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(11) | EP 0 672 613 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Verfahren zur Reinigung von Abfüllanlagen |
| (57) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abfüllanlagen, bei dem ein
Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium durch Produktleitungen und/oder Füllköpfe
der Abfüllanlage gepumpt wird. Eine zuverlässige Überprüfung der Qualität des Reinigungsprozesses
wird erfindungsgemäß dadurch gewährleistet, daß die Menge des während des Reinigungs-
und/oder Sterilisationsvorgangs durch jeden einzelnen Füllkopf fließenden Reinigungs-
und/oder Sterilisationsmediums gemessen wird. |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abfüllanlagen, bei dem ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium durch Produktleitungen und/oder Füllköpfe der Abfüllanlage gepumpt wird.
[0002] Abfüllanlagen der Getränkeindustrie müssen aufgrund der im Lebensmittelbereich herrschenden hohen Sauberkeitsanforderungen regelmäßig gereinigt werden. Dazu werden die Maschinen mit ihren Produktleitungen und Behandlungsköpfen nach Abschluß des Füllprozesses mit einem Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel gereinigt. Üblicherweise erfolgt diese Reinigung mit Hilfe von separaten Reinigungsanlagen, die an die Produktleitungen angeschlossen werden, ohne daß eine Demontage der Abfüllanlage notwendig wäre. Aus diesem Grund wird der Reinigungsvorgang als CIP (clean in place)-Reinigung bezeichnet. Dabei wird von den CIP-Anlagen Reinigungsflüssigkeit, - gas und/oder Sterilisationsmittel durch die zu reinigenden Rohrleitungen und Behandlungsköpfe gepumpt und anschließend wieder der CIP-Anlage zugeführt. Im Rücklauf der CIP-Anlage sind Überwachungselemente vorgesehen, mit denen die Qualität des Reinigungsvorgangs überprüft wird. Moderne Getränke-Abfüllanlagen weisen jedoch eine Vielzahl von Füllköpfen auf, die bei der CIP-Reinigung parallel zueinander gereinigt werden. Wird bei einer Abfüllanlage mit bspw. 30 Füllköpfen aufgrund einer Fehlfunktion eines Ventils ein Füllkopf nicht gereinigt, so beträgt die Abweichung von den Normalwerten lediglich 1/30, d.h. 3
%. Eine solche Abweichung liegt aber im üblichen Schwankungsbereich der Meßwerte, so daß der aufgetretene Fehler von der CIP-Anlage nicht festgestellt wird. Eine zuverlässige Überprüfung der Reinigungsqualität ist somit nicht mehr möglich.
[0003] Die US-PS 4,848,381 beschreibt ein Clean-in-Place-System zur Reinigung einer Eismaschine. Aus einem Mischtank mit Reinigungsflüssigkeit wird diese durch die Produktleitungen gepumpt, um diese von Verunreinigungen zu befreien. Hierzu ist in jeder Fülleitung eine Pumpe für die Förderung der Reinigungsflüssigkeit vorgesehen. Jeder Pumpe ist ein Druckschalter zugeordnet, der anzeigt, ob der in der Fülleitung vorliegende Druck einen festgelegten Wert überschreitet. Die Pumpe wird lediglich dann eingeschaltet, wenn der Druckschalter ein Niedrigdrucksignal erzeugt, so daß sichergestellt ist, daß die Pumpe nur bei geöffnetem Zapfventil eingeschaltet wird. Hierdurch soll verhindert werden, daß die Pumpe gegen einen zu hohen Druck arbeiten muß und dadurch Schaden nimmt. Wird bei geschlossenem Zapfventil ein zu niedriger Druck oder bei geöffnetem Zapfventil ein zu hoher Druck festgestellt, so wird ein Fehlersignal erzeugt, da der festgestellte Druckwert auf ein Leck in der Fülleitung bzw. eine verstopfte Fülleitung hindeutet. Bei dem bekannten Clean-in-Place-System werden im Prinzip einzelne unabhängig voneinander zu reinigende Systeme, nämlich die einzelnen Zapfstellen, gereinigt. Hierbei wird das von den Druckschaltern gelieferte Signal lediglich zur Steuerung des Reinigungsvorgangs verwendet, indem die den einzelnen Fülleitungen zugeordneten Pumpen eingeschaltet werden oder nicht. Eine Überprüfung des Reinigungsvorgangs selbst erfolgt dagegen nicht.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, bei der Reinigung von Abfüllanlagen eine zuverlässige Aussage über die Qualität des Reinigungsvorgangs zu ermöglichen.
[0005] Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Menge des während des Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgangs durch jeden einzelnen Füllkopf fließenden Reinigungs-und/oder Sterilisationsmediums gemessen wird. Durch die separate Erfassung der durch jeden Füllkopf fließenden Durchflußmenge wird die fehlerverschleiernde Wirkung des beim Zusammenfließen des Reinigungsmittels im Rücklauf der CIP-Anlage gebildeten Durchschnittswertes vermieden. Ein an einem einzelnen Füllkopf auftretender Fehler ist selbständig erfaßbar und führt zu einer Fehlermeldung.
[0006] Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, daß die Geschwindigkeit des durch jeden Füllkopf und die zugeordnete Zuleitung fließenden Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums ermittelt wird. Bei der Beurteilung der Qualität des Reinigungsvorgangs ist nicht nur die durchfließende Menge des Reinigungsmediums entscheidend, sondern auch die Strömungsgeschwindigkeit, da erst ab einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit eine ausreichende Strömungsmechanik zur Reinigung der Oberflächen erreicht wird. Da die Leitungen einen konstanten Querschnitt aufweisen, hängt die Durchflußmenge ausschließlich von der Strömungsgeschwindigkeit ab. Die Analyse der Durchflußmengen erlaubt damit nicht nur eine Aussage über die durchgeflossene Menge, sondern auch darüber, ob die notwendige Strömungsgeschwindigkeit für eine ausreichende Reinigung erreicht wurde.
[0007] Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die an den einzelnen Füllköpfen gemessenen Mengen und/oder die ermittelten Strömungsgeschwindigkeiten des durchgeflossenen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums miteinander verglichen. Dadurch können Abweichungen im Durchflußverhalten der einzelnen Kanäle festgestellt werden, die Rückschlüsse auf eine sich abzeichnende Reparaturbedürftigkeit erlauben. Fehler wie verzögerte oder nur teilweise öffnende Ventile oder sich zusetzende Rohrleitungen können rechtzeitig erkannt und behoben werden, bevor die Fehler zu Störungen der Anlage führen.
[0008] In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die während eines Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorganges gemessenen Daten jedes Füllkopfes und/oder der zugeordneten Zuleitung gespeichert und mit Daten früherer Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgänge verglichen werden. Dadurch wird auch für den einzelnen Füllkopf und dem zugeordneten Leitungsabschnitt eine Trendanalyse ermöglicht, die eine Beurteilung seines Durchflußverhaltens im Hinblick auf sich ggf. entwickelnde Fehler erlaubt.
[0009] Eine besonders einfache Umsetzung des oben beschriebenen Verfahrens wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in Produktzuleitungen der einzelnen Füllköpfe angeordnete Durchflußmeßeinrichtungen zur Messung der Durchflußmenge des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums verwendet werden. In automatisierten Reinigungs- und Füllmaschinen für Gebinde, insbesondere für Fässer wie Kegs, sind regelmäßig volumetrische Zähler zur Erfassung der in das Gebinde einzufüllenden Produktmenge vorgesehen. Diese volumetrischen Zähler sind in die Produktzuleitung zu den jeweiligen Füllköpfen eingebaut. Während des Reinigungsvorgangs können diese Durchflußzähler zur Messung der Durchflußmenge des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums verwendet werden, so daß die Installation zusätzlicher Meßeinrichtungen erspart wird.
[0010] Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles 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.
[0011] Die einzige Figur zeigt schematisch einen Teil einer Abfüllanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0012] Bei der in der Zeichnung schematisch dargestellten Abfüllanlage wird während des Füllprozesses das einzufüllende Produkt über eine Hauptproduktleitung 1 und eine Sammelleitung 2, von der Zuleitungen 3 zu Füllköpfen 4 abzweigen, einem nicht dargestellten Gebinde, insbesondere Keg, zugeführt. Zur Messung der eingefüllten Produktmenge ist in der Zuleitung 3 jedes Füllkopfes 4 eine Durchflußmeßeinrichtung 5 vorgesehen.
[0013] Nach Abschluß des Füllprozesses wird die Hauptproduktleitung 1, die bspw. über eine schwenkbare Verbindung 6 mit der Sammelleitung 2 verbunden ist, von der Sammelleitung 2 abgekoppelt. Statt dessen wird die Sammelleitung 2 bspw. über die schwenkbare Verbindung 6 mit dem Rücklauf einer CIP-Anlage 7 verbunden. Anstelle der schwenkbaren Verbindung 6 kann die Umschaltung zwischen Füll- und Reinigungsprozeß bspw. auch über Mehrwegventile oder dgl. erfolgen.
[0014] Die CIP-Anlage 7 ist über eine Reinigungshauptleitung 8 mit den Füllköpfen 4 verbunden. Dazu zweigen von der Reinigungshauptleitung 8 über Ventile 9 verschließbare Reinigungsleitungen 10 ab, die jeweils zu einem Füllkopf 4 führen. Die Reinigungshauptleitung 8 kann über eine schwenkbare Verbindung 17 oder Ventile unterbrechbar sein.
[0015] Von den Füllköpfen 4 zweigen außerdem weitere Leitungen 11 ab, die über Ventile 12 verschließbar sind und zurück zu der Reinigungshauptleitung 8 oder einer Abflußleitung 13 führen.
[0016] Bei der Reinigung der Abfüllanlage wird aus der CIP-Anlage 7 über eine Pumpe 14 ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium in die Reinigungshauptleitung 8 und über diese und die Reinigungsleitungen 10 in die Füllköpfe 4 gepumpt. Zur Klarspülung kann über eine Zufuhrleitung 15 Wasser zugeführt werden.
[0017] Aus den Füllköpfen 4 fließt die Reinigungsflüssigkeit über die Zuleitungen 3 in die Sammelleitung 2 ab, über welche sie in den Rücklauf der CIP-Anlage 7 zurückgeführt wird. In der CIP-Anlage 7 sind nicht dargestellte Meßeinrichtungen zur Überprüfung der Qualität des Reinigungsvorgangs vorgesehen. So kann die CIP-Anlage Durchflußzähler zur Bestimmung der während des Reinigungsvorgangs durch die gesamte Anlage geflossenen Reinigungsmittelmenge sowie Temperatur-, Druck- und Leitwertmeßeinrichtungen oder dgl. aufweisen. Aus der CIP-Anlage 7 wird die zurückfließende Reinigungsflüssigkeit entweder über eine Abflußleitung 16 einem Abwasser- oder Aufbereitungssystem zugeführt oder für einen erneuten Reinigungsvorgang wiederverwendet.
[0018] Mit den Durchflußmeßeinrichtungen 5 in den Zuleitungen 3 jedes Füllkopfes 4 wird die Menge des während des Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgangs durch den Füllkopf 4 geflossenen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums gemessen. Stellt sich heraus, daß keine oder zuwenig Reinigungsflüssigkeit durch den Füllkopf 4 geflossen ist, so wird von der Durchflußmeßeinrichtung 5 eine Fehlermeldung ausgegeben, so daß der Füllkopf 4 vor dem nächsten Füllprozeß repariert werden kann.
[0019] Zusätzlich werden die von den einzelnen Durchflußmeßeinrichtungen 5 der Füllköpfe 4 gemessenen Werte gesammelt und miteinander verglichen, so daß Unterschiede im Durchflußverhalten der einzelnen Füllköpfe 4 oder der Zuleitungen 3 ermittelt werden können.
[0020] Die gemessenen Daten jedes Füllkopfes 4 werden bspw. in einer nicht dargestellten Datenverarbeitungseinrichtung gespeichert und mit Daten früherer Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgänge verglichen. Dadurch kann in einer Trendanalyse festgestellt werden, ob sich das Durchflußverhalten des untersuchten Füllkopfes 4 und der zugeordneten Zuleitungen 3 mit der Zeit ändert, so daß Fehler rechtzeitig erkannt und Reparaturmaßnahmen ergriffen werden können, bevor die Fehler zu schwerwiegenderen Störungen der Abfüllanlage führen.
[0021] Da die Durchflußmeßeinrichtungen 5 in den Zuleitungen 3 zu den Füllköpfen 4 in automatischen Abfüllanlagen üblicherweise bereits vorhanden sind, um während des Füllprozesses die Menge des zugeführten Produktes zu bestimmen, kann das erfindungsgemäße Verfahren unter Ausnutzung der bestehenden Strukturen angewandt werden, ohne daß zusätzliche Durchflußmeßeinrichtungen notwendig wären.
[0022] Die Durchflußmeßeinrichtungen 5 können Turbinendurchflußzähler oder magnetisch induktive Durchflußmesser sein, die eine bestimmt Anzahl Impulse pro durchgeflossener Flüssigkeitsmenge abgeben.
[0023] Für die Qualität des Reinigungsprozesses ist nicht nur die Menge des durch die Leitungen und Füllköpfe geflossenen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittels entscheidend, sondern auch die Durchflußgeschwindigkeit. Eine ausreichende Strömungsmechanik zur Reinigung der Oberflächen wird nämlich erst ab einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit erreicht. Da der Querschnitt der Rohrleitungen konstant ist, ist die Durchflußmenge ausschließlich von der Strömungsgeschwindigkeit abhängig. Somit kann durch Analyse der von den Durchflußmeßeinrichtungen 5 übermittelten Daten auch festgestellt werden, ob das Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium mit einer für eine zufriedenstellende Reinigung ausreichenden Geschwindig keit durch die Zuleitungen 3 und die Füllköpfe 4 geflossen ist.
Bezugszeichenliste:
1. Verfahren zur Reinigung von Abfüllanlagen, bei dem Reinigungs-und/oder Sterilisationsmedium
durch Produktleitungen (2, 3) und/oder Füllköpfe (4) der Abfüllanlage gepumpt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung des Reinigungs- oder Sterilisationsvorganges die Menge des während
des Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgangs durch jeden einzelnen Füllkopf (4)
fließenden Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums gemessen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des durch jeden Füllkopf (4) und die zugeordnete Zuleitung
(3) fließenden Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den einzelnen Füllköpfen (4) gemessenen Mengen und/oder die ermittelten
Strömungsgeschwindigkeiten des durchgeflossenen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums
miteinander verglichen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die während eines Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgangs gemessenen Daten
jedes Füllkopfs (4) und/oder der zugeordneten Zuleitung (3) gespeichert und mit Daten
früherer Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgänge verglichen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Zuleitungen (3) der einzelnen Füllköpfe (4) angeordnete Durchflußmeßeinrichtungen
(5) zur Messung der Durchflußmenge des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums
verwendet werden.