CN108430908B - 通过使用对无菌罐的缩短吹扫来减少产品损耗 - Google Patents

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Abstract

一种中间储存罐组件(20)，其包括灌装管(26)；灌装机(22)；以及端阀组件(23)。该中间储存罐组件(20)包括液位开关(24)，该液位开关(24)布置在所述灌装机(22)和所述端阀组件(23)之间，用于检测产品的液位并且响应于此停止中间储存罐(21)的填装，从而防止产品到达所述端阀组件。

Description

通过使用对无菌罐的缩短吹扫来减少产品损耗
技术领域
本发明涉及用于改善中间储存的设备和方法，具体地涉及用于改善无菌中间储存和灌装的设备和方法。
背景技术
在许多不同的食品加工线中，在采用灌装机之前使用中间储存器。这种食品加工线的一个例子是乳制品的UHT(超高温)加工。
从而将无菌罐用于UHT处理的乳制品的中间储存。将产品流动和服务介质连接件置于其阀门和控制模块中。可以根据工厂设计以及加工和包装线中各个单元的能力在UHT线中以多种方式使用无菌罐。两个例子是：
如果其中一台包装机突然停止，无菌罐在停机期间会处理多余的产品；
或者
同时包装两种产品。无菌罐首先灌装一种产品，足以持续完整的包装移位。然后，UHT工厂被切换到另一种产品，该产品直接在包装机器线上包装。
生产线中包含的一个或多个无菌罐因此为生产计划提供灵活性。直接从UHT工厂进行包装需要每小时再循环300升的最小额外体积，以保持灌装机的恒定压力。对后处理敏感的产品不能容忍这种情况，那么必须从无菌罐中进给所需的过剩产能。无菌罐的主要优点之一是产品只能加工一次，并处于最佳状态。这将始终确保一致且最佳的产品质量。
因此，必须针对每个单独的工艺确定UHT工厂、无菌罐和无菌包装机的最佳布置。
当代无菌中间储存罐的一个例子是
Figure GDA0002500226150000011
罐系列。
无菌包装已被定义为一种由对包装材料或容器的消毒、无菌环境中商业无菌产品的灌装，以及足够紧密以防止再次污染(即密封)的容器的生产组成的程序。
对于非冷藏保质期长的产品，包装还必须能够提供几乎完全的对抗光照和大气中氧气的保护。用于长保质期牛奶的牛奶盒因此必须是夹在聚乙烯塑料层之间的高质量纸板。术语“无菌”意味着产品、包装或其他特定区域中不存在或排除了任何有害生物。“密封”这个术语用来表示适于排除细菌进入包装的机械性能，或者更严格地说，适于防止微生物和气体或蒸气进入或流出容器的机械性能。
同样重要的是，产品在到灌装机的一路上都保持无菌。
当代加工线采用一组阀门来调节从中间储存和灌装机到灌装管的流。通常建议将这种端阀组置于离灌装机至少7m处，因此有时通过中间储存罐放置它们，以避免任何蒸汽或流体流出阀门并污染无菌灌装区域。因此，从端阀组到实际灌装线的距离可能相当大。标称距离是30米。
在生产开始时，在连接到中间储存罐的灌装机可以开始生产之前，有必要将储存罐中的空气吹扫到灌装机，因此用产品填装通向灌装机的线。当要填装中间储存罐时(即，将产品流体倒入或允许其进入罐中以排出空气并准备动作)，一路上填装灌装线直到端阀组或组件。这是在，例如通过就地清洗(CIP)***和就地灭菌(SIP)清洗完罐之后完成的。
这导致不必要地灌装了大量的产品，即从端阀组通向最后一个灌装机的管中驻留的量。如果之后不用就浪费了。
由于通常每年进行数百次清洗，所以损耗不可忽略。例如，从灌装机到端阀组的标称长度为30米，管线容纳大约55升的产品。以每年250次清洗，每升产品1$的价格计，每年仅由清洗产生的损耗为$13,750。
一种减少清洗的替代解决方案会导致较高的产品污染风险，并且产品质量较低，因为管线结垢也会影响，例如传热系数，而传热系数影响保持时间。
在生产后回收静态支腿(static leg)中的产品并在未来生产中使用回收产品的替代解决方案也具有产品污染的高风险。
将线组的末端安装在最后一台灌装机附近的替代解决方案具有产品污染，以及产品、蒸汽和CIP排放干扰灌装机的运行的风险。
因此，一种避免这种产品浪费的用于中间储存的改进设备将是有利的。
发明内容
本发明的目的是单独地或以任何组合减轻、缓解或消除本领域中的一个或多个上述缺陷和缺点，并且至少解决上述问题。
根据第一方面，这些和其他目的通过一种用于填装中间储存罐组件的方法完全或至少部分地实现，所述方法包括：填装中间储存罐；检测灌装机和端阀组件之间的灌装管中的产品液位，然后停止填装。
在一个实施方式中，该方法进一步包括防止产品到达所述端阀组件。
在一个实施方式中，液位开关检测产品液位。
在一个实施方式中，该方法进一步包括在该开关已经关闭之后关闭布置在该开关下游的填装阀(prime valve)，该填装阀防止空气迁移回到灌装线的上游。
另一方面是提供一种中间储存罐组件，其包括灌装线；灌装机；以及端阀组件，其中所述中间储存罐组件的特征在于其包括开关，该开关布置在所述灌装机和所述端阀组件之间，用于检测产品的液位并且响应于此停止所述中间储存罐的填装，从而防止产品到达所述端阀组件。
在一个实施方式中，该中间储存罐组件进一步包括填装阀，该填装阀布置在所述开关的下游并且布置成是关闭的以防止空气向上游迁移。
另一方面是提供一种欲安装在包括中间储存罐的中间储存罐组件的灌装机和端阀组件之间的开关，所述开关布置成用于检测在所述中间储存罐的填装期间产品的液位并且响应于此停止所述中间储存罐的填装，从而防止产品到达所述端阀组件。
另一方面是提供一种欲安装在中间储存罐组件的开关和端阀组件之间的填装阀，所述填装阀布置成用于防止在所述中间储存罐组件的填装期间空气向上游迁移。
另一方面是提供一种用于将开关安装在包括中间储存罐和端阀组件的中间储存罐组件中的方法，所述开关布置成用于检测在所述中间储存罐的填装期间产品的液位并且响应于此停止所述中间储存罐的填装，从而防止产品到达所述端阀组件，所述方法包括将所述开关安装在灌装机和所述端阀组件之间。
如本文所披露的设备和方法可以有利地用于食品加工，并且优选地用于乳制品的UHT处理。
通常，权利要求书中使用的所有术语根据它们在技术领域中的普通含义来解释，除非本文另有明确定义。除非另有明确说明，否则所有对“一种/一个/该[元件、设备、部件、装置、步骤等]的引用”均应被公开地解释为指的是所述元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。
附图说明
当结合附图，参考对本发明的优选实施方式的以下说明性和非限制性的详述时，将更全面地理解本发明的上述目的以及其他目的、特征和优点，其中：
图1示出了中间储存罐组件的总体示意图；
图2示出了根据本文教导的实施方式的中间储存罐组件的示意图；
图3示出了根据本文教导的一般方法的流程图；以及
图4示出了根据本文教导的用于升级中间储存罐组件的一般方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了中间储存罐组件10以及中间储存罐11如何连接到灌装机12的总体示意图。中间储存罐11还连接到处理线，如UHT处理线13。
在图1的例子中，储存罐11充当用于至少一个灌装机12(图1中示出三个)的缓冲器，然而，应该注意的是，本文的教导也可以应用于，如背景技术部分已经披露了的，将中间储存罐用来灌装第二种产品。
图2示出了根据本文教导的实施方式的中间储存罐组件的示意图。中间储存罐组件20包括待连接到灌装机22的中间储存罐21。
端阀组件23连接到最后一台用于灌装产品的灌装机。
当灌装线(包含灌装机22和中间储存罐21)清洗完(或者在安装之后)，产品被泵入中间储存罐21并通过灌装线到达灌装机，通过灌装管26和该灌装管的静态部分26A到达端阀组件23的末端。因此，灌装管26必须从灌装机22或中间储存罐21一直填装到端阀组件23。
为了减少该管的从灌装机通向端阀组件23的静态部分26A中的产品量，本发明人已经在富有洞察力的推理和创造性思考之后认识到，通过在中间储存罐21(以及灌装机22)和端阀组件23之间引入液位开关24，灌装管26可以被关闭，并且该管只需要被填装到液位开关24。邻近或靠近中间储存罐21(或灌装机)放置液位开关将该灌装管的静态部分26A的长度减小了至少标称距离(30米)，从而将每条灌装线的年损耗减少了数万美元。
新的液位开关24安装在最后一台灌装机的下游，并且被布置为在预设时间之后停止填装。该预设时间取决于生产线的整体设计。液位开关24是布置成在达到产品液位时关闭灌装管26的开关。因此该开关因产品的上升液位而启动，这表明中间储存罐21已被灌装或填装好。
通过引入液位开关24，可以布置灌装线，使得主要是空气通过端阀组件23。产品因此被保持在新的液位开关24的上游并减少了产品浪费。
在一个实施方式中，填装阀25被布置在液位开关24的下游约1米处，以防止(无菌)空气迁移回到灌装机。
该填装阀在预灭菌和清洗(如通过CIP***)期间保持打开。
在一个实施方式中，该填装阀是无菌阀。
在一个实施方式中，该填装阀是止回阀。
通过防止产品到达端阀组件23，在歧管处燃烧的风险得以降低，因为也防止了产品与端阀组件中由蒸汽阻碍物引起的热阀表面接触。因此，作为次要好处，由于产品不再停留在线组的末端，因此不再需要低结垢的端阀组组件。
在填装期间，我们需要控制产品取代空气的速度。出于这个原因，阀25可以是在填装期间可以部分打开，但在CIP和SIP期间完全打开的节流阀。替代性地，该阀可以是在CIP和SIP期间打开的在塞中钻有孔的塞阀。阀25下游的止回阀防止空气回流到灌装机。
图3示出了根据本文教导的用于在填装中间储存罐时减少产品浪费的一般方法的流程图。
填装31中间储存罐21，并且布置在灌装机22和端阀组件23之间的液位开关检测32灌装管中的产品的液位以及可能在预设时间之后停止34填装，以及防止35产品到达端阀组件23。在一个实施方式中，在液位开关24启动之后或同时关闭33填装阀。
液位开关24可以作为服务或升级件的一部分被添加到现有的中间储存罐组件20中，或者它可以在安装时作为中间储存罐组件的一部分。
图4示出了其中开关被安装在灌装机22和端阀组件23之间的这种升级件的流程图。替代性地，还安装了填装阀25以防止空气向上迁移。
应该理解，考虑到了本发明中的其他变化，并且在一些情况下，本发明的一些特征可以在没有相应使用其他特征的情况下被采用。因此，以与本发明的范围一致的方式广泛地解释所附权利要求书是合适的。
此外，主要参照几个实施方式描述了本发明。然而，如本领域技术人员容易理解的，除了上面披露的实施方式以外的其他实施方式同样可能在本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种用于填装中间储存罐组件(20)的方法，所述方法包括：
填装连接到灌装机(22)的中间储存罐；以及
检测所述灌装机(22)和端阀组件(23)之间的灌装管(26)中的产品液位，然后停止该填装，
其中液位开关(24)检测该产品液位，以及
其中所述方法进一步包括在该液位开关(24)已经关闭之后关闭布置在所述液位开关(24)下游的填装阀(25)，该填装阀(25)防止空气迁移回到灌装管(26)的上游。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括防止产品到达所述端阀组件(23)。
3.一种中间储存罐组件(20)，其包括：
灌装管(26)；
灌装机(22)；以及
端阀组件，其中所述中间储存罐组件(20)的特征在于其包括液位开关(24)，该液位开关(24)布置在所述灌装机(22)和所述端阀组件(23)之间，用于检测产品的液位并且响应于此停止所述中间储存罐(21)的填装，从而防止产品到达所述端阀组件(23)，
其进一步包括填装阀(25)，该填装阀(25)布置在所述液位开关(24)的下游并且布置成是关闭的以防止空气向上游迁移。
4.一种用于将液位开关(24)安装在包括中间储存罐(21)和端阀组件(23)的中间储存罐组件(20)中的方法，所述中间储存罐(21)连接到灌装机(22)，所述液位开关布置成用于检测在所述中间储存罐(21)的填装期间产品的液位并且响应于此停止所述中间储存罐(21)的填装，从而防止产品到达所述端阀组件(23)，所述方法包括将所述液位开关(24)安装在所述灌装机(22)和所述端阀组件(23)之间。
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