DE19741254A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden

Info

Publication number
DE19741254A1
DE19741254A1 DE19741254A DE19741254A DE19741254A1 DE 19741254 A1 DE19741254 A1 DE 19741254A1 DE 19741254 A DE19741254 A DE 19741254A DE 19741254 A DE19741254 A DE 19741254A DE 19741254 A1 DE19741254 A1 DE 19741254A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filling
gas
container
product
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19741254A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19741254C2 (de
Inventor
Volker Dipl Ing Till
Hans-Juergen Dipl Ing Wall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Till GmbH and Co
Original Assignee
GEA Till GmbH and Co
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 GEA Till GmbH and Co filed Critical GEA Till GmbH and Co
Priority to DE19741254A priority Critical patent/DE19741254C2/de
Priority to DE29718062U priority patent/DE29718062U1/de
Priority to AT98920505T priority patent/ATE203489T1/de
Priority to DE59801083T priority patent/DE59801083D1/de
Priority to ES98920505T priority patent/ES2161050T3/es
Priority to RU99124755/13A priority patent/RU2181101C2/ru
Priority to PCT/EP1998/002058 priority patent/WO1998049089A1/de
Priority to EP98920505A priority patent/EP0979207B1/de
Priority to BR9809432-7A priority patent/BR9809432A/pt
Priority to JP54653298A priority patent/JP3335182B2/ja
Priority to US09/381,003 priority patent/US6196277B1/en
Priority to DK98920505T priority patent/DK0979207T3/da
Publication of DE19741254A1 publication Critical patent/DE19741254A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19741254C2 publication Critical patent/DE19741254C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67CCLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/30Filling of barrels or casks
    • B67C3/32Filling of barrels or casks using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure

Landscapes

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen von Gebinden, insbesondere Kegs, mit Flüssigkeiten, in denen wenigstens ein Gas gelöst ist, wobei das Gebinde vor dem Einfüllen der Flüssigkeit mit einem Vorspanngas vorgespannt wird, dann dem Gebinde über ein an eine Zufuhrleitung angeschlossenes Füllventil einer Füllstation Flüssigkeit zugeführt und während des Füllvorgangs das im Gebinde enthaltene Vorspanngas abgeführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Kohlensäurehaltige Getränke, wie Bier, halten ihr CO2 nur dann in Lösung, wenn der über der Flüssigkeit liegende Partialdruck des Gases CO2 mindestens so hoch ist wie der Sättigungsdruck in der Flüssigkeit. Liegt der Gasdruck über der Flüssigkeit unterhalb des Sättigungsdruckes, so verliert die Flüssigkeit CO2, liegt der Gasdruck aber wesentlich darüber, besteht die Gefahr, daß zusätzliches CO2 in Lösung geht. Die Gasaufnahme ist hierbei abhängig von dem Differenzdruck zwischen dem Sättigungsdruck in der Flüssigkeit und dem Partialdruck über der Flüssigkeit, der für den Gasaustausch zur Verfügung stehenden Zeit, die in der Regel mit der Füllzeit des Gebindes gleichzusetzen ist, und der Größe der Gasaustauschfläche, also der Flüssigkeitsoberfläche. Aufgrund der während des Füll­ vorganges auftretenden Turbulenzen in der Flüssigkeit ist die Gefahr einer Gasaufnahme während des Füllens erheblich vergrößert. Der Gasaustausch zwischen Flüssigkeit und der überlagerten Gasatmosphäre betrifft jedoch nicht nur das CO2, sondern auch andere in der Gasatmosphäre vorhandene Gase, insbesondere Sauerstoff, der nach den gleichen Gesetzen von der Flüssigkeit aufgenommen wird. Sauerstoff ist aber bei Flüssigkeiten, die durch Mikroorganismen geschädigt werden können oder deren Haltbarkeit durch Oxidation von Flüssig­ keitsbestandteilen gefährdet ist, ein wesentlicher Faktor für die Qualität des Produktes.
Um das Produkt durch ein Ventil in das Gebinde, sei es eine Flasche oder ein Faß, zu bekommen, ist ein Differenzdruck zwischen Zuleitung und Gebindeinnerem notwendig. Die Größe des Differenzdrucks bestimmt die Einströmgeschwindigkeit des Produktes. Üblicherweise wird das Produkt zur Vermeidung von Oberflächenvergrößerungen durch Turbulenzen mit anfänglich niedriger Geschwindigkeit gefüllt, die dann langsam gesteigert wird. Hierzu wird das Gebinde mit einem Gasdruck vorgespannt, der erheblich über dem Sättigungsdruck des in der Flüssigkeit gelösten Gases liegt. Die abzufüllende Flüssigkeit selbst wird durch Tanks oder Pumpen ebenfalls auf diesem Druckniveau gehalten und der Füllmaschine zugeführt. Nach dem Vorspannen des Gebindes auf den Druck der zugeführten Flüssigkeit wird eine Verbindung zwischen Gebinde und Zuleitung des Füllgutes hergestellt. Durch kontrolliertes Ablassen des im Gebinde vorhandenen Vorspanngases wird das Einfließen des Füllgutes in das Gebinde ermöglicht. Hierbei bestimmt der sich auf­ bauende Differenzdruck die Fließgeschwindigkeit der Flüssig­ keit. Es ist ferner bekannt, daß gegen Ende der Befüllung der Gasaustritt gedrosselt wird und dadurch der Differenzdruck zwischen Gebindeinnerem und Zuleitung abnimmt. Dies bewirkt gegen Ende des Füllvorgangs eine Reduzierung der Einfüllmenge pro Zeiteinheit, wodurch ein genaues Abschalten bei Erreichen einer Sollmenge ermöglicht wird. Dieses bekannte Verfahren wird als "Rückgasregelung" bezeichnet. Der Vorteil dieser Regelung liegt darin, daß der Gasdruck über der Flüssigkeit zu jeder Zeit über dem Sättigungsdruck des Produktes liegt.
Der einzustellende Vorspanndruck wird durch Erfahrung ermittelt. Am Anfang der Befüllung soll das Produkt durch Turbulenzen, die lokale unterdrücke zur Folge haben, CO2 verlieren. Dadurch entsteht ein gewollter künstlicher Schaum auf der Flüssigkeitsoberfläche, dessen Blasen ausschließlich das freigewordene CO2 enthalten und somit das Produkt vor Kontakt mit der darüberliegenden sauerstoffhaltigen Gas­ atmosphäre schützen. Während des weiteren Füllvorgangs verschwinden die Turbulenzen und damit die lokalen Unter­ drücke. Das Produkt nimmt während der restlichen Füllzeit wieder CO2 auf. Die Kunst besteht also darin, abhängig von CO2-Gehalt, Temperatur, Gebindegröße und kalkulierter Füllzeit ein Gleichgewicht zwischen CO2-Verlust und -Wiederaufnahme zu erreichen.
Abgesehen davon, daß das Gebinde bei der Rückgasregelung weit über den Sättigungsdruck vorgespannt werden muß und das Ablassen zum Erreichen einer kontrollierten Füllgeschwindig­ keit gesteuert vorgenommen werden muß, ist die Reduzierung der Füllgeschwindigkeit im letzten Füllabschnitt problematisch. Bei konstantem Zulaufdruck der Flüssigkeit kann die Fließ­ geschwindigkeit nur reduziert werden, wenn der Differenzdruck verringert wird. Bei den bekannten Verfahren wird hierzu der Gasaustritt gedrosselt (bzw. im Extremfall unterbunden) und abgewartet, bis der steigende Füllstand durch Kompression des im Gebinde vorhandenen restlichen Gasvolumens eine Erhöhung des Gegendrucks auf den gewünschten Wert erreicht hat. Dieser Zeitraum kann insbesondere bei Bierfässern erheblich sein. So hat ein 50-l-Keg üblicherweise einen Zulaufquerschnitt DN21 und eine maximale Einfüllgeschwindigkeit von 2,5 l/sec bei einem Differenzdruck von 0,8 bar. Ist das Keg mit 35 l gefüllt, so müssen zur Reduktion der Geschwindigkeit 15 l Gasraum um 0,7 bar komprimiert werden. Hierfür werden 15 × 0,7 = 10,5 l Flüssigkeit und aufgrund der sich reduzierenden Füllgeschwindigkeit ca. 8 Sekunden Füllzeit benötigt. Eine schnelle, genaue Regelung ist, insbesondere bei möglicherweise schwankenden Zulaufdrücken, also nicht möglich. Noch kriti­ scher ist die Situation, wenn in dem Produkt nicht nur ein Gas (beispielsweise CO2), sondern zwei Gase (beispielsweise CO2 und N2) bewußt gelöst sind. N2 wird heutzutage deshalb dem Bier zugesetzt, weil es schaumstabilisierend wirkt. Bestes Beispiel dafür ist Stout-Bier, dessen cremiger, lang an­ haltender Schaum durch das gelöste, beim Zapfen freiwerdende N2 verursacht wird. N2 und CO2 haben jedoch völlig verschiedene Löslichkeiten und Sättigungsdruckkurven. Während CO2 leicht in Lösung geht und nur schwer aus der Lösung zu bringen ist, ist es äußerst schwierig, N2 überhaupt in Lösung zu bringen und schon bei geringsten Turbulenzen sehr einfach, N2 wieder zu entfernen. Die Balance zwischen Entgasen bei Füllbeginn und Wiederaufnahme des verlorenen Gases während der Füllung ist bei 2-Gas-Systemen nahezu nicht zu finden. Die Qualität des abzufüllenden Produktes ist daher schwankend. Es wird versucht, dies dadurch zu kompensieren, daß das Verhältnis der Gasatmosphäre CO2 zu N2 anders gehalten wird als der Anteil der gelösten Gase. Dieser Kompromiß ist jedoch immer nur für eine Temperatur oder eine Gebindegröße und jeweils nur für einen Produktzufuhrdruck gültig. Eine regelungstechnische Beherrschung dieser vielen Faktoren und ihrer Toleranzen ist unmöglich.
Ein weiterer Nachteil der Rückgasregelung liegt darin, daß das Gebinde weit über den Sättigungsdruck hinaus mit Gas, in der Regel CO2, vorgespannt werden muß, um eine Druckabsenkung zu erreichen, die auch während des maximalen Absenkens des Innendrucks beim Füllprozeß immer noch über dem Sättigungs­ druck des Gases liegt. Da das Gas anschließend in die Atmosphäre entlassen wird, ist neben dem Energiekonsum auch ein erhöhter Verbrauch des Treibhausgases CO2 die Folge. Ferner wird das Bedienungspersonal durch den hohen CO2-Ausstoß belastet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine schonende Füllung zu ermöglichen und den Verbrauch an Vorspanngas zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Vorspanngas im Gebinde lediglich auf einen etwa dem Sättigungsdruck eines der in der abgefüllten Flüssigkeit gelösten Gase entsprechenden Partialdruck vorgespannt wird und daß die Durchflußgeschwindigkeit in der Produktzufuhrleitung gemessen und durch eine Anpassung des Produktvolumenstroms direkt geregelt wird.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird das anfangs langsame Einströmen des Produktes und die Steigerung der Fließ­ geschwindigkeit zum Ende der Füllung nicht mehr indirekt durch Modulierung des Keginnendrucks geregelt, sondern es erfolgt eine direkte Regelung des Produkt-Volumenstroms.
Ein wesentlicher Vorteil dieses neuen Verfahrens besteht darin, daß auf die bisher notwendige Installation von Produktdrucksensoren völlig verzichtet werden kann, da diese Drücke für die Erzeugung der Fließgeschwindigkeit nicht mehr bestimmend sind. Hierdurch werden der Einsatz dieser hochge­ nauen und empfindlichen Sensoren sowie deren meßtechnischer Kalibrierabgleich nicht mehr erforderlich.
In einem mit Gegendruckgas befüllten Behälter kann nur sehr träge auf Produktdruckschwankungen reagiert werden, indem der Druck des relativ großen Gasvolumens durch Sperren oder Freigeben des Gasauslasses erhöht bzw. erniedrigt wird. Die Druckänderung hängt von dem langsam ansteigenden Produktniveau im Gebinde ab. Bei der vorliegenden Erfindung läßt sich hingegen trotz sich ändernder Produkt- oder Gasgegendrücke durch Veränderung des Durchflußquerschnittes die Durchfluß­ geschwindigkeit des Produktes in das Keg hinein stabil auf dem vorgegebenen gewünschten Wert halten.
Das in das heiße Keg einströmende erste, kalte Produkt bringt Restmengen atmosphärischen Sterildampfes im Gebinde zur plötzlichen Kondensation. Die bisher angewendeten druckmodu­ lierenden Verfahren konnten diesen Druckzusammenbruch nicht schnell genug ausregeln. Das neue Verfahren löst diese Aufgabe ohne Schwierigkeiten und ein kontrolliertes langsames Anströmen des Produktes, Voraussetzung einer schonenden Abfüllung, ist gewährleistet.
In Weiterbildung der Erfindung können in einer Datenver­ arbeitungseinheit unterschiedliche Füllkurven hinterlegt werden, die bestimmten Gebindegrößen, Fittingarten, unter­ schiedlichen Produkttemperaturen und/oder bestimmten Treibgas­ anteilen Rechnung tragen. Die Gestaltung dieser Kurven geschieht durch Algorithmen, die errechnet oder empirisch gewonnen werden und den erwähnten Gebindekomponenten oder Produktzuständen entsprechende Fließgeschwindigkeiten automatisch zuordnen. Neue Produkt-Gebindekonstellationen können damit in diesem System selbstlernend optimierte Füllprofile gestalten und abarbeiten. Die Füllkurven werden als Sollwerte der Regelung des Produktvolumenstroms zu­ grundegelegt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens können die Füllkurven, bspw. mit graphisch interaktiven Systemen, während der Produktion graphisch verändert und angepaßt werden.
Das Gas im Gebinde inneren kann dann über ein einfaches Überströmventil durch das einströmende Produkt herausgedrückt werden. Die bisher üblichen teuren regelungstechnischen Apparate sind hierfür nicht mehr notwendig. Bei Flüssigkeiten mit mehreren gelösten Gasen kann die optimale Gaszusammenset­ zung innerhalb des Gebindes eingestellt werden, da während des Füllvorgangs über die gesamte Zeit ein gleicher Druck im Gebindeinneren herrscht. Bei der herkömmlichen Rückgasregelung hatten die wechselnden Drücke im Gebinde inneren während des Füllvorgangs in den unterschiedlichen Füllphasen unter­ schiedliche Gasaustauschverhalten und damit eine Beeinflussung der Produktqualität zur Folge. Dies ist durch die Erfindung vollständig behoben.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der Vorspanndruck innerhalb des Gebindes entsprechend dem Sättigungsdruck nach der Befüllung eingestellt. Hintergrund dieses Erfindungsgedankens ist die Tatsache, daß Bierkegs vor der Befüllung zur Sterilisation gedämpft werden und das kalte Produkt in das noch heiße Gebinde eingefüllt wird. Hierbei werden in ca. 12 kg Metall einer Temperatur von 100°C 50 l Bier einer Temperatur von ca. 3°C eingefüllt. Es stellt sich eine Misch- und Ausgleichstemperatur ein, die die Temperatur des Produktes im Gebinde um ca. 4°C gegenüber der Zufuhr­ temperatur erhöht. Dies verändert selbstverständlich die Sättigungsdrücke der gelösten Gase, so daß erfindungsgemäß der einzustellende Wert demjenigen des Produktes im abgefüllten Gebinde entsprechen muß. Diese Frage hat sich in der Vergan­ genheit nie gestellt, weil der Gegendruck stets erheblich über dem Sättigungsdruck gelegen hat.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens mit einer Füllstation, der über eine Zufuhrleitung in das Gebinde einzufüllende Produktflüssigkeit zugeführt und aus der über eine Rückgasleitung aus dem Gebinde entweichendes Vorspanngas abgeführt wird, weist erfindungsgemäß an der Füllstation einen Strömungsmesser zur Ermittlung der Durch­ flußgeschwindigkeit in der Zufuhrleitung der Füllstation und eine regelbare Blende zur Anpassung des Produktvolumenstroms auf. Hierdurch kann der Volumenstrom an jeder Füllstation in Abhängigkeit von der Füllmenge oder Füllhöhe völlig unabhängig vom Zufuhrdruck des einzufüllenden Produktes und unabhängig von den an der Füllmaschine ggf. vorgesehenen anderen Füllstationen individuell eingestellt werden. In vielen Fällen ergibt sich außerdem eine Vereinfachung der den Füllmaschinen üblicherweise vorgeschalteten Drucktanks und deren Regelung, da diese ebenfalls ohne Produktbeeinflussung auf das optimale Gasgemisch entsprechend der Verhältnisse bei Sättigungsdruck eingestellt werden können.
Der Produktvolumenstrom wird durch einen Regler auf der Basis der von dem Strömungsmesser ermittelten Durchflußgeschwindig­ keit als Istwert und einer vorzugsweise auf die Gebindegröße, Fittingart, Produkttemperatur und/oder Treibgasanteile des Produktes abgestimmten, in einer Datenverarbeitungseinheit gespeicherten Füllkurve als Sollwert geregelt. Hierzu ist der Blendenquerschnitt erfindungsgemäß stufenlos veränderbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der Rückgasleitung ein Überströmventil vorgesehen, über das das Rückgas abgeführt wird.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Füllstation gemäß der Erfindung,
Fig. 2 schematisch die Einflußgrößen für die Festlegung der Füllkurven und
Fig. 3a,b eine Gegenüberstellung der herkömmlichen Rückgas­ regelung und der erfindungsgemäßen Regelung.
Die in Fig. 1 dargestellte Füllstation 30 baut auf dem in der Stammanmeldung 197 18 130.9, deren Inhalt auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird, beschriebenen Prinzip des niedrigen Gasgegendrucks im zu belüftenden Gebinde auf. Die Füllstation 30 besteht im wesentlichen aus einem Füll­ ventil 2, dem über eine Zufuhrleitung 3 eine Flüssigkeit, wie Bier, in der Gase gelöst sind, zugeführt wird. Auf das Füllventil 2 ist ein Gebinde, insbesondere ein Keg 4 aufge­ setzt, das mit der Produktflüssigkeit gefüllt werden soll.
In der Zufuhrleitung 3 ist ein der einzelnen Füllstation 1 zugeordneter Strömungsmesser 31 zur Ermittlung der Durchfluß­ geschwindigkeit des Produktes durch den Leitungsabschnitt 8 und eine stufenlos regelbare Blende 32, bspw. ein Membran­ regelventil, vorgesehen. Der vor oder hinter der Blende 32 angeordnete Strömungsmesser 31 liefert die gewonnenen Daten des Produktdurchflusses an eine Istwert-Verarbeitung 33, die die aktuelle Durchflußmenge(-geschwindigkeit) als Ist-Wert an eine Regeleinrichtung (34) weitergibt.
In dem Keg 4 ist ein Steigrohr 9 vorgesehen, das mit einer Rückgasleitung 10 des Füllventils 2 verbunden ist. Die Rückgasleitung 10 führt zu einem Überströmventil 11, über das der Zugang zu einem Rückgasauslaß 12 gesteuert wird. An die Rückgasleitung 10 ist außerdem eine Vorspanngasleitung 13 angeschlossen, die über ein Ventil 14 absperrbar ist.
Zum Füllen des Gebindes 4 wird dieses zunächst über die Vorspanngasleitung 13 und die Rückgasleitung 10 mit einem Vorspanngas, insbesondere CO2, vorgespannt. Bei bestimmten Flüssigkeiten, beispielsweise Stout-Bier kann das Vorspanngas auch eine Zusammensetzung mehrerer Gase, wie CO2 und N2 sein. Der Vorspanndruck im Keg 4 liegt hierbei lediglich auf einem etwa dem Sättigungsdruck des CO2 (oder N2) im Bier ent­ sprechenden Partialdruck oder leicht darüber (bspw. 1,4 bar), der unterhalb des vor dem Füllventil 2 anliegenden Produkt­ druckes (bspw. 2,5 bar) in dem Leitungsabschnitt 8 der Zufuhrleitung 3 liegt. Der Gegendruck des Vorspanngases im Keg 4 entspricht dem Sättigungsdruck des gelösten Gases nach Füllen des Kegs 4, d. h. im abgefüllten Gebinde. Hierbei wird berücksichtigt, daß sich das mit einer Temperatur von etwa 3°C eingefüllte Bier in dem üblicherweise vor dem Füllen gedämpf­ ten und daher etwa 100°C heißen Keg 4 um ca. 4°C erwärmt. Die hierdurch bewirkte Änderung des Sättigungsdruckes wird bei der Einstellung des ursprünglichen Vorspanndruckes bereits berücksichtigt.
Beim Füllen vergleicht die Regeleinrichtung 33 den von dem Strömungsmesser 31 gelieferten Istwert ständig mit einem durch eine auf die Gebindegröße, Fittingart, Produkttemperatur, Treibgasanteil oder dgl. Parameter abgestimmten in einer Datenverarbeitungseinheit hinterlegten Füllkurve festgelegten Sollwert und ändert ggf. die Durchflußmenge. Zu diesem Zweck kommt die stufenlos veränderbare Blende 32 zum Einsatz, deren Querschnitt durch einen Linearantrieb (Stellgröße: Hub) derart variiert werden kann, daß zu jeder Zeit eine vorgegebene Durchflußgeschwindigkeit (Regelgröße) erzeugt werden kann. Hierdurch können auch übliche Druckschwankungen in den Produktleitungen oder dem Gasraum ausgeglichen und durch die sehr kurze Regelstrecke ohne Zeitverzögerung kompensiert werden. In Verbindung mit einem konstant am Sättigungsdruck gehaltenen Gegendruck können ohne weitere Beeinflussung des Produktinnendruckes in der zuführenden Leitung mit großer Präzision vorgegebene Füllkurven nachgefahren werden.
Die Einflußgrößen für die Festlegung der Füllkurven sind in Fig. 2 dargestellt. Zusätzlich zu dem über errechnete oder empirisch ermittelten Algorithmen festgelegten und in der Datenverarbeitungseinheit hinterlegten Füllkurven, können bei neuen Produkt-/Gebindekonstellationen selbstlernend optimierte Füllprofile gestaltet und abgearbeitet werden. Es kann auch vorgesehen sein, die Füllkurven auf graphisch interaktiven Systemen während des Produktionsablaufes zu verändern.
Die Fig. 3a, b zeigen eine Gegenüberstellung der herkömmlichen "Rückgasregelung" und der erfindungsgemäßen Regelung. Während die indirekte Druckregelung immer gegenläufig zur Fließ­ geschwindigkeit erfolgt, wobei sich an den Kreuzungspunkten erhebliche Regelungsprobleme ergeben, verlaufen bei der erfindungsgemäßen direkten Regelung Strömungsquerschnitt (Volumenstrom) und Fließgeschwindigkeit parallel. Auf Druckveränderungen kann sehr schnell reagiert werden.
Wird nach Schließen des Vorspanngasventils 14 das Füllventil 2 geöffnet, so tritt zunächst nur eine kleine Produktmenge ein. Ein Einspritzen des Produktes wird trotz des Druckunter­ schiedes dadurch vermieden, daß die Zufuhrmenge gezielt reduziert wird. Dann wird die Füllgeschwindigkeit langsam gesteigert, um keine übergroßen Turbulenzen zu verursachen. Das aus der Zufuhrleitung 8 durch den Ringspalt 15 im Füllventil 2 in das Keg 4 hineingeförderte Bier drückt das im Keg 4 enthaltene Vorspanngas durch das Steigrohr 9 aus dem Keg 4 heraus. Das Vorspanngas entweicht über das Überströmventil 11 in den Rückgasauslaß 12. Der durch das Überströmventil 11 festgelegte Rückgasdruck beträgt bspw. konstant 1,5 bar.
Wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung ist, daß die Vorspannung im Keg 4 lediglich auf eine etwa dem Sättigungs­ druck des CO2 (oder N2) im Bier entsprechenden Partialdruck eingestellt werden muß und somit weit unter dem herkömmlicher­ weise eingestellten Vorspanndruck liegt. Über die jeder einzelnen Füllstation 30 zugeordnete Regelungseinheit 31-39 ist es möglich, die Füllgeschwindigkeit im Keg 4 verzögerungs­ frei zu steuern, so daß eine Befüllung mit bisher unerreich­ barer Produktschonung ermöglicht wird. Eine Schädigung durch ungewollten Verlust oder Aufnahme von CO2 oder die Aufnahme von Sauerstoff aus dem Vorspanngas wird vermieden und die Produktqualität bei um 40% reduziertem Vorspanngasverbrauch wesentlich verbessert.
Bezugszeichenliste
2
Füllventil
3
Zufuhrleitung
4
Keg
8
Leitungsabschnitt
9
Steigrohr
10
Rückgasleitung
11
Überströmventil
12
Rückgasauslaß
13
Vorspannleitung
14
Ventil
15
Ringspalt
30
Füllstation
31
Strömungsmesser
32
Blende
33
Istwert-Verarbeitung
34
Regler

Claims (11)

1. Verfahren zum Füllen von Gebinden (4), insbesondere Kegs, mit Flüssigkeiten, in denen wenigstens ein Gas gelöst ist, wobei das Gebinde (4) vor dem Einfüllen der Flüssigkeit mit einem Vorspanngas vorgespannt wird, dann dem Gebinde (4) über ein an eine Zufuhrleitung (3, 8) angeschlossenes Füllventil (2) einer Füllstation (30) Flüssigkeit zugeführt und während des Füllvorgangs das im Gebinde (4) enthaltene Vorspanngas abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspanngas im Gebinde (4) lediglich auf einen etwa dem Sättigungsdruck eines der in der abgefüllten Flüssigkeit gelösten Gase, insbesondere CO2 oder N2, entsprechenden Partialdruck vor­ gespannt wird, und daß die Durchflußgeschwindigkeit in der Produktzufuhrleitung gemessen und durch eine Anpassung des Produktvolumenstroms direkt geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußgeschwindigkeit in der Zufuhrleitung (8) auf der Basis einer vorher festgelegten, in einer Datenverarbeitungs­ einheit gespeicherten Füllkurve geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für unterschiedliche Gebindegrößen, Fittingarten, Produkt­ temperaturen und/oder Treibgasanteile des Produktes ent­ sprechende Füllkurven bestimmt und in der Datenverarbeitungs­ einheit hinterlegt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkurven bspw. mit Hilfe von graphisch interaktiven Systemen während der laufenden Produktion anpaßbar sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Gebinde (4) vorgesehene Vorspanngas durch das einströmende Produkt aus dem Gebinde (4) herausgedrückt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspanndruck in dem Gebinde (4) so eingestellt wird, daß er etwa dem Sättigungsdruck des gelösten Gases in dem gefüllten Gebinde (4) entspricht.
7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Füllstation (30) mit einer Zufuhrleitung (3, 8), über die in ein auf der Füllstation (30) vorgesehenes Gebinde (4) einzufüllende Produktflüssigkeit zugeführt wird, und mit einer Rückgasleitung (10), über die aus dem Gebinde (4) entweichendes Vorspanngas abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Füllstation (30) ein Strömungsmesser (31) zur Ermittlung der Durchflußgeschwindig­ keit in der Zufuhrleitung (8) der Füllstation (20) und eine regelbare Blende (32) zur Anpassung des Produktvolumenstroms vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Regler (34), der das Öffnen und Schließen der Blende (32) auf der Basis der von dem Strömungsmesser (31) ermittelten Durchflußgeschwindigkeit als Istwert und einer in einer Datenverarbeitungseinheit hinterlegten Füllkurve als Sollwert regelt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Datenverarbeitungseinheit eine Vielzahl von Füllkurven für unterschiedliche Gebindegrößen, Fittingarten, Produkt­ temperaturen und/oder Treibgasanteile des Produktes hinterlegt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (32) ein Membranregelventil ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückgasleitung (10) ein Über­ strömventil (11) vorgesehen ist, über das das Rückgas abgeführt wird.
DE19741254A 1997-04-29 1997-09-18 Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden Expired - Fee Related DE19741254C2 (de)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19741254A DE19741254C2 (de) 1997-04-29 1997-09-18 Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden
DE29718062U DE29718062U1 (de) 1997-04-29 1997-10-11 Vorrichtung zum Füllen von Gebinden
JP54653298A JP3335182B2 (ja) 1997-04-29 1998-04-08 容器の充填方法およびその装置
ES98920505T ES2161050T3 (es) 1997-04-29 1998-04-08 Procedimiento y dispositivo para llenar toneles.
RU99124755/13A RU2181101C2 (ru) 1997-04-29 1998-04-08 Способ и устройство для заполнения тары жидкостью
PCT/EP1998/002058 WO1998049089A1 (de) 1997-04-29 1998-04-08 Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden
AT98920505T ATE203489T1 (de) 1997-04-29 1998-04-08 Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden
BR9809432-7A BR9809432A (pt) 1997-04-29 1998-04-08 Processo e dispositivo para o enchimento de embalagens
DE59801083T DE59801083D1 (de) 1997-04-29 1998-04-08 Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden
US09/381,003 US6196277B1 (en) 1997-04-29 1998-04-08 Method and device for filling barrels
DK98920505T DK0979207T3 (da) 1997-04-29 1998-04-08 Fremgangsmåde og indretning til fyldning af fustager
EP98920505A EP0979207B1 (de) 1997-04-29 1998-04-08 Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19718130 1997-04-29
DE19741254A DE19741254C2 (de) 1997-04-29 1997-09-18 Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19741254A1 true DE19741254A1 (de) 1998-11-05
DE19741254C2 DE19741254C2 (de) 1999-09-02

Family

ID=7828125

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19720170A Expired - Fee Related DE19720170C2 (de) 1997-04-29 1997-05-14 Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden
DE19741254A Expired - Fee Related DE19741254C2 (de) 1997-04-29 1997-09-18 Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden
DE59800894T Expired - Lifetime DE59800894D1 (de) 1997-04-29 1998-03-18 Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden
DE59801083T Expired - Lifetime DE59801083D1 (de) 1997-04-29 1998-04-08 Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19720170A Expired - Fee Related DE19720170C2 (de) 1997-04-29 1997-05-14 Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59800894T Expired - Lifetime DE59800894D1 (de) 1997-04-29 1998-03-18 Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden
DE59801083T Expired - Lifetime DE59801083D1 (de) 1997-04-29 1998-04-08 Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden

Country Status (1)

Country Link
DE (4) DE19720170C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010053201A1 (de) * 2010-12-03 2012-06-06 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen von Behältnissen
DE102015111536A1 (de) * 2015-07-16 2017-01-19 Khs Gmbh Verfahren sowie Füllsystem zum Befüllen von Behältern

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10157354A1 (de) * 2001-11-23 2003-06-05 Applied Films Gmbh & Co Kg Verfahren zur Erhöhung der Lagerungsfähigkeit von CO2-haltigen Getränken in Kunststoffbehältern
DE10255514A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckregelverfahren zur Vermeidung von Kavitationen in einer verfahrenstechnischen Anlage
DE102009016084A1 (de) * 2009-04-03 2011-05-12 Khs Gmbh Füllelement zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, Füllmaschine sowie Verfahren zum Füllen von Behältern
DE102016108053A1 (de) * 2016-04-29 2017-11-02 Khs Gmbh Verfahren zum Optimieren des Abfüllens eines Behälters
CN113929041B (zh) * 2021-09-27 2022-12-27 东富龙科技集团股份有限公司 一种适用于吹灌封一体机的容器灌装机构

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1284863B (de) * 1962-07-12 1968-12-05 Vapaver Ets Verfahren und Vorrichtung zum Fuellen von Transportbehaeltern mit einer kohlensaeurehaltigen, unter Druck stehenden Fluessigkeit
DE3209166A1 (de) * 1982-03-13 1983-09-15 Seitz Enzinger Noll Maschinenbau Ag, 6800 Mannheim Verfahren und vorrichtung zum fuellen von mit fuell- und zapfarmaturen verschlossenen behaeltern, vorzugsweise kegs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1284863B (de) * 1962-07-12 1968-12-05 Vapaver Ets Verfahren und Vorrichtung zum Fuellen von Transportbehaeltern mit einer kohlensaeurehaltigen, unter Druck stehenden Fluessigkeit
DE3209166A1 (de) * 1982-03-13 1983-09-15 Seitz Enzinger Noll Maschinenbau Ag, 6800 Mannheim Verfahren und vorrichtung zum fuellen von mit fuell- und zapfarmaturen verschlossenen behaeltern, vorzugsweise kegs

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
OEHLER, Günther: Flexibel und genau, In: Getränkeindustrie 4/96, S. 222-224 *
OTTO, Frank: Messung von Strömen, In: Getränkeindustrie 3/93, S. 173-175 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010053201A1 (de) * 2010-12-03 2012-06-06 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen von Behältnissen
US9010387B2 (en) 2010-12-03 2015-04-21 Krones Ag Device and method for filling containers
DE102015111536A1 (de) * 2015-07-16 2017-01-19 Khs Gmbh Verfahren sowie Füllsystem zum Befüllen von Behältern
US11142443B2 (en) 2015-07-16 2021-10-12 Khs Gmbh Method and filling system for filling containers

Also Published As

Publication number Publication date
DE19720170A1 (de) 1998-11-05
DE19720170C2 (de) 1999-09-02
DE59801083D1 (de) 2001-08-30
DE19741254C2 (de) 1999-09-02
DE59800894D1 (de) 2001-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0979207B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden
EP0331137B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen von kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten, insbesondere Getränken, unter Gegendruck in Gefässe oder dgl.
EP3013733B1 (de) Verfahren sowie füllsystem zum füllen von behältern
EP2019809B1 (de) Verfahren sowie vorrichtung zum gesteuerten aufschäumen eines in flaschen oder dergleichen behälter eingebrachten füllgutes
WO2009121477A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum füllen von insbesondere grossvolumigen behältern
EP0979206B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden
DE19741254C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden
EP2446336B1 (de) Anlage und verfahren zur kontinuierlichen herstellung eines flüssigkeitsgemisches
DE19825559C2 (de) Verfahren zur Anreicherung einer Flüssigkeit mit zwei Gasen und Vorrichtung zum Abfüllen von mit Gasen behandelten Flüssigkeiten
EP3678983A1 (de) Vorrichtung zum befüllen eines behälters mit einem füllprodukt
DE10066425B4 (de) Druckregelventil
DE3213554A1 (de) Fluessigkeits-zuteilungsvorrichtung
AT507860B1 (de) Verfahren zur dealkoholisierung von getränken und zugehörige vorrichtung
DE102018127513B4 (de) Verfahren sowie Füllsystem zum Befüllen von Behältern
DE2747492A1 (de) Sicherheitseinsatz fuer gefaesse zum aufbewahren tiefsiedender verfluessigter gase
EP3733588A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum aufschäumen eines in einen behälter abgefüllten füllprodukts
DE102010040703A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Getränken
DE2358591A1 (de) Verfahren und einrichtung zur herstellung eines karbonisierten produkts
DE102020129077A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Vakuumentgasung eines wässrigen Produkts
WO2024094241A1 (de) Verfahren zur regelung des gasdruckes in einem fass
DE1792378A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Karbonisieren von Getraenken
DD213853A1 (de) Regeleinrichtung der wasserzufuhr in wasserkuehlstrecken
DE1938964A1 (de) Selbsttaetig,ohne Hilfsenergie arbeitender Druckregler
CH671380A5 (de)
DE3216087A1 (de) Verfahren zum fuellen von behaeltern sowie vorrichtung und anlage zur durchfuehrung eines solchen verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee