EP2664578B1 - Method and device for filling containers with liquid material - Google Patents

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EP2664578B1
EP2664578B1 EP20130167723 EP13167723A EP2664578B1 EP 2664578 B1 EP2664578 B1 EP 2664578B1 EP 20130167723 EP20130167723 EP 20130167723 EP 13167723 A EP13167723 A EP 13167723A EP 2664578 B1 EP2664578 B1 EP 2664578B1
Authority
EP
European Patent Office
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reservoir
filling
valve
temperature
container
Prior art date
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EP20130167723
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EP2664578A1 (en
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Roland Laumer
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
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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
    • B67C3/04—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus without applying pressure
    • B67C3/045—Apparatus specially adapted for filling bottles with hot liquids
    • 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
    • B67C2003/228—Aseptic features
    • 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
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2688—Means for filling containers in defined atmospheric conditions
    • B67C2003/2694—Means for filling containers in defined atmospheric conditions by enclosing a set of containers in a chamber

Definitions

  • the present invention relates to a device for filling containers with liquid contents, preferably for filling beverage containers with beverages, as well as a method for filling containers.
  • the reservoir is provided for example in the form of a boiler, a ring boiler or a central boiler of a rotary filling machine in a plane above the Greinere.
  • Some liquid contents and especially some drinks and foodstuffs must be filled into containers within a certain temperature band in order to maintain certain product properties in the filled container.
  • cold aseptic filling operations are known in which the respective drinks are bottled at low temperatures in order to reduce or avoid the growth of germs and microorganisms which could affect the product quality and / or the shelf life of the bottled food.
  • cold aseptic filling is used to fill cold chain products such as fresh milk and other dairy products.
  • the filling of the container with fresh milk or other milk products preferably takes place at a temperature between 0 ° C and 5 ° C, and more preferably at 4 ° C instead.
  • the cold chain from the product extraction over the product preparation to the filling, and then to the consumer should not be interrupted to a growth of the To prevent or reduce germs and microorganisms.
  • the corresponding products are about 30 to 90 days preserved. This is also referred to as " extended shelf life " products.
  • the temperature of the liquid product In order to avoid an interruption of the cold chain, the temperature of the liquid product must be kept constant even during the actual filling.
  • liquid filling material which must be filled hot to also achieve aseptic filling and to achieve a killing of the corresponding germs.
  • the required filling temperatures are between 80 ° C and 95 ° C. These high filling temperatures should also be adhered to when filling into the container, so that the container inner walls are sterilized when introducing the hot liquid product to keep the filled containers and the contents absorbed therein long lasting.
  • the liquid contents which is in the supply line to the filling member and in the filling itself, and to counteract any heating or cooling of the product in the filling, is from DE 10 2009 006 795 A1 Also known a arranged on the filling element heat exchanger. In this way it is possible to keep the temperature level for the product not only in the product vessel but also in the filling member. This is possible even when the system is stopped and the filling valve is no longer flowed through according to the tempered product in the product kettle product.
  • the GB 1 027 597 A describes an apparatus for packaging liquid-containing products at an elevated temperature according to the preamble of claim 1.
  • the device for filling at least one container with liquid product on a reservoir for receiving the liquid product and at least one standing in fluid communication with the reservoir filling valve for filling the container with the liquid product, wherein a heat exchanger for controlling the temperature recorded in the reservoir stock liquid contents is provided.
  • at least one filling valve is connected directly to the storage container in a heat-conducting manner.
  • the filling valve is in direct heat-conducting connection with the storage container, it is possible to achieve a temperature control of the filling valve via the temperature control of the storage container. Therefore, can be dispensed with a separate temperature control of the filling valve, whereby the system efficiency increases.
  • a connection between the individual thermally conductive components of the reservoir and the filling valve which is achieved via the materials of said components.
  • the presence of a mediating medium, such as the liquid contents itself, is not necessary for the direct heat-conducting connection between the filling valve and the reservoir.
  • a corresponding temperature of the filling valve is also possible with empty reservoir.
  • Such a thermally conductive connection between the filling valve and the storage container can be produced, for example, by fitting the filling valve, which is typically made of stainless steel, directly to the components of the storage container which are heated via the heat exchanger, for example to a storage container wall which is usually made of stainless steel For example, by screwing or welding. In this way, the introduced into the reservoir heat or cold energy is transferred directly to the material of the filling valve, so that the filling valve is maintained at the predetermined temperature of the reservoir by the heat exchanger.
  • the temperature input into the temperature-sensitive load cells can be reduced.
  • the weighing cells can furthermore be arranged outside an insulator in which the filling valve is accommodated in order to produce an even greater thermal separation between the tempered plant components and the temperature-sensitive weighing cells.
  • the insulator may also be tempered in order to keep the system components in contact with the product to be filled, the containers to be filled, and the product to be filled even better at the filling temperature and to comply with the filling specifications accordingly.
  • the temperature-sensitive system components such as, for example, the microelectronics or the load cells, can be kept outside the temperature-controlled areas.
  • At least one filling valve is integrated in the reservoir.
  • the bottom plate or the receptacle of the valve cone of the filling valve is recessed in the container bottom of the reservoir, formed in this, or is directly connected to this, for example via a screw or a weld.
  • the valve cone is - at least when the valve is closed - in heat-conducting contact with the bottom plate of the filling valve and thus in direct thermal contact with the container bottom of the reservoir. In this way, not only the reservoir and its contents, but also the filling valve can be tempered with its coming into contact with the product components, without a separate heat exchanger for the filling valve would be necessary.
  • the integrated arrangement can be dispensed with a supply line from the reservoir to the filling valve, since the filling valve is arranged directly on the reservoir. This also makes it possible to avoid a temperature change of the liquid filling material in a supply line, as the supply line is dispensed with.
  • Temperianssmedien glacien can be provided in the lid of the reservoir, which can be flowed through by a cooling medium and in the bottom of the reservoir, an electrical heating arrangement can be provided. In this way, cooling from above and heating from below can be applied to the liquid product. With a corresponding device, therefore, both cold aseptic filling operations, and hot aseptic filling operations can be performed without the device would have to be converted consuming.
  • the pitch of the at least one filling valve is within the diameter of the reservoir.
  • the filling valves are within the base of the reservoir, so that a direct heat-conducting connection can be easily achieved.
  • the diameter of the pitch circle of the filling valves is smaller than the diameter of the reservoir, such that the filling valves are arranged in the reservoir or directly below the reservoir, preferably without a further supply line.
  • a filling valve which is designed as a free-jet filler.
  • other filling valves can also be used.
  • At least one filling valve is located substantially within the volume defined by the reservoir. Also in this way a simple thermal coupling of the filling valve to the temperature level of the reservoir can be achieved. It is preferred if in this case a bottom plate and / or a valve cone of at least one filling valve lies within the volume defined by the reservoir. Particularly preferably, the bottom plate of at least one filling valve is integrated into the container bottom of the storage container, and a valve seat is preferably integrated into the bottom plate of the storage container.
  • At least one filling valve is connected directly to the reservoir, preferably via a rivet connection, a screw connection and / or a welded connection.
  • the reservoir and at least one filling valve on a material of high thermal conductivity and the material of high thermal conductivity of the reservoir is directly connected to the material of high thermal conductivity of the filling valve in heat-conducting connection
  • the above object is also achieved by a method for filling at least one container with liquid product according to claim 9, wherein the liquid product is received in a reservoir and is filled by means of at least one filling valve from the reservoir into the container, and wherein the liquid product is tempered in the reservoir by means of a heat exchanger.
  • at least one filling valve is tempered directly via the storage container.
  • FIG. 1 schematically shows a device 1 for filling containers 10 in the form of bottles, which are supplied to the device 1 via a feed star 12.
  • the device 1 comprises a storage container 2 in the form of a central boiler for receiving the liquid filling material 20, which is to be filled into the container 10.
  • the liquid product 20 can be filled via a filling valve 3 in the container 10.
  • the filling valve 3 is correspondingly in fluid communication with the storage container 2 such that the liquid contents 20 received in the storage container 2 can flow through the filling valve 3.
  • the filling valve 3 is schematically below in the FIG. 2 again shown and described in more detail.
  • the storage container 2 has a heat exchanger 4 in the form of introduced in the container bottom 22 of the reservoir 2 Temper michsmedientechnischen 40.
  • the tempering medium lines 40 can either be traversed by a cooled cooling medium or a heated heating medium in order to appropriately temper the container bottom 22 of the storage container 2 as well as to keep the liquid contents 20 in the storage container 2 at a predetermined temperature or to bring this to a predetermined temperature.
  • the Temper michsmedientechnischen 40 are dimensioned accordingly to allow either a heating or cooling of the liquid product 20 in the reservoir 2, or to allow only holding the temperature at which the liquid product was introduced into the reservoir 2.
  • the heat exchanger for temperature control of the liquid contents received in the reservoir can also be electrically operated.
  • the heat exchanger either electrical heating elements, which are introduced into the bottom and / or the walls of the reservoir, or it has corresponding electrical cooling elements - for example Peltier elements - which are also arranged in the bottom and / or the walls of the reservoir.
  • the transmission of electrical energy then takes place, for example, by means of a slip ring transmitter.
  • the different types of heat exchangers can also be combined with each other, for example, an electrical heating arrangement in the bottom of the reservoir combined with Temper michsmedientechnischen, which are arranged in the walls and / or the lid of the reservoir.
  • an electrical heating arrangement in the bottom of the reservoir may be provided in the lid of the reservoir Temper michsmedientechnischen which can be traversed by a cooling medium, and in the bottom may be provided an electric heating arrangement.
  • tempering arrangements in the lid of the reservoir Temper michsmedientechnischen which can be traversed by a cooling medium
  • an electric heating arrangement in this way, cooling from above and heating from below can be applied to the liquid product.
  • a corresponding device therefore, both cold aseptic filling operations, and hot aseptic filling operations can be performed without the device would have to be converted consuming.
  • the temperature which is to be achieved in the storage container 2 and which is to be transferred to the liquid product 20 depends on the properties of the liquid product 20 and the actual filling conditions. For example, when filling a cold chain product such as fresh milk, a temperature of the liquid filling material 20 in the storage container 2 should be reached, which lies in the range from 0 ° C to 5 ° C, preferably at 4 ° C. In a hot filling of fruit or vegetable juices, a heated heating medium is passed through the Temper michsmedientechnisch 40 to hold the liquid product 20 according to at 80 ° C to 95 ° C or to heat to this temperature.
  • the filling valve 3 is integrated into the reservoir 2 so that the bottom plate 30 of the filling valve 3 directly thermally conductively connected to the container bottom 22 of the reservoir 2, so that a direct thermal connection is formed.
  • the thermal connection is here produced, inter alia, that there is a direct material contact of the typically made of stainless steel container bottom 22 of the reservoir 2 with the also typically stainless steel having bottom plate 30 of the filling valve 3.
  • This connection can be achieved, for example, by welding the two parts together, by directly shaping the bottom plate 30 into the container bottom 22 of the storage container 2, or by a corresponding screwing or riveting of the two parts.
  • a thermal connection between the reservoir 2 and the filling valve 3 and in particular with the bottom plate 30 of the filling valve 3 is produced, the applied heat from the heat exchanger 4 or cold directly to the bottom plate 30 of the filling valve 3 transferred.
  • the bottom plate 30 of the filling valve 3 is always at the same temperature level as the container bottom 22 of the reservoir 2.
  • the filling valve 3 but does not change the temperature level of the liquid product 20, regardless of whether the device 1 operated in the filling mode is and the filling valve 3 is flowed through by liquid medium 20, or whether it is.
  • the poppet 32 of the filling valve 3 is in the on the right side of FIG. 1 shown embodiment in its formed in the bottom plate 30 valve seat 300.
  • the valve cone 32 also comes in direct thermal contact with the bottom plate 30 and thus with the container bottom 22 of the reservoir 2. Accordingly, the valve cone 32 is always kept at the same temperature level as the container bottom 22 of the reservoir. 2
  • the filling valve 3 is at least with respect to its bottom plate 30 and with respect to the valve cone 32 with the liquid product 20 in direct contact. Also via this contact of the valve cone 32 and the bottom plate 30 with the liquid product 20 is a temperature of the filling valve 3 to the temperature level of the liquid product 20 is reached.
  • the liquid product 20 is not in low-flow or flow-less areas when the filling valve 3 is closed, but the liquid product 20 can circulate freely within the reservoir 2. This becomes particularly clear when the closed filling valve on the right side of the FIG. 1 is looked at. It can be clearly seen that substantially the entire volume of the liquid product 20 is in constant exchange. Accordingly, the liquid product 20 is always brought in the reservoir 2 via the heat exchanger 4 with respect to the entire volume to the predetermined temperature or held on this.
  • the filling valve 3 is always maintained at the required temperature even if the filling process is interrupted.
  • the pitch circle T of the filling valves 3 is designed in the device 1 so that it lies within the diameter D of the reservoir 2.
  • the filling valves 3 are preferably within the storage container 2 such that they are completely integrated into the storage container 2.
  • the filling valves 3 are also within the volume defined by the reservoir 2.
  • filling valve is understood to mean at least those components of the filling valve 3 which come into direct contact with the liquid filling material 20 and could influence its temperature accordingly.
  • valve control 34 in the form of a pneumatic
  • the control of the filling valve 3, which in the in FIG. 1 embodiment shown is carried out via a valve control 34 in the form of a pneumatic, is not flowed around by the liquid product 20 and, accordingly, is not necessarily at the desired product temperature.
  • temperature-sensitive components - such as the microelectronics of the controller or the load cells - can be outside the respective tempered areas and in this way the system availability can be further increased.
  • At least one stirring blade 24 is provided in the volume of the reservoir 2, which ensures during a rotation of the reservoir 2 that the liquid product 20 is mixed and accordingly the temperature level homogeneous within the entire liquid volume is held in the reservoir 2.
  • the use of a separate agitator is possible for this purpose.
  • the liquid product 20 can be either pre-heated or pre-cooled introduced into the reservoir 2 and kept at the predetermined temperature via the heat exchanger 4, or it can be introduced via an additional, not shown in the figure entry device heat, for example via a microwave oven arrangement ,
  • a temperature sensor 9 can be installed.
  • the container 10 are preferably supplied pre-tempered, such that a filling can take place in a correspondingly cooled or heated container 10 and thus the filling temperature can be maintained exactly.
  • the amount of liquid to be filled is preferably determined by a weighing device 8 which, inter alia, comprises a weighing cell 80, which is arranged below the container 10.
  • this bottling is preferably carried out cold aseptically at a temperature between 0 ° C and 5 ° C and more preferably at 4 ° C.
  • the cold chain should not be interrupted between product preparation, filling and transport to the consumer in order to prevent or reduce the growth of microorganisms. In this way, products can be preserved between 30 and 90 days.
  • the air conditioning of production halls for such a cold aseptic filling, as was previously necessary, with the device 1, as in FIG. 1 shown is dispensable. Rather, the device 1 can be arranged free-standing. It can also be arranged directly in the immediate vicinity of heat sources, such as the motor 120 of the feed star 12, and these heat sources have only a negligible effect on the temperature level of the liquid product 20 in the reservoir.
  • the liquid product 20 is introduced via a feed line 5 and a corresponding rotary distributor 52 in the reservoir 2.
  • the supply line 5 is preferably provided with an insulation 50 in order to reduce or prevent cooling or heating of the liquid filling material 20 on the way into the storage container 2.
  • the area in which the containers 10 are located during the filling process is arranged in a so-called insulator housing 6.
  • the insulator housing 6 is flowed through with appropriately tempered, preferably also sterilized and dried, air, which is introduced, for example via the feed flange 60 and the exhaust flange 62 into the insulator housing 6.
  • the lateral wall 64 of the insulator housing 6 is statically arranged and connected via water locks 66 with the rotating components of the insulator housing 6, for example in the form of the lid 68.
  • An insulation 50 may also be arranged around the insulator housing 6 in order to maintain a temperature within the insulator housing 6.
  • the insulator housing 6 may be tempered to provide a temperature-controlled interior and to keep according to the recorded in the insulator housing 6 system components to hold the container to be filled and the product to be filled at the desired filling temperature.
  • the temperature of the insulator housing 6 can be made via at least one of the above-mentioned heat exchanger types. Alternatively, the temperature control can also be performed via heating or cooling registers in the air supply to Zuzhouflansch 60. The air can be recycled via the exhaust flange 62 in order to achieve efficient operation of the system.
  • the arrangement shown is further advantageous in that further temperature-sensitive components are arranged outside of the insulator housing 6.
  • the load cells 80 are disposed outside of the insulator housing 6, so that temperature-induced inaccuracies of the load cells 80 can be reduced and correspondingly a more accurate operation of the device 1 can be achieved while maintaining the desired filling temperature.
  • the arrangement of the motor 120 of the feed star 12 outside the insulator housing 6 results in increased plant availability, since the engine 120 can not overheat.
  • the arrangement of load cells and drives outside the insulator housing 6 has the further advantage that these components are located outside the spray area of the product to be filled, as well as of the cleaning media used in the insulator housing. Furthermore, the accessibility for maintenance and repair is improved by said arrangement.
  • device 1 for filling containers 10 is due to the illustrated embodiment of the filling valve 3 initially not suitable for filling foaming or carbonated drinks. However, this suitability can be produced by means of a modified embodiment of the filling valve 3, in which case the container 10 then has to be pressed against such a filling valve 3 for the preceding pretensioning of the container 10.
  • a corresponding temperature control medium line 42 is preferably supplied to the rotating bottom 22 of the storage container 2 for supplying a corresponding tempering medium to the Temper michsmedientechnischen 40 in the container bottom 22 of the reservoir 2 via the rotary distributor 52.
  • the feed line 5 for the liquid product 20 can also be tempered via this temperature-control medium line 42.
  • the consumed temperature control medium can then be derived, for example, into a standing channel 28.
  • the channel 28 may be configured in an alternative as a closed media rotation guide - similar to the media rotary distributor 52 -.
  • the derivative 26 may be made in a further alternative via a track of the media rotary distributor 52.
  • the motor 120 can be cooled via a separate cooling circuit 122.
  • the actual filling device 1 can be driven in order to further reduce a heat input.
  • the filling valve 3 is preferably controlled via a valve control 34 in the form of a pneumatic system.
  • a valve control 34 in the form of a pneumatic system.
  • FIG. 1 Furthermore, a system for cleaning the insulator housing 6 is shown, which can act via spray nozzles 70, both the insulator housing 6 and the reservoir 2 with appropriate sterilization media to perform a cleaning and sterilization.
  • FIG. 2 the filling valve 3 is shown again in a schematic perspective view, wherein the bottom plate 30, which in FIG. 1 integrated or formed in direct connection with the container bottom 22 of the reservoir 2, is clearly visible.
  • the bottom plate 30 has, in addition to the valve seat 300, which serves to receive the valve cone 32, three guides 320, which serve for the axial guidance of the valve cone 32.
  • a lift rod 340 is connected via a corresponding drive with the respective controller 34 such that the valve plug 32 can be raised and lowered back into the valve seat 300 in order to provide a flow control for the liquid product.
  • a bellows 322 is provided to achieve a seal against the outside. Since no static seals are provided, which could be formed for example by an O-ring, but on the bellows 322 a dynamic seal is possible, a particularly hygienic design of the filling valve 3 is achieved.
  • the poppet 32, the bellows 322, the lifting rod 340 and with the lid of the reservoir 2 in FIG. 1 related valve covers 324 form a unit and are non-releasably connected to each other, for example via a laser welding process.
  • FIG. 3 is a plan view of a system with the device 1 for filling containers with liquids shown schematically.
  • a closure device 14 for closing the filled containers 10 is shown, and thermal imaging cameras 90, 92 are further provided which control the temperature of the container 10 after the filling operation.
  • the interior of the respective container 10 be maintained at a predetermined temperature for a certain time, for example 5 seconds at 90 ° C to completely sterilize the product as well as the container itself .
  • the thermal imagers 90, 92 are respectively arranged to control the temperature level at two different times for each container 10 and to provide a quality control of this kind accordingly.
  • a container dishwasher Before the feed star 12, for example, a container dishwasher, a container manufacturing machine or a container sterilization machine can be arranged.
  • machines are advantageously used in which the process heat or process refrigeration can be used to introduce the container 10 in each case with the desired temperature in the filling machine 1. This can also be preceded by a temperature control unit for the containers.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit flüssigem Füllgut, bevorzugt zum Befüllen von Getränkebehältern mit Getränken, sowie ein Verfahren zum Befüllen von Behältern.The present invention relates to a device for filling containers with liquid contents, preferably for filling beverage containers with beverages, as well as a method for filling containers.

Stand der TechnikState of the art

Bei Füllvorrichtungen zum Abfüllen von flüssigem Füllgut in Behälter, besonders im Bereich der Abfüllvorrichtungen für Getränke, ist es bekannt, das flüssige Füllgut in einem Vorratsbehälter bereitzuhalten, aus welchem dann die eigentlichen Füllorgane zum Befüllen der Behälter mit dem flüssigen Füllgut gespeist werden. Der Vorratsbehälter ist beispielsweise in Form eines Kessels, eines Ringkessels oder eines Zentralkessels einer Rundläuferfüllmaschine in einer Ebene oberhalb der Füllorgane vorgesehen.In filling devices for filling liquid contents in containers, especially in the field of filling devices for drinks, it is known to keep the liquid contents in a storage container from which the actual filling elements for filling the containers with the liquid contents are then fed. The reservoir is provided for example in the form of a boiler, a ring boiler or a central boiler of a rotary filling machine in a plane above the Füllorgane.

Manches flüssige Füllgut und besonders manche Getränke und Lebensmittel müssen innerhalb eines bestimmten Temperaturbandes in Behälter abgefüllt werden, um bestimmte Produkteigenschaften in dem befüllten Behälter aufrecht zu erhalten.Some liquid contents and especially some drinks and foodstuffs must be filled into containers within a certain temperature band in order to maintain certain product properties in the filled container.

Beispielsweise sind kalt-aseptische Abfüllvorgänge bekannt, bei welchen die jeweiligen Getränke bei niedrigen Temperaturen abgefüllt werden, um das Entstehen beziehungsweise das Wachstum von Keimen und Mikroorganismen zu reduzieren oder zu vermeiden, welche die Produktqualität und/oder die Haltbarkeit des abgefüllten Lebensmittels beeinträchtigen könnten. Die kalt-aseptische Abfüllung wird dabei zum Beispiel zur Abfüllung von Kühlkettenprodukten wie Frischmilch und anderen Milchprodukten verwendet. Dabei findet die Befüllung der Behälter mit Frischmilch oder anderen Milchprodukten bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 0°C und 5°C, und besonders bevorzugt bei 4°C statt. Die Kühlkette von der Produktgewinnung über die Produktaufbereitung zur Abfüllung, sowie dann zum Verbraucher soll nicht unterbrochen werden, um ein Wachstum der Keime und Mikroorganismen zu verhindern beziehungsweise zu reduzieren. Damit sind die entsprechenden Produkte ca. 30 bis 90 Tage haltbar. Man spricht hier auch von "extended shelf life"-Produkten.For example, cold aseptic filling operations are known in which the respective drinks are bottled at low temperatures in order to reduce or avoid the growth of germs and microorganisms which could affect the product quality and / or the shelf life of the bottled food. For example, cold aseptic filling is used to fill cold chain products such as fresh milk and other dairy products. The filling of the container with fresh milk or other milk products preferably takes place at a temperature between 0 ° C and 5 ° C, and more preferably at 4 ° C instead. The cold chain from the product extraction over the product preparation to the filling, and then to the consumer should not be interrupted to a growth of the To prevent or reduce germs and microorganisms. Thus, the corresponding products are about 30 to 90 days preserved. This is also referred to as " extended shelf life " products.

Um eine Unterbrechung der Kühlkette zu vermeiden, muss die Temperatur des flüssigen Füllguts auch beim eigentlichen Abfüllen konstant niedrig gehalten werden.In order to avoid an interruption of the cold chain, the temperature of the liquid product must be kept constant even during the actual filling.

Weiterhin gibt es flüssiges Füllgut, welches heiß abgefüllt werden muss, um ebenfalls eine aseptische Abfüllung zu erreichen und eine Abtötung der entsprechenden Keime zu erreichen. Beispielsweise bei der Abfüllung von klaren Säften, Nektar und Gemüsesäften liegen die geforderten Abfülltemperaturen zwischen 80°C und 95°C. Diese hohen Abfülltemperaturen sollen auch beim Abfüllen in den Behälter eingehalten werden, damit auch die Behälterinnenwände beim Einbringen des heißen flüssigen Füllguts sterilisiert werden, um die befüllten Behälter und das darin aufgenommene Füllgut lange haltbar zu machen.Furthermore, there are liquid filling material, which must be filled hot to also achieve aseptic filling and to achieve a killing of the corresponding germs. For example, when bottling clear juices, nectars and vegetable juices, the required filling temperatures are between 80 ° C and 95 ° C. These high filling temperatures should also be adhered to when filling into the container, so that the container inner walls are sterilized when introducing the hot liquid product to keep the filled containers and the contents absorbed therein long lasting.

Um das flüssige Füllgut im jeweiligen Vorratsbehälter entsprechend auf der vorgesehenen Temperatur temperiert zu halten, ist es beispielsweise aus der DE 10 2009 006 795 A1 bekannt, den als Produktkessel ausgebildeten Vorratsbehälter mit einem Wärmetauscher zu versehen, um entsprechend Wärme- oder Kälteenergie zuführen zu können.In order to keep the liquid contents in the respective storage container at the appropriate temperature tempered, it is for example from the DE 10 2009 006 795 A1 known to provide the product container formed as a reservoir with a heat exchanger to perform according to heat or cold energy can.

Um bei einem Anlagenstillstand das flüssige Füllgut, welches sich in der Zuleitung zum Füllorgan sowie im Füllorgan selbst befindet, weiter verwenden zu können und einer eventuellen Erwärmung beziehungsweise Abkühlung des Produktes im Füllorgan entgegenzuwirken, ist aus der DE 10 2009 006 795 A1 auch ein am Füllorgan angeordneter Wärmetauscher bekannt. Auf diese Weise ist es möglich, das Temperaturniveau für das Produkt nicht nur im Produktkessel, sondern auch im Füllorgan zu halten. Dies ist selbst dann möglich, wenn die Anlage steht und das Füllventil entsprechend vom im Produktkessel temperierten Produkt nicht mehr durchströmt wird.In order to continue to use in a plant standstill, the liquid contents, which is in the supply line to the filling member and in the filling itself, and to counteract any heating or cooling of the product in the filling, is from DE 10 2009 006 795 A1 Also known a arranged on the filling element heat exchanger. In this way it is possible to keep the temperature level for the product not only in the product vessel but also in the filling member. This is possible even when the system is stopped and the filling valve is no longer flowed through according to the tempered product in the product kettle product.

Weiterhin ist es in alternativen Anlagenkonzepten bekannt, den Füller in einem temperierten beziehungsweise klimatisierten Raum unterzubringen, um entsprechend zumindest alle produktführenden Anlagekomponenten auf der entsprechenden gewünschten Abfülltemperatur zu halten. Dies ist jedoch technisch und energetisch nur für eine kalt-aseptische Abfüllung sinnvoll, bei der der entsprechende Abfüllraum dann auf Temperaturen zwischen 0°C und 5°C gehalten wird. Einen entsprechenden Raum für die Heißaseptik auf 80°C bis 95°C aufzuheizen wäre energetisch ineffizient und ist daher nicht gebräuchlich.Furthermore, it is known in alternative plant concepts to accommodate the filler in a tempered or air-conditioned space in order to keep at least all product-carrying system components at the corresponding desired filling temperature. However, this makes sense technically and energetically only for a cold-aseptic filling, in which the corresponding filling space is then kept at temperatures between 0 ° C and 5 ° C. To heat an appropriate space for the hot aseptic to 80 ° C to 95 ° C would be energetically inefficient and is therefore not in use.

Über die in der DE 10 2009 006 795 A1 beschriebene Anwendung von Wärmetauschern sowohl am Produktkessel als auch am Füllorgan kann entsprechend eine freistehende Anordnung des Füllers in einem nicht temperierten beziehungsweise sich auf Umgebungstemperatur befindlichen Raum ermöglicht werden, da die produktführenden Anlagenkomponenten separat temperiert werden. Die GB 1 027 597 A beschreibt eine Vorrichtung zum Verpacken flüssigkeitshaltiger Erzeugnisse unter einer erhöhten Temperatur gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.About in the DE 10 2009 006 795 A1 described application of heat exchangers both on the product vessel and on the filling member can be made possible according to a free-standing arrangement of the filler in a non-tempered or located at ambient temperature room, since the product-carrying system components are tempered separately. The GB 1 027 597 A describes an apparatus for packaging liquid-containing products at an elevated temperature according to the preamble of claim 1.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ausgehend vom genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Abfüllen von flüssigem Füllgut in Behälter und insbesondere eine Vorrichtung zum Abfüllen von Getränken in Getränkebehälter anzugeben, welche bezüglich der Anlageneffizienz weiter verbessert ist.Based on the cited prior art, it is an object of the present invention to provide a device for filling liquid contents into containers and in particular a device for filling drinks in beverage containers, which is further improved in terms of system efficiency.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a device for filling containers with a liquid product having the features of claim 1. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Entsprechend weist die Vorrichtung zum Befüllen mindestens eines Behälters mit flüssigem Füllgut einen Vorratsbehälter zum Aufnehmen des flüssigen Füllguts und mindestens ein mit dem Vorratsbehälter in Fluidverbindung stehendes Füllventil zum Befüllen des Behälters mit dem flüssigen Füllgut auf, wobei ein Wärmetauscher zum Temperieren des im Vorratsbehälter aufgenommenen Vorrats an flüssigem Füllgut vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist mindestens ein Füllventil mit dem Vorratsbehälter direkt wärmeleitend verbunden.Accordingly, the device for filling at least one container with liquid product on a reservoir for receiving the liquid product and at least one standing in fluid communication with the reservoir filling valve for filling the container with the liquid product, wherein a heat exchanger for controlling the temperature recorded in the reservoir stock liquid contents is provided. According to the invention, at least one filling valve is connected directly to the storage container in a heat-conducting manner.

Dadurch, dass in der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Füllventil mit dem Vorratsbehälter in direkter wärmeleitender Verbindung steht, ist es möglich, über die Temperierung des Vorratsbehälters auch eine Temperierung des Füllventils zu erreichen. Daher kann auf eine separate Temperierung des Füllventils verzichtet werden, wodurch die Anlageneffizienz steigt.Due to the fact that, in the device according to the invention, the filling valve is in direct heat-conducting connection with the storage container, it is possible to achieve a temperature control of the filling valve via the temperature control of the storage container. Therefore, can be dispensed with a separate temperature control of the filling valve, whereby the system efficiency increases.

Es wird auf diese Weise möglich, auch nach einem Anlagenstillstand das gesamte noch nicht abgefüllte Volumen an flüssigem Füllgut zur weiteren Abfüllung zu verwenden, da sich das gesamte Volumen stets auf dem durch den Wärmetauscher des Vorratsbehälters vorgegebenen Temperaturniveau befindet.It is possible in this way, even after a system shutdown to use the entire not yet filled volume of liquid product for further filling, since the entire volume is always on the predetermined by the heat exchanger of the reservoir temperature level.

Unter direkt wärmeleitender Verbindung zwischen dem Füllventil und dem Vorratsbehälter wird in diesem Zusammenhang eine Verbindung zwischen den einzelnen wärmeleitfähigen Komponenten des Vorratsbehälters und des Füllventils verstanden, welche über die Materialien der genannten Komponenten erreicht wird. Die Anwesenheit eines Vermittlungsmediums, wie beispielsweise das flüssige Füllgut selbst, ist für die direkte wärmeleitende Verbindung zwischen dem Füllventil und dem Vorratsbehälter nicht notwendig. Eine entsprechende Temperierung des Füllventils ist entsprechend auch bei leerem Vorratsbehälter möglich. Eine solche wärmeleitende Verbindung zwischen dem Füllventil und dem Vorratsbehälter kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass das Füllventil, welches typischerweise aus Edelstahl gefertigt ist, direkt an den über den Wärmetauscher geheizten Komponenten des Vorratsbehälters, also beispielsweise an einer üblicherweise aus Edelstahl ausgeführten Vorratsbehälterwand, angebracht ist, beispielsweise durch Verschrauben oder Verschweißen. Auf diese Weise wird die in den Vorratsbehälter eingebrachte Wärme- beziehungsweise Kälteenergie direkt auf das Material des Füllventils übertragen, so dass auch das Füllventil auf der durch den Wärmetauscher vorgegebenen Temperatur des Vorratsbehälters gehalten wird.Under direct heat-conducting connection between the filling valve and the reservoir is understood in this context, a connection between the individual thermally conductive components of the reservoir and the filling valve, which is achieved via the materials of said components. The presence of a mediating medium, such as the liquid contents itself, is not necessary for the direct heat-conducting connection between the filling valve and the reservoir. A corresponding temperature of the filling valve is also possible with empty reservoir. Such a thermally conductive connection between the filling valve and the storage container can be produced, for example, by fitting the filling valve, which is typically made of stainless steel, directly to the components of the storage container which are heated via the heat exchanger, for example to a storage container wall which is usually made of stainless steel For example, by screwing or welding. In this way, the introduced into the reservoir heat or cold energy is transferred directly to the material of the filling valve, so that the filling valve is maintained at the predetermined temperature of the reservoir by the heat exchanger.

Bei einem Wägefüller kann so beispielsweise der Temperatureintrag in die temperaturempfindlichen Wägezellen reduziert werden.In the case of a weighing filler, for example, the temperature input into the temperature-sensitive load cells can be reduced.

Die Wägezellen können weiterhin auch außerhalb eines Isolators angeordnet sein, in welchem das Füllventil aufgenommen ist, um eine noch stärkere thermische Trennung zwischen den temperierten Anlagenkomponenten und den temperaturempfindlichen Wägezellen herzustellen. In einer Alternative kann auch der Isolator temperiert sein, um die mit dem abzufüllenden Produkt in Kontakt stehenden Anlagenkomponenten, die zu befüllenden Behälter, sowie das abzufüllende Produkt noch besser auf der Abfülltemperatur zu halten und entsprechend die Abfüllvorgaben einzuhalten. Auch in dieser Variante können die temperaturempfindlichen Anlagenkomponenten, wie beispielsweise die Mikroelektronik oder die Wägezellen, außerhalb der temperierten Bereiche gehalten werden.The weighing cells can furthermore be arranged outside an insulator in which the filling valve is accommodated in order to produce an even greater thermal separation between the tempered plant components and the temperature-sensitive weighing cells. In an alternative, the insulator may also be tempered in order to keep the system components in contact with the product to be filled, the containers to be filled, and the product to be filled even better at the filling temperature and to comply with the filling specifications accordingly. In this variant too, the temperature-sensitive system components, such as, for example, the microelectronics or the load cells, can be kept outside the temperature-controlled areas.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist mindestens ein Füllventil in den Vorratsbehälter integriert. Entsprechend ist beispielsweise die Bodenplatte beziehungsweise die Aufnahme des Ventilkonus des Füllventils im Behälterboden des Vorratsbehälters eingelassen, in diesen eingeformt, oder ist mit diesem direkt verbunden, beispielsweise über eine Verschraubung oder eine Verschweißung. Entsprechend steht auch der Ventilkegel - zumindest wenn das Ventil geschlossen ist - in wärmeleitendem Kontakt mit der Bodenplatte des Füllventils und damit auch in direktem thermischem Kontakt mit dem Behälterboden des Vorratsbehälters. Auf diese Weise kann nicht nur der Vorratsbehälter und dessen Inhalt, sondern auch das Füllventil mit seinen mit dem Produkt in Kontakt kommenden Komponenten temperiert werden, ohne dass ein separater Wärmetauscher für das Füllventil notwendig wäre.In a preferred embodiment, at least one filling valve is integrated in the reservoir. Accordingly, for example, the bottom plate or the receptacle of the valve cone of the filling valve is recessed in the container bottom of the reservoir, formed in this, or is directly connected to this, for example via a screw or a weld. Accordingly, the valve cone is - at least when the valve is closed - in heat-conducting contact with the bottom plate of the filling valve and thus in direct thermal contact with the container bottom of the reservoir. In this way, not only the reservoir and its contents, but also the filling valve can be tempered with its coming into contact with the product components, without a separate heat exchanger for the filling valve would be necessary.

Durch die integrierte Anordnung kann auch auf eine Zuleitung vom Vorratsbehälter zum Füllventil verzichtet werden, da das Füllventil direkt am Vorratsbehälter angeordnet ist. Auch hierdurch kann eine Temperaturänderung des in einer Zuleitung stehenden flüssigen Füllguts vermieden werden, da auf die Zuleitung verzichtet wird.The integrated arrangement can be dispensed with a supply line from the reservoir to the filling valve, since the filling valve is arranged directly on the reservoir. This also makes it possible to avoid a temperature change of the liquid filling material in a supply line, as the supply line is dispensed with.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung können im Deckel des Vorratsbehälters Temperierungsmedienleitungen vorgesehen sein, welche von einem Kühlmedium durchströmt werden können und im Boden des Vorratsbehälters kann eine elektrische Heizanordnung vorgesehen sein. Auf diese Weise kann eine Kühlung von oben und eine Erwärmung von unten auf das flüssige Füllgut aufgebracht werden. Mit einer entsprechenden Vorrichtung können daher sowohl kaltaseptische Abfüllvorgänge, als auch heißaseptische Abfüllvorgänge durchgeführt werden, ohne dass die Vorrichtung aufwändig umgerüstet werden müsste.In an advantageous embodiment, Temperierungsmedienleitungen can be provided in the lid of the reservoir, which can be flowed through by a cooling medium and in the bottom of the reservoir, an electrical heating arrangement can be provided. In this way, cooling from above and heating from below can be applied to the liquid product. With a corresponding device, therefore, both cold aseptic filling operations, and hot aseptic filling operations can be performed without the device would have to be converted consuming.

Mit Vorteil liegt der Teilkreis des mindestens einen Füllventils innerhalb des Durchmessers des Vorratsbehälters. Damit liegen die Füllventile innerhalb der Grundfläche des Vorratsbehälters, so dass eine direkte wärmeleitende Verbindung einfach erreicht werden kann. Mit anderen Worten ist der Durchmesser des Teilkreises der Füllventile kleiner als der Durchmesser des Vorratsbehälters, derart, dass die Füllventile im Vorratsbehälter oder direkt unterhalb des Vorratsbehälters angeordnet sind, bevorzugt ohne eine weitere Zuleitung. Für die vorgenannten Ausführungsformen eignet sich besonders gut ein Füllventil, welches als Freistrahlfüller ausgebildet ist. Andere Füllventile können jedoch ebenfalls verwendet werden.Advantageously, the pitch of the at least one filling valve is within the diameter of the reservoir. Thus, the filling valves are within the base of the reservoir, so that a direct heat-conducting connection can be easily achieved. In other words, the diameter of the pitch circle of the filling valves is smaller than the diameter of the reservoir, such that the filling valves are arranged in the reservoir or directly below the reservoir, preferably without a further supply line. For the aforementioned embodiments is particularly well a filling valve, which is designed as a free-jet filler. However, other filling valves can also be used.

In einer vorteilhaften Weiterbildung liegt mindestens ein Füllventil im Wesentlichen innerhalb des durch den Vorratsbehälter definierten Volumens. Auch auf diese Weise kann eine einfache thermische Ankopplung des Füllventils an das Temperaturniveau des Vorratsbehälters erreicht werden. Es ist bevorzugt, wenn dabei eine Bodenplatte und/oder ein Ventilkonus mindestens eines Füllventils innerhalb des durch den Vorratsbehälter definierten Volumens liegt. Besonders bevorzugt ist dabei die Bodenplatte mindestens eines Füllventils in den Behälterboden des Vorratsbehälters integriert und bevorzugt ist ein Ventilsitz in die Bodenplatte des Vorratsbehälters integriert. Durch das Aufnehmen der Bodenplatte des Füllventils im Volumen des Vorratsbehälters wird erreicht, dass das flüssige Füllgut, welches im Vorratsbehälter über den Wärmetauscher temperiert wird, nicht im Füllventil steht, sondern, da das Füllventil im Wesentlichen keine Zulaufstrecke hat sondern im Volumen des Vorratsbehälters angeordnet ist, frei im Vorratsbehälter strömen kann. Entsprechend wird das flüssige Füllgut stets vermischt und bleibt entsprechend über den Wärmetauscher stets gleichmäßig temperiert. Weiterhin kann auf diese Weise erreicht werden, dass der Ventilkegel vom Produkt umströmt wird und entsprechend auch über diesen Weg die Produkttemperatur annimmt. Weiterhin wird auf diese Weise erreicht, dass das Produkt im Vorratsbehälter frei strömen kann und es nicht zu einem Bereich kommt, in welchem ein Austausch des Produktes mit seiner Umgebung und dem Wärmetauscher unmöglich ist. Ein Strömungsstillstand, wie beispielsweise in einem nicht durchströmten Zuleitungsrohr, findet entsprechend nicht statt.In an advantageous development, at least one filling valve is located substantially within the volume defined by the reservoir. Also in this way a simple thermal coupling of the filling valve to the temperature level of the reservoir can be achieved. It is preferred if in this case a bottom plate and / or a valve cone of at least one filling valve lies within the volume defined by the reservoir. Particularly preferably, the bottom plate of at least one filling valve is integrated into the container bottom of the storage container, and a valve seat is preferably integrated into the bottom plate of the storage container. By picking up the bottom plate of the filling valve in the volume of the reservoir ensures that the liquid product, which is tempered in the reservoir via the heat exchanger, not in the filling valve, but, since the filling valve has essentially no inlet section but is arranged in the volume of the reservoir, can flow freely in the reservoir. Accordingly, the liquid product is always mixed and remains in accordance with the heat exchanger always uniformly tempered. Furthermore, it can be achieved in this way that the valve cone is flowed around by the product and accordingly assumes the product temperature via this path. Furthermore, it is achieved in this way that the product can flow freely in the reservoir and it does not come to an area in which an exchange of the product with its environment and the heat exchanger is impossible. A flow arrest, such as in a non-flow-through supply pipe, does not take place accordingly.

Um eine wärmeleitende direkte Verbindung zwischen dem Füllventil und dem Vorratsbehälter herzustellen, ist mindestens ein Füllventil direkt mit dem Vorratsbehälter verbunden bevorzugt über eine Nietverbindung, eine Schraubverbindung und/oder eine Schweißverbindung. Dabei weist der Vorratsbehälter und mindestens ein Füllventil ein Material hoher Wärmeleitfähigkeit auf und das Material hoher Wärmeleitfähigkeit des Vorratsbehälters steht mit dem Material hoher Wärmeleitfähigkeit des Füllventils direkt in wärmeleitender VerbindungIn order to produce a thermally conductive direct connection between the filling valve and the reservoir, at least one filling valve is connected directly to the reservoir, preferably via a rivet connection, a screw connection and / or a welded connection. In this case, the reservoir and at least one filling valve on a material of high thermal conductivity and the material of high thermal conductivity of the reservoir is directly connected to the material of high thermal conductivity of the filling valve in heat-conducting connection

Die oben gestellte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Befüllen mindestens eines Behälters mit flüssigem Füllgut gemäß Anspruch 9 gelöst, wobei das flüssige Füllgut in einem Vorratsbehälter aufgenommen wird und mittels mindestens eines Füllventils aus dem Vorratsbehälter in den Behälter gefüllt wird, und wobei das flüssige Füllgut im Vorratsbehälter mittels eines Wärmetauschers temperiert wird. Erfindungsgemäß wird mindestens ein Füllventil über den Vorratsbehälter direkt temperiert.The above object is also achieved by a method for filling at least one container with liquid product according to claim 9, wherein the liquid product is received in a reservoir and is filled by means of at least one filling valve from the reservoir into the container, and wherein the liquid product is tempered in the reservoir by means of a heat exchanger. According to the invention, at least one filling valve is tempered directly via the storage container.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1
eine schematische Querschnittsdarstellung einer Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit flüssigem Füllgut in Form eines Füllers für Getränke;
Figur 2
schematisch ein in der Figur 1 verwendetes Füllventil in einer schematischen perspektivischen Darstellung; und
Figur 3
schematisch eine Draufsicht auf eine Füllmaschine.
Preferred further embodiments and aspects of the present invention are explained in more detail by the following description of the figures. Showing:
FIG. 1
a schematic cross-sectional view of an apparatus for filling containers with liquid product in the form of a filler for drinks;
FIG. 2
schematically in the FIG. 1 used filling valve in a schematic perspective view; and
FIG. 3
schematically a plan view of a filling machine.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.In the following, preferred embodiments will be described with reference to the figures. In this case, the same, similar or equivalent elements are denoted by identical reference numerals and a repeated description of these elements will be omitted in the following description in part in order to avoid redundancies.

Figur 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 1 zum Befüllen von Behältern 10 in Form von Flaschen, welche der Vorrichtung 1 über einen Zuführstern 12 zugeführt werden. FIG. 1 schematically shows a device 1 for filling containers 10 in the form of bottles, which are supplied to the device 1 via a feed star 12.

Die Vorrichtung 1 umfasst einen Vorratsbehälter 2 in Form eines Zentralkessels zur Aufnahme des flüssigen Füllguts 20, welches in die Behälter 10 eingefüllt werden soll.The device 1 comprises a storage container 2 in the form of a central boiler for receiving the liquid filling material 20, which is to be filled into the container 10.

Aus dem Vorratsbehälter 2 kann das flüssige Füllgut 20 über ein Füllventil 3 in den Behälter 10 eingefüllt werden. Das Füllventil 3 steht entsprechend mit dem Vorratsbehälter 2 in Fluidverbindung derart, dass das im Vorratsbehälter 2 aufgenommene flüssige Füllgut 20 durch das Füllventil 3 fließen kann. Das Füllventil 3 ist schematisch nachfolgend in der Figur 2 noch einmal genauer gezeigt und beschrieben.From the storage container 2, the liquid product 20 can be filled via a filling valve 3 in the container 10. The filling valve 3 is correspondingly in fluid communication with the storage container 2 such that the liquid contents 20 received in the storage container 2 can flow through the filling valve 3. The filling valve 3 is schematically below in the FIG. 2 again shown and described in more detail.

Der Vorratsbehälter 2 weist einen Wärmetauscher 4 in Form von im Behälterboden 22 des Vorratsbehälters 2 eingebrachten Temperierungsmedienleitungen 40 auf. Die Temperierungsmedienleitungen 40 können, je nach Anwendung, entweder von einem gekühlten Kühlmedium oder einem erwärmten Heizmedium durchflossen werden, um sowohl den Behälterboden 22 des Vorratsbehälters 2 entsprechend zu temperieren, als auch das sich im Vorratsbehälter 2 befindliche flüssige Füllgut 20 auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten oder dieses auf eine vorgegebene Temperatur zu bringen. Die Temperierungsmedienleitungen 40 sind entsprechend dimensioniert, um entweder ein Aufheizen oder Kühlen des flüssigen Füllguts 20 in dem Vorratsbehälter 2 zu ermöglichen, oder lediglich ein Halten der Temperatur, mit welcher das flüssige Füllgut in den Vorratsbehälter 2 eingebracht wurde, zu ermöglichen.The storage container 2 has a heat exchanger 4 in the form of introduced in the container bottom 22 of the reservoir 2 Temperierungsmedienleitungen 40. Depending on the application, the tempering medium lines 40 can either be traversed by a cooled cooling medium or a heated heating medium in order to appropriately temper the container bottom 22 of the storage container 2 as well as to keep the liquid contents 20 in the storage container 2 at a predetermined temperature or to bring this to a predetermined temperature. The Temperierungsmedienleitungen 40 are dimensioned accordingly to allow either a heating or cooling of the liquid product 20 in the reservoir 2, or to allow only holding the temperature at which the liquid product was introduced into the reservoir 2.

In einer nicht gezeigten Alternative kann der Wärmetauscher zum Temperieren des im Vorratsbehälter aufgenommenen flüssigen Füllguts auch elektrisch betätigt werden. Hierzu weist der Wärmetauscher entweder elektrische Heizelemente auf, welche in den Boden und/oder die Wände des Vorratsbehälters eingebracht sind, oder er weist entsprechende elektrische Kühlelemente - beispielsweise Peltier Elemente - auf, welche ebenfalls im Boden und/oder den Wänden des Vorratsbehälters angeordnet sind. Die Übertragung der elektrischen Energie findet dann beispielsweise mittels eines Schleifringübertragers statt.In an alternative, not shown, the heat exchanger for temperature control of the liquid contents received in the reservoir can also be electrically operated. For this purpose, the heat exchanger either electrical heating elements, which are introduced into the bottom and / or the walls of the reservoir, or it has corresponding electrical cooling elements - for example Peltier elements - which are also arranged in the bottom and / or the walls of the reservoir. The transmission of electrical energy then takes place, for example, by means of a slip ring transmitter.

Die unterschiedlichen Typen an Wärmetauschern können auch miteinander kombiniert werden, beispielsweise eine elektrische Heizanordnung im Boden des Vorratsbehälters kombiniert mit Temperierungsmedienleitungen, welche in den Wänden und/oder dem Deckel des Vorratsbehälters angeordnet sind. Beispielsweise können im Deckel des Vorratsbehälters Temperierungsmedienleitungen vorgesehen sein, welche von einem Kühlmedium durchströmt werden können, und im Boden kann eine elektrische Heizanordnung vorgesehen sein. Auf diese Weise kann eine Kühlung von oben her und eine Erwärmung von unten her auf das flüssige Füllgut aufgebracht werden. Mit einer entsprechenden Vorrichtung können daher sowohl kaltaseptische Abfüllvorgänge, als auch heißaseptische Abfüllvorgänge durchgeführt werden, ohne dass die Vorrichtung aufwändig umgerüstet werden müsste.The different types of heat exchangers can also be combined with each other, for example, an electrical heating arrangement in the bottom of the reservoir combined with Temperierungsmedienleitungen, which are arranged in the walls and / or the lid of the reservoir. For example, may be provided in the lid of the reservoir Temperierungsmedienleitungen which can be traversed by a cooling medium, and in the bottom may be provided an electric heating arrangement. In this way, cooling from above and heating from below can be applied to the liquid product. With a corresponding device, therefore, both cold aseptic filling operations, and hot aseptic filling operations can be performed without the device would have to be converted consuming.

Die Verwendung anderer Wärmetauscher ist ebenso denkbar, beispielsweise das Beaufschlagen des Vorratsbehälters mit Wärmestrahlung oder der Einsatz von Mikrowellen.The use of other heat exchangers is also conceivable, for example, the application of heat radiation to the reservoir or the use of microwaves.

Die Temperatur, welche im Vorratsbehälter 2 erreicht werden soll und welche an das flüssige Füllgut 20 übergeben werden soll, hängt von den Eigenschaften des flüssigen Füllguts 20 und den tatsächlichen Abfüllbedingungen ab. Beispielsweise soll beim Abfüllen eines Kühlkettenprodukts wie Frischmilch eine Temperatur des flüssigen Füllguts 20 im Vorratsbehälter 2 erreicht werden, welche im Bereich von 0°C bis 5°C liegt, bevorzugt bei 4°C. Bei einer Heißabfüllung von Obst- oder Gemüsesäften wird durch die Temperierungsmedienleitungen 40 ein erhitztes Heizmedium geführt, um das flüssige Füllgut 20 entsprechend bei 80°C bis 95°C zu halten oder auf diese Temperatur zu erhitzen.The temperature which is to be achieved in the storage container 2 and which is to be transferred to the liquid product 20 depends on the properties of the liquid product 20 and the actual filling conditions. For example, when filling a cold chain product such as fresh milk, a temperature of the liquid filling material 20 in the storage container 2 should be reached, which lies in the range from 0 ° C to 5 ° C, preferably at 4 ° C. In a hot filling of fruit or vegetable juices, a heated heating medium is passed through the Temperierungsmedienleitungen 40 to hold the liquid product 20 according to at 80 ° C to 95 ° C or to heat to this temperature.

Um eine Temperierung der mit dem flüssigen Füllgut 20 in Kontakt stehenden Komponenten des Füllventils 3 zu ermöglichen um eine Beeinflussung der Temperatur des flüssigen Füllguts 20 zu vermeiden, wird die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform vorgeschlagen. Entsprechend ist das Füllventil 3 in den Vorratsbehälter 2 so integriert, dass die Bodenplatte 30 des Füllventils 3 direkt wärmeleitend mit dem Behälterboden 22 des Vorratsbehälters 2 verbunden ist, so dass eine direkte thermische Verbindung ausgebildet ist.In order to allow a temperature of the standing with the liquid product 20 in contact components of the filling valve 3 in order to avoid influencing the temperature of the liquid filling material 20, the in FIG. 1 shown embodiment proposed. Accordingly, the filling valve 3 is integrated into the reservoir 2 so that the bottom plate 30 of the filling valve 3 directly thermally conductively connected to the container bottom 22 of the reservoir 2, so that a direct thermal connection is formed.

Die thermische Verbindung wird hier unter anderem dadurch hergestellt, dass ein direkter Materialkontakt des typischerweise aus Edelstahl aufweisenden Behälterbodens 22 des Vorratsbehälters 2 mit der ebenfalls typischerweise Edelstahl aufweisenden Bodenplatte 30 des Füllventils 3 besteht. Diese Verbindung kann beispielsweise über eine Verschweißung der beiden Teile, durch direktes Einformen der Bodenplatte 30 in den Behälterboden 22 des Vorratsbehälters 2, oder durch ein entsprechendes Verschrauben beziehungsweise Vernieten der beiden Teile miteinander erreicht werden. Dadurch, dass durch die Integration des Füllventils 3 in den Vorratsbehälter 2 eine thermische Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter 2 und dem Füllventil 3 und insbesondere mit der Bodenplatte 30 des Füllventils 3 hergestellt wird, wird die von dem Wärmetauscher 4 aufgebrachte Wärme beziehungsweise Kälte direkt auf die Bodenplatte 30 des Füllventils 3 übertragen. Auf diese Weise ist die Bodenplatte 30 des Füllventils 3 stets auf dem gleichen Temperaturniveau, wie der Behälterboden 22 des Vorratsbehälters 2. Damit ändert das Füllventil 3 aber das Temperaturniveau des flüssigen Füllguts 20 nicht, und zwar unabhängig davon, ob die Vorrichtung 1 im Befüllmodus betrieben wird und das Füllventil 3 von flüssigem Füllgut 20 durchströmt wird, oder ob sie steht.The thermal connection is here produced, inter alia, that there is a direct material contact of the typically made of stainless steel container bottom 22 of the reservoir 2 with the also typically stainless steel having bottom plate 30 of the filling valve 3. This connection can be achieved, for example, by welding the two parts together, by directly shaping the bottom plate 30 into the container bottom 22 of the storage container 2, or by a corresponding screwing or riveting of the two parts. Characterized in that by the integration of the filling valve 3 in the reservoir 2, a thermal connection between the reservoir 2 and the filling valve 3 and in particular with the bottom plate 30 of the filling valve 3 is produced, the applied heat from the heat exchanger 4 or cold directly to the bottom plate 30 of the filling valve 3 transferred. In this way, the bottom plate 30 of the filling valve 3 is always at the same temperature level as the container bottom 22 of the reservoir 2. Thus, the filling valve 3 but does not change the temperature level of the liquid product 20, regardless of whether the device 1 operated in the filling mode is and the filling valve 3 is flowed through by liquid medium 20, or whether it is.

Der Ventilkegel 32 des Füllventils 3 ist in der auf der rechten Seite der Figur 1 gezeigten Ausführungsform in seinem in der Bodenplatte 30 ausgebildeten Ventilsitz 300 eingebracht. Auf diese Weise tritt auch der Ventilkegel 32 in direkten thermischen Kontakt mit der Bodenplatte 30 und damit mit dem Behälterboden 22 des Vorratsbehälters 2. Entsprechend wird auch der Ventilkegel 32 stets auf dem gleichen Temperaturniveau gehalten, wie der Behälterboden 22 des Vorratsbehälters 2.The poppet 32 of the filling valve 3 is in the on the right side of FIG. 1 shown embodiment in its formed in the bottom plate 30 valve seat 300. In this way, the valve cone 32 also comes in direct thermal contact with the bottom plate 30 and thus with the container bottom 22 of the reservoir 2. Accordingly, the valve cone 32 is always kept at the same temperature level as the container bottom 22 of the reservoir. 2

Neben dem direkten Kontakt der Bodenplatte 30 sowie des Ventilkegels 32 des Füllventils 3 mit dem Behälterboden 22 des Vorratsbehälters 2 steht das Füllventil 3 zumindest bezüglich seiner Bodenplatte 30 als auch bezüglich des Ventilkegels 32 mit dem flüssigen Füllgut 20 in direktem Kontakt. Auch über diesen Kontakt des Ventilkegels 32 und der Bodenplatte 30 mit dem flüssigen Füllgut 20 wird eine Temperierung des Füllventils 3 auf das Temperaturniveau des flüssigen Füllguts 20 erreicht.In addition to the direct contact of the bottom plate 30 and the valve plug 32 of the filling valve 3 with the container bottom 22 of the reservoir 2, the filling valve 3 is at least with respect to its bottom plate 30 and with respect to the valve cone 32 with the liquid product 20 in direct contact. Also via this contact of the valve cone 32 and the bottom plate 30 with the liquid product 20 is a temperature of the filling valve 3 to the temperature level of the liquid product 20 is reached.

Da das Füllventil 3 in den Vorratsbehälter 2 integriert ist, steht das flüssige Füllgut 20 nicht in strömungsarmen oder strömungslosen Bereichen, wenn das Füllventil 3 geschlossen ist, sondern das flüssige Füllgut 20 kann innerhalb des Vorratsbehälters 2 frei zirkulieren. Dies wird besonders deutlich, wenn das geschlossene Füllventil auf der rechten Seite der Figur 1 betrachtet wird. Hierbei ist klar zu erkennen, dass sich im Wesentlichen das gesamte Volumen des flüssigen Füllguts 20 in stetem Austausch befindet. Entsprechend wird das flüssige Füllgut 20 in dem Vorratsbehälter 2 über den Wärmetauscher 4 stets bezüglich dessen gesamten Volumens auf die vorgegebene Temperatur gebracht oder auf dieser gehalten.Since the filling valve 3 is integrated in the storage container 2, the liquid product 20 is not in low-flow or flow-less areas when the filling valve 3 is closed, but the liquid product 20 can circulate freely within the reservoir 2. This becomes particularly clear when the closed filling valve on the right side of the FIG. 1 is looked at. It can be clearly seen that substantially the entire volume of the liquid product 20 is in constant exchange. Accordingly, the liquid product 20 is always brought in the reservoir 2 via the heat exchanger 4 with respect to the entire volume to the predetermined temperature or held on this.

Entsprechend kann auch bei einem Anlagenstillstand, bei welchem das Füllventil 3 nicht vom flüssigen Füllgut 20 durchströmt wird, sichergestellt werden, dass das flüssige Füllgut 20 in seiner Gesamtheit auf der vorgegebenen Temperatur gehalten wird, was insbesondere im Bereich der Heißabfüllung und für die aseptische Kaltabfüllung von großer Bedeutung ist, um jederzeit eine möglichst geringe Keimbelastung beziehungsweise eine möglichst geringe mikrobiologische Belastung des noch nicht verfüllten Füllguts zu gewährleisten. Auf die beschriebene Weise kann auch eine Unterbrechung der Kühlkette von Kühlkettenprodukten vermieden werden, da eine Erwärmung des Produkts in einem strömungslosen Anlagenteil, wie beispielsweise einer aus dem Stand der Technik bekannten Zuführleitung zu einem Füllventil, nicht stattfindet.Accordingly, even in a plant standstill, in which the filling valve 3 is not flowed through by the liquid product 20, be ensured that the liquid product 20 is kept in its entirety at the predetermined temperature, which is particularly in the hot filling and aseptic cold filling of is of great importance in order to ensure at all times the lowest possible bacterial load or the lowest possible microbiological load of the filling material not yet filled. In the manner described, an interruption of the cold chain of cold chain products can be avoided since heating of the product in a flowless part of the plant, such as a known from the prior art supply to a filling valve, does not take place.

Entsprechend ist es in der gezeigten Vorrichtung 1 auch nicht mehr notwendig, beispielsweise bei Betriebsbeginn oder nach einer Unterbrechung des Abfüllvorgangs das temperierte flüssige Füllgut zum Temperieren des Füllventils 3 zu verwenden und danach zu entsorgen, sondern auch das Füllventil 3 wird stets auf der geforderten Temperatur gehalten, selbst dann, wenn der Abfüllvorgang unterbrochen ist.Accordingly, it is no longer necessary in the illustrated device 1, for example, at start of operation or after an interruption of the filling process to use the tempered liquid product for tempering the filling valve 3 and then dispose of it, but also the filling valve 3 is always maintained at the required temperature even if the filling process is interrupted.

Der Teilkreis T der Füllventile 3 ist in der Vorrichtung 1 so ausgestaltet, dass er innerhalb des Durchmessers D des Vorratsbehälters 2 liegt. Mit anderen Worten liegen die Füllventile 3 bevorzugt innerhalb des Vorratsbehälters 2 derart, dass sie vollständig in den Vorratsbehälter 2 integriert sind.The pitch circle T of the filling valves 3 is designed in the device 1 so that it lies within the diameter D of the reservoir 2. In other words, the filling valves 3 are preferably within the storage container 2 such that they are completely integrated into the storage container 2.

In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die Füllventile 3 auch innerhalb des vom Vorratsbehälter 2 definierten Volumens.In the in FIG. 1 Shown embodiment, the filling valves 3 are also within the volume defined by the reservoir 2.

In diesem Zusammenhang werden unter "Füllventil" zumindest diejenigen Komponenten des Füllventils 3 verstanden, welche direkt mit dem flüssigen Füllgut 20 in Kontakt kommen und entsprechend dessen Temperatur beeinflussen könnten.In this context, the term " filling valve " is understood to mean at least those components of the filling valve 3 which come into direct contact with the liquid filling material 20 and could influence its temperature accordingly.

Es versteht sich, dass beispielsweise die Steuerung des Füllventils 3, welche in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Ventilsteuerung 34 in Form einer Pneumatik ausgeführt wird, nicht von dem flüssigen Füllgut 20 umströmt wird und entsprechend auch nicht zwangsläufig auf der gewünschten Produkttemperatur liegt. Damit kann auch erreicht werden, dass temperatursensitive Bauteile - beispielsweise die Mikroelektronik der Steuerung oder die Wägezellen - außerhalb der jeweils temperierten Bereiche liegen können und auf diese Weise die Anlagenverfügbarkeit weiter erhöht werden kann.It is understood that, for example, the control of the filling valve 3, which in the in FIG. 1 embodiment shown is carried out via a valve control 34 in the form of a pneumatic, is not flowed around by the liquid product 20 and, accordingly, is not necessarily at the desired product temperature. This can also be achieved that temperature-sensitive components - such as the microelectronics of the controller or the load cells - can be outside the respective tempered areas and in this way the system availability can be further increased.

Um eine vollständige und kontinuierliche Durchmischung des flüssigen Füllguts 20 zu erreichen, ist bevorzugt mindestens ein Rührflügel 24 im Volumen des Vorratsbehälters 2 vorgesehen, welcher bei einer Rotation des Vorratsbehälters 2 dafür sorgt, dass das flüssige Füllgut 20 durchmischt wird und entsprechend das Temperaturniveau homogen innerhalb des gesamten Flüssigkeitsvolumens in dem Vorratsbehälter 2 gehalten wird. Alternativ ist hierfür auch die Verwendung eines eigenen Rührwerkes möglich.In order to achieve a complete and continuous mixing of the liquid contents 20, preferably at least one stirring blade 24 is provided in the volume of the reservoir 2, which ensures during a rotation of the reservoir 2 that the liquid product 20 is mixed and accordingly the temperature level homogeneous within the entire liquid volume is held in the reservoir 2. Alternatively, the use of a separate agitator is possible for this purpose.

Das flüssige Füllgut 20 kann entweder bereits vorgeheizt oder vorgekühlt in den Vorratsbehälter 2 eingebracht werden und über den Wärmetauscher 4 auf der vorgegebenen Temperatur gehalten werden, oder aber es kann über eine zusätzliche, in der Figur nicht gezeigte Eintragvorrichtung Wärme eingebracht werden, beispielsweise über eine Mikrowellenofenanordnung.The liquid product 20 can be either pre-heated or pre-cooled introduced into the reservoir 2 and kept at the predetermined temperature via the heat exchanger 4, or it can be introduced via an additional, not shown in the figure entry device heat, for example via a microwave oven arrangement ,

Zur Überprüfung der Temperatur des flüssigen Füllguts 20 in dem Vorratsbehälter 2, um sicherzustellen, dass sich das Produkt auf der richtigen Temperatur befindet, kann ein Temperatursensor 9 eingebaut sein.To check the temperature of the liquid product 20 in the reservoir 2 to ensure that the product is at the correct temperature, a temperature sensor 9 can be installed.

Über den Zuführstern 12 werden die Behälter 10 bevorzugt auch vortemperiert angeliefert, derart, dass eine Befüllung in einen entsprechend gekühlten beziehungsweise erwärmten Behälter 10 stattfinden kann und damit die Fülltemperatur exakt eingehalten werden kann.About the feed star 12, the container 10 are preferably supplied pre-tempered, such that a filling can take place in a correspondingly cooled or heated container 10 and thus the filling temperature can be maintained exactly.

Die einzufüllende Menge an Flüssigkeit wird bevorzugt über eine Wiegeeinrichtung 8 bestimmt, die unter anderem eine Wiegezelle 80 umfasst, welche unterhalb des Behälters 10 angeordnet ist. In weiteren bevorzugten Ausführungsbeispielen kann jedoch auch eine Durchflussmessung am Füllventil 3 oder eine Bestimmung der Füllhöhe im Behälter 10, beispielsweise mittels einer Sonde, durchgeführt werden, um das Ende des Füllvorganges und damit ein Schließen des Füllventils 3 zu erreichen.The amount of liquid to be filled is preferably determined by a weighing device 8 which, inter alia, comprises a weighing cell 80, which is arranged below the container 10. In further preferred embodiments, however, a flow measurement at the filling valve 3 or a determination of the filling level in the container 10, for example by means of a probe, performed to achieve the end of the filling process and thus closing the filling valve 3.

Beim Befüllen von Behältern 10 mit Kühlkettenprodukten, wie beispielsweise Frischmilch, wird diese Abfüllung bevorzugt kalt-aseptisch bei einer Temperatur zwischen 0°C und 5°C und besonders bevorzugt bei 4°C durchgeführt. Die Kühlkette soll zwischen der Produktaufbereitung, der Abfüllung und dem Transport bis hin zum Verbraucher nicht unterbrochen werden, um ein Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern oder zu reduzieren. Auf diese Weise können Produkte zwischen 30 und 90 Tage haltbar gemacht werden.When filling containers 10 with cold chain products, such as fresh milk, this bottling is preferably carried out cold aseptically at a temperature between 0 ° C and 5 ° C and more preferably at 4 ° C. The cold chain should not be interrupted between product preparation, filling and transport to the consumer in order to prevent or reduce the growth of microorganisms. In this way, products can be preserved between 30 and 90 days.

Die Klimatisierung von Produktionshallen für eine solche kalt-aseptische Abfüllung, wie sie bislang notwendig war, wird mit der Vorrichtung 1, wie sie in Figur 1 gezeigt ist, entbehrlich. Vielmehr kann die Vorrichtung 1 freistehend angeordnet werden. Sie kann auch unmittelbar im direkten Umfeld von Wärmequellen, so wie beispielsweise dem Motor 120 des Zuführsternes 12, angeordnet sein und diese Wärmequellen haben nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Temperaturniveau des flüssigen Füllguts 20 im Vorratsbehälter.The air conditioning of production halls for such a cold aseptic filling, as was previously necessary, with the device 1, as in FIG. 1 shown is dispensable. Rather, the device 1 can be arranged free-standing. It can also be arranged directly in the immediate vicinity of heat sources, such as the motor 120 of the feed star 12, and these heat sources have only a negligible effect on the temperature level of the liquid product 20 in the reservoir.

Im Stand der Technik war es bekannt, dass bei nicht-klimatisierten Produktionshallen zum Produktionsbeginn sowie bei einer Produktionsunterbrechung, welche beispielsweise durch Betriebsstörungen stattfindet, ein Teil der produzierten Menge entsorgt werden muss, da zunächst wieder das Füllventil und die Füllmaschine durch die abzufüllende Flüssigkeit auf die vorgegebene Temperatur gebracht werden müssen. Mit der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung 1 ist dies nicht mehr notwendig, da das flüssige Füllgut 20 im Vorratsbehälter 2 gehalten wird und das Füllventil 3 durch den thermischen Kontakt mit dem Vorratsbehälter 2 ebenfalls auf der vorgegebenen Temperatur gehalten wird. Ein Durchströmen des Füllventils 3 mit dem flüssigen Füllgut 20, um das Füllventil 3 auf Abfülltemperatur zu bringen, ist nicht mehr notwendig, da sich das Füllventil 3 durch den thermischen Kontakt mit dem Vorratsbehälter 2 ebenfalls auf Abfülltemperatur befindet.In the prior art, it was known that in non-air-conditioned production halls at the start of production and a production interruption, which takes place for example due to malfunction, a portion of the produced quantity must be disposed of, since first again the filling valve and the filling machine by the liquid to be filled on the given temperature must be brought. With the in FIG. 1 shown device 1, this is no longer necessary, since the liquid product 20 is held in the reservoir 2 and the filling valve 3 is also held by the thermal contact with the reservoir 2 at the predetermined temperature. A flow through the filling valve 3 with the liquid product 20 to bring the filling valve 3 to the filling temperature, is no longer necessary because the filling valve 3 is also due to the thermal contact with the reservoir 2 to the filling temperature.

Das flüssige Füllgut 20 wird über eine Zuleitung 5 und einen entsprechenden Drehverteiler 52 in den Vorratsbehälter 2 eingebracht. Die Zuleitung 5 ist bevorzugt mit einer Isolation 50 versehen, um ein Auskühlen beziehungsweise ein Erwärmen des flüssigen Füllguts 20 auf dem Weg in den Vorratsbehälter 2 zu reduzieren oder zu verhindern.The liquid product 20 is introduced via a feed line 5 and a corresponding rotary distributor 52 in the reservoir 2. The supply line 5 is preferably provided with an insulation 50 in order to reduce or prevent cooling or heating of the liquid filling material 20 on the way into the storage container 2.

Weiterhin ist der Bereich, in welchem sich die Behälter 10 während des Füllvorganges befinden, in einem so genannten Isolatorgehäuse 6 angeordnet. Das Isolatorgehäuse 6 wird mit entsprechend temperierter, bevorzugt auch sterilisierter und getrockneter, Luft durchströmt, welche beispielsweise über den Zuführungsflansch 60 und den Abluftflansch 62 in das Isolatorgehäuse 6 eingebracht wird. Um eine Drehung bei gleichzeitig zuverlässiger Abdichtung zu ermöglichen, ist die seitliche Wand 64 des Isolatorgehäuses 6 statisch angeordnet und über Wasserschlösser 66 mit den rotierenden Bestandteilen des Isolatorgehäuses 6, beispielsweise in Form des Deckels 68, verbunden. Eine Isolierung 50 kann auch um das Isolatorgehäuse 6 herum angeordnet sein, um eine Temperierung innerhalb des Isolatorgehäuses 6 aufrechtzuerhalten.Furthermore, the area in which the containers 10 are located during the filling process is arranged in a so-called insulator housing 6. The insulator housing 6 is flowed through with appropriately tempered, preferably also sterilized and dried, air, which is introduced, for example via the feed flange 60 and the exhaust flange 62 into the insulator housing 6. In order to enable a rotation with simultaneous reliable sealing, the lateral wall 64 of the insulator housing 6 is statically arranged and connected via water locks 66 with the rotating components of the insulator housing 6, for example in the form of the lid 68. An insulation 50 may also be arranged around the insulator housing 6 in order to maintain a temperature within the insulator housing 6.

Das Isolatorgehäuse 6 kann temperiert sein, um einen temperierten Innenraum bereit zu stellen und entsprechend die in dem Isolatorgehäuse 6 aufgenommenen Anlagenkomponenten, die zu befüllenden Behälter sowie das abzufüllende Produkt auf der gewünschten Abfülltemperatur zu halten. Die Temperierung des Isolatorgehäuses 6 kann dabei über mindestens einen der oben angegebenen Wärmetauschertypen vorgenommen werden. Alternativ kann die Temperierung auch über Heiz- oder Kühlregister in der Luftzufuhr zum Zuführflansch 60 durchgeführt werden. Die Luft kann dabei über den Abluftflansch 62 im Kreislauf geführt werden, um einen effizienten Betrieb der Anlage zu erreichen.The insulator housing 6 may be tempered to provide a temperature-controlled interior and to keep according to the recorded in the insulator housing 6 system components to hold the container to be filled and the product to be filled at the desired filling temperature. The temperature of the insulator housing 6 can be made via at least one of the above-mentioned heat exchanger types. Alternatively, the temperature control can also be performed via heating or cooling registers in the air supply to Zuführflansch 60. The air can be recycled via the exhaust flange 62 in order to achieve efficient operation of the system.

Die in Figur 1 gezeigte Anordnung ist weiterhin dahingehend vorteilhaft, dass weitere temperaturempfindliche Komponenten außerhalb des Isolatorgehäuses 6 angeordnet sind. Beispielsweise sind die Wägezellen 80 außerhalb des Isolatorgehäuses 6 angeordnet, so dass temperaturinduzierte Ungenauigkeiten der Wägezellen 80 reduziert werden können und entsprechend ein exakterer Betrieb der Vorrichtung 1 bei gleichzeitigem Einhalten der gewünschten Abfülltemperatur erreicht werden kann.In the FIG. 1 The arrangement shown is further advantageous in that further temperature-sensitive components are arranged outside of the insulator housing 6. For example, the load cells 80 are disposed outside of the insulator housing 6, so that temperature-induced inaccuracies of the load cells 80 can be reduced and correspondingly a more accurate operation of the device 1 can be achieved while maintaining the desired filling temperature.

Auch die Anordnung des Motors 120 des Zuführsterns 12 außerhalb des Isolatorgehäuses 6 resultiert in einer erhöhten Anlagenverfügbarkeit, da der Motor 120 nicht überhitzen kann.The arrangement of the motor 120 of the feed star 12 outside the insulator housing 6 results in increased plant availability, since the engine 120 can not overheat.

Die Anordnung von Wägezellen und Antrieben außerhalb des Isolatorgehäuses 6 hat weiterhin den Vorteil, dass diese Komponenten sich außerhalb des Spritzbereiches des abzufüllenden Produkts, sowie von den im Isolatorgehäuse verwendeten Reinigungsmedien befinden. Weiterhin wird die Zugänglichkeit für Wartung und Instandsetzung durch die genannte Anordnung verbessert. Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung 1 zum Befüllen von Behältern 10 ist aufgrund der gezeigten Ausgestaltung des Füllventils 3 zunächst nicht zum Abfüllen von schäumenden oder karbonisierten Getränken geeignet. Diese Eignung kann aber über eine geänderte Ausführung des Füllventils 3 hergestellt werden, wobei dann die Behälters 10 an ein solches Füllventil 3 zur vorhergehenden Vorspannung der Behälter 10 angepresst werden müssen.The arrangement of load cells and drives outside the insulator housing 6 has the further advantage that these components are located outside the spray area of the product to be filled, as well as of the cleaning media used in the insulator housing. Furthermore, the accessibility for maintenance and repair is improved by said arrangement. In the FIG. 1 shown device 1 for filling containers 10 is due to the illustrated embodiment of the filling valve 3 initially not suitable for filling foaming or carbonated drinks. However, this suitability can be produced by means of a modified embodiment of the filling valve 3, in which case the container 10 then has to be pressed against such a filling valve 3 for the preceding pretensioning of the container 10.

Um eine Temperierung des Vorratsbehälters 2 zu erreichen, wird bevorzugt zum Zuführen eines entsprechenden Temperierungsmediums zu den Temperierungsmedienleitungen 40 im Behälterboden 22 des Vorratsbehälters 2 über den Drehverteiler 52 eine entsprechende Temperierungsmedienleitung 42 zum rotierenden Boden 22 des Vorratsbehälters 2 zugeführt. Über diese Temperierungsmedienleitung 42 kann gleichzeitig auch die Zuleitung 5 für das flüssige Füllgut 20 temperiert werden.In order to achieve a temperature control of the storage container 2, a corresponding temperature control medium line 42 is preferably supplied to the rotating bottom 22 of the storage container 2 for supplying a corresponding tempering medium to the Temperierungsmedienleitungen 40 in the container bottom 22 of the reservoir 2 via the rotary distributor 52. At the same time, the feed line 5 for the liquid product 20 can also be tempered via this temperature-control medium line 42.

Über eine entsprechende Ableitung 26 kann das verbrauchte Temperierungsmedium dann beispielsweise in einen stehenden Kanal 28 abgeleitet werden. Der Kanal 28 kann in einer Alternative auch als geschlossene Mediendrehführung - ähnlich dem Mediendrehverteiler 52 - ausgestaltet sein. Die Ableitung 26 kann in einer weiteren Alternative auch über eine Spur des Mediendrehverteilers 52 erfolgen.Via a corresponding derivation 26, the consumed temperature control medium can then be derived, for example, into a standing channel 28. The channel 28 may be configured in an alternative as a closed media rotation guide - similar to the media rotary distributor 52 -. The derivative 26 may be made in a further alternative via a track of the media rotary distributor 52.

Im Falle der Verwendung der Vorrichtung 1 zum Abfüllen gekühlter Produkte, insbesondere zur Verwendung bei der aseptischen Kaltabfüllung, kann der Motor 120 über einen separaten Kühlkreislauf 122 gekühlt werden. Über einen Zahnriemen 124 oder eine gleichwirkende Drehmomentübertragungsvorrichtung kann die eigentliche Füllvorrichtung 1 angetrieben werden, um einen Wärmeeintrag weiter zu reduzieren.In the case of using the device 1 for filling cooled products, in particular for use in aseptic cold filling, the motor 120 can be cooled via a separate cooling circuit 122. Via a toothed belt 124 or an equivalent torque transmission device, the actual filling device 1 can be driven in order to further reduce a heat input.

Das Füllventil 3 wird bevorzugt über eine Ventilsteuerung 34 in Form einer Pneumatik angesteuert. Als Alternative kann jedoch beispielsweise auch ein Piezostapel, eine elektromagnetische, oder eine hydraulische Ansteuerung genauso wie die Ansteuerung mittels eines Linearmotors oder anderen elektromotorischen Antriebs vorgesehen sein. Durch die unterschiedlichen Stellungen des Ventilkegels 32 kann die Durchflussgeschwindigkeit und damit die Füllgeschwindigkeit verändert werden.The filling valve 3 is preferably controlled via a valve control 34 in the form of a pneumatic system. As an alternative, however, it is also possible to provide, for example, a piezo stack, an electromagnetic or a hydraulic control as well as the control by means of a linear motor or other electromotive drive. Due to the different positions of the valve cone 32, the flow rate and thus the filling speed can be changed.

In Figur 1 ist weiterhin ein System zur Reinigung des Isolatorgehäuses 6 gezeigt, welches über Sprühdüsen 70 sowohl das Isolatorgehäuse 6 als auch den Vorratsbehälter 2 mit entsprechenden Sterilisationsmedien beaufschlagen kann, um eine Reinigung und Sterilisation durchzuführen.In FIG. 1 Furthermore, a system for cleaning the insulator housing 6 is shown, which can act via spray nozzles 70, both the insulator housing 6 and the reservoir 2 with appropriate sterilization media to perform a cleaning and sterilization.

In Figur 2 ist das Füllventil 3 noch einmal in einer schematischen perspektivischen Darstellung gezeigt, wobei die Bodenplatte 30, welche in Figur 1 integriert beziehungsweise in direkter Verbindung mit dem Behälterboden 22 des Vorratsbehälters 2 ausgebildet ist, gut zu erkennen ist.In FIG. 2 the filling valve 3 is shown again in a schematic perspective view, wherein the bottom plate 30, which in FIG. 1 integrated or formed in direct connection with the container bottom 22 of the reservoir 2, is clearly visible.

Die Bodenplatte 30 weist, neben dem Ventilsitz 300, welcher zur Aufnahme des Ventilkegels 32 dient, drei Führungen 320 auf, welche zur axialen Führung des Ventilkegels 32 dienen. Eine Hubstange 340 ist über einen entsprechenden Antrieb mit der jeweiligen Steuerung 34 derart verbunden, dass der Ventilkegel 32 angehoben und wieder in den Ventilsitz 300 abgesenkt werden kann, um eine Durchflusssteuerung für das flüssige Füllgut bereitzustellen. Ein Balg 322 ist vorgesehen, um eine Abdichtung gegenüber der Außenseite zu erreichen. Da keinerlei statische Dichtungen vorgesehen sind, welche beispielsweise durch einen O-Ring ausgebildet sein könnten, sondern über den Balg 322 eine dynamische Abdichtung möglich ist, wird eine besonders hygienische Ausführung des Füllventils 3 erreicht. Der Ventilkegel 32, der Balg 322, die Hubstange 340 und der mit dem Deckel des Vorratsbehälters 2 in Figur 1 in Verbindung stehende Ventildeckel 324 bilden eine Einheit und sind unlösbar, beispielsweise über ein Laserschweißverfahren, miteinander verbunden.The bottom plate 30 has, in addition to the valve seat 300, which serves to receive the valve cone 32, three guides 320, which serve for the axial guidance of the valve cone 32. A lift rod 340 is connected via a corresponding drive with the respective controller 34 such that the valve plug 32 can be raised and lowered back into the valve seat 300 in order to provide a flow control for the liquid product. A bellows 322 is provided to achieve a seal against the outside. Since no static seals are provided, which could be formed for example by an O-ring, but on the bellows 322 a dynamic seal is possible, a particularly hygienic design of the filling valve 3 is achieved. The poppet 32, the bellows 322, the lifting rod 340 and with the lid of the reservoir 2 in FIG. 1 related valve covers 324 form a unit and are non-releasably connected to each other, for example via a laser welding process.

In Figur 3 ist eine Draufsicht auf eine Anlage mit der Vorrichtung 1 zum Befüllen von Behältern mit Flüssigkeiten schematisch gezeigt. Eine Verschließvorrichtung 14 zum Verschließen der befüllten Behälter 10 ist gezeigt und es sind weiterhin Wärmebildkameras 90, 92 vorgesehen, welche die Temperatur der Behälters 10 nach dem Befüllvorgang kontrollieren.In FIG. 3 is a plan view of a system with the device 1 for filling containers with liquids shown schematically. A closure device 14 for closing the filled containers 10 is shown, and thermal imaging cameras 90, 92 are further provided which control the temperature of the container 10 after the filling operation.

Beispielsweise ist es bei der Heißabfüllung wichtig, dass nach dem Verschließen der Behälter das Innere der jeweiligen Behälters 10 für eine bestimmte Zeit auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird, beispielsweise für 5 Sekunden auf 90°C, um das Produkt sowie den Behälter selbst vollständig zu sterilisieren. Die Wärmebildkameras 90, 92 sind entsprechend so angeordnet, dass sie das Temperaturniveau zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten für jeden Behälter 10 kontrollieren können und entsprechend eine Qualitätskontrolle dieser Art bereitstellen können.For example, in hot-filling, it is important that, after sealing the containers, the interior of the respective container 10 be maintained at a predetermined temperature for a certain time, for example 5 seconds at 90 ° C to completely sterilize the product as well as the container itself , The thermal imagers 90, 92 are respectively arranged to control the temperature level at two different times for each container 10 and to provide a quality control of this kind accordingly.

Um auch den Kopfraum des Behälters 10 zu sterilisieren, kann es notwendig sein, in diesem Abschnitt die Behälter 10 zu schwenken, um eine vollständige Benetzung mit der heißen Flüssigkeit zu gewährleisten.In order to also sterilize the headspace of the container 10, it may be necessary to pivot the containers 10 in this section to ensure complete wetting with the hot liquid.

Vor dem Zuführstern 12 kann beispielsweise eine Behälterspülmaschine, eine Behälterherstellmaschine oder eine Behältersterilisationsmaschine angeordnet sein. Dabei werden vorteilhaft Maschinen verwendet, bei denen die Prozesswärme oder Prozesskälte genutzt werden kann, um den Behälter 10 jeweils mit der gewünschten Temperatur in die Füllmaschine 1 einzuführen. Dazu kann auch eine Temperierungseinheit für die Behälter vorgeschaltet seinü.Before the feed star 12, for example, a container dishwasher, a container manufacturing machine or a container sterilization machine can be arranged. In this case, machines are advantageously used in which the process heat or process refrigeration can be used to introduce the container 10 in each case with the desired temperature in the filling machine 1. This can also be preceded by a temperature control unit for the containers.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtung zum Befüllen von BehälternDevice for filling containers
1010
Behältercontainer
1212
Zuführsternfeed star
120120
Motorengine
122122
KühlkreislaufCooling circuit
124124
Zahnriementoothed belt
22
Vorratsbehälterreservoir
2020
flüssiges Füllgutliquid contents
2222
Behälterbodencontainer bottom
2424
Rührflügelimpellers
2626
Ableitungderivation
2828
Kanalchannel
33
Füllventilfilling valve
3030
Bodenplattebaseplate
3232
Ventilkegelshuttle
3434
Ventilsteuerungvalve control
300300
Ventilsitzvalve seat
320320
Führung des VentilkegelsGuide the valve cone
322322
Balgbellows
324324
Ventildeckelvalve cover
340340
Hubstangelifting rod
44
Wärmetauscherheat exchangers
4040
TemperierungsmedienleitungTemperierungsmedienleitung
4242
TemperierungsmedienleitungTemperierungsmedienleitung
55
Zuleitungsupply
5050
Isolationisolation
5252
Drehverteilerrotary distributor
66
Isolatorgehäuseinsulator housing
6060
ZuführflanschZuführflansch
6262
Abluftflanschexhaust air flange
6464
seitliche Wand des Isolatorgehäuseslateral wall of the insulator housing
6666
Wasserschlosswater Castle
6868
Deckel des IsolatorgehäusesCover of the insulator housing
7070
Sprühdüsespray nozzle
88th
Wiegeeinrichtungweighing System
8080
WiegezelleLoad cell
9090
WärmebildkameraThermal camera
9292
WärmebildkameraThermal camera
TT
Teilkreispitch circle
DD
Durchmesser des VorratsbehältersDiameter of the reservoir

Claims (9)

  1. Device (1) for filling at least one container (10) with liquid filling material (20), the device (1) having a reservoir (2) for receiving the liquid filling material (20) and at least one filler valve (3), connected fluidically to the reservoir (2), for filling the container (10) with the liquid filling material (20), and the reservoir (2) having a heat exchanger (4) for controlling the temperature of the liquid filling material (20) received in the reservoir (2), characterized in that at least one filler valve (3) is connected to the reservoir (2) in a directly heat-conducting manner, the reservoir (2) and at least one filler valve (3) have a material of high heat conductivity, and the material of high heat conductivity of the reservoir (2) is connected to the material of high heat conductivity of the filler valve (3) in a directly heat-conducting manner.
  2. Device (1) according to Claim 1, characterized in that the at least one filler valve (3) is integrated into the reservoir (2).
  3. Device (1) according to Claim 1 or 2, characterized in that the pitch circle (T) of the at least one filler valve (3) lies within the diameter (D) of the reservoir (2).
  4. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one filler valve (3) lies essentially within the volume defined by the reservoir (2).
  5. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a baseplate (30) and/or a valve cone (32) of at least one filler valve (3) lies within the volume defined by the reservoir (2).
  6. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one filler valve (3) is connected directly to the reservoir (2), preferably via a riveted joint, a screw connection and/or a welded joint.
  7. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the baseplate (30) of at least one filler valve (3) is integrated into the reservoir bottom (22) of the reservoir (2), and preferably a valve seat (300) is integrated into the reservoir bottom (22) of the reservoir (2).
  8. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reservoir (2) and at least one filler valve (3) comprise stainless steel.
  9. Method for filling at least one container (10) with liquid filling material (20), the liquid filling material (20) being received in a reservoir (2) and being filled from the reservoir (2) into the container (10) by means of at least one filler valve (3), and the liquid filling material (20) in the reservoir being temperature-controlled by means of a heat exchanger (4), characterized in that at least one filler valve (3) is directly temperature-controlled via the reservoir (2), the reservoir (2) and at least one filler valve (3) comprise a material of high heat conductivity, and the material of high heat conductivity of the reservoir (2) is connected to the material of high heat conductivity of the filler valve (3) in a directly heat-conducting manner for temperature control.
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