VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR KOPFRAUMINERTISIERUNG UND PRODUKTRESTENTFERNUNG BEI FLASCHEN

Abstract

 Die Vorrichtung (100) zur Behandlung einer befüllten und zu verschließenden Flasche (60) umfasst eine Einhausung (10), die einen Übergangsbereich (20) zwischen einer Abfüllvorrichtung (70) zum Befüllen von Flaschen und einer Verschließvorrichtung (80) zum Verschließen von Flaschen umgibt, wobei die Einhausung (10) geeignet ist, eine mit CO₂-Gas angereicherte Atmosphäre im Übergangsbereich (20) aufrecht zu erhalten, und eine Trockeneisvorrichtung (30) zum Erzeugen eines Strahls von Trockeneis-Partikeln in Richtung einer Flasche (60) im Übergangsbereich (20).

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung einer befüllten und noch zu verschließenden Flasche.

Stand der Technik

[0002] Bei der Qualitätssicherung in Abfüllanlagen für Getränke treten insbesondere die folgenden voneinander unabhängigen Problematiken auf.

[0003] Eine Problematik besteht darin, dass die Qualität eines abgefüllten Produktes (beispielsweise ein Getränk) in einer Flasche oft von der Menge des aufgenommenen Sauerstoffs (O₂) begrenzt wird. In diesem Zusammenhang wird üblicherweise der Wert des Gesamtsauerstoffs im abgefüllten Produkt nach dem Verschließen verwendet und als TPO (Total Package Oxygen) bezeichnet. Der TPO-Wert wird maßgeblich durch die Größe des Kopfraums der Flasche und des darin enthaltenen Sauerstoffgehalts bestimmt. Dieser kann wie beispielsweise bei Bier durch Hochdruckeinspritzung von Heißwasser oder alternativ dazu durch Aufschäumen mit anderen Energiequellen wie Laser oder Ultraschall verringert werden. Bei stillen Getränken kommt diese Möglichkeit nicht in Frage, und deshalb muss, um den (nicht mit dem Produkt gefüllten) Kopfraum in der Flasche zu inertisieren, mit einem Inertgas (beispielsweise N₂) gespült werden, was jedoch mit großen Verlusten an Inertgas verbunden ist. Daher ist die Verwendung von N₂-Gas für die Inertisierung zwar eine Möglichkeit, den Sauerstoffgehalt zu reduzieren, jedoch ist ein N₂-Anschlusssystem aufwändig und teuer im Unterhalt.

[0004] Eine ganz andere Problematik besteht darin, dass die Hygiene eines Verschlusses der Flasche insbesondere in einem Gewindebereich der Flasche beispielsweise von an der Flasche anhaftenden Produktresten (Getränkespritzer) an der Mündung nach dem Abfüllen begrenzt wird. Um diese zu beseitigen wird häufig Wasser auf den Halsbereich (Neck) der Flasche gespritzt. Dabei wird der Halsbereich der Flasche und die Umgebung der Verschließvorrichtung jedoch nass, was einerseits Kosten verursacht (Auffangen oder Ableiten des Wassers) und andererseits ein zwar reduziertes aber dennoch teilweise auftretendes mikrobiologisches Wachstum fördert. Demnach ist ein Abspritzen des Halsbereichs der Flasche maschinentechnisch aufwändig und mikrobiologisch unvorteilhaft.

Beschreibung der Erfindung

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zumindest teilweise zu mildern oder zu beseitigen.

[0006] Die Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach Patentanspruch 1.

[0007] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung einer befüllten und zu verschließenden Flasche umfasst eine Einhausung, die einen Übergangsbereich zwischen einer Abfüllvorrichtung zum Befüllen von Flaschen und einer Verschließvorrichtung zum Verschließen von Flaschen umgibt, wobei die Einhausung geeignet ist, eine mit CO₂-Gas angereicherte Atmosphäre im Übergangsbereich aufrecht zu erhalten; und eine Trockeneisvorrichtung zum Erzeugen eines Strahls von Trockeneis-Partikeln in Richtung einer Flasche im Übergangsbereich.

[0008] Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass eine Inertisierung des Kopfraums der Flasche und die Produktrestentfernung von einer Außenseite der Flasche mittels ein und derselben Maßnahme erfolgt. Die auf die Flasche auftreffenden Trockeneis-Partikel reinigen die Außenseite der Flasche, da sie schlagartig in den gasförmigen Zustand übergehen. Das gasförmige CO₂ verdrängt zudem Sauerstoff aus dem Kopfbereich im Innern der Flasche. Die Einhausung sorgt dafür, dass das CO₂ nicht unmittelbar aus dem Übergangsbereich entweichen kann.

[0009] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann wie folgt weitergebildet werden.

[0010] Die Trockeneisvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, den Strahl von Trockeneis-Partikeln auf einen Halsabschnitt der Flasche, insbesondere einen Gewindeabschnitt der Flasche, zu richten. Dadurch können insbesondere im Gewindebereich anhaftende Produktreste oder Verschmutzungen gelöst werden.

[0011] Die Einhausung kann die Verschließvorrichtung wenigstens teilweise umgeben und geeignet sein, die mit CO₂-Gas angereicherte Atmosphäre auch während eines Verschließvorgangs bereitzustellen. Obwohl das CO₂-Gas schwerer als Luft ist und somit in der Regel im Kopfbereich verbleibt, ist es vorteilhaft die mit CO₂-Gas angereicherte Atmosphäre auch während des Verschließvorgangs bereitzustellen, um eine Verminderung der CO₂-Konzentration im Kopfbereich bzw. ein Eindringen von Sauerstoff darin zu vermeiden.

[0012] Die Trockeneisvorrichtung kann wenigstens eine Düse umfassen, die geeignet ist, wenigstens einen Strahl aus Trockeneis-Partikeln auf die Flasche zu richten.

[0013] Die Vorrichtung kann weiterhin eine Drehvorrichtung zum Drehen der Flasche um ihre Symmetrieachse im Übergangsbereich umfassen. Damit kann die Flasche während des Eindüsens der Trockeneis-Partikel gedreht werden, so dass eine gute Rundumreinigung erfolgt.

[0014] Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Trockeneisvorrichtung mehrere Düsen umfassen, die die Trockeneis-Partikel aus verschieden Richtungen auf die Flasche richten.

[0015] Die Vorrichtung kann weiterhin eine Kameravorrichtung umfassen, um zu prüfen, ob Verunreinigungen an der Flasche vorhanden sind.

[0016] Die Trockeneisvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Trockeneis-Partikel mit einer Rate auszustrahlen, die eine vorgegebene Mindestrate nicht unterschreitet, wobei die Rate vorzugsweise durch einen Volumenstrom oder einen Massenstrom der Trockeneis-Partikel definiert ist.

[0017] Die Erfindung stellt weiterhin ein System nach Anspruch 8 bereit, das eine Abfüllvorrichtung zum Befüllen von Flaschen; eine Verschließvorrichtung zum Verschließen von Flaschen; und eine erfindungsgemäße Vorrichtung oder eine deren Weiterbildungen umfasst.

[0018] Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 9.

[0019] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln einer befüllten und zu verschließenden Flasche umfasst die Schritte: Einstrahlen von Trockeneis-Partikeln auf eine Flasche in einem Übergangsbereich zwischen einer Abfüllvorrichtung zum Befüllen von Flaschen und einer Verschließvorrichtung zum Verschließen von Flaschen; und Aufrechterhalten einer mit CO₂-Gas angereicherten Atmosphäre im Übergangsbereich.

[0020] Das erfindungsgemäße Verfahren kann wie folgt weitergebildet werden.

[0021] Der Schritt des Einstrahlens kann ein Einstrahlen von Trockeneis-Partikeln auf einen Halsabschnitt der Flasche, insbesondere einen Gewindeabschnitt der Flasche, umfassen.

[0022] Die mit CO₂-Gas angereicherte Atmosphäre kann vorzugsweise auch während eines Verschließvorgangs bereitgestellt werden.

[0023] Der Schritt des Einstrahlens kann ein Richten wenigstens eines Strahls aus Trockeneis-Partikeln auf die Flasche umfassen, vorzugsweise auf den Halsabschnitt der Flasche, insbesondere den Gewindeabschnitt der Flasche.

[0024] Das Verfahren kann weiterhin den Schritt umfassen: Drehen der Flasche während Trockeneis-Partikel auf die Flasche eingestrahlt werden.

[0025] Das Verfahren kann weiterhin die folgenden Schritte umfassen: Prüfen, ob Verunreinigungen an der Flasche vorhanden sind; und Anpassen der Menge der eingestrahlten Trockeneis-Partikel in Abhängigkeit von einer festgestellten Verunreinigung; wobei das Anpassen optional derart erfolgt, dass das die Menge der eingestrahlten Trockeneispartikel nur dann erhöht wird oder ein Einstrahlen nur dann erfolgt, wenn das Vorhandensein einer Verunreinigung festgestellt wurde.

[0026] Das Einstrahlen der Trockeneis-Partikel kann mit einer Rate erfolgen, die eine vorgegebene Mindestrate nicht unterschreitet.

[0027] Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es versteht sich, dass diese Ausführungsform nicht den gesamten Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen kann. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0028] 

Fig. 1

zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2

zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Ausführungsformen

[0029] Die Erfindung löst zwei unterschiedliche Aufgaben, nämlich gleichzeitige Inertisierung des Kopfraums und mechanische Entfernung von Produktresten an der Außenseite der Flasche, durch ein System.

[0030] Dazu wird erfindungsgemäß im Transferbereich zwischen einem Füller und einem Verschließer eine Trockeneiseindüsung installiert, die Produktreste entfernt, um beispielsweise eine Schimmelbildung zu minimieren, wobei das sublimierte Trockeneis gleichzeitig eine Inertgasatmosphäre schafft, die das Produkt schützt. Dazu ist es nötig, den Transferbereich zu kapseln, um eine erhöhte CO₂-Atmosphäre zu erhalten.

[0031] Ein Vorteil der Erfindung ist also eine Kombination von zwei Funktionen, die Kopfrauminertisierung und die Produktrestentfernung, mittels einer Maßnahme. Dadurch wird die Anlage insbesondere trocken und somit - ohne Wasser als Lebensgrundlage - mikrobiologisch sauber gehalten. Das Entfernen der Produktreste kann nach einer Ausführungsform erst nach einer vorhergehenden visuellen Überprüfung auf deren Vorhandensein (beispielsweise mit einem Kamerasystem) aktiviert werden, um den Verbrauch von Trockeneis zu verringern. Die Inertisierung muss allerdings durch eine Mindestmenge an entstehendem CO₂ aufrechterhalten werden.

[0032] Eine Reinigung mit Trockeneis ist aus anderen technischen Gebieten bekannt, um einen mechanischen Reinigungseffekt zu erzielen. Die Wirkungsweise des Effekts besteht darin, dass die eingestrahlten Trockeneis-Partikel beim Auftreffen auf die Oberfläche schlagartig von der festen in die gasförmige Phase übertreten (sublimieren), wobei sich das Volumen um einen Faktor von einigen Hundert vergrößert und Ablagerungen an der Oberfläche weggesprengt werden.

[0033] Die Trockeneispartikel werden aus mit Druck beaufschlagtem, flüssigem CO₂ erzeugt, beispielsweise aus einer Druckflasche, wobei aus einer Düse austretendes flüssiges CO₂ unter atmosphärischem Druck expandiert und einen plötzlichen Phasenübergang in Trockeneis-Partikel (Trockeneis-Schneekristalle) durchläuft. Die austretenden Trockeneis-Partikel weisen eine Geschwindigkeit auf, die für Reinigungszwecke geeignet ist. Eine andere Möglichkeit für die Beseitigung von groben Verschmutzungen ist die Erzeugung eines Strahls von Trockeneis-Partikeln aus Trockeneis-Pellets, die mit Druckluft ausgestrahlt werden.

[0034] Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

[0035] Die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur Behandlung einer befüllten und zu verschließenden Flasche 60 umfasst eine Einhausung 10, die einen Übergangsbereich 20 zwischen einer Abfüllvorrichtung 70 zum Befüllen von Flaschen und einer Verschließvorrichtung 80 zum Verschließen von Flaschen umgibt, wobei die Einhausung 20 geeignet ist, eine mit CO₂-Gas angereicherte Atmosphäre im Übergangsbereich 20 aufrecht zu erhalten, und eine Trockeneisvorrichtung 30 zum Erzeugen eines Strahls von Trockeneis-Partikeln in Richtung der Flasche 60 im Übergangsbereich 20. Die Trockeneisvorrichtung 30 ist in dieser Ausführungsform zum Einstrahlen von Trockeneis-Partikeln auf einen Halsabschnitt 61 der Flasche 60 vorgesehen, insbesondere auf einen Gewindeabschnitt der Flasche 60 bzw. des Halsabschnitts 61. Die Trockeneisvorrichtung 30 umfasst wenigstens eine Düse 31, um, wenigstens einen Strahl aus Trockeneis-Partikeln auf die Flasche 60 zu richten. Die Flaschen 60 werden in Pfeilrichtung von der Abfüllvorrichtung 70 zur Verschließvorrichtung 80 transportiert.

[0036] Die Trockeneis-Partikel werden aus flüssigem CO₂ aus einem mit Druck beaufschlagten Behälter 35 erzeugt, indem das flüssige CO₂ über eine Leitung der Düse 31 zugeführt und beim Austreten aus der Düse 31 in CO₂-Schnee umgewandelt wird und mit hoher Geschwindigkeit auf die Flasche 60 treffen, um insbesondere am Gewindebereich der Flasche 60 Rückständen des abgefüllten Produkts zu entfernen.

[0037] Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

[0038] Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 1 ist hier lediglich noch zusätzlich eine Kameravorrichtung 50 vorgesehen, um zu prüfen, ob Verunreinigungen an der Flasche 60 vorhanden sind. Auf diese Weise kann ein Anpassen der Menge der eingestrahlten Trockeneis-Partikel in Abhängigkeit von einer festgestellten Verunreinigung erfolgen, wobei das Anpassen beispielsweise derart erfolgt, dass das die Menge der eingestrahlten Trockeneis-Partikel nur dann erhöht wird, wenn das Vorhandensein einer Verunreinigung festgestellt wurde, oder dass ein Einstrahlen überhaupt nur dann erfolgt.

[0039] Alternativ oder zusätzlich ist in dieser zweiten Ausführungsform eine Drehvorrichtung 25 zum Drehen der Flasche 60 im Übergangsbereich 20 vorgesehen. Auf diese Weise kann ein Drehen der Flasche erfolgen, während Trockeneis-Partikel auf die Flasche eingestrahlt werden, um so eine gleichmäßigere Reinigungswirkung zu erzielen.

[0040] Die dargestellten Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft und der vollständige Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.

Ansprüche

1. Vorrichtung (100) zur Behandlung einer befüllten und zu verschließenden Flasche, umfassend:

eine Einhausung (10), die einen Übergangsbereich (20) zwischen einer Abfüllvorrichtung (70) zum Befüllen von Flaschen und einer Verschließvorrichtung (80) zum Verschließen von Flaschen umgibt, wobei die Einhausung (10) geeignet ist, eine mit CO₂-Gas angereicherte Atmosphäre im Übergangsbereich (20) aufrecht zu erhalten; und

eine Trockeneisvorrichtung (30) zum Erzeugen eines Strahls von Trockeneis-Partikeln in Richtung einer Flasche (60) im Übergangsbereich (20).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Trockeneisvorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, den Strahl von Trockeneis-Partikeln auf einen Halsabschnitt (61) der Flasche (60), insbesondere einen Gewindeabschnitt der Flasche, zu richten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einhausung (10) weiterhin die Verschließvorrichtung (80) wenigstens teilweise umgibt und geeignet ist, die mit CO₂-Gas angereicherte Atmosphäre auch während eines Verschließvorgangs bereitzustellen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Trockeneisvorrichtung wenigstens eine Düse (31) umfasst, die geeignet ist, wenigstens einen Strahl aus Trockeneis-Partikeln auf die Flasche zu richten.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend:
eine Drehvorrichtung zum Drehen der Flasche im Übergangsbereich.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin umfassend:
eine Kameravorrichtung (50) zum Prüfen, ob Verunreinigungen an der Flasche vorhanden sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Trockeneisvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Trockeneis-Partikel mit einer Rate auszustrahlen, die eine vorgegebene Mindestrate nicht unterschreitet, wobei die Rate vorzugsweise durch einen Volumenstrom oder einen Massenstrom der Trockeneis-Partikel definiert ist.

8. System, umfassend:

eine Abfüllvorrichtung (70) zum Befüllen von Flaschen;

eine Verschließvorrichtung (80) zum Verschließen von Flaschen; und

eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Verfahren zum Behandeln einer befüllten und zu verschließenden Flasche, umfassend die Schritte:

Einstrahlen von Trockeneis-Partikeln auf eine Flasche (60) in einem Übergangsbereich (20) zwischen einer Abfüllvorrichtung (70) zum Befüllen von Flaschen und einer Verschließvorrichtung (80) zum Verschließen von Flaschen; und

Aufrechterhalten einer mit CO₂-Gas angereicherten Atmosphäre im Übergangsbereich.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Einstahlens ein Einstrahlen von Trockeneis-Partikeln auf einen Halsabschnitt (61) der Flasche (60), insbesondere einen Gewindeabschnitt der Flasche, umfasst.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die mit CO₂-Gas angereicherte Atmosphäre auch während eines Verschließvorgangs bereitgestellt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Schritt des Einstrahlens ein Richten wenigstens eines Strahls aus Trockeneis-Partikeln auf die Flasche mittels wenigstens einer Düse umfasst, in Kombination mit Anspruch 10 vorzugsweise auf den Halsabschnitt der Flasche, insbesondere den Gewindeabschnitt der Flasche.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, weiterhin umfassend den Schritt:
Drehen der Flasche während Trockeneis-Partikel auf die Flasche eingestrahlt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, weiterhin umfassend die Schritte:

Prüfen, ob Verunreinigungen an der Flasche vorhanden sind; und

Anpassen der Menge der eingestrahlten Trockeneis-Partikel in Abhängigkeit von einer festgestellten Verunreinigung;

wobei das Anpassen optional derart erfolgt, dass das die Menge der eingestrahlten Trockeneispartikel nur dann erhöht wird oder ein Einstrahlen nur dann erfolgt, wenn das Vorhandensein einer Verunreinigung festgestellt wurde.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Einstrahlen der Trockeneis-Partikel mit einer Rate erfolgt, die eine vorgegebene Mindestrate nicht unterschreitet.

Zeichnung