EP1507740A1 - VORRICHTUNG ZUM ENTFERNEN VON SAUERSTOFF AUS GETR NKEBEH&Aum l;LTERN - Google Patents

VORRICHTUNG ZUM ENTFERNEN VON SAUERSTOFF AUS GETR NKEBEH&Aum l;LTERN

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Publication number
EP1507740A1
EP1507740A1 EP03729990A EP03729990A EP1507740A1 EP 1507740 A1 EP1507740 A1 EP 1507740A1 EP 03729990 A EP03729990 A EP 03729990A EP 03729990 A EP03729990 A EP 03729990A EP 1507740 A1 EP1507740 A1 EP 1507740A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substance
container
oxidizable
ignition
oxygen
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.)
Withdrawn
Application number
EP03729990A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens H. PÖPPLAU
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.)
Alplas GmbH
Original Assignee
Alplas GmbH
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 Alplas GmbH filed Critical Alplas GmbH
Publication of EP1507740A1 publication Critical patent/EP1507740A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/10—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure preliminary filling with inert gases, e.g. carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/222—Head-space air removing devices, e.g. by inducing foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B67C7/0073—Sterilising, aseptic filling and closing

Definitions

  • the invention relates to a device of the type mentioned in the preamble of claim 1.
  • Drinks such as Beer, sodas and the like are damaged by the oxygen (O2) contained in the drink through oxidation. This leads in particular to changes in taste.
  • O2 oxygen
  • Another important point when filling drinks is sterility. It must be avoided that biological germs get into the drink, since they multiply in the drink, especially in the case of non-carbonated drinks and in drinks with a high sugar content, e.g. Icetea. Germs therefore also significantly limit the shelf life of the drink.
  • Devices prevent oxygenation during filling by removing the 0 ⁇ 2 from the air-filled container.
  • Various devices for this purpose are known in the prior art.
  • the oxygen can be removed from the container by evacuating before filling or by purging the container with inert gas, such as CO 2.
  • inert gas such as CO 2.
  • CO 2 inert gas
  • the object of the present invention is to provide a generic device which ensures long-term durability of the drink with a simple construction.
  • the interior of the container is charged with an oxidizable substance.
  • This uses up the available oxygen through oxidation.
  • the oxygen can be removed completely in a simple manner. Since the oxidation process is an exothermic process, heat is generated by which the existing germs are killed.
  • a structurally very simple device which in the simplest case only requires a tube for introducing, for example, hydrogen gas, the two essential processes of oxygen removal and disinfection, which are required for long-term beverages, can be carried out at the same time.
  • an oxidizable gas or dust eg coal dust
  • the volume in the container is virtually evenly distributed by swirling, so that the volume of the container is treated evenly and completely.
  • the substance can be highly reactive, i.e.
  • Non-self-igniting substances can also be used with the ignition device and the ignition can be deliberately placed at a time that is technically suitable. A constructive degree of freedom is thus created.
  • a spark gap can advantageously be arranged in the container according to claim 3, which works in the manner of a motor vehicle spark plug.
  • energy can advantageously be pumped into the plasma with HF-loaded electrodes or this can be shaped in the desired manner.
  • a heating current can be sent through the plasma by means of high-voltage tip electrodes. If high-voltage tip electrodes are used, they can advantageously be operated with a voltage sufficient for ignition, so that a separate ignition device is not required.
  • the oxidizing substance can be added in smaller or larger amounts. After that, oxygen or substance would remain after the reaction had ended.
  • the features of claim 8 are therefore advantageously provided.
  • the substance is added in a stoichiometric ratio to the O2 present in the container, a complete reaction takes place, so that only the reaction product which is harmless to food remains in the bottle, e.g. Water.
  • oxidizing substance e.g. Dusts, such as carbon dust, which oxidize to CO2.
  • CO2 is contained in most drinks anyway and therefore harmless.
  • the features of claim 9 are advantageously provided.
  • H2 and O2 result in water as the end product.
  • the resulting detonating gas reaction is also very high-energy and well suited for eliminating germs and for the formation of an electrically heatable plasma.
  • CO can be used that oxidizes to CO2.
  • CH4 methane
  • CH4 methane
  • Higher hydrocarbons can also be used for this purpose.
  • an oxidizable substance can advantageously be used which results in an oxidation product suitable as a wall coating material.
  • S1H4 silane
  • Si ⁇ 2 a material that is excellently suitable for coating the inner wall of plastic bottles and which gives a higher barrier effect against the passage of gases.
  • Other liquid substances commonly used in the manufacture of plastic beverage containers for the formation of barrier layers, such as HMDSO, TEOS, TMOS, can also be used in atomized form for these purposes. Plastic bottles treated in this way retain the carbon dioxide contained in beer and sodas for longer and block the entry of oxygen.
  • a similar effect can alternatively be obtained with the features of claim 14, by adding an auxiliary substance which reacts to a wall coating material.
  • an auxiliary substance monomers can be used which are used in the oxidation reaction of the oxidizable substance to form polymers, e.g. React polystyrene.
  • the resulting polymers are deposited on the inner wall of the container and in turn result in an increase in the gas barrier effect.
  • the device according to the invention should ensure that the oxygen liberation and sterilization according to the invention of the interior of the container to be filled is not reversed by contaminated fresh air entering from outside.
  • the features of claim 15 are therefore advantageously provided. If the device according to the invention works in a space filled with inert gas, any subsequent contamination of the container is avoided.
  • the features of claim 16 are advantageously provided. If the interior of the container is flushed with an inert gas before the oxidizable substance is added, the oxygen content in the container is already reduced. Therefore, only a small amount of oxidizable substance has to be added afterwards and the energy content of the chemical that runs off is reduced Reaction. In this way, the consumption of oxidizable substance can be reduced and the heat generation in the chemical reaction can be reduced. In this way, an additional degree of freedom for influencing is gained in the ongoing process.
  • Fig. 1 shows a device according to the invention in a section through a container
  • Fig. 2 in view acc. Fig. 1 shows a variant.
  • Fig. 1 shows a container 1, which is arranged at the treatment station of the device according to the invention with holding means, not shown.
  • a container 1 which is arranged at the treatment station of the device according to the invention with holding means, not shown.
  • it is a plastic bottle made of PET that is common today.
  • the device shown has a feed pipe 2 which blows into the interior of the bottle 1 with its mouth 3. Controllable via a valve 4, the feed pipe 2 can blow a substance in the direction of the arrows into the bottle 1 from a pressure supply (not shown).
  • Suitable substances must be capable of being oxidized, to give an oxidation product that is safe for food. It comes into question, for example, dusts, in particular fine carbon dust, which oxidizes to CO2 harmless to beverages. Also suitable are a number of gases, such as in particular H2 (hydrogen), CO (carbon monoxide) and CH4 (methane), which oxidize to water, CO2 or CO2 and water, i.e. to substances that are completely harmless to beverages. Zen. Suitable oxidizable liquids can also be used in atomized form.
  • the container 1 is set up open in the device shown and filled with air. It therefore contains a proportion of O2 (oxygen). When the substance is blown in, a reactive mixture is formed, with the blowing in creating a good mixture in the entire inner volume of the bottle 1.
  • O2 oxygen
  • the oxidation reaction can e.g. in the event of a detonating gas reaction (O2 with H2).
  • the device shown in FIG. 1 has an ignition device with an ignition generator 5 which generates a high-voltage pulse and which applies an ignition voltage pulse to two electrodes 7 arranged in the interior of the bottle 1 via an ignition cable 6.
  • the ignition can be placed at a point in time which is technically suitable for the process.
  • valve 4 in the feed pipe 2 is particularly to be controlled in such a way that the substance is added in an amount which corresponds to the stoichiometric ratio to the oxygen contained in the bottle 1. Then both substance and oxygen are completely consumed.
  • the exothermic oxidation reaction that occurs results in a very strong heating of the gas in the bottle with plasma formation. This destroys the biological germs contained in the bottle. If the chemical energy is not sufficient for this, the plasma can be electrically heated, as shown in FIG. 1.
  • electrodes 8 are arranged on both sides of the bottle 1 and are connected to a high-frequency generator 9 via the lines shown. If this is switched on during the course of the oxidation reaction, then high-frequency energy is pumped into the plasma and heats it up in addition to the chemical conversion energy Direction towards the container walls to achieve a sterilizing effect.
  • FIG. 2 shows an embodiment variant in which, as far as possible, the same reference numerals are used as in FIG. 1.
  • the device shown in Fig. 2 in turn feeds the bottle 1 via the feed pipe 2 with oxidizable substance.
  • tip electrodes 10 are arranged above or below the bottle, which are connected to a high-voltage generator 11 via the lines shown. This can result in an ignition breakdown with very high voltage, with which the reaction, e.g. the detonating gas reaction is ignited.
  • the generator 11 can be used to supply the plasma of the oxidation reaction in progress by current flow between the tip electrodes 10 for heating or for controlling the shape of the plasma.
  • the feed pipe 2 ends above the edge of the container 1 in this embodiment.
  • the feed pipe 2 therefore does not have to be raised to change the container.
  • This embodiment can also be used in the construction shown in FIG. 1.
  • oxidizable substances which react to form an oxidation product which is suitable as a coating material.
  • S1H4 silane
  • S1O2 S1O2
  • one of the oxidizable substances mentioned above can be supplied with an auxiliary substance, for example through a second insertion tube 12, which is shown in FIG. 2.
  • the auxiliary substance can be, for example, a monomer which reacts to form a polymer in the oxidation reaction taking place. The polymer in turn settles on the inner wall of the container 1 and improves its gas barrier effect.
  • the container 1 is processed open. Fresh air enriched with oxygen and germs can subsequently flow into the container. To avoid this, the device can be arranged in a manner not shown in a room which is filled with sterile inert gas.
  • the container 1 has normal air in its interior prior to the addition of the oxidizable substance, with an oxygen content of about 20% as it prevails in the normal atmosphere. It must therefore be added in an appropriate stoichiometric amount of oxidizable substance and then, if necessary after ignition, the oxidation reaction takes place.
  • the oxidizable substance is consumed in a predetermined amount by the natural oxygen content, and a corresponding amount of heat is generated during the exothermic process which leads to a strong heating. A lot of oxidizable substance is consumed, and the heat generated can damage the container, for example, or lead to strong explosion pressures.
  • a flushing device in an embodiment variant, which first flushes the container 1 with an inert gas, such as CO 2.
  • an inert gas such as CO 2.
  • Charging tube 2 are used, which is connected in a manner not shown via a changeover valve to a supply of inert gas in addition to the supply of oxidizable substance.
  • the proportion of oxygen in the interior is reduced, for example from 20% to 5%.
  • a relatively short rinsing time is sufficient for this.
  • oxidizable substance is entered through the feed pipe 2 in an amount that is matched in a stoichiometric ratio to the oxygen fan part remaining in the container after the previous rinsing. It reduces the consumption of oxidizable substance and also the energy generated during the exothermic reaction.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Entferner von O2 aus luftgefüllten Behältern (1) vor deren Befüllung mit einem Getränk ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (2) vorgesehen ist, die den Behälter (1) mit einer zu einem für Lebensmittel unbedenklichen Oxidationsprodukt oxidierbaren Substanz beschickt.

Description

Vorrichtung zum Entfernen von Sauerstoff aus Getränkebehältern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruch 1 genannten Art.
Getränke, wie z.B. Bier, Limonaden und dergleichen werden vom im Getränk enthaltenen Sauerstoff (O2) durch Oxidation geschädigt. Dies führt insbesondere zu Geschmacksveränderungen. Beim Abfüllen von Getränken muß daher für einen niedrigen 02-Anteil Sorge getragen werden. Ein weiterer wichtiger Punkt beim Abfüllen von Getränken ist die Sterilität. Es muß vermieden werden, daß biologische Keime in das Getränk geraten, da diese sich im Getränk vermehren, insbesondere bei nicht mit Kohlensäure angereicherten Getränken sowie bei stark zuckerhaltigen Getränken, wie z.B. Eistee. Auch Keime beschränken daher die Haltbarkeit des Getränks wesentlich.
Auch wenn Getränke hochwertig vorbereitet, also 02-frei und keimfrei zur Abfüllung gelangen, kommt es beim Abfüllvorgang stets zu einer Anreicherung mit O2 durch die vor dem Befüllen im Behälter befindliche Luft. Gattungsgemäße
Vorrichtungen verhindern die Sauerstoffanreicherung beim Befüllen durch Entfernen des 0~2 aus dem luftgefüllten Behälter. Im Stand der Technik sind dazu verschiedene Vorrichtungen bekannt. Der Sauerstoff kann aus dem Behälter durch Evakuieren vor dem Befüllen entfernt werden oder durch Spülen des Behälters mit Inertgas, wie z.B. Cθ2- Es ist auch bekannt, in einem mit Inertgas gefüllten Raum zu befüllen. Alle bekannten Vorrichtungen dieser Art bedingen jedoch einen erheblichen apparativen Aufwand und können das Problem der Keimkontamination nur mit zusätzlichen aufwendigen Sterilisiereinrichtungen lösen, die beispielsweise mit einem elektrisch erzeugten Plasma arbeiten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, die bei einfacher Konstruktion eine langfristige Haltbarkeit des Getränks gewährleistet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird der Innenraum des Behälters mit einer oxidierbaren Substanz beschickt. Diese verbraucht den vorhandenen Sauerstoff durch Oxidation. Auf einfache Weise kann der Sauerstoff dadurch restlos entfernt werden. Da es sich bei dem Oxidationsvorgang um einen exothermen Prozeß handelt, entsteht Wärme, durch die die vorhandenen Keime abgetötet werden. Mit einer konstruktiv sehr einfachen Vorrichtung, die im einfachsten Fall lediglich ein Rohr zum Einführen von z.B. Wasserstoffgas benötigt, können gleichzeitig die beiden wesentlichen Prozesse der Sauerstoffentfernung und der Entkeimung durchgeführt werden, die für langfristig haltbare Getränke erforderlich sind. Dabei erfolgt beim Beschicken des Behälters mit einem oxidierbaren Gas oder Staub (z.B. Kohlestaub) eine gleichmäßige Verteilung im Volumen des Behälters praktisch von selbst durch Verwirbelung, so daß das Volumen des Behälters gleichmäßig und restlos behandelt wird. Die Substanz kann hochreaktiv, also selbstzündend sein. Dazu können z.B. hochreaktive Stäube, wie sehr feiner Kohlenstoffstaub verwendet werden. Vorteilhaft sind jedoch die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Mit der Zündeinrichtung können auch nicht selbstzündende Substanzen verwendet werden und es läßt sich gezielt die Zündung auf einen betriebstechnisch passenden Zeitpunkt legen. Es wird also ein konstruktiver Freiheitsgrad geschaffen. Dabei kann vorteilhaft gemäß Anspruch 3 eine Funkenstrecke im Behälter angeordnet werden, die nach Art einer Kfz- Zündkerze arbeitet.
Beim Ablauf des Oxidationsvorganges, zumindest, wenn dieser mit ausreichender Reaktionsgeschwindigkeit abläuft, entsteht im Innenraum der Flasche eine ein Plasma ausbildende chemische Flamme. Deren Energiegehalt kann zur restlosen Vernichtung vorhandener Keime zu gering sein. Vorteilhaft sind daher die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Damit wird das Plasma elektrisch nachgeheizt, womit sich die thermische Energie vergrößern läßt. Mit der Strombeaufschlagung des chemisch erzeugten Plasmas kann auch die Form des Plasmas beeinflußt werden, so daß z.B. das Plasma gezielt in die Nähe der Innenwände des Behälters geführt werden kann, um diese zu sterilisieren.
Vorteilhaft kann dazu gemäß Anspruch 5 mit HF-beaufschlagten Elektroden Energie in das Plasma gepumpt bzw. dieses in gewünschter Weise geformt werden.
Alternativ dazu kann gemäß Anspruch 6 durch mit hochspannungsbeaufschlagten Spitzenelektroden ein aufheizender Strom durch das Plasma geschickt werden. Bei Verwendung von hochspannungsbeaufschlagten Spitzenelektroden können diese vorteilhaft gemäß Anspruch 7 mit einer zum Zünden ausreichenden Spannung betrieben werden, so daß eine gesonderte Zündeinrichtung entfällt.
Die oxidierende Substanz kann in geringerer oder größerer Menge zugegeben werden. Danach würde nach Ablaufen der Reaktion noch Sauerstoff oder Substanz übrigbleiben. Vorteilhaft sind daher die Merkmale des Anspruches 8 vorgesehen. Bei Zugabe der Substanz in stöchiometrischem Verhältnis zum im Behälter vorhandenen O2 erfolgt eine restlose Umsetzung, so daß nur das für Lebensmittel unbedenkliche Reaktionsprodukt in der Flasche verbleibt, z.B. Wasser.
Als oxidierende Substanz sind z.B. Stäube, wie insbesondere Kohlenstoffstaub geeignet, der zu CO2 oxidiert. CO2 ist ohnehin in den meisten Getränken enthalten und daher unbedenklich. Vorteilhaft sind jedoch die Merkmale des Anspruches 9 vorgesehen. Aus H2 und O2 ergibt sich als Endprodukt Wasser. Die sich ergebende Knallgasreaktion ist außerdem sehr hochenergetisch und gut zur Beseitigung von Keimen geeignet sowie zur Ausbildung eines elektrisch aufheizbaren Plasmas.
Alternativ kann gemäß Anspruch 10 CO verwendet, daß zu CO2 oxidiert. Alternativ kann vorteilhaft gem. Anspruch 11 CH4 (Methan) verwendet werden, das zu CO2 und Wasser reagiert und sehr kostengünstig verfügbar ist. Auch höhere Kohlenwasserstoffe sind zu diesem Zweck verwendbar.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann gemäß Anspruch 12 vorteilhaft eine oxidierbare Substanz verwendet werden, die ein als Wandbeschich- tungsmaterial geeignetes Oxidationsprodukt ergibt. Vorteilhaft gemäß Anspruch 13 ist dazu S1H4 (Silan) geeignet, das als Gas gut im Behälter verteilbar ist und zu Siθ2 reagiert, einem Material, das hervorragend zur Beschichtung der Innenwand von Kunststoffflaschen geeignet ist und dieser eine höhere Sperrwirkung gegen den Durchtritt von Gasen vermittelt. Auch andere üblicherweise bei der Herstellung von Kunststoffgetränkebehältern für die Bildung von Barriereschichten verwendete flüssige Substanzen, wie HMDSO, TEOS, TMOS können in zerstäubter Form für diese Zwecke verwendet werden. Derart behandelte Kunststoffflaschen halten langfristiger die in Bier und Limonaden enthaltene Kohlensäure und sperren gegen den Eintritt von Sauerstoff.
Ein ähnlicher Effekt kann alternativ mit den Merkmalen des Anspruches 14 erhalten werden, durch Beigabe einer zu einem Wandbeschichtungsmaterial reagierenden Hilfs Substanz. Als Hilfssubstanz können Monomere verwendet werden, die bei der Oxidationsreaktion der oxidierbaren Substanz zu Polymeren, wie z.B. Polystyrol reagieren. Die sich ergebenden Polymere schlagen sich auf der Innenwand des Behälters nieder und ergeben auf diesem wiederum eine Erhöhung der Gassperrwirkung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sollte dafür Sorge tragen, daß die erfindungsgemäße Sauerstoffbefreiung und Entkeimung des Innenraumes des zu befüllenden Behälters nicht durch von außen eindringende verunreinigte Frischluft wieder aufgehoben wird. Vorteilhaft sind daher die Merkmale des Anspruches 15 vorgesehen. Arbeitet die Erfindungsgemäße Vorrichtung in einem mit Inertgas gefüllten Raum, so wird jede nachträgliche Verunreinigung des Behälters vermieden.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 16 vorgesehen. Wird vor der Zugabe der oxidierbaren Substanz der Innenraum des Behälters mit einem Inertgas gespült, so wird dadurch bereits der Sauerstoffgehalt im Behälter verringert. Es muß daher anschließend nur eine geringere Menge oxidierbarer Substanz zugegeben werden und verringert sich der Energiegehalt der ablaufenden chemischen Reaktion. Auf diese Weise läßt sich der Verbrauch an oxidi erbarer Substanz verringern, und es läßt sich die Wärmeerzeugung bei der chemischen Reaktion verringern. Auf diese Weise wird in dem ablaufenden Prozeß ein zusätzlicher Freiheitsgrad zur Einflußnahme gewonnen.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Schnitt durch einen Behälter und
Fig. 2 in Ansicht gem. Fig. 1 eine Ausführungsvariante.
Fig. 1 zeigt einen Behälter 1, der an dem Behandlungsplatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit nicht dargestellten Haltemitteln angeordnet ist. Es handelt sich beispielsweise um eine heute übliche Kunststoffflasche aus PET.
Die dargestellte Vorrichtung weist ein Beschickungrohr 2 auf, das mit seiner Mündung 3 in den Innenraum der Flasche 1 bläst. Über ein Ventil 4 steuerbar kann das Beschickungsrohr 2 aus einem nicht dargestellten Druckvorrat eine Substanz in Richtung der Pfeile in die Flasche 1 blasen.
Geeignete Substanzen müssen oxidierbar sein, und zwar zu einem Oxidationsprodukt, das für Lebensmittel unbedenklich ist. Es komme in Frage z.B. Stäube, insbesondere feiner Kohlenstoffstaub, der zu für Getränke unschädlichem CO2 oxidiert. Ferner sind eine Reihe von Gasen, wie insbesondere H2 (Wasserstoff), CO (Kohlenmonoxid) und CH4 (Methan) geeignet, die zu Wasser, CO2 bzw. CO2 und Wasser oxidieren, also zu für Getränke völlig unbedenklichen Substan- zen. Auch geeignete oxidierbare Flüssigkeiten können in zerstäubter Form verwendet werden.
Der Behälter 1 ist in der dargestellten Vorrichtung offen aufgestellt und mit Luft gefüllt. Er enthält somit einen Anteil von O2 (Sauerstoff). Bei Einblasen der Substanz entsteht ein reaktives Gemisch, wobei durch das Einblasen eine gute Vermischung im gesamten Innenvolumen der Flasche 1 entsteht.
Die Oxidationsreaktion kann, z.B. im Fall der Knallgasreaktion (O2 mit H2) gezündet werden. Dazu weist die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung eine Zündeinrichtung auf, mit einem einen Hochspannungsimpuls erzeugenden Zündgenerator 5, der über ein Zündkabel 6 zwei im Innenraum der Flasche 1 angeordnete Elektroden 7 mit einem Zündspannungsimpuls beaufschlagt. Durch geeignete Steuerung der Zündeinrichtung kann die Zündung auf einen prozeßtechnisch geeigneten Zeitpunkt gelegt werden.
Beim Ablauf der Oxidationsreaktion wird der in der Flasche 1 enthaltene Sauerstoff verbraucht. Das Ventil 4 im Beschickungsrohr 2 ist dabei insbesondere derart zu steuern, daß die Substanz in einer Menge zu gegeben wird, die dem stöchiometrischen Verhältnis zum in der Flasche 1 enthaltenen Sauerstoff entspricht. Dann werden sowohl Substanz wie auch Sauerstoff restlos verbraucht.
Die ablaufende exotherme Oxidationsreaktion ergibt z.B. bei der Knallgasreakti- on eine sehr starke Aufheizung des Gases in der Flasche mit Plasmabildung. Dadurch werden in der Flasche enthaltene biologische Keime zerstört. Reicht die chemische Energie hierfür nicht restlos aus, so kann, wie in Figur 1 dargestellt, das Plasma elektrisch nachgeheizt werden. Dazu sind zu beiden Seiten der Flasche 1 Elektroden 8 angeordnet, die über die dargestellten Leitungen an einen Hochfrequenzgenerator 9 angeschlossen sind. Ist dieser während des Ablaufes der Oxidationsreaktion eingeschaltet, so wird Hochfrequenzenergie in das Plasma gepumpt und heizt dieses zusätzlich zur chemischen Umsetzungsenergie auf Das angelegte Hochfrequenzfeld kann jedoch auch anstelle zur Aufheizung z.B. zur Formung des chemisch erzeugten Plasmas im Behälter verwendet werden, um das Plasma beispielsweise in Richtung auf die Behälterwände zu lenken, um dort einen sterilisierenden Effekt zu erzielen.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der soweit möglich dieselben Bezugszeichen, wie in Figur 1 verwendet werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung beschickt wiederum die Flasche 1 über das Beschickungsrohr 2 mit oxidierbarer Substanz. Es sind jedoch über- bzw. unterhalb der Flasche Spitzenelektroden 10 angeordnet, die über die dargestellten Leitungen an einen Hochspannungsgenerator 11 angeschlossen sind. Dieser kann mit sehr hoher Spannung einen Zünddurchschlag ergeben, mit dem die Reaktion, z.B. die Knallgasreaktion gezündet wird. Außerdem kann der Generator 11 dazu verwendet werden, dem Plasma der ablaufenden Oxidationsreaktion durch Stromfluß zwischen den Spitzenelektroden 10 elektrische Energie zum Aufheizen oder zur Formsteuerung des Plasmas zuzuführen.
Wie Fig. 2 zeigt, endet das Beschickungsrohr 2 bei dieser Ausführungsform oberhalb des Randes des Behälters 1. Zum Behälterwechsel muß das Beschik- kungsrohr 2 also nicht angehoben werden. Diese Ausführungsform kann auch bei der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion verwendet werden. Außer den bereits erwähnten Substanzen, wie z.B. Kohlenstaub, Wasserstoff, CO und dergleichen können auch oxidierbare Substanzen verwendet werden, die zu einem Oxidationsprodukt reagieren, welches als Beschichtungsmaterial geeignet ist. Insbesondere kann dazu S1H4 (Silan) verwendet werden, das zu S1O2 und
Wasser reagiert. Das Siθ2 setzt sich nach Bildung auf der Innenwand des Behälters 1 ab und erhöht deren Gassperrwirkung. Das gefüllte Getränk wird dadurch also besser gegen eindringenden Sauerstoff und gegen Entweichen von CO2 geschützt. Für diese Zwecke können in entsprechender Weise auch andere geeignete Substanzen, wie z.B. die Flüssigkeiten HMDSO, TEOS oder TMOS verwendet werden, die in zerstäubter Form zugegeben werden können.
Zur Erreichung desselben Zwecks kann auch zu einer der eingangs erwähnten oxidierbaren Substanzen, wie z.B. H2 oder CO, die selbst nicht zu einem Wand- beschichtungsmaterial reagieren, eine Hilfssubstanz zugeführt werden, beispielsweise durch ein zweites Einführrohr 12, das in Fig. 2 dargestellt ist. Die Hilfssubstanz kann beispielsweise ein Monomer sein, das in der ablaufenden Oxidationsreaktion zu einem Polymer reagiert. Das Polymer setzt sich wiederum auf der Innenwand des Behälters 1 ab und verbessert dessen Gassperrwirkung.
In den in den Figuren 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen wird der Behälter 1 offen bearbeitet. Dabei kann von außen mit Sauerstoff und Keimen angereicherte Frischluft nachträglich in den Behälter einströmen. Um dies zu vermeiden kann in nicht dargestellter Weise die Vorrichtung in einem Raum angeordnet sein, der mit sterilem Inertgas gefüllt ist.
In den bisher dargestellten Ausführungsformen weist der Behälter 1 vor Zugabe der oxidierbaren Substanz in seinem Innenraum normale Luft auf, mit einem Sauerstoffanteil von etwa 20 %, wie er in der normalen Atmosphäre herrscht. Es muß also in entsprechender stöchiometrischer Menge oxidierbare Substanz zugegeben werden und es läuft dann, gegebenenfalls nach Zündung, die Oxidationsreaktion ab. Dabei wird in durch den natürlichen Sauerstoffanteil vorgegebener Menge die oxidierbare Substanz verbraucht, und es entsteht bei dem ablaufenden exothermen Prozeß eine entsprechende Menge Wärme, die zu einer starken Aufheizung führt. Dabei wird viel oxidierbare Substanz verbraucht, und die entstehende Wärme kann zu Schädigungen, beispielsweise des Behälters, führen bzw. zu starken Explosionsdrücken.
Um diese Verhältnisse steuernd beeinflussen zu können, kann in einer Ausführungsvariante eine Spüleinrichtung vorgesehen sein, die den Behälter 1 zunächst mit einem Inertgas, wie beispielsweise CO2, spült. Als Spüleinrichtung kann das
Beschickungsrohr 2 verwendet werden, das in nicht dargestellter Weise über ein Umschaltventil außer an den Vorrat oxidierbarer Substanz auch an einen Vorrat von Inertgas angeschlossen ist.
Durch die vorherige Spülung des Behälters wird der Sauerstoffanteil im Innenraum verringert, beispielsweise von 20 % auf 5 %. Dazu reicht eine verhältnismäßig kurze Spülzeit. Anschließend wird durch das Beschickungsrohr 2 nach Umstellen des Umschaltventils in der zuvor beschriebenen Weise oxidierbare Substanz eingegeben, und zwar in einer Menge, die im stöchiometrischen Verhältnis auf den nach der vorhergehenden Spülung im Behälter verbleibenden Sauerstof fanteil abgestimmt ist. Es verringert sich der Verbrauch an oxidierbarer Substanz und auch die bei der exothermen Reaktion anfallende Energie.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Entfernen von O2 aus luftgefüllten Behältern (1) vor deren Befüllung mit einem Getränk, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (2) vorgesehen ist, die den Behälter (1) in einer über das Volumen des Behälters gleichmäßigen Verteilung mit einer zu einem für Lebensmittel unbedenklichen Oxidationsprodukt oxidierbaren Substanz beschickt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Volumen des Behälters (1) wirkende Zündeinrichtung (7, 10) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung eine innerhalb des Behälters (1) angeordnete Funkenstrecke (7) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (8, 10) zur elektrischen Strombeaufschlagung des beim Oxidationsvorgang entstehenden Plasmas vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung außerhalb des Behälters (1) angeordnete HF-beaufschlagbare Elektroden (8) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung äußere, mit Hochspannung beaufschlagbare Spitzenelektroden (10) aufweist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannung (des Generators 11) zur Zündung ausreichend gewählt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz im stöchiometrischen Verhältnis zum enthaltenen O2 zugegeben wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz H2 ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz CO ist.
1 1. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz CH4 ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz zu einem als Wandbeschichtungsmaterial geeigneten Oxidationsprodukt oxi- dierbar ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz S.H4 ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oxidierbaren Substanz eine bei der Oxidationsreaktion zu einem Wandbeschichtungs- material reagierende Hilfssubstanz beigegeben wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) von einem mit Inertgas gefüllten Raum umgeben ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spüleinrichtung (2) vorgesehen ist, die den Behälter (1) vor Beschickung mit der oxidierbaren Substanz mit Inertgas spült.
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