EP1052216A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen einer Flüssigkeit in Kunststofflaschen - Google Patents
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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
- B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
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- B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
- B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
- B67C3/22—Details
- B67C3/222—Head-space air removing devices, e.g. by inducing foam
- B67C3/223—Head-space air removing devices, e.g. by inducing foam by squeezing the container elastically
Definitions
- the invention relates to a method for filling Liquid in plastic bottles according to the preamble of Claim 1 and a device for performing the Method according to the preamble of claim 11.
- the invention has for its object when filling Plastic bottles with liquids on particularly simple and economical way of trapping air in the filled Reduce bottle or completely if necessary eliminate.
- a device for carrying out of this procedure is also provided.
- Headspace between filling and closing one Plastic bottle does not require any injection medium and is in all conventional filling processes and for various liquids, foaming or non-foaming, still or gaseous, feasible.
- the necessary for this Deformation of the plastic bottle is slight, especially when the bottle is already filled has been filled to the brim, and therefore affects no more annoying.
- gaseous liquids can itself after closing due to the inherent elasticity of the Plastic bottle the deformation in whole or in part regress.
- the resulting liquid-free gas space is then only with that from the liquid originating gas, e.g. CO2, filled, i.e. absolutely oxygen-free and therefore not harmful to drinks.
- the filling and closing device according to FIGS. 1 and 2 is for Filling and closing of disposable plastic bottles, e.g. PET, hereinafter called bottles 1 for short, with a oxygen-sensitive drink in the form of beer 2 set up. It has one of the usual components like Hinged belt chains, one-piece screws, transport stars, Turntables, etc. constructed conveyor 4, which the empty ones coming from a rinser not shown Feeds bottles 1 of the filling and closing device these are transported through and finally the filled ones and closed bottles 1 to a not shown Packaging machine forwards.
- disposable plastic bottles e.g. PET
- bottles 1 for short oxygen-sensitive drink in the form of beer 2 set up.
- It has one of the usual components like Hinged belt chains, one-piece screws, transport stars, Turntables, etc. constructed conveyor 4, which the empty ones coming from a rinser not shown Feeds bottles 1 of the filling and closing device these are transported through and finally the filled ones and closed bottles 1 to a not shown Packaging machine forwards.
- Bottle 1 is initially filled with ambient air, which the contains normal oxygen content (process step A). she first reaches a filling station 5 of conventional type Design in which the air becomes large by flushing with CO2 gas Part is then expelled from bottle 1 under over-atmospheric back pressure beer 2 - as far as filling technology possible and sensible - up to just below the mouth opening filled and finally the inside of the bottle back on the normal atmospheric pressure is relaxed (process step B).
- the filling level that results is H1 designated.
- the level can also be more or less with foam be covered or formed by foam.
- Bottles filled but not yet sealed 1 next get into the scope of a mechanical crimping device 7, formed by a Gripping tongs 8 equipped transport star 9, as in detail is described in the applicant's EP 726 216 A1.
- a bottle 1 entered an open gripper 8 is by turning the control cam 10th forcibly closed, with the opposite Rigid gripping arms attacking the body of the bottle Bottle 1 in the middle of the trunk by a predetermined amount press in or deform oval (process step C).
- the resulting reduction in volume of the bottle 1 is dimensioned so that the level is exactly up to the open Bottle mouth rises.
- This level is with H2 designated; the difference between the filling levels H1 and H2 is DH featured.
- the gripping tongs 8 of the squeezing device 7 can at the same time the transport of the bottles 1 to or in the Complete sealing station 6. With a neck collar provided plastic bottles, it can also be useful this by means of additional grippers during the Closing immediately below the neck collar capture and support. Squeezing is in this area not mandatory.
- Crushing devices such as in pairs arranged squeeze rollers, which the bottles between them capture, or a crimp strap that holds the bottles in the Pushing in pockets of a transport star.
- the Bottle volume is automatically reduced during the Lower back pressure due to atmospheric pressure the elastic restoring force of the bottle wall takes place.
- the reduction can be done by controlling the pressure of the bottle volume can be influenced.
Landscapes
- Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
- Basic Packing Technique (AREA)
Abstract
Bei einem Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten (2) in Kunststoffflaschen (1) wird nach Beendigung des Flüssigkeitseinlaufs der Füllspiegel in der Flasche durch eine Verformung im Sinn einer Reduzierung des Flaschenvolumens erhöht, beispielsweise durch ein mechanisches Quetschen der Flasche. Durch diese gezielte Erhöhung des Füllspiegels wird schädlicher Luftsauerstoff aus der Flasche ausgetrieben bzw. das Eindringen von Luftsauerstoff vor und bei dem Verschließvorgang verhindert. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfüllen von
Flüssigkeit in Kunststoffflaschen gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Beim Abfüllen von Flüssigkeiten, insbesondere Getränken, in
Glasflaschen ist es unerlässlich, in den gefüllten und
verschlossenen Flaschen einen flüssigkeitsfreien, gashaltigen
Kopfraum vorzusehen. Dieser dient zum Ausgleich von
Druckschwankungen und wirkt einem Bersten der Flasche bei
erhöhtem Innendruck entgegen. Bei verschlossenen
Kunststoffflaschen ist dieser flüssigkeitsfreie Kopfraum
nicht unbedingt erforderlich, da hier durch eine gewisse
Verformung des flexiblen Flaschenkörpers Druckerhöhungen
aufgenommen werden können.
Eine weitere wesentliche Forderung beim Abfüllen insbesondere
von sauerstoffempfindlichen Flüssigkeiten wie z.B. Bier in
Flaschen ist die Vermeidung von Sauerstoffeinschlüssen.
Hierzu sind bereits eine Reihe verschiedener Verfahren
bekannt, wie z.B. Randvollfüllung der Flasche mit
anschließender Flüssigkeitsverdrängung durch inertes Gas,
Einspritzen von Stickstoff in die gefüllte Flasche kurz vor
dem Verschließen, gezieltes Auf- und Überschäumen durch
Flüssigkeitseinspritzung in die Flasche zwischen Füllen und
Verschließen usw.. Diese bekannten Verfahren sind bisher
überwiegend beim Befüllen von Glasflaschen im Einsatz, wären
jedoch teilweise auch für die Befüllung von
Kunststoffflaschen, insbesondere PET-Flaschen, mit Bier
geeignet. Sie sind jedoch relativ unwirtschaftlich aufgrund
des hohen Verbrauchs an Inertgas, Stickstoff,
Einspritzflüssigkeit usw. und ermöglichen nicht immer ein
restloses Austreiben des Luftsauerstoffs aus den gefüllten
Flaschen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Befüllen von
Kunststoffflaschen mit Flüssigkeiten auf besonders einfache
und wirtschaftliche Weise Lufteinschlüsse in der gefüllten
Flasche zu reduzieren oder bei Bedarf vollständig zu
eliminieren. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens aufgezeigt werden.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die
Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung
durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst.
Die erfindungsgemäße Verkleinerung oder Eliminierung des
Kopfraums zwischen Füllen und Verschließen einer
Kunststoffflasche erfordert keinerlei Einspritzmedium und ist
bei allen herkömmlichen Füllverfahren und für die
verschiedensten Flüssigkeiten, schäumend oder nichtschäumend,
still oder gashaltig, realisierbar. Die hierfür erforderliche
Verformung der Kunststoffflasche ist gering, insbesondere
dann, wenn beim eigentlichen Füllvorgang die Flasche schon
nahe bis zum Rand gefüllt worden ist, und wirkt sich daher
nicht weiter störend aus. Bei gashaltigen Flüssigkeiten kann
sich nach dem Verschließen aufgrund der Eigenelastizität der
Kunststoffflasche die Verformung ganz oder teilweise
zurückbilden. Der dabei entstehende flüssigkeitsfreie Gasraum
ist dann ausschließlich mit dem aus der Flüssigkeit
stammenden Gas, beispielsweise CO2, gefüllt, d.h. absolut
sauerstofffrei und somit nicht getränkeschädlich.
Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- die schematische Seitenansicht einer Füll- und Verschließvorrichtung für Kunststoffflaschen mit verschiedenen Verfahrensschritten, die mit A bis E bezeichnet sind,
- Fig. 2
- die Draufsicht auf die Quetschvorrichtung für Kunststoffflaschen nach Fig. 1.
Die Füll- und Verschließvorrichtung nach Fig. 1 und 2 ist zum
Befüllen und Verschließen von Einwegflaschen aus Kunststoff,
z.B. PET, im Nachstehenden kurz Flaschen 1 genannt, mit einem
sauerstoffempfindlichen Getränk in Form von Bier 2
eingerichtet. Sie weist eine aus den üblichen Komponenten wie
Scharnierbandketten, Einteilschnecken, Transportsternen,
Drehtischen usw. aufgebaute Fördereinrichtung 4 auf, welche
die von einem nicht gezeigten Rinser kommenden leeren
Flaschen 1 der Füll- und Verschließvorrichtung zuführt, durch
diese hindurch transportiert und schließlich die gefüllten
und verschlossenen Flaschen 1 zu einer nicht gezeigten
Verpackungsmaschine weiterleitet.
Die im gereinigten Zustand und aufrechter Position ankommende
Flasche 1 ist zunächst mit Umgebungsluft angefüllt, die den
normalen Sauerstoffanteil enthält (Verfahrensschritt A). Sie
gelangt als erstes in eine Füllstation 5 von herkömmlicher
Bauart, in der die Luft durch Spülen mit CO2-Gas zum großen
Teil aus der Flasche 1 ausgetrieben wird dann unter
überatmosphärischem Gegendruck Bier 2 - soweit fülltechnisch
möglich und sinnvoll - bis kurz unter die Mündungsöffnung
eingefüllt und schließlich das Flascheninnere wieder auf den
normalen Atmosphärendruck entspannt wird (Verfahrensschritt
B). Der sich hierbei einstellende Füllspiegel ist mit H1
bezeichnet. Je nach Art des Füllverfahrens und des Bieres
kann der Füllspiegel auch mehr oder weniger mit Schaum
bedeckt bzw. durch Schaum gebildet sein.
Die so gefüllten, aber noch unverschlossenen Flaschen 1
gelangen als nächstes in den Wirkungsbereich einer
mechanischen Quetschvorrichtung 7, gebildet durch einen mit
Greifzangen 8 bestückten Transportstern 9, wie er im Detail
in der EP 726 216 A1 des Anmelders beschrieben ist. Nachdem
eine Flasche 1 in eine geöffnete Greifzange 8 eingelaufen
ist, wird diese durch ein Verdrehen des Steuernockens 10
zwangsweise geschlossen, wobei die an gegenüberliegenden
Stellen des Flaschenrumpfs angreifenden starren Greifarme die
Flasche 1 im mittleren Rumpfbereich um ein vorgegebenes Maß
eindrücken bzw. oval verformen (Verfahrensschritt C). Die
hierdurch entstehende Volumenverringerung der Flasche 1 ist
so bemessen, dass der Füllspiegel genau bis zur offenen
Flaschenmündung ansteigt. Diese Füllhöhe ist mit H2
bezeichnet; der Unterschied der Füllhöhe H1 und H2 ist mit DH
gekennzeichnet.
Im gequetschten Zustand mit dem Füllspiegel H2 wird die
Flasche 1 nun der Verschließstation 6 zugeführt, wo an der
Flaschenmündung eine Schraubkappe 3, eine Twist-off-Kappe,
ein Kronenkorken oder dgl. gasdicht befestigt wird
(Verfahrensschritt D). Dabei kann keinerlei Umgebungsluft in
die Flasche eindringen, da diese, wie bereits gesagt,
randvoll gefüllt ist. Durch ein leichtes Überschäumen kann
dies noch begünstigt werden. Auch Schraubkappen oder dgl.,
die einen relativ großen Luftinhalt haben, können daher
während des Aufbringens keinerlei Luft in die Flasche
einschleppen. Werden Verschlusskappen verwendet, die etwas in
die Flaschenmündung eindringen, so kann selbstverständlich
der Füllspiegel auch etwas niedriger eingestellt werden.
Nach Beendigung des Verschließvorgangs, d.h. nach dem die
entsprechende Schraubkappe 3 oder dgl. gasdicht und endgültig
auf der Flasche 1 befestigt ist, wird das Quetschen der
Flasche 1 beendet, in dem durch ein entsprechendes Verdrehen
des Steuernockens 10 die betreffende Greifzange 8 wieder
geöffnet wird. Dabei bleibt der verformte Zustand der Flasche
1 zunächst noch bestehen, bis durch die elastische
Rückstellkraft der aus Kunststoff bestehenden Flasche 1 in
Verbindung mit einem Austreten von Kohlensäuregas aus dem
Bier in der Flasche 1 diese ihre ursprüngliche Form wieder
eingenommen hat (Verfahrensschritt E). Dabei entsteht ein
flüssigkeitsfreier Kopfraum, der ausschließlich mit aus dem
Bier 2 stammender Kohlensäure gefüllt ist. Es wird somit auf
einfachste Weise ein Eindringen von Luft in die Flasche
zwischen dem Füllen und Verschließen vermieden und dadurch
eine gute Haltbarkeit und Geschmacksstabilität des
abgefüllten Bieres 2 garantiert.
Die Greifzangen 8 der Quetscheinrichtung 7 können
gleichzeitig den Transport der Flaschen 1 zur bzw. in der
Verschließstation 6 bewerkstelligen. Bei mit einem Halskragen
versehenen Kunststoffflaschen kann es auch zweckmäßig sein,
diese mittels zusätzlicher Greifzangen während des
Verschließens unmittelbar unterhalb des Halskragens zu
erfassen und abzustützen. Ein Quetschen ist in diesem Bereich
nicht erforderlich.
Anstelle der Greifzangen können auch andere
Quetscheinrichtungen eingesetzt werden, wie z.B. paarweise
angeordnete Quetschrollen, welche die Flaschen zwischen sich
erfassen, oder ein Quetschriemen, der die Flaschen in die
Taschen eines Transportsterns hineindrückt.
Insbesondere bei dünnwandigen Flaschen ist es anstelle des
mechanischen Quetschens auch möglich, diese während des
Abfüllens in der Füllstation 5 durch einen relativ hohen
Gegendruck etwas aufzublasen oder aufzuweiten, wobei die
Verringerung des Flaschenvolumens automatisch während des
Absenkens des Gegendrucks auf den Atmosphärendruck aufgrund
der elastischen Rückstellkraft der Flaschenwandung erfolgt.
Hierbei kann durch ein Steuern des Drucks die Verringerung
des Flaschenvolumens beeinflußt werden. Ein besonders exaktes
Arbeiten ist möglich, wenn vor dem Quetschen bzw. Verformen
die tatsächliche Füllhöhe in den Flaschen gemessen und
dementsprechend der Quetsch- bzw. Verformungsvorgang variiert
wird, so dass in jedem Falle sich die gewünschte End-Füllhöhe
ergibt.
Claims (13)
- Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Kunststoffflaschen, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Flüssigkeitseinlaufs der Füllspiegel in der Flasche durch eine Reduzierung des Flaschenvolumens erhöht wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach oder während der Erhöhung des Füllspiegels die Flasche verschlossen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung des Flaschenvolumens durch eine Druckabsenkung im Flascheninneren erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung des Flaschenvolumens durch eine Druckerhöhung an der Flaschenaußenseite erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung des Flaschenvolumens durch ein mechanisches Quetschen der Flasche erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung des Flaschenvolumens derart gewählt wird, dass der Füllspiegel bis zur Mündungsöffnung der Flasche oder zumindest in deren Nähe ansteigt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Flüssigkeitseinlaufs der Füllspiegel in der Flasche gemessen und die Reduzierung des Flaschenvolumens in Abhängigkeit vom gemessenen Füllspiegel derart bemessen wird, dass sich der gewünschte erhöhte Füllspiegel einstellt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllspiegel nach Beendigung des Flüssigkeitseinlaufs in der Flasche gemessen und die Reduzierung des Flaschenvolumens derart gewählt wird, dass nach dem Verschließen der Flasche kein flüssigkeitsfreier Kopfraum vorliegt, zumindest unmittelbar nach dem Verschließvorgang.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen der Flasche durch gasdichtes Aufsetzen einer Bördelkappe oder einer Schraubkappe erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung des Flaschenvolumens nach dem Verschließen wieder aufgehoben und dabei in der verschlossenen Flasche mittels in der Flüssigkeit gelösten Gases ein flüssigkeitsfreier Kopfraum gebildet wird.
- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Füllstation (5) und einer Verschließstation (6), gekennzeichnet durch eine mechanische Quetscheinrichtung (7) zur Reduzierung des Flaschenvolumens der in der Füllstation (5) gefüllten Flaschen zumindest bis zur Beendigung des Verschließvorgangs in der Verschließstation (6).
- Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Quetschvorrichtung (7) zumindest eine steuerbare Greifzange aufweist (8), die an gegenüberliegenden Stellen des Flaschenrumpfes angreift und diesen um ein vorgegebenes Maß zusammendrückt.
- Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Quetschvorrichtung mindestens eine Quetschrolle oder einen Quetschriemen aufweist, die an der Seite des Flaschenrumpfes angreift und diesen um ein vorgegebenes Maß eindrückt.
Applications Claiming Priority (2)
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| DE19920761 | 1999-05-05 | ||
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