WO2018166774A1 - Füllmaschine - Google Patents

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WO2018166774A1
WO2018166774A1 PCT/EP2018/054498 EP2018054498W WO2018166774A1 WO 2018166774 A1 WO2018166774 A1 WO 2018166774A1 EP 2018054498 W EP2018054498 W EP 2018054498W WO 2018166774 A1 WO2018166774 A1 WO 2018166774A1
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WO
WIPO (PCT)
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product
filling
pressure
filling machine
actuator
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/054498
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hilmar FICKERT
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 WO2018166774A1 publication Critical patent/WO2018166774A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/007—Applications of control, warning or safety devices in filling machinery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/286—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow rate control, i.e. controlling slow and fast filling phases

Definitions

  • the invention relates to filling machines in the beverage industry, in particular filling machines such. Keg filler with capacities from 35 up to 1400 containers or kegs per hour.
  • the invention is directed to large containers such as e.g. Kegs.
  • this larger number of different products in the (filling) relevant for the filling process parameters has such a wide range that this one filling system can not (more) process all products with one and the same setting.
  • an uncritical product for example, cold beer is bottled on a system with low carbonation, whereupon a critical product, such as a warm soft drink with plenty of carbon dioxide to be bottled.
  • filling should always be carried out with stable high quality values (O 2 absorption, CO2 loss and filling accuracy) and safe against operating errors / fast during conversion / adaptation.
  • This aspect has gained in importance due to the increasing number of so-called craft brewer breweries.
  • such breweries usually do not have large-volume refrigerated storage capacities for the product to be filled, so that during the filling of a batch, the temperature of the product to be filled can change permanently.
  • the filling of gas-containing drinks requires a low-foaming setting of all relevant parameters for a high filling quality, in particular in order to prevent the outgassing of eg CO2.
  • the filling machine has at least one, preferably a plurality of filling elements for pressure-filling containers with products containing CO 2 such as, for example, beer, mineral water, juices, wine, sparkling wine and soft drinks and alcopops of all kinds.
  • the filling machine includes at least one actuator for adjusting at least one pressure parameter of the filling element of the filling machine, such as the biasing pressure to bring the product container to be filled before filling to a defined pressure to prevent outgassing of the CO 2 during filling.
  • Another filling parameter which can be set via a separate actuator, for example a product pump and / or a pressure valve, in particular in the region of the product feed, is the filling pressure during filling itself.
  • Another pressure parameter that is relevant when filling the product container with the product in the filling element of the filling machine is the return gas pressure which occurs when the product container is filled with the product and thereby the gas volume initially present in the product container through the displacing product exit.
  • the pressure filling of a CO 2 - containing product always is usually a beverage in a contract concluded by the environment system. That is, the filling valve and the pressure vessel are separated from the ambient atmosphere, so that the pressure conditions in the pressure vessel can be arbitrarily set via the actuators, which are usually designed as pumps, control valves and mixer in a compressed gas line.
  • the actuators are electrically controllable and can thus be controlled via a microprocessor control of the filling machine, which has a memory for product-specific pressure parameters of the filling machine.
  • the filling machine further includes an input device for inputting a product, such as a keyboard, a bar code scanner or the like, via which a product ID can be entered and / or a sensor device for detecting at least one product-specific value, such as the CO 2 content and / or the product color, with which sensor device can be determined via the detection of a product-specific value, which bottled product becomes.
  • the sensor device is connected to the controller, so that the corresponding product-specific value can be output to the controller, which compares the value with an internal table in which product-specific print parameters of the filling machine are stored for different product IDs.
  • the microprocessor control of the filling machine then controls the at least one actuator, for example via a control line in such a way that the actuator is set according to the stored product-specific pressure parameters.
  • the filling machine is adjusted quickly and error-free to a new product to be filled, wherein the product ID of the product to be filled can either be entered manually or can be detected automatically, for example by means of a bar code reader and / or Sensors of the sensor device for detecting product parameters.
  • the invention eliminates manual adjustment of the actuators for each new product to be filled at a filling machine. It should be noted here that often very different products are filled at a filling machine, which requires an adjustment or readjustment of the actuators, for example the control valves in the pressure lines or return gas lines.
  • the fact that now these actuators are actuated electrically by the controller and the controller on the other hand automatically adjusts these actuators due to stored product-specific product parameters eliminates the manual readjustment of the filling machine and the filling machine is therefore suitable to fill even smaller batches of products, after which the filling machine quickly and uncomplicated on a new product can be adjusted. It can thus be filled on a single day a variety of different products on a filling machine without the filling machine must be manually adjusted to the new product each time.
  • the invention thus provides a filling machine with automatic adaptation of the filling parameters (in particular pressures and times) to changing products or product parameters when filling in particular gas / CO 2 -containing drinks (or similar mixed gases), such as beer in containers, especially in large batches / kegs.
  • the filling machine further contains monitoring sensors, in particular pressure sensors and temperature sensors, by means of which the filling process can be monitored, regulated and possibly readjusted, in particular if, during a filling operation, e.g. the product temperature changes.
  • monitoring sensors in particular pressure sensors and temperature sensors, by means of which the filling process can be monitored, regulated and possibly readjusted, in particular if, during a filling operation, e.g. the product temperature changes.
  • the actuators to be adjusted are the actuators for the biasing pressure and / or the filling pressure and / or the return gas pressure of a filling element, which pressures represent the relevant filling parameters for filling a CO 2 -containing drink. In this way, the entire filling process can be optimally carried out for a specific product.
  • the filling machine if it has a plurality of filling elements, separately controllable actuators for the pressure parameters of the individual filling elements.
  • the product-specific pressure parameters can thus be controlled individually for each filling element of the filling machine, which guarantees an optimized pressure filling of a product to be filled.
  • groups of filler elements e.g. 2 to 10 filling elements are controlled together.
  • the sensor device has a pressure sensor.
  • This pressure sensor can be used on the one hand for product recognition. If, for example, only a limited number of products are filled on a filling machine and these products can be easily distinguished from one another by means of their CO 2 pressure, it is only possible by means of a pressure sensor to differentiate the products to be filled from one another, with which the microprocessor control is based is enabled on the product-specific data stored for the product to automatically adjust the actuators of the filling machine to these different products.
  • the Pressure sensor for process monitoring and control control loop
  • the sensor device may have a color sensor, which determines the product color, so that a recognition of the product alone and / or additionally on the color of the product is possible.
  • the sensor device may preferably have a gravity wort content sensor by means of which the original wort of a beer can be determined. If thus different types of beer are filled on a filling machine, it can be clearly determined via the determination of the original wort content, which product is being bottled and the control of the filling machine is then able to set the product-specific pressure parameters of the filling machine automatically.
  • the sensor device has a temperature sensor, so that the product-specific pressure parameters of the filling machine can also be set as a function of the measured product temperature.
  • the CO2 pressure of a product is always dependent on the product temperature so that the temperature of the product plays an important role in the setting of the product-specific pressure parameters such as pre-charge pressure, filling pressure and return gas pressure.
  • the provision of a temperature sensor takes into account this temperature dependence of the product-specific pressure parameters. As a result, a change in the product temperature during filling can also be taken into account.
  • the sensor device includes a CO2 sensor which, possibly alone or in cooperation with other sensors, enables the sensor device to determine a product.
  • a CO2 sensor which, possibly alone or in cooperation with other sensors, enables the sensor device to determine a product.
  • the control unit can determine which product is actually bottled by recording the CO2 content.
  • the sensor device has an input device, such as a bar code scanner or an input keyboard, via which the controller can be informed automatically or manually, which product is filled, so that the controller is capable of that in the memory Set stored product-specific pressure parameters by means of the actuators in the product and gas lines.
  • the actuator is a control valve and / or a pump in a compressed gas line in the region of the product supply and / or a control valve in a remindgaslei- direction of the filling element and / or a control valve in a compressed gas supply to the bias of the container in the filling element.
  • the different pressure parameters can be set when filling a product in a product container quickly and easily.
  • the setting can be monitored and regulated via separate pressure sensors in the pre-charge line, in the product line and in the return gas line.
  • the invention likewise relates to a method for pressure-filling CO2-containing beverages into product containers by means of at least one filling machine, which has at least one electrically controllable actuator for adjusting at least one pressure parameter of at least one filling element of the filling machine.
  • the filling machine furthermore has a microprocessor control with a memory for product-specific pressure parameters of the filling machine and associated product IDs, product data being transmitted via an input device and / or via a sensor device of the control, and the microprocessor control transmitting the at least one actuator corresponding to the product-specific stored for the product Setting pressure parameters.
  • the pressure parameters are set as a function of the measured product temperature, so that a consistent filling quality is ensured regardless of the product temperature during filling.
  • the process is preferably carried out on a filling machine of the type mentioned above.
  • a filling machine of the above type is designed for carrying out the method according to the invention.
  • the biasing pressure and / or the filling pressure and / or the return gas pressure of the product in a filling element are controlled or regulated by means of the at least one adjusting member.
  • the CO2 content or partial pressure of CO2 of the product is detected via the sensor device in order to determine which product is filled and to set the product-specific pressure parameters accordingly during filling.
  • the product color and / or the original wort of the product is determined via the sensor device in order to obtain the product ID.
  • beverage-specific parameter sets for example, surcharges for prestressing and / or return gas pressure of up to 0.5 bar (compared to normal beer).
  • the automatic recognition of the "basic products", that is to say the beverage types, can take place, for example, on the basis of the sensors of the sensor device arranged for the product line, for example for original wort and / or turbidity and / or conductivity.
  • the "detection" of the current or upcoming beverage type may also be via manual sort selection or information exchange between the at least one actuator, e.g., pump, mixer, control valve, etc., and the microprocessor control.
  • the at least one actuator e.g., pump, mixer, control valve, etc.
  • the equivalent pressure is initially nothing more than the partial pressure of the dissolved gas (CO 2 ) in the beverage in the static state. This must at least be present in a gas atmosphere above the beverage for the same gas (even proportionally with mixed gas), in order to reliably avoid that this gas does not either transfer into the beverage or outgas CO 2 from the beverage. This is the basis for surcharges and deductions for the bias pressure and the return gas pressure or flow.
  • the microprocessor control calculates the product-specific equivalent pressure of the gas (CO 2 ) on the basis of the product-specific data stored in the memory of the microprocessor control, for example, and continues to calculate with correspondingly stipulated surcharges
  • the tempering gas is prepared for use in a so-called media preparation.
  • the biasing gas may consist of either a gas - CO 2 or nitrogen - or a gas mixture. Within the medical preparation, the biasing gas is brought to the biasing pressure.
  • the media preparation is usually arranged in front of the filling machine.
  • the use of e.g. electrically / hydraulically adjustable, controllable actuators e.g. Pressure reducers provided in which the output pressure of the gas to be dispensed are driven according to the product stored in the micro-processor control data.
  • actuators e.g. electrically / hydraulically adjustable, controllable actuators
  • the use of computer-controlled pressure reducers is provided here as actuators, which are controlled by a direct or indirect control computer of the microprocessor control. These actuators implement the variable pressure values specified by the control computer.
  • the thus product-specific filling parameters are monitored by means of a pressure sensor / pressure sensor.
  • the actual values are compared with the desired values by means of a control loop and kept constant.
  • the gas discharged during filling with different volume flow is preferably set not only via orifices or regulators in the flow, but also via a relieving pressure regulator centrally (ie also for several fillers at the same time) according to the default value of the microprocessor control.
  • the control is controlled by pressure transducer here.
  • the filling pressure is controlled by a product pump, which is adjustable by means of a frequency converter in their speed.
  • the activity of the product pump is monitored by means of a pressure transducer.
  • the product can be provided by the product pump according to the specifications of the micro-processor controller with the product-specific target pressure. Alternatively or additionally, can also be used as actuators pressure control valves.
  • the current actual values of the parameters of the inflowing product are preferably detected by transducers / sensors / measuring elements in the product line and forwarded to the microprocessor control.
  • the microprocessor control system optimizes the filling process set to be able to continue - with low delay and with stepless accuracy, based on the stored product-specific data, eg in the form of formulas / tables, new setting values to the actuators, eg the regulators for the prestressing and return gas pressure as well as the product or filling pressure, without Intervention of the operating personnel would be necessary.
  • the actuators eg the regulators for the prestressing and return gas pressure as well as the product or filling pressure
  • FIG. 1 is a schematic representation of a filling machine with product-specific automatic control of the biasing pressure, the filling pressure and theradgas- pressure
  • Fig. 2 is a schematic representation of a concrete embodiment of a KEG filling machine.
  • the filling machine 10 according to FIG. 1 is a rotary filling machine with a rotating filling machine body 12, on the outer circumference of which individual filling elements 14 for the pressure filling of product containers 16 are arranged.
  • the filling elements 14 are generally arranged distributed equidistant around the circumference of the filling machine body 12.
  • the filling machine body 12 is rotatable about a motor 18 about an axis of rotation 20.
  • Product containers, product lines, gas lines and other components of the filling machine are not shown for the sake of clarity.
  • a controllable biasing valve 22 is arranged for adjusting a biasing pressure
  • a controllable product valve and / or product pump 24 for adjusting a filling pressure
  • a return gas valve 26 for adjusting a return gas pressure.
  • These actuators 22, 24, 26 are connected to a microprocessor controller 28 of the filling machine 10 by means of a control line 30.
  • the motor 18 of the filling machine 10 is connected via a control line 30 to the microprocessor controller 28 of the filling machine.
  • the controller 28 contains on the input side a bar code reader 32, via which it is possible to scan a product ID by means of a code eg on a product container and / or on a product order label and in this way provide the microprocessor control 28 with the product ID of the product to be filled To communicate products.
  • the microprocessor controller 28 is provided with a color sensor 34 for detecting the product color, with a CO 2 sensor 36 for detecting the CO 2 partial pressure of the product, with a master wort sensor 38 for detecting the original wort and / or the alcohol content of the product and in any case connected to a temperature sensor 40 provided in each case to control the temperature of the product To measure filling and to monitor the various pressure parameters during filling via the actuators 22, 24, 26 and regulate.
  • the microprocessor control 28 is still connected on the input side to an input keyboard 42, via which the product ID of a product to be filled can be entered manually.
  • a memory 44 is arranged with different product IDs products to be filled and the associated Greparametern, expressed in control values for the actuators 22, 24, 26.
  • the microprocessor controller 28 is thus after detecting the product ID of a product to be filled by means of the bar code reader 32 or by means of the color sensor 34, the CO 2 sensor 36 and / or the Stamm chandelierzesensors 38 and / or after input via the input keyboard 42 capable of the obtained product ID corresponding pressure parameters according to the stored values in the memory 44 on the Control line 30 at the actuators 22, 24, 26 adjust accordingly.
  • the microprocessor controller 28 further has a display 46 on which the determined product ID and the associated product can be reproduced as well as the different pressure parameters such as bias pressure, filling pressure and return gas pressure and possibly other operating or filling parameters of the filling machine 10th
  • a filling pressure curve which is set during the filling of the product over the entire filling process. This can be a ramp, a curve or any time course.
  • Fig. 2 shows a more detailed embodiment of a filling element 14 of a KEG filling machine in connection with the various sensors and actuators.
  • the KEG filling element 14 contains a filling head 15, on which the product container, in the present case a KEG, is placed pressure-tight.
  • the filling head 15 is connected via a product line 47 with a product supply 45.
  • a temperature sensor 40 and a CO 2 sensor 36 for the CO2 pressure of the product to be filled arranged in the product line 47.
  • a product pump 24b, a flow meter 48 and a filling pressure or product control valve 24a are arranged in the product line 47.
  • the flow meter 48, the product pump 24b and the product control valve 24a are connected to and controlled by the microprocessor controller 28.
  • a bias gas line 56 which is connected to a bias gas supply 54.
  • a bias valve 22 is disposed as well as a bias pressure sensor 58, both of which are connected to the microprocessor controller 28. Furthermore, with the filling head 15, a return gas line 50 is connected, which is connected to a return gas space 53, for example, the ambient pressure or a separate container, which is eg used again for the CO2 supply. In the return gas line 50, a return gas valve 26 and a rear gas pressure sensor 52 are arranged, which are both connected to the microprocessor controller 28. Each of the lines, namely product line 47, bias gas line 56 and return gas line 50 are optionally connected via branches 60 to other filling elements 14.
  • a plurality of filling elements 14 or the filling heads 15 of a plurality of filling elements 14 can be controlled simultaneously by a control and regulating device of the type shown.
  • groups of filling elements 14 of a filling machine 10 can be operated with identical printing parameters.
  • the individual filling elements 14 can also be operated separately with their own printing parameters.
  • the filling pressure of the product Via the product pump 24b and the product control valve 24a, the filling pressure of the product can be set in accordance with product data stored in the microprocessor control 28, for which product data the associated pressure parameters when filling a product as well as the assigned control values for the actuators 22, 24a, 24b, 26 are stored are.
  • the manipulated values for the product pump 24b and the product control valve 24a are adjusted on the product supply side, the bias value for the preload valve 22 on the bias side and the control value for the return gas valve 26 in the return gas line 50 on the back side.
  • the proper adjustment of the valves is detected on the one hand via the flow meter 48 on the product supply side and on the other hand via the pressure sensors 52 and 58 in the return gas line 50 and in the bias gas line 56.
  • the individual filling parameters namely the filling pressure or the Grezier, the Vorspann- Adjust the pressure and the return gas pressure so that any CO2-containing product can be optimally filled in containers, such as bottles, KEGs, containers or cans or the like, avoiding outgassing. This takes temperature changes into account when filling the product.

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Abstract

Vorgestellt wird eine Füllmaschine (10) mit wenigsten einem Füllelement (14) zum Druckbefüllen von C02-haltigen Produkten in Produktbehälter, welche Füllmaschine mindestens ein Stellglied (22, 24, 26) zur Einstellung wenigstens eines Druckparameters der Füllmaschine aufweist, welches Stellglied elektrisch steuerbar ist, welche Füllmaschine eine Mikroprozessorsteuerung (28) mit einem Speicher (40) für produktspezifische Druckparameter für das Füllelement aufweist, welche Füllmaschine eine mit der Mikroprozessorsteuerung verbundene Eingabevorrichtung (32, 42) zur Eingabe eines Produkts und/oder eine Sensorvorrichtung (34, 36, 38, 40) zur Erfassung wenigstens eines produktidentifizierenden Wertes aufweist, dabei ist vorgesehen, dass das Stellglied mit der Mikroprozessorsteuerung verbunden ist, um das Stellglied entsprechend den abgespeicherten produktspezifischen Druckparametern einzustellen.

Description

Füllmaschine
Die Erfindung betrifft Füllmaschinen in der Getränkeindustrie, insbesondere Füllma- schinen wie z.B. Keg-Füller mit Leistungen von 35 bis zu 1400 Behältern bzw. Kegs pro Stunde. Insbesondere ist die Erfindung gerichtet auf Großbehälter wie z.B. Kegs. Gegenwärtig besteht bei den Abfüllbetrieben der Trend, auf ein und derselben Füllanlage größere Anzahlen unterschiedlicher Produkte abzufüllen.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass diese größere Anzahl unterschiedlicher Produkte bei den, für den Füllprozess relevanten (Abfüll)Parametern eine so große Bandbreite aufweist, dass diese eine Füllanlage nicht (mehr) alle Produkte mit ein und derselben Einstellung verarbeiten kann. Beispielsweise wird auf einer Anlage zunächst ein unkritisches Produkt, beispielsweise kaltes Bier mit wenig Kohlensäure abgefüllt, worauf anschließend ein kritisches Produkt, beispielsweise ein warmes Softdrink- Getränk mit viel Kohlensäure abgefüllt werden soll.
Dabei ist zu beachten, dass in den Betrieben der Getränkeindustrie immer kleinere Chargen verarbeitet werden, und insgesamt auch eine erhöhte Stundenleistung pro Füllstelle [Liter pro /(Füllstelle * Stunde)] angestrebt wird.
Die Füllung soll weiterhin generell immer mit stabil hohen Qualitätswerten (O2- Aufnahme, CO2-Verlust und Füllgenauigkeit) und sicher gegen Bedienfehler/schnell in der Umstellung/Anpassung erfolgen. Insbesondere soll auch auf sich während der Abfüllung einer Charge verändernde Temperaturen des abzufüllenden Produktes reagiert werden. Dieser Aspekt hat durch die zunehmende Zahl von so genannten Craft-Brewer-Brauereien an Bedeutung gewonnen. Beispielsweise verfügen solche Brauereinen in der Regel nicht über großvolumige gekühlte Lagerkapazitäten für das abzufüllende Produkt, so dass sich während der Abfüllung einer Charge die Temperatur des abzufüllenden Produktes permanent verändern kann. Die Füllung von gashaltigen Getränken erfordert für eine hohe Füllqualität eine schaumarme Einstellung aller relevanter Parameter- insbesondere um das Ausgasen von z.B. CO2 zu verhindern. Damit hat sich die WO 2012/104018 A1 befasst. Hier wird eine stufenweise Entlastung - von dem hohen Form- und Fülldruck auf den Atmosphären- oder Umgebungsdruck - der gefüllten Behälter beschrieben, um eine schaumarme Befüllung zu ermöglichen und so einen Produktverlust bei einem Füllgut mit einem hohen CO2-Gehalt zu vermeiden.
Somit ist eine dem Partialdruck des Gases im Produkt (in Abhängigkeit von Tempe- ratur und Gasgehalt) entsprechende Vorspannung des Gebindes vor der Füllung und ein ebenso angepasster Rückgasdruck, sowie passender Produkt- oder Fülldruck nötig.
Bekannt sind hier sind fest eingestellte, nicht ohne weiteres, d.h. nur manuell verän- derbare Druckminderer (vgl. Druckminder an Sauerstoffflaschen), die dazu vorgesehen sind, das mit einem höheren Druck angelieferte, bzw. durch ein zentrales Versorgungssystem zur Verfügung gestellte Vorspanngas auf den vorgesehenen Soll-Druck zu expandieren. Derartige Ausgestaltungen können nicht flexibel an unterschiedlichste Anforderungen angepasst werden, wie beispielsweise in der DE 100 08 426 A1 offenbart.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Füllmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Füllmaschine zum Druckbefüllen von Behältern mit CO2-haltigen Produkten zu schaffen, welche eine variable und fehlerfreie produktspezifische Druck- befüllung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Füllmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der zugeordneten abhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind ebenfalls in der Beschreibung und in den Zeichnungen beschrieben. Erfindungsgemäß hat die Füllmaschine wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Füllelemente zum Druckbefüllen von Behältern mit CO2-haltigen Produkten wie zum Beispiel Bier, Mineralwasser, Säfte, Wein, Sekt und Softdrinks und Alkopops aller Art.
Die Füllmaschine enthält mindestens ein Stellglied zur Einstellung wenigstens eines Druckparameters des Füllelements der Füllmaschine, wie zum Beispiel den Vorspanndruck, um den zu befüllenden Produktbehälter vor dem Befüllen auf einen definierten Druck zu bringen, um ein Ausgasen des CO2 beim Befüllen zu verhin- dem. Ein anderer Füllparameter, der über ein separates Stellglied, zum Beispiel eine Produktpumpe und/oder ein Druckventil, insbesondere im Bereich der Produktzufuhr eingestellt werden kann, ist der Fülldruck beim Befüllen selbst.
Ein weiterer Druckparameter, der beim Befüllen des Produktbehälters mit dem Pro- dukt in dem Füllelement der Füllmaschine relevant ist, ist der Rückgasdruck, der auftritt, wenn der Produktbehälter mit dem Produkt befüllt wird und dabei das anfänglich in dem Produktbehälter vorhandene Gasvolumen durch das verdrängende Produkt austritt. Hierbei ist zu bemerken, dass die Druckbefüllung eines CO2- haltigen Produkts, in der Regel eines Getränks, immer in einem von der Umgebung abgeschlossenen System erfolgt. Das heißt, das Füllventil und der Druckbehälter sind gegenüber der Umgebungsatmosphäre separiert, so dass die Druckverhältnisse im Druckbehälter beliebig über die Stellglieder eingestellt werden können, welche in der Regel als Pumpen, Stellventile und Mixer in einer Druckgasleitung ausgebildet sind. Die Stellglieder sind elektrisch steuerbar und können somit über eine Mik- roprozessorsteuerung der Füllmaschine angesteuert werden, die einen Speicher für produktspezifische Druckparameter der Füllmaschine aufweist. Die Füllmaschine enthält weiterhin eine Eingabevorrichtung zur Eingabe eines Produkts, wie zum Beispiel eine Tastatur, einen Barcodescanner oder dergleichen, über welche eine Pro- dukt-ID eingegeben werden kann und/oder eine Sensorvorrichtung zur Erfassung wenigstens eines produktspezifischen Wertes, wie zum Beispiel des CO2-Gehalts und/oder der Produktfarbe, mit welcher Sensorvorrichtung über die Erfassung eines produktspezifischen Wertes festgestellt werden kann, welches Produkt abgefüllt wird. Die Sensorvorrichtung ist mit der Steuerung verbunden, so dass der entsprechende produktspezifische Wert an die Steuerung abgegeben werden kann, welche den Wert mit einer internen Tabelle vergleicht, in welcher für unterschiedliche Pro- dukt-IDs produktspezifische Druckparameter der Füllmaschine abgelegt sind.
Die Mikroprozessorsteuerung der Füllmaschine steuert nachfolgend dann das wenigstens eine Stellglied, z.B. über eine Steuerleitung derart an, dass das Stellglied entsprechend den abgespeicherten produktspezifischen Druckparametern eingestellt wird. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Füllmaschine schnell und fehler- frei auf ein neues abzufüllendes Produkt eingestellt wird, wobei die Produkt-ID des abzufüllenden Produkts entweder manuell eingegeben werden kann oder automatisch erfasst werden kann, zum Beispiel mittels eines Barcodelesers und/oder Sensoren der Sensorvorrichtung zum Erfassen von Produktparametern. Die Erfindung erübrigt eine manuelle Einjustierung der Stellglieder für jedes neu abzufüllende Pro- dukt an einer Füllmaschine. Hier ist zu berücksichtigen, dass an einer Füllmaschine oft sehr unterschiedliche Produkte abgefüllt werden, die eine Justierung bzw. Neueinstellung der Stellglieder, zum Beispiel der Stellventile in den Druckleitungen oder Rückgasleitungen, erfordert. Durch die Tatsache, dass nun diese Stellglieder elektrisch mittels der Steuerung betätigt werden und die Steuerung andererseits diese Stellglieder aufgrund abgespeicherter produktspezifischer Produktparameterautomatisch einstellt, entfällt die manuelle Neueinstellung der Füllmaschine und die Füllmaschine ist daher geeignet, auch kleinere Chargen an Produkten abzufüllen, wonach die Füllmaschine schnell und unkompliziert auf ein neues Produkt eingestellt werden kann. Es können somit an einem Tag eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte auf einer Füllmaschine abgefüllt werden, ohne dass die Füllmaschine jedes Mal manuell auf das neue Produkt eingestellt werden muss. Die Erfindung bietet somit eine Füllmaschine mit automatischer Anpassung der Füllparameter (insbesondere Drücke und Zeiten) an wechselnde Produkte bzw. Produktparameter beim Abfüllen von insbesondere Gas/CO2-haltigen Getränken (oder ähnlicher Mischgase), wie z.B. Bier in Behälter, insbesondere in Großgebin- de/Kegs.
Vorzugsweise enthält die Füllmaschine weiterhin Überwachungssensoren, insbesondere Drucksensoren und Temperatursensoren, mittels welcher der Füllprozess überwacht, geregelt und eventuell nachjustiert werden kann, insbesondere wenn sich während eines Abfüllvorganges z.B. die Produkttemperatur ändert.
Vorzugsweise sind die einzustellenden Stellglieder die Stellglieder für den Vorspanndruck und/oder den Fülldruck und/oder den Rückgasdruck eines Füllelements, welche Drücke die relevanten Füllparameter zum Abfüllen eines CO2- haltigen Getränks darstellen. Auf diese Weise kann der gesamte Füllprozess opti- miert für ein bestimmtes Produkt durchgeführt werden.
Vorzugsweise hat die Füllmaschine, im Falle sie mehrere Füllelemente aufweist, separat steuerbare Stellglieder für die Druckparameter der einzelnen Füllelemente. Die produktspezifischen Druckparameter lassen sich somit für jedes Füllelement der Füllmaschine einzeln regeln, was eine optimierte Druckbefüllung eines abzufüllenden Produkts garantiert. Es können jedoch auch Gruppen von Füllelementen, z.B. 2 bis 10 Füllelemente gemeinsam geregelt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Sensorvorrichtung einen Drucksensor auf. Dieser Drucksensor lässt sich einerseits zur Produkterkennung nutzen. Wenn zum Beispiel nur eine begrenzte Anzahl an Produkten auf einer Füllmaschine abgefüllt werden und diese Produkte leicht anhand ihres CO2-Drucks voneinander unterschieden werden können, ist es allein mittels eines Drucksensors möglich, die abzufüllenden Produkte voneinander zu unterscheiden, womit die Mik- roprozessorsteuerung basierend auf den für das Produkt abgelegten produktspezifischen Daten in die Lage versetz wird, die Stellglieder der Füllmaschine, automatisch auf diese unterschiedlichen Produkte einzustellen. Zum anderen kann der Drucksensor zur Prozessüberwachung und Regelung (Regelungsschleife) verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sensorvorrichtung einen Farbsensor aufweisen, welche die Produktfarbe ermittelt, so dass eine Erkennung des Produkts auch allein und/oder zusätzlich über die Farbe des Produktes möglich ist.
In gleicher Weise kann vorzugsweise die Sensorvorrichtung einen Stammwürzegehaltssensor aufweisen, durch welchen die Stammwürze eines Bieres ermittelt wer- den kann. Wenn somit auf einer Füllmaschine unterschiedliche Biertypen abgefüllt werden, kann über die Ermittlung des Stammwürzegehalts eindeutig festgelegt werden, welches Produkt gerade abgefüllt wird und die Steuerung der Füllmaschine ist dann in der Lage, die produktspezifischen Druckparameter der Füllmaschine automatisch einzustellen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Sensorvorrichtung einen Temperatursensor auf, so dass die produktspezifischen Druckparameter der Füllmaschine auch in Abhängigkeit von der gemessenen Produkttemperatur einstellbar sind. Der CO2-Druck eines Produkts ist immer abhängig von der Produkt- temperatur, so dass die Temperatur des Produktes bei der Einstellung der produktspezifischen Druckparameter wie Vorspanndruck, Fülldruck und Rückgasdruck eine wesentliche Rolle spielt. Das Vorsehen eines Temperatursensors trägt dieser Temperaturabhängigkeit der produktspezifischen Druckparameter Rechnung. Hierdurch kann auch eine Änderung der Produkttemperatur beim Abfüllen berücksichtigt wer- den.
Vorzugsweise enthält die Sensorvorrichtung einen CO2-Sensor, der es eventuell allein oder im Zusammenwirken mit anderen Sensoren der Sensorvorrichtung ermöglicht, ein Produkt zu bestimmen. So können zum Beispiel auf einer Füllmaschi- ne Produkte mit einem unterschiedlichen CO2-Partialdruck abgefüllt werden, so dass über die Erfassung des CO2-Gehalts der Steuerung mitgeteilt werden kann, welches Produkt tatsächlich abgefüllt wird. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung hat die Sensorvorrichtung ein Eingabegerät, wie zum Beispiel einen Barcodescanner oder eine Eingabetastatur, über welche der Steuerung automatisch bzw. manuell mitgeteilt werden kann, welches Produkt abgefüllt wird, so dass die Steuerung in der Lage ist, die im Speicher abgelegten produktspezifischen Druckparameter mittels der Stellglieder in den Produkt- und Gasleitungen einzustellen. Vorzugsweise ist das Stellglied ein Stellventil und/oder eine Pumpe in einer Druckgasleitung im Bereich der Produktzufuhr und/oder ein Stellventil in einer Rückgaslei- tung des Füllelements und/oder ein Stellventil in einer Druckgaszufuhr zur Vorspannung des Behälters im Füllelement. Auf diese Weise können die unterschiedlichen Druckparameter beim Befüllen eines Produkts in einen Produktbehälter schnell und unkompliziert eingestellt werden. Die Einstellung kann über separate Drucksensoren in der Vorspannleitung, in der Produktleitung und in der Rückgasleitung überwacht und geregelt werden.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Druckbefüllen von CO2-haltigen Getränken in Produktbehälter mittels wenigstens einer Füllmaschine, die mindestens ein elektrisch steuerbares Stellglied zur Einstellung wenigstens eines Druckparameters wenigstens eines Füllelements der Füllmaschine aufweist. Die Füllmaschine weist weiterhin eine Mikroprozessorsteuerung mit einem Speicher für produktspezifische Druckparameter der Füllmaschine auf und zugehörigen Produkt- IDs, wobei über eine Eingabevorrichtung und/oder über eine Sensorvorrichtung der Steuerung Produktdaten übermittelt werden und die Mikroprozessorsteuerung das wenigstens eine Stellglied entsprechend den für das Produkt abgespeicherten produktspezifischen Druckparametern einstellt. Hinsichtlich der Vorteile und Auswirkungen dieses Verfahrens wird auf die obige Beschreibung der erfindungsgemäßen Füllmaschine verwiesen. Vorzugsweise werden die Druckparameter in Abhängigkeit von der gemessenen Produkttemperatur eingestellt, so dass eine gleichbleibende Füllqualität unabhängig von der Produkttemperatur beim Abfüllen gewährleistet ist. Das Verfahren wird vorzugsweise auf einer Füllmaschine der oben genannten Art durchgeführt. Vorzugsweise ist eine Füllmaschine der oben genannten Art konzipiert zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird über das wenigstens eine Stell- glied der Vorspanndruck und/oder der Fülldruck und/oder der Rückgasdruck des Produkts in einem Füllelement im Rahmen eines Füllvorgangs gesteuert bzw. geregelt.
Vorzugsweise wird über die Sensorvorrichtung der CO2-Gehalt oder CO2- Partialdruck des Produkts erfasst, um zu bestimmen, welches Produkt abgefüllt wird und die produktspezifischen Druckparameter beim Abfüllen entsprechend einzustellen.
Vorzugsweise wird bzw. werden über die Sensorvorrichtung die Produktfarbe und/oder die Stammwürze des Produkts ermittelt, um die Produkt-ID zu erhalten.
Das (Auf)Schäumverhalten unterschiedlicher Getränketypen (also Bier zu CSD(=carbonated Softdrink) zu Wein zu Wasser, nicht Bier untereinander) unterscheiden sich deutlich voneinander, und zwar auch dann, wenn die unterschiedli- chen Getränketypen denselben Äquivalenzdruck aufweisen.
Daraus folgt, dass gerade im Bereich höherer Drücke/Leistungen unterschiedliche, geträn ketypspezifische Parametersätze gefahren werden müssen, z.B. Zuschläge zum Vorspann- und/oder Rückgasdruck von bis zu 0,5 bar (gegenüber normalem Bier). Das automatische Erkennen der "Grundprodukte", also der Getränketypen kann beispielsweise anhand der der Produktleitung angeordneten Sensoren der Sensorvorrichtung, z.B. für Stammwürze und/oder Trübung und/oder Leitfähigkeit erfolgen.
Alternativ kann das„Erkennen" des aktuellen oder anstehenden Getränketyps auch über eine manuelle Sortenanwahl bzw. durch Informationsaustausch zwischen dem wenigstens einen Stellglied, z.B. Pumpe, Mixer, Stellventil etc. und der Mikroprozessorsteuerung erfolgen.
Der Äquivalenzdruck ist zunächst nichts anderes als der Partialdruck des gelösten Gases (CO2) im Getränk im statischen Zustand. Dieser muss in einer über dem Getränk anstehenden Gasatmosphäre für dasselbe Gas (auch anteilig bei Mischgas) mindestens vorhanden sein, um sicher zu vermeiden, dass dieses Gas weder in das Getränk übertritt, noch CO2 aus dem Getränk ausgast. Dies ist die Basis für Zuschläge und Abschläge für den Vorspanndruck und den Rückgasdruck oder -fluss.
Basierend auf der Soll-Füllleistung [hl/h] rechnet die Mikroprozessorsteuerung anhand der z.B. in Art von Tabellen gespeicherten produktspezifischen Daten, die im Speicher der Mikroprozessorsteuerung abgelegt sind, den produktspezifischen Äquivalenzdruck des Gases (CO2) aus und kalkuliert weiterhin mit entsprechend hinterlegten Zuschlägen
den Druck des Vorspanngases, d.h. Vorspanndruck, den Druck des Rückgases, d.h. Rückgasdruck sowie den Druck des abzufüllenden Produkts, d.h. Füll- druck(verlauf).
Regelung des Vorspanndrucks
Das Vorspanngas wird in einer so genannten Medienaufbereitung für die Verwen- dung vorbereitet. Dabei kann das Vorspanngas entweder aus einem Gas - CO2 oder Stickstoff - oder auch aus einem Gasgemisch bestehen. Innerhalb der Medi- enaufbereitung wird das Vorspanngas auf den Vorspanndruck gebracht. Die Medienaufbereitung ist i.d.R. vor der Füllmaschine angeordnet.
Im Rahmen der Erfindung ist die Verwendung von z.B. elektrisch/hydraulisch einstellbaren, steuerbaren Stellgliedern, wie z.B. Druckminderen vorgesehen, bei denen der Ausgangsdruck des abzugebenden Gases entsprechend den in der Mikro- Prozessorsteuerung abgelegten Daten produktspezifisch angesteuert werden. Vorzugsweise ist hier die Verwendung von computergesteuerten Druckminderern als Stellglieder vorgesehen, welche durch eine direkt oder indirekt über einen Steuerrechner der Mikroprozessorsteuerung angesteuert werden. Diese Stellglieder setzen die von dem Steuerrechner vorgegebenen variablen Druckwerte um.
Vorzugsweise werden die so produktspezifischen Füllparameter, insbesondere Druckwerte mittels eines Druckaufnehmers/Drucksensors überwacht. Vorteilhaft werden die Ist-Werte mittels eines Regelkreises mit den Soll-Werten verglichen und konstant gehalten.
Regelung Rückgasdruck
Das während der Füllung mit unterschiedlichem Volumenstrom abgeleitete Gas wird vorzugsweise nicht nur über Blenden oder Regler im Strom sondern per entlasten- dem Druckregler zentral (also auch für mehrere Füller gleichzeitig) nach Vorgabewert der Mikroprozessorsteuerung eingestellt. Vorzugsweise wird hier die Regelung über Druckaufnehmer kontrolliert. Mittels der erfindungsgemäßen Mikroprozessorgesteuerten Regelung der betroffenen Stellglieder lässt sich eine hohe Genauigkeit der Druckeinstellung von - 0,1 + 0,1 bar realisieren. Der Füllprozess sollte eigentlich durch die produktspezifische Steuerung bzw. Regelung der Stellglieder optimal ablaufen. Trotzdem können Überwachungssensoren, wie z.B. eine
„automatische" Schaumerkennung eingesetzt werden, um Prozessfehler sofort er- kennen bzw. korrigieren zu können.
Regelung Fülldruck
Bevorzugt wird der Fülldruck über eine Produktpumpe gesteuert, die mittels eines Frequenzumrichters in ihrer Drehzahl regelbar ist. Ebenfalls bevorzugt wird die Tätigkeit der Produktpumpe mittels eines Druckaufnehmers überwacht. Somit kann das Produkt durch die Produktpumpe entsprechend der Vorgaben durch die Mikro- Prozessorteuerung mit dem produktspezifischen Soll-Druck bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich lassen sich als Stellglieder auch Druckregelventile einsetzen.
Aufgrund dieser Regelung geregelt über die Druckwerterfassung ist es dabei mög- lieh den Produktdruck auch bei schwankenden Vordrücken aufgrund von Peaks, beispielsweise durch das schnelle, plötzliche Anlaufen oder Anhalten einer Füllmaschine auf einem Sollwert halten.
Ebenfalls ist es möglich, den Produktdruck bei
- bei Temperaturänderung des Produktes während der Produktion und bei
- Chargenänderung (anderes Produkt)
automatisch auf höhere oder niedrige Produktdrücke zu verändern, damit, analog zu den Veränderungen bei der Vorspannung und beim Rückgas, wieder gleiche (Druck)Verhältnisse vorliegen. Vorzugsweise werden durch Aufnehmer/Sensoren/Messglieder in der Produktleitung die aktuellen IST-Werte der Parameter des zuströmenden Produktes erfasst und an die Mikroprozessorsteuerung weitergeleitet. Werden dort nun Abweichungen von einem Soll-Wert oder, einen bestimmten Grenzwert überschreitende Abweichungen von einem zuvor ermittelten Ist-Wert festgestellt, beispielsweise eine Temperaturänderung oder eine Änderung des CO2- Gehalts im Produkt, so gibt die Mikroprozessorsteuerung - um den Füllprozess nachfolgend wieder optimal eingestellt fortsetzen zu können - verzögerungsarm und mit stufenloser Genauigkeit, anhand der hinterlegten produktspezifischen Daten, z.B. in Form von Formeln/Tabellen, neue Einstellwerte an die Stellglieder, z.B. die Regler für den Vorspann- und Rückgasdruck sowie den Produkt oder Fülldruckdruck, ohne dass dazu ein Eingriff des Bedienpersonals nötig wäre. Beispiel: steigt die Temperatur und/oder der CO2-Gehalt werden automatisch Vorspann- und Rückgasdruck sowie der Produkt (oder Füll)druck hochgefahren; im gegenläufigen Fall auch runter (für Produktschonung und Verbrauchsminderung).
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die oben beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen in beliebiger Weise miteinander kombinierbar sind. Es ist für den Fachmann weiterhin offensichtlich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen in beliebiger weise miteinander kombinierbar sind.
Folgende Ausdrücke werden in der Patentanmeldung synonym verwendet: Produkt - Getränk - CO2-haltiges Getränk; Behälter - Druckbehälter - Flasche - KEG - Dose; Stellglied - Stellventil;
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Füllmaschine mit produktspezifischer automatischer Steuerung des Vorspanndrucks, des Fülldrucks und des Rückgas- drucks, und Fig. 2 eine schematische Darstellung eines konkreten Ausführungsbeispiels einer KEG-Füllmaschine.
Die Füllmaschine 10 gemäß Fig. 1 ist eine Rotationsfüllmaschine mit einem rotierenden Füllmaschinenkörper 12, an dessen Außenumfang einzelne Füllelemente 14 zum Druckbefüllen von Produktbehältern 16 angeordnet sind. Die Füllelemente 14 sind in der Regel äquidistant um den Umfang des Füllmaschinenkörpers 12 verteilt angeordnet.
Der Füllmaschinenkörper 12 ist über einen Motor 18 um eine Rotationsachse 20 rotierbar. Produktbehälter, Produktleitungen, Gasleitungen und andere Komponen- ten der Füllmaschine sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. In jedem Füllelement 14 ist ein regelbares Vorspannventil 22 zur Einstellung eines Vorspanndrucks angeordnet, ein regelbares Produktventil und/oder Produktpumpe 24 zur Einstellung eines Fülldrucks und ein Rückgasventil 26 zur Einstellung eines Rückgasdrucks. Diese Stellglieder 22, 24, 26 sind mit einer Mikroprozessorsteue- rung 28 der Füllmaschine 10 mittels einer Steuerleitung 30 verbunden. Auch der Motor 18 der Füllmaschine 10 ist über eine Steuerleitung 30 mit der Mikroprozessorsteuerung 28 der Füllmaschine verbunden. Die Steuerung 28 enthält eingangs- seitig einen Barcodeleser 32, über welchen es möglich ist, eine Produkt-ID mittels eines Codes z.B. auf einem Produktbehälter und/oder auf einem Produktauftrags- zettel abzuscannen und auf diese Weise der Mikroprozessorsteuerung 28 die Produkt-ID des abzufüllenden Produkts mitzuteilen. Alternativ oder zusätzlich ist die Mikroprozessorsteuerung 28 mit einem Farbsensor 34 zur Erfassung der Produktfarbe, mit einem CO2-Sensor 36 zur Erfassung des CO2-Partialdrucks des Produkts, mit einem Stammwürzesensor 38 zur Erfassung der Stammwürze und/oder des Al- koholgehalts des Produkts und auf jeden Fall mit einem Temperatursensor 40 verbunden, der in jedem Fall vorgesehen ist, um die Temperatur des Produkts beim Abfüllen zu messen und die verschiedenen Druckparameter beim Abfüllen über die Stellglieder 22, 24, 26 zu überwachen und zu regeln.
Optional ist die Mikroprozessorsteuerung 28 eingangsseitig noch mit einer Eingabe- tastatur 42 verbunden, über welche sich die Produkt-ID eines abzufüllenden Produkts manuell eingeben lässt. In der Mikroprozessorsteuerung 28 ist ein Speicher 44 angeordnet mit unterschiedlichen Produkt-IDs abzufüllender Produkte und den zugeordneten Füllparametern, ausgedrückt in Stellwerten für die Stellglieder 22, 24, 26. Die Mikroprozessorsteuerung 28 ist somit nach Erfassen der Produkt-ID eines einzufüllenden Produktes mittels des Barcodelesers 32 oder mittels des Farbsensors 34, des CO2-Sensors 36 und/oder des Stammwürzesensors 38 und/oder nach Eingabe über die Eingabetastatur 42 in der Lage, die der erhaltenen Produkt- ID entsprechenden Druckparameter gemäß den in dem Speicher 44 abgelegten Werten über die Steuerleitung 30 bei den Stellgliedern 22, 24, 26 entsprechend ein- zustellen. Die Mikroprozessorsteuerung 28 verfügt weiterhin über ein Display 46, auf welchem die ermittelte Produkt-ID und das zugeordnete Produkt wiedergegeben werden kann als auch die unterschiedlichen Druckparameter wie Vorspanndruck, Fülldruck und Rückgasdruck und eventuell andere Betriebs- oder Füllparameter der Füllmaschine 10.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass in dem Speicher 44 für ein Produkt nicht nur ein definierter Fülldruck abgespeichert werden kann, sondern auch ein Fülldruckverlauf, der beim Füllen des Produkts über den gesamten Füllvorgang eingestellt wird. Dies kann eine Rampe, eine Kurve oder ein beliebiger zeit- licher Verlauf sein.
Fig. 2 zeigt eine detailliertere Ausführungsform eines Füllelements 14 einer KEG- Füllmaschine im Zusammenhang mit den verschiedenen Sensoren und Stellgliedern. Das KEG-Füllelement 14 enthält einen Füllkopf 15, auf welchem der Produkt- behälter, im vorliegenden Fall ein KEG, druckdicht aufgesetzt ist. Der Füllkopf 15 ist über eine Produktleitung 47 mit einer Produktzufuhr 45 verbunden. In der Produktleitung 47 ist sowohl ein Temperatursensor 40 als auch ein CO2-Sensor 36 für den CO2-Druck des abzufüllenden Produkts angeordnet. In der Produktleitung 47 ist des Weiteren eine Produktpumpe 24b, ein Durchflussmesser 48 als auch ein Fülldruckoder Produktregelventil 24a angeordnet. Der Durchflussmesser 48, die Produktpumpe 24b und das Produktregelventil 24a sind mit der Mikroprozessorsteuerung 28 verbunden und werden durch diese gesteuert. Des Weiteren ist mit dem Füllkopf 15 eine Vorspanngasleitung 56 verbunden, welche mit einer Vorspanngaszufuhr 54 verbunden ist.
In der Vorspanngasleitung 56 ist ein Vorspannventil 22 angeordnet als auch ein Vorspanndrucksensor 58, welche beide mit der Mikroprozessorsteuerung 28 verbunden sind. Weiterhin ist mit dem Füllkopf 15 eine Rückgasleitung 50 verbunden, welche mit einem Rückgasraum 53, zum Beispiel dem Umgebungsdruck oder auch einem separaten Behälter verbunden ist, welcher z.B. wieder für die CO2-Zufuhr verwendet wird. In der Rückgasleitung 50 ist ein Rückgasventil 26 und ein Rück- gasdrucksensor 52 angeordnet, die beide mit der Mikroprozessorsteuerung 28 verbunden sind. Jede der Leitungen, nämlich Produktleitung 47, Vorspanngasleitung 56 als auch Rückgasleitung 50 sind optional über Abzweigungen 60 mit anderen Füllelementen 14 verbunden. Somit können optional durch eine Steuer- und Regeleinrichtung der dargestellten Art mehrere Füllelemente 14 bzw. die Füllköpfe 15 von mehreren Füllelementen 14 gleichzeitig angesteuert werden. Auf diese Weise können Gruppen von Füllelementen 14 einer Füllmaschine 10 mit identischen Druckparametern betrieben werden. Selbstverständlich können auch die einzelnen Füllelemente 14 mit jeweils eigenen Druckparametern separat betrieben werden. Über die Produktpumpe 24b und das Produktregelventil 24a lässt sich der Fülldruck des Produkts gemäß in der Mikroprozessorsteuerung 28 gespeicherten Produktdaten einstellen, zu welchen Produktdaten die zugehörigen Druckparameter beim Füllen eines Produkts als auch die zugeordneten Stellwerte für die Stellglieder 22, 24a, 24b, 26, abgelegt sind. Hierdurch werden produktzufuhrseitig die Stellwerte für die Produktpumpe 24b und das Produktregelventil 24a eingestellt, vorspannseitig der Stellwert für das Vorspannventil 22 und rückgasseitig der Stellwert für das Rückgasventil 26 in der Rückgasleitung 50. Die ordnungsgemäße Einstellung der Ventile wird einerseits über den Durchflussmesser 48 produktzufuhrseitig erfasst und andererseits über die Drucksensoren 52 und 58 in der Rückgasleitung 50 bzw. in der Vorspanngasleitung 56. Auf diese Weise lassen sich für jedes Produkt die individuellen Füllparameter, nämlich der Fülldruck bzw. der Fülldruckverlauf, der Vorspann- druck und der Rückgasdruck einstellen, so dass jedes CO2-haltige Produkt optimal unter Vermeidung eines Ausgasens in Behälter, wie zum Beispiel Flaschen, KEGs, Container oder Dosen oder dergleichen, eingefüllt werden kann. Hierbei werden Temperaturänderungen beim Abfüllen des Produkts berücksichtigt.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche beliebig variiert werden.
Bezugszeichenliste
10 Füllmaschine
12 Füllmaschinenkörper
14 Füllelement
15 Füllkopf für KEG
16 Behälter - KEG
18 Füllmaschinenmotor
20 Rotationsachse der Füllmaschine
22 Vorspannventil
24 Produktregelventil - Stellglied
24a Produktregelventil - Stellglied
24b Produktpumpe - Stellglied
26 Rückgasventil - Stellglied
28 Mikroprozessorsteuerung
30 Steuerleitung
32 Barcodeleser
34 Farbsensor
36 CO2-Sensor
38 Stammwürzesensor
40 Temperatursensor
42 Eingabetastatur
44 Speicher der Mikroprozessorsteuerung mit produktspezifischen Füllparametern und Stellwerten für die Stellglieder
46 Display
47 Produktleitung
48 Durchflussmesser
50 Rückgasleitung
52 Rückgasdrucksensor
53 Rückgasraum
54 Vorspanngaszufuhr
56 Vorspanngasleitung Vorspanndrucksensor
Abzweigung zur Verbindung mit anderen Füllelementen

Claims

Ansprüche
1 . Fullmaschine (10) mit wenigstens einem Füllelement (14) zum Druckbefüllen von CO2-haltigen Produkten in Produktbehälter,
welche Füllmaschine (10) mindestens ein Stellglied (22, 24, 26) zur Einstellung wenigstens eines Druckparameters des Füllelements (14) der Füllmaschine (10) aufweist,
welches Stellglied (22, 24, 26) elektrisch steuerbar ist,
welche Füllmaschine (10) eine Mikroprozessorsteuerung (28) mit einem Speicher (40) für produktspezifische Druckparameter für das Füllelement (14) aufweist, welche Füllmaschine (10) eine mit der Mikroprozessorsteuerung (28) verbundene Eingabevorrichtung (32, 42) zur Eingabe eines Produkts und/oder eine Sensorvorrichtung (34, 36, 38, 40) zur Erfassung wenigstens eines produktidentifizierenden Wertes aufweist,
wobei das Stellglied (22, 24, 26) mit der Mikroprozessorsteuerung (28) verbunden ist, um das Stellglied (22, 24, 26) entsprechend den abgespeicherten produktspezifischen Druckparametern einzustellen.
2. Füllmaschine (10) nach Anspruch 1 , welche Stellglieder (22, 24, 26) für die Druckparameter Vorspanndruck und/oder Fülldruck und/oder Rückgasdruck aufweist.
3. Füllmaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, welche mehrere Füllelemente (14) und separat steuerbare Stellglieder (22, 24, 26) für die Druckparameter der einzel- nen Füllelemente (14) aufweist.
4. Füllmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (34, 36, 38, 40) einen Drucksensor (52, 58) aufweist.
5. Füllmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (34, 36, 38, 40) einen Farbsensor (34) aufweist.
6. Füllmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (34, 36, 38, 40) einen Stammwürzesensor (38) aufweist.
7. Füllmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Sensorvorrichtung (34, 36, 38, 40) einen Temperatursensor (40) aufweist.
8. Füllmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (34, 36, 38, 40) einen CO2-Sensor (36) auf- weist.
9. Füllmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (32, 42) ein Eingabegerät, wie z.B. einen Barcodescanner (32) oder eine Eingabetastatur (42) aufweist.
10. Füllmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroprozessorsteuerung (28) mit einem Drucksensor (52, 58) in einer Produktleitung (47) und/oder Vorspannleitung (56) und/oder Rückgaslei- tung (50) verbunden und konfiguriert ist, die die Stellglieder (22, 24, 26) in Abhän- gigkeit von der gemessenen Produkttemperatur einzustellen.
1 1 . Füllmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (22, 24, 26) ein Stellventil (22, 24a, 26) und/oder eine Produktpumpe (24b) in einer Produktleitung (47) ist.
12. Füllmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (22, 24, 26) ein Rückgasventil (26) in einer Rück- gasleitung (50) des Füllelements (14) ist.
13. Füllmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (22, 24, 26) ein Vorspannventil (22) in einer Vorspannleitung (56) ist.
14. Verfahren zum Druckbefüllen von Behältern mit CO2-haltigen Produkten mittels wenigsten einer Füllmaschine (10), die mindestens ein elektrisch steuerbares Stellglied (22, 24, 26) zur Einstellung wenigstens eines Druckparameters wenigstens eines Füllelements (14) der Füllmaschine (10) aufweist, und welche Füllmaschine (10) eine Mikroprozessorsteuerung mit einem Speicher (40) für produktspezifische Druckparameter der Füllmaschine (10) aufweist, wobei der Mikroprozessorsteue- rung (28) über eine Eingabevorrichtung (32, 42) und/oder mittels einer Sensorvorrichtung (34, 36, 38, 40) Produktdaten zur Identifizierung eines abzufüllenden Produkts übermittelt werden, und die Mikroprozessorsteuerung (28) das wenigstens eine Stellglied (22, 24, 26) entsprechend den für das Produkt abgespeicherten produktspezifischen Druckparametern einstellt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die Druckparameter in Abhängigkeit von der gemessenen Produkttemperatur eingestellt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, welches durchgeführt wird auf einer Füll- maschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass über das Stellglied (22, 24, 26) der Vorspanndruck und/oder der Fülldruck und/oder der Rückgasdruck im Rahmen eines Füllvorgangs eingestellt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass über die Sensorvorrichtung (34, 36, 38, 40) der CO2-Gehalt oder CO2-Partialdruck des Produkts erfasst wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass über die Sensorvorrichtung (34, 36, 38, 40) die Produktfarbe und/oder die Stammwürze und/oder die elektrische Leitfähigkeit des Produkts ermittelt wird.
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