[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abfüllanlagen, bei dem ein
Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium durch Produktleitungen und 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
1/
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 EP-A 0 260 649 beschreibt ein Verfahren zum Innenreinigen von verzweigten Wasserleitungen
in Gebäuden, bei dem die Leitungen mit einem flüssigen Reinigungsmedium durchspült
werden. Hierbei werden von einer gemeinsamen Reinigungsmediumzufuhr mehrere Leitungen
in einer Parallelschaltung durchströmt. Es wird sowohl die Gesamtdurchflußmenge in
der Hauptleitung als auch die jeweilige Durchflußmenge in jeder der zu reinigenden
Wasserleitungen gemessen, wobei die Durchflußmengen der einzelnen Leitungen über hierzu
vorgesehene Einrichtungen einstellbar sind. Dadurch soll erreicht werden, daß die
verzweigten Wasserleitungen entsprechend dem individuellen Reinigungsbedarf gleichmäßig
durchspült werden. Bei den behandelten Rohrleitungen handelt es sich um Wasserleitungsnetze
im Inneren von Gebäuden oder Heizungsrohr- bzw. Heizkörpersysteme, an deren Innenwandungen
im Laufe der Zeit Ablagerungen, bspw. Kalkablagerungen, Korrosionsrückstände oder
dgl. auftreten. Die Reinigung dieser Rohrleitungen erfolgt demzufolge nur in sehr
langen Abständen von vielleicht zehn Jahren oder dann, wenn der freie Rohrquerschnitt
aufgrund der Ablagerungen so klein geworden ist, daß keine ausreichende Wassermenge
mehr durchfließen kann und der Benutzer dies erkennt. Eine regelmäßige Reinigung in
kurzen Abständen ist jedoch bei derartigen Rohrleitungssystemen nicht erforderlich.
Dementsprechend werden zur Reinigung alle verbrauchsstellen im Gebäude abgeklemmt
und stattdessen mit der Reinigungsvorrichtung verbunden. Dieser Aufwand wäre bei einer
regelmäßig in kurzen Abständen durchzuführenden Reinigung nicht tragbar.
[0004] Auch die GB-A 22 42 181 beschreibt die Reinigung von Bierabfüllanlagen, wobei Zeit
und Dauer des Spülvorgangs gespeichert werden.
[0005] 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.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, bei der Reinigung von Abfüllanlagen
eine zuverlässige Aussage über die Qualität des Reinigungsvorgangs zu ermöglichen
und sich anbahnende Verstopfungen der Rohrleitungen so rechtzeitig zu erkennen, daß
diese vor Entwicklung eines schwerwiegenden Fehlers beseitigt werden können.
[0007] Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. 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.
[0008] Bei Getränkeabfüllanlagen, bspw. für Kegs, ist aufgrund der in der Lebensmittelindustrie
gegebenen Hygieneanforderungen eine regelmäßige, üblicherweise tägliche Durchspülung
des aus Produktleitungen und Füllköpfen bestehenden Füllsystems erforderlich. Auf
der Basis der während der täglichen Reinigungszyklen gemessenen Durchflußmengen läßt
sich eine Trendanalyse des Durchflußverhaltens der einzelnen Füllköpfe bzw. der Produktzuleitungen
durchführen und hierdurch erkennen, ob und wo sich das Durchflußverhalten einzelner
Abschnitte mit der Zeit ändert. Dadurch kann vor Auftreten eines schwerwiegenden Fehlers,
bspw. der vollständigen Verstopfung eines Leitungsabschnittes, aufgrund der graduellen
Verschlechterung des Durchflußverhaltens rechtzeitig eine Wartungsmaßnahme eingeleitet
werden.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung.
[0013] Die einzige Figur zeigt schematisch einen Teil einer Abfüllanlage zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] 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.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] Die Durchflußmeßeinrichtungen 5 können Turbinendurchflußzähler oder magnetisch induktive
Durchflußmesser sein, die eine bestimmt Anzahl Impulse pro durchgeflossener Flüssigkeitsmenge
abgeben.
[0025] 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:
[0026]
- 1
- Hauptproduktleitung
- 2
- Sammelleitung
- 3
- Zuleitung
- 4
- Füllkopf
- 5
- Durchflußmeßeinrichtung
- 6
- schwenkbare Verbindung
- 7
- CIP-Anlage
- 8
- Reinigungshauptleitung
- 9
- Ventil
- 10
- Reinigungsleitung
- 11
- Leitung
- 12
- Ventil
- 13
- Abflußleitung
- 14
- Pumpe
- 15
- Zufuhrleitung
- 16
- Abflußleitung
- 17
- schwenkbare Verbindung
1. Verfahren zur Reinigung von Getränkeabfüllanlagen, bei dem ein Reinigungs- und/oder
Sterilisationsmedium durch Produktleitungen (2, 3) und Füllköpfe (4) der Abfüllanlage
gepumpt wird, bei dem die Menge des während des Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgangs
durch jeden einzelnen Füllkopf (4) fließenden Reinigungs- und/oder sterilisationsmediums
gemessen wird und bei dem die entsprechenden Daten gespeichert und mit Daten früherer
Reinigungs- und/oder Sterilisationsvorgänge verglichen werden, um eine Änderung des
Durchflußverhaltens rechtzeitig vor dem Auftreten schwerwiegender Fehler erkennen
zu können.
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 in Zuleitungen (3) der einzelnen Füllköpfe (4) angeordnete Durchflußmeßeinrichtungen
(5) zur Messung der Durchflußmenge des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums
verwendet werden.
1. A process for cleaning drink filling systems, in which a cleaning and/or sterilizing
medium is pumped through product lines (2, 3) and filling heads (4) of the filling
system, in which the volume of the cleaning and/or sterilizing medium flowing through
each individual filling head (4) during the cleaning and/or sterilizing procedure
is measured, and in which the corresponding data is stored and compared with data
from previous cleaning and/or sterilizing procedures in order that a change in the
through-flow behaviour can be detected promptly before serious faults occur.
2. A process according to Claim 1, characterized in that the flow rate of the cleaning
and/or sterilizing medium through each filling head (4) and the associated supply
line (3) is determined.
3. A process according to Claim 1 or 2, characterized in that the volumes measured at
the individual filling heads (4) and/or the flow rates determined for the cleaning
and/or sterilizing medium which have flowed through are compared with one another.
4. A process according to one of Claims 1 to 3, characterized in that through-flow measuring
devices (5) arranged in supply lines (3) for the individual filling heads (4) are
used to measure the through-flow volume of the cleaning and/or sterilizing medium.
1. Procédé pour nettoyer des installations de remplissage selon lequel on pompe un agent
de nettoyage et/ou de stérilisation à travers des conduites à produit (2,3) et des
têtes de remplissage (4) de l'installation de remplissage, selon lequel on mesure
la quantité d'agent de nettoyage et/ou de stérilisation qui s'écoule à travers chacune
des têtes de remplissage pendant le processus de nettoyage et/ou de stérilisation
et selon lequel on mémorise les données correspondantes et on les compare à des données
de processus de nettoyage et/ou de stérilisation antérieurs, aux fins de pouvoir détecter
suffisamment tôt une variation de débit, avant l'apparition de défauts plus graves.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on détermine la vitesse
de l'agent de nettoyage et/ou de stérilisation qui s'écoule à travers chacune des
têtes de remplissage (4) et la conduite d'alimentation (3) associée.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on compare entre
eux les débits mesurés et/ou les vitesses d'écoulement déterminées de l'agent de nettoyage
et/ou de stérilisation ayant circulé dans l'installation pour chacune des têtes de
remplissage (4).
4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on utilise
pour la mesure du débit d'agent de nettoyage et/ou de stérilisation, des dispositifs
de mesure de débit (5) disposés dans les conduites d'alimentation (3) menant aux différentes
têtes de remplissage (4).