EP2155559B1 - Vorrichtung und verfahren zum dosierten befüllen von behältern, insbesondere karton/kunststoff- verbundverpackungen - Google Patents
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- EP2155559B1 EP2155559B1 EP08761026A EP08761026A EP2155559B1 EP 2155559 B1 EP2155559 B1 EP 2155559B1 EP 08761026 A EP08761026 A EP 08761026A EP 08761026 A EP08761026 A EP 08761026A EP 2155559 B1 EP2155559 B1 EP 2155559B1
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Definitions
- the invention relates to a device and a method for metered filling of containers, in particular carton / plastic composite packaging, comprising at least one reservoir for at least one product to be filled, means for conveying and dosing the at least one product and a nozzle, wherein the nozzle above the zu filling container is arranged, wherein the nozzle body is formed in two parts and at least one nozzle-shaped inner part and formed in its lower part around the inner part around the outer part and wherein between the inner part and the outer part an annular gap is formed, through which at least one further product to the main product is miscible.
- GB 394403 discloses an apparatus according to the upper part of claim 1.
- filling nozzles are often used with internal plungers whose operation is used for the dosage of the desired amount of the product to be scavenged.
- this is done in succession, by the second product in a second filling step in the already in the package to be filled first product is added. In this way, a homogeneous mixing of both products is not possible.
- the outer contour of the spout may be contaminated by possible spatters of the product, thus posing an aseptic risk, especially with prolonged production time. This can only be remedied by manual cleaning with a corresponding product stoppage and re-sterilization.
- the present invention is therefore based on the object, a device and a method of the type described above in such a way and further develop that the aforementioned disadvantages are reliably avoided.
- a horizontally extending annular channel is provided in the wall in the lower outer region of the inner part and / or in the lower inner region of the outer part.
- This annular channel may be formed either circumferentially continuous or alternatively in a plurality of Ring segment chambers be divided according to the number of other products to be filled.
- the advantage of the annular channel is that the supplied further products already mix in the annular channel, so that an even better homogeneous distribution before introduction into the main product is achieved.
- the method according to the invention is characterized in that at least one further product in a predetermined mixing ratio is added to the main product in such a way that the at least one further product strikes the outer surface of the nozzle body outlet at a shallow angle through a circumferential annular gap.
- the invention recognizes that it is possible to fill a plurality of different products in a single operation by bringing the products together and mixing them in a manner defined just before the products enter the container. In this way, a nearly homogeneous total product can be filled.
- the inner part of the nozzle body has at least one channel for the at least one further product, wherein such a channel is preferably formed in the wall of the inner part.
- a channel is preferably formed in the wall of the inner part.
- the nozzle body is formed substantially rotationally symmetrical and the outer part from below on the inner part attachable. Such an embodiment facilitates both the manufacture of the nozzle body and its assembly or disassembly for maintenance purposes.
- the inner part may further have at least one circumferential annular channel for passing a temperature control.
- the temperature of the nozzle outlets is appropriate, since at outlets with a continuous valve rod (plunger) through the outlet through a deadlock of the plunger can block the production. In these cases, the production can be resumed only after a cooling phase. Since the plunger is usually guided in lateral recesses in the inner wall of the nozzle body, a cooling of the nozzle body also leads to a cooling of the plunger.
- the outlet of the nozzle body is formed by a slot-like opening. It can also consist of a hole or a plurality of holes.
- the two products are distributed over an annular gap of approximately 180 ° around the filling jet of the main product.
- this also applies to more than two additional products to be filled, here the distribution takes place in one correspondingly smaller ring segment-shaped area.
- only part of the additional products can be premixed with one another within the scope of the invention if the annular chamber segments are designed accordingly.
- a further teaching of the invention provides that at least two further products are added to the main product and that the products mix with each other before reaching the annular gap in a circumferential annular channel.
- the device according to the invention for example, to fill a milk mixture as the basis of feta cheese in liquid form through the main nozzle and to add brine and enzymes through the further channels in such a way that the products uniformly mix during the filling process.
- the additional channels or the annular gap for introducing aqueous additional products, sterile air, cleaning media o.
- the blowing of cooled sterile air through the channels located in the wall of the nozzle body can contribute to the further temperature control of the nozzles.
- inert gases are used to reduce the oxygen in the main product during the filling of the main product.
- an inert gas By injecting an inert gas directly into the product filling jet, the amount of oxygen in the foam can be minimized. This applies in particular to products in which the existence of an excessively high oxygen content in the product is a critical factor for product durability or product quality.
- the nozzle for the er-f-Lndungsgerläße device is in its entirety, but without valve tappet, in Fig. 1 shown in vertical section.
- the Outer part is formed in its outlet region so that the emerging from the annular nozzle 3 product jet impinges on the lower outer transformation of the inner part 1 and there reliably prevents the setting of syringes, foam o. The like.
- vertically introduced channels 4A and 4B are provided in the side wall of the inner part, which channels the product via further channels 4A 'and 4B' which are milled into the outer side in the lower region of the inner part 1 and together with the outer part 2 form corresponding channels.
- the supply of other products takes place, as in Fig. 1 indicated by corresponding leads 5A and 5B.
- the channels 4A 'and 4B' open into an annular channel 6, which has been introduced circumferentially in the lower area in the outer periphery of the inner part 1, as clear from Fig. 2 evident.
- a second circumferential annular channel 7 can be seen, which is suitable for passing temperature control medium in order to maintain the temperature of the nozzle body during operation in a predetermined setpoint range.
- the outlet of the nozzle body is provided with a slot-like opening 8, which also allows filling with larger chunky products such as meat, cheese or vegetables.
- the plunger not shown, is in this case of vertical Boundary walls 9 and corresponding guide grooves 10 out.
- Fig. 3a and 3b show the lower part of the inner part 1 of the nozzle, wherein in Fig. 3a the annular channel 6 is formed circumferentially continuous and in Fig. 3b divided by dividers 11 into different annular chamber segments 6A and 6B.
- These dividers 11 need not be arranged diametrically opposite (for two additional products). On the contrary, it is also possible to vary the distribution of individual products for dosing or mixing reasons via the arrangement of these separating webs 11.
- the claimed nozzle for the device according to the invention is simple in construction, easy to clean, tempered and can also be used for cleaning and / or sterilization processes in addition to the actual filling process. It is also possible for inert gases to be used as further products for reducing the foaming of the main product during its filling.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum dosierten Befüllen von Behältern, insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundverpackungen, umfassend wenigstens einen Vorratsbehälter für wenigstens ein abzufüllendes Produkt, Mittel zum Fördern und Dosieren des wenigstens einen Produktes und eine Düse, wobei die Düse oberhalb des zu befüllenden Behälters angeordnet ist, wobei der Düsenkörper zweiteilig ausgebildet ist und wenigstens ein düsenförmiges Innenteil und ein in seinem unteren Bereich um das Innenteil herum ausgebildetes Außenteil aufweist und wobei zwischen dem Innenteil und dem Außenteil ein Ringspalt ausgebildet ist, durch den wenigstens ein weiteres Produkt dem Hauptprodukt zumischbar ist.
GB 394403 - Vorrichtungen zum dosierten Befüllen von Behältern sind aus der Praxis in mannigfache Ausfertigung bekannt.
- Dabei werden oft Fülldüsen mit innenliegenden Stößeln verwendet, deren Betätigung für die Dosierung der gewünschten Menge des abzafüllenden Produktes dient. Beim Abfüllen mehrerer Produkte geschieht dies hintereinander, indem das zweite Produkt in einem zweiten Füllschritt in das bereits in der zu befüllenden Verpackung befindliche erste Produkt hineingegeben wird. Auf diese Weise ist eine homogene Vermischung beider Produkte nicht möglich.
- Ferner kann bei den bekannten Düsenformen die äußeren Kontur des Auslaufes durch mögliche Spritzer des Produktes verunreinigt werden und stellt so, insbesondere bei längerer Produktionsdauer, ein aseptisches Risiko dar. Dies kann nur durch eine manuelle Reinigung bei einem entsprechenden Produktstillstand und eine nochmalige Sterilisation behoben werden.
- Darüber hinaus ist es für sich bereits aus der
DE 696 14 089 T2 bekannt, unterschiedliche Sorten von Speiseeis so zu vermischen, dass ein kontrastierendes Muster in Form einer Spirale oder konzentrischer Kreise entsteht. Mit dieser bekannten Vorrichtung lässt sich jedoch kein homogenes Gemisch aus unterschiedlichen Ausgangsprodukten herstellen. - Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten und weiterzubilden, dass die vorerwähnten Nachteile zuverlässig vermieden werden.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Auspruch 1 dadurch, dass dass in der Wandung im unteren äußeren Bereich des Innenteils und/oder im unteren inneren Bereich des Außenteils ein horizontal verlaufender Ringkanal vorgesehen ist. Dieser Ringkanal kann entweder umlaufend durchgehend ausgebildet sein oder alternativ in eine Mehrzahl von Ringsegmentkammern entsprechend der Anzahl der weiteren zu befüllenden Produkte aufgeteilt sein. Der Vorteil des Ringkanals besteht darin, dass sich die zugeführten weiteren Produkte bereits im Ringkanal miteinander vermischen, so dass eine noch bessere homogene Verteilung vor Einleitung in das Hauptprodukt erreicht wird.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass dem Hauptprodukt noch wenigstens ein weiteres Produkt in einem festgelegten Mischverhältnis derart zugegeben wird, dass das wenigstens eine weitere Produkt durch einen umlaufenden Ringspalt in einem flachen Winkel auf die äußere Oberfläche des Auslaufs des Düsenkörpers auftrifft.
- Die Erfindung hat erkannt, dass die Abfüllung mehrerer unterschiedlicher Produkte in einem einzigen Arbeitsschritt möglich ist, indem die Produkte unmittelbar vor dem Eintritt der Produkte in den Behälter definiert zusammengebracht und auf diese Weise gemischt werden. Auf diese Weise kann ein nahezu homogenes Gesamtprodukt abgefüllt werden.
- Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung weist das Innenteil des Düsenkörpers wenigstens einen Kanal für das wenigstens eine weitere Produkt auf, wobei ein solcher Kanal bevorzugt in der Wandung des Innenteils ausgebildet ist. Auf diese Weise bleibt das Äußere des Düsenkörpers frei von Aufbauten oder Leitungen, welche den Reinigung- und Sterilisationsprozess erschweren.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Düsenkörper im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und das Außenteils von unten auf das Innenteil aufsteckbar. Eine solche Ausführungsform erleichtert sowohl die Herstellung des Düsenkörpers als auch seine Montage bzw. Demontage zu Wartungszwecken.
- Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung kann das Innenteil ferner über wenigstens einen umlaufenden Ringkanal zum Durchleiten eines Temperiermittels verfügen. Die Temperierung der Düsenausläufe ist zweckmäßig, da bei Ausläufen mit durchgehender Ventilstange (Stößel) durch den Auslauf hindurch eine Verklemmung des Stößels den Produktionsweg blockieren kann. In diesen Fällen kann die Produktion erst nach einer Abkühlphase wieder aufgenommen werden. Da der Stößel in der Regel in seitlichen Ausnehmungen in der inneren Wandung des Düsenkörpers geführt wird, führt eine Abkühlung des Düsenkörpers auch zu einer Abkühlung des Stößels.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Auslauf des Düsenkörpers von einer schlitzartigen Öffnung gebildet. Er kann auch aus einer Bohrung oder eine Mehrzahl von Bohrungen bestehen.
- Werden dem Hauptsprodukt zwei weitere Produkte zugegeben, verteilen sich erfindungsgernäß die beiden Produkte über einen jeweils etwa 180° umfassenden Ringspalt um den Füllstrahl des Hauptproduktes. Dies gilt selbstverständlich auch für mehr als zwei zusätzlich zu befüllende Produkte, hier erfolgt die Verteilung in einem entsprechend kleineren ringsegmentförmigen Bereich. Je nach Art und Menge der zugegebenen Produkte lässt sich im Rahmen der Erfindung auch nur ein Teil der zusätzlichen Produkte miteinander vorvermischen, wenn die Ringkammersegmente entsprechend ausgebildet sind.
- Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass dem Hauptprodukt wenigstens zwei weitere Produkte zugegeben werden und dass sich die Produkte vor Erreichen des Ringspaltes in einem umlaufenden Ringkanal miteinander vermischen.
- So ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch möglich, beispielsweise eine Milchmischung als Basis von Fetakäse in flüssiger Form durch die Hauptdüse zu befüllen und durch die weiteren Kanäle Salzlake und Enzyme derart beizugeben, dass sich die Produkte beim Füllvorgang gleichmäßig miteinander vermischen.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die zusätzlichen Kanäle bzw. der Ringspalt zum Einleiten von wässrigen Zusatzprodukten, Sterilluft, Reinigungsmedien o. dgl. verwendet, um die Düse zu reinigen und/oder zu sterilisieren. Insbesondere das Einblasen von gekühlter Sterilluft durch die in der Wandung des Düsenkörpers befindlichen Kanäle kann zur weiteren Temperierung der Düsen beitragen.
- Schließlich ist es gemäß einer anderen Lehre der Erfindung auch möglich, dass als weitere Produkte Inertgase zur Reduzierung der Sauerstoffs im Hauptprodukt bei der Befüllung des Hauptproduktes verwendet werden. Durch Injektion eines Inertgases direkt in den Produktfüllstrahl lässt sich die Menge des Sauerstoffgehaltes im Schaum minimieren. Dies gilt insbesondere bei Produkten, bei denen die Existenz eines zu hohen Sauerstoffgehaltes im Produkt ein kritischer Faktor für die Produkthaltbarkeit bzw. Produktqualität darstellt.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine Düse für ein erfindungsgemäße Vorrichtung ohne den innenliegenden Stößel im Vertikalschnitt,
- Fig. 2
- den Gegenstand aus
Fig. 1 ohne aufgestecktes Außenteil, - Fig. 3a
- ein erstes Ausführungsbeispiel des Düsenauslasses in einer Seitenansicht und
- Fig. 3b
- ein zweites Ausführungsbeispiel des Düsenauslasses in einer Seitenansicht.
- Die Düse für die er-f-Lndungsgerläße Vorrichtung wird in ihrer Gesamtheit, jedoch ohne ventilstößel, in
Fig. 1 im Vertikalschnitt dargestellt. Hier ist das Innenteil mit 1 und das aufsteckbare Außenteil mit 2 bezeichnet. Durch den bei aufgesetztem Außenteil 2 im unteren Bereich zwischen Innenteil 1 und Außenteil 2 entstehendem Ringspalt gilt dieser als umlaufende Ringspaltdüse 3. Das Außenteil ist dabei in seinem Auslaufbereich so geformt, dass der aus der Ringspaltdüse 3 austretende Produktstrahl auf die untere äußere Wandlung des Innenteils 1 auftrifft und dort das Festsetzen von Spritzen, Schaum o. dgl. zuverlässig verhindert. - Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind in der Seitenwandung des Innenteils vertikal eingebrachte Kanäle 4A und 4B vorgesehen, welche das Produkt über weitere Kanäle 4A' und 4B', die in die Außenseite im unteren Bereich des Innenteils 1 gefräst sind und gemeinsam mit dem Außenteil 2 entsprechende Kanäle bilden. Die Zufuhr der weiteren Produkte erfolgt dabei, wie in
Fig. 1 angedeutet, durch entsprechende Zuleitungen 5A bzw. 5B. - Die Kanäle 4A' und 4B' münden in einen Ringkanal 6, der im unteren Bereich umlaufend in den äußeren Umfang des Innenteils 1 eingebracht worden ist, wie deutlich aus
Fig. 2 hervorgeht. - Im oberen Bereich des Innenteils 1 ist ein zweiter umlaufender Ringkanal 7 zu erkennen, welcher zum Durchleiten von Temperiermedium geeignet ist, um die Temperatur des Düsenkörpers beim Betrieb in einem vorgegebenen Sollwertbereich halten zu können.
- Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Auslauf des Düsenkörpers mit einer schlitzartigen Öffnung 8 versehen, welche auch ein Befüllen mit größeren stückigen Produkten wie Fleisch, Käse oder Gemüse erlaubt. Der nicht dargestellte Stößel wird in diesem Fall von senkrechten Begrenzungswänden 9 und entsprechenden Führungsnuten 10 geführt.
- Die
Fig. 3a und 3b zeigen den unteren Teil des Innenteils 1 der Düse, wobei inFig. 3a der Ringkanal 6 umlaufend durchgehend ausgebildet ist und inFig. 3b mittels Trennstegen 11 in unterschiedliche Ringkammersegmente 6A und 6B aufgeteilt ist. Diese Trennstege 11 müssen nicht (bei zwei zusätzlichen Produkten) diametral gegenüberliegend angeordnet sein. Es ist vielmehr auch möglich, über die Anordnung dieser Trennstege 11 die Verteilung einzelner Produkte aus Dosier- oder Mischungsgründen zu variieren. - Die beanspruchte Düse für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach im Aufbau, leicht zu reinigen, temperierbar und kann neben dem eigentlichen Füllvorgang auch noch für Reinigungs- und/oder Sterilisierprozesse verwendet werden. Auch ist es möglich, dass als weitere Produkte Inertgase zur Reduzierung der Schaumbildung des Hauptproduktes bei dessen Befüllung verwendet werden.
Claims (15)
- Vorrichtung zum dosierten Befüllen von Behältern, insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundverpackungen, umfassend wenigstens einen Vorratsbehälter für wenigstens ein abzufüllendes Produkt, Mittel zum Fördern und Dosieren des wenigstens einen Produktes und eine Düse, wobei die Düse oberhalb des zu befüllenden Behälters angeordnet ist, wobei der Düsenkörper zweiteilig ausgebildet ist und wenigstens ein düsenförmiges Innenteil (1) und ein in seinem unteren Bereich um das Innenteil (1) herum ausgebildetes Außenteil (2) aufweist und wobei zwischen dem Innenteil (1) und dem Außenteil (2) ein Ringspalt (3) ausgebildet ist, durch den wenigstens ein weiteres Produkt dem Hauptprodukt zumischbar ist, dadurch gekenntzeichnet, dass in der Wandung im unteren äußeren Bereich des Innenteils (1) und/oder im unteren inneren Bereich des Außenteils (2) ein horizontal verlaufender Ringkanal (6) vorgesehen ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (1) des Düsenkörpers wenigstens einen Kanal (4A, 4B) für das wenigstens eine weitere Produkt aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal. (4A, 4B) in der Wandung des Innenteils (1) ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei das Außenteil (2) von unten auf das Innenteil (1) aufsteckbar ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (6) umlaufend durchgehend ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (6) umlaufend ausgebildet ist und in eine Mehrzahl von Ringsegmentkammern (6A, 6B) entsprechend der Anzahl der weiteren zu befüllenden Produkte aufgeteilt ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (1) wenigstens einen zweitem umlaufenden Ringkanal (7) zum Durchleiten eines Temperiermittels aufweist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekenntzeichnet, dass der Auslauf des Düsenkörpers von einer schlitzartigen Öffnung (8) gebildet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Auslauf des Düsenkörpers von einer Bohrung oder einer Mehrzahl von Bohrungen gebildet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (1) zwei gegenüberliegend angeordnet und im wesentlichen vertikal verlaufende Kanäle (4A, 4A'; 4B, 4B') für zwei weitere zu befüllende Medien aufweist und dass jedem Kanal eine etwa 180° umspannende Ringsegmentkammer (6A, 6B) zugeordnet ist. - Verfahren zum dosierten Befüllen von Behältern, insbesondere Karton/Kunsstoff-Verbundverpackungen, wobei das Hauptprodukt durch den Düsenkörper einer Fülldüse in den sterilisierten Behälter geleitet wird, wobei dem Hauptprodukt noch wenigstens ein weiteres Produkt in einem festgelegten Mischverhältnis zugegeben wird,
dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine weitere Produkt durch einen umlaufenden Ringspalt, (3) in einem flachen Winkel auf die äußere Oberfläche des Auslaufs des Düsenkörpers auftrifft, wobei
in der Wandung im unteren äußeren Bereich des Innenteils (1) und/oder im unteren inneren Bereich des Außenteils (2) ein horizontal verlaufender Ringkanal (6) vorgesehen ist. - Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass dem Hauptprodukt zwei weitere Produkte zugegeben werden und dass sich die beiden Produkte über einen jeweils etwa 180° umfassenden Ringspalt (3) um den Füllstrahl des Hauptproduktes verteilen. - Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass dem Hauptprodukt wenigstens zwei weitere Produkte zugegeben werden und dass sich die Produkte vor Erreichen des Ringspaltes (3) in einem umlaufenden Ringkanal (6) miteinander vermischen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Kanäle bzw. der Ringspalt (3) zum Einleiten von wässrigen Zusatzprodukten, Sterilluft, Reinigungsmedien o. dgl. verwendet werden, um die Düse zu reinigen und/oder zu sterilisieren. - Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Produkte Inertgase zur Reduzierung des Sauerstoffs im Hauptprodukt bei der Befüllung des Hauptproduktes verwendet werden.
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