling element is present and before the actual filling phase, ie before opening the Liquid valve is biased by at least one controlled, formed in the filling element gas path with the prestressing pressure or filling pressure clamping gas, which is then displaced during filling of the inflowing the container contents increasingly as return gas from the container interior.
Der Ausdruck„im Wesentlichen" bzw.„etwa" bedeutet im Sinne der Erfindung The term "substantially" or "approximately" means within the meaning of the invention
Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen. Deviations from the respective exact value by +/- 10%, preferably by +/- 5% and / or deviations in the form of changes insignificant for the function.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Further developments, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and from the figures. In this case, all described and / or illustrated features alone or in any combination, in principle, the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their
Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.  Dependency. Also, the content of the claims is made an integral part of the description.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to the figures of an embodiment. Show it:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und teilweise im Schnitt ein Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart, zusammen mit einem am Füllelement in Dichtlage angeordneten Behälter in Form einer Flasche; Figure 1 in a simplified representation and partly in section, a filling element of a filling machine of rotating design, together with a arranged on the filling element in sealing position container in the form of a bottle.
Fig. 2 in vereinfachter Prinzipdarstellung einen horizontal Schnitt durch das Fig. 2 in a simplified schematic representation of a horizontal section through the
Füllelement im Bereich seiner Abgabeöffnung.  Filling element in the region of its discharge opening.
Das in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Füllelement ist zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente am Umfang eines um eine vertikale The generally designated 1 in the figures filling element is together with a plurality of similar filling elements on the circumference of a vertical
Maschinenachse MA umlaufend antreibbaren Rotors 2 vorgesehen und bildet zusammen mit einem Behälterträger 3 eine Füllstelle des Füllsystems bzw. einer Füllmaschine zum Druckfüllen von Behältern 4 in Form von Flaschen. Am Rotor 2 ist ein für sämtliche Füllelemente des Füllsystems gemeinsamer Machine axis MA circumferentially drivable rotor 2 and together with a container carrier 3 forms a filling point of the filling system or a filling machine for pressure filling of containers 4 in the form of bottles. On the rotor 2 is a common for all filling elements of the filling system
Füllgutkessel 5 in Form eines Ringkessels vorgesehen, der während des Füllgutkessel 5 provided in the form of a ring boiler, which during the
Füllbetriebes mit dem flüssigen Füllgut teilgefüllt ist, und zwar unter Ausbildung eines unteren Flüssigkeitsraumes 5.1 und eines oberen Gasraumes 5.2, der mit einem unter Fülldruck PF stehenden Inertgas, z.B. CO2-Gas gefüllt ist. Der Flüssigkeitsraum 5.1 ist mit einem in einem Gehäuse 6 des Füllelementes 1 ausgebildeten Filling operation is partially filled with the liquid contents, namely to form a lower liquid space 5.1 and an upper gas chamber 5.2, which is filled with a standing under filling pressure P F inert gas, eg CO2 gas. The liquid space 5.1 is formed with a housing 6 in a filling element 1
Flüssigkeitskanal 7 verbunden, der an der Unterseite des Füllelementes 1 eine eine vertikale Füllelementachse FA konzentrisch umschließende ringförmige Liquid channel 7 connected to the underside of the filling element 1 a vertical Füllelementachse FA concentrically enclosing annular
Abgabeöffnung 8 bildet. Im Flüssigkeitskanal ist weiterhin ein Flüssigkeitsventil 9 vorgesehen, welches zum Einleiten der eigentlichen Füllphase gesteuert geöffnet und zur Beendigung der Füllphase gesteuert geschlossen werden kann und dessen Ventilkörper 1 an einem als Gasrohr 10 ausgebildeten Ventilstößel vorgesehen ist. Das Gasrohr 10 ist achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnet und bildet einen Gaskanal 12, der am unteren, über die Abgabeöffnung 8 vorstehenden Ende des Gasrohres 10 sowie auch am oberen Ende des Gasrohres 10 offen ist und dort in einen im Gehäuse 6 ausgebildeten Gasraum 13 mündet. Dispensing opening 8 forms. In the liquid channel, a liquid valve 9 is further provided, which can be opened to initiate the actual filling phase controlled and closed to complete the filling phase and whose valve body 1 is provided on a gas pipe 10 designed as a valve lifter. The gas pipe 10 is arranged coaxially with the Füllelementachse FA and forms a gas channel 12, which is open at the bottom, via the discharge opening 8 projecting end of the gas pipe 10 and at the upper end of the gas pipe 10 and there opens into a housing 6 formed in the gas chamber 13 ,
Achsgleich mit der Füllelementachse ist weiterhin ein Spül- und/oder Rückgasrohr 14 angeordnet, welches während des Füllens (Füllphase) auch als die Füllhöhe des Füllgutes im Behälter 4 bestimmendes Element dient und einen Gaskanal 15 bildet und am unteren sowie am oberen Ende offen ist und dort in einem zweiten im A same flush with the Füllelementachse a purge and / or return gas pipe 14 is further arranged, which during filling (filling phase) also serves as the filling level of the contents in the container 4 determining element and forms a gas channel 15 and is open at the bottom and at the top and there in a second im
Gehäuse 6 ausgebildeten Gasraum 16 mündet. Die Gasräume 13 und 16 sind Teil verschiedener, auch Steuerventile einer Steuerventilanordnung 17 enthaltender gesteuerter Gaswege, über die die Gaskanäle 12 und 15 gesteuert mit dem Housing 6 formed gas space 16 opens. The gas chambers 13 and 16 are part of various, including control valves of a control valve assembly 17 containing controlled gas paths through which the gas channels 12 and 15 controlled by the
Gasraum 5.2 und mit Ringkanälen 18 - 21 verbunden werden können, die für sämtliche Füllelemente 1 der Füllmaschine bzw. des Füllsystems gemeinsam am Rotor 2 vorgesehen sind. Der Ringkanal 18 dient beispielsweise als Gas chamber 5.2 and with annular channels 18 - 21 can be connected, which are provided for all filling elements 1 of the filling machine or the filling system together on the rotor 2. The annular channel 18 is used for example as
Entlastungskanal zur Entlastung der gefüllten Flaschen 2 am Ende der Füllphase. Der Ringkanal 19 ist während des Füllbetriebes mit einem Vakuum bzw. mit Relief channel to relieve the filled bottles 2 at the end of the filling phase. The annular channel 19 is during the filling operation with a vacuum or with
Unterdruck beaufschlagt. Der Ringkanal 20 dient als Vorspannkanal und führt während des Füllbetriebes das überwiegend aus C02-Gas bestehende Negative pressure applied. The annular channel 20 serves as a biasing channel and leads during the filling operation consisting mainly of C02 gas
Inertgasgemisch aus CO2-Gas und Stickstoff unter Fülldruck PF oder im Inert gas mixture of CO2 gas and nitrogen under filling pressure P F or im
Wesentlichen unter Fülldruck PF. Weiterhin wird beim das aus dem jeweiligen Behälter 4 durch das Füllgut verdrängte Inertgas Druckfüllen in den Ringkanal 20 zurückgeführt. Der Ringkanal 21 führt während des Füllbetriebes das unter dem Spüldruck Ps stehende und als Spülgas verwendete Inertgas. Dabei kann es sich beispielsweise um Stickstoff oder aber auch um ein heißes dampfförmiges Medium wie beispielsweise Wasserdampf handeln. Essentially under filling pressure P F. Furthermore, when the from the respective Container 4 by filling gas displaced inert gas pressure filled back into the annular channel 20. The annular channel 21 performs during the filling operation under the scavenging pressure P s standing and used as a purge gas inert gas. This may be, for example, nitrogen or even a hot vaporous medium such as water vapor.
Mit dem die Füllelemente 1 aufweisenden Füllsystem ist u.a. ein Befüllen der With the filling elements 1 having filling system u.a. a filling of
Behälter 2 mit folgenden Verfahrensschritten möglich, wobei jeweils das Container 2 with the following process steps possible, in each case the
Flüssigkeitsventil 9 und auch die verschiedenen durch die Steuerventilanordnung 17 gesteuerten Gaswege sich im geschlossenen Zustand befinden, sofern der geöffnete Zustand dieser Gaswege nicht ausdrücklich bei dem jeweiligen Verfahrensschritt erwähnt ist. Liquid valve 9 and the various controlled by the control valve assembly 17 gas paths are in the closed state, unless the open state of these gas paths is not explicitly mentioned in the respective process step.
1 . Evakuieren der Behälter 4 1 . Evacuate the container 4
Bei diesem Verfahrensschritt wird der Innenraum des jeweiligen in Dichtlage am Füllelement 1 angeordneten Behälters 4 durch entsprechende Ansteuerung der Steuerventilanordnung 17 und durch Verbinden z.B. des Gaskanals 12 sowie des Gasraumes 13 mit dem Ringkanal 19 evakuiert, und zwar beispielsweise derart, dass ein etwa 90%iges Vakuum im Behälter 4 erhalten wird, d.h. nur etwa 10% der ursprünglichen Luftmenge im Behälter verbleiben oder der Druck im Behälter 4 etwa 0, 1 bar beträgt. In this method step, the interior of the respective container 4 arranged in sealing position on the filling element 1 is heated by corresponding activation of the control valve arrangement 17 and by connecting e.g. the gas channel 12 and the gas space 13 evacuated with the annular channel 19, for example, such that an approximately 90% vacuum in the container 4 is obtained, i. only about 10% of the original amount of air remain in the container or the pressure in the container 4 is about 0, 1 bar.
2. Spülen des Behälters 4 mit Stickstoff 2. Rinse the container 4 with nitrogen
Nach Ablauf einer beispielsweise über eine elektronische Steuereinrichtung frei wählbaren Evakuierzeit wird über die Steuerventilanordnung 17 gesteuert der Gasraum 16 und der Gaskanal 15 mit dem Ringkanal 21 verbunden. Gleichzeitig sind über die Steuerventilanordnung 17 der Gasraum 13 und der Gaskanal 12 mit dem Ringkanal 19 verbunden, sodass das Spülgas aus dem Ringkanal 21 über das untere Ende des Spül- und/oder Rückgasrohres 14 in den Behälter einströmt und zusammen mit eventuell im Behälter vorhandener Luft über den Gaskanal 12 und den Gasraum 13 in den Ringkanal 19 zurückfließt. Das Spülen mit Stickstoff erfolgt dabei ins Vakuum. Dabei kann es von besonderem Vorteil sein, wenn die in den Behälter 4 einströmende Gasmenge dabei so weit gedrosselt wird, dass der ursprünglich erreichte Evakuierungsdruck nur unwesentlich überschritten wird. Beispielsweise nur um 0,1 bis 0,3 bar. After expiration of a freely selectable, for example via an electronic control device evacuation time controlled by the control valve assembly 17, the gas chamber 16 and the gas channel 15 is connected to the annular channel 21. At the same time via the control valve assembly 17, the gas space 13 and the gas channel 12 are connected to the annular channel 19 so that the purge gas flows from the annular channel 21 via the lower end of the purge and / or return gas pipe 14 into the container and together with any existing air in the container flows back through the gas channel 12 and the gas space 13 in the annular channel 19. The purging with nitrogen takes place in a vacuum. It may be of particular advantage if the amount of gas flowing into the container 4 is throttled so far that the originally achieved evacuation pressure is exceeded only insignificantly. For example, only by 0.1 to 0.3 bar.
Das Evakuieren und Spülen der Behälter 4 bilden eine Evakuierungs- und The evacuation and rinsing of the container 4 form an evacuation and
Spülphase, wobei diese Evakuierungs- und Spülphase oder nur das Spülen allein mehrfach wiederholt werden können, bevor als weitere Phase des Füllverfahrens das Vorspannen des jeweiligen Behälters 4 eingeleitet wird. Rinsing phase, this evacuation and rinsing phase or only rinsing alone can be repeated several times before as another phase of the filling process, the biasing of the respective container 4 is initiated.
3. Vorspannen des Innenraums des Behälters 4 auf Vorspann- oder Fülldruck 3. biasing the interior of the container 4 to biasing or filling pressure
Dieses Vorspannen erfolgt beispielsweise in wenigstens zwei Schritten. Zunächst wird der Innenraum des betreffenden Behälters 4 mit Stickstoff aus dem Ringkanal 21 teilvorgespannt, d.h. auf einen Druck unterhalb des Fülldruckes PF. Hierfür werden über die Steuerventilanordnung 7 beispielsweise der Gasraum 22 und der Gaskanal 15 mit dem Ringkanal 21 verbunden, sodass Stickstoff aus dem Ringkanal 21 in den Innenraum des Behälters 4 strömt und somit das Teilvorspannen des Behälters 4 beispielsweise auf den Spüldruck Ps bewirkt. Im Anschluss daran erfolgt das Vorspannen des Behälters 4 auf den Vorspann- bzw. Fülldruck PF, und zwar z.B. dadurch, dass gesteuert durch die Steuerventilanordnung 17 beispielsweise der Gasraum 23 und der Gaskanal 15 mit dem das C02-Gas unter Fülldruck PF führenden Gasraum 5.2 des Füllgutkessels 5 verbunden wird. Dieses wenigstens zweistufige Vorspannen (Teilvorspannen mit Stickstoff und This biasing occurs, for example, in at least two steps. First, the interior of the container in question 4 is partially pre-stressed with nitrogen from the annular channel 21, that is, to a pressure below the filling pressure PF. For this purpose, for example, the gas chamber 22 and the gas channel 15 are connected via the control valve assembly 7 with the annular channel 21, so that nitrogen flows from the annular channel 21 into the interior of the container 4 and thus causes the partial biasing of the container 4, for example, the flushing pressure Ps. Thereafter, the biasing of the container 4 takes place on the biasing or filling pressure P F , for example, characterized in that controlled by the control valve assembly 17, for example, the gas space 23 and the gas channel 15 with the C02 gas under filling pressure P F leading gas space 5.2 of the product chamber 5 is connected. This at least two-stage biasing (partial biasing with nitrogen and
anschließendes vollständiges Vorspannen mit CO2-Gas) wird zeitgesteuert oder gesteuert durch einen den Druck im jeweiligen Behälter 4 erfassenden Sensor 22 überwacht und/oder beendet. subsequent complete biasing with CO2 gas) is monitored and / or stopped by a time-controlled or controlled by a sensor 22 detecting the pressure in the respective container 4.
Es versteht sich, dass das Teilvorspannen mit dem Stickstoff auf dem Ringkanal 21 unmittelbar an das Spülen des jeweiligen Behälters 4 mit Stickstoff dadurch anschließen kann, dass gesteuert durch die Steuerventilanordnung 17 die It is understood that the partial biasing with the nitrogen on the annular channel 21 can be connected directly to the purging of the respective container 4 with nitrogen in that controlled by the control valve assembly 17, the
Verbindung des Gaskanals 12 und des Gasraumes 13 mit dem Ringkanal 19 unterbrochen wird. Weiterhin versteht es sich, dass dem Vorspannen der Behälter 4 vorausgehend auch nur ein einmaliges oder mehrmaliges Spülen der Behälter 4 ohne Evakuierung erfolgen kann. Connection of the gas channel 12 and the gas space 13 is interrupted with the annular channel 19. Furthermore, it is understood that the biasing of the container. 4 previously only a single or repeated rinsing of the container 4 can be done without evacuation.
Da das von dem Ringkanal 20 aufgenommene Inertgasgemisch überwiegend CO2- Gas enthält, kann dieses Inertgasgemisch bevorzugt zum Vorspannen in der Since the inert gas mixture taken up by the annular channel 20 contains predominantly CO2 gas, this inert gas mixture can preferably be used for prestressing in the
Vorspannphase verwendet werden, und zwar zum Vorspannen nach dem Vorspannphase be used, and for biasing after the
Teilvorspannen mit Stickstoff. Das Vorpannen der Behälter 4 erfolgt dann so, Partial biasing with nitrogen. The pre-tensioning of the container 4 then takes place,
- dass zunächst das Teilvorspannen mit Stickstoff aus dem Ringkanal 21 und dann das endgültige Vorspannen aus dem Ringkanal 20 erfolgen, oder aber- That first the partial biasing with nitrogen from the annular channel 21 and then the final biasing from the annular channel 20 carried out, or
- dass zunächst das Teilvorspannen mit Stickstoff aus dem Ringkanal 21 , dann ein weiteres Teilvorspannen aus dem Ringkanal 20 und schließlich das endgültige Vorspannen aus dem Gasraum 5.2 erfolgen. Insbesondere dann, wenn das Vorspannen der Behälter 4 teilweise aus dem - That first the partial biasing with nitrogen from the annular channel 21, then a further partial prestressing from the annular channel 20 and finally the final biasing from the gas space 5.2 done. In particular, when the biasing of the container 4 partially from the
Gasraum 5.2 erfolgt, ist gewährleistet, dass dem Ringkanal 20 während des Gas space 5.2 is ensured that the annular channel 20 during the
Füllprozesses permanent CO2-Gas zugeführt wird und hierdurch in diesem Filling process permanently supplied CO2 gas and thereby in this
Ringkanal keine ein Vorspannen der Behälter 4 aus diesem Kanal beeinträchtigende Anreicherung an Stickstoff und/oder Sauerstoff erfolgt. Ring channel no prestressing of the container 4 from this channel impairing enrichment of nitrogen and / or oxygen takes place.
4. Druckfüllen der Behälter 4 4. Pressure filling of the container 4
Nach dem Vorspannen des Behälters 4 erfolgt das eigentliche Druckfüllen. Hierfür wird bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 9 über die Steuerventilanordnung der Gasraum 13 sowie der Gaskanal 12 mit dem Ringkanal 20 oder dem Gasraum 5.2 verbunden, sodass das aus Stickstoff sowie hauptsächlich aber aus CO2-Gas bestehende After biasing the container 4, the actual pressure filling takes place. For this purpose, when the liquid valve 9 is open via the control valve arrangement, the gas space 13 and the gas channel 12 connected to the annular channel 20 or the gas chamber 5.2, so that consisting of nitrogen and mainly but from CO2 gas
Inertgasgemisch, welches von dem zufließenden Füllgut aus dem Behälterinnenraum verdrängt wird, in den Ringkanal 20 oder in den Gasraum 5.2 strömen kann. Das Zufließen des Füllgutes wird automatisch beendet, beispielsweise sobald das untere Ende des Spül- und/oder Rückgasrohres 14 in den Füllgutspiegel im Behälter 4 eingetaucht ist. Zeitgesteuert wird dann das Flüssigkeitsventil 9 geschlossen. Inert gas mixture, which is displaced from the inflowing medium from the container interior, in the annular channel 20 or in the gas space can flow 5.2. The inflow of the contents is automatically terminated, for example, when the lower end of the purge and / or return gas pipe 14 is immersed in the level of contents in the container 4. Time-controlled then the liquid valve 9 is closed.
Alternativ könnte der Füllprozess auch dann beendet werden, wenn der Alternatively, the filling process could be terminated even if the
Füllgutspiegel eine, am unteren Ende des Spül- und/oder Rückgasrohres angeordnete elektrische Sonde erreicht, wodurch das Flüssigkeitsventil 9 geschlossen wird. Füllgutspiegel one, at the bottom of the purge and / or return gas pipe reaches arranged electrical probe, whereby the liquid valve 9 is closed.
5. Entlasten des gefüllten Behälters 4 5. Relieve the filled container. 4
Zum Entlasten des jeweils gefüllten Behälters 4 wird der von dem Füllgut nicht eingenommene Kopfraum des Behälters 4 beispielsweise zunächst gesteuert über die Steuerventilanordnung 17 mit dem Ringkanal 18 verbunden, und zwar über den Gaskanal 12 und den Gasraum 13. Im Anschluss daran erfolgt ein endgültiges Entlasten durch Absenken des Behälterträgers 3 und des Behälters 4. To relieve the respective filled container 4 of the contents not occupied headspace of the container 4, for example, initially controlled via the control valve assembly 17 is connected to the annular channel 18, via the gas channel 12 and the gas space 13. Subsequently, a final relieving takes place Lowering the container carrier 3 and the container. 4
Es versteht sich, dass während des Druckfüllens (Füllphase) auch zusätzliche Verfahrensschritte gesteuert durch die Steuerventilanordnung 17 möglich sind, beispielsweise ein langsames Anfüllen am Beginn der Füllphase und/oder ein verlangsamtes Bremsfüllen am Ende der Füllphase. It is understood that during the pressure filling (filling phase), additional method steps controlled by the control valve assembly 17 are possible, for example, a slow filling at the beginning of the filling phase and / or a slowed brake filling at the end of the filling phase.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet erhebliche wirtschaftliche Vorteile hinsichtlich einer Kosteneinsparung bei den Betriebsmedien Spülgas und The inventive method offers significant economic advantages in terms of cost savings in the operating media purge gas and
Vorspanngas, wie dies auch die nachstehende Beispielsrechnung für das Befüllen von Behältern 4 mit einem Volumen von 0,5 Ltr. erläutert: Biasing gas, as also illustrated by the following example calculation for the filling of containers 4 with a volume of 0.5 liters:
Basisdaten basic information
Behälterinhalt: 0,5 Ltr.  Container content: 0.5 ltr.
Nach dem Füllen im Behälter verbleibender, vom 35 ml  After filling in the container remaining, from the 35 ml
Füllgut nicht eingenommener Kopfraum: Contents not occupied headspace:
Im Füllelement 1 und dabei insbesondere auch im 15 ml  In the filling element 1 and in particular also in 15 ml
Gaskanal 15 verbleibendes Füllgutvolumen: Gas channel 15 remaining product volume:
Bier als Füllgut: 5,5 grC02  Beer as a filling: 5.5 grC02
Dichte N2: 1 ,15 kg/m3 Density N2: 1, 15 kg / m 3
Kosten N2: 0,15 Kosteneinheiten/kg Cost N2: 0.15 cost units / kg
Dichte CO2: 1 ,81 kg/m3 Density of CO2: 1, 81 kg / m 3
Kosten CO2: 0,25 Kosteneinheiten/kg Cost of CO2: 0.25 cost units / kg
Vakuum nach dem Evakuieren: 0,1 bar / absolut Fülldruck PF: 3,0 bar Uberdruck Vacuum after evacuation: 0.1 bar / absolute Filling pressure P F : 3.0 bar overpressure
Stickstoffverbrauch beim ersten und zweiten Spülen: je 150 mlN2  Nitrogen consumption at the first and second rinses: 150 ml N2 each
Teilvorspannen mit N2: 35 ml  Partial preloading with N2: 35 ml
Nach den Evakuierungs- und Spülphasen verbleiben 55 ml Stickstoff (bezogen auf Normal- oder Atmosphärendruck) mit einem sehr geringen Rest an Luft im After the evacuation and rinsing phases remain 55 ml of nitrogen (based on atmospheric or atmospheric pressure) with a very small amount of air in
Innenraum des Behälters 4.  Interior of the container 4.
Beim Entlasten gehen aus dem Kopfraum des Behälters 4 sowie aus dem When relieving go from the headspace of the container 4 and from the
Mehrvolumen des Füllelementes 1 etwa 100 bis 150 ml Inertgas verloren. Wird hiervon das nach dem Evakuieren und Spülen im Behälter 4 verbliebene Restgas von 55 ml subtrahiert, welches während des Druckfüllens ebenfalls in den Ringkanal 20 verdrängt wird, verbleibt ein Rest von etwa 45 - 90 ml, der jeweils bei jedem More volume of the filling element 1 about 100 to 150 ml of inert gas lost. If the residual gas of 55 ml remaining after evacuation and rinsing in the container 4 is subtracted therefrom, which is also displaced into the annular channel 20 during the pressure filling, a remainder of about 45-90 ml remains, which in each case
Füllen eines Behälters mit einem Volumen von 0,5 I durch frisches CO2-Gas ersetzt werden müsste. Dieser Rest an zu ersetzendem frischen C02-Gas ließe sich weiter reduzieren, beispielsweise auf 20 ml durch ein zusätzliches Teilvorspannen mit N2, was zu einer geringen zusätzlichen Beimischung von N2 führen würde, aber keine negativen Auswirkungen auf die Füllqualität hätte. Filling a container with a volume of 0.5 I would have to be replaced by fresh CO2 gas. This residual amount of fresh CO 2 gas to be replaced could be further reduced, for example, to 20 ml by an additional partial biasing with N 2, which would result in little additional admixture of N 2 but would not have a negative impact on fill quality.
Die vorstehenden Volumenangaben der gasförmigen Medien, z.B. in ml gelten jeweils bezogen auf Normaldruck. Aus den vorstehenden Betrachtungen ergeben sich somit folgende Gasverbräuche: The above volume data of the gaseous media, e.g. in ml are in each case based on normal pressure. From the above considerations, the following gas consumption results:
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0001
Beträgt eine Kosteneinheit beispielsweise 1 ,00 EUR, so ergeben sich bei einer Anlage für eine Leistung von 60.000 Behältern 4 pro Stunde, die jeweils ein If a cost unit is, for example, EUR 1.00, then for a system with an output of 60,000 containers 4 per hour, each one will result
Behältervolumen von 0,5 Ltr. Aufweisen, im Dreischichtbetrieb und bei Auslastung der Füllmaschine von 75%sowie bei 280 Produktionstagen/Jahr (50/40 Netto- Produktionsstunden) folgende Kosten für den Inertgasverbraucht: N2: EUR 20.421 ,00 Container volume of 0.5 ltr. Having, in three-shift operation and at utilization of the filling machine of 75% and 280 production days / year (50/40 net production hours) the following costs for the inert gas consumed: N2: EUR 20.421, 00
CO2-Gas: EUR 3.780,00  CO2 gas: EUR 3,780.00
Gesamtkosten: EUR 24.102,00 Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren mit einfacher oder doppelter  Total cost: EUR 24,102.00 Compared to traditional single or double
Vorevakuierung, bei denen das Spülen und Vorspannen der Behälter mit C02-Gas erfolgt bedeutet das erfindungsgemäße Verfahren eine Kosteneinsparung von wenigstens 60 - 80%. Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass das Spülen der Behälter 4 mit  Pre-evacuation, in which the rinsing and tempering of the containers is carried out with CO 2 gas, the method according to the invention means a cost saving of at least 60-80%. It was assumed above that the rinsing of the container 4 with
Stickstoff (N2) erfolgt. Bei einer weiteren Ausführungsform wird als Spülmedium erhitzter Wasserdampf (Sattdampf) verwendet, welcher in das Hochvakuum der evakuierten Behälter eingeblasen wird. Bei einem Innendruck der evakuierten Behälter 4 von beispielsweise etwa 100 mbar (absolut) liegt die Siedetemperatur von Wasser bei ca. 45°C. Bei einem Versorgungsüberdruck für den Wasserdampf von 0,5bar bis 2bar kommt es beim Einblasen des Wasserdampfs in das Vakuum zu einer Überhitzung und dadurch kaum zu einer Kondensation. Der Wasserdampf verhält sich in seiner Spülwirkung also wie ein Inertgas, hat aber den Vorteil, dass der nach Beendigung der Spülphase in dem Behälter 4 verbleibende Restdampf beim Vorspannen, insbesondere auch beim Vorspannen mit C02-Gas kondensiert. Bei einem Behälter mit einem Volumen von 500 ml und bei einem Vakuum von 90% entstehen hierbei zumindest theoretisch etwa 0,004 ml Kondensat. Was die Nitrogen (N2) takes place. In a further embodiment, heated water vapor (saturated steam) used as flushing medium is used, which is blown into the high vacuum of the evacuated container. At an internal pressure of the evacuated container 4, for example, about 100 mbar (absolute), the boiling point of water at about 45 ° C. With a supply overpressure for the water vapor from 0.5 bar to 2 bar, when the steam is injected into the vacuum, overheating occurs and thus hardly any condensation. The water vapor thus behaves like an inert gas in its rinsing action, but has the advantage that the residual vapor remaining in the container 4 after the rinsing phase has been condensed during tempering, in particular also during tempering with CO 2 gas. In a container with a volume of 500 ml and at a vacuum of 90%, this results in at least theoretically about 0.004 ml of condensate. What the
Verbrauchswerte angeht, profitiert auch diese Ausführungsform des As regards consumption values, this embodiment of the invention also benefits
erfindungsgemäßen Verfahrens von der geringen Dichte des Wasserdampfs. So entstehen bei einem 90%igem Vakuum 12 Ltr Dampf aus einem Gramm Wasser. inventive method of the low density of water vapor. Thus, at a 90% vacuum, 12 liters of steam are produced from one gram of water.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Verwendung von heißem Wasserdampf als Spülmedium bei evakuiertem Behälter 4 besteht darin, dass nach dem Vorspannen in dem Behälter 4 eine hochreine C02-Atmosphäre herrscht, sofern das Vorspannen ausschließlich oder zumindest im Wesentlichen unter Verwendung von CO2-Gas erfolgt. Wird hingegen C02-Gas oder Stickstoff beim Vorspannen verwendet, so weist die Atmosphäre im Behälter beim Füllen noch nennenswerte Anteile an Stickstoff und/oder geringe Anteile an Sauerstoff auf. Die bei der Spülung mit Wasserdampf ins Hochvakuum erreichbare hochreine Kohlensäureatmosphäre sorgt dagegen für eine praktisch sauerstofffreie Abfüllung. Another significant advantage of the use of hot steam as a flushing medium in evacuated container 4 is that after biasing in the container 4, a high purity C02 atmosphere prevails, provided that the biasing occurs exclusively or at least substantially using CO2 gas. If, on the other hand, CO 2 gas or nitrogen is used during tempering, the atmosphere in the container during filling still has appreciable amounts of nitrogen and / or small amounts of oxygen. The in the flushing with On the other hand, steam that can be achieved in a high vacuum ensures a high-purity carbon dioxide atmosphere, which ensures virtually oxygen-free filling.
Eine 100%ige oder im Wesentlichen 100%ige C02-Reinheit hat auch den Vorteil, dass während der Füllung keinerlei Fremdgasblasen ins Füllgut eingetragen werden und dadurch beim Entlasten zuverlässig eine Blasenbildung vermieden ist, die ein Entbinden von CO2 aus einem karbonisierten Füllgut veranlassen. Auch bei hohen C02-Anteilen steht das karbonisierte Produkt nach der Entlastung ohne aufsteigende C02-Blasen oder Schaumbildung im Behälter, was u.a. auch höhere Leistungen beim Abfüllen ermöglicht. A 100% or substantially 100% CO 2 purity also has the advantage that no foreign gas bubbles are introduced into the medium during the filling and thus relieving reliably blistering is avoided, which cause a decarburization of CO2 from a carbonated medium. Even at high C02 proportions, the carbonized product will stand in the container after the discharge without rising C02 bubbles or foaming, which i.a. also allows higher performance during filling.
Da der von einer Vakuumpumpe über den Ringkanal 19 abgesaugte Spül- bzw. Wasserdampf auf dem Weg zu dieser Pumpe überwiegend kondensiert verringert sich auch der Leistungsbedarf für die Vakuumpumpe, was zu kleineren Pumpen und reduzierten Strom- und Wasserverbräuchen führt. Since the rinsing or steam extracted by a vacuum pump via the annular channel 19 condenses predominantly on the way to this pump, the power requirement for the vacuum pump also decreases, which leads to smaller pumps and reduced power and water consumption.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, auch ohne dass dadurch der die Erfindung tragende Gedanke verlassen wird. The invention has been described above by means of exemplary embodiments. It will be understood that numerous changes and modifications are possible, even without departing from the spirit of the invention.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Füllelement 1 filling element
2 Rotor  2 rotor
3 Behälterträger  3 container carriers
4 Behälter  4 containers
5 Füllgutkessel  5 product boiler
5.1 Flüssigkeitsraum  5.1 liquid space
5.2 Gasraum  5.2 gas space
6 Gehäuse  6 housing
7 Flüssigkeitskanal  7 fluid channel
8 Abgabeöffnung  8 discharge opening
9 Flüssigkeitsventil  9 liquid valve
10 Ventilstößel oder Gasrohr  10 valve tappets or gas pipe
11 Ventilkörper  11 valve body
12 Gaskanal  12 gas channel
13 Gasraum  13 gas room
14 Spül- und/oder Rückgasrohr  14 rinsing and / or return gas pipe
15 Gaskanal  15 gas channel
16 Gasraum  16 gas room
17 Steuerventilanordnung  17 control valve arrangement
18 - 21 Ringkanal  18 - 21 ring channel
22 Drucksensor  22 pressure sensor
FA Füllelementachse FA filler element axis
MA Maschinenachse MA machine axis

Claims

Patentansprüche  claims
Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (4) mit einem flüssigen Füllgut unter Verwendung eines Füllsystems mit wenigstens einem Füllelement (1 ) mit einem eine Abgabeöffnung (8) für das Füllgut bildenden und ein Flüssigkeitsventil (9) aufweisenden Flüssigkeitskanal (7) sowie mit von einer Steuerventilanordnung (17) gesteuerten Gaswegen, über die der Innenraum des in Dichtlage am Füllelement (1 ) angeordneten Behälters (4) vor dem eigentlichen Füllen zunächst zumindest in wenigstens einer Spülphase mit einem als Spülgas verwendeten dampf- und/oder gasförmiges Medium gespült und auf die wenigstens eine Spülphase folgend mit einem dampf- und/oder gasförmiges Medium auf einen Vorspanndruck (PF) vorgespannt wird, Method for filling bottles or similar containers (4) with a liquid product using a filling system with at least one filling element (1) with a liquid channel (7) forming a discharge opening (8) for the product and a liquid valve (9) and with gas passages controlled by a control valve arrangement (17), via which the interior of the container (4) arranged in sealing position on the filling element (1) is first flushed, at least in at least one rinsing phase, with a steam and / or gaseous medium used as flushing gas before the actual filling following the at least one rinsing phase following with a vapor and / or gaseous medium is biased to a biasing pressure (P F ),
dadurch gekennzeichnet, dass für das Spülen in der wenigstens einen characterized in that for the rinsing in the at least one
Spülphase ein dampf- und/oder gasförmiges Medium eines ersten Typs und zumindest für ein endgültiges Vorspannen auf den Vorspann- oder Fülldruck (PF) ein dampf- und/oder gasförmiges Medium eines zweiten und/oder eines dritten vom ersten jeweils unterschiedlichen Typs verwendet wird. Rinsing phase, a vapor and / or gaseous medium of a first type and at least for a final biasing on the biasing or filling pressure (PF) a vapor and / or gaseous medium of a second and / or a third of the first respectively different type is used.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das dampf- und/oder gasförmige Medium des ersten Typs ein heißes dampfförmiges Medium, bevorzugt Wasserdampf oder gesättigter Wasserdampf oder ein Inertgas eines ersten Typs und/oder das dampf- und/oder gasförmige Medium des zweiten Typs ein Inertgas eines zweiten Typs und/oder das dampf- und/oder gasförmige Medium des dritten Typs ein Inertgasgemisch sind. A method according to claim 1, characterized in that the vapor and / or gaseous medium of the first type, a hot vapor medium, preferably steam or saturated steam or an inert gas of a first type and / or the vapor and / or gaseous medium of the second type an inert gas of a second type and / or the vapor and / or gaseous medium of the third type are an inert gas mixture.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas des ersten Typs Stickstoff und/oder dass das Inertgas des zweiten Typs ein C02- Gas und/oder das Inertgas des dritten Typs ein Stickstoff-CO2-Gas-Gemisch ist, in dem der Anteil an C02-Gas größer ist als der Anteil an Stickstoff. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an C02- Gas im Inertgas des dritten Typs wenigstens 70 Gewichts% bezogen auf das Gesamtgewicht des Mischgases beträgt. A method according to claim 2, characterized in that the inert gas of the first type is nitrogen and / or that the inert gas of the second type is a C02 gas and / or the inert gas of the third type is a nitrogen-CO2-gas mixture in which the proportion on C02 gas is greater than the proportion of nitrogen. A method according to claim 3, characterized in that the proportion of C02 gas in the inert gas of the third type is at least 70% by weight based on the total weight of the mixed gas.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Teilvorspannen das endgültige Vorspannen der Behälter (4) auf den Vorspann- oder Fülldruck ausschließlich mit dem Inertgas des zweiten Typs und/oder mit dem Inertgas des dritten Typs erfolgt. Method according to one of claims 2-4, characterized in that after the partial prestressing, the final biasing of the containers (4) to the biasing or filling pressure takes place exclusively with the inert gas of the second type and / or with the inert gas of the third type.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Teilvorspannen das weitere Vorspannen zunächst mit dem Inertgas des dritten Typs und anschließend das endgültiges Vorspannen mit dem Inertgas des zweiten Typs erfolgen. Method according to one of claims 2-5, characterized in that after the partial prestressing the further biasing takes place first with the inert gas of the third type and then the final prestressing with the inert gas of the second type.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Druckfüllen der Behälter (4) ein aus dem Behälterinnenraum vom Füllgut verdrängtes, das Inertgas des ersten Typs und des zweiten Typs enthaltendes Rückgas in einen Gasraum oder Gaskanal (20) abgeleitet wird, aus welchem dieses Rückgas als Inertgas des dritten Typs für das Vorspannen der Behälter (4) verwendet wird. Method according to one of claims 2 - 6, characterized in that during pressure filling of the container (4) a from the container interior of the contents displaced, the inert gas of the first type and the second type containing return gas in a gas space or gas channel (20) is derived from which this return gas is used as inert gas of the third type for biasing the containers (4).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Spülphase vorausgehend ein Evakuieren der Behälter (4) erfolgt und/oder dass das Spülen und/oder das Evakuieren und Spülen mehrfach wiederholt wird.  in that the at least one rinsing phase is preceded by an evacuation of the containers (4) and / or that the rinsing and / or the evacuation and rinsing are repeated several times.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Method according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Spülen mit den dampf- und/oder gasförmiges  characterized in that the rinsing with the vapor and / or gaseous
Medium eines ersten Typs in den evakuierten Behälterinnenraum erfolgt, wobei der Behälterinnenraum vorzugsweise einen Druck von etwa 90mbar bis  Medium of a first type takes place in the evacuated container interior, wherein the container interior preferably a pressure of about 90mbar to
120mbar (absolut), vorzugsweise einen Druck von 100mbar aufweist. 120mbar (absolute), preferably a pressure of 100mbar.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Spülen mit Wasserdampf in den evakuierten Behälterinnenraum das Vorspannen mit CO2- Gas erfolgt. 10. The method according to claim 9, characterized in that when purging with steam in the evacuated container interior, the biasing with CO2 gas.
Füllsystem zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (4) mit einem flüssigen Füllgut, mit mehreren Füllelementen (1), mit mehreren für sämtliche Füllelemente (1) gemeinsamen Gasräumen (5.2) oder Gaskanälen (18 - 21), die mit gesteuerten Gaswegen der Füllelemente (1) verbunden sind und von denen während des Füllbetriebes wenigstens ein Gasraum oder Gaskanal (21) ein heißes dampfförmiges Medium, vorzugsweise Wasserdampf, oder ein unter Druck stehendes Inertgas eines ersten Typs, ein Gasraum oder Gaskanal (5.2) ein Inertgas eines zweiten Typs und wenigstens ein weiterer Gasraum oder Gaskanal (19) ein Vakuum führen, wobei über die gesteuerten Gaswegen der Innenraum des in Dichtlage am Füllelement (1) angeordneten Behälters (4) vor dem eigentlichen Füllen zunächst zumindest in wenigstens einer Spülphase mit dem heißen dampfförmigen Medium oder mit dem Inertgas des ersten Typs, gespült und auf die wenigstens eine Spülphase folgend mit einem Inertgas auf einen Vorspanndruck (PF) vorgespannt wird, Filling system for filling bottles or similar containers (4) with a liquid filling material, with a plurality of filling elements (1), with a plurality of gas chambers (5.2) or gas channels (18-21) common to all filling elements (1), with controlled gas paths of the filling elements (1) and of which during filling operation at least one gas space or channel (21) is a hot vapor medium, preferably steam, or a pressurized inert gas of a first type, a gas space or gas channel (5.2) an inert gas of a second type and at least one further gas space or gas channel (19) lead a vacuum, wherein the controlled gas paths of the interior of the sealing in the filling element (1) arranged container (4) before the actual filling first at least in at least one rinsing phase with the hot vapor medium or with the inert gas of the first type, rinsed and following the at least one rinsing phase with an inert gas on egg biasing pressure (P F ) is biased,
gekennzeichnet durch wenigstens einen weiteren, für die Füllelemente (1) des Füllsystems gemeinsamen Gasraum oder Gaskanal (20) für ein Inertgas eines dritten Typs, welches das Inertgas des ersten und zweiten Typs in Mischung enthält, wobei in dieser Mischung der Anteil des Inertgases des zweiten Typs größer ist als der Anteil des Inertgases des ersten Typs. 12. Füllsystem nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine  characterized by at least one further gas space or gas channel (20) for an inert gas of a third type, which contains the inert gas of the first and second types in mixture for the filling elements (1) of the filling system, in which mixture the proportion of the inert gas of the second Type is greater than the proportion of the inert gas of the first type. 12. Filling system according to claim 11, characterized in that a
Steuerventilanordnung (17) jedes Füllelementes (1) für ein Verbinden des Innenraums des Behälters (4) mit dem das Vakuum führenden Gaskanal (19) und mit dem das heiße dampfförmige Medium oder das Inertgas des ersten Typs führenden Gaskanal (21) während der Spülphase ausgebildet ist.  Control valve assembly (17) of each filling element (1) for connecting the interior of the container (4) formed with the vacuum-carrying gas channel (19) and with the gas channel (21) carrying the hot vapor medium or the inert gas of the first type during the rinsing phase is.
13. Füllsystem nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine 13. Filling system according to claim 1 or 12, characterized in that a
Steuerventilanordnung (17) jedes Füllelementes (1) für ein Verbinden des jeweiligen Behälterinnenraums für ein Teilvorspannen mit dem das Inertgas des ersten Typs führenden Gaskanals (21) ausgebildet ist. Control valve arrangement (17) of each filling element (1) for connecting the respective container interior for a partial biasing with the inert gas of the first type leading gas channel (21) is formed.
14. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 14. Filling system according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass eine Steuerventilanordnung (17) jedes Füllelementes (1) für ein Verbinden des Behälterinnenraumes für ein endgültiges Vorspannen mit dem das Inertgas des ersten Typs führenden Gasraum (5.2) und/oder mit dem das Inertgas des dritten Typs führenden Gasraum (20) ausgebildet ist. 15. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch  characterized in that a control valve arrangement (17) of each filling element (1) for connecting the container interior for a final biasing with the inert gas of the first type leading gas space (5.2) and / or with the inert gas of the third type leading gas space (20) is. 15. Filling system according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Inertgas des ersten Typs Stickstoff und/oder das Inertgas des zweiten Typs CO2-Gas und/oder das Inertgas des dritten Typs ein Gasgemisch aus dem Inertgas des ersten und zweiten Typs sind, wobei im Gasgemisch der Anteil an CO2-Gas gegenüber dem Anteil an Stickstoff überwiegt.  in that the inert gas of the first type is nitrogen and / or the inert gas of the second type is CO2 gas and / or the inert gas of the third type is a gas mixture of the inert gas of the first and second type, wherein in the gas mixture the proportion of CO2 gas the proportion of nitrogen outweighs.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015028249A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Khs Gmbh Method and filling system for filling containers
WO2017194515A1 (en) * 2016-05-09 2017-11-16 Khs Gmbh Method for filling containers

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015103961A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 Krones Ag Method and device for providing an inert gas in a beverage bottling plant
DE102019108829A1 (en) * 2019-04-04 2020-10-08 Khs Gmbh Method for filling containers with a liquid product

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE424118A (en) *
EP0567913A1 (en) * 1992-04-25 1993-11-03 KHS Maschinen- und Anlagenbau Aktiengesellschaft Filling head for bottling machines for filling bottles or similar containers
DE4331463A1 (en) * 1993-09-16 1995-03-23 Kronseder Maschf Krones Machine for sterilising and filling vessels under back pressure
DE4434174A1 (en) * 1994-09-24 1996-03-28 Khs Masch & Anlagenbau Ag Process for filling a liquid product into bottles or similar containers
WO2007132837A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-22 Mitsubishi Heavy Industries Food & Packaging Machinery Co., Ltd. Aseptic liquid filling device and aseptic liquid filling method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4342142C2 (en) * 1993-12-10 2003-12-24 Khs Masch & Anlagenbau Ag Device for filling bottles or similar containers with a liquid filling material
AU2005202150A1 (en) * 2004-06-21 2006-01-12 Air Liquide Australia Limited An Apparatus for Inerting the Headspace of a Container

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE424118A (en) *
EP0567913A1 (en) * 1992-04-25 1993-11-03 KHS Maschinen- und Anlagenbau Aktiengesellschaft Filling head for bottling machines for filling bottles or similar containers
DE4331463A1 (en) * 1993-09-16 1995-03-23 Kronseder Maschf Krones Machine for sterilising and filling vessels under back pressure
DE4434174A1 (en) * 1994-09-24 1996-03-28 Khs Masch & Anlagenbau Ag Process for filling a liquid product into bottles or similar containers
WO2007132837A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-22 Mitsubishi Heavy Industries Food & Packaging Machinery Co., Ltd. Aseptic liquid filling device and aseptic liquid filling method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015028249A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Khs Gmbh Method and filling system for filling containers
US10294090B2 (en) 2013-08-30 2019-05-21 Khs Gmbh Method and filling system for filling containers
WO2017194515A1 (en) * 2016-05-09 2017-11-16 Khs Gmbh Method for filling containers

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