[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie
eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
[0002] Ein derartiges Verfahren ist durch die GB-PS 690 636 bekannt. Bei diesem Verfahren
enthält die Flasche nach der Füllhöhenkorrektur durch Eindrükken von reinem C0
2 im Raum über dem Flüssigkeitsspiegel praktisch reines CO
2, 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 Füllyerfahren 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 CO
2 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 CO
2-Atmosphäre. Mit dem bekannten Verfahren kann somit die schädliche Einwirkung des Luftsauerstoffs
auf die Flüssigkeit nicht vollständig verhindert werden.
[0003] 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 C0
2 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 CO 2-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 C0
2 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.
[0004] 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 C0
2 unter hohem Druck gegen das Verschließelement geblasen wird (DE-AS 19 10 548). Durch
das vom Verschließelement bzw. vom davor sitzenden Kronenkorken reflektierte C0
2 soll ein Teil der Flüssigkeit aus der Flaschenmündung verdrängt und durch C0
2 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.
[0005] 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.
[0006] Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
[0007] 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 kann lediglich noch der nach dem Vorevakuieren in der Flasche verbleibende
geringe Luftanteil, der sich beim Vorspannen mit reinem C0
2 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 C0
2 auf die Flüssigkeit einwirken. Auch nach dem Aufsetzen des Verschlusses befindet
sich über der Flüssigkeit eine reine CO
2-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
CO
2 wird zwar eine gewisse Menge C0
2 verbraucht, diese ist jedoch kaum höher als bei dem bekannten Verfahren, bei dem
das C0
2 dem gemeinsamen Kessel für die Flüssigkeit und das Spanngas zugesetzt wird, um die
Sauerstoffkonzentration geringzuhalten. Der CO
2-Verbrauch beim Verschließen ist relativ gering, da hier nur die Luft aus den Hohlräumen
der Verschlußkappe und zwischen Verschlußkappe und Flaschenmündung verdrängt werden
muß.
[0008] Der Überdruck des zum Vorspannen verwendeten reinen C0
2 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 CO
2 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
2-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
2-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 CO
2-Druck beim Vorspannen demjenigen bei der Füllhöhenkorrektur, so daß die gleiche CO
Z-Quelle verwendet werden kann.
[0009] Andere vorteilteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in
den Ansprüchen 4 bis 9 angegeben.
[0010] Hinsichtlich des Verfahrens wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch
die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
[0011] 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.
[0012] Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen
11 bis 13 enthalten.
[0013] 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
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] Die Vorrichtung ist ferner mit einem dritten Druckbehälter 13 ausgestattet, der durch
eine Leitung 14 mit einer C0
2-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 C0
2 im dritten Druckbehälter 13 konstant auf z.B. 3,2 bar gehalten.
[0017] 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.
[0018] 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
2-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.
[0019] 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.
[0020] Schließlich ist noch ein Verschließorgan 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.
[0021] 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 CO
2-Gas gespeist. Statt dessen ist es auch möglich, die Blasdüsen 36 direkt an die CO
2-Quelle 15 anzuschließen. Die Blasdüsen 36 sind derart ausgerichtet, daß zwischen
dem Verschließorgan 31 und der Flaschenmündung eine überwiegend C0
2 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.
[0022] 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
CO
2-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 C0
2 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
C0
2 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.
[0023] Das mit der solchermaßen vorbereiteten Vorrichtung durchgeführte Verfahren zum Abfüllen
von Bier in Flaschen läuft folgendermaßen ab:
[0024] 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 C0
2-Ventil 27 für eine bestimmte Zeitspanne geöffnet. Dadurch wird die Flasche 1 mit dem
dritten Druckbehälter 13 verbunden, aus dem reines C0
2 (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 Luftkonzentration
weiter auf ca. 2,5 %. Nachdem so in der Flasche eine nahezu reine CO2-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 und den Flaschen 1 über die Flüssigkeitsleitung 23 in die Flasche
1 ein, wobei das nahezu reine CO
2 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 C0
2-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 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 CO
2" und "Überfüllen" abgeschlossen.
[0025] Nunmehr wird das Flüssigkeitsventil 24 geschlossen, während das Rückgasventil 22
weiter geöffnet bleibt. Zusätzlich wird das CO
2-Ventil 27 erneut für eine kurze Zeitspanne geöffnet. Dabei strömt reines C0
2 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 C0
2 aufgefüllt (Phase F). Die Flasche 1 enthält jetzt nur Bier und CO
2. Die Öffnungsdauer für das CO
2-Ventil 13 ist derart bemessen, daß ausreichend C0
2 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 C0
2 die Luftkonzentration im Druckbehälter 2 herabgesetzt, so daß sich Werte unterhalb
2,5 % einstellen. Das Überströmen des Biers und des CO
2 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 CO
2-Ventils 27 oder gleichzeitig mit diesem wird auch das Rückgasventil 22 wieder geschlossen.
Der Verfahrensschritt "Füllhöhenkorrektur mit Einleiten von reinem CO
2" ist damit beendet und es sind alle Ventile geschlossen.
[0026] Nunmehr folgt der Verfahrensschritt "Entlasten". Hierzu wird das mit einer Drosselstelle
versehene Entlastungsventil 28 für eine bestimmte kurze Zeitspanne geöffnet. Dabei
strömt soviel C0
2 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 Leerraum überhalb des Bierspiegels
in der Flasche 1 ist nach wie vor vollständig mit reinem C0
2 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.
[0027] 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
2 mit einer Luftkonzentration 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
2-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 CO
2-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 C0
2-Atmosphäre" kann somit das reine CO
2 in der Flasche nicht mit Luft "verunreinigt" werden, insbesondere nicht durch Lufteinschlüsse
an der Unterseite des Kronenkorkens 35. Die Flasche 1 enthält nach dem Verschließen
somit nur Bier und reines C0
2. Dabei ist normalerweise ausreichend, wenn, wie beschrieben, das aus dem ersten Druckbehälter
2 ausströmende nahezu reine CO
2 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
2 ohne weiteres ausreichend, da zum Vorspannen der Flaschen auf 3 bar nahezu das Vierfache
des Flaschenvolumens an C0
2 bei Normaldruck benötigt wird, das dann beim Füllen wieder aus der Flasche entfernt
wird. Das C0
2 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 CO
2 Atmosphäre beim Verschließen. Hinzu kommt, daß das CO
2 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 CO
2-Quelle 15 erfolgen. Auch ist es möglich, auf das Ventil 38 zu verzichten, und die
Leitung 8 direkt mit der Leitung 37 zu verbinden.
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 C02 bis zum Erreichen der gewünschten Füllhöhe teilweise aus der Flasche verdrängt und
durch reines C02 ersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eindrücken des Spanngases die Luft
zum größten Teil aus der Flasche abgesaugt wird, daß als Spanngas reines CO2 verwendet wird, und daß beim Aufsetzen einer Verschlußkappe auf die gefüllte Flasche
zumindest im Bereich zwischen Verschlußkappe und Flaschenmündung eine überwiegend
CO2 enthaltende Atmosphäre hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eindrücken des reinen
CO2 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 deren Überdruck reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das reine CO2 beim Vorspannen und bei der Füllhöhenkorrektur jeweils mit dem gleichen Überdruck
in die Flasche eingeleitet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck
in der Flasche nach der Füllhöhenkorrektur durch gedrosseltes Ableiten von C02 auf den atmosphärischen Druck reduziert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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
CO2 enthaltende Atmosphäre durch Einblasen von überwiegend CO2 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 CO2 gegebenenfalls einschließlich eines geringen Luftanteils gesammelt und zum Herstellen
der überwiegend CO2 enthaltenden Atmosphäre beim Aufsetzen der Verschlußkappe verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die überwiegend
C02 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 C02 in die Flasche eingeleitet wird, als es dem Leerraum über der gewünschten Füllhöhe
entspricht.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem ersten
Druckbehälter für die abzufüllende Flüssigkeit und das Rückgas, mit einem zweiten
Druckbehälter für reines C02, mit mindestens einem an die Druckbehälter angeschlossenen Füllorgan, das einen an
eine Flasche gasdicht anschließbaren Füllkopf, ein in die Flasche einführbares Füllrohr
und/oder Rückgasrohr, dessen Anschnitt die Füllhöhe definiert, ein Flüssigkeitsventil,
ein Rückgasventil und ein CO2-Ventil aufweist, sowie mit einer Steuereinrichtung für die Ventile des Füllorgans,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Füllorgan (18) zusätzlich an eine Vakuumquelle (12)
angeschlossen und mit einem Vakuumventil (26) versehen ist, daß mindestens ein Verschließorgan
(31) zum Aufsetzen einer Verschlußkappe auf eine Flasche vorgesehen ist, und daß in
den Raum unterhalb des Verschließorgans (31) bzw. einer von diesem getragenen Verschlußkappe
mindestens eine Blasdüse (36) für überwiegend C02 enthaltendes Gas oder reines CO2 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 wiedei geschlossen wird, dann das
CO2-Ventil (27) geöffnet und nach einer bestimmten Zeitspanne wieder geschlossen wird,
dann das Rückgasventil (22) geöffnet und das Flüssigkeitsventil (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
CO2-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 CO2-Ventils (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.