DE2231082C3 - Vorrichtung zum dosierten Abfüllen von sterilen Flüssigkeiten wie Milch oder dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum dosierten Abfüllen von sterilen Flüssigkeiten wie Milch oder dgl., bestehend aus einem an einem Vorratsbehälter unterhalb desselben angeschlossenen, mit einem Ein- und Auslaß versehenen Füllrohr und einem diesem zugeordneten, waagerecht gelagerten Dosiergefäß, das mit einer von außen durch ein Druckmedium beaufschlaeten elastischen Innenauskleidung versehen ist.

derart daß das in einem Druckmittelzylinder mittels eines Kolbens verdrängte Druckmittelvolumen dem Dosiervolumen entspricht

Durch die DE-PS 10 93 285 ist eine Vorrichtung zum dosierten Abfüllen von plastischen Nahrungs- und Genußmitteln, wie Butter, Margarine und dergleichen bekanntgeworden, die im wesentlichen aus zwei ineinandergesteckten und relativ zueinander verschiebbaren Förderleitungsrohren besteht in denen c sr aus ίο einer Herstellungsmaschine kontinuierlich zugeführte plastische Stoff beim Auseinanderziehen beider Rohre gespeichert und beim Zusammenschieben beschleunigt ausgestoßen wird. Da bei dieser Dosiervorrichtung außer einem Abschneider an der Rohrmündung, mit JS com das ausgetretene Dosiervolumen vom im Rohr verbleibenden Strang getrennt wird, weder durch einen Kolben noch durch ein Ventil in den Materialstrang eingegriffen wird, ist damit eine sehr behutsame Behandlung des druckempfindlichen plastischen Materials gewährleistet Wegen des Fehlens jeglicher Verschlüsse ist diese Vorrichtung zum gleichzeitigen Dosieren und Abfüllen von Flüssigkeiten jedoch völlig ungeeignet

Ferner ist durch die DE-PS 8 53 129 eine Vorrichtung zum dosierten Abfüllen von Flüssigkeiten oder Pasten bekanntgeworden, bestehend aus einem Vorratsbehälter, einem unterhalb desselben angeschlossenen Füllrohr und einem Dosierzylinder, der mit einer von außen durch ein Druckmedium beaufschlagten elastischen Innenauskleidung versehen ist.

Die bekannte Füllvorrichtung weist extrem unterschiedlich große Querschnitte der Leitungen, der Saug- und Druckventile und des Dosierzylinders auf und ist daher zum Abfüllen von empfindlichen, zum Schäumen neigenden Flüssigkeiten, wie Milch oder dgl. ungeeignet. Ferner ist der Dosierzylinder mit einem vergleichsweise großflächigen Dosierkolben versehen, durch den schon bei minimalen Hubveränderungen erhebliche Volumenschwankungen hervorgerufen werdfn. Außerdem ist diese Vorrichtung mit ihren unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten schlecht zu reinigen und leistungsschwach.

Der Erfindung liegt unter Vermeidung der genannten

Mängel und Übelstände die Aufgabe zugrunde, eine

Vorrichtung zum Abfüllen von sterilen Flüssigkeiten zu

schaffen, mit der sowohl behandlungsempfindliche

Flüssigkeiten, wie Milch oder dgl. behutsam und genau

und mit hoher Leistung abgefüllt als auch die mit dem

flüssigen Füllgut in Berührung kommenden Teile der

W Vorrichtung rasch und gründlich gereinigt bzw. sterilisiert werden können.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein oder mehrere senkrecht angeordnete, mit je einem verschließbaren Auslaßmundstück versehene Füllrohre, ferner durch je einen von den Füllrohren radial abgezweigten Dosierzylinder, wobei alle mit dem Füllgut in Berührung kommenden Räume im wesentlichen die gleiche, eine optimale Reinigung und Sterilisation ermöglichende lichte Weite aufweisen und «J schließlich durch eine stationär mit der Füll- und Dosiereinrichtung verbundene, wahlweise in Betrieb zu nehmende Reinigungs- und Sterilisationsanlage.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß jeder Dosierzylinder ein am Umfang mit einer Vielzahl von Bohrungen versehenes Rohr mit einer an den Rohrenden befestigten elastischen, rohrförmigen Innenauskleidung aufweist, wobei die Mantelfläche des Rohres von einer mit Druckflüssigkeit gefüllten

Kammer umgeben ist, die ihrerseits über eine Druckleitung mit einem kolbenbeaufschlagten Druckmittelzylinder verbunden ist

Wieder ein anderes Erfindungsmerkmal besteht darin, daß der Druckmittelzylinder im Gehäuseunterteil eines durch einen Zwischenboden von der Dosiereinrichtung abgeschirmten Maschinengehäuses untergebracht ist, während im Gehäuseoberteil eine bis unter die Füllrohre anhebbare Auffangwanne angeordnet ist, die ihrerseits Bestandteil einer Reinigungs- und Sterilisationsanlage ist

Gemäß der Erfindung arbeitet die Reinigungsanlage nach dem Umwälzprinzip und besteht aus einem Laugenbehälter mit Heizung, Laugenfilter und. einer die heiße Lauge über eine Förderleitung in den Vorratsbe- is halter überführende Laugenpumpe, während die die Lauge sammelnde Auffangwanne über eine teleskopartige Rückleitung mit dem Laugenbehälter verbunden ist. Schließlich ist in die Rückleitung ein Drehschieber eingebaut, an den als Abzweigung ein Kondenzabscheider angeschlossen ist

Die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung mit Reinigungs- und Sterilisieranlage ist an einem Ausführungsbeispiel auf der Zeichnung im Längsschnitt näher erläutert Die gesamte Anlage ist in bzw. an einem Maschinengehäuse mit dem Gehäuseunterteil la und Gehäuseoberteil \b untergebracht, die beide durch einen Zwischenboden Ic voneinander getrennt sind. Der Vorratsbehälter 2 ist mit Rücksicht auf das sterile Füllgut, das aus einem größeren Sammelbehälter zugeführt wird, geschlossen und zweckmäßig mit einer selbsttätigen Füllstandregelung versehen.

Unter dem Vorratsbehälter 2 schließen sich zwei senkrecht nach unten und parallel zueinander verlaufende Füllrohre 3 an, die jeweils mit einer Ein- und Auslaßöffnung 4, 5 versehen sind. Die Anordnung der Füllrohre 3 senkrecht unter dem Vorratsbehälter 2 macht es möglich, daß die Abfülleistung durch Hintereinanderschaltung mehrerer Füllrohre 3 beliebig vergrößert werden kann. Den Ein- und Auslaßöffnungen 4, 5 ist je ein Verschlußstopfen 4a und 5a zugeordnet, die beide durch eine gemeinsame Stange 6 betätigt werden. Die oberen Enden der Stangen 6 sind durch eine Platte 7 überbrückt, die über eine Kulissenführung und einen Hebel & durch eine von außen in den Vorratsbehälter 2 eintretende hin- und hergehende Zug- und Druckstange 9 auf und ab beweglich sind. Seitlich am Füllrohr 3 setzt sich als waagerechte Abzweigung der eigentliche Dosierzylinder 10 fori, der aus einem am Umfang mit einer Vielzahl von Bohrungen 1Oi versehenen Rohr 10a und einem elastischen Schlauch 10c besteht, der die Innenauskleidung des Rohres 10a darstellt und der lediglich an den Enden des Rohres löa mit diesem fest verbunden ist. Ein Zylinderdeckel 1Oe dient außen als Abschluß. Der mit dem elastischen Schlauch 10c verkleidete Innenraum des Dosierzylinders 10 entspricht mit seinem vollen Öffnungsquerschnitt etwa dem des Füllrohres 3. Das Rohr 10a ist von einer zylindrischen Kammer 10/ umgeben.

Vom äußeren Ende des Dosierzylinders 10 läuft eine Druckleitung 11 in einen im Gehäuseunterteil la untergebrachten Druckmittelzylinder 12 hinein, dessen Kolben 13 über eine Kolbenstange 14 von einem auf der Antriebswelle 15 sitzenden Schwungrad 116 angetrieben wird. Unter den Auslastungen 5 der Füllrohre 3 erstreckt sich die Bahn der Becher 17, die vereinzelt auf einem waagerechten Transportband oder zusammenhängend mit der TiefziebioJie, aus der sie geformt worden sind, unterhalb der Auslaßöffnungen 5 vorbeigeführt werden. In dem noch verbleibenden Zwischenraum der Becher 17 und dem Zwischenboden ic befindet sich eine Auffangwanne 18, die mittels einer Hydraulik 19 bis unter die Füllrohre 3 gefahren werden kann. Im Boden der Auffangwanne 18 sind zwei senkrecht nach unten verlaufende Rückleitungen 20 eingelassen, die wegen der Auf- und Abbeweglichkeit der Wanne 18 teleskopartig ausgebildet sind. Über einen Drehschieber 21 führt die Rückleitung 20 in einen laugenbehälter 22 hinein, der außerdem eine Heizung einen Laugenfilter und eine Laugenpumpe umfaßt Vom Laugenbehälter 22 führt eine Förderleitung 23 von oben in den Vorratsbehälter 2 hinein. Ebenfalls von oben führt außer der nicht dargestellten Speiseleitung für die sterile Flüssigkeit ein Anschlußstück 24 für heißen Wasserdampf in den Vorratsbehälter 2 hinein.

Schließlich zweigt vom Drehschieber 21 eine Nebenleitung 25 ab. die zu einem Kon;jensabscheider 26 führt

Die Arbeits- und Wirkungsweise der Gesamtanlage ist wie folgt: Bei dem auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt die linke Hälfte bis zur Symmetrieachse den Dosierzylinder 10 und das Füllrohr 3 beim Auffüllen der Zwischenräume, wobei die Einlaßöffnung 4 zum Vorratsbehälter 2 geöffnet und die Auslaßöffnung 5 geschlossen ist. Das satte Anliegen des elastischen Schlauches 10c gegen das Rohr 10a wird dabei durch den nach unten gerichteten Saughub des Kolbens 13 im Druckzylinder 12 wirkungsvoll unterstützt. Ist der Innenraum des Dosierzylinders 10, der mit dem maximalen Aufnahmevermögen des Schlauches 10c identisch ist, gefüllt, erfolgt das Umschalten der Füllrohrventile. Dies geschieht durch Anheben der Platte 7 mittels der Zugstange 9, wobei gemäß der auf der rechten Hälfte der Zeichnung dargestellten Position der Verschlußstopfen 4a sich vor die Einlaßöffnung 4 setzt und diese damit verschließt und der untere Vers^hlußstopfen 5a gleichzeitig in das Innere des Füllrohres 3 zurückgeholt wird und damit die Auslaßöffnung 5 freigibt. Gleichzeitig mit dem Öffnen des Füllrohres 3 setzt der Arbeitshub des Kolbens ein, wobei das vom Kolben 13 verdrängte Druckmittel übsr die Druckleitung 11 in die Kammer 10/" und durch die Bohrungen 10έ> des Rohres 10a gegen den elastischen Schlauch 10c gedruckt wird, dessen zylindrischer Querschnitt sehr schnell die auf der rechten Hälfte dargestellte stark verengte Gestalt annimmt. Im gleichen Maße, wie der Sehlauch 10c zusammengedrückt wird, verdrängt er das flüssige Füllgut, das nun durch die Auslaßöffnung 5 in den bereitgestellten Becher 17 fließen kann. Dabei entspricht das vom Kolben 13 verdrängte Druckmittelvolumen dem in den Becher 17 abgefüllten Füllgutvolumen. Bei Erreichen der vorbestimmten Dosiereinheit im Becher 17 wird das Füllrohrventil wieder umgeschaltet, d. h., die Stange 6 wird abgesenkt, w jbei der Verschlußstopfen 4a die Einlaßöffnung 4 öffnet und der Stopfen 5a die Auslaßöffnung 5 verschließt. Nun setzt mit dem Rückhub des Kolbens 13 eine rasche Entleerung des mit dem Druckmittel gefüllten Raumes zwischen Rückrohr 10a und Schlauch 10c ein, wodurch gleichzeitig mit dem Ausweiten des SchU'iches 10c das flüssige Füllgut beschleunigt durch das Füllrohr 3 angesaugt wird.

Dem Schlauch 10c obliegt mit dem abwechselnden Ausweiten und Zusammendrücken die zweifache Aufgabe, beim Ausweiten eine schnelle Füllung des

Dosierraumes und beim Zusammendrucken ein ebenso schnelles Ausstoßen des verdrängten Flüssigkeitsvolumens in dem Becher zu gewährleisten.

Da allein der Arbeitshub des Kolbens 13 das Dosiervolumen bestimmt, kann durch einfache und schnelle Änderung des Kolbenhubes, die auch während des Betriebes der Maschine möglich ist, eine stufenlose Änderung des Dosiervolumens jederzeit vorgenommen werden.

Nachdem kurz vor Arbeitsschluß der Zufluß in den Vorratsbehälter 2 unterbrochen worden ist, senkt sich in diesem der Füllspiegel bis zur völligen Entleerung. Zur Ausfüllung des Innenraumes wird sterile Luft eingeführt, die sich schützend auf den sinkenden Flüssigkeitsspiegel legt. Nach Entleerung aller Räume werden diese mit einer heißen Lauge durchgespült und gereinigt. Aus dem Laugenbehälter 22 wird die heiße Lauge über eine Förderleitung 23 von oben in den Vorratsbehälter 2 eingelassen, die über die aus den Teiieii 7 und S bestehende Inneneinrichtung fließt, dann die Einlaßöffnungen 4 durchströmt und den Schlauch 10c sowie das Füllrohr 3 auswäscht, wobei zur Verstärkung der Reinigungswirkung der Kolben 13 kurzfristig in Betrieb gesetzt werden kann, wodurch der Schlauch zu atmen beginnt. Die Lauge fließt nun ab durch die Auslaßöffnungen 5 in die bereits angehobene Auffangwanne 18 und von dort durch die Rückleitungen 20 in den Laugenbehälter 22, in dem sich ein Laugenfilter befindet, so daß nur reine und wieder auf eine gleichbleibende Teii.^eratur erhitzte Lauge mittels der Laugenpumpe durch die Förderleitung 23 so lange in den Vorratsbehälter 2 gepumpt wird, bis die Reinigung der gesamten mit dem flüssigen Füllgut ir. Berührung kommenden Teile abgeschlossen ist.

Da mit der Reinigung noch keine Sterilisierung der Teile erreicht ist, diese aber, um eine Reinfektion der sterilen Flüssigkeit zu verhindern, unbedingt keimfrei gemacht werden müssen, wird die gesamte Inneneinrichtung unmittelbar vor Arbeitsbeginn mit heißem Wasserdampf durchgeblasen, der aus einer betriebsseitigen Anlage unter Druck über das Anschlußstück 24 am

ίο Deckel des Vorratsbehälters 2 in das Innere der Einrichtung hineingeleitet wird. Zusätzlich kann sich durch Schließen des Drehschiebers 21 im Innern ein solcher Druck aufbauen, daß der hochgespannte Wasserdampf eine Temperatur von etwa 130° C

erreicht, die zur Sterilisierung der gesamten Inneneinrichtung völlig ausreicht.

Nach dem Umschalten des Drehschiebers 21 wird die Nebenleitung 25 geöffnet, durch die der Dampf in den Koridcnsabschcider 26 überführt wird. <i<*r darin nach Abkühlung niederschlägt.

Der besondere Vorteil dieser Anlage besteht darin. daß bei den glatten und durchgehenden Räumen eine optimale Reinigung und Sterilisierung gewährleistet ist. ohne daß dazu irgendwelche Vorarbeiten notwendig sind.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausbildu:,3 und konstruktive Ausgestaltung, werden — soweit sie gegenüber dem Stand der Technik einzeln

oder in Kombination neu sind — als erfindungswesentlich beansprucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum dosierten Abfüllen von sterilen Flüssigkeiten wie Milch oder dgL, bestehend aus einem an einen Vorratsbehälter unterhalb desselben angeschlossenen, mit einem Ein- und Auslaß versehenen Füllrohr und einem diesem zugeordneten, waagerecht gelagerten Dosiergefäß, das mit einer von außen durch ein Druckmedium beaufschlagten elastischen Innenauskleidung versehen ist, derart, daß das in einem Druckmittelzylinder mittels eines Kolbens verdrängte Druckmittelvolumen dem Dosiervolumen entspricht gekennzeichnet durch ein oder mehrere senkrecht angeordnete, mit je einem verschließbaren Auslaßmundstück (5) versehene Füllrohre (3), ferner durch je einen von den Füllrohren (3) radial abgezweigten Dosierzylinder (10), wobei alle mit dem Füllgut in Berührung kommenden Räume im wesentlichen die gleiche, eine optimale Reinigung und Sterilisation ermöglichende lichte Weile aufweisen und schließlich durch eine stationär mit der Füll- und Dosiereinrichtung verbundene, wahlweise in Betrieb zu nehmende Reinigungs- und Sterilisationsanlage.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dosierzylinder (10) ein am Umfang mit einer Anzahl von Bohrungen (tOb) versehenes Rohr (1OaJ mit einer an den Rohrenden befestigten elastischen, rohrförmigen Innenauskleidung (lOc) aufweist wobei die Mantelfläche des Rohres {iOa) \ on einer mit Druckflüssigkeit gefüllten Kammer (10/? umgeben ist, die ihrerseits über eine Druckleitung (11) mit einem "Kolbenbeaufschlagten Druckmittelzylinder (12) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Ansprucn 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelzylinder (12) im Gehäuseunterteil (ia) eines durch einen Zwischenboden (IcJ von der Dosiereinrichtung abgeschirmten Maschinengehäuses untergebracht ist, während im Gehäuseoberteil (ib) eine bis unter die Füllrohre (3) anhebbare Auffangwanne (18) angeordnet ist, die ihrerseits Bestandteil einer Reinigungs- und Sterilisationsanlage ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsanlage nach dem Umwälzprinzip arbeitet, aus einem Laugenbehälter (22) mit Heizung. Laugenfilter und eine die heiße Lauge über eine Förderleitung (23) in den Vorratsbehälter (2) überführende Laugenpumpe besteht, während die die Lauge sammelnde Auffangwanne (18) über eine teleskopartige Rückleitung (20) mit dem Laugenbehälter (22) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rückleitung (20) ein Drehschieber (21) eingebaut ist, an dem als Abzweigung ein Kondensabscheider(26) angeschlossen ist.