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Die
Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung für Behälter,
insbesondere Mehrwegfässer, mit wenigstens einem Füllkopf,
welcher mit einem Stößel zum Öffnen und
Schließen einer zugehörigen Behälterarmatur
und zusätzlich mit einem Füllkopfventil in einer
Zuführungsleitung ausgerüstet ist.
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Bei
den zu behandelnden Behältern handelt es sich üblicherweise
um Mehrwegfässer, sogenannte Keg-Fässer, die mit
beispielsweise Bier oder auch alkoholfreien Getränken wie
Fruchtsäften befüllt werden. Die fraglichen Mehrwegfässer
werden beim Verbraucher an eine Abfüllanlage angeschlossen,
wobei das hierin abgefüllte Füllgut unter Druck
herausgepresst wird. Das hat sich insgesamt bewährt, wobei im
Rahmen der gattungsbildenden Lehre nach dem Gebrauchsmuster
DE 20 2007 015 871
U1 bereits die ergänzende Möglichkeit
angesprochen wird, das zusätzliche Füllkopfventil
im Füllkopf während der Produktion reinigen zu
können.
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Tatsächlich
besteht bei bestimmten Füllgütern und hier insbesondere
verderblichen Füllgütern wie Fruchtsaftgetränken
die Gefahr, dass während des Abfüllvorganges Keime
in den Behälter gelangen. Außerdem begünstigen
die bisherigen Vorgehensweisen eine Sauerstoffaufnahme solcher Füllgüter
aus der Luft. Dadurch können beispielsweise unerwünschte
Gärungsprozesse in Gang gesetzt werden. Hier will die Erfindung
insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Behandlungsvorrichtung
für Behälter der eingangs beschriebenen Ausführungsform
so weiter zu entwickeln, dass Verschmutzungen jedweder Art durch
beispielsweise Keime sowie eine unerwünschte Sauerstoffaufnahme
etc. möglichst ausgeschlossen werden können.
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Zur
Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße
Behandlungsvorrichtung für Behälter im Rahmen
der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass dem Füllkopf
eine Verschlusskappe zugeordnet ist, welche seine dem Behälter
zugewandte Öffnung bei entferntem Behälter verschließt.
Auf diese Weise sorgt die Verschlusskappe dafür, dass das
Füllgut und/oder der Füllkopf insgesamt bzw. sein
mit dem Füllgut in Verbindung kommender Innenraum vor Umwelteinflüssen
geschützt wird. Alternativ oder zusätzlich ermöglicht
die Verschlusskappe auch eine Reinigung des Füllkopfes während
der Produktion, und zwar üblicherweise in Abfüllpausen.
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Dadurch
wird zusammenfassend eine aseptische Abfüllung erreicht
und zur Verfügung gestellt, also eine Abfüllung,
welche das Eindringen von Keimen, beispielsweise Viren, Bakterien,
Pilzen oder vergleichbaren Krankheitserregern in das Füllgut
verhindert. Außerdem wird das Eindringen von Sauerstoff
oder anderer Luftgase in das Füllgut unterdrückt,
so dass beispielsweise Gärungsprozesse nicht stattfinden
(können).
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Abfüllpausen
liegen zwangsläufig vor, und zwar in dem Zeitraum, welcher
jeweils benötigt wird, einen abgefüllten Behälter
von der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung
zu entfernen und durch einen neuen bisher leeren Behälter
für die Abfüllung zu ersetzen. Erfindungsgemäß lässt
sich nun eine solche Abfüllpause beispielsweise dadurch
vorteilhaft nutzen, dass der Füllkopf bzw. insbesondere sein
mit dem Füllgut in Berührung kommender Innenraum
einer Reinigung unterzogen wird. Zu diesem Zweck wird der Füllkopf
bzw. seine dem Behälter zugewandte Öffnung bei
entferntem Behälter verschlossen. Hierzu dient die regelmäßig
verfahrbare Verschlusskappe. Meistens ist diese Verschlusskappe
im Wesentlichen senkrecht verfahrbar im Vergleich zu der besagten Öffnung
im Füllkopf ausgebildet.
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Auf
diese Weise wird der Füllkopf bzw. sein mit dem Füllgut
in Berührung kommender Innenraum zuverlässig vor
Umwelteinflüssen geschützt. Bei der Abfüllung
von beispielsweise Fruchtsäften kommt es also nicht oder
praktisch nicht zur Sauerstoffaufnahme, so dass unerwünschte
Gärungsprozesse praktisch nicht beobachtet werden. Hinzu
kommt, dass der Verschluss der Öffnung im Füllkopf
während der gesamten Abfüllpause oder doch zum
größten Teil innerhalb dieser Abfüllpause
die Möglichkeit eröffnet, den Füllkopf
bzw. dessen Inneres reinigen zu können. Hier schlägt
die Erfindung eine Behandlung mit einem Sterilisationsmedium und/oder
einem Sterilisationsgas vor.
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Zu
diesem Zweck wird der Füllkopf mit der durch die Verschlusskappe
verschlossenen Öffnung innenseitig mit dem besagten Sterilisationsmedium bzw.
dem Sterilisationsgas während der jeweiligen Abfüllpause
beaufschlagt. Bei dem Sterilisationsmedium kann es sich um Heißwasser
und/oder Wasserdampf handeln. Als Sterilisationsgas empfiehlt die Erfindung
in der Regel den Einsatz von CO2-Gas oder
auch beispielsweise von Stickstoff.
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Dabei
finden die beschriebenen Vorgänge regelmäßig
in jeder Abfüllpause statt, das heißt im Zeitraum
zwischen dem Entfernen eines abgefüllten Behälters
und dem Aufbringen eines neuen Behälters auf die Behandlungsvorrichtung.
Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass die Behälter über
Kopf befüllt werden, das heißt in der Regel senkrecht
auf die Behandlungsvorrichtung aufgesetzt und von dieser abgezogen
werden. In jeder dieser Abfüllpausen wird nun die dem Behälter
zugewandte Öffnung mit Hilfe der Verschlusskappe geschlossen.
Dabei ist es selbstverständlich auch denkbar und liegt
im Rahmen der Erfindung, beispielsweise nur jede zweite oder nur
jede dritte Abfüllpause für den beschriebenen
Reinigungsvorgang zu nutzen.
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Üblicherweise
findet die Reinigung aber während jeder Abfüllpause
statt, um sicherzustellen, dass beispielsweise im oder am entfernten
Behälter oder in der Zuführungsleitung befindliche
Keime nicht in den neu abzufüllenden Behälter
eindringen oder eindringen können. Außerdem stellt
der regelmäßige Verschluss der Öffnung
im Füllkopf während der Abfüllpausen
sicher, dass das Füllgut bzw. das abzufüllende
Produkt praktisch keinen Sauerstoff oder andere Umgebungsstoffe
aufnimmt oder aufnehmen kann. Hierin sind die wesentlichen Vorteile
zu sehen.
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Im
Allgemeinen ist die Verschlusskappe im Wesentlichen zweiteilig aufgebaut.
Tatsächlich setzt sich die Verschlusskappe regelmäßig
aus einer Dichtung und einem Gehäuse zusammen. Die Dichtung verschließt
die Öffnung im Füllkopf, während das
Gehäuse den Füllkopf frontseitig umschließt.
Ferner hat es sich bewährt, wenn die Verschlusskappe einen Führungssteg
aufweist. Dieser Führungssteg sorgt dafür, dass
die Verschlusskappe bei ihrem Verfahrvorgang im Wesentlichen senkrecht
und einwandfrei im Vergleich zur Öffnung im Füllkopf
geführt wird. Denn dieser Führungssteg gleitet
bei dem beschriebenen Verfahrvorgang an der Behandlungsvorrichtung
bzw. dem Füllkopf entlang und erfährt hierdurch eine
Führung und Ausrichtung.
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Das
im Füllkopf in der Zuführungsleitung vorgesehene
Füllkopfventil ist in der Regel an einen Schließkolben
angeschlossen. Dieser Schließkolben lässt sich
mittels eines Hubzylinders bewegen. Dabei ist der Hub des Schließkolbens
so ausgelegt, dass das Füllkopfventil in geöffnetem
Zustand die Zuführungsleitung vollständig oder
nahezu vollständig freigibt und in geschlossenem Zustand
verschließt.
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Zu
diesem Zweck ist das Füllkopfventil vorteilhaft mit wenigstens
einer kopfseitigen Dichtung ausgerüstet, welche einerseits
den Schließkolben gegenüber der Zuführungsleitung
in deren geöffnetem Zustand abdichtet und andererseits
eine Verbindungsöffnung von der Zuführungsleitung
zum Füllkopf in geschlossenem Zustand absperrt. In diesem geschlossenen
Zustand und bei auf der Öffnung im Füllkopf angebrachter
Verschlusskappe wird nun der hierdurch gebildete Innenraum im Füllkopf
mit dem Sterilisationsmedium und/oder dem Sterilisationsgas behandelt.
Dadurch erfahren sämtlich mit dem Produkt oder Füllgut
in Kontakt tretende Innenflächen des Füllkopfes
eine Reinigung. Das Gleiche gilt für die kopfseitige Dichtung
des Füllkopfventils, welche bei diesem Vorgang die Zuführungsleitung
absperrt, über die normalerweise das Füllgut zugeführt
wird.
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Hierdurch
stellt die Erfindung sicher, dass die kopfseitige Dichtung beim
anschließenden erneuten Füllvorgang und ihrer
geöffneten Stellung allenfalls an ihrer Oberfläche
mit Sterilisationsmedium bzw. Sterilisationsgas benetzt ist, welches
zusammen mit dem nachfolgend abzufüllenden Füllgut
in den Behälter gelangt. Das ist unschädlich.
Insbesondere besteht also nicht die Gefahr, dass beispielsweise
Keime aus einer vorhergehenden Charge in eine nachfolgende Abfüllung
gelangen oder gelangen können. Hierin sind die wesentlichen
Vorteile zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige
Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung für
Behälter schematisch.
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In
der Figur ist eine Behandlungsvorrichtung für Behälter 1 dargestellt.
Bei den Behältern 1 handelt es sich um Mehrwegfässer,
insbesondere Keg-Fässer, welche zum industriellen Befüllen
und der keimfreien Lagerung von Getränken (im Beispielfall hauptsächlich
Fruchtsäften) dienen. Behandlung der Behälter 1 meint
im Rahmen der Erfindung vorzugsweise deren Innenbehandlung. Hierunter
wird beispielhaft nicht nur das Befüllen des Behälters 1 mit dem
Füllgut (im Beispielfall Fruchtsaft) verstanden, sondern
auch die mehrfache Spülung des Innenraums, dessen anschließende
Sterilisation mit heißem Wasserdampf oder dergleichen.
Unter Behandlung bzw. Innenbehandlung fällt auch die anschließende
Abkühlung des Mehrwegfasses, indem dieses beispielsweise
nach der Dampfbehandlung mit Kohlendioxid, Stickstoff oder dergleichen
als Treibgas unter Überdruck gesetzt und letztendlich mit
der gewünschten Flüssigkeit bzw. dem Füllgut
abgefüllt wird. Grundsätzlich kann sich die Behandlung
aber auch nur auf einzelne der beschriebenen Schritte beschränken.
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Die
dargestellte Behandlungsvorrichtung verfügt in ihrem grundsätzlichen
Aufbau über wenigstens eine lediglich angedeutete Fördereinrichtung 2 sowie
einen Füllkopf 3. Dabei finden sich üblicherweise
mehrere Füllköpfe 3 entlang der Fördereinrichtung 2,
und zwar je nach dem, wie viele der Behälter 1 gleichzeitig
behandelt werden sollen. Die einzelnen Behälter 1 werden
in Überkopfposition manipuliert.
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Innerhalb
einer Behandlungsstation mit dem Füllkopf 3 sorgt
eine Hubeinrichtung 4 dafür, dass der Füllkopf 3 in
Richtung auf den Behälter 1 verschoben wird. Nimmt
der Füllkopf 3 seine Position in Anlage an den
Behälter 1 an, so ist der Füllkopf 3 mit
seinem Stößel 5 in der Lage, ein Ventil
an der Oberseite des Behälters 1, insbesondere
den sogenannten Keg-Kopf, zu betätigen.
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Der
Stößel 5 sorgt also dafür, dass
der Behälter 1 geöffnet und geschlossen
wird. Bei geöffnetem Behälter 1 kann über
eine Zuführungsleitung 6 das Füllgut
ins Innere des Behälters 1 gelangen. Zunächst
wird allerdings im Beispielfall und nicht einschränkend über
die Zuführungsleitung 6 eine Reinigungsflüssigkeit
in den Behälter 1 eingeführt. Dann wird
die Reinigungsflüssigkeit über die Zuführungsleitung 6 (oder
eine andere der Leitungen 7, 8) abgezogen sowie
anschließend beispielsweise Wasserdampf zur Sterilisation
zugeführt. Schlussendlich dient die Zuführungsleitung 6 dazu,
Treibgas (im Beispielfall Kohlendioxid), zum Abkühlen des
Behälters 1 einzubringen und abschließend
die gewünschte und abzufüllende Flüssigkeit
(im Beispielfall Fruchtsaft).
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Neben
der Zuführungsleitung 6 finden sich noch eine
Entgasungsleitung 7 und eine Entleerungsleitung 8.
Beide werden durch zugehörige Ventile 9, 10 verschlossen,
und zwar ein Schließventil 9 für die
Entgasung in der Entgasungsleitung 7 und ein Schließventil 10 für
die Restentleerung in der Entleerungsleitung 8. Hierbei
geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass sich über
die betreffenden Leitungen 7, 8 in Verbindung
mit den Ventilen 9, 10 etwaige restliche Reinigungsflüssigkeit
oder restlicher Heißdampf selbst dann noch abziehen lässt,
wenn das Gros dieser Medien bereits über die Zuführungsleitung 6 den
Innenraum des Behälters 1 verlassen hat.
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Von
besonderer erfinderischer Bedeutung ist nun der Umstand, dass der
Füllkopf 3 zusätzlich zu dem Stößel 5 zum Öffnen
und Schließen der Behälterarmatur des Behälters 1 mit
einem Füllkopfventil 11 in der Zuführungsleitung 6 ausgerüstet
ist. Das Füllkopfventil 11 verfügt über
wenigstens eine kopfseitige Dichtung 12 und ist an einen
Schließkolben 13 angeschlossen, welcher mittels
eines Hubzylinders 14 bewegt wird. Der Schließkolben 13 bewegt
sich innerhalb einer Reinigungskammer 15.
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Mit
Hilfe des Hubzylinders 14 kann das Füllkopfventil 11 eine Öffnung 16 im
Füllkopf 3 freigeben und verschließen,
durch welche das über die Zuführungsleitung 6 zugeführte
Füllgut den Füllkopf 3 passiert und schließlich
in den Behälter 1 gelangt. In geöffneter
Position des Füllkopfventils 11 gibt dieses den
gesamten oder nahezu den gesamten Querschnitt der Zuführungsleitung 6 frei,
so dass das Produkt über die Zuführungsleitung 6,
den Füllkopf 4 schließlich in den Behälter 1 eintreten
kann. Diese Funktionsstellung ist in der Figur gezeigt.
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Wird
dagegen das Füllkopfventil 11 geschlossen, so
liegt die Dichtung 12 des Füllkopfventils 11 an
der Öffnung 16 an und verschließt diese. Dadurch
kann auch kein Füllgut mehr über die Zuführungsleitung 6 in
den Behälter 1 ge langen, wobei dieser Vorgang
eine Abfüllpause einleitet. Während dieser Abfüllpause
wird ein zuvor befüllter Behälter 1 von
dem Füllkopf 3 entfernt, beispielsweise indem der
Füllkopf 3 mit Hilfe der Hubeinrichtung 4 gegenüber
dem Behälter 1 abgesenkt wird. Alternativ oder zusätzlich
kann aber auch der Behälter 1 gegenüber dem
Füllkopf 3 abgehoben werden.
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Bei
diesem Vorgang wird die zugehörige Behälterarmatur
automatisch geschlossen (weil der Stößel 5 nicht
mehr auf ein Ventil im Behälter 1 arbeitet) und
der Behälter 1 steht für seinen Abtransport zur
Verfügung. An seiner Stelle wird nun ein neuer nachfolgender
und leerer Behälter 1 mit dem Füllkopf 3 zur
Füllung verbunden. Sobald sich der nachfolgende Behälter 1 in
einer Füllposition befindet, endet die Abfüllpause
und ist der Füllkopf 3 für einen neuerlichen
Füllvorgang bereit.
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Erfindungsgemäß kann
nun diese Abfüllpause vorteilhaft genutzt werden, nämlich
indem der Füllkopf 3 mit Hilfe einer in der Figur
dargestellten Verschlusskappe 17 an seiner dem Behälter 1 zugewandten Öffnung 18 verschlossen
wird. Dadurch ist die Verschlusskappe 17 in der Lage, den
Füllkopf 3 und damit das Füllgut und/oder
den Füllkopf 3 vor Umwelteinflüssen zu
schützen. Gleichzeitig erlaubt diese Vorgehensweise eine
(Innen-)Reinigung des Füllkopfes 3 während
der Produktion, und zwar in den beschriebenen Abfüllpausen.
Insbesondere wird der Füllkopf 3 im Hinblick auf
seine mit dem Füllgut in Verbindung kommenden Innenoberflächen
gereinigt.
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Zu
diesem Zweck lässt sich die Verschlusskappe 17 im
Wesentlichen senkrecht im Vergleich zu der besagten Öffnung 18 kopfseitig
des Füllkopfes 3 verfahren, wie ein Doppelpfeil
andeutet. Zusätzlich mag die Verschlusskappe 17 seitlich
weggeschwenkt werden, wenn sich ein Behälter 1 in
der Füllposition – wie strichpunktiert angedeutet – befindet.
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Die
Verschlusskappe 17 ist im Wesentlichen zweiteilig aufgebaut.
Sie verfügt über eine im Innern angeordnete Dichtung 19,
die zum Verschluss der Öffnung 18 im Füllkopf 3 dient.
Zusätzlich weist der Füllkopf 17 ein
Gehäuse 20 auf, welches den Füllkopf 3 kopfseitig
umschließt und die Dichtwirkung der Verschlusskappe 17 unterstützt.
Die Verschlusskappe 17 bzw. das Gehäuse 20 ist
mit einem Führungssteg 21 ausgerüstet,
welcher für eine Führung der Verschlusskappe 17 beim
Aufbringen auf den Füllkopf 3 und seinem Abziehen
sorgt.
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Sobald
der Füllkopf 3 mit Hilfe der Verschlusskappe 17 an
seiner in den Abfüllpausen ansonsten offenen Öffnung 18 verschlossen
ist, lässt er sich innenseitig mit einem Sterilisationsmedium und/oder
einem Sterilisationsgas während dieser Abfüllpausen
beaufschlagen. Dazu mag die Verschlusskappe 17 mit einer
entsprechenden Sterilisationsleitung ausgerüstet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann aber auch der Füllkopf 3 eine
betreffende Sterilisationsleitung aufweisen, die im Detail nicht
dargestellt ist. Als Sterilisationsleitung für das Sterilisationsmedium
und/oder Sterilisationsgas kann aber auch eine der Leitungen 7, 8 fungieren.
Auch beide Leitungen 7, 8 lassen sich in diesen
Prozess einbinden.
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Über
die Sterilisationsleitung wird das Sterilisationsmedium zugeführt,
bei welchem es sich um Heißwasser und/oder Wasserdampf
handeln kann. Zunächst wird meistens mit Heißwasser
gespült und dann mit Wasserdampf nachgereinigt. Im Anschluss daran
wird über die betreffende Sterilisationsleitung das Sterilisationsgas
zugeführt, bei dem es sich regelmäßig
um CO2 handelt. Während dieses
gesamten beschriebenen Reinigungsvorganges befindet sich das Füllkopfventil 11 in
der geschlossenen Position, so dass die Dichtung 12 die Öffnung 16 im
Füllkopf 3 verschließt. Dadurch wird
die Dichtung 12 des Füllkopfventils 11 gleichzeitig
mit sterilisiert und von dem Sterilisationsmedium und dem Sterilisationsgas umspült.
Auf diese Weise ist sicher gestellt, dass beispielsweise keine Keime
von einem vorausgehenden Füllvorgang in einen nachfolgenden
Behälter 1 gelangen oder gelangen können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202007015871
U1 [0002]