Apparat zum Abfüllen eines Produktes in Behälter.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zum Abfüllen eines Produktes in Behälter.
Der erfindungsgemässe Apparat ist gekennzeichnet durch ein Füllaggregat, welches das Produkt in einem kontinuierlichen Strom in Behälter abgibt, die in gleichbleibenden Zeitabschnitten an dem Füllaggregat vorübergeführt werden.
Eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Apparates ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Apparat.
Fig. 2a, 2b und 2c sind schematiscbe Ansichten, die je die Wirkung der Schüttge schwindigkeit des Füllgutes aus dem Füll- mechanismus bzw. die Gleichmässigkeit des Füllvorganges zeigen.
Fig. 3 ist eine Draufsicht der Elüllzone des Apparats mit ausgebautemDeckel und dazugehöriger Teile, welche die Füllzone und die damit in Arbeitsverbindung stehende Transportvorrichtung zeigt, welche die Be hälter in zweckmässige, bestimmte Stellung zueinander bringt. Die Isolierung des Aggregates und andere Teile sind weggelassen, damit die Konstruktion klarer ersichtlich wird.
Fig. 4 ist ein Seitenaufriss des Mechanismus naeh Fig. 3, der schematisch die An triebsvorrichtung für die verschiedenen Teile darstellt.
Fig. 5a, 5b und 5c sind vergrösserte Hori zontalschnitte der Teile des Mechanismus nach Fig. 3, wobei die Figuren, wenn sie in der Reihenfolge ihrer Bezeichnung nachein- ander betrachtet werden, sich im wesentlichen über die Länge des Aggregates nach Fig. 3 ziehen. In Fig. 5a, 5b und 5c sind Isolierung und Dampfrohre dargestellt.
Fig. 6 ist ein vergrösserter Vertikalschnitt in der Längsrichtung durch die Füllzone des Apparats und zeigt insbesondere den Füll- mechanismus und die Art und Weise, in welcher übliche Büchsen mit freier Öffnung an der Füllvorrichtung vorüber geführt werden.
Fig. 7 ist ein Vertikalschnitt in der Querrichtung längs Ebenen durch die Linie 7-7 in Fig. 6.
Fig. 8 ist ein Teilschnitt längs einer Ebene durch Linie 8-8 in Fig. 6.
Fig. 9 ist eine Draufsicht der Füllvorrich tung von oben und zeigt ihre Montage.
Fig. 10 ist ein Seitenaufriss der Fiillvorrichtung.
Fig. 11 ist ein Teilaufriss des Mechanismus, der die Behälter voneinander trennt und in eine Stellung zueinander bringt, in der sie einer (nicht dargestellten) Büchsensohliess- maschine zugeführt werden können.
Fig. 12 ist ein Schnitt in Ebenen durch Linie 12-12 in Fig. 11.
Fig. 13 ist ein Schnitt durch eine Ebene durch Linie 13-13 in Fig. 11.
Der zu beschreibende Apparat umfasst einen Büchsen-Sterilisationsapparat 3 (Fig. 1) mit einer Sterilisationszone, die mit einer Abfüllzone 4 in Verbindung steht, welche ihrerseits mit einer Behälterschliesszone 6 verbunden ist. Diese Zone enthält eine beliebige übliche Behälterschlie#maschine. Die Schliesszone 6 steht wiederum mit einer Sterilisations- zone 7 für die Deckel in Verbindung. Alle diese untereinander verbundenen Zonen bilden eine gesehlossene Kammer, doch sind die Zonen über ventillose Öffnungen miteinander verbunden und werden unter atmosphäri- schen Druck gehalten.
Mit Vorteil werden die Behälter vor Einführung in den Sterilisa- tionsapparat 3 vorgewärmt, damit sie für die Sterilisa. tion bereits vorbereitet sind und die Zeit für die Sterilisation etwas reduziert wird.
Var der Vorwärmung werden die Behälter mit Vorteil gewaschen und getrocknet. Zu diesem Zweck ist ein Waschapparat 8 vorgesehen, der mit einem Trocknungsapparat 9 in Verbindung steht, der wiederum mit einem Vorwärmer 11 verbunden ist. Die Behälter werden durch einen geeigneten Transport mecha-nismus aufrecht durch den Apparat geführt, dies in einer ununterbrochenen Bahn, welche durch die punktierten Linien in Fig. 1 angedeutet ist. Nachdem die Deckel durch die Sehliessmasehine auf die Behälter aufgebracht worden sind, werden die verschlossenen Behälter durch eine Auslassoffnung 12 ausgestossen.
Die den Durchgang 4 aufweisende Kammer ist somit nicht luftdicht abgeschlos- sen.
Damit im ganzen Apparat sterile Verhältnisse herrschen und Behälter und Behälter- deckel gleiehzeitig sterilisiert werden können, wird an verschiedenen Punkten des Systems ein Sterilisationsgas, beispielsweise Dampf, eingeführt Dieser Dampfstrom verhindert das Eindringen der Aussenluft durch die Einund Auslassoffnungen des Systems und durch jede andere etwa vorhandene Öffnung.
Die Sterilisation der Behälter und ihrer Deckel ist eine Funktion von Zeit und Temperatur, und wenn der verwendete Dampf gewöhn- licher gesättigter Dampf wäre, der ohne Über- hitzung aus dem Dampfkessel direkt in das System geleitet würde, besässe er nicht eine e Temperatur, die zur Sterilisation der Behäl- ter und Deckel innerhalb einer nützliehen Zeit genügen würde. Durch das Mittel zum Über hitzen des Wasserdampfes bei atmosphäri- sehem Druck auf eine geeignete Temperatur über 100 C wird aber die Sterilisation innerhalb nützlicher Frist vollzogen.
Wenn der Dampf überhitzt wird, wird ihm neben der bereits durch seine Erzeugung empfangenen Wärme noch zusätzliche Wärme mitgeteilt.
In Fig. 1 ist ein zusätzliches Ileizmittel oder ein Überhitzer 13 mit dem Dampferzeuger oder Dampfkessel 14 durch eine Dampfleitung 16 verbunden, in welche ein geeignetes Druckreduzierventil 17 eingebaut ist. Der Uberhitzer kann jedes geeignete Heizmittel zum Überhitzen des Dampfes verwenden, bei spielsweise ein dureh Gas oder Elektrizität erwärmtes Mittel.
Der überhitzte D'ampf gelangt durch die Leitung 18 in die Sterilisationszone 3 für die Büchsen, durch Leitung 19 in die lfüllzone 4 und durch Leitung 21 in die Sterilisationszone 7 für die Deckel. Das Ventil 17 reduziert den Druck des Dampfkessels auf einen Wert, der nicht wesentlich über dem atmosphärischen Druck steht, und mit Vorteil in der Weise, dass der Düsendruck des Dampfes tief genug ist, um direkt nach der Einführung im System einen Druck zu schaffen, der knapp über dem atmosphärlischen Druck ist, beispielsweise wenige Hundertstel Pfund.
Dadurch ergibt sich ein gleiehmässiger Dampfstrom aus allen Öffnungen in der Sterilisa- tionszone für die Behälter und im übrigen Apparat, so dass der Apparat jederzeit mit strömendem Dampf gefüllt ist, der durch die Öffnungen strömt und das Eindringen von bakterienhaltiger Luft in den Apparat verhindert. Doch kann der Dampf auch mit einem im wesentlichen atmosphärischen Dü sendruck in den Apparat geleitet werden, weil die Einspritzgesehwindigkeit des Dampfes den notwendigen Faktor schafft, welcher die Luft durch den stromenden Dampf fernhält.
Die Zufuhr von Dampf mit Düsendrücken, die wesentlich hoher sind als der atmosphärische Druck, ist unerwiinscht, da dies zur Folge haben könnte, dass die Behälter auf illrem Transport durch den Behälter umgestürzt werden.
Wie bereits erklärt, ist die Sterilisierung der Behälter und ihrer Deckel eine Funktion der Zeit und Temperatur. Je hoher die Tem peratur ist, desto kürzer wird die zur Ge währleistung der Sterilisation der Behälter und ihrer Deckel gegen Bakterien benötigte Zeit. Doch ist es wünschbar, dass die Behälter und ihre Deckel sich so schnell durch die Sterilisationszonen für Behälter und Deckel bewegen, als praktisch bei einer Minimallänge des Apparat erreichbar ist, und doch so schnell sterilisiert werden, dass Wirtschaft lichkeit des Betriebes und der Leistung sichergestellt sind.
Unter den meisten Bedingungen gewährleistet eine Temperatur von 176 bis 260 C griindliche Sterilisation der Behälter in ihrer Sterilisationszone, wenn die Transportzeit durch diese Zone zwischen 30 und 60 Sekunden beträgt. Deshalb erhitzt der Überhitzer den Dampf auf diese Temperatur.
Dasselbe gilt fiir den Sterilisationsapparat fiir die Deckel.
Durch RegWierung der Transportge- sehwindigkeit der Behälter in Übereinstimmung mit der jeweiligen Dampftemperatur über 100 C lä#t sich jede geeignete Sterilisa tionswirkung im System erzielen. Damit die Sterilisation der Behälter und ihrer Deckel innerhalb für industriellen Betrieb nützlicher Frist erfolgt, muss der Dampf bei atmosphä- rischem Druek auf mindestens 176 C erhitzt werden und derart den Sterilisationsapparat für die Behälter und denjenigen für die Deckel auf dieser Temperatur oder darüber halten.
Die Maximaltemperatur des Dampfes ist nicht sonderlich wiehtig, ausgenommen wenn die Temperatur so hoch ist, dass sie einen schädlichen Einfluss auf Behälter und Deckel ausüben könnte.
Das abzufüllende Produkt muss bei seiner Einführung in die Behälter steril sein. Zur Durchführung dieser Sterilisation wird ein auf dem Gebiet der Sterilisation von flüssigen Produkten bekanntes, sogenanntes Blitzsteri- lisationsverfahren angewendet, mit welchem das Produkt rasch sterilisiert werden kann.
Ein solches System ist schematisch in Fig. 1 angedeutet und umfa# einen Erhitzer 22, der auf so hoher Temperatur gehalten wird, dass er das Produkt rasch sterilisiert. Der Erhitzer ist durch die Leitung 24 mit einem Speisetank 23 für das Produkt verbunden. Ein Dreiwegventil 26 ist in der Leitung 24 mit einer Was- serzuleitung 27 zu einem später zu erläuternden Zweeke verbunden. Ferner ist in der Leitung 24 eine sogenannte Entleerungspumpe 28 mit konstanter Volumenleistung vorgesehen, welche ermöglicht, pro Zeiteinheit eine bestimmte regelmässigeMenge des Produktes zuzuführen.
Diese Menge ist mittels eines Motors 29 mit variabler Drehzahl, der zum Betrieb der Pumpe dient, nach Gutdünken regu- lierbar.
Der Erhitzer 22 ist mit einem sogenannten Lagerbehälter 31 verbunden, in welehem die Temperatur während einer genügend langen Zeit erhalten bleibt, um die Sterilisation zu beendigen. Der Behälter 31 ist mit einem Kühler 32 verbunden, in welehem das sterilisierte Produkt abgekühlt wird. Das abgekiihlte Produkt wird durch die Leitung 33, die mit dem Füllaggregät 34 verbunden isstf, aus dem Kühler 32 befordert. Das Füllaggregat ist oben auf der Füllzone 4 angeordnet und liefert einen kontinuierlichen Strom des s Füllgutes in die Behälter. Seine Konstruktion und Arbeitsweige wird im folgenden im einzelnen beschrieben.
Mit der Leitung 33 ist die Leitung 36 verbunden, welche auf eine ebenfalls im folgenden zu erläuternde Weise überhitzten Dampf zur Sterilisation des Füllaggregatea liefert.
In dieser Leitung 36 ist ein von Hand betätig- tes Ventil 37 vorgesehen. Ein anderes von Hand betätigtes Ventil 38 ist inderLeitung 33 über einer untern Abzweigung (Fig. 1) vorgesehen und ein Druckablassventil 39, das beispielsweise auf Umschaltung bei einem Druck von etwa 7, 03 kg/cm eingestellt ist, befindet sich in einer Stellung, in welcher es Flüssigkeit-von der Leitung 33 durch die Auslassleitung 40 führt, welche derart ausge bildet ist, dass sie einen Heiss-Sterilisations wasserauslass bildet.
Das Ventil 39 ist in der Leitung 40 direkt an dem Punkt eingeschaltet, an dem diese mit der Leitung 33 in Verbindung steht, doch wird in der schematischen Zeichnmg von Fig. 1 das Ventil zwecks grö- sserer Klarheit in einiger Distanz von diesem Punkt dargestellt. Die Leitungs-und Ventilanordnungen haben den, Zweck, das Full- aggregat 34 gründlich zu sterilisieren, wenn der Apparat in Funktion gesetzt wird.
Eine kontinuierliche Reihe von Behältern wird kontinuierlich in einer im wesentlichen ununterbrochenen Bewegung durch die Füll- zone 4 geführt, auf welcher das Füllaggregat 34 angeordnet ist. Diese Füllzone ist zwischen dem Sterilisationsapparat für die Behälter 3 und der Schliessmaschine 6 eingesetzt. Die Füllzone soll nachstehend im Zusammenhang mit den Fig. 3, 4, 5a, 5b und 5c eingehender erläutert werden.
Die Füllzone und der übrige Apparat sind mit wärmeisolierten Wänden 41 (in Fig. 3 und 4 nicht dargestellt) versehen. An der linken Seite (nach Fig. 5a) ist der die Füllzone 4 bildende Durchgang bei 42 mit dem Auslassdurchgang 43 des Sterilisationsappa- rates für die Behälter verbunden, wobei die Behälter 44 (striehpunlktiert) mittels eines kontinuierlich sich bewegenden Kabels 46 durch den Sterilisationsapparat transportiert werden, auf welchem die Behälter getragen werden und das um ein Rad 47 verlauft.
Dieses Rad ist in Fig. 5a zwecks Raumerspar- nis gebrochen dargestellt. Geeignete Schwing- führungen 48, die auf dem Gebiete der Behältertransportmechanismen wohlbekannt sind, sind im wesentlichen an dem Punkt, an welchem das Transportkabel 46 umkehrt, angeordnet, mit dem Zwecke, die Behälter 44 vom Kabel 46 auf eine kontinuierlich laufende endlose Transportkette 49 zu schieben. In diesem Zusammenhang ist ersichtlich, da# die Anordnung der Führungen 48 derart ist, dass die Behälter von der Transportkette 49 weggeschoben werden können, wenn die Füllzone umgangen werden soll, falls während des Betriebes eine Störung auftreten sollte, die eine solehe Umgehung notwendig machen sollte.
Der obere Teil der Kette 49 wird auf einer geeigneten Führungsschiene 51 getragen, und die Kette an einem Ende läuft über ein Kettenrad 52. Das Kettenrad ist auf einer Welle 53 angeordnet, die in bekannten einstellbaren Lagern 54 läuft. Am andern Ende läuft die endlose Kette 49 über ein Kettenrad 56 unter einem drehbaren Sternrad 57. Die kontinuier- lich laufende Kette 49 trägt die Behälter auf eine Trägerplatte 58, die sich links vom Stern- rad 57 hinzieht, und wenn die Behläter in Einbuchtungen 57'des Sternrades gefasst werden, trägt sie das Sternrad entlang der Platte 58 auf den kontinuierlich laufenden endlosen Transportmechanismus 59.
Eine ge krümmte Führung 61 ist zwischen dem Trans portmechanismus 59 und der Transportkette 49 vorgesehen, welche die Behälter in der korrekten Richtung führt, wenn sie vom Sternrad 57 übernommen werden.
Grösse und Distanz der Einbuchtungen 57' des Sternrades sind derart, dass sie die Behälter im wesentlichen miteinander in Berüh- rung bringen, wobei deren nach auswärts gerichteten Flanche 44'sich überlappen, wie klarer aus Fig. 6 hervorgeht. Es wird ein Satz Sternräder vorgesehen, deren Einbuch- tungen in Grosse und Distanz den versehiedenen normalen Büchsengrossen entsprechen, und das Sternrad ist losbar angeordnet, dass es entsprechend der verwendeten Behältersorte rasch ausgewechselt werden kann. Das Sternrad 57 bildet somit mit dem Transportmechanismus 59 einen Mechanismus, der die Behälter in einem bestimmten Verhältnis placiert, damit sie rationell gefüllt werden können.
Der Transportmechanismus 59 umfasst ein Paar seitlich distanzierter endloser Ketten, deren obere Teile auf Schienen 60 getragen werden und die gleichmässig, das heisst im wesentlichen ununterbrochen kontinuierlich bewegt werden. Sie tragen die Behälter zur Bewegung zwischen geeigneten vertikal und seitlich regulierbaren Führungssehienen 62, welche an den Seiten der Transportvorrichtung 59 und entlang dem dazugehörigen Transportmechanismus angeordnet sind, um verschiedenen Behälterhohen und Breiten Rechnung zu tragen. Links verlaufen die endlosen Ketten (in Fig.'5a) über Kettenräder 63, die in Aussparungen 64 in der Träger- platte 58 laufen.
Das Füllaggregat 34 befindet sich direkt über dem Transportmechanismus 59, wie am klarsten aus Fig. 6 und 7 hervorgeht, und wenn die Behälter am Füllaggregat vorübergeführt werden, das einen kontinuierliehen Strom des sterilen Fiillgutes ausflie#en lässt, werden sie gefüllt.
Der Transportmechanis- mus 59 wird mit Bezug auf das Füllrohr kon tinuierlich mit einer solchen Geschwindigkeit bewegt, da. ss jeder Behälter im wesentliehen vollständig gefüllt wird, wenn er das Füllaggregat passiert Mit den Behältern 44 ergibt sich kein Vergie#en des I'iillgutes, weil sie aufrecht auf dem Transportmeehanismus stehen und ihre Flanschen an den Offnungen ein ander überlappen Wie naehstehend bei Beschreibung des Füllaggregates eingehender erläutert wird, ist das Füllrohr derart konstruiert, dass es einen länglichen Strom des Produktes austreten lässt.
Von der Transportvorrichtung 59 des Füllmechanismus werden die Behälter in bestimmter Anordnung mit Bezug zueinander zur Schliessmaschine 6 geführt. Diese Anordnung hängt von der jeweiligen Art der im Apparat verwendeten Schliessmaschine ab.
Ein Steuermittel übernimmt am Ende der Transportvorrichtung 59 die Behälter und bringt sie in einen bestimmten Abstand voneinander zur Zuführung an die Schliessma sehine. Diese Art Mechanismus ist wohlbekannt und umfasst einen beschleunigenden endlosen Transportmechanismus 66, dessen oberer Teil von der Sehiene 67 getragen wird und der um ein Kettenrad 68 zwisehen den rechten Kettenrädern 69 der Ketten des Transportmechanismus 59 verläuft. Die Ket tenräder 68 und 69 sind auf.. einer geeigneten Welle 71 angeordnet.
Der Transportmechanismus 66 bewegt sich mit grösserer Gesehwindigkeit. als der Transportmechanismus 59, damit die Behälter voneinander getrennt werden. Die genaue Be stimmung der Distanz geschieht durch einen rotierenden. Schneekenzylinder 72 mit einer Schnecke 73, deren Steigung sich in der Rich tung vom Ende des Mechanismus 59 zum Ende der Schneeke auf den geeigneten Wert erhöht. Wie bei Mechanismen dieser Art wohl-bekannt ist, nimmt die Schnecke 73 die genaue Distanzierung zwischen den Behältern vor, während die Beschleunigungskette 66 verursacht, dass die Behälter gegen die Schnecke 73 gedrückt werden, womit die Distanzierung bestimmt ist.
Neben dem Ende der Sehneeke 73 befindet sich ein weiterer endloser Transportmeehanismus 74, dessen oberer Teil von der Schiene 76 getragen wird, und der aufwärts gerichtete Ansätze 77 in entsprechender Distanz (Fig. 5b, 5c, 11 und 12) trägt, welche die Behälter fassen und in bestimmter Distanz voneinander bewegen. Die Sehneeke 73 ist derart mit den Ansätzen 77 auf dem Transportmechanismus 74 abgestimmt-. wie bei dieser Art Mechanismus wohlbekannt ist - da# die Behälter stol3frei dem Transportmeehanismus 74 übergeben werden.
Die Transportkette 74 läuft links über ein Kettenrad 78 und ragt über das Ende der Transportkette 66,. damit der Ubergang der Behälter von einer Kette zur andern leicht erfolgt. Auf . der Auswurfseite verläuft die Kette 66 über ein Kettenrad 79. Die rechte Seite der Kette 74 läuft um das Kettenrad 81. Eine Supportschiene 82 ist neben dem Transportmechanis- mus 74 vorgesehen, sie trägt die Behälter, während sie durch die Ansätze 77 auf dem Transportmechanismus 74 bewegt werden.
Auf dem Transportmeehanismus 74 sind Ansätze 77 vorgesehen, damit die Behälter der Sehliessmasehine ohne Gleiten in richtiger Distanz voneinander zugeführt werden.
Wenn die Behälter den Transportmecha- nismus 74 verlassen, werden sie auf distanzierten Platten 83 getragen, zwischen welchen eine Rille 83' gebildet wird, und durch einen endlosen Kettentransportmechanismus 86 übernommen, auf welchem seitlieh vorstehende Ansätze 87 die Behälter fassen. Die Ansätze 87 tragen abwärts gerichtete Finger 87', die in der Rille 83'geführt werden. Der Trans portmechanismus 86 bildet das Transportaggregat für die Sehliessmaschine und führt die Behälter in die (ausser in der schematischen Fig. 1) nicht dargestellte Schliessmaschine. Links läuft der Transportmeehanismus 86 über das Kettenrad 88.
Aus Fig. 11 geht hervor, dass der Schnek- kenzylinder 72 drehbar in einem Paar distanzierter Supporte 91 gelagert ist. Der linke Support ist an einer Drehachse 92 angelenkt und der rechte in einem Support 95, der aus zwei durch die Kopfsehraube 95'aneinander befestigtenWinkelstücken besteht. Damit ist das Aggregat um die Welle 93 des Kegelrades 94 drehbar. Die Supporte 91 sind an ihren obern Enden durch die Verbindungsstange 96 starr distanziert. Die Verbindungsstange ist daran loubar befestigt.
Die Welle 93 trägt ein Ritzel 97, das mit einem Zwischenrad 98 im Eingriff steht, das seinerseits in ein Zahnrad 99 eingreift, welches starr drehbar mit dem Scbneckenzylinder 72 verbunden ist, damit sich der letztere um seine Axe drehen last.
Durch die beschriebene Anordnung des Schneckenzylinders geht hervor, dass er seitlich verstellbar ist, damit er nach Massgabe des Durchmessers der Behälter richtig eingestellt werden kann. In der gewählten Stellung wird der Zylinder fixiert, indem man die Stange 96 in distanzierte Platten 100 spannt.
Diese Platten weisen gekrümmte Sehlitze 100' auf, in welehen sich die Stange bewegen kann.
Gleichzeitig kann der Antrieb der Schneeke in jeder Stellung erfolgen. Es ist zu bemerken, dass für jede lSehältergrösse eine Schnecke mit spezieller Steigung notwendig ist, und es ist eine ausbaubare Lagerung des Zylinders vorgesehen, damit der Wechsel vollzogen und die entsprechende Schneeke verwendet werden kann, wie dies bei dieser Art von Maschine bekannt ist. Diese ausbaubare Lagerung umfasst eine Welle 101, auf welcher der Sehneckenzylinder 72 durch Stellschrauben 101'lösbar befes$igt ist, und die Welle 101 kann nach dem Lösen der Stellsehrauben in der Längsrichtung aus dem linken Support 91 ausgesehoben werden.
Der Antrieb für denganzenMechanismus kann durch jede geeignete Kraftquelle erfolgen. Da die Schliessmaschine angetrieben ist, kann ihr Antrieb an jeder geeigneten Stelle angezapft werden. Der Antrieb des Kegelrades 94 zur Rotation der Schneeke geschieht durch das Tellerrad 102, welches mit dem Zahnrad 94 im Eingriff steht und auf der Welle 103 angeordnet ist.
Aus Fig. 3 und auch Fig. 4, in welcher die Transmissionen striehplmktiert angedeutet werden, geht hervor, dass der Antrieb des Sternrades 57 über die Welle 104 gesehieht, die mit einem geeigneten Untersetzungsgetriebe im Kasten 106 verbunden ist. Der Antrieb des Transportmechanismus 59 des Füll- aggregates geschieht letztlich durch das Kettengetriebe 107, das mit einem Kettenrad im Kasten 108 (Fig. 4) verbunden ist. Der Antrieb des Transportmechanismus 49 geschieht durch den Transportmechanismus 59 über Welle 108'. Der Beschleunigungs-Transportmechanismus 66 und der Schneekenzylinder 72 werden vom Kettenrad 109 getrieben, das mit der Kette 109'in Arbeitsverbindung steht, und der Antrieb des Transportmeehanismus 74 mit den Ansätzen geschieht durch den mit dem Kettenrad 110'verbundenen Kettentrieb 110.
Der Transportmeehanismus 86 mit seinen Ansätzen für die Belieferung der Schliess machine wird von der Schliessmaschine selbst getriebèn. Die spezielle Form des Antriebs- mechanismus ist nicht wesentlich, da sich jedes geeignete Antriebsmittel verwenden lässt. Dies ist bei den für Behälter geeigneten Transport und Uberführungsmeehanismen dargestellten Art wohlbekannt und braucht nicht im einzelnen erläutert zu werden.
Fig. 6 bis 10 illustrieren das Füllaggregat, das in der Abfüllzone 4 des Apparats eingebaut ist. Wie bereits erwähnt, sind sowohl Füllzone als auch der übrige Apparat mit isolierten Wänden 41 versehen, welche die Wärme darin konservieren. Durch das Innere des Apparates zieht sich die perforierte Dampfverteilerleitung 111, welche den überhitzten Dampf einführt und von geeigneten Supporten 112 getragen wird. Der untere Teil der Abfüllzone ist mit einem Sumpf 113 versehen, der etwa vergossenes Füllgut auffängt.
Wenn sich das Füllgut im Sumpf 113 ansam- melt, fliesst es durch Siphon 114 ab, in welchem sich eine gleichbleibende Menge des Produktes befindet, und bildet einen Verschluss, der das Eintreten von Luftbakterien dureh den Siphon verhindert. Neben dem Siphon ist in der Leitung eine Ventilations ö-ffnung 116 vorgesehen, welche jede Heberwirkung verhindert. Das aufgefangene Füll- gut wird gesammelt und in den Lagertank 23 nach Fig. 1 zurückgeführt.
Das Füllaggregat hat die Form eines läng lichen Gehäuses 117 und besteht aus Teilen, die lösbar miteinander verbunden sind. Einer dieser Teile ist ein im westnlichen halbrundes Reservoir 118, an dessen unterem Ende ein Flansch 119 befestigt ist, dessen Unterseite flach bearbeitet ist. Eine Nut 121 ist in dieser glatten Unterseite vorgesehen, welche das Gehäuse im wesentlichen vollständig umgibt. Die Endteile der Nut sind gegeneinander geschlossen, wie dies am besten aus Fig. 9 ersichtlich ist, und zu einem später zu erläuternden Zwecke mit Leitungen 122 verbunden.
Der andere Teil. des Gehauses umfasst eine Sockelplatte 123 mit einer flachen bearbeiteten Oberfläche, auf welche der Flansch 119 lösbar durch Klemmplatten 124 befestigt ist, die den Flansch 119 fassen, wobei entlang jeder Seite der Sockelplatte 123 eine Distanzplatte 126 eingesetzt ist. Die Schrauben 127, die durch die Klemmplatten 124 verlaufen und in die Sockelplatte 123 eingeschraubt sind, bilden das Befestigungselement. Die beschriebene Anordnung erlaubt, die Teile zur Reinigung nach Belieben leicht zu losen, und wenn die Teile zusammengebaut sind, besteht zwischen ihnen dank der flachen Bearbeitung der zusammenliegenden Fläehen auf dem Flansch 119 und der Platte 123 ein dich- ter Versehluss.
An der Unterseite der Soekelplatte 123 ist durch ein geeignetes Mittel, beispielsweise durch Schweissung, ein längliches Fiillrohr 128 befestigt, welches sich über die ganze Lange des Fiillaggregates erstreekt und eine längliche Füllöffnung 129 aufweist. Wegen der länglichen Form der Offnung überbrückt sie, wie aus Fig. 6 hervorgeht, die Offnungen mehrerer Behälter, die am Füllaggregat vor beigeführt werden. Die Öffnung 129 ist mit einem in der Längsrichtung verlaufenden Durchgang 131 versehen, in welchem eine Schieberstange 132 gleitbar angeordnet ist.
Diese Stange bildet, wenn sie in der Längsrichtung des Fiillaggregates verschoben wird, das Mittel, mit welchem der Querschnitt der Füllöffnung reguliert werden kann. Der Grand fiir diese Regulierung ist noch zu erläutern An der Sockelplatte 123 und an den Seiten des Stutzens 128 ist ein Boden 133 eingebaut, zwischen welchem und der Sockelplatte Isolationsmaterial 134 eingefüllt ist ; damit die Wärme in der Fiillzone konserviert und die Kondensation des Heissdampfes im Füllaggregat verhindert wird.
Oben ist das Reservoir 118 mit einem Füllstutzen 136 versehen, durch welchen das ste- rile F'iillgut durch die vorgenannte Leitung 33 in das Füllaggregat gelangt. Die Leitung 33 ist durch eine lösbare Verbindung 137 lösbar mit dem Stutzen 136 verbunden. Liesse man das Füllgut von der Einführöffnung 136 direkt, das heisst auf kürzestem Wege zur länglichen Füllöffnung 129 strömen, bestände die Möglichkeit, dass es sich nicht gleichmässig über die ganze Länge dieser öffnung verteilen würde. Deshalb ist im Reservoir 118 ein Verteilerorgan vorgesehen, das das Füllgut gleichmässig über die ganze Arbeitsbreite der Füll öffnung 129 strömen lässt.
Dieses Organ umfasst eine ausbaubare, längliche und im wesentlichen zylinderförmige Kammer 138, die oben ein Einlassrohr trägt, das entfernbar in den Füllstutzen 136 eingeschoben ist.
Die Verteilerkammer 138 weist einen geringeren Durchmesser auf als das Innere der Füllkammer und ist an den Enden mit im wesentlichen runden Distanz und Zentrier- flanschen 141 versehen, damit das Verteilerorgan derart gestellt werden kann, dass sich darum ein ringförmiger Durchlass 142 bildet.
Auch sind die Enden 143 des Organs von den Enden des Reservoirs 118 mittels Distanzstüeken 144 distanziert. Wie deutlicher aus Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, sind auf der ganzen Länge des obern Teils der Verteilerkammer eine Mehrzahl von Offnungen 146 vorgesehen, damit das eintretende Fiillgut herausrinnen kann. Infolge des ringförmigen Durchlasses 142 und der beschriebenen Öff- nungen 146 kann das Füllgtlt nicht direkt zur Füllöffnung rinnen, sondern muss die Offnungen 146 passieren und um das Verteilerorgan 138 strömen. Infolgedessen muss es flächenförmig und gleichmässig über die ganze Länge der Fülloffnung 129 verteilt austreten.
Da die Kammer 138 entfernbar im Reservoir angeordnet ist, lässt sie sich beliebig reinigen, wenn die Sockelplatte 123 vom Re servoir 118 gelöst ist.
Aus Fig. 6, 7 und 9 geht hervor, dass das Füllaggregat im Deckel des Gehäuseteils der Füllzone 4 lösbar montiert ist, und dieser Gehäuseteil ist vertikal verstellbar, damit die Füllöffnung 129 des Füllrohres in die Nähe der zu füllenden Behälter gebracht werden kann, wenn Behälter verschiedenen Formates den Apparat passieren. Im übrigen Apparat ist diese vertikale Regulierung des Oberteils nicht notwendig, weil genügend Raum vorgesehen ist, dass auch die höchsten gewöhnlich verwendeten industriellen Behälter passieren können.
In diesem Zusammenhang ist zu er wähnen, dass dieser-Raum über den Behäl- tern im ganzen Apparat vorhanden ist, wodurch die Möglichkeit des Anstossens der Be hälter an den Kammern verhindert und jede Beschädigung, jedes Umstossen oder Verklemmen des Transportmeehanismus ausgeschlossen ist.
Der vertikal verstellbare Teil umfa#t isolierte Seitenwände 151, deren untere Enden gleitbar in Vertiefungen I52 im isolierten Plattenteil 153 angeordnet sind, welcher starr mit den Seitenwänden 154 der Kammer verbunden ist. In den Wanden 154 sind Schrau- ben 156 vorgesehen und können in jede einzelne der mit Gewinde versehenen Öffnungen 157 eingedreht werden, welche vertikal in den Innenplatten 158 der Seitenwände 151 angeordnet sind. Natürlich sind die Stellschrau- ben 156 und die entsprechenden Offnungen 157 an distanzierten Punkten in der Längs- richtung des Füllaggregates vorgesehen, damit dieses nach Vornahme der Einstellung festgestellt werden kann.
Der Zugang zur Vor nahme der Einstellung ist ermöglicht durch das Scharnier 161, wodurch der Deckel 159 sich ohne weiteres offnen oder schliessen lässt.
Der Deckel 159 ist mit einer länglichen, rechteckigen öffnung 162 versehen, welche das gesamte Füllergehäuse 117 aufnimmt. Zu diesem Zwecke sind die Enden des Füllaggregates, wie aus Fig. 6, 9 und 10 hervorgeht, mit distanzierten Laschen 163 versehen, die Kopf- schrauben 164 zur Verbindung in den Seitenwänden der Offmmg 162 aufnehmen.
Am rechten Ende der Schieberstange 132 ist ein aufrechter Griff 166 angeordnet (Fig. 6 und 10), mittels welchem der Schieber 132 in der Längsrichtung bewegt werden kann. Diese Bewegung reguliert den Querschnitt der Fülloffnung 129. Zur Aufnahme des Griffes 166 und der Schieberstange 132 in jeder Stellung ist, wie aus Fig. 6 und 9 hervorgeht, der neben der rechten Seite des Fiillaggregates befindliche Teil des Deckels 159 mit einer verhältnismässig schmalen, länglichen Vertiefung 176 versehen, damit der Griff 166 um einen Wert nach reehts bewegt werden kann, der im wesentlichen der Länge der Schieber- stange entspricht, damit die Fülloffnung 129 sich vollständig offnen lässt. Aus Fig.
6 und 8 geht hervor, dass ein Querstück 168 neben dem untern Ende des Griffes vorgesehen ist, dessen Enden unter Führungsschienen 169 geführt werden, wodurch ein Drehen des Griffes verhindert wird. Dieses Mittel hält den Griff aufrecht.
Das Abfüllen :
Der beschriebene Füllmechanismus kann zum kontinuierlichen Abfüllen von sterilen Nahrungsmitteln, aber auch von andern schiittbaren oder flüssigen Produkten verwendet werden. Besonders eignet, er sich für ein Verfahren, bei welchem ein steriles Produkt in einer sterilen Atmosphäre in sterile Behäl- ter abgefüllt wird, wobei die Behälter durch überhitzten Dampf unter atmosphärischem Druck rasch sterilisiert werden.
Da die Behälter derart auf dem Transportmechanismus 59 des Füllaggregates angeordnet sind, dass ihre Flanche einander alle überlappen, ergibt sich beim Transport der Behälter an der Fülloffnung vorüber im wesentlichen kein Verschiitten, da das Produkt dureh die Füll offnung in einem dünnen Strom oder einer dünnen Fläche über die einander iiberschneidenden Teile der Behälterflansche geliefert wird. Da die Behälter in einer im wesent lichen ununterbrochenen oder gleichmässigen Bewegung am Füllaggregat vorübergeführt werden, wird ihr Inhalt nach dem Abfüllen nicht verschüttet, wie dies der Fall wäre, wenn die Behälter beim Füllen mit einer aus- gesprochen intermittierenden Bewegung bewegt würden, damit sie während des Füllens stationär bleiben.
Beim letzteren Verfahren verursachen die Wirkungen des Beharrungsvermögens, dass das Produkt bei jedem Stillstand der intermittierenden Bewegung, welche den B ehältern mitgeteilt wird, verschüttet wird.
Pro Zeiteinheit wird eine bestimmte Menge des s Füllgutes durch die Pumpe 28 mit konstanter Volumenleistung an das Füllaggregat geliefert, und indem die Behälter nach Massgabe der Menge oder des Valumens des gelieferten Produktes mit einer bestimmten Geschwindigkeit am Füllaggregat vorüberbewegt werden, wird jeder Behälter im wesentlichen gleichmässig gefüllt, wenn er das Füllaggre- gat passiert.
Wenn der Apparat für eine bestimmte Art von Füllgut in Betrieb genommen wird, lä#t sich die Regulierung leicht vornehmen, damit die Behälter vollständig gefüllt werden, indem entweder die Leistung der Pumpe durch den Motor 29 mit variabler Drehzahl reguliert wird oder eine Einstellung der Geschwindigkeit des Transportmechanis- mus erfolgt oder beides zusammen.
Bei jeder gegebenen Einstellung der Pumpe oder des entsprechenden Zufuhraggre- gates für das Produkt, rinnt eine bestimmte Menge des Produktes pro Zeiteinheit aus dem Füllaggregat, dies ungeachtet des Quersehnittes der Füllöffnung 129, die durch die Schieberstange 132 bestimmt wird. Die Einstellung des Quersehnittes der Füllöffnung hat die einzige Wirkung, dass lediglieh die Ausflussgeschwindigkeit des Produktes bestimmt wird.
Diese Regulierung der Ausflussgeschwindigkeit des Produktes ist aus den folgenden Gründen von Bedeutung, welche an Hand der Fig. 2a, 2b und 2c erläutert werden. Versehiedene Produkte, wie Suppen, Milchprodukte, Ole, Pürees usw. besitzen versehiedene Visko- sität, die einen wesentlichen Einfluss auf die Häufungscharakteristik des Produktes beim Eintreten in den Behälter ausübt. Fig. 2a zeigt den Zustand, bei welchem die Sehüttgeschwindigkeit für ein verhältnismässig hochviskoses Produkt zu niedrig ist. Es ist ersieht lich, dass das Produkt sich in der Mitte des Behälters auftürmt und entlang dem Umfang des Behälters einen leeren Raum belässt.
Infolge dieser Lagerung des Produktes kann dieses bis über den obern Rand des Behälters ragen, und ein Versehiitten tritt dann ein, wenn die vorstehenden Partien das Füllrohr berühren.
Fig. 2b zeigt die Lage, wenn die Schiittgeschwindigkeit zu hoeh ist Die Trägheit des die Füllöffnung mit so hoher Geschwindigkeit verlassenden Produktes verursacht, dass letzteres seitlich und aufwärts aus dem Behälter gelenkt wird. In diesem Falle gleicht das Verhalten des Produktes demjenigen des Wassers, das aus einem Hahn in ein leeres Glas strömt, wenn der Hahn zu schnell stark geöffnet wird.
Fig. 2c zeigt den Füllvorgang bei richtiger Geschwindigkeit des Produktes mit Bezug auf seine Viskosität oder Konsistenz. Hier sind die Verhältnisse richtig gewählt, um eine Häufung nach Fig. 2a und eine Ablenkung nach Fig. 2b zu verhindern. Diese Variationen beim Schüttvorgang infolge der Viskositäts- untersehiede des Füllgutes können vermieden und ein ideales Verhalten erzielt werden (Fig. 2c), indem lediglich die Geschwindig- keit des Produktes durch Regulierung des Querschnittes der Füllöffnung 129 verändert wird.
In diesem Zusammenhang erinnere man sich, dass der Endinhalt der Behälter, da ein konstantes Volumen des Produktes pro Zeiteinheit in sie geschüttet wird, für jede gegebene Einstellung der Füllöffnung stets derselbe sein wird, unabhängig von der Regulierung der Füllgeschwindigkeit des Produktes.
Betrieb des Sterilisationssystems :
Beim Abfüllen von sterilen Nahrungsmitteln, die durch die oben erwähnte Blitzsteri lisation steril gemacht worden sind, werden die Behälter selbst und die Behälterdeckel sterilisiert, und alle Operationen werden unter sterilen Verhältnissen vollzogen, dies im wesentlichen unter atmosphärischem Druck und infolge des zusätzlichen Erhitzungsmittels, das zur Überhitzung des Dampfes vorgesehen ist, damit ihm zu der ihm bei atmosphä rischem Druck mitgeteilten Verdampfungs- wärme im Erzeugungsverfahren des Dampfkessels noch zusätzliche Wärme zugeführt wird.
Durch das Überhitzungsmittel lässt sich je nach der dem Dampf mitgeteilten zusätz- lichen Wärme jede geeignete Sterilisationstemperatur erreichen, so dass alle Operationen verhältnismässig schnell erfolgen können. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass infolge der Tatsache, dass der Dampf unter einem nicht wesentlichüber dem atmosphäri- schen Druck stehenden Druck in das System eingeführt wird, keine Gefahr des Umstürzens der Behälter besteht, wie sie sich sonst ergäbe, wenn der Dampf mit einem verhältnismässig hohen Druck in das System eingeführt würde.
Bei der Inbetriebnahme des Systems für das aseptische Verfahren ist es wiinschbar, dass das Füllaggregat selbst auch steril ist.
Sonst könnten einzelne Behälter verunreinigt werden, trotzdem sie und das Produkt selbst vorher sterilisiert worden sind. Die Sterilisa- tion des Füllaggregates erfolgt am besten auf folgende Weise : Bevor das Produkt aus dem Tank 23 in das System eingeführt wird, lässt man hei#es Sterilisationswasser von einer ge eigneten Temperatur, beispielsweise von
149 C, während etwa 10 Minuten durchflie- ssen, indem man das Dreiwegventil 26 gegen die Zufuhrleitung 27 für das Sterilisationswasser öffnet, in welche dieses Wasser aus einer geeigneten Quelle geführt wird.
Dies ge schieht, wenn das Ventil 37 geschlossen, Ven til 38 geöffnet und die Schieberstange 132 des
Füllaggregates nur ganz wenig geöffnet ist, damit Sterilisationswasser in das Aggregat fliessen kann, wobei aber gleichzeitig genü gend Gegendruck herrscht, damit das Wasser auf Sterilisationstemperatur gehalten wird.
Die übliche Kühlwasserzufuhr an den Kühler
32 ist während des Durchlaufes des heissen Sterilisationswassers unterbrochen. Das auto matische Umlaufventil 39, das bei einem
Druck von etwa 7, 03 kg/em2 auf Ablauf schal tet, gestaltet den Ablauf des Wassers aus dem . System. Durch diesen Kreislauf wird das
System mit der Leitung 33 gründlich sterili siert.
Zur Sterilisation des Füllaggregates, ins besondere des Teils unterhalb der Schieber stange 132, wird das Ventil 38 geschlossen und Ventil 37 geöffnet, während gleichzeitig die Zirkulation des hei#en Sterilisationswas sers fortgesetzt wird, damit das System vor dem Ventil 38 steril bleibt. Auch wird die Schieberstange 132 ganz geöffnet. Dann wird überhitzter Dampf bei einer beliebigen geeig neten Temperatur, vorzugsweise über 163 C, in die Leitung 36 geführt, worauf das Füll- aggregat vollständig sterilisiert wird.
Wenn das Füllaggregat vollständig sterili siert ist-zur Sicherheit nach einer Dauer von 5 bis 10 Minuten, je nach der Tempera tur des überhitzten Dampfes-wird das Ven til 37 geschlossen und Ventil 38 geöffnet und das Kühlwasser für den Kühler 32 eingelas sen. Dann wird durch Einstellung des Drei- wegventils 26 an Stelle des Sterilisationswas sers das Produkt zugeführt. Eine kurze Zeit lang wird noch Wasser abgeschieden, aber wenigspäterbeginnt das im Erhitzer 22 ste rilisierte Produkt auszurinnen.
Verschlu# des stere Füllaggregates :
Um zu gewährleisten, dass das Füllaggregat selbst während des Betriebes des Systems nicht verunreinigt wird, wird zwischen den lösbaren Teilen, aus welchen das Füllaggregat besteht, ein steriler Verschluss geschaffen, indem Dampf, beispielsweise gewöhnlicher, ge sättigter Dampf aus dem Dampfkessel, durch eine der Leitungen 122 in die Versehlussnut 121 eingelassen wird, welche Leitungen an einem Ende mit der-Verschlussnut verbunden sind. In der andern Leitung 122 ist ein Ventil 171 am andern Ende der Verschlussnut eingesetzt und wird, wenn Dampf zuerst in die Nut 121 geführt wird, leicht offen gelassen, damit das Dampfkondensat abgeführt werden kann.
Dadurch wird eine Sterilisationstempe- ratur gewährleistet, die jener des Dampfkes seldruckes entspricht.
Da die Versehlussnut 121 die Fuge zwischen den losbaren Teilen des Füllaggregates im wesentlichen vollständig umgibt, erhitzt der Dampf die Verbindungsteile und die be nachbarten Teile auf Sterilisationstemperatur.
Da, wie klarer aus Fig. 9 hervorgeht, die Enden der Versehlussnut nahe beieinanderliegen, sterilisiert die Dampfhitze auch den kurzen Teil der Fuge, die nicht wirklich von Dampf abgeschlossen ist. Nachdem der Dampf aus dem Dampfkessel während einer geigneten Zeitdauer von etwa 10 Minuten in der Nut 121 auf Sterilisationstemperatur gehalten worden ist, wird das Ventil 171 geschlossen, worauf das sterile Dampfkondensat sich in der Nut sammelt und damit einen sterilen Druckflüssigkeitsverschluss an der Verbin dungsstelle zwischen den lösbaren Teilen des Füllaggregates bildet, worauf das sterile Produkt in das Füllaggregat eingeführt werden kann.
Der Füllvorgang in der Atmosphäre des überhitzten Dampfes, welche eine luftfreie Atmosphäre ergibt, bildet einen ausgesprochenen Vorteil, auch wenn aseptische Füllverhältnisse gar nicht benotigt werden, da es bei manchen Produkten, auch wenn sterile Verhältnisse nicht notwendig sind, wünschbar ist, den Sauerstoff der Atmosphäre auszusehal- ten, da er einen nachteiligen Einfluss auf die Farbe, den Geschmack und die Vitamine aus übt. Auch würde die Luft, wenn welche vor handen wäre, in den Behältern eingesehlossen, wodurch sich sehr oft eine Korrosion der WeissMechbehälter ergibt, und bei Glosbehäl- tern kann sich Korrosion der Deckel ergeben.
Überdies ist das erhöhte Vakuum, wie es sich bei der Kondeneation des Dampfes im Produkt ergibt, bei gewissen Schliessverfahren von Vorteil. Ein weiterer wünschbarer Faktor beim Abfüllen. in einer inerten Atmosphäre ist, dass durch die Vermeidung von Lufteinschlüssen Hohlräume im Produkt absolut ver mieden werden. Hohlräume, die sich durch Dampfeinschlüsse ergeben, versehwinden bei der Kondensation des Dampfes, die nach kurzer Zeit eintritt und dazu. führt, dass das Pro dukt über dem Hohlraum zusammenfällt, naehdem die Behälter im normalen Arbeitsverlauf geschlossen worden sind.
Aus diesen Gründen ist das Abfüllen in einer luftfreien Atmosphäre für jedes Produkt wünschbar, auch wenn keine aseptischen Verhältnisse er forderlich sind.
Apparatus for filling a product into containers.
The present invention relates to an apparatus for filling a product into containers.
The apparatus according to the invention is characterized by a filling unit which delivers the product in a continuous stream into containers which are carried past the filling unit in constant time segments.
An example embodiment of the apparatus according to the invention is shown in the accompanying drawing.
Fig. 1 is a schematic view of an apparatus.
2a, 2b and 2c are schematic views which each show the effect of the pouring speed of the filling material from the filling mechanism and the evenness of the filling process.
Fig. 3 is a top plan view of the filling zone of the apparatus with the lid removed and associated parts showing the filling zone and the transport device associated therewith which brings the containers in a convenient, predetermined position relative to one another. The insulation of the unit and other parts are omitted so that the construction is more clearly visible.
Fig. 4 is a side elevational view of the mechanism shown in Fig. 3, which schematically shows the drive device for the various parts.
5a, 5b and 5c are enlarged horizontal sections of the parts of the mechanism according to FIG. 3, the figures, when viewed one after the other in the order in which they are named, extend essentially over the length of the assembly according to FIG . In Figures 5a, 5b and 5c, insulation and steam pipes are shown.
6 is an enlarged vertical section in the longitudinal direction through the filling zone of the apparatus and shows in particular the filling mechanism and the manner in which conventional cans with a free opening are guided past the filling device.
FIG. 7 is a vertical section in the transverse direction along planes through line 7-7 in FIG. 6.
FIG. 8 is a partial section taken on a plane through line 8-8 in FIG. 6.
Fig. 9 is a top plan view of the Füllvorrich device showing its assembly.
Figure 10 is a side elevation of the filler device.
11 is a partial elevational view of the mechanism which separates the containers and brings them into a position relative to one another in which they can be fed to a can soleplate molding machine (not shown).
FIG. 12 is a section in planes through line 12-12 in FIG. 11.
FIG. 13 is a section through a plane through line 13-13 in FIG. 11.
The apparatus to be described comprises a can sterilization apparatus 3 (FIG. 1) with a sterilization zone which is connected to a filling zone 4, which in turn is connected to a container closing zone 6. This zone contains any common container closing machine. The closing zone 6 is in turn connected to a sterilization zone 7 for the lids. All of these interconnected zones form a closed chamber, but the zones are connected to one another via valveless openings and are kept under atmospheric pressure.
The containers are advantageously preheated before they are introduced into the sterilization apparatus 3 so that they are ready for sterilization. tion are already prepared and the time for sterilization is reduced somewhat.
After preheating, the containers are advantageously washed and dried. For this purpose, a washing device 8 is provided, which is connected to a drying device 9, which in turn is connected to a preheater 11. The containers are guided upright through the apparatus by a suitable transport mechanism, this in an uninterrupted path, which is indicated by the dotted lines in FIG. After the lids have been applied to the containers by the sealing machine, the closed containers are ejected through an outlet opening 12.
The chamber having the passage 4 is therefore not sealed airtight.
To ensure that the entire apparatus is sterile and that the container and container lid can be sterilized at the same time, a sterilization gas, for example steam, is introduced at various points in the system Opening.
The sterilization of the containers and their lids is a function of time and temperature, and if the steam used were ordinary saturated steam fed directly into the system from the boiler without overheating, it would not have a temperature that would suffice to sterilize the containers and lids within a useful time. The means for overheating the steam at atmospheric pressure to a suitable temperature above 100 C, however, enables the sterilization to be completed within a useful period.
When the steam is overheated, additional heat is communicated to it in addition to the heat already received from its generation.
In FIG. 1, an additional heating means or a superheater 13 is connected to the steam generator or steam boiler 14 by a steam line 16 in which a suitable pressure reducing valve 17 is installed. The superheater can use any suitable heating means for superheating the steam, for example a means heated by gas or electricity.
The superheated steam passes through line 18 into the sterilization zone 3 for the cans, through line 19 into the oil filling zone 4 and through line 21 into the sterilization zone 7 for the lids. The valve 17 reduces the pressure of the steam boiler to a value which is not significantly above atmospheric pressure, and advantageously in such a way that the nozzle pressure of the steam is low enough to create a pressure immediately after introduction into the system is just above atmospheric pressure, for example a few hundredths of a pound.
This results in a constant steam flow from all openings in the sterilization zone for the containers and the rest of the apparatus, so that the apparatus is always filled with flowing steam, which flows through the openings and prevents the penetration of air containing bacteria into the apparatus. However, the steam can also be fed into the apparatus with a substantially atmospheric nozzle pressure, because the injection speed of the steam creates the necessary factor which keeps the air away from the flowing steam.
The supply of steam with nozzle pressures which are considerably higher than atmospheric pressure is undesirable, since this could have the consequence that the containers are overturned while being transported through the container.
As already explained, the sterilization of the containers and their lids is a function of time and temperature. The higher the temperature, the shorter the time required to ensure that the containers and their lids are sterilized against bacteria. However, it is desirable that the containers and their lids move through the sterilization zones for containers and lids as quickly as is practically achievable with a minimal length of the apparatus, and yet be sterilized so quickly that economic operation and performance are ensured .
Under most conditions, a temperature of 176 to 260 C ensures thorough sterilization of the containers in their sterilization zone if the transport time through this zone is between 30 and 60 seconds. Therefore, the superheater heats the steam to this temperature.
The same applies to the sterilization apparatus for the lids.
By regulating the transport speed of the containers in accordance with the respective steam temperature above 100 C, every suitable sterilization effect can be achieved in the system. In order for the containers and their lids to be sterilized within a period useful for industrial use, the steam must be heated to at least 176 C at atmospheric pressure and thus keep the sterilization apparatus for the containers and that for the lids at this temperature or above.
The maximum temperature of the steam is not particularly important, except when the temperature is so high that it could have a harmful effect on the container and lid.
The product to be filled must be sterile when it is introduced into the container. To carry out this sterilization, a so-called flash sterilization process known in the field of sterilization of liquid products is used, with which the product can be quickly sterilized.
Such a system is indicated schematically in FIG. 1 and comprises a heater 22 which is kept at such a high temperature that it quickly sterilizes the product. The heater is connected by line 24 to a feed tank 23 for the product. A three-way valve 26 is connected in line 24 to a water supply line 27 for a purpose to be explained later. Furthermore, a so-called emptying pump 28 with constant volume output is provided in line 24, which makes it possible to supply a certain regular amount of the product per unit of time.
This amount can be regulated at will by means of a variable speed motor 29, which is used to operate the pump.
The heater 22 is connected to a so-called storage container 31, in which the temperature is maintained for a sufficiently long time to complete the sterilization. The container 31 is connected to a cooler 32 in which the sterilized product is cooled. The cooled product is conveyed out of the cooler 32 through the line 33, which is connected to the filling unit 34. The filling unit is arranged on top of the filling zone 4 and delivers a continuous flow of the filling material into the container. Its construction and working methods are described in detail below.
The line 36 is connected to the line 33 and supplies superheated steam for the sterilization of the filling unit in a manner also to be explained below.
In this line 36 a manually operated valve 37 is provided. Another manually operated valve 38 is provided in line 33 above a lower junction (Fig. 1) and a pressure relief valve 39, for example set to switch over at a pressure of about 7.0 kg / cm, is in a position in which it leads liquid from the line 33 through the outlet line 40, which is formed in such a way that it forms a hot sterilization water outlet.
The valve 39 is switched on in the line 40 directly at the point at which it communicates with the line 33, but in the schematic drawing of FIG. 1 the valve is shown at some distance from this point for the purpose of greater clarity. The line and valve arrangements have the purpose of thoroughly sterilizing the filling unit 34 when the apparatus is put into operation.
A continuous row of containers is continuously guided in an essentially uninterrupted movement through the filling zone 4 on which the filling unit 34 is arranged. This filling zone is inserted between the sterilization apparatus for the containers 3 and the closing machine 6. The filling zone will be explained in more detail below in connection with FIGS. 3, 4, 5a, 5b and 5c.
The filling zone and the rest of the apparatus are provided with heat-insulated walls 41 (not shown in FIGS. 3 and 4). On the left side (according to FIG. 5a) the passage forming the filling zone 4 is connected at 42 to the outlet passage 43 of the sterilization apparatus for the containers, the containers 44 (dashed line) being transported through the sterilization apparatus by means of a continuously moving cable 46 on which the containers are carried and which runs around a wheel 47.
This wheel is shown broken in FIG. 5a in order to save space. Suitable oscillating guides 48, well known in the field of container transport mechanisms, are positioned substantially at the point at which the transport cable 46 reverses for the purpose of pushing the containers 44 from the cable 46 onto a continuously running, endless transport chain 49 . In this context it can be seen that the arrangement of the guides 48 is such that the containers can be pushed away from the transport chain 49 if the filling zone is to be bypassed if a malfunction should occur during operation which should make such bypassing necessary .
The upper part of the chain 49 is carried on a suitable guide rail 51 and the chain at one end runs over a sprocket 52. The sprocket is mounted on a shaft 53 which runs in adjustable bearings 54 of known art. At the other end, the endless chain 49 runs over a chain wheel 56 under a rotatable star wheel 57. The continuously running chain 49 carries the containers onto a carrier plate 58, which extends to the left of the star wheel 57 and when the containers are in indentations 57 'of the star wheel, it carries the star wheel along the plate 58 onto the continuously running endless transport mechanism 59.
A ge curved guide 61 is provided between the Trans port mechanism 59 and the transport chain 49, which guides the container in the correct direction when they are taken over by the star wheel 57.
The size and distance of the indentations 57 'of the star wheel are such that they essentially bring the containers into contact with one another, with their outwardly directed flanges 44' overlapping, as can be seen more clearly in FIG. A set of star wheels is provided, the indentations of which correspond in size and distance to the various normal canister sizes, and the star wheel is detachably arranged so that it can be exchanged quickly according to the type of container used. The star wheel 57 thus forms with the transport mechanism 59 a mechanism which places the containers in a certain ratio so that they can be filled efficiently.
The transport mechanism 59 comprises a pair of laterally spaced endless chains, the upper parts of which are carried on rails 60 and which are moved uniformly, that is to say essentially without interruption. They carry the containers for movement between suitable vertically and laterally adjustable guide rails 62 which are arranged on the sides of the transport device 59 and along the associated transport mechanism in order to accommodate different container heights and widths. On the left, the endless chains (in FIG. 5 a) run over chain wheels 63 which run in recesses 64 in the carrier plate 58.
The filling unit 34 is located directly above the transport mechanism 59, as can be seen most clearly in FIGS. 6 and 7, and when the containers are moved past the filling unit, which allows a continuous stream of sterile fillings to flow out, they are filled.
The transport mechanism 59 is moved continuously with respect to the filling pipe at such a speed that. ss each container is essentially completely filled when it passes the filling unit.With the containers 44 there is no shedding of the filling material because they stand upright on the transport mechanism and their flanges overlap at the openings Filling unit is explained in more detail, the filling tube is constructed in such a way that it allows an elongated flow of the product to emerge.
From the transport device 59 of the filling mechanism, the containers are guided to the closing machine 6 in a specific arrangement with respect to one another. This arrangement depends on the type of locking machine used in the apparatus.
A control means takes over the containers at the end of the transport device 59 and brings them to a certain distance from one another for delivery to the Schliessma sehine. This type of mechanism is well known and includes an accelerating endless transport mechanism 66, the upper part of which is carried by the rail 67 and which runs around a sprocket 68 between the right sprockets 69 of the chains of the transport mechanism 59. The Ket tenräder 68 and 69 are arranged on .. a suitable shaft 71.
The transport mechanism 66 moves at a greater speed. as the transport mechanism 59 for separating the containers from each other. The exact determination of the distance is done by a rotating. Snow cylinder 72 with a screw 73, the pitch of which increases in the direction from the end of the mechanism 59 to the end of the Schneeke to the appropriate value. As is well known with mechanisms of this type, the screw 73 takes the exact distancing between the containers, while the acceleration chain 66 causes the containers to be pressed against the screw 73, whereby the distancing is determined.
Next to the end of the tendons 73 there is another endless transport mechanism 74, the upper part of which is carried by the rail 76 and which carries upwardly directed lugs 77 at a corresponding distance (FIGS. 5b, 5c, 11 and 12), which hold the containers and move at a certain distance from each other. The tendon 73 is coordinated with the projections 77 on the transport mechanism 74. As is well known with this type of mechanism - that the containers are passed to the transport mechanism 74 without stumbling.
The transport chain 74 runs on the left over a sprocket 78 and protrudes over the end of the transport chain 66. so that the transition of the containers from one chain to another is easy. On . On the ejection side, the chain 66 runs over a chain wheel 79. The right side of the chain 74 runs around the chain wheel 81. A support rail 82 is provided next to the transport mechanism 74; it carries the containers while they are on the transport mechanism 74 through the lugs 77 be moved.
Lugs 77 are provided on the transport mechanism 74 so that the containers can be fed to the closing machine at the correct distance from one another without sliding.
When the containers leave the transport mechanism 74, they are carried on spaced plates 83, between which a groove 83 'is formed, and taken over by an endless chain transport mechanism 86 on which laterally protruding lugs 87 grip the containers. The lugs 87 carry downwardly directed fingers 87 'which are guided in the groove 83'. The transport mechanism 86 forms the transport unit for the sealing machine and guides the container into the sealing machine (not shown in the schematic FIG. 1). On the left, the transport mechanism 86 runs over the chain wheel 88.
11 shows that the screw cylinder 72 is rotatably supported in a pair of spaced supports 91. The left support is articulated on an axis of rotation 92 and the right in a support 95, which consists of two angled pieces attached to one another by the head tube 95 '. The unit can thus be rotated about the shaft 93 of the bevel gear 94. The supports 91 are rigidly spaced at their upper ends by the connecting rod 96. The connecting rod is attached to it loubar.
The shaft 93 carries a pinion 97 which meshes with an intermediate gear 98 which in turn engages a gear 99 which is rigidly rotatably connected to the worm cylinder 72 so that the latter can rotate about its axis.
The described arrangement of the screw cylinder shows that it can be adjusted laterally so that it can be correctly adjusted according to the diameter of the container. The cylinder is fixed in the selected position by clamping the rod 96 in spaced plates 100.
These plates have curved seat braids 100 'in which the rod can move.
At the same time, the Schneeke can be driven in any position. It should be noted that a screw with a special pitch is necessary for each container size, and a removable bearing for the cylinder is provided so that the change can be carried out and the corresponding Schneeke can be used, as is known in this type of machine. This removable mounting comprises a shaft 101 on which the tendon cylinder 72 is detachably fastened by adjusting screws 101 ′, and the shaft 101 can be lifted out of the left support 91 in the longitudinal direction after the adjusting screws have been loosened.
The drive for the whole mechanism can be provided by any suitable power source. Since the locking machine is driven, its drive can be tapped at any suitable point. The drive of the bevel gear 94 for the rotation of the Schneeke is done by the ring gear 102, which meshes with the gear 94 and is arranged on the shaft 103.
From Fig. 3 and also Fig. 4, in which the transmissions are indicated by lines, it can be seen that the drive of the star wheel 57 is seen via the shaft 104 which is connected to a suitable reduction gear in the box 106. The transport mechanism 59 of the filling unit is ultimately driven by the chain transmission 107, which is connected to a chain wheel in the box 108 (FIG. 4). The transport mechanism 49 is driven by the transport mechanism 59 via shaft 108 '. The acceleration transport mechanism 66 and the snow cylinder 72 are driven by the chain wheel 109, which is in working connection with the chain 109 ′, and the transport mechanism 74 with the attachments is driven by the chain drive 110 connected to the chain wheel 110 ′.
The transport mechanism 86 with its approaches for supplying the locking machine is driven by the locking machine itself. The specific form of the drive mechanism is not essential, as any suitable drive means can be used. This is well known in the type of transport and transfer mechanisms shown for containers suitable for use and need not be discussed in detail.
Figures 6 to 10 illustrate the filling unit installed in the filling zone 4 of the apparatus. As already mentioned, both the filling zone and the rest of the apparatus are provided with insulated walls 41 which preserve the heat therein. The perforated steam distribution line 111, which introduces the superheated steam and is carried by suitable supports 112, extends through the interior of the apparatus. The lower part of the filling zone is provided with a sump 113 which catches any poured filling material.
When the filling material collects in the sump 113, it flows off through the siphon 114, in which there is a constant amount of the product, and forms a seal that prevents the entry of airborne bacteria through the siphon. In addition to the siphon, a ventilation opening 116 is provided in the line, which prevents any siphoning effect. The contents caught are collected and returned to the storage tank 23 according to FIG.
The filling unit has the shape of a longitudinal housing 117 and consists of parts that are detachably connected to one another. One of these parts is a reservoir 118 which is semicircular to the west and at the lower end of which a flange 119 is attached, the underside of which is machined flat. A groove 121 is provided in this smooth underside which essentially completely surrounds the housing. The end portions of the groove are closed against one another, as can best be seen from FIG. 9, and connected to lines 122 for a purpose to be explained later.
The other part. of the housing includes a base plate 123 having a flat machined surface to which the flange 119 is releasably secured by clamping plates 124 which grasp the flange 119, with a spacer plate 126 inserted along each side of the base plate 123. The screws 127, which run through the clamping plates 124 and are screwed into the base plate 123, form the fastening element. The arrangement described allows the parts to be easily detached at will for cleaning, and when the parts are assembled there is a tight seal between them thanks to the flat machining of the surfaces lying together on the flange 119 and the plate 123.
An elongated filler tube 128, which extends over the entire length of the filler unit and has an elongated filler opening 129, is fastened to the underside of the base plate 123 by suitable means, for example by welding. Because of the elongated shape of the opening, it bridges, as can be seen from FIG. 6, the openings of several containers which are added to the filling unit. The opening 129 is provided with a longitudinal passage 131 in which a slide rod 132 is slidably disposed.
When displaced in the longitudinal direction of the filling unit, this rod forms the means by which the cross-section of the filling opening can be regulated. The reason for this regulation is still to be explained. A base 133 is installed on the base plate 123 and on the sides of the connection 128, between which and the base plate insulation material 134 is filled; so that the heat is preserved in the filling zone and condensation of the superheated steam in the filling unit is prevented.
At the top, the reservoir 118 is provided with a filling nozzle 136, through which the sterile filling material passes through the aforementioned line 33 into the filling unit. The line 33 is releasably connected to the connector 136 by a releasable connection 137. If the filling material was allowed to flow directly from the insertion opening 136, that is to say by the shortest path to the elongated filling opening 129, there would be the possibility that it would not be evenly distributed over the entire length of this opening. A distributor element is therefore provided in the reservoir 118, which allows the filling material to flow evenly over the entire working width of the filling opening 129.
This member comprises an expandable, elongated and essentially cylindrical chamber 138, which at the top carries an inlet tube which is pushed removably into the filling nozzle 136.
The distribution chamber 138 has a smaller diameter than the interior of the filling chamber and is provided at the ends with essentially round spacers and centering flanges 141 so that the distribution element can be positioned in such a way that an annular passage 142 is formed around it.
The ends 143 of the organ are also spaced from the ends of the reservoir 118 by means of spacers 144. As can be seen more clearly from FIGS. 6 and 7, a plurality of openings 146 are provided over the entire length of the upper part of the distribution chamber so that the filling material entering can flow out. As a result of the annular passage 142 and the openings 146 described, the filling gas cannot flow directly to the filling opening, but has to pass through the openings 146 and flow around the distributor element 138. As a result, it must emerge flat and evenly distributed over the entire length of the filling opening 129.
Since the chamber 138 is arranged removably in the reservoir, it can be cleaned as desired when the base plate 123 is detached from the reservoir 118.
From Fig. 6, 7 and 9 it can be seen that the filling unit is detachably mounted in the cover of the housing part of the filling zone 4, and this housing part is vertically adjustable so that the filling opening 129 of the filling pipe can be brought close to the container to be filled when Containers of different formats pass through the apparatus. In the rest of the apparatus, this vertical adjustment of the upper part is not necessary because there is enough space to allow the tallest industrial containers commonly used to pass.
In this context it should be mentioned that this space is available above the containers in the entire apparatus, which prevents the containers from bumping into the chambers and eliminates any damage, knocking over or jamming of the transport mechanism.
The vertically adjustable part comprises insulated side walls 151, the lower ends of which are slidably disposed in recesses I52 in the insulated plate part 153, which is rigidly connected to the side walls 154 of the chamber. Screws 156 are provided in the walls 154 and can be screwed into any one of the threaded openings 157 which are arranged vertically in the inner plates 158 of the side walls 151. The adjusting screws 156 and the corresponding openings 157 are of course provided at distant points in the longitudinal direction of the filling unit so that this can be determined after the setting has been made.
The hinge 161 enables access to the setting before taking, whereby the lid 159 can be opened or closed easily.
The cover 159 is provided with an elongated, rectangular opening 162 which accommodates the entire filler housing 117. For this purpose, the ends of the filling unit, as can be seen from FIGS. 6, 9 and 10, are provided with spaced tabs 163, which receive head screws 164 for connection in the side walls of the opening 162.
At the right end of the slide rod 132 there is an upright handle 166 (FIGS. 6 and 10) by means of which the slide 132 can be moved in the longitudinal direction. This movement regulates the cross-section of the filling opening 129. To accommodate the handle 166 and the slide rod 132 in any position, as can be seen from FIGS. 6 and 9, the part of the cover 159 located next to the right side of the filling unit has a relatively narrow, elongated one A recess 176 is provided so that the handle 166 can be moved to the right by a value which essentially corresponds to the length of the slide rod so that the filling opening 129 can be opened completely. From Fig.
Figures 6 and 8 show that a crosspiece 168 is provided adjacent the lower end of the handle, the ends of which are guided under guide rails 169, preventing the handle from rotating. This means maintains the grip.
The filling:
The filling mechanism described can be used for the continuous filling of sterile foodstuffs, but also of other slippable or liquid products. It is particularly suitable for a method in which a sterile product is filled into sterile containers in a sterile atmosphere, the containers being quickly sterilized by superheated steam under atmospheric pressure.
Since the containers are arranged on the transport mechanism 59 of the filling unit in such a way that their flanges all overlap, there is essentially no shifting when the container is transported past the filling opening, since the product flows through the filling opening in a thin stream or a thin surface is supplied via the intersecting parts of the container flanges. Since the containers are moved past the filling unit in an essentially uninterrupted or even movement, their contents are not spilled after filling, as would be the case if the containers were moved with a pronounced intermittent movement during filling so that they were during remain stationary during filling.
In the latter method, the effects of inertia cause the product to spill every time the intermittent motion imparted to the containers stops.
A certain amount of the filling material is delivered per unit of time by the pump 28 with constant volume capacity to the filling unit, and since the containers are moved past the filling unit at a certain speed according to the amount or the size of the supplied product, each container is essentially uniform filled when it passes the filling unit.
If the apparatus is put into operation for a certain type of filling material, the regulation can easily be carried out so that the containers are completely filled, either by regulating the output of the pump by the motor 29 with variable speed or by adjusting the speed of the transport mechanism takes place or both together.
With any given setting of the pump or the corresponding supply unit for the product, a certain amount of the product per unit of time flows out of the filling unit, regardless of the cross section of the filling opening 129, which is determined by the slide rod 132. The adjustment of the cross section of the filling opening has the only effect that only the outflow speed of the product is determined.
This regulation of the outflow speed of the product is important for the following reasons, which are explained with reference to FIGS. 2a, 2b and 2c. Different products such as soups, milk products, oils, purees etc. have different viscosities which have a significant influence on the accumulation characteristics of the product when it enters the container. 2a shows the state in which the bulk rate is too low for a relatively highly viscous product. It can be seen that the product piles up in the center of the container, leaving an empty space around the perimeter of the container.
As a result of this storage of the product, it can protrude over the upper edge of the container, and a mistake occurs when the protruding parts touch the filling tube.
Fig. 2b shows the situation when the sliding speed is too high. The inertia of the product leaving the filling opening at such a high speed causes the latter to be deflected laterally and upwards out of the container. In this case, the behavior of the product resembles that of water flowing from a tap into an empty glass if the tap is opened too quickly.
Fig. 2c shows the filling process at the correct speed of the product with respect to its viscosity or consistency. Here the relationships are correctly chosen in order to prevent an accumulation according to FIG. 2a and a deflection according to FIG. 2b. These variations during the pouring process as a result of the differences in viscosity of the filling material can be avoided and ideal behavior can be achieved (FIG. 2c) by merely changing the speed of the product by regulating the cross section of the filling opening 129.
In this context, remember that since a constant volume of product is poured into them per unit of time, the final contents of the container will always be the same for any given setting of the filling opening, regardless of the regulation of the filling speed of the product.
Operation of the sterilization system:
When filling sterile foodstuffs that have been made sterile by the above-mentioned Blitzsteri lisation, the containers themselves and the container lids are sterilized, and all operations are carried out under sterile conditions, this essentially under atmospheric pressure and as a result of the additional heating agent used for Overheating of the steam is provided so that it is supplied with additional heat in addition to the evaporation heat communicated to it at atmospheric pressure in the generation process of the steam boiler.
The superheating means enables any suitable sterilization temperature to be achieved, depending on the additional heat imparted to the steam, so that all operations can be carried out relatively quickly. In this connection it should be noted that, due to the fact that the steam is introduced into the system at a pressure not significantly above atmospheric pressure, there is no risk of the containers overturning, as would otherwise result if the steam were with a relatively high pressure would be introduced into the system.
When starting up the system for the aseptic process, it is desirable that the filling unit itself is also sterile.
Otherwise, individual containers could be contaminated, even though they and the product itself have been sterilized beforehand. The filling unit is best sterilized in the following way: Before the product is introduced from the tank 23 into the system, hot sterilization water is left at a suitable temperature, for example
149 C, for about 10 minutes by opening the three-way valve 26 against the supply line 27 for the sterilization water, into which this water is fed from a suitable source.
This ge happens when the valve 37 is closed, Ven valve 38 is opened and the slide rod 132 of the
Filling unit is only slightly open so that sterilization water can flow into the unit, but at the same time there is enough counter pressure to keep the water at the sterilization temperature.
The usual cooling water supply to the radiator
32 is interrupted while the hot sterilization water is flowing through. The automatic circulation valve 39, which is at a
A pressure of around 7.03 kg / em2 is switched to the drain, and the drainage of the water from the. System. Through this cycle that becomes
System with line 33 thoroughly sterilized.
To sterilize the filling unit, in particular the part below the slide rod 132, the valve 38 is closed and valve 37 opened, while at the same time the circulation of the hot sterilization water is continued so that the system in front of the valve 38 remains sterile. The slide rod 132 is also fully opened. Superheated steam is then fed into line 36 at any suitable temperature, preferably above 163 ° C., whereupon the filling unit is completely sterilized.
When the filling unit is completely sterilized - for safety after a period of 5 to 10 minutes, depending on the tempera ture of the superheated steam - the valve 37 is closed and valve 38 is opened and the cooling water for the cooler 32 is introduced. Then, by setting the three-way valve 26, the product is supplied instead of the sterilization water. For a short time, water is still separated out, but a little later the sterilized product in the heater 22 begins to run out.
Closure of the stere filling unit:
In order to ensure that the filling unit is not contaminated even during the operation of the system, a sterile seal is created between the detachable parts that make up the filling unit by steam, for example ordinary, saturated steam from the boiler, through one of the Lines 122 is let into the locking groove 121, which lines are connected at one end to the locking groove. In the other line 122, a valve 171 is inserted at the other end of the closure groove and, when steam is first fed into the groove 121, is left slightly open so that the steam condensate can be discharged.
This guarantees a sterilization temperature that corresponds to that of the steam boiler pressure.
Since the Versehlussnut 121 surrounds the joint between the detachable parts of the filling unit essentially completely, the steam heats the connecting parts and the neighboring parts to the sterilization temperature.
Since, as can be seen more clearly from FIG. 9, the ends of the sealing groove are close to one another, the steam heat also sterilizes the short part of the joint which is not really closed off by steam. After the steam from the steam boiler has been kept at sterilization temperature in the groove 121 for a suitable period of time of about 10 minutes, the valve 171 is closed, whereupon the sterile steam condensate collects in the groove and thus a sterile pressure fluid seal at the junction between the forms detachable parts of the filling unit, whereupon the sterile product can be introduced into the filling unit.
The filling process in the atmosphere of the superheated steam, which results in an air-free atmosphere, is a definite advantage, even if aseptic filling conditions are not required at all, since with some products, even if sterile conditions are not necessary, the oxygen in the atmosphere is desirable to be endured as it has a detrimental effect on color, taste and vitamins. The air, if it were present, would also be trapped in the containers, which very often results in corrosion of the WeissMech containers, and in the case of gloss containers, the lids can corrode.
In addition, the increased vacuum, which results from the condensation of the steam in the product, is advantageous for certain closing processes. Another desirable factor when filling. In an inert atmosphere, the avoidance of air inclusions means that voids in the product are absolutely avoided. Cavities that result from steam inclusions disappear when the steam condenses, which occurs after a short time and in addition. leads to the product collapsing over the cavity after the containers have been closed in the normal course of work.
For these reasons, filling in an air-free atmosphere is desirable for every product, even if no aseptic conditions are required.