DE4408841C2

DE4408841C2 - Verfahren zur Reinigung von Abfüllanlagen

Info

Publication number: DE4408841C2
Application number: DE4408841A
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl Ing Till
Original assignee: GEA Till GmbH and Co
Current assignee: GEA Till GmbH and Co
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: ES2126165T3; DE59504373D1; ATE174002T1; DE4408841A1; EP0672613A1; EP0672613B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abfüllanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Abfüllanlagen der Getränkeindustrie müssen aufgrund der im Lebensmittelbereich herrschenden hohen Sauberkeitsanforderun gen regelmäßig gereinigt werden. Dazu werden die Maschinen mit ihren Produktleitungen und Behandlungsköpfen nach Abschluß des Füllprozesses mit einem Reinigungs- und/oder Sterilisations mittel gereinigt. Üblicherweise erfolgt diese Reinigung mit Hilfe von separaten Reinigungsanlagen, die an die Produktlei tungen angeschlossen werden, ohne daß eine Demontage der Abfüllanlage notwendig wäre. Aus diesem Grund wird der Reinigungsvorgang als CIP (clean in place)-Reinigung bezeich net. Dabei wird von den CIP-Anlagen Reinigungsflüssigkeit, - gas und/oder Sterilisationsmittel durch die zu reinigenden Rohrleitungen und Behandlungsköpfe gepumpt und anschließend wieder der CIP-Anlage zugeführt. Im Rücklauf der CIP-Anlage sind Überwachungselemente vorgesehen, mit denen die Qualität des Reinigungsvorgangs überprüft wird. Moderne Getränke- Abfüllanlagen weisen jedoch eine Vielzahl von Füllköpfen auf, die bei der CIP-Reinigung parallel zueinander gereinigt werden. Wird bei einer Abfüllanlage mit bspw. 30 Füllköpfen aufgrund einer Fehlfunktion eines Ventils ein Füllkopf nicht gereinigt, so beträgt die Abweichung von den Normalwerten lediglich 1/30, d. h. 3 1/3%. Eine solche Abweichung liegt aber im üblichen Schwankungsbereich der Meßwerte, so daß der aufgetretene Fehler von der CIP-Anlage nicht festgestellt wird. Eine zuverlässige Überprüfung der Reinigungsqualität ist somit nicht mehr möglich.

Die DE 36 31 459 A1 beschreibt ein Verfahren zum Innenreinigen von verzweigten Wasserleitungen in Gebäuden, bei dem die Leitungen mit einem flüssigen Reinigungsmedium durchspült werden. Hierbei werden von einer gemeinsamen Reinigungsmedium zufuhr mehrere Leitungen in einer Parallelschaltung durch strömt. Es wird sowohl die Gesamtdurchflußmenge in der Hauptleitung als auch die jeweilige Durchflußmenge in jeder der zu reinigenden Wasserleitungen gemessen, wobei die Durchflußmengen der einzelnen Leitungen über hierzu vor gesehene Einrichtungen einstellbar sind. Dadurch soll erreicht werden, daß die verzweigten Wasserleitungen entsprechend dem individuellen Reinigungsbedarf gleichmäßig durchspült werden. Bei den mit diesem Verfahren behandelten Rohrleitungen handelt es sich um Wasserleitungsnetze im Inneren von Gebäuden oder Heizungsrohr- bzw. Heizkörpersysteme, an deren Innenwandungen im Laufe der Zeit Ablagerungen, bspw. Kalkablagerungen, Korrosionsrückstände oder dgl. auftreten. Die Reinigung dieser Rohrleitungen erfolgt demzufolge nur in sehr langen Abständen von vielleicht zehn Jahren oder dann, wenn der freie Rohrquer schnitt aufgrund der Ablagerungen so klein geworden ist, daß keine ausreichende Wassermenge mehr durchfließen kann und der Benutzer dies erkennt. Eine regelmäßige Reinigung in kurzen Abständen ist jedoch bei derartigen Rohrleitungssystemen nicht erforderlich. Dementsprechend werden zur Reinigung alle Verbrauchsstellen im Gebäude abgeklemmt und stattdessen mit der Reinigungsvorrichtung verbunden. Dieser Aufwand wäre bei einer regelmäßig in kurzen Abständen durchzuführenden Reinigung nicht tragbar.

Aus der GB 2 242 181 A ist ein Fluiddosier- und -mischsystem zur Reinigung von Bierabfüllanlagen bekannt, bei dem Wasser über ein Rückschlagventil und einen Durchflußsensor zu einer Dosierpumpe geführt wird. Das Wasser wird in der Dosierpumpe mit einer Reinigungslösung gemischt und in Wasch-/Spülzyklen durch die Füllanlage gefördert. Die Dosierpumpe wird propor tional zu dem Durchfluß von Fluid durch den Durchflußsensor gesteuert. Eine Erfassung der Durchflußmenge am einzelnen Füllkopf erfolgt jedoch nicht.

Die US 4,848,381 beschreibt ein Clean-in-Place-System zur Reinigung einer Eismaschine. Aus einem Mischtank mit Reini gungsflüssigkeit wird diese durch die Produktleitungen gepumpt, um diese von Verunreinigungen zu befreien. Hierzu ist in jeder Fülleitung eine Pumpe für die Förderung der Reini gungsflüssigkeit vorgesehen. Jeder Pumpe ist ein Druckschalter zugeordnet, der anzeigt, ob der in der Fülleitung vorliegende Druck einen festgelegten Wert überschreitet. Die Pumpe wird lediglich dann eingeschaltet, wenn der Druckschalter ein Niedrigdrucksignal erzeugt, so daß sichergestellt ist, daß die Pumpe nur bei geöffnetem Zapfventil eingeschaltet wird. Hierdurch soll verhindert werden, daß die Pumpe gegen einen zu hohen Druck arbeiten muß und dadurch Schaden nimmt. Wird bei geschlossenem Zapfventil ein zu niedriger Druck oder bei geöffnetem Zapfventil ein zu hoher Druck festgestellt, so wird ein Fehlersignal erzeugt, da der festgestellte Druckwert auf ein Leck in der Fülleitung bzw. eine verstopfte Fülleitung hindeutet. Bei dem bekannten Clean-in-Place-System werden im Prinzip einzelne unabhängig voneinander zu reinigende Systeme, nämlich die einzelnen Zapfstellen, gereinigt. Hierbei wird das von den Druckschaltern gelieferte Signal lediglich zur Steuerung des Reinigungsvorgangs verwendet, indem die den einzelnen Fülleitungen zugeordneten Pumpen eingeschaltet werden oder nicht. Eine Überprüfung des Reinigungsvorgangs selbst erfolgt dagegen nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, nicht nur eine ausreichende regelmäßige Reinigung der Rohrleitungen von Abfüllanlagen durchzuführen und zu verifizieren, sondern auch, sich anbahnende Verstopfung der Rohrleitungen so rechtzeitig zu erkennen, daß diese vor der Entwicklung eines schwerwiegenden Fehlers beseitigt werden können.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei Getränkeabfüllanlagen, bspw. für Kegs, ist aufgrund der in der Lebensmittelindustrie gegebenen Hygieneanforderungen eine regelmäßige, üblicherweise tägliche Durchspülung des aus Produktleitungen und Füllköpfen bestehenden Füllsystems erforderlich. Auf der Basis der während der täglichen Reinigungszyklen gemessenen Durchflußmengen läßt sich eine Trendanalyse des Durchflußverhaltens der einzelnen Füllköpfe bzw. der Produktzuleitungen durchführen und hierdurch erkennen, ob und wo sich das Durchflußverhalten einzelner Abschnitte mit der Zeit ändert. Dadurch kann vor Auftreten eines schwerwiegenden Fehlers, bspw. der vollständigen Verstopfung eines Leitungsabschnittes, aufgrund der graduellen Verschlechterung des Durchflußverhaltens rechtzeitig eine Wartungsmaßnahme eingeleitet werden. Durch die separate Erfassung der durch jeden Füllkopf fließenden Durchflußmenge wird die fehlerverschleiernde Wirkung des beim Zusammenfließen des Reinigungsmittels im Rücklauf der CIP-Anlage gebildeten Durchschnittswertes vermieden. Ein an einem einzelnen Füllkopf auftretender Fehler ist selbständig erfaßbar und führt zu einer Fehlermeldung.

Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, daß die Geschwindig keit des durch jeden Füllkopf und die zugeordnete Zuleitung fließenden Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums ermittelt wird. Bei der Beurteilung der Qualität des Reini gungsvorgangs ist nicht nur die durchfließende Menge des Reinigungsmediums entscheidend, sondern auch die Strömungs geschwindigkeit, da erst ab einer bestimmten Mindestgeschwin digkeit eine ausreichende Strömungsmechanik zur Reinigung der Oberflächen erreicht wird. Da die Leitungen einen konstanten Querschnitt aufweisen, hängt die Durchflußmenge ausschließlich von der Strömungsgeschwindigkeit ab. Die Analyse der Durch flußmengen erlaubt damit nicht nur eine Aussage über die durchgeflossene Menge, sondern auch darüber, ob die notwendige Strömungsgeschwindigkeit für eine ausreichende Reinigung erreicht wurde.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die an den einzelnen Füllköpfen gemessenen Mengen und/oder die ermittelten Strömungsgeschwindigkeiten des durchgeflossenen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums miteinander verglichen. Dadurch können Abweichungen im Durchflußverhalten der einzelnen Kanäle festgestellt werden, die Rückschlüsse auf eine sich abzeichnende Reparaturbedürftigkeit erlauben. Fehler wie verzögerte oder nur teilweise öffnende Ventile oder sich zusetzende Rohrleitungen können rechtzeitig erkannt und behoben werden, bevor die Fehler zu Störungen der Anlage führen.

Eine besonders einfache Umsetzung des oben beschriebenen Verfahrens wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in Produktzuleitungen der einzelnen Füllköpfe angeordnete Durchflußmeßeinrichtungen zur Messung der Durchflußmenge des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums verwendet werden. In automatisierten Reinigungs- und Füllmaschinen für Gebinde, insbesondere für Fässer wie Kegs, sind regelmäßig volume trische Zähler zur Erfassung der in das Gebinde einzufüllenden Produktmenge vorgesehen. Diese volumetrischen Zähler sind in die Produktzuleitung zu den jeweiligen Füllköpfen eingebaut. Während des Reinigungsvorgangs können diese Durchflußzähler zur Messung der Durchflußmenge des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums verwendet werden, so daß die In stallation zusätzlicher Meßeinrichtungen erspart wird.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung.

Die einzige Figur zeigt schematisch einen Teil einer Abfüll anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei der in der Zeichnung schematisch dargestellten Abfüll anlage wird während des Füllprozesses das einzufüllende Produkt über eine Hauptproduktleitung 1 und eine Sammellei tung 2, von der Zuleitungen 3 zu Füllköpfen 4 abzweigen, einem nicht dargestellten Gebinde, insbesondere Keg, zuge führt. Zur Messung der eingefüllten Produktmenge ist in der Zuleitung 3 jedes Füllkopfes 4 eine Durchflußmeßeinrichtung 5 vorgesehen.

Nach Abschluß des Füllprozesses wird die Hauptproduktleitung 1, die bspw. über eine schwenkbare Verbindung 6 mit der Sammelleitung 2 verbunden ist, von der Sammelleitung 2 abgekoppelt. Statt dessen wird die Sammelleitung 2 bspw. über die schwenkbare Verbindung 6 mit dem Rücklauf einer CIP- Anlage 7 verbunden. Anstelle der schwenkbaren Verbindung 6 kann die Umschaltung zwischen Füll- und Reinigungsprozeß bspw. auch über Mehrwegventile oder dgl. erfolgen.

Die CIP-Anlage 7 ist über eine Reinigungshauptleitung 8 mit den Füllköpfen 4 verbunden. Dazu zweigen von der Reinigungs hauptleitung 8 über Ventile 9 verschließbare Reinigungslei tungen 10 ab, die jeweils zu einem Füllkopf 4 führen. Die Reinigungshauptleitung 8 kann über eine schwenkbare Verbin dung 17 oder Ventile unterbrechbar sein.

Von den Füllköpfen 4 zweigen außerdem weitere Leitungen 11 ab, die über Ventile 12 verschließbar sind und zurück zu der Reinigungshauptleitung 8 oder einer Abflußleitung 13 führen.

Bei der Reinigung der Abfüllanlage wird aus der CIP-Anlage 7 über eine Pumpe 14 ein Reinigungs- und/oder Sterilisations medium in die Reinigungshauptleitung 8 und über diese und die Reinigungsleitungen 10 in die Füllköpfe 4 gepumpt. Zur Klarspülung kann über eine Zufuhrleitung 15 Wasser zugeführt werden.

Aus den Füllköpfen 4 fließt die Reinigungsflüssigkeit über die Zuleitungen 3 in die Sammelleitung 2 ab, über welche sie in den Rücklauf der CIP-Anlage 7 zurückgeführt wird. In der CIP-Anlage 7 sind nicht dargestellte Meßeinrichtungen zur Überprüfung der Qualität des Reinigungsvorgangs vorgesehen. So kann die CIP-Anlage Durchflußzähler zur Bestimmung der während des Reinigungsvorgangs durch die gesamte Anlage geflossenen Reinigungsmittelmenge sowie Temperatur-, Druck- und Leitwertmeßeinrichtungen oder dgl. aufweisen. Aus der CIP-Anlage 7 wird die zurückfließende Reinigungsflüssigkeit entweder über eine Abflußleitung 16 einem Abwasser- oder Aufbereitungssystem zugeführt oder für einen erneuten Reini gungsvorgang wiederverwendet.

Mit den Durchflußmeßeinrichtungen 5 in den Zuleitungen 3 jedes Füllkopfes 4 wird die Menge des während des Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgangs durch den Füllkopf 4 geflos senen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums gemessen. Stellt sich heraus, daß keine oder zuwenig Reinigungsflüssig keit durch den Füllkopf 4 geflossen ist, so wird von der Durchflußmeßeinrichtung 5 eine Fehlermeldung ausgegeben, so daß der Füllkopf 4 vor dem nächsten Füllprozeß repariert werden kann.

Zusätzlich werden die von den einzelnen Durchflußmeßeinrich tungen 5 der Füllköpfe 4 gemessenen Werte gesammelt und miteinander verglichen, so daß Unterschiede im Durchfluß verhalten der einzelnen Füllköpfe 4 oder der Zuleitungen 3 ermittelt werden können.

Die gemessenen Daten jedes Füllkopfes 4 werden bspw. in einer nicht dargestellten Datenverarbeitungseinrichtung gespeichert und mit Daten früherer Reinigungs- und/oder Sterilisations vorgänge verglichen. Dadurch kann in einer Trendanalyse festgestellt werden, ob sich das Durchflußverhalten des untersuchten Füllkopfes 4 und der zugeordneten Zuleitungen 3 mit der Zeit ändert, so daß Fehler rechtzeitig erkannt und Reparaturmaßnahmen ergriffen werden können, bevor die Fehler zu schwerwiegenderen Störungen der Abfüllanlage führen.

Da die Durchflußmeßeinrichtungen 5 in den Zuleitungen 3 zu den Füllköpfen 4 in automatischen Abfüllanlagen üblicherweise bereits vorhanden sind, um während des Füllprozesses die Menge des zugeführten Produktes zu bestimmen, kann das erfindungsgemäße Verfahren unter Ausnutzung der bestehenden Strukturen angewandt werden, ohne daß zusätzliche Durchfluß meßeinrichtungen notwendig wären.

Die Durchflußmeßeinrichtungen 5 können Turbinendurchflußzäh ler oder magnetisch induktive Durchflußmesser sein, die eine bestimmt Anzahl Impulse pro durchgeflossener Flüssigkeits menge abgeben.

Für die Qualität des Reinigungsprozesses ist nicht nur die Menge des durch die Leitungen und Füllköpfe geflossenen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittels entscheidend, sondern auch die Durchflußgeschwindigkeit. Eine ausreichende Strömungsmechanik zur Reinigung der Oberflächen wird nämlich erst ab einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit erreicht. Da der Querschnitt der Rohrleitungen konstant ist, ist die Durchflußmenge ausschließlich von der Strömungsgeschwindig keit abhängig. Somit kann durch Analyse der von den Durch flußmeßeinrichtungen 5 übermittelten Daten auch festgestellt werden, ob das Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium mit einer für eine zufriedenstellende Reinigung ausreichenden Geschwindigkeit durch die Zuleitungen 3 und die Füllköpfe 4 geflossen ist.

Bezugszeichenliste

1

Hauptproduktleitung

2

Sammelleitung

3

Zuleitung

4

Füllkopf

5

Durchflußmeßeinrichtung

6

schwenkbare Verbindung

7

CIP-Anlage

8

Reinigungshauptleitung

9

Ventil

10

Reinigungsleitung

11

Leitung

12

Ventil

13

Abflußleitung

14

Pumpe

15

Zufuhrleitung

16

Abflußleitung

17

schwenkbare Verbindung

Claims

1. Verfahren zur Reinigung von Getränkeabfüllanlagen, bei dem ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium durch Produktleitungen (2, 3) und Füllköpfe (4) der Abfüllanlage gepumpt wird, bei dem die Menge des während des Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgangs durch jeden einzelnen Füllkopf (4) fließenden Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums gemessen wird, bei dem die während eines Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgangs gemessenen Daten jedes Füllkopfs (4) und/oder der zugeordneten Zuleitung (3) gespeichert und mit Daten früherer Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgänge verglichen werden, um eine Änderung des Durchflußverhaltens rechtzeitig vor dem Auftreten schwerwiegender Fehler erkennen zu können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des durch jeden Füllkopf (4) und die zugeordnete Zuleitung (3) fließenden Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den einzelnen Füllköpfen (4) gemessenen Mengen und/oder die ermittelten Strömungsgeschwindigkeiten des durchgeflossenen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums miteinander verglichen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Zuleitungen (3) der einzelnen Füllköpfe (4) angeordnete Durchflußmeßeinrichtungen (5) zur Messung der Durchflußmenge des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums verwendet werden.