WO2017162358A1 - Behälterfüllanordnung - Google Patents

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WO2017162358A1
WO2017162358A1 PCT/EP2017/052152 EP2017052152W WO2017162358A1 WO 2017162358 A1 WO2017162358 A1 WO 2017162358A1 EP 2017052152 W EP2017052152 W EP 2017052152W WO 2017162358 A1 WO2017162358 A1 WO 2017162358A1
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filling
circulation line
container
beverage
measuring sensor
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PCT/EP2017/052152
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Olaf Muszinski
Hans-Jürgen KATZENBÄCHER
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Khs Gmbh
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    • B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/42—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C49/78—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks

Definitions

  • the present invention relates to a container filling arrangement with a
  • Container filling machine e.g. is designed as a round filling machine, comprising a number of filling elements for filling containers, which filling elements are fed by a filling vessel of the filling machine.
  • the container filling assembly further includes at least two beverage component feeds associated with the
  • Circulation line in conjunction with which product is conveyed out of the filling tank and back into the filling tank, wherein in the circulation line directly or indirectly at least two beverage component feeds, e.g. a
  • the 11241 WO Circulation line are preferably arranged separately from the container filling machine.
  • the container filling assembly further has a
  • Filling machine control which is connected to at least one measuring sensor, which in turn is connected to the filling tank and / or the circulation line.
  • the filling machine control is designed to control the beverage component feeds in response to an output signal from the measuring sensor, thus providing the filling vessel with at least two beverage components, e.g. Water and syrup or beverage kebasisstoff depending on an output signal of
  • the beverage component feeds open into the circulation line. In this way, a given
  • Composition of different beverage components for a drink are mixed together.
  • the advantage of the solution according to the invention is that the admixing of the beverage components takes place in the circulation line, where already an intensive mixing of the beverage components takes place, so that it can be dispensed with a previously required external buffer tank. Furthermore, the cost of a separate mixer with buffer tank can be omitted, which is also associated with a reduced footprint.
  • the measuring sensor system can also be arranged well in the circulation line, so that the composition of the product can be detected before and / or after the feeding of the individual beverage components. Optimal but not mandatory, it is here, if
  • At least one first measuring sensor is arranged in front of the beverage feeds or before the dosage route, and preferably at least one second measuring sensor behind the beverage component feeds, i. after
  • Dosage zone is arranged in conjunction with the circulation line, because in this case, the influence of the control of the beverage supply to the
  • Product composition can be determined. In this way, the effects of the beverage feeds on the product can be continuously detected and used to control the beverage supply. As a result, predefined mixing ratios of the components can be maintained within very narrow limits, even at the start of production, where a slight deviation of the composition from the nominal value was to be expected due to residual water in the product receptacles of the container filling arrangement.
  • the circulation line can be guided via the filling tank, via the filling tank with the inclusion of the filling valves or under the filling tank, with the first two solutions being preferred.
  • This solution according to the invention also makes it possible to supply beverage components of any desired composition to a product, without the use of a mixer with a separate buffer tank, which has hitherto been used in particular in a
  • the circulation line contains a measuring circuit in which preferably the first measuring sensor is arranged, wherein the measuring circuit is provided to supply the measuring sensor independent of the volume flow in the circulation line a constant measuring volume flow in order to keep the measuring conditions constant.
  • this measuring circuit can be used to continuously monitor the composition of the beverage components and, if necessary, the
  • Beverage readings to readjust to a desired value.
  • the circulation line communicates with a CO 2 supply and the filling machine control is designed to supply the CO 2 supply to the circulation line in dependence on the output signal of the analysis device.
  • the filling machine control is designed to supply the CO 2 supply to the circulation line in dependence on the output signal of the analysis device.
  • all essential beverage components such as water, syrup and CO 2 are fed via the circulation line in a manner controlled by the measuring sensor to the filling boiler.
  • Pressure control device or flow control device arranged so that the addition of the CO 2 can be controlled exactly by means of the pressure control device.
  • Controlled filling machine control also preferably in response to the signal of the measuring sensor.
  • a first measuring sensor is arranged in connection with the circulation line before the beverage component supply. This gives information about the composition of the beverage components in the filling tank.
  • a second measuring sensor in conjunction with the
  • Circulation line arranged behind the Getränkekomponentenzu exiten. In this way one obtains the current composition of the product after the addition of the beverage components via the beverage component feed. If both measuring sensor systems are provided, the beverage composition is thus obtained before the component addition, as well as the beverage composition after the component addition. In this way, the composition of the
  • the first and / or second measuring sensors are each arranged in a separate measuring circuit.
  • the measuring sensors on the one hand does not affect the product flow in the circulation line and on the other hand can
  • Measuring circuit through corresponding closing valves e.g. for an exchange or
  • Circulation line itself is impaired.
  • At least one feed pump is arranged in the circulation line, with which the product is conveyed through the circulation line.
  • this feed pump is controllable in dependence on an output signal of the measuring sensor. In this way, thus, the product flow in the circulation line can be controlled so that it can be optimally and quickly adapted to different operating conditions such as filling and cycle travel (circulation).
  • the sensing sensor includes the sensors necessary or advantageous for detecting the composition of the beverage components in the product, such as e.g. an optical sensor with which the color of the mixed product is detected, which for example allows conclusions about the proportion of a syrup in the product, a pressure sensor for the measurement of the
  • a sensor for measuring the CO 2 content of the beverage and possibly at least one chemical sensor for detecting the chemical composition of the beverage.
  • the composition of the essential beverage components such as water, syrup and CO 2 can be controlled very precisely or regulated.
  • At least one - preferably all - beverage component feeds at least one regulated pump and / or at least one control valve.
  • Control valve are then preferably controllable in dependence on the output signal of the measuring sensor such that a desired addition of the
  • Beverage component is realized in order to achieve a desired composition of the beverage components in the product.
  • At least one valve is arranged in a connecting line between the filling elements and the filling vessel, which depends on a
  • the product is only fed from the filling vessel when the measuring
  • the container filling machine is a round-filling machine and the filling vessel is formed as an annular space, which extends along the outer circumference of
  • Round filling machine extends and feeds the individual arranged on the outer circumference filling elements.
  • Such a container filling machine is known per se and very reliable.
  • a level sensor is arranged in the filling vessel, which is in communication with the filling machine control.
  • the signal of the level sensor is supplied to the filling machine control so as to actuate the product feeds as well as any valve provided between the filling vessel and the filling elements, among other things in response to the signal of the level sensor.
  • the invention likewise relates to a method for filling containers in a container filling arrangement constructed above, wherein for a filling of the
  • Beverage component feeding takes place under constant evaluation of the ongoing product composition and corresponding individual activation of the beverage component feeds.
  • This method allows a filling of the container by means of
  • the filling vessel which is preferably designed as a ring vessel, preferably has a round, in particular circular cross-section.
  • beverage base material - syrup
  • Container filling machine - round filling machine - filling machine;
  • Container filling arrangement - filling arrangement: control - filling machine control; Filling chamber ring boiler;
  • Circulation line section with the beverage component feeds - Dosagerange
  • Fig. 1 is a schematic side view of a round filling machine.
  • the container filling assembly 10 of Fig. 1 has a cylindrical circular filling machine 12, to which e.g. on the outside of a filling vessel 14 connects, e.g. among them
  • filling elements 16 of the round filling machine which are shown here as an arrow feeds.
  • the filling vessel 14 is designed as an annular space and surrounds the filling machine 12.
  • a filling machine control 18 is arranged, which is connected to a filling level sensor 20 arranged in the filling vessel 14.
  • the filling vessel 14 or the filling element 16 is connected via a bypass valve 17 with a circulation line 22, which is usually led out of the filling machine 12, out.
  • a power stage pump 24 is arranged to receive a desired amount of product from an input 26 of the
  • Circulation line 22 to promote an output 28 of the circulation line 22, both open into the filling vessel 14. The production takes over
  • Power stage pump the power control (flow rate).
  • a measuring circuit 23 with a first measuring sensor 32 is arranged behind the input 26, in which measuring circuit preferably a measuring circuit pump 25 for setting a constant
  • volume flow in the measuring circuit 23 is arranged.
  • a second measuring sensor 36 is arranged at the end of the circulation line 22 before the output 28 .
  • an optional measuring sensor 37 may be provided in connection with the filling vessel 14 in order to prevent the
  • the measuring sensors 32, 34, 36, 37 are preferably connected via signal lines to the filling machine control 18, which may have a separate evaluation device for the evaluation of the measuring sensors.
  • the filling machine control 18 may have a separate evaluation device for the evaluation of the measuring sensors.
  • the beverage composition can in principle also another separate control in addition to the
  • a water supply 39 is arranged, which contains a water tank 38, a water supply pump 44, preferably a centrifugal pump, and the associated connecting lines, with which the water of the circulation line 22 is supplied. Furthermore, with the
  • a syrup supply pump 48 and a syrup control valve 50 is provided which has a CO2 source 42 which is connected via a CO2 pressure regulating valve 52 to the circulation line 22.
  • the water supply 39 preferably opens in the direction of flow after the measuring circuit 23 as the first supply to the circulation line 22.
  • the syrup supply 41 opens, for example, after the water supply 39 into the circulation line 22.
  • the CO2 supply 43 opens, for example, between the power stage pump 24 and a
  • a power control valve 55 is further arranged, which is preferably also controlled via the filling machine control 18.
  • all control and regulating devices such as metering pumps, control valves, feed pumps, pressure control valves are controlled via the filling machine control 18, as a function of the output signals of the measuring sensors 32, 34, 36, 37 and optionally from the level sensor 20th
  • beverage component feeds 39, 41 and 43 into the circulation line is also variable.
  • at least one valve and at least one pump or, alternatively, only at least one valve or at least one pump can be arranged in each case.
  • the CO 2 supply is only necessary for CO 2 -containing drinks.
  • Circulation line with the associated Getränkekomponentenzu operationen and pumps, valves represents the integrated mixing device according to the invention of the container filling arrangement, which does not require a buffer tank.
  • the invention works as follows:
  • the composition of the product before the beverage component addition via the beverage component feed 39, 41 and 43 is constantly detected via the third measuring sensor 34, while the second measuring sensor 36 constantly the composition of the product after the
  • the first measuring sensor 32 in the measuring circuit 23 reproduces the composition of the beverage components in the filling vessel 14, which can alternatively also be determined via the optional measuring sensor 37 in the filling vessel 14. In this way it is possible from the beginning to adjust the composition of the product to a desired mixing ratio and a desired CO 2 content, wherein the circulation of the product from the
  • a container filling arrangement described above is easy to clean and contains fewer components than previously known systems, whereby it is cheaper and more efficient. In addition, it is possible to achieve a desired faster

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Behälterfüllanordnung (10), umfassend eine Behälterfüllmaschine (12) mit mehreren Füllelementen zum Füllen von Behältern, welche Füllelemente (16) von einem gemeinsamen Füllkessel (14) der Füllmaschine (10) gespeist werden, wobei der Füllkessel (14) mit einer Kreislaufleitung (22) in Verbindung steht, mit welcher Produkt aus dem Füllkessel (14) heraus und wieder in den Füllkessel (14) hinein gefördert wird, wobei in die Kreislaufleitung (22) wenigstens zwei Getränkekomponentenzuführungen (39, 41, 43), z.B. eine Wasserzuführung (39) und eine Getränkebasisstoffzuführung (41 ) münden, welche Behälterfüllanordnung (10) des Weiteren eine Steuerung (18) enthält, die mit wenigstens einer Mess-Sensorik (32, 36) verbunden ist, die wiederum mit dem Füllkessel (14) oder der Kreislaufleitung (22) verbunden (30, 34) ist, wobei die Steuerung (18) dazu konzipiert ist, die Getränkekomponentenzuführungen (39, 41, 43) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik (32, 36) zu steuern.

Description

Behälterfüllanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Behälterfüllanordnung mit einer
Behälterfüllmaschine, die z.B. als Rundfüllmaschine ausgebildet ist, umfassend eine Anzahl an Füllelementen zum Füllen von Behältern, welche Füllelemente von einem Füllkessel der Füllmaschine gespeist werden. Die Behälterfüllanordnung enthält weiterhin wenigstens zwei Getränkekomponentenzuführungen, die mit dem
Füllkessel der Behälterfüllmaschine in Verbindung stehen. Dies sind in der Regel z.B. eine Wasserzuführung und eine Sirupzuführung, d.h. alle technischen Elemente, die mit der Zufuhr der entsprechenden Getränkekomponenten verbunden sind, wie Tanks, Druckbehälter, Regelventile, Pumpen, Leitungen und Meßsensorik..
Bislang war in einer derartigen Behälterfüllanordnung ein von de Füllmaschine separater Mixer mit einem eigenen Puffertank vorhanden, in welchem die
Getränkekomponenten miteinander gemischt und in gemischter Form dem Füllkessel zugeführt wurden. Diese Lösung hat Nachteile, weil insbesondere der Puffertank mit jedem Getränkewechsel neu gereinigt werden muss und der Start des Abfüllens eines neuen Getränks zeitaufwendig ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Behälterfüllanordnung zu schaffen, die das Abfüllen unterschiedlicher Getränke in einer gewünschten Zusammensetzung ohne separaten Mixer mit Puffertank ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine
Behälterfüllanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind ebenfalls in der Beschreibung und in den Zeichnungen beschrieben.
Erfindungsgemäß steht der Füllkessel der Behälterfüllmaschine mit einer
Kreislaufleitung in Verbindung, mit welcher Produkt aus dem Füllkessel heraus und wieder in den Füllkessel hinein gefördert wird, wobei in die Kreislaufleitung direkt oder indirekt wenigstens zwei Getränkekomponentenzuführungen , z.B. eine
Wasserzuführung und eine Getränkebasisstoffzuführung, z.B. Sirupzuführung münden. Die Getränkekomponentenzuführungen und zumindest ein Teil der
11241 WO Kreislaufleitung sind vorzugsweise getrennt von der Behälterfüllmaschine angeordnet. Die Behälterfüllanordnung hat des Weiteren eine
Füllmaschinensteuerung, die mit wenigstens einer Mess-Sensorik verbunden ist, die wiederum mit dem Füllkessel und/oder der Kreislaufleitung verbunden ist. Die Füllmaschinensteuerung ist dazu konzipiert, die Getränkekomponentenzuführungen in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik zu steuern und somit dem Füllkessel wenigstens zwei Getränkekomponenten, wie z.B. Wasser und Sirup bzw. Geträn kebasisstoff in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der
Analyseeinrichtung zuzuführen. Die Getränkekomponentenzuführungen münden dabei in die Kreislaufleitung. Auf diese Weise kann eine vorgegebene
Zusammensetzung unterschiedlicher Getränkekomponenten für eine Getränk zusammengemischt werden.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Zumischung der Getränkekomponenten in die Kreislaufleitung erfolgt, wo bereits eine intensive Durchmischung der Getränkekomponenten stattfindet, so dass auf einen bislang erforderlichen externen Puffertank verzichtet werden kann. Weiterhin können die Kosten für einen separaten Mixer mit Puffertank entfallen, was zudem mit einem verringerten Platzbedarf verbunden ist. Darüber hinaus kann in der Kreislaufleitung auch gut die Mess-Sensorik angeordnet werden, so dass man vor und/oder nach dem Zuführen der einzelnen Getränkekomponenten die Zusammensetzung des Produkts erfassen kann. Optimal aber nicht zwingend ist es hierbei, wenn
wenigstens eine erste Mess-Sensorik vor den Getränkezuführungen bzw. vor der Dosagestrecke angeordnet ist und vorzugsweise wenigstens eine zweite Mess- Sensorik hinter den Getränkekomponentenzuführungen, d.h. nach der
Dosagestrecke in Verbindung mit der Kreislaufleitung angeordnet ist, weil in diesem Fall die der Einfluss der Steuerung der Getränkezuführungen auf die
Produktzusammensetzung ermittelt werden kann. Auf diese Weise können die Auswirkungen der Getränkezuführungen auf das Produkt kontinuierlich erfasst werden und zur Steuerung der Getränkezuführung verwendet werden. Dadurch können vorgegebene Mischungsverhältnisse der Komponenten in sehr engen Grenzen eingehalten werden, auch zum Produktionsstart, wo wegen Restwassers in den Produktaufnahmen der Behälterfüllanordnung eine leichte Abweichung der Zusammensetzung vom Sollwert zu erwarten war.
11241 WO Die Kreislaufleitung kann über den Füllkessel geführt werden, über den Füllkessel mit Einbeziehung der Füllventile oder unter Aussparung des Füllkessels, wobei die ersten beiden Lösungen bevorzugt werden.
Diese erfindungsgemäße Lösung erlaubt es weiterhin, Getränkekomponenten in beliebiger Zusammensetzung einem Produkt zuzuführen, ohne Verwendung eines Mixers mit separatem Puffertank, der bislang insbesondere bei einem
Produktwechsel immer aufwendige Reinigungsmaßnahmen erforderte. Zudem verging bei Verwendung eines separaten Puffertanks immer erst eine geraume Zeit, bis das fertig gemischte Produkt dem Füllkessel zugeführt wurde. Ein Problem bestand überdies darin, dass obwohl das Produkt evtl. in dem Puffertank optimal gemischt war, es nach dem Zuführen des Füllkessels nicht mehr optimal gemischt war, weil dort evtl. Wasserreste aus einem vorherigen Spülvorgang noch vorhanden waren bzw. Kondensationswasser, welches zu einer leichten Verschiebung der Produktzusammensetzung führen könnte.
Durch die Verwendung der Kreislaufleitung wird dieses Problem vermieden, wenn das bereits im Füllkessel befindliche Produkt über die Kreislaufleitung wieder der Mess-Sensorik und den Getränkekomponentenzuführungen zugeführt wird, so dass immer mittels der Mess-Sensorik der aktuelle Stand der Zusammensetzung der Getränkekomponenten im Füllkessel erfasst wird. Entsprechend erfolgt dann die Ansteuerung der Getränkekomponentenzuführungen in Abhängigkeit von dem Signal, das die Füllmaschinensteuerung über die Mess-Sensorik erhält.
Vorzugsweise enthält die Kreislaufleitung einen Messkreislauf, in dem vorzugsweise die erste Meßsensorik angeordnet ist, wobei der Messkreislauf dazu vorgesehen ist, der Meßsensorik unabhängig vom Volumenstrom in der Kreislaufleitung einen konstanten Messvolumenstrom zuzuführen, um die Messbedingungen konstant zu halten. So kann dieser Messkreislauf dazu genutzt werden, die Zusammensetzung der Getränkekomponenten laufend zu überwachen, und, falls notwendig die
Zusammensetzung über eine entsprechende Ansteuerung der
Getränkekomponentenzuführungen auf einen Sollwert nachzujustieren.
11241 WO Vorzugsweise steht die Kreislaufleitung mit einer CO2-Zuführung in Verbindung und die Füllmaschinensteuerung ist dazu konzipiert, die CO2-Zuführung in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Analyseeinrichtung der Kreislaufleitung zuzuführen. Auf diese Weise werden alle wesentlichen Getränkekomponenten wie Wasser, Sirup und CO2 über die Kreislaufleitung in einer durch die Mess-Sensorik gesteuerten Weise dem Füllkessel zugeführt.
Vorzugsweise ist in der Kreislaufleitung hinter der CO2-Zuführung eine
Druckregeleinrichtung oder Durchflussregeleinrichtung angeordnet, so dass die Zugabe des CO2 auch mittels der Druckregeleinrichtung exakt gesteuert werden kann. Selbstverständlich ist die Druckregeleinrichtung über die
Füllmaschinensteuerung angesteuert, ebenfalls vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Signal der Mess-Sensorik.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine erste Mess-Sensorik in Verbindung mit der Kreislaufleitung vor der Getränkekomponentenzuführung angeordnet. Hierdurch erhält man Informationen über die Zusammensetzung der Getränkekomponenten im Füllkessel.
Vorteilhafterweise ist eine zweite Mess-Sensorik in Verbindung mit der
Kreislaufleitung hinter den Getränkekomponentenzuführungen angeordnet. Auf diese Weise erhält man die aktuelle Zusammensetzung des Produkts nach der Zugabe der Getränkekomponenten über die Getränkekomponentenzuführung. Falls beide Mess- Sensoriken vorgesehen sind, erhält man somit die Getränkezusammensetzung vor der Komponentenzugabe, als auch die Getränkezusammensetzung nach der Komponentenzugabe. Auf diese Weise lässt sich die Zusammensetzung des
Getränks in dem Füllkessel und die Veränderung der Zusammensetzung aufgrund der Getränkekomponentenzufuhr sehr genau steuern.
Vorzugsweise ist die erste und/oder zweite Mess-Sensorik jeweils in einem eigenen Messkreislauf angeordnet. Auf diese Weise beeinflusst die Mess-Sensorik zum einen nicht den Produktfluss in der Kreislaufleitung und zum anderen kann der
Messkreislauf durch entsprechende Schließventile, z.B. für einen Austausch oder
11241 WO eine Wartung der Mess-Sensorik geschlossen werden, ohne dass die
Kreislaufleitung selbst beeinträchtigt wird.
Vorzugsweise ist in der Kreislaufleitung wenigstens eine Förderpumpe angeordnet, mit welcher das Produkt durch die Kreislaufleitung gefördert wird. Vorzugsweise ist diese Förderpumpe in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik steuerbar. Auf diese Weise kann somit der Produktfluss in der Kreislaufleitung derart gesteuert werden, dass er verschiedenen Betriebszuständen wie Abfüllen und Kreislauffahrt (Umwälzen) optimal und schnell angepasst werden kann.
Die Mess-Sensorik umfasst beispielsweise die Sensoren, die zur Erfassung der Zusammensetzung der Getränkekomponenten im Produkt erforderlich oder vorteilhaft sind, wie z.B. einen optischen Sensor, mit welchem die Farbe des ausgemischten Produkts erfasst wird, was beispielsweise Rückschlüsse auf den Anteil eines Sirups im Produkt erlaubt, einen Drucksensor für die Messung des
Drucks des Getränks, einen Sensor für die Messung des CO2-Gehalts des Getränks und evtl. mindestens einen chemischen Sensor zum Erfassen der chemischen Zusammensetzung des Getränks. Durch derartige Sensoren, welche einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden können, kann die Zusammensetzung der wesentlichen Getränkekomponenten, wie z.B. Wasser, Sirup und CO2 sehr exakt gesteuert bzw. geregelt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens eine - vorzugsweise alle - Getränkekomponentenzuführungen wenigstens eine geregelte Pumpe und/oder wenigstens ein Regelventil auf. Die Pumpe und/oder das
Regelventil sind dann vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Mess-Sensorik derart steuerbar, dass eine gewünschte Zugabe der
Getränkekomponente realisiert wird, um eine gewünschte Zusammensetzung der Getränkekomponenten im Produkt zu erzielen.
Vorzugsweise ist in einer Verbindungsleitung zwischen den Füllelementen und dem Füllkessel wenigstens ein Ventil angeordnet, das in Abhängigkeit von einem
Ausgangssignal der Mess-Sensorik betätigbar ist. Auf diese Weise wird den
Füllelementen das Produkt vom Füllkessel erst dann zugeführt, wenn die Mess-
11241 WO Sensorik einen gewünschten Mindestfüllstand im Füllkessel detektiert hat, als auch das Erreichen einer gewünschten Zusammensetzung des Produkts innerhalb vorgegebener Grenzwerte. Vorzugsweise ist die Behälterfüllmaschine eine Rundfüllmaschine und der Füllkessel ist als ein Ringraum ausgebildet, der sich entlang dem Außenumfang der
Rundfüllmaschine erstreckt und die einzelnen am Außenumfang angeordneten Füllelemente speist. Eine derartige Behälterfüllmaschine ist an sich bekannt und sehr zuverlässig.
Vorzugsweise ist in dem Füllkessel ein Füllstandsensor angeordnet, welcher mit der Füllmaschinensteuerung in Verbindung steht. Das Signal des Füllstandssensors wir der Füllmaschinensteuerung zugeführt, um so die Produktzuführungen als auch ein evtl. zwischen dem Füllkessel und den Füllelementen vorgesehenes Ventil unter Anderem in Abhängigkeit von dem Signal des Füllstandsensors zu betätigen.
Die Erfindung betrifft in gleicher Weise ein Verfahren zum Befüllen von Behältern in einer oben ausgeführten Behälterfüllanordnung, wobei für eine Befüllung der
Behälter mittels der Füllelemente die Getränkekomponenten nach einem
vorgegebenen Mischungsverhältnis über die Getränkekomponentenzuführungen der Kreislaufleitung ohne Verwendung eines Puffertanks zugeführt werden. Die
Durchmischung der zugeführten Getränkekomponenten erfolgt in der Kreislaufleitung und/oder im Füllkessel der Füllmaschine. Anschließend wird das Produkt aus dem Füllkessel über die Kreislaufleitung einer Mess-Sensorik zugeführt, die die
Zusammensetzung des Produkts im Füllkessel mit einem Sollwert vergleicht.
Anschließend wird eine vom Sollwert abweichende Produktzusammensetzung durch eine entsprechende Ansteuerung der Getränkekomponentenzuführung korrigiert und die weitere Zufuhr der Getränkekomponenten, d.h. die Ansteuerung der
Getränkekomponentenzuführung erfolgt unter ständiger Auswertung der laufenden Produktzusammensetzung und entsprechender individueller Ansteuerung der Getränkekomponentenzuführungen. Die Befüllung der Behälter durch die
Füllelemente erfolgt erst dann, wenn der Füllstand in dem Füllkessel einen
Mindestwert erreicht hat und die Produktzusammensetzung innerhalb erlaubter Grenzen dem Sollwert entspricht. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass vom
11241 WO Füllbeginn einer Behälterfüllanordnung bis zum Ende des Füllvorgangs eine vorgegebene Zusammensetzung des Produkts in sehr engen Grenzen eingehalten wird, insbesondere beim Start des Füllvorganges, wo die Produktzusammensetzung oft durch Restwasser oder Kondenswasser in Leitungen oder Produkträumen der Behälterfüllanordnung verändert wird.
Dieses Verfahren erlaubt eine Befüllung der Behälter mittels der
Behälterfüllanordnung ohne Verwendung eines Mixers mit eigenem Puffertank. Der vorzugsweise als Ringkessel ausgebildete Füllkessel hat vorzugsweise einen runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die oben ausgeführte Ausführungsform der Erfindung in beliebiger weise miteinander kombinierbar ist. Folgende Ausdrücke werden synonym verwendet: Geträn kebasisstoff - Sirup;
Behälterfüllmaschine - Rundfüllmaschine - Füllmaschine; Behälterfüllanordnung - Füllanordnung: Steuerung - Füllmaschinensteuerung; Füllkessel-Ringkessel;
Kreislaufleitungsabschnitt mit den Getränkekomponentnezuführungen - Dosagestrecke;
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der schematischen
Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Rundfüllmaschine.
Die Behälterfüllanordnung 10 aus Fig. 1 hat eine zylindrische Rundfüllmaschine 12, an der sich z.B. außenseitig ein Füllkessel 14 anschließt, der z.B. darunter
angeordnete Füllelemente 16 der Rundfüllmaschine, die hier als Pfeil dargestellt sind, speist.
Der Füllkessel 14 ist als Ringraum ausgebildet und umgibt die Füllmaschine 12. In Verbindung mit der Füllmaschine 10 ist eine Füllmaschinensteuerung 18 angeordnet, die mit einem im Füllkessel 14 angeordneten Füllstandsensor 20 verbunden ist.
11241 WO Der Füllkessel 14 bzw. das Füllelement 16 ist über ein Bypassventil 17 mit einer Kreislaufleitung 22 verbunden, die üblicherweise aus der Füllmaschine 12, herausgeführt ist. In der Kreislaufleitung 22 ist eine Leistungsstufenpumpe 24 angeordnet, um eine gewünschte Produktmenge von einem Eingang 26 der
Kreislaufleitung 22 zu einem Ausgang 28 der Kreislaufleitung 22 zu fördern, die beide in den Füllkessel 14 münden. Bei der Produktion übernimmt die
Leistungsstufenpumpe die Leistungsregelung (Förderleistung).
Abzweigend von der Kreislaufleitung 22 ist hinter dem Eingang 26 ein Messkreislauf 23 mit einer ersten Mess-Sensorik 32 angeordnet, in welchem Messkreislauf vorzugsweise eine Messkreislaufpumpe 25 zur Einstellung eines konstanten
Volumenflusses im Messkreislauf 23 angeordnet ist. Am Ende der Kreislaufleitung 22 vor deren Ausgang 28 ist eine zweite Mess-Sensorik 36 angeordnet. Zudem kann ein dritte Mess-Sensorik 34 in der Kreislaufleitung 22 unmittelbar vor den Getränkezuführungen, d.h. unmittelbar vor der Dosagestrecke angeordnet sein, um die Getränkezusammensetzung vor der Zugabe von Getränkekomponenten zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich zur ersten Mess-Sensorik 32 kann eine optionale Mess- Sensorik 37 in Verbindung mit dem Füllkessel 14 vorgesehen sein, um die
Produktzusammensetzung im Füllkessel zu bestimmen.
Die Mess-Sensoriken 32, 34, 36, 37 sind vorzugsweise über Signalleitungen mit der Füllmaschinensteuerung 18 verbunden, die für die Auswertung der Mess-Sensoriken eine separate Auswerteinrichtung haben kann. Für die Getränkezusammensetzung kann prinzipiell auch eine weitere separate Steuerung neben der
Füllmaschinensteuerung vorgesehen sein. In Verbindung mit der Kreislaufleitung 22 ist eine Wasserzuführung 39 angeordnet, die einen Wasserbehälter 38, eine Wasserzufuhrpumpe 44, vorzugsweise eine Kreiselpumpe, und die dazugehörigen Verbindungsleitungen enthält, mit welchen das Wasser der Kreislaufleitung 22 zugeführt wird. Weiterhin ist mit der
Kreislaufleitung eine Sirup-Zuführung 41 verbunden, die einen Sirup-Behälter 40,
11241 WO eine Sirup-Zufuhrpumpe 48 und ein Sirup-Regelventil 50 umfasst. Schließlich ist eine CO2-Zuführung 43 vorgesehen, die eine CO2-Quelle 42 aufweist, die über ein CO2- Druckregelventil 52 mit der Kreislaufleitung 22 verbunden ist. Die Wasserzuführung 39 mündet vorzugsweise in Flussrichtung nach dem Messkreislauf 23 als erste Zuführung in die Kreislaufleitung 22. Die Sirupzuführung 41 mündet beispielsweise nach der Wasserzuführung 39 über in die Kreislaufleitung 22. Die CO2-Zuführung 43 mündet beispielsweise zwischen der Leistungsstufenpumpe 24 und einer
Druckregelpumpe 54 in die Kreislaufleitung 22, wobei die Druckregelpumpe 54 vorzugsweise ebenfalls durch die Füllmaschinensteuerung 18 angesteuert ist. In der Kreislaufleitung 22 ist des Weiteren noch ein Leistungsregelventil 55 angeordnet, welches vorzugsweise ebenfalls über die Füllmaschinensteuerung 18 angesteuert ist. Somit sind sämtliche Steuer- und Regeleinrichtungen, wie Dosierpumpen, Regelventile, Förderpumpen, Druckregelventile über die Füllmaschinensteuerung 18 angesteuert, und zwar in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Mess- Sensoriken 32, 34, 36, 37 und gegebenenfalls vom Füllstandssensor 20.
Optional ist es möglich, eine, zwei oder drei der vier Meßsensoriken 32, 34, 36, 37 wegzulassen, wie auch den Füllstandssensor 20. Vorzugsweise wird nur die zweite Mess-Sensorik hinter der Dosagestrecke als einzige Mess-Sensorik verwendet. Die Anordnung bzw. Abfolge der Getränkekomponentenzuführungen 39, 41 und 43 in die Kreislaufleitung ist ebenfalls variabel. In den Getränkekomponentenzuführungen 39, 41 und 43 können jeweils wenigstens ein Ventil und wenigstens eine Pumpe oder alternativ jeweils nur wenigstens ein Ventil oder wenigstens eine Pumpe angeordnet sein. Die CO2-Zuführung ist nur für CO2-haltige Getränke notwendig. Die
Kreislaufleitung mit den zugehörigen Getränkekomponentenzuführungen und Pumpen, Ventilen stellt die erfindungsgemäße integrierte Mischvorrichtung der Behälterfüllanordnung dar, die ohne Puffertank auskommt.
Die Erfindung funktioniert wie folgt:
Zu Beginn wird die Förderpumpe eingeschaltet und die Getränkekomponenten, wie Wasser, Sirup und CO2 werden der Kreislaufleitung 22 über die
Getränkekomponentenzuführungen 39, 41 und 43 in einem vorgegebenen
Mischungsverhältnis zugesetzt, welches individuell der Rezeptur des Getränkes
11241 WO entspricht. Auf diese Weise steigt der Füllstand in dem Füllkessel 14 allmählich an. Da über den Eingang 26 der Kreislaufleitung 22 ständig Produkt aus dem Füllkessel 14 angesaugt wird, und über den Ausgang 28 wieder in den Füllkessel 14
zurückgeführt wird, wird vorzugsweise über die dritte Mess-Sensorik 34 ständig die Zusammensetzung des Produkts vor der Getränkekomponentenzugabe über die Getränkekomponentenzuführung 39, 41 und 43 erfasst, während über die zweite Mess-Sensorik 36 ständig die Zusammensetzung des Produkts nach der
Getränkekomponentenzugabe erfasst wird. So erhält man nicht nur aktuelle
Information über die Produktzusammensetzung im Füllbehälter 14 sondern auch über die Veränderung der Produktzusammensetzung aufgrund der
Getränkekomponentenzugabe. Die erste Mess-Sensorik 32 in dem Messkreislauf 23 gibt die Zusammensetzung der Getränkekomponenten im Füllkessel 14 wieder, die alternativ auch über die optionale Mess-Sensorik 37 im Füllkessel 14 bestimmt werden kann. Auf diese Weise kann man von Anfang an die Zusammensetzung des Produktes auf ein gewünschtes Mischungsverhältnis und einen gewünschten CO2- Gehalt einstellen, wobei durch die Kreislaufführung des Produktes aus dem
Füllkessel 14 die aktuellen Verhältnisse im Füllkessel ständig berücksichtigt werden. Das bedeutet, dass die gewünschte Getränkezusammensetzung vom Beginn eines Füllvorgangs an erzielt wird, und zwar ohne die Verwendung eines separaten Mixers mit Puffertank.
Eine oben beschriebene Behälterfüllanordnung ist leicht zu reinigen und enthält weniger Komponenten als bisher bekannte Anlagen, wodurch sie kostengünstiger und effizient ist. Darüber hinaus ist es schneller möglich, eine gewünschte
Zusammensetzung des Getränks zu realisieren und Veränderungen in der
Zusammensetzung des Getränks durch eine individuelle Ansteuerung der
Zuführungen 39, 41 und 43 zu verifizieren.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Patentansprüche beliebig variiert werden.
11241 WO Bezugszeichenliste
10 Behälterfüllanordnung
12 Behälterfüllmaschine - Rundfüllmaschine
14 Füllkessel - Ringraum
16 Füllelement
18 Füllmaschinensteuerung
20 Füllstandsensor
22 Kreislaufleitung
23 Messkreislauf
24 Leistungsstufenpumpe
25 Messkreislaufpumpe
26 Eingang der Kreislaufleitung
28 Ausgang der Kreislaufleitung
32 erste Mess-Sensorik
34 dritte Mess-Sensorik
36 zweite Mess-Sensorik
37 optionale Mess-Sensorik in Verbindung mit dem Füllkessel
38 Wasserbehälter
39 Wasserzuführung
40 Sirup-Behälter - Behälter für Geträn kebasisstoff
41 Sirup-Zuführung
42 CO2-Druckbehälter
43 CO2-Zuführung
44 Wasserzufuhrpumpe
48 Sirupzufuhrpumpe
50 Sirup-Regelventil
52 CO2-Regelventil
54 Druckregelpumpe
55 Leistungsregelventil
11241 WO

Claims

Patentansprüche
Behälterfüllanordnung (10), umfassend eine Behälterfüllmaschine (12) mit mehreren Füllelementen (16) zum Füllen von Behältern, welche Füllelemente (16) von einem gemeinsamen Füllkessel (14) der Füllmaschine (10) gespeist werden, wobei der Füllkessel (14) mit einer Kreislaufleitung (22) in Verbindung steht, mit welcher Produkt aus dem Füllkessel (14) heraus und wieder in den Füllkessel (14) hinein gefördert wird, wobei in die Kreislaufleitung (22) wenigstens zwei Getränkekomponentenzuführungen (39, 41 , 43), z.B. eine Wasserzuführung (39) und eine Getränkebasisstoffzuführung (41 ) münden, welche Behälterfüllmaschine (10) des Weiteren mit einer Steuerung (18) verbunden ist, die mit wenigstens einer Mess-Sensorik (32, 34, 36, 37) verbunden ist, die wiederum mit dem Füllkessel (14) und/oder der
Kreislaufleitung (22) verbunden ist, wobei die Steuerung (18) dazu konzipiert ist, die Getränkekomponentenzuführungen (39, 41 , 43) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik (32, 34, 36, 37) zu steuern.
Behälterfüllanordnung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreislaufleitung (22) mit einer CO2-Zuführung (43) in Verbindung steht, und dass die Steuerung (18) dazu konzipiert ist, die CO2- Zuführung (43) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik (32, 36) anzusteuern.
Behälterfüllanordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kreislaufleitung (22) hinter der CO2-Zuführung (43) eine Druckregelpumpe (54) angeordnet ist.
Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie keinen Puffertank aufweist.
Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Mess-Sensorik (34) in Verbindung mit der 1 WO Kreislaufleitung (22) vor den Getränkekomponentenzuführungen (39, 41 , 43) angeordnet ist.
6. Behälterfüllanordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Mess-Sensorik (36) in Verbindung mit der
Kreislaufleitung (22) hinter den Getränkekomponentenzuführungen (39, 41 , 43) angeordnet ist.
7. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass eine erste Mess-Sensorik (32) in einem von der
Kreislaufleitung abzweigenden Messkreislauf (23) angeordnet ist.
8. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mess-Sensorik (37) im Füllkessel (14) angeordnet ist.
9. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kreislaufleitung (22) wenigstens eine Leistungsstufenpumpe (24) angeordnet ist. 10. Behälterfüllanordnung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstufenpumpe (24) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik (32, 36) steuerbar ist.
1 1 . Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Getränkekomponentenzuführungen
(39, 41 , 43) wenigstens eine geregelte Pumpe (44, 48) und/oder wenigstens ein Regelventil (50, 52) aufweist.
12. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Verbindungsleitung zwischen den Füllelementen
(16) und dem Füllkessel (14) wenigstens ein Ventil angeordnet ist, das durch die Steuerung (18) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Mess-Sensorik (32, 36) betätigbar ist.
11241 WO
13. Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterfüllmaschine (12) eine Rundfüllmaschine ist, und dass der Füllkessel (14) als ein Ringraum ausgebildet ist.
Verfahren zum Befüllen von Behältern in einer Behälterfüllanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Befüllung der Behälter mittels der Füllelemente (16) die Getränkekomponenten nach einem vorgegebenen Mischungsverhältnis über die
Getränkekomponentenzuführungen (39, 41 , 43) der Kreislaufleitung (22) zugeführt werden, bis ein vorgegebener Füllgrad (20) des Füllkessels (14) der Behälterfüllmaschine (12) erzielt wird, dass anschließend das Produkt aus dem Füllkessel (14) über die Kreislaufleitung (22) der wenigstens einen Mess- Sensorik (32, 36) zugeführt wird, dass die Füllmaschinensteuerung (18) die Zusammensetzung des Produkts basierend auf den Signalen der Mess-Sensorik (32, 36) mit einem Sollwert vergleicht, dass anschließend eine vom Sollwert abweichende Produktzusammensetzung durch eine entsprechende Ansteuerung (18) der Getränkekomponentenzuführungen (39, 41 , 43) korrigiert wird, und dass die weitere Zufuhr der Getränkekomponenten unter ständiger Auswertung der laufenden Produktzusammensetzung und entsprechende individuelle
Ansteuerung der Getränkekomponentenzuführungen (39, 41 , 43) erfolgt, und dass die Füllung der Behälter erfolgt, wenn der Füllstand in dem Füllkessel (14) einen Mindestwert erreicht hat und die Produktzusammensetzung innerhalb erlaubter Grenzen dem Sollwert entspricht. 15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Befüllung der Behälter mittels der
Behälterfüllanordnung (10) ohne Verwendung eines Mixers mit Puffertank erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der
Füllkessel (14) zum Durchmischen der Getränkekomponenten genutzt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Kreislaufleitung (22) angeordnete Leistungsstufenpumpe (24) als Kreislaufpumpe für die Kreislaufleitung (22) genutzt wird.
11241 WO
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