DE19741254A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von GebindenInfo
- Publication number
- DE19741254A1 DE19741254A1 DE19741254A DE19741254A DE19741254A1 DE 19741254 A1 DE19741254 A1 DE 19741254A1 DE 19741254 A DE19741254 A DE 19741254A DE 19741254 A DE19741254 A DE 19741254A DE 19741254 A1 DE19741254 A1 DE 19741254A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- filling
- gas
- container
- product
- pressure
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- B67C3/30—Filling of barrels or casks
- B67C3/32—Filling of barrels or casks using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
Landscapes
- Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
- Devices For Dispensing Beverages (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen von Gebinden,
insbesondere Kegs, mit Flüssigkeiten, in denen wenigstens ein
Gas gelöst ist, wobei das Gebinde vor dem Einfüllen der
Flüssigkeit mit einem Vorspanngas vorgespannt wird, dann dem
Gebinde über ein an eine Zufuhrleitung angeschlossenes
Füllventil einer Füllstation Flüssigkeit zugeführt und während
des Füllvorgangs das im Gebinde enthaltene Vorspanngas
abgeführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens.
Kohlensäurehaltige Getränke, wie Bier, halten ihr CO2 nur dann
in Lösung, wenn der über der Flüssigkeit liegende Partialdruck
des Gases CO2 mindestens so hoch ist wie der Sättigungsdruck
in der Flüssigkeit. Liegt der Gasdruck über der Flüssigkeit
unterhalb des Sättigungsdruckes, so verliert die Flüssigkeit
CO2, liegt der Gasdruck aber wesentlich darüber, besteht die
Gefahr, daß zusätzliches CO2 in Lösung geht. Die Gasaufnahme
ist hierbei abhängig von dem Differenzdruck zwischen dem
Sättigungsdruck in der Flüssigkeit und dem Partialdruck über
der Flüssigkeit, der für den Gasaustausch zur Verfügung
stehenden Zeit, die in der Regel mit der Füllzeit des Gebindes
gleichzusetzen ist, und der Größe der Gasaustauschfläche, also
der Flüssigkeitsoberfläche. Aufgrund der während des Füll
vorganges auftretenden Turbulenzen in der Flüssigkeit ist die
Gefahr einer Gasaufnahme während des Füllens erheblich
vergrößert. Der Gasaustausch zwischen Flüssigkeit und der
überlagerten Gasatmosphäre betrifft jedoch nicht nur das CO2,
sondern auch andere in der Gasatmosphäre vorhandene Gase,
insbesondere Sauerstoff, der nach den gleichen Gesetzen von
der Flüssigkeit aufgenommen wird. Sauerstoff ist aber bei
Flüssigkeiten, die durch Mikroorganismen geschädigt werden
können oder deren Haltbarkeit durch Oxidation von Flüssig
keitsbestandteilen gefährdet ist, ein wesentlicher Faktor für
die Qualität des Produktes.
Um das Produkt durch ein Ventil in das Gebinde, sei es eine
Flasche oder ein Faß, zu bekommen, ist ein Differenzdruck
zwischen Zuleitung und Gebindeinnerem notwendig. Die Größe des
Differenzdrucks bestimmt die Einströmgeschwindigkeit des
Produktes. Üblicherweise wird das Produkt zur Vermeidung von
Oberflächenvergrößerungen durch Turbulenzen mit anfänglich
niedriger Geschwindigkeit gefüllt, die dann langsam gesteigert
wird. Hierzu wird das Gebinde mit einem Gasdruck vorgespannt,
der erheblich über dem Sättigungsdruck des in der Flüssigkeit
gelösten Gases liegt. Die abzufüllende Flüssigkeit selbst wird
durch Tanks oder Pumpen ebenfalls auf diesem Druckniveau
gehalten und der Füllmaschine zugeführt. Nach dem Vorspannen
des Gebindes auf den Druck der zugeführten Flüssigkeit wird
eine Verbindung zwischen Gebinde und Zuleitung des Füllgutes
hergestellt. Durch kontrolliertes Ablassen des im Gebinde
vorhandenen Vorspanngases wird das Einfließen des Füllgutes
in das Gebinde ermöglicht. Hierbei bestimmt der sich auf
bauende Differenzdruck die Fließgeschwindigkeit der Flüssig
keit. Es ist ferner bekannt, daß gegen Ende der Befüllung der
Gasaustritt gedrosselt wird und dadurch der Differenzdruck
zwischen Gebindeinnerem und Zuleitung abnimmt. Dies bewirkt
gegen Ende des Füllvorgangs eine Reduzierung der Einfüllmenge
pro Zeiteinheit, wodurch ein genaues Abschalten bei Erreichen
einer Sollmenge ermöglicht wird. Dieses bekannte Verfahren
wird als "Rückgasregelung" bezeichnet. Der Vorteil dieser
Regelung liegt darin, daß der Gasdruck über der Flüssigkeit
zu jeder Zeit über dem Sättigungsdruck des Produktes liegt.
Der einzustellende Vorspanndruck wird durch Erfahrung
ermittelt. Am Anfang der Befüllung soll das Produkt durch
Turbulenzen, die lokale unterdrücke zur Folge haben, CO2
verlieren. Dadurch entsteht ein gewollter künstlicher Schaum
auf der Flüssigkeitsoberfläche, dessen Blasen ausschließlich
das freigewordene CO2 enthalten und somit das Produkt vor
Kontakt mit der darüberliegenden sauerstoffhaltigen Gas
atmosphäre schützen. Während des weiteren Füllvorgangs
verschwinden die Turbulenzen und damit die lokalen Unter
drücke. Das Produkt nimmt während der restlichen Füllzeit
wieder CO2 auf. Die Kunst besteht also darin, abhängig von
CO2-Gehalt, Temperatur, Gebindegröße und kalkulierter Füllzeit
ein Gleichgewicht zwischen CO2-Verlust und -Wiederaufnahme zu
erreichen.
Abgesehen davon, daß das Gebinde bei der Rückgasregelung weit
über den Sättigungsdruck vorgespannt werden muß und das
Ablassen zum Erreichen einer kontrollierten Füllgeschwindig
keit gesteuert vorgenommen werden muß, ist die Reduzierung der
Füllgeschwindigkeit im letzten Füllabschnitt problematisch.
Bei konstantem Zulaufdruck der Flüssigkeit kann die Fließ
geschwindigkeit nur reduziert werden, wenn der Differenzdruck
verringert wird. Bei den bekannten Verfahren wird hierzu der
Gasaustritt gedrosselt (bzw. im Extremfall unterbunden) und
abgewartet, bis der steigende Füllstand durch Kompression des
im Gebinde vorhandenen restlichen Gasvolumens eine Erhöhung
des Gegendrucks auf den gewünschten Wert erreicht hat. Dieser
Zeitraum kann insbesondere bei Bierfässern erheblich sein. So
hat ein 50-l-Keg üblicherweise einen Zulaufquerschnitt DN21
und eine maximale Einfüllgeschwindigkeit von 2,5 l/sec bei
einem Differenzdruck von 0,8 bar. Ist das Keg mit 35 l
gefüllt, so müssen zur Reduktion der Geschwindigkeit 15 l
Gasraum um 0,7 bar komprimiert werden. Hierfür werden 15 × 0,7
= 10,5 l Flüssigkeit und aufgrund der sich reduzierenden
Füllgeschwindigkeit ca. 8 Sekunden Füllzeit benötigt. Eine
schnelle, genaue Regelung ist, insbesondere bei möglicherweise
schwankenden Zulaufdrücken, also nicht möglich. Noch kriti
scher ist die Situation, wenn in dem Produkt nicht nur ein Gas
(beispielsweise CO2), sondern zwei Gase (beispielsweise CO2
und N2) bewußt gelöst sind. N2 wird heutzutage deshalb dem
Bier zugesetzt, weil es schaumstabilisierend wirkt. Bestes
Beispiel dafür ist Stout-Bier, dessen cremiger, lang an
haltender Schaum durch das gelöste, beim Zapfen freiwerdende
N2 verursacht wird. N2 und CO2 haben jedoch völlig verschiedene
Löslichkeiten und Sättigungsdruckkurven. Während CO2 leicht in
Lösung geht und nur schwer aus der Lösung zu bringen ist, ist
es äußerst schwierig, N2 überhaupt in Lösung zu bringen und
schon bei geringsten Turbulenzen sehr einfach, N2 wieder zu
entfernen. Die Balance zwischen Entgasen bei Füllbeginn und
Wiederaufnahme des verlorenen Gases während der Füllung ist
bei 2-Gas-Systemen nahezu nicht zu finden. Die Qualität des
abzufüllenden Produktes ist daher schwankend. Es wird
versucht, dies dadurch zu kompensieren, daß das Verhältnis der
Gasatmosphäre CO2 zu N2 anders gehalten wird als der Anteil
der gelösten Gase. Dieser Kompromiß ist jedoch immer nur für
eine Temperatur oder eine Gebindegröße und jeweils nur für
einen Produktzufuhrdruck gültig. Eine regelungstechnische
Beherrschung dieser vielen Faktoren und ihrer Toleranzen ist
unmöglich.
Ein weiterer Nachteil der Rückgasregelung liegt darin, daß das
Gebinde weit über den Sättigungsdruck hinaus mit Gas, in der
Regel CO2, vorgespannt werden muß, um eine Druckabsenkung zu
erreichen, die auch während des maximalen Absenkens des
Innendrucks beim Füllprozeß immer noch über dem Sättigungs
druck des Gases liegt. Da das Gas anschließend in die
Atmosphäre entlassen wird, ist neben dem Energiekonsum auch
ein erhöhter Verbrauch des Treibhausgases CO2 die Folge.
Ferner wird das Bedienungspersonal durch den hohen CO2-Ausstoß
belastet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine schonende Füllung zu
ermöglichen und den Verbrauch an Vorspanngas zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im wesentlichen dadurch
gelöst, daß das Vorspanngas im Gebinde lediglich auf einen
etwa dem Sättigungsdruck eines der in der abgefüllten
Flüssigkeit gelösten Gase entsprechenden Partialdruck
vorgespannt wird und daß die Durchflußgeschwindigkeit in der
Produktzufuhrleitung gemessen und durch eine Anpassung des
Produktvolumenstroms direkt geregelt wird.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird das anfangs langsame
Einströmen des Produktes und die Steigerung der Fließ
geschwindigkeit zum Ende der Füllung nicht mehr indirekt durch
Modulierung des Keginnendrucks geregelt, sondern es erfolgt
eine direkte Regelung des Produkt-Volumenstroms.
Ein wesentlicher Vorteil dieses neuen Verfahrens besteht
darin, daß auf die bisher notwendige Installation von
Produktdrucksensoren völlig verzichtet werden kann, da diese
Drücke für die Erzeugung der Fließgeschwindigkeit nicht mehr
bestimmend sind. Hierdurch werden der Einsatz dieser hochge
nauen und empfindlichen Sensoren sowie deren meßtechnischer
Kalibrierabgleich nicht mehr erforderlich.
In einem mit Gegendruckgas befüllten Behälter kann nur sehr
träge auf Produktdruckschwankungen reagiert werden, indem der
Druck des relativ großen Gasvolumens durch Sperren oder
Freigeben des Gasauslasses erhöht bzw. erniedrigt wird. Die
Druckänderung hängt von dem langsam ansteigenden Produktniveau
im Gebinde ab. Bei der vorliegenden Erfindung läßt sich
hingegen trotz sich ändernder Produkt- oder Gasgegendrücke
durch Veränderung des Durchflußquerschnittes die Durchfluß
geschwindigkeit des Produktes in das Keg hinein stabil auf dem
vorgegebenen gewünschten Wert halten.
Das in das heiße Keg einströmende erste, kalte Produkt bringt
Restmengen atmosphärischen Sterildampfes im Gebinde zur
plötzlichen Kondensation. Die bisher angewendeten druckmodu
lierenden Verfahren konnten diesen Druckzusammenbruch nicht
schnell genug ausregeln. Das neue Verfahren löst diese Aufgabe
ohne Schwierigkeiten und ein kontrolliertes langsames
Anströmen des Produktes, Voraussetzung einer schonenden
Abfüllung, ist gewährleistet.
In Weiterbildung der Erfindung können in einer Datenver
arbeitungseinheit unterschiedliche Füllkurven hinterlegt
werden, die bestimmten Gebindegrößen, Fittingarten, unter
schiedlichen Produkttemperaturen und/oder bestimmten Treibgas
anteilen Rechnung tragen. Die Gestaltung dieser Kurven
geschieht durch Algorithmen, die errechnet oder empirisch
gewonnen werden und den erwähnten Gebindekomponenten oder
Produktzuständen entsprechende Fließgeschwindigkeiten
automatisch zuordnen. Neue Produkt-Gebindekonstellationen
können damit in diesem System selbstlernend optimierte
Füllprofile gestalten und abarbeiten. Die Füllkurven werden
als Sollwerte der Regelung des Produktvolumenstroms zu
grundegelegt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens
können die Füllkurven, bspw. mit graphisch interaktiven
Systemen, während der Produktion graphisch verändert und
angepaßt werden.
Das Gas im Gebinde inneren kann dann über ein einfaches
Überströmventil durch das einströmende Produkt herausgedrückt
werden. Die bisher üblichen teuren regelungstechnischen
Apparate sind hierfür nicht mehr notwendig. Bei Flüssigkeiten
mit mehreren gelösten Gasen kann die optimale Gaszusammenset
zung innerhalb des Gebindes eingestellt werden, da während des
Füllvorgangs über die gesamte Zeit ein gleicher Druck im
Gebindeinneren herrscht. Bei der herkömmlichen Rückgasregelung
hatten die wechselnden Drücke im Gebinde inneren während des
Füllvorgangs in den unterschiedlichen Füllphasen unter
schiedliche Gasaustauschverhalten und damit eine Beeinflussung
der Produktqualität zur Folge. Dies ist durch die Erfindung
vollständig behoben.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der
Vorspanndruck innerhalb des Gebindes entsprechend dem
Sättigungsdruck nach der Befüllung eingestellt. Hintergrund
dieses Erfindungsgedankens ist die Tatsache, daß Bierkegs vor
der Befüllung zur Sterilisation gedämpft werden und das kalte
Produkt in das noch heiße Gebinde eingefüllt wird. Hierbei
werden in ca. 12 kg Metall einer Temperatur von 100°C 50 l
Bier einer Temperatur von ca. 3°C eingefüllt. Es stellt sich
eine Misch- und Ausgleichstemperatur ein, die die Temperatur
des Produktes im Gebinde um ca. 4°C gegenüber der Zufuhr
temperatur erhöht. Dies verändert selbstverständlich die
Sättigungsdrücke der gelösten Gase, so daß erfindungsgemäß der
einzustellende Wert demjenigen des Produktes im abgefüllten
Gebinde entsprechen muß. Diese Frage hat sich in der Vergan
genheit nie gestellt, weil der Gegendruck stets erheblich über
dem Sättigungsdruck gelegen hat.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen
Verfahrens mit einer Füllstation, der über eine Zufuhrleitung
in das Gebinde einzufüllende Produktflüssigkeit zugeführt und
aus der über eine Rückgasleitung aus dem Gebinde entweichendes
Vorspanngas abgeführt wird, weist erfindungsgemäß an der
Füllstation einen Strömungsmesser zur Ermittlung der Durch
flußgeschwindigkeit in der Zufuhrleitung der Füllstation und
eine regelbare Blende zur Anpassung des Produktvolumenstroms
auf. Hierdurch kann der Volumenstrom an jeder Füllstation in
Abhängigkeit von der Füllmenge oder Füllhöhe völlig unabhängig
vom Zufuhrdruck des einzufüllenden Produktes und unabhängig
von den an der Füllmaschine ggf. vorgesehenen anderen
Füllstationen individuell eingestellt werden. In vielen Fällen
ergibt sich außerdem eine Vereinfachung der den Füllmaschinen
üblicherweise vorgeschalteten Drucktanks und deren Regelung,
da diese ebenfalls ohne Produktbeeinflussung auf das optimale
Gasgemisch entsprechend der Verhältnisse bei Sättigungsdruck
eingestellt werden können.
Der Produktvolumenstrom wird durch einen Regler auf der Basis
der von dem Strömungsmesser ermittelten Durchflußgeschwindig
keit als Istwert und einer vorzugsweise auf die Gebindegröße,
Fittingart, Produkttemperatur und/oder Treibgasanteile des
Produktes abgestimmten, in einer Datenverarbeitungseinheit
gespeicherten Füllkurve als Sollwert geregelt. Hierzu ist der
Blendenquerschnitt erfindungsgemäß stufenlos veränderbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der
Rückgasleitung ein Überströmventil vorgesehen, über das das
Rückgas abgeführt wird.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden
alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale
für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der
Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den
Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Füllstation
gemäß der Erfindung,
Fig. 2 schematisch die Einflußgrößen für die Festlegung der
Füllkurven und
Fig. 3a,b eine Gegenüberstellung der herkömmlichen Rückgas
regelung und der erfindungsgemäßen Regelung.
Die in Fig. 1 dargestellte Füllstation 30 baut auf dem in der
Stammanmeldung 197 18 130.9, deren Inhalt auch zum Gegenstand
der vorliegenden Anmeldung gemacht wird, beschriebenen Prinzip
des niedrigen Gasgegendrucks im zu belüftenden Gebinde auf.
Die Füllstation 30 besteht im wesentlichen aus einem Füll
ventil 2, dem über eine Zufuhrleitung 3 eine Flüssigkeit, wie
Bier, in der Gase gelöst sind, zugeführt wird. Auf das
Füllventil 2 ist ein Gebinde, insbesondere ein Keg 4 aufge
setzt, das mit der Produktflüssigkeit gefüllt werden soll.
In der Zufuhrleitung 3 ist ein der einzelnen Füllstation 1
zugeordneter Strömungsmesser 31 zur Ermittlung der Durchfluß
geschwindigkeit des Produktes durch den Leitungsabschnitt 8
und eine stufenlos regelbare Blende 32, bspw. ein Membran
regelventil, vorgesehen. Der vor oder hinter der Blende 32
angeordnete Strömungsmesser 31 liefert die gewonnenen Daten
des Produktdurchflusses an eine Istwert-Verarbeitung 33, die
die aktuelle Durchflußmenge(-geschwindigkeit) als Ist-Wert an
eine Regeleinrichtung (34) weitergibt.
In dem Keg 4 ist ein Steigrohr 9 vorgesehen, das mit einer
Rückgasleitung 10 des Füllventils 2 verbunden ist. Die
Rückgasleitung 10 führt zu einem Überströmventil 11, über das
der Zugang zu einem Rückgasauslaß 12 gesteuert wird. An die
Rückgasleitung 10 ist außerdem eine Vorspanngasleitung 13
angeschlossen, die über ein Ventil 14 absperrbar ist.
Zum Füllen des Gebindes 4 wird dieses zunächst über die
Vorspanngasleitung 13 und die Rückgasleitung 10 mit einem
Vorspanngas, insbesondere CO2, vorgespannt. Bei bestimmten
Flüssigkeiten, beispielsweise Stout-Bier kann das Vorspanngas
auch eine Zusammensetzung mehrerer Gase, wie CO2 und N2 sein.
Der Vorspanndruck im Keg 4 liegt hierbei lediglich auf einem
etwa dem Sättigungsdruck des CO2 (oder N2) im Bier ent
sprechenden Partialdruck oder leicht darüber (bspw. 1,4 bar),
der unterhalb des vor dem Füllventil 2 anliegenden Produkt
druckes (bspw. 2,5 bar) in dem Leitungsabschnitt 8 der
Zufuhrleitung 3 liegt. Der Gegendruck des Vorspanngases im Keg
4 entspricht dem Sättigungsdruck des gelösten Gases nach
Füllen des Kegs 4, d. h. im abgefüllten Gebinde. Hierbei wird
berücksichtigt, daß sich das mit einer Temperatur von etwa 3°C
eingefüllte Bier in dem üblicherweise vor dem Füllen gedämpf
ten und daher etwa 100°C heißen Keg 4 um ca. 4°C erwärmt. Die
hierdurch bewirkte Änderung des Sättigungsdruckes wird bei der
Einstellung des ursprünglichen Vorspanndruckes bereits
berücksichtigt.
Beim Füllen vergleicht die Regeleinrichtung 33 den von dem
Strömungsmesser 31 gelieferten Istwert ständig mit einem durch
eine auf die Gebindegröße, Fittingart, Produkttemperatur,
Treibgasanteil oder dgl. Parameter abgestimmten in einer
Datenverarbeitungseinheit hinterlegten Füllkurve festgelegten
Sollwert und ändert ggf. die Durchflußmenge. Zu diesem Zweck
kommt die stufenlos veränderbare Blende 32 zum Einsatz, deren
Querschnitt durch einen Linearantrieb (Stellgröße: Hub) derart
variiert werden kann, daß zu jeder Zeit eine vorgegebene
Durchflußgeschwindigkeit (Regelgröße) erzeugt werden kann.
Hierdurch können auch übliche Druckschwankungen in den
Produktleitungen oder dem Gasraum ausgeglichen und durch die
sehr kurze Regelstrecke ohne Zeitverzögerung kompensiert
werden. In Verbindung mit einem konstant am Sättigungsdruck
gehaltenen Gegendruck können ohne weitere Beeinflussung des
Produktinnendruckes in der zuführenden Leitung mit großer
Präzision vorgegebene Füllkurven nachgefahren werden.
Die Einflußgrößen für die Festlegung der Füllkurven sind in
Fig. 2 dargestellt. Zusätzlich zu dem über errechnete oder
empirisch ermittelten Algorithmen festgelegten und in der
Datenverarbeitungseinheit hinterlegten Füllkurven, können bei
neuen Produkt-/Gebindekonstellationen selbstlernend optimierte
Füllprofile gestaltet und abgearbeitet werden. Es kann auch
vorgesehen sein, die Füllkurven auf graphisch interaktiven
Systemen während des Produktionsablaufes zu verändern.
Die Fig. 3a, b zeigen eine Gegenüberstellung der herkömmlichen
"Rückgasregelung" und der erfindungsgemäßen Regelung. Während
die indirekte Druckregelung immer gegenläufig zur Fließ
geschwindigkeit erfolgt, wobei sich an den Kreuzungspunkten
erhebliche Regelungsprobleme ergeben, verlaufen bei der
erfindungsgemäßen direkten Regelung Strömungsquerschnitt
(Volumenstrom) und Fließgeschwindigkeit parallel. Auf
Druckveränderungen kann sehr schnell reagiert werden.
Wird nach Schließen des Vorspanngasventils 14 das Füllventil
2 geöffnet, so tritt zunächst nur eine kleine Produktmenge
ein. Ein Einspritzen des Produktes wird trotz des Druckunter
schiedes dadurch vermieden, daß die Zufuhrmenge gezielt
reduziert wird. Dann wird die Füllgeschwindigkeit langsam
gesteigert, um keine übergroßen Turbulenzen zu verursachen.
Das aus der Zufuhrleitung 8 durch den Ringspalt 15 im
Füllventil 2 in das Keg 4 hineingeförderte Bier drückt das im
Keg 4 enthaltene Vorspanngas durch das Steigrohr 9 aus dem Keg
4 heraus. Das Vorspanngas entweicht über das Überströmventil
11 in den Rückgasauslaß 12. Der durch das Überströmventil 11
festgelegte Rückgasdruck beträgt bspw. konstant 1,5 bar.
Wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung ist, daß die
Vorspannung im Keg 4 lediglich auf eine etwa dem Sättigungs
druck des CO2 (oder N2) im Bier entsprechenden Partialdruck
eingestellt werden muß und somit weit unter dem herkömmlicher
weise eingestellten Vorspanndruck liegt. Über die jeder
einzelnen Füllstation 30 zugeordnete Regelungseinheit 31-39
ist es möglich, die Füllgeschwindigkeit im Keg 4 verzögerungs
frei zu steuern, so daß eine Befüllung mit bisher unerreich
barer Produktschonung ermöglicht wird. Eine Schädigung durch
ungewollten Verlust oder Aufnahme von CO2 oder die Aufnahme
von Sauerstoff aus dem Vorspanngas wird vermieden und die
Produktqualität bei um 40% reduziertem Vorspanngasverbrauch
wesentlich verbessert.
2
Füllventil
3
Zufuhrleitung
4
Keg
8
Leitungsabschnitt
9
Steigrohr
10
Rückgasleitung
11
Überströmventil
12
Rückgasauslaß
13
Vorspannleitung
14
Ventil
15
Ringspalt
30
Füllstation
31
Strömungsmesser
32
Blende
33
Istwert-Verarbeitung
34
Regler
Claims (11)
1. Verfahren zum Füllen von Gebinden (4), insbesondere Kegs,
mit Flüssigkeiten, in denen wenigstens ein Gas gelöst ist,
wobei das Gebinde (4) vor dem Einfüllen der Flüssigkeit mit
einem Vorspanngas vorgespannt wird, dann dem Gebinde (4) über
ein an eine Zufuhrleitung (3, 8) angeschlossenes Füllventil
(2) einer Füllstation (30) Flüssigkeit zugeführt und während
des Füllvorgangs das im Gebinde (4) enthaltene Vorspanngas
abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspanngas
im Gebinde (4) lediglich auf einen etwa dem Sättigungsdruck
eines der in der abgefüllten Flüssigkeit gelösten Gase,
insbesondere CO2 oder N2, entsprechenden Partialdruck vor
gespannt wird, und daß die Durchflußgeschwindigkeit in der
Produktzufuhrleitung gemessen und durch eine Anpassung des
Produktvolumenstroms direkt geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Durchflußgeschwindigkeit in der Zufuhrleitung (8) auf der
Basis einer vorher festgelegten, in einer Datenverarbeitungs
einheit gespeicherten Füllkurve geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
für unterschiedliche Gebindegrößen, Fittingarten, Produkt
temperaturen und/oder Treibgasanteile des Produktes ent
sprechende Füllkurven bestimmt und in der Datenverarbeitungs
einheit hinterlegt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Füllkurven bspw. mit Hilfe von graphisch interaktiven
Systemen während der laufenden Produktion anpaßbar sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das in dem Gebinde (4) vorgesehene
Vorspanngas durch das einströmende Produkt aus dem Gebinde (4)
herausgedrückt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vorspanndruck in dem Gebinde (4) so
eingestellt wird, daß er etwa dem Sättigungsdruck des gelösten
Gases in dem gefüllten Gebinde (4) entspricht.
7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Füllstation (30) mit einer
Zufuhrleitung (3, 8), über die in ein auf der Füllstation (30)
vorgesehenes Gebinde (4) einzufüllende Produktflüssigkeit
zugeführt wird, und mit einer Rückgasleitung (10), über die
aus dem Gebinde (4) entweichendes Vorspanngas abgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß an der Füllstation (30) ein
Strömungsmesser (31) zur Ermittlung der Durchflußgeschwindig
keit in der Zufuhrleitung (8) der Füllstation (20) und eine
regelbare Blende (32) zur Anpassung des Produktvolumenstroms
vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen
Regler (34), der das Öffnen und Schließen der Blende (32) auf
der Basis der von dem Strömungsmesser (31) ermittelten
Durchflußgeschwindigkeit als Istwert und einer in einer
Datenverarbeitungseinheit hinterlegten Füllkurve als Sollwert
regelt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Datenverarbeitungseinheit eine Vielzahl von Füllkurven
für unterschiedliche Gebindegrößen, Fittingarten, Produkt
temperaturen und/oder Treibgasanteile des Produktes hinterlegt
sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Blende (32) ein Membranregelventil
ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Rückgasleitung (10) ein Über
strömventil (11) vorgesehen ist, über das das Rückgas
abgeführt wird.
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19741254A DE19741254C2 (de) | 1997-04-29 | 1997-09-18 | Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden |
DE29718062U DE29718062U1 (de) | 1997-04-29 | 1997-10-11 | Vorrichtung zum Füllen von Gebinden |
AT98920505T ATE203489T1 (de) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden |
BR9809432-7A BR9809432A (pt) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Processo e dispositivo para o enchimento de embalagens |
US09/381,003 US6196277B1 (en) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Method and device for filling barrels |
DK98920505T DK0979207T3 (da) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Fremgangsmåde og indretning til fyldning af fustager |
EP98920505A EP0979207B1 (de) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden |
ES98920505T ES2161050T3 (es) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Procedimiento y dispositivo para llenar toneles. |
JP54653298A JP3335182B2 (ja) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | 容器の充填方法およびその装置 |
RU99124755/13A RU2181101C2 (ru) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Способ и устройство для заполнения тары жидкостью |
DE59801083T DE59801083D1 (de) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden |
PCT/EP1998/002058 WO1998049089A1 (de) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19718130 | 1997-04-29 | ||
DE19741254A DE19741254C2 (de) | 1997-04-29 | 1997-09-18 | Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19741254A1 true DE19741254A1 (de) | 1998-11-05 |
DE19741254C2 DE19741254C2 (de) | 1999-09-02 |
Family
ID=7828125
Family Applications (4)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19720170A Expired - Fee Related DE19720170C2 (de) | 1997-04-29 | 1997-05-14 | Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden |
DE19741254A Expired - Fee Related DE19741254C2 (de) | 1997-04-29 | 1997-09-18 | Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden |
DE59800894T Expired - Lifetime DE59800894D1 (de) | 1997-04-29 | 1998-03-18 | Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden |
DE59801083T Expired - Lifetime DE59801083D1 (de) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19720170A Expired - Fee Related DE19720170C2 (de) | 1997-04-29 | 1997-05-14 | Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59800894T Expired - Lifetime DE59800894D1 (de) | 1997-04-29 | 1998-03-18 | Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden |
DE59801083T Expired - Lifetime DE59801083D1 (de) | 1997-04-29 | 1998-04-08 | Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (4) | DE19720170C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010053201A1 (de) * | 2010-12-03 | 2012-06-06 | Krones Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen von Behältnissen |
DE102015111536A1 (de) * | 2015-07-16 | 2017-01-19 | Khs Gmbh | Verfahren sowie Füllsystem zum Befüllen von Behältern |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10157354A1 (de) * | 2001-11-23 | 2003-06-05 | Applied Films Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Erhöhung der Lagerungsfähigkeit von CO2-haltigen Getränken in Kunststoffbehältern |
DE10255514A1 (de) * | 2002-11-27 | 2004-06-09 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Druckregelverfahren zur Vermeidung von Kavitationen in einer verfahrenstechnischen Anlage |
DE102009016084A1 (de) * | 2009-04-03 | 2011-05-12 | Khs Gmbh | Füllelement zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, Füllmaschine sowie Verfahren zum Füllen von Behältern |
DE102016108053A1 (de) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | Khs Gmbh | Verfahren zum Optimieren des Abfüllens eines Behälters |
CN113929041B (zh) * | 2021-09-27 | 2022-12-27 | 东富龙科技集团股份有限公司 | 一种适用于吹灌封一体机的容器灌装机构 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1284863B (de) * | 1962-07-12 | 1968-12-05 | Vapaver Ets | Verfahren und Vorrichtung zum Fuellen von Transportbehaeltern mit einer kohlensaeurehaltigen, unter Druck stehenden Fluessigkeit |
DE3209166A1 (de) * | 1982-03-13 | 1983-09-15 | Seitz Enzinger Noll Maschinenbau Ag, 6800 Mannheim | Verfahren und vorrichtung zum fuellen von mit fuell- und zapfarmaturen verschlossenen behaeltern, vorzugsweise kegs |
-
1997
- 1997-05-14 DE DE19720170A patent/DE19720170C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-18 DE DE19741254A patent/DE19741254C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-18 DE DE59800894T patent/DE59800894D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-08 DE DE59801083T patent/DE59801083D1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1284863B (de) * | 1962-07-12 | 1968-12-05 | Vapaver Ets | Verfahren und Vorrichtung zum Fuellen von Transportbehaeltern mit einer kohlensaeurehaltigen, unter Druck stehenden Fluessigkeit |
DE3209166A1 (de) * | 1982-03-13 | 1983-09-15 | Seitz Enzinger Noll Maschinenbau Ag, 6800 Mannheim | Verfahren und vorrichtung zum fuellen von mit fuell- und zapfarmaturen verschlossenen behaeltern, vorzugsweise kegs |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
OEHLER, Günther: Flexibel und genau, In: Getränkeindustrie 4/96, S. 222-224 * |
OTTO, Frank: Messung von Strömen, In: Getränkeindustrie 3/93, S. 173-175 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010053201A1 (de) * | 2010-12-03 | 2012-06-06 | Krones Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen von Behältnissen |
US9010387B2 (en) | 2010-12-03 | 2015-04-21 | Krones Ag | Device and method for filling containers |
DE102015111536A1 (de) * | 2015-07-16 | 2017-01-19 | Khs Gmbh | Verfahren sowie Füllsystem zum Befüllen von Behältern |
US11142443B2 (en) | 2015-07-16 | 2021-10-12 | Khs Gmbh | Method and filling system for filling containers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19720170C2 (de) | 1999-09-02 |
DE59801083D1 (de) | 2001-08-30 |
DE59800894D1 (de) | 2001-07-26 |
DE19720170A1 (de) | 1998-11-05 |
DE19741254C2 (de) | 1999-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0979207B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden | |
EP0331137B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen von kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten, insbesondere Getränken, unter Gegendruck in Gefässe oder dgl. | |
EP3013733B1 (de) | Verfahren sowie füllsystem zum füllen von behältern | |
EP2019809B1 (de) | Verfahren sowie vorrichtung zum gesteuerten aufschäumen eines in flaschen oder dergleichen behälter eingebrachten füllgutes | |
DE69021563T2 (de) | Gasmischvorrichtung. | |
WO2009121477A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum füllen von insbesondere grossvolumigen behältern | |
EP0979206B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum füllen von gebinden | |
DE19741254C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gebinden | |
DE3141465A1 (de) | Vorrichtung zur erzeugung von ueberdruck in behaeltern | |
DE3213554A1 (de) | Fluessigkeits-zuteilungsvorrichtung | |
EP2446336B1 (de) | Anlage und verfahren zur kontinuierlichen herstellung eines flüssigkeitsgemisches | |
DE10066425B4 (de) | Druckregelventil | |
WO2019043240A1 (de) | Vorrichtung zum befüllen eines behälters mit einem füllprodukt | |
EP3966154B1 (de) | Maschine und verfahren zum füllen von behältern mit einem flüssigen füllgut | |
AT507860B1 (de) | Verfahren zur dealkoholisierung von getränken und zugehörige vorrichtung | |
DE102018127513B4 (de) | Verfahren sowie Füllsystem zum Befüllen von Behältern | |
DE102010040703A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Getränken | |
DE2358591A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur herstellung eines karbonisierten produkts | |
DE1217814B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abfuellen von gashaltigen Fluessigkeiten | |
DE102020129077A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Vakuumentgasung eines wässrigen Produkts | |
WO2024094241A1 (de) | Verfahren zur regelung des gasdruckes in einem fass | |
DD213853A1 (de) | Regeleinrichtung der wasserzufuhr in wasserkuehlstrecken | |
DE1938964A1 (de) | Selbsttaetig,ohne Hilfsenergie arbeitender Druckregler | |
CH671380A5 (de) | ||
DE1070951B (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |