用于通過填充產(chǎn)品填充容器的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在飲料填充設(shè)施中通過填充產(chǎn)品填充容器的一種方法和一種設(shè)備，優(yōu)選用于裝填碳酸填充產(chǎn)品、例如啤酒、軟飲料或者礦泉水。
【背景技術(shù)】
[0002]在飲料填充設(shè)施中已知大量不同的用于裝填填充產(chǎn)品的方法和設(shè)備。為了裝填碳酸填充產(chǎn)品、例如啤酒、礦泉水或者軟飲料例如已知的是，將待填充的容器在填充相應(yīng)的填充產(chǎn)品之前通過加壓氣體預(yù)加壓到超壓上，并且隨后才將填充產(chǎn)品填入到這樣預(yù)加壓的容器中。作為加壓氣體在此例如使用co2。相應(yīng)地，結(jié)合在碳酸填充產(chǎn)品中的CO2在填入到待填充的容器中時克服提高的CO2壓強被填入，使得能夠減少或者完全防止CO2從填充產(chǎn)品中去除。該方法也稱為背壓填充法。以這種方式能夠降低或者避免填充產(chǎn)品在待填充的容器中起泡，使得以這種方式整體上加速填充過程。
[0003]通常在通過加壓氣體對待填充的容器預(yù)加壓之前首先將容器抽真空，隨后用加壓氣體填充，隨后重新抽真空，以便隨后在實際地用加壓氣體進行填充之前獲得相應(yīng)的預(yù)加壓壓強，在導(dǎo)入填充產(chǎn)品之前。通過抽真空和沖洗能夠在容器中獲得所限定的氣體環(huán)境、尤其是盡可能無氧的環(huán)境，所述無氧的環(huán)境特別在啤酒或者其它對氧敏感的產(chǎn)品中是被期望的。
[0004]根據(jù)背壓法的構(gòu)成方案也能夠通過如下方式執(zhí)行在預(yù)加壓的和被填充的容器中的填充高度修正:填充產(chǎn)品經(jīng)由進入到填入到容器中的填充產(chǎn)品中的回氣管被壓回到填充產(chǎn)品儲備器中。這例如能夠通過以處于提高的壓力下的加壓氣體例如0)2來另外加載被填充的容器來實現(xiàn)。填充產(chǎn)品隨后相應(yīng)地經(jīng)由回氣管從容器中壓出，直至回氣管恰好不再進入到填充產(chǎn)品中并且加壓氣體相應(yīng)地從被填充的容器中直接經(jīng)由回氣管泄漏到填充產(chǎn)品儲備器中。
[0005]在填充產(chǎn)品流入到容器中期間，通過在這樣的背壓填充法中提供回氣管能夠?qū)⑷萜鞯膬?nèi)腔和氣體空間中的壓強經(jīng)由填充產(chǎn)品儲備器中的填充產(chǎn)品保持在相同的超壓水平上。
[0006]此外已知所謂的真空填充法，其中將非碳酸的液體引入到預(yù)抽真空的待填充的容器中。精確的填充高度校正以如下方式進行:使得抽吸管進入在填充有填充產(chǎn)品的容器中并且通過施加在抽吸管上的負壓再次從容器中抽回填充產(chǎn)品，直至達到所期望的填充高度，所述填充高度通過抽吸管的下邊棱限定。抽吸管在此與施加在填充產(chǎn)品儲備器中的填充產(chǎn)品上的負壓流體連接，使得能夠?qū)崿F(xiàn)快速地抽吸液體以及以無滴落的方式保持抽吸管中的填充產(chǎn)品。這樣的真空填充器的實例在DE 83 08618 Ul和DE 83 08 806 Ul中得到。
[0007]真空填充器、例如Krones型W、VVHK, VVHL實現(xiàn)了在結(jié)束填充階段之后的校正階段。在此施加在環(huán)形容器中的真空與回氣管連接。在回氣管到相應(yīng)待填充的容器中的進入深度上能夠控制填充高度。通過回氣管與環(huán)形容器中的真空流體連接的方式，相應(yīng)地將突出于回氣管的下端部的填充產(chǎn)品回吸到環(huán)形容器中。在此會不利地出現(xiàn)香精和/或酒精損耗，例如在裝填酒類飲料時。
[0008]通過以真空填充閥提供抽吸管能夠?qū)⑷萜鲀?nèi)腔以及位于填充產(chǎn)品儲備器中的填充產(chǎn)品上方的空間獲得相同的負壓水平。
[0009]真空填充設(shè)備或者真空填充法不曾用于裝填碳酸飲料，因為通過所施加的負壓或者所施加的真空，相應(yīng)的碳酸飲料中的CO2可能會立即去除并且可能相應(yīng)地導(dǎo)致具有非常高的起泡傾向從而導(dǎo)致具有長的填充時間的填充過程。因此在現(xiàn)有技術(shù)中排除通過真空填充法填充碳酸的填充產(chǎn)品。
[0010]從DE 199 11 517 Al中已知一種飲料裝填機，其中能夠?qū)oCO2的飲料、即非碳酸飲料裝填到容器中。為了實現(xiàn)被裝填的無CO2的飲料的無菌性和氧防護，飲料裝填機的填充部位在填充器殼體的抽真空的內(nèi)腔中運轉(zhuǎn)。對容器的抽真空僅通過將相應(yīng)的容器引入到填充器殼體中實現(xiàn)。換句話說，容器通過存在于填充器殼體中的負壓被抽真空，隨后被輸送到相應(yīng)的填充場所并且隨后被填充。因為容器經(jīng)由閘式輪(Schleusenrad)被送入到填充器殼體的內(nèi)部中并且在填充之后從填充器殼體中被送出，所以在填充器殼體中可達到的負壓嚴重受限制。
[0011]在預(yù)加壓的容器中裝填填充產(chǎn)品也已知用于維持無菌性，例如從DE41 26 136 Al中已知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]從已知的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的是，提出用于通過填充產(chǎn)品、優(yōu)選通過碳酸的填充產(chǎn)品來填充容器的一種方法以及一種設(shè)備，所述方法和所述設(shè)備顯示出改進的填充性能。
[0013]該目的通過具有根據(jù)權(quán)利要求1的特征的用于通過填充產(chǎn)品來填充容器的方法實現(xiàn)。有利的改進方案從從屬權(quán)利要求中得出。
[0014]相應(yīng)地，提出一種用于通過飲料填充設(shè)施中的填充產(chǎn)品來填充容器的方法，所述方法包括:在超壓下提供填充產(chǎn)品和對待填充的容器抽真空以達到負壓。根據(jù)本發(fā)明，將處于超壓下的填充產(chǎn)品導(dǎo)入到處于負壓下的容器中。
[0015]通過將處于超壓下的填充產(chǎn)品引入到處于負壓下的容器中能夠加速填充產(chǎn)品流入到容器中。特別地，以這種方式通過填充產(chǎn)品突然地填充待填充的容器是可能的。
[0016]由于存在于待填充的容器中的負壓，在填充容器時首先不將氣體從容器內(nèi)腔中擠出，而是僅減少負壓。相應(yīng)地，也不發(fā)生逆著進入的填充產(chǎn)品定向的液體流并且尤其是不因填充產(chǎn)品而將氣體從待填充的容器中擠出，所述氣體隨后可能必須穿過容器的口流出。相應(yīng)地，為了填充容器提供整個口橫截面用于填充產(chǎn)品的流入。對此所需的回氣管也不利地需要容器的最大可提供的自由的口橫截面的一部分。
[0017]相反地，在通常的填充方法中、例如在背壓方法中必要的是，因流入的填充產(chǎn)品流從容器中被擠出的氣體同時借助于填充產(chǎn)品的流入通過口再次逸出。相應(yīng)地，兩個逆著定向的流體流劃分待填充的容器的口橫截面、即一方面是朝向容器中定向的填充產(chǎn)品的流體流，以及另一方面是離開容器定向的被擠出的氣體的流體流。
[0018]在真空填充法中同樣不提供整個口橫截面，因為回氣管引導(dǎo)穿過口橫截面，經(jīng)由所述回氣管執(zhí)行如從現(xiàn)有技術(shù)中已知的填充高度校正。由此在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的真空填充法中也存在兩個反向的流體流、即一方面是流入到待填充的容器中的填充產(chǎn)品流和相反定向的穿過回氣管的回氣流或者真空流，所述回氣流或者真空流在校正階段隨后被回流的填充產(chǎn)品流接替。
[0019]優(yōu)選地，容器在導(dǎo)入填充產(chǎn)品之前被抽真空到絕對壓強為0.5bar至0.05bar、優(yōu)選0.3bar至0.lbar、尤其優(yōu)選0.1bar的負壓上。通過將填充產(chǎn)品填充到容器中的相應(yīng)的負壓中，容器的內(nèi)腔被抽真空，使得在填充填充產(chǎn)品時不通過填充產(chǎn)品擠出氣體并且氣體也相應(yīng)地不必從容器的內(nèi)腔中流出。更確切地說，容器的整個口橫截面能夠用于填充產(chǎn)品的流入。換句話說，在此僅出現(xiàn)朝向容器中定向的填充產(chǎn)品流。填充產(chǎn)品的填入此外通過所提供的在待填充的容器中的負壓和填充產(chǎn)品儲備器中的超壓之間的壓強差來輔助。
[0020]在所述方法的另一個有利的設(shè)計方案，填充產(chǎn)品在對應(yīng)于環(huán)境壓強的超壓下被提供，優(yōu)選在Ibar的絕對壓強下被提供。超壓相應(yīng)地相對于在容器中存在的負壓構(gòu)成為超壓，使得在所提供的填充產(chǎn)品和容器之間存在壓強梯度。
[0021]超壓也能夠?qū)?yīng)于填充產(chǎn)品的飽和壓強并且優(yōu)選位于1.1bar至6bar的絕對壓力中。通過在相應(yīng)的飽和壓強中存在超壓能夠抵制在碳酸的填充產(chǎn)品中0)2的去除。
[0022]在一個改進方案中，超壓高于填充產(chǎn)品的飽和壓強并且優(yōu)選低于1.6bar至9bar的絕對壓強。通過尤其是高于填充產(chǎn)品的飽和壓強的高的超壓能夠?qū)崿F(xiàn):填充產(chǎn)品中的CO2以飽和的方式存在并且同時所提供的填充產(chǎn)品和容器之間的壓強梯度更大，以便進一步加速填充過程。
[0023]經(jīng)由在填充產(chǎn)品和容器之間所提供的壓降，能夠?qū)崿F(xiàn)對容器的突然的填充。在此相對于常規(guī)的大致4.5秒的填充時間例如能夠?qū)崿F(xiàn)在大致0.3秒中以填充產(chǎn)品填充常規(guī)的啤酒瓶。在此發(fā)生突然的填充基本上發(fā)生在填充過程的開始。填充過程將近結(jié)束，當容器已經(jīng)很大程度填充有填充產(chǎn)品時，也能夠在容器的頭部空間中的壓強和在超壓下所提供的填充產(chǎn)品的壓強之間發(fā)生壓強均衡，因為容器中的殘余氣體此時能夠提高到環(huán)境壓強或者通過填充產(chǎn)品所提供的壓強上。但是所達到的壓強差或者壓強的均衡與起始壓強并且尤其是與待填充的容器中的最初的負壓相關(guān)。
[0024]換句話說，在填充時待填充的容器中的壓強曲線與在填充過程開始時存在于待填充的容器中的壓強相關(guān)，從而也與存在于容器中的殘余氣體相關(guān)。通過填充產(chǎn)品將容器填充為，使得填充產(chǎn)品通過殘余氣體劃分剩余的腔。相應(yīng)地，容器中的壓強提高。通過所產(chǎn)生的壓強曲線由此也能夠確定容器的相應(yīng)的填充狀態(tài)并且基于該前提例如也能夠確定待實現(xiàn)的填充結(jié)束。
[0025]為了實現(xiàn)尤其衛(wèi)生且貧氧地將填充產(chǎn)品填充到待填充的容器中，待填充的容器尤其優(yōu)選在真正地抽真空以通過填充產(chǎn)品填充容器之前就已經(jīng)在開始時一次性地被抽真空并且隨后通過沖洗氣體沖洗，緊接著容器隨后重新被抽真空到上述負壓上并且隨后將填充產(chǎn)品填入到這樣被抽真空的容器中。以這種方式能夠?qū)崿F(xiàn):存在于容器中的殘余氣體是廣泛定義氣體、例如co2，以便實現(xiàn)在所限定的環(huán)境中并且尤其是在貧氧的環(huán)境中填充待填充的容器。由此能夠?qū)崿F(xiàn)延長的存放時間從而也能夠裝填對氧敏感的產(chǎn)品例如啤酒。
[0026]優(yōu)選地，被填充的容器在導(dǎo)入填充產(chǎn)品之后通過在2bar至9bar的絕對壓強下的、優(yōu)選在3.5bar至7bar的絕對壓強下的、尤其優(yōu)選在3.8bar至5.5bar的絕對壓強下的加壓氣體來加載。在此尤其優(yōu)選能夠使用惰性氣體例如0)2作為加壓氣體。
[0027]在以提高的壓強下的加壓氣體例如CO2來加載被填充的容器時，能夠遏制存在于被填充的容器的頭部空間中的填充產(chǎn)品泡沫并且將其壓回到容器中。此外，泡沫和殘余填充產(chǎn)品的填充產(chǎn)品管路能夠被清空。除此之外，通過給容器加載加壓氣體能夠有助于將CO2重新結(jié)合或者溶解在填充產(chǎn)品中，使得能夠減少填充產(chǎn)品在被填充的容器中的穩(wěn)定時間(Beruhigungszeit)并且相應(yīng)地能夠準備被填充的容器的送出(Ausschleusen)和封閉。
[0028]加壓氣體的超壓，尤其優(yōu)選對應(yīng)于如下超壓，借助于所述超壓提供填充產(chǎn)品，其中借助于所述超壓在導(dǎo)入填充產(chǎn)品之后加載被填充的容器。
[0029]通過所提到的方法優(yōu)選裝填碳酸飲料。相對于存在于現(xiàn)有技術(shù)中的問題，即當容器具有負壓或者真空時不能夠給待填充的容器填充碳酸的填充產(chǎn)品，通過在此所提出的方法，能夠當容器處于負壓下或者具有真空時并且填充產(chǎn)品儲備器處于超壓下時，用填充產(chǎn)品突然地填充容器。
[0030]當容器在填充后進入到環(huán)境壓強上時，為了縮短填充在被填充的容器中的穩(wěn)定時間并且為了防止填充產(chǎn)品起泡或者冒泡溢出，優(yōu)選進行被填充的容器的封閉，而不發(fā)生容器內(nèi)腔與周圍環(huán)境的交換。尤其優(yōu)選地，在填充之后并且可能在以加壓氣體加載容器之后進行被填充的容器的封閉，而不改變被填充的容器的頭部空間中的壓強比并且尤其是不使被填充的容器與環(huán)境接觸。
[0031]容器在通過填充產(chǎn)品填充之后優(yōu)選在不使容器減壓到環(huán)境壓強上從而使填充產(chǎn)品起泡、溢出或者噴出的情況下封閉。因此也不必等待填充產(chǎn)品穩(wěn)定，而是能夠直接執(zhí)行封閉。被填充的容器在此優(yōu)選在絕對壓強為2bar至9bar的超壓下、優(yōu)選在絕對壓強為2.5bar至6bar的超壓下、或者在對應(yīng)于填充產(chǎn)品的飽和壓強的、優(yōu)選絕對壓強為1.1bar至6bar的超壓下，或者在高于填充產(chǎn)品的飽和壓強的、優(yōu)選絕對壓強為1.6bar至9bar的超壓下封閉。超壓優(yōu)選是通過加壓氣體提供的超壓，在所述超壓下被填充的容器被封閉。
[0032]真正地封閉被填充的容器能夠借助于具有通常已知的封閉裝置的通常已知的封閉器來執(zhí)行。被填充的容器能夠相應(yīng)地例