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DE3439736A1 - Verfahren und vorrichtung zum abfuellen einer fluessigkeit in flaschen o.dgl. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum abfuellen einer fluessigkeit in flaschen o.dgl.

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Publication number
DE3439736A1
DE3439736A1 DE19843439736 DE3439736A DE3439736A1 DE 3439736 A1 DE3439736 A1 DE 3439736A1 DE 19843439736 DE19843439736 DE 19843439736 DE 3439736 A DE3439736 A DE 3439736A DE 3439736 A1 DE3439736 A1 DE 3439736A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bottle
liquid
valve
ccl
filling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19843439736
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm 8400 Regensburg Weiß
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG, Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik filed Critical Krones AG
Priority to DE19843439736 priority Critical patent/DE3439736A1/de
Priority to DE8585113195T priority patent/DE3570231D1/de
Priority to EP85113195A priority patent/EP0180828B1/de
Priority to US06/788,868 priority patent/US4655029A/en
Priority to BR8505409A priority patent/BR8505409A/pt
Priority to JP60245244A priority patent/JPS61115879A/ja
Publication of DE3439736A1 publication Critical patent/DE3439736A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C3/2614—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling
    • B67C3/2617—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened by mechanical or electrical actuation
    • B67C3/262—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened by mechanical or electrical actuation and the filling operation stopping when the liquid rises to a level at which it closes a vent opening
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    • B67C3/10—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure preliminary filling with inert gases, e.g. carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

KRONESAG <^ pat-ha-p«
Hermann Kronseder 30. Oktober
Maschinenfabrik
8402 Neutraubling
Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen einer Flüssigkeit in Flaschen
oder dgl.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren ist durch die GB-PS 690 636 bekannt. Bei diesem Verfahren enthält die Flasche nach der Füllhchenkorrektur durch Eindrükken von reinem CO„ im Raum über dem Flüssigkeitsspiegel praktisch reines CO9, so daß ein schädlicher Einfluß des Luftsauerstoffs in der Zeit bis zum Aufsetzen einer Verschlußkappe weitgehend verhindert wird. Dies wird erreicht, ohne daß zwischen dem Einfüllen und dem Verschließen durch entsprechendes Einstellen des Überdrucks der Flüssigkeit oder durch Einspritzen von Flüssigkeit oder Gas in die gefüllte Flasche ein Überschäumen erzeugt wird, wie dies bei den heute üblichen Füllverfahren für Bier und andere sauerstoffempfindliche schäumende Getränke erforderlich ist. Das bekannte Verfahren arbeitet somit ohne Flüssigkeitsverlust, da der während der Füllhöhenkorrektur aus der Flasche gedrückte Flüssigkeitsanteil gesammelt und erneut abgefüllt werden kann. Es ist sowohl für schwach schäumende als auch stark schäumende Flüssigkeiten geeignet, genauso wie für nicht schäumende Flüssigkeiten. Ungünstig ist jedoch, daß beim Vorspannen ein Gemisch aus Luft und CO9 oder nur Luft verwendet wird und daß die Flaschen unmittelbar vor dem Vorspannen mit Luft gefüllt
sind, so daß der Luftsauerstoff beim Einlaufen der Flüssigkeit voll auf diese einwirken kann. Auch sind keine Maßnahmen gegen ein Eindringen von Luft in die Flasche beim Verschließen, z.B. mittels Kronenkorken, getroffen. Die mit dem Hohlraum der Verschlußkappe beim Aufsetzen in die Flasche eingeführte Luft verunreinigt somit die zuvor in der Flasche befindliche reine CC> -Atmosphäre. Mit dem bekannten Verfahren kann somit die schädliche Einwirkung des Luftsauerstoffs auf die Flüssigkeit nicht vollständig verhindert werden.
Das gleiche gilt für ein anderes bekanntes Abfüllverfahren für luftempfindliche Flüssigkeiten, bei dem die Flaschen vor dem Vorspannen vorevakuiert werden, d.h. es wird der größte Teil der Luft abgesaugt (US-PS 3 212 537). Beim nachfolgenden Vorspannen wird dann ein Gemisch aus Luft und CO0 aus dem gemeinsamen Druckbehälter für die Flüssigkeit und das Spanngas in die Flaschen eingeleitet. Durch das Vorevakuieren läßt sich der Luftanteil zwar auf ca. 10 % reduzieren, dieser Anteil wird jedoch beim Vorspannen wieder erhöht, da auch das Spanngas mindestens 10 % Luftanteil enthält. Auch durch Einleiten einer CCL-Menge in den Druckbehälter, die einem Mehrfachen der aus den Flaschen verdrängten Gasmenge entspricht, läßt sich erfahrungsgemäß der Luftanteil im Spanngas nicht weiter als bis auf ca. 10 % herabsetzen, da das Spanngas fortlaufend durch das aus den Flaschen verdrängte Rückgas verunreinigt wird. Das Einlaufen der Flüssigkeit in die Flasche erfolgt somit unter einen gewissen Sauerstoffeinwirkung und nach dem. Füllen auf die vorbestimmte Füllhöhe verbleibt ein Gemisch aus Luft und CCL im Raum überhalb des Flüssigkeitsspiegels. Bei diesem bekannten Verfahren muß sich daher an den Füllvorgang unbedingt ein Überschäumen zwecks Verdrängen der schädlichen Luft aus der Flasche anschließen, bevor eine Verschlußkappe aufgesetzt werden kann.
Ferner ist noch ein Füllverfahren für schwach schäumende, luftempfindliche Flüssigkeiten bekannt, bei der die Flaschen randvoll gefüllt und dann unter die Verschließeinrichtung transportiert werden, wo CCL unter hohem Druck gegen das Verschließelement geblasen wird (DE-AS 19 10 548).
Durch das vom Verschließelement bzw. vom davor sitzenden Kronenkorken reflektierte CO0 soll ein Teil der Flüssigkeit aus der Flaschenmündung verdrängt und durch CO9 ersetzt werden. Mit diesem bekannten Verfahren ist kein exaktes Einhalten der Füllhöhe möglich. Auch kann die verdrängte Flüssigkeit nicht aufgefangen werden, so daß hohe Flüssigkeitsverluste entstehen. Überdies sind keine Maßnahmen getroffen, um eine schädliche Sauerstoffeinwirkung während des Einfüllens der Flüssigkeit in die Flasche zu vermeiden. Der Einsatzbereich dieses bekannten Verfahrens ist gering, da es allein für schwach schäumende Flüssigkeiten eingesetzt werden kann. Bei stark schäumenden Flüssigkeiten würde sich bereits beim Transport der randvoll gefüllten Flasche zur Verschließeinrichtung ein mehr oder weniger starkes, unkontrolliertes Überschäumen einstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art unter Beibehaltung der flüssigkeitsverlustfreien Arbeitsweise die Einwirkung des Luftsauerstoffs weiter herabzusetzen. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden sämtliche Arbeitsphasen, angefangen von der Vorbereitung auf das Vorspannen, über das Erzeugen des Leerraums in den Flaschen bis hin zum Aufsetzen der Verschlußkappe mit in eine sauerstoffarme bzw. sauerstofffreie Arbeitsweise einbezogen, wodurch sich eine optimale Schonung der Flüssigkeit erzielen läßt. Es
8 ' - ' - 3Λ39736
-fr-
kann lediglich noch der nach dem Vorevakuieren in der Flasche verbleibende geringe Luftanteil, der sich beim Vorspannen mit reinem CO~ vermischt, während der relativ kurzen Einfüllphase auf die Flüssigkeit einwirken. Nach dem Füllen ist dieser Luftanteil weitestgehend aus der Flasche verdrängt und es kann praktisch nur noch reines CCL auf die Flüssigkeit einwirken. Auch nach dem Aufsetzen des Verschlusses befindet sich über der Flüssigkeit eine reine CCL-Atmosphäre. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit in idealer Weise für sauerstoffempfindliche Flüssigkeiten, wie z.B. Bier geeignet. Dabei tritt kein Flüssigkeitsverlust durch Überschäumen auf, da auf eine Schaumerzeugung in der Flasche zwischen dem Füllen und dem Verschliessen vollständig verzichtet werden kann. Für die Vorspannung mit reinem CO2 wird zwar eine gewisse Menge CO2 verbraucht, diese ist jedoch kaum höher als bei dem bekannten Verfahren, bei dem das C0„ dem gemeinsamen Kessel für die Flüssigkeit und das Spanngas zugesetzt wird, um die Sauerstoffkonzentration geringzuhalten. Der CO„-Verbrauch beim Verschließen ist relativ gering, da hier nur die Luft aus den Hohlräumen der Verschlußkappe und zwischen Verschlußkappe und Flaschenmündung verdrängt werden muß.
Der Überdruck des zum Vorspannen verwendeten reinen C0„ kann gleich demjenigen Überdruck sein, unter dem die Flüssigkeit gehalten wird. In diesem Falle wird im reinen Gleichdruckverfahren abgefüllt, d.h. die Flüssigkeit läuft allein aufgrund eines Höhenunterschieds in die Flaschen. Auch kann der Überdruck des reinen CO7 etwas kleiner sein als der Überdruck der Flüssigkeit. In diesem Falle wird die Füllung nach dem Differenzdruckverfahren etwas beschleunigt. Die Größe des Überdrucks richtet sich dabei in üblicher Weise nach den Eigenheiten der Flüssigkeit, bei CO„-haltigen Getränken wie Bier, Mineralwasser oder Limonade liegt der Überdruck bei ca. 2 bis 5 bar. Er kann so gering gehalten werden, wie es für die CO«-Bindung im Getränk erforderlich ist, da ein gezieltes Überschäumen oder Aufsprudeln zwischen dem Füllen und dem Verschließen, wie bereits gesagt, nicht erforderlich ist. Besonders vorteilhaft ist die im
Anspruch 2 angegebene Verfahrensweise. Hierbei wird sichergestellt, daß bei Füllbeginn keinerlei Luft oder Luft-Gas-Gemisch, z.B. aus dem Druckbehälter für die Flüssigkeit, in die Flasche eintreten kann. Vorzugsweise entspricht gemäß dem Anspruch 3 der CCL-Druck beim Vorspannen demjenigen bei der Füllhöhenkorrektur, so daß die gleiche CCL-Quelle verwendet werden kann.
Andere vorteilteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den AnsprüchenU bis 9 angegeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist kaum aufwendiger aufgebaut als die bekannten Füllvorrichtungen. Sie kann mit den verschiedensten Bauweisen hinsichtlich der Druckbehälter, der Ventile, der Steuereinrichtung für die Ventile, des Füllkopfs, des Rückgasrohres usw. realisiert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 11 bis 13 enthalten.
Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Abfüllen von
Bier mit den Phasen A und H des Abfüllverfahrens
Fig. 2 die Phasen B bis G und I des Abfüllverfahrens,
bis Fig. 8
Die Vorrichtung nach Fig. 1 dient zum Einfüllen von Bier, also einem stark schäumenden, sauerstoffempfindlichen Getränk, in Flaschen 1. Sie
weist einen ersten Druckbehälter 2 auf, der durch eine Leitung 3 mit einer unter einem Überdruck von z.B. 4 bar stehenden Bierquelle 4 verbunden ist. In diese Leitung 3 ist ein Regelventil 5 eingeschaltet, das durch einen Regler 6 gesteuert wird. An diesen ist eine Füllstandssonde 7 angeschlossen, die im Inneren des Druckbehälters 2 sitzt und dessen Füllstand mißt. Der Regler 6 ist derart ausgebildet, daß er durch Schließen und Öffnen des Regelventils 5 die Flüssigkeitshöhe im Druckbehälter 2 auf dem gewünschten Wert hält. Weiter mündet in den ersten Druckbehälter 2 eine Leitung 8 ein, die über ein Regelventil 9 ins Freie führt. Dieses Regelventil 9 wird durch einen Regler 10 gesteuert, dessen Funktion weiter unten erläutert ist.
Weiter weist die Vorrichtung einen zweiten Druckbehälter 11 auf, der mit einer Vakuumquelle 12, z.B. einer Vakuumpumpe verbunden ist. Durch diese wird der zweite Druckbehälter 11 auf einen absoluten Druck von z.B. 0,1 bar evakuiert.
Die Vorrichtung ist ferner mit einem dritten Druckbehälter 13 ausgestattet, der durch eine Leitung 14 mit einer CCL-Quelle 15 verbunden ist. Diese liefert reines Kohlendioxyd mit einem Überdruck von z.B. 5 bar. In diese Leitung 14 ist ein Reduzierventil 16 mit einem Druckregler 17 eingeschaltet. Durch diesen wird der Überdruck des reinen CCL im dritten Druckbehälter 13 konstant auf z.B. 3,2 bar gehalten.
Der Regler 10 für das Regelventil 9 ist als Differenzdruckregler ausgebildet und einerseits an die Leitung 8 im Bereich zwischen dem Regelventil 9 und dem ersten Druckbehälter 2 bzw. direkt an dessen Gasraum und andererseits an die Leitung 14 zwischen dem Reduzierventil 16 und dem dritten Druckbehälter 13 oder direkt an diesen angeschlossen. Der Regler 10 ist derart eingestellt, daß er durch Öffnen und Schließen des Regelventils 9 den Druck in der Leitung 8 bzw. im ersten Druckbehälter 2 um z.B. 0,2 bar niedriger hält als in der Leitung 14 oder im dritten Druckbehälter 13. Das Bier und das Gas im ersten Druckbehälter 2 stehen somit unter einem konstanten Überdruck von 3 bar.
An die drei Druckbehälter 2,11,13 ist mindestens ein Füllorgan 18 angeschlossen, das einen an die Flaschenmündung anpreßbaren Füllkopf 19 mit einer konischen Zentrieröffnung und einem nicht gezeigten elastischen Dichtring aufweist. In der Mitte des Füllkopfs 19 ist ein Rückgasrohr 20 befestigt, das am unteren Ende eine Öffnung bzw. einen Anschnitt aufweist und über eine Rückgasleitung 21 und ein Rückgasventil 22 mit dem Gasraum des ersten Druckbehälters 2 verbunden ist. Weiter mündet in den Füllkopf 19 eine Flüssigkeitsleitung 23 mit einem Flüssigkeitsventil 24 ein, die mit dem Flüssigkeitsraum des auf einem höheren Niveau als der Füllkopf 19 liegenden ersten Druckbehälters 2 verbunden ist. Schließlich ist an den Füllkopf 19 ein Gaskanal 25 angeschlossen, der über ein Vakuumventil 26 mit dem zweiten Druckbehälter 11 und über ein C0„-Ventil 27 mit dem dritten Druckbehälter 13 verbunden ist und außerdem mittels eines Entlastungsventils 28 mit der freien Atmosphäre verbunden werden kann. Die Betätigung der Ventile 22,24,26,27 und 28 erfolgt durch eine nicht gezeigte Steuereinrichtung, die z.B. mehrere feststehende Nocken und Steuerböcke aufweist, wenn die Behälter 2,11 und 13 mit den Füllorganen 18 auf einer Kreisbahn umlaufen.
Dem Füllorgan 18 ist ein Hubzylinder 29 mit einem heb- und senkbaren Flaschenteller 30 zugeordnet, durch den jeweils eine Flasche 1 an den Füllkopf 19 angedrückt werden kann. Dadurch wird die Flasche 1 gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgeschlossen und gas- und flüssigkeitsdicht an den Füllkopf 19 bzw. an die in diesen einmündenden Leitungen und Kanäle angeschlossen.
Schließlich ist noch ein Verschließcrgan 31 vorgesehen, das höhenbeweglich über einem höhenfesten Flaschenteller 32 angeordnet ist. Das Verschließorgan 31 besitzt einen Verschließkonus 33 und einen gefederten Niederhalter 34 und ist zum Befestigen von Kronenkorken 35 auf der Flaschenmündung eingerichtet. Die Kronenkorken 35 werden vor dem Verschliessen an der Unterseite des Niederhalters 34 durch Magnetkraft gehalten.
Seitlich des Verschließorgans 31 bzw. der Flasche 1 sind mehrere Blasdüsen 36 angeordnet, die auf den Zwischenraum zwischen der Unterseite des Verschließorgans 31 und der Flaschenmündung gerichtet sind. Die Blasdüsen 36 sind über eine Versorgungsleitung 37 mit einem Umschaltventil 38 mit der vom ersten Druckbehälter 2 kommenden Leitung 8 verbunden. Sie werden so mit dem beim normalen Füllen aus dem Druckbehälter 2 fortwährend abströmenden nahezu reinen CCL-Gas gespeist. Statt dessen ist es auch möglich, die Blasdüsen 36 direkt an die CO„-Quelle 15 anzuschließen. Die Blasdüsen 36 sind derart ausgerichtet, daß zwischen dem Verschließorgan 31 und der Flaschenmündung eine überwiegend C0„ enthaltende Atmosphäre erzeugt wird, die den Kronenkorken 35 und die Flaschenmündung umfaßt. Eine Einwirkung der Blasdüsen 36 auf das Innere der Flaschen 1 dagegen ist nicht erforderlich.
Zwischen die Leitungen 8 und 14 ist eine Verbindungsleitung 39 mit einem Sperrventil 40 eingesetzt, so daß der erste Druckbehälter 2 erforderlichenfalls direkt mit der CCL-Quelle 15 verbunden werden kann. Außerdem ist an die Leitung 3 eine Reinigungsleitung 41 mit einem Sperrventil 42 angeschlossen, durch welche der erste Druckbehälter 2 mit Wasser oder dgl. gefüllt werden kann. Vorzugsweise wird vor Abfüllbeginn über diese Reinigungsleitung 41 der Druckbehälter 2 vollständig mit Wasser gefüllt, das dann durch Öffnen . des Sperrventils 40 mittels CO? verdrängt wird. Daraufhin wird über das Regelventil 5 bei geschlossenen Sperrventilen 40 und 42 der Druckbehälter 2 von der Bierquelle 4 teilweise gefüllt, wobei das überschüssige COr, über die Leitung 8 und das Regelventil 9 abgeblasen wird. Auf diese Weise wird von Anfang an der Kontakt zwischen dem Bier und der Luft weitestgehend vermieden. Die hierzu eventuell noch erforderlichen Ventile und Leitungen sind in Fig. 1 nicht dargestellt. Wird nun noch die Vakuumpumpe 12 in Betrieb gesetzt, so ist die Vorrichtung betriebsbereit.
Das mit der solchermaßen vorbereiteten Vorrichtung durchgeführte Verfahren zum Abfüllen von Bier in Flaschen läuft folgendermaßen ab:
Als erstes wird bei geschlossenen Ventilen 22, 24, 26, 27, 28 eine saubere, leere Flasche 1 auf den Flaschenteller 30 gestellt (Phase A) und durch den Hubzylinder 29 fest an den Füllkopf 19 gedrückt. Diese Flasche ist zu 100 % mit Luft (angedeutet durch kleine Kreuze) gefüllt. Nunmehr wird das Vakuumventil 26 für eine bestimmte Zeitspanne geöffnet. Dadurch wird die Flasche 1 an den zweiten Druckbehälter 11 angeschlossen und bis auf einen absoluten Druck von 0,1· bar evakuiert (Phase B). Die Anfangsluft wird somit zu 90 % abgesaugt, so daß die Luftkonzentration in der Flasche nunmehr 10 % beträgt. Nach dem Schließen des Vakuumventils 26 wird das CO„-Ventil 27 für eine bestimmte Zeitspanne geöffnet. Dadurch wird die Flasche 1 mit dem dritten Druckbehälter 13 verbunden, aus dem reines CO„ (angedeutet durch kleine Kreise) in die Flasche einströmt (Phase C) bis ein Druck von 3,2 bar in der Flasche 1 erreicht ist. Dadurch verringert sich die Luftkonzentraticn weiter auf ca. 2,5 %· Nachdem so in der Flasche eine nahezu reine CO„-Atmosphäre geschaffen worden ist, wird durch Öffnen des Flüssigkeitsventils 24 und des Rückgasventils 22 der eigentliche Füllvorgang eingeleitet. Dabei strömt als erstes ein kleiner Teil des Gases aus der Flasche 1 über das Rückgasrohr 20 und die Rückgasleitung 21 in den ersten Druckbehälter 2, bis auch in der Flasche 1 ein Überdruck von 3 bar herrscht. Hierdurch wird verhindert, daß Gas aus dem Druckbehälter 2 in die Flasche 1 strömt und dort möglicherweise die Luftkonzentration erhöht. Nach dem Druckausgleich läuft das Bier (angedeutet durch kurze Striche) infolge der Höhendifferenz zwischen dem ersten Druckbehälter 2 u-nd den Flaschen 1 über die Flüssigkeitsleitung 23 in die Flasche 1 ein, wobei das nahezu reine CO„ über das Rückgasrohr 20 und die Rückgasleitung 21 in den ersten Druckbehälter 2 verdrängt wird (Phase D). Im Druckbehälter 2 stellt sich daher nach einiger Zeit gleichfalls eine nahezu reine CCL-Atmosphäre mit einer Luftkonzentration von ca. 2,5 % ein, so daß weder während des Verweilens im Druckbehälter noch während des Einlaufens in die Flasche 1 über das Füllorgan 18 eine spürbare Einwirkung des Luftsauerstoffs auf das Bier stattfinden kann. Wenn der Bierspiegel in der Flasche 1 die Öffnung des Rückgasrohres 20 erreicht hat, so kann durch dieses kein Gas mehr entweichen. Der Zulauf von Bier geht jedoch weiter, da das Gas nunmehr durch die ohne Gassperre ausgeführte Flüssigkeitsleitung -23 nach
- 10 -
/If
oben in den Druckbehälter 2 strömen kann, so daß die Flasche 1 am Ende überfüllt oder sogar randvoll gefüllt ist (Phase E). Damit sind die Verfahrensschritte "Vorevakuieren", "Vorspannen mit reinem CCL" und "Überfüllen" abgeschlossen.
Nunmehr wird das Flüssigkeitsventil 2Λ geschlossen, während das Rückgasventil 22 weiter geöffnet bleibt. Zusätzlich wird das CCL-Ventil 27 erneut für eine kurze Zeitspanne geöffnet. Dabei strömt reines CCL mit einem Differenzdruck von 0,2 bar in die Flasche 1 ein und verdrängt durch das Rückgasrohr 20 und die Rückgasleitung 21 soviel Bier aus der Flasche 1, bis der Flüssigkeitsspiegel auf Höhe der Öffnung des Rückgasrohres 20 oder etwas darunter abgesunken ist. Gleichzeitig wird der dadurch entstehende Leerraum in der Flasche 1 mit reinem CCL aufgefüllt (Phase F). Die Flasche 1 enthält jetzt nur Bier und CCL. Die Öffnungsdauer für das CCL-Ventil 13 ist derart bemessen, daß ausreichend CO0 einströmt, um das Bier vollständig aus der Rückgasleitung 21 zurück in den ersten Druckbehälter 2 zu fördern und evtl. Luftreste vollständig aus der Flasche 1 herauszuspülen. Außerdem wird durch die nachströmende reine CCL die Luftkonzentration im Druckbehälter 2 herabgesetzt, so daß sich Werte unterhalb 2,5 % einstellen. Das Überströmen des Biers und des CCL erfolgt wegen der geringen Druckdifferenz äußerst sanft. Diese' geringe Druckdifferenz ist möglich, da das Rückgasventil 12 zwangsläufig offen gehalten wird und keine Drosselstelle bildet. Nach dem Schließen des CCL-Ventils 27 oder gleichzeitig mit diesem wird auch das Rückgasventil 22 wieder geschlossen. Der Verfahrensschritt "Füllhöhenkorrektur mit Einleiten von reinem CCL" ist damit beendet und es sind alle Ventile geschlossen.
Nunmehr folgt der Verfahrensschritt "Entlasten". Hierzu wird das mit einer Drosselstelle versehene Entlastungsventil 28 für eine bestimmte kurze Zeitspanne geöffnet. Dabei strömt soviel CCL aus der Flasche 1 allmählich
ins Freie, bis in der Flasche 1 der normale Atmosphärendruck herrscht (Phase G). Nunmehr kann der Flaschenteller 30 abgesenkt und die gefüllte Flasche 1 vom Füllkopf 19 abgezogen werden. Der Leerrautn überhalb des Bierspiegels in der Flasche 1 ist nach wie vor vollständig mit reinem CO„ gefüllt, so daß der Luftsauerstoff nicht auf das' Bier einwirken kann. Die Flasche 1 kann nun ohne besondere Schutzvorkehrungen wie z.B. Hochdruckeinspritzung zwecks Schaumerzeugung auf den Flaschenteller 32 unter dem Verschließorgan 31 transportiert werden. Es entstehen daher während dieser Überführung keinerlei Bierverluste. Sollte ein geringes selbsttätiges Aufschäumen des Biers auftreten, so ist dies nicht weiter störend, da der Schaum vom Leerraum in der Flasche 1 aufgenommen werden kann.
Sobald die Flasche 1 unterhalb dem in seiner oberen Endlage stehenden Verschließorgan 31, das vorher bereits einen Kronenkorken 35 aufgenommen hat, angekommen ist oder auch vorher wird das Ventil 38 umgeschaltet, so daß das aus dem ersten Druckbehälter 2 über die Leitung 8 abgeblasene, nahezu reine CO„ mit einer Luftkcnzentration von 2,5 % oder weniger nicht mehr unmittelbar ins Freie strömt, sondern den Blasdüsen 36 zugeführt wird und erst dort ins Freie austritt. Dabei wird zwischen der Unterseite des Verschließorgans 31 und der Flaschenmündung eine den Kronenkorken 35 einschließende, nahezu reine CO„-Atmosphäre aufgebaut (Phase H). Gleichzeitig werden eventuelle Lufteinschlüsse in den Hohlräumen, insbesondere an der Unterseite des Kronenkorkens 35 entfernt und die Flaschenmündung von der normalen Luftatmosphäre getrennt. Die CCL-Atmosphäre bleibt mindestens solange aufrechterhalten, bis der Kronenkorken 35 durch Absinken des Verschließorgans 31 über eine nicht gezeigte Steuerkurve oder dgl. auf die Flasche 1 aufgesetzt und umgebördelt worden ist. Danach kann das Ventil 38 wieder umgeschaltet werden (Phase 1). Auch während des damit abgeschlossenen Verfahrensschrittes "Verschließen unter CCU-Atmosphäre" kann somit das reine CO„ in der Flasche nicht mit Luft "verunreinigt" werden, insbesondere nicht durch Lufteinschlüsse an der Unterseite des Kronenkorkens 35. Die Flasche 1 enthält nach der- Verschließen somit nur Bier und reines CO„. Dabei ist normalerweise ausreichend, wenn, wie
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IG
beschrieben, das aus dem ersten Druckbehälter 2 ausströmende nahezu reine CO,-, mit einer Luftkonzentration von ca. 2,5 % verwendet wird. Irgendwelche störende Einflüsse durch den äußerst geringen Luftanteil konnten nicht festgestellt werden. Auch mengenmäßig ist dieses CO» ohne, weiteres ausreichend, da zum Vorspannen der Flaschen auf 3 bar nahezu das Vierfache des Flaschenvolumens an CO- bei Normaldruck benötigt wird, das dann beim Füllen wieder aus der Flasche entfernt wird. Das CO» aus dem dritten Druckbehälter 13 hat somit einen vielfachen Nutzen: Aufbau des Gegendrucks, Schutz des Biers beim Einlaufen in die Flasche, Schutz des Biers im Druckbehälter 2 und Aufbau einer CCU-Atmosphäre beim Verschließen. Hinzu kommt, daß das C0~ für die Blasdüsen 36 nur einen relativ geringen Druck erfordert, da keine Flüssigkeit aus den Flaschen 1 herausgedrückt werden muß. Bei extremen Qualitätsansprüchen kann selbstverständlich die Versorgung der Blasdüsen 36 auch direkt aus dem dritten Druckbehälter 13 bzw. durch die C0„-Quelle 15 erfolgen. Auch ist es möglich, auf das Ventil 38 zu verzichten, und die Leitung 8 direkt mit der Leitung 37 zu verbinden.

Claims (12)

- · 3A39736 KRONES AG pat-ha-pe Herrrann Kronseder 30. Oktober 1984 Maschinenfabrik Neutraubling Verfahren und Vorrichtung zum ' Abfüllen einer Flüssigkeit in Flaschen oder dgl. Patentansprüche
1. Verfahren zum Abfüllen einer Flüssigkeit in Flaschen oder dgl., wobei in jeder Flasche durch Eindrücken eines Spanngases ein Überdruck erzeugt wird, dann die unter Überdruck gehaltene Flüssigkeit in die Flasche eingeleitet wird, bis diese überfüllt ist, worauf die Flüssigkeit durch Einleiten von unter einem größeren Überdruck gehaltenem reinen CO„ bis zum Erreichen der gewünschten Füllhöhe teilweise aus der Flasche verdrängt und durch reines CO9 ersetzt wird,- dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eindrücken des Spanngases die Luft zum größten Teil aus der Flasche abgesaugt wird, daß als Spanngas reines CO„ verwendet wird, und daß beim Aufsetzen einer Verschlußkappe auf die gefüllte Flasche zumindest im Bereich zwischen Verschlußkappe und Flaschenmündung eine überwiegend CO« enthaltende Atmosphäre hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eindrücken des reinen CO„ nach dem Absaugen der Luft in der Flasche zunächst ein Überdruck erzeugt wird, der geringfügig größer ist als der Überdruck, unter dem die Flüssigkeit gehalten wird, und daß der Überdruck in der Flasche erst kurz vor oder mit Beginn des Einleitens der Flüssigkeit in die Flasche auf de: en Überdruck reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das reine CCL beim Vorspannen und bei der Füllhöhenkorrektur jeweils mit dem gleichen Überdruck in die Flasche eingeleitet wird.
L,. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck in der Flasche nach der Füllhöhenkorrektur durch gedrosseltes Ableiten von CCL auf den atmosphärischen Druck reduziert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß die abzufüllende Flüssigkeit unter einem derartigen Überdruck gehalten wird, daß sie in der gefüllten Flasche bis zum Aufsetzen der Verschlußkappe nur geringfügig aufschäumt, nicht .aber überschäumt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die überwiegend CCL enthaltende Atmosphäre durch Einblasen von überwiegend CCL enthaltendem Gas in den Raum zwischen Verschlußkappe und Flaschenmündung hergestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das während des Einleitens der Flüssigkeit in die Flasche aus. der Flasche austretende CCL gegebenenfalls einschließlich eines geringen Luftanteils gesammelt und zum Herstellen der überwiegend CCL enthaltenden Atmosphäre beim Aufsetzen der Verschlußkappe verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die überwiegend CO9 enthaltende Atmosphäre bereits vor dem Aufsetzen einer Verschlußkappe erzeugt wird.
9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Füllhöhenkorrektur mehr CCL in die Flasche eingeleitet wird, als es dem Leerraum über der gewünschten Füllhöhe entspricht.
IC. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem ersten Druckbehälter für die abzufüllende Flüssigkeit und da? Rückgas, mit einem zweiten Druckbehälter für reines CCL, mit mindestens einem an die Druckbehälter angeschlossenen Füllorgan, das einen an eine Flasche gasdicht anschließbaren Füllkopf, ein in die Flasche einführban;s Füllrohr und/oder Rückgasrohr, dessen Anschnitt die Füllhöhe definiert, ein Flüssigkeitsventil, ein Rückgasventil und ein CCL-Ventil aufweist, sowie mit einer Steuereinrichtung für die Ventile des Füllorgans, dadurch gekennzeichnet, daß jecits Füllorgan (18) zusätzlich an eine Vakuumquelle (12) angeschlossen und mit einem Vakuumventil (26) versehen ist, daß mindestens ein Verschließorgan (3D zum Aufsetzen einer Verschlußkappe auf eine Flasche vorgesehen ist, und daß in den Raum unterhalb des Verschließorgans (3D bzw. einer von diesem getragenen Verschlußkappe mindestens eine Blasdüse (36) für überwiegend CCL enthaltendes Gas oder reines CCL gerichtet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, * daß die Steuereinrichtung für die Ventile (22, 24, 26, 27, 28) jedes Füllorgans (18) derart ausgebildet ist, daß nach dem Anschließen einer Flasche an den Füllkopf (19) als erstes das Vakuumventil (26) geöffnet und nach einer bestimmten Zeitspanne viedct geschlossen wird, dann das CCL-Ventil (27) geöffnet und nach einer bestimmten Zeitspanne wieder geschlossen wird, dann das Rückgasventil (22) geöffnet und das Flüssigke'itsventil (24) geöffnet oder zur selbsttätigen Öffnung bei Druckausgleich zwischen der Flasche und dem ersten Druckbehälter (2) freigegeben wird, dann das Flüssigkeitsventil (24) wieder geschlossen und das CCL-Ventil (27) erneut geöffnet und nach einer bestimmten Zeitspanne wieder geschlossen wird, wobei das Rückgasventil (22) geöffnet bleibt und erst mit oder nach dem Schließen des CCL-Ventil s (27) wieder geschlossen wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllorgan (18) mit einem ins Freie führenden Entlastungsventil (28) versehen ist, und die Steuereinrichtung für die Ventile (22, 24, 26, 27, 28) derart ausgebildet ist, daß das Entlastungsventil (28) nach dem Schließen des Rückgasventils (22) und vor dem Abziehen der Flasche vom Füllkopf (19) kurzzeitig geöffnet wird.
13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Blasdüse (36) über eine Versorgungsleitung (37) und ggf. ein Steuerventil (38) mit dem ersten Druckbehälter (2) für die Flüssigkeit und das Rückgas verbunden ist.
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