CN120039816A - 用于处理容器的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于处理容器、优选罐的设备(1)和方法，其中，设备(1)具有：冲洗器(10)，设置成用优选由CO₂组成或包括CO₂的清洁剂清洁容器；填充装置(20)，设置成用填充产品、优选饮料填充在冲洗器(10)中被清洁的容器；以及封闭装置(30)，设置成将在填充装置(20)中填充有填充产品的容器用每一个容器封闭件进行封闭；其特征在于：容纳部(40)，在该容纳部(40)中布置有冲洗器(10)、填充装置(20)和封闭装置(30)；和保护气体系统(50)，该保护气体系统设置成向容纳部供应优选由CO₂组成或包括CO₂的保护气体，使得冲洗器、填充装置和封闭装置布置在由保护气体构成的公共气氛中。

Description

用于处理容器的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在饮料灌装设备中处理容器、尤其是罐的设备和方法，其中，该设备包括冲洗器、填充装置和封闭装置。

背景技术

在饮料灌装设备的领域中，已知诸如瓶或罐之类的容器在用填充产品填充之前要进行清洁。因此，容器在前置于实际填充装置的冲洗器中进行冲洗，以去除异物颗粒例如灰尘、杂质、残留物等。例如，从EP2676743A1中提出了一种用于清洁容器的冲洗器。

在冲洗器中已清洁的并在必要时已消毒的容器借助运输装置被运输到填充装置，该填充装置用填充产品填充容器。已填充容器随后在封闭装置中用每一个容器封闭件进行封闭。

执行容器处理的上述组件(冲洗器、运输装置、填充装置和封闭装置)大多是单独设计和优化的。因此，已经清洁过的容器在进入到填充装置中之前可能会被可能的开放式运输再次污染。因此，容器在填充装置中填充之前通常例如用CO₂进行冲洗。此外，尤其是在氧敏感的填充产品的情况下，通常将已填充容器在封闭之前用CO₂进行充气，以限制氧吸收。由此导致填充装置和封闭装置处的CO₂消耗量很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于处理容器的改进设备和改进方法，包括容器的冲洗、填充和封闭，尤其是以便减少资源消耗和/或提高卫生水平。

该目的是通过本发明的设备和方法来实现的。有利的改进方案从发明图示和优选实施例的说明中得出。

根据本发明的设备用于处理容器，尤其包括用填充产品填充容器。特别优选地，该设备在饮料灌装设备中得到应用，例如用于灌装水(蒸馏水或碳酸水)、啤酒、果汁、软饮料、冰沙、乳制品等。

待处理容器通常具有容器开口或容器口部，通过该容器开口或容器口部填充容器。特别优选地，本文中的处理容器是罐，尤其是具有金属成分的罐。处理罐可以完全由金属构成。

该设备包括：冲洗器，该冲洗器设置成用优选由CO₂组成或包括CO₂的清洁剂清洁容器；填充装置，该填充装置设置成用填充产品、优选饮料填充在冲洗器中已清洁的容器；以及封闭装置，该封闭装置设置成将在填充装置中填充有填充产品的容器用每一个容器封闭件进行封闭。

根据本发明，该设备还包括：容纳部，在该容纳部中布置有冲洗器、填充装置和封闭装置；和保护气体系统，该保护气体系统设置成向容纳部供应优选由CO₂组成或包括CO₂的保护气体，使得冲洗器、填充装置和封闭装置布置在由保护气体构成的公共气氛中。

通过将各种站，即冲洗器、填充装置和封闭装置安装在具有由保护气体构成的公共气氛的容纳部中，待处理容器在整个过程中都得到保护。消除了尤其是在各个处理站之间可能会发生的污染风险。由于接触容纳部中的基本上所有相关表面的保护气体的特性，防止或至少显著减少了细菌的生长，从而设备整体上实现了显著更高的卫生水平。

公共容纳部的概念在多个点处实现了保护气体的协同使用并因此实现了显著的资源节省。这些节省尤其是发生在填充装置和封闭装置处，因为可以省去对相关装置中的容器和/或容器封闭件的单独冲洗或者可以至少显著减少这种冲洗。

保护气体优选是酸性保护气氛，从而提高了卫生稳定性。

容器在处理期间优选借助运输装置在输送方向上沿着轨迹从一个站被运输到另一个站。因此，除了冲洗器、填充装置和封闭装置之外，运输装置也至少部分地安装在公共容纳部中。

优选地，冲洗器设置成至少部分地用来自保护气体系统的保护气体执行对容器的清洁，即向容器内部和/或外部施加来自保护气体系统的保护气体，从而实现保护气体的协同使用以及因此实现资源消耗的进一步减少。

优选地，保护气体系统设置成向容纳部中的保护气体提供高于外部环境中的大气压的压力。在这种情况下，在可能的不密封时或者在容纳部中使用闸时确保的是，发生从内部到外部的溢流并因此保护容纳部中的保护气体气氛免受可能的外部污染。

优选地，保护气体系统具有保护气体入口，该保护气体入口设置成将保护气体引入到容纳部中，其中，保护气体入口尤其布置在容纳部的下部区域中和/或底部处，从而保护气体在相对于空气密度较高的情况下将空气朝着重力方向从容纳部中排出。这样确保了整个容纳部中的保护气体的特别高的纯度。

优选地，保护气体系统包括抽吸部和/或溢出部以及管线系统，该管线系统将抽吸部或溢出部和保护气体入口连接，其中，保护气体系统设置成使保护气体至少部分地循环(通过管线系统和容纳部)，从而可以实现容纳部中的保护气体的交换。位于容纳部中的保护气体可以在回路中被引导并在必要时使用过滤器或保护气体处理部来去除其中的异物或颗粒。

优选地，保护气体系统包括用于保护气体的处理和至少部分再利用的保护气体处理部，从而实现了资源消耗的进一步减少。替代地或附加地，保护气体系统具有用于保护气体的临时储存的缓冲罐。

优选地，填充装置具有泄放系统，该泄放系统设置成将填充期间从容器中排出的保护气体和/或来自容器的头部空间的保护气体引出到保护气体系统中。由于容器处理普遍在公共保护气体气氛中进行，容器在填充前用保护气体进行填充。此时在填充期间从容器中排出的保护气体要么直接到达容纳部，要么替代地将排出的保护气体通过泄放系统有针对性地运走到保护气体系统中，从而实现了排出的保护气体的协同再利用以及因此实现了资源消耗的进一步减少。对于在容器填充后存在于头部空间中并通常处于灌装压力下的保护气体，这可以类似地实现。

存在这样的可能性，即用灭菌介质对冲洗器中的容器进行内部和外部处理并随后去除灭菌介质中的可能残留物。这种残留物从灭菌介质中的去除可以在冲洗工艺中在填充装置中进行。优选地，冲洗器因此设置成除了用清洁剂清洁之外还用灭菌介质对容器进行灭菌。在这种情况下，填充装置优选地设置成优选使用保护气体借助冲洗工艺去除灭菌介质中的可能残留物。

在一个替代设计方案中，灭菌介质中的残留物的去除已经可以在冲洗器或冲洗器和填充器之间的合适后置单元上进行。由此，将消除填充器中的冲洗工艺。

上述目的还通过一种用于处理容器、优选罐的方法来实现，其中，该方法具有：借助冲洗器，用优选由CO₂组成或包括CO₂的清洁剂清洁容器；借助填充装置，用填充产品、优选饮料填充在冲洗器中已清洁的容器；以及借助封闭装置，将在填充装置中填充有填充产品的容器用每一个容器封闭件进行封闭。根据本发明，冲洗器、填充装置和封闭装置布置在容纳部中，其中，容纳部由保护气体系统供应优选由CO₂组成或包括CO₂的保护气体，使得冲洗器、填充装置和封闭装置布置和运行在由保护气体构成的公共气氛中。

针对该设备锁描述的特征、技术效果、优点和实施例类似地适用于该方法。

因此，出于上述原因，优选地至少部分地用来自保护气体系统的保护气体执行容器在冲洗器中的清洁。

优选地，出于上述原因，保护气体系统向容纳部中的保护气体提供高于外部环境中的大气压的压力。

优选地，出于上述原因，借助保护气体系统的管线系统使保护气体至少部分地循环。

优选地，出于上述原因，保护气体在保护气体系统的保护气体处理部中被处理并至少部分地被再利用和/或被暂时储存在保护气体系统的缓冲罐中。

优选地，出于上述原因，在填充装置中的填充期间从容器中排出的保护气体和/或来自容器的头部空间的保护气体通过填充装置的泄放系统被引出到保护气体系统中。

优选地，容器在冲洗器中除了用清洁剂清洁之外还用灭菌介质进行灭菌，其中，灭菌介质中的可能残留物借助冲洗工艺、优选使用来自保护气体系统的保护气体在填充装置中进行去除。

替代地，用于去除灭菌介质中的残留物的冲洗工艺已经可以在冲洗器或冲洗器和填充器之间的合适后置单元上进行。由此，将消除填充器中的冲洗工艺。

“上”、“下”等空间名称是指设备在预期用途和安装状态下的重力方向。“前”、“后”、“上游”、“下游”、“之间”等名称是指容器通过运输装置的输送方向。

本发明的其他优点和特征从以下对优选实施例的描述中将变得显而易见。在此描述的特征可以单独实现，或者与上述特征中的一个或多个组合实现，只要这些特征不相互矛盾即可。在这里，参照附图对优选实施例进行以下描述。

附图说明

通过下面的附图描述来更详细地说明本发明的其他优选实施方式。在附图中：

图1示意性示出了包括冲洗器、填充装置和封闭装置的容器处理设备的俯视。

具体实施方式

以下将参照图1描述优选实施例，图1示意性示出了用于处理容器(图中未示出)的设备1的俯视图。

设备1尤其是在食品加工中得到应用，它是或优选地形成饮料灌装设备的一部分，例如用于灌装水(蒸馏水或碳酸水)、软饮料、果汁、啤酒、混合饮料等。为此目的，设备1具有填充装置20，该填充装置20用填充产品、优选饮料填充容器。

特别优选地，本文讨论的容器是罐，尤其是具有金属成分的罐。

设备1包括冲洗器10，该冲洗器10设置成用清洁剂、尤其是气体冲洗空的、打开的、待填充的容器，以便去除异物颗粒如灰尘、杂质、残留物等。已清洁容器通过填充器入口25被供给到填充装置20，该填充装置20设置成用填充产品填充已清洁容器。已填充容器通过填充器出口26从填充装置20中被运出并被供给到封闭装置30，该封闭装置30设置成将已填充容器用每一个容器封闭件进行封闭。

容器在处理期间借助运输装置60在输送方向F上沿着轨迹从一个站被运输到另一个站。容器被运输所沿着的轨迹可以包括线性部段和弯曲部段(尤其是由处理转盘和/或传递星形件限定的圆形部段)。运输装置60可以包括运输带、运输星形件、处理转盘和/或其他合适器件，以便将容器沿着输送方向F运输。

根据本实施例，填充装置20采用回转器结构方式来实施，其中待填充容器被供给到具有多个填充构件22的填充器转盘21并在运输期间沿着子回路用填充产品填充。填充构件22以均匀间隔安装在填充器转盘21的外周上(图1仅示出了填充构件的一部分)。容器为了填充而如此布置和保持在填充构件22下方，使得填充构件可以将填充产品引入到每一个相应容器中。

根据本实施例，封闭装置30也采用回转器结构方式来实施，其中已填充和待封闭的容器被供给到具有多个未示出的封盖构件的封闭器转盘31并在运输期间沿着子回路用每一个容器封闭件、优选罐盖进行封闭。

冲洗器10、填充装置20和封闭装置30(以及至少部分的运输装置60)安装在公共容纳部40中，在该容纳部40中存在优选由CO₂组成或包括CO₂的保护气体。保护气体优选是酸性保护气氛，从而提高了卫生稳定性。保护气氛通过保护气体系统50被提供。

保护气体系统50包括保护气体入口51，该保护气体入口51设置成将保护气体引入到容纳部40中。为此目的包括一个或多个开口或喷嘴的保护气体入口51优选地布置在容纳部40的底部处，从而保护气体在相对于空气密度较高的情况下将空气朝着重力方向(垂直于图1的绘图平面)从容纳部40中排出。

保护气体系统50还包括位于容纳部40的上区域处的抽吸部52或溢出部。通过将抽吸部52和保护气体入口51连接的管线系统53，可以将保护气体带到循环中并在容纳部中相应地交换。

保护气体系统50可以具有保护气体处理部54，该保护气体处理部54处理保护气体，例如对保护气体进行清洁、部分更新等。此外，缓冲罐55优选地安装在管线系统53中，以临时储存保护气体。

容纳部40内部中的保护气体压力优选地高于外部大气压，从而在不密封的情况下发生从内部向外部的溢流，并且保护容纳部40中的保护气体气氛免受外部的可能污染。

冲洗器10设置成从外部和/或内部向容器施加气态和/或液态清洁剂，以便清洁容器并在必要时对容器进行消毒。冲洗器10对容器的处理可以至少部分地用来自保护气体系统50的保护气体进行。优选地，容器通过冲洗器10用保护气体、优选CO₂和/或N₂进行冲洗，然后用灭菌介质进行消毒或灭菌。

一旦容器进行了灭菌，就可以用空气、N₂或CO₂将这样处理的容器中的可能灭菌介质残留物清除。这可以在冲洗器10中、在冲洗器10和填充装置20之间或在填充装置20中通过填充构件22进行。

由于在冲洗器10中用保护气体处理容器，完全或至少部分地建立容纳部40中的保护气氛。必要时，可以在这种情况下省去单独的保护气体入口51。必要时，尤其是在低氧敏感的填充产品的情况下，由于容纳部40中的持续保护气氛，可以完全省去在填充前通过填充装置20中的填充构件22冲洗容器。在氧敏感的产品的情况下，这种例如用N₂或CO₂的冲洗可以至少显著减少，因为容器通过在冲洗器10中用氧成分大大减少的保护气体进行的前置冲洗过程移入到填充装置20中。

在填充期间从容器中排出的保护气体要么直接进入容纳部40中，要么替代地，排出的保护气体通过泄放系统23有针对性地被运走。

在本实施例中，泄放系统23包括：泄放管线23a，这些泄放管线23a分配给填充构件22或者是填充构件22的组成部分；和与泄放管线23a连接的气体引出部23b，该气体引出部23b设置成将排出的保护气体从容纳部40中引出，优选地引入到保护气体系统50中。气体引出部23b可以例如附接到清洁单元和/或过滤器和/或保护气体处理部54和/或分离器，以便相应地处理排出的保护气体，例如用于可能的再利用。这样处理的保护气体可以根据需要与相同的气体或其他气体混合。

在用填充产品填充容器之后，容器的头部空间填充有保护气体，该保护气体通常处于灌装压力下。与在填充期间排出的保护气体类似，容器的头部空间中的保护气体可以直接排放到容纳部40中或者通过泄放系统23有针对性地被引出。优选地，不进行这种气体通过阀节点向环境中的分离。这样变得自由的气体可以在可能的排放阀之前通过附加存在的阀被引导到容纳部40中，随后借助合适的分配系统通过出口运输路径被引导。

在上述实施变型例中，来自头部空间泄放部的保护气体优选地在容纳部40中得到应用。该保护气体可以另外或替代地用于给容器充气。

在用填充产品填充容器之后，尚未封闭的容器通过填充器出口26和运输装置移动到封闭装置30。在此，产品不可能受到氧气的再污染，因为容器仍保留在填充有保护气体的容纳部40中。

出于同样的原因，可以在封闭容器之前省去封闭清洁，尤其是罐盖下部充气，以及用CO₂给头部空间充气，这能够显著节省CO₂和/或其他操作器件。

容器通过合适的闸(图1中未示出)离开容纳部。对于在闸或可能的抽吸部处从容纳部40中抽吸出的保护气体比通过填充装置20或以其他方式提供的保护气体多的情况，可以用N₂或其他不破坏大气的气体填充差额。

通过公共容纳部40，冲洗器10、填充装置20和封闭装置30可以用相同的清洁介质、例如在CIP清洁范围内的清洁介质进行清洁。清洁介质可以收集在设备1下方，从而可以使用更高浓度的碱和/或酸。清洁介质可以在必要时进行处理并至少部分地再利用。

公共容纳部40的概念在设备1的多个站或点处实现了保护气体的协同使用并因此实现了显著的资源节省、尤其是CO₂的节省。这些节省尤其是发生在填充装置20和封闭装置30处，因为可以省去对相关装置中的容器和/或容器封闭件的单独冲洗或者可以至少显著减少这种冲洗。此外，在整个工艺中消除了污染风险。可以实现来自待填充容器和已填充容器的泄放气体的再利用。

存在这样的可能性，即用灭菌介质对冲洗器10中的容器进行内部和外部处理并随后去除灭菌介质中的可能残留物。这种残留物的去除可以在冲洗工艺中在填充装置20中进行。

用于在容纳部40的内部和外部环境之间的正压力梯度的鼓风机不是绝对必要的。通过出口处的重力气闸可以实现浴槽或气闸。

由于接触容纳部40中的基本上所有相关表面的保护气体的特性，防止或至少显著减少了细菌的生长，从而设备1整体上实现了显著更高的卫生水平。

位于容纳部40中的保护气体可以在回路中被引导并使用过滤器或保护气体处理部54来去除其中的异物或颗粒。

设备1能够为整个隔离装置提供统一/全面的清洁概念，从冲洗器10中的入口到封闭装置30的出口，例如使用酸和/或碱和/或热水，而不是可能的碱性冷泡沫清洁。由此产生了设备层面上的替代生产线概念，例如减少的热产品处理。

在适用的情况下，可以在不脱离本发明的范围的情况下将实施例中示出的所有单独特征相互组合和/或交换。

附图标记说明：

1 用于处理容器的设备

10 冲洗器

20 填充装置

21 填充器转盘

22 填充构件

23 泄放系统

23a 泄放管线

23b 气体引出部

25 填充器入口

26 填充器出口

30 封闭装置

31 封闭器转盘

40 容纳部

50 保护气体系统

51 保护气体入口

52 抽吸部

53 管线系统

54 保护气体处理部

55 缓冲罐

60 运输装置

F 输送方向

Claims (15)

1.一种用于处理容器、优选罐的设备(1)，其中，所述设备(1)具有：

冲洗器(10)，所述冲洗器(10)设置成用优选由CO₂组成或包括CO₂的清洁剂清洁容器；

填充装置(20)，所述填充装置(20)设置成用填充产品、优选饮料填充在所述冲洗器(10)中已清洁的所述容器；以及

封闭装置(30)，所述封闭装置(30)设置成将在所述填充装置(20)中填充有所述填充产品的所述容器用每一个容器封闭件进行封闭；

其特征在于：

容纳部(40)，在所述容纳部(40)中布置有所述冲洗器(10)、所述填充装置(20)和所述封闭装置(30)；和保护气体系统(50)，所述保护气体系统(50)设置成向所述容纳部(40)供应优选由CO₂组成或包括CO₂的保护气体，使得所述冲洗器(10)、所述填充装置(20)和所述封闭装置(30)布置在由保护气体构成的公共气氛中。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述冲洗器(10)设置成至少部分地用来自所述保护气体系统(50)的保护气体执行对所述容器的清洁。

3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，所述保护气体系统(50)设置成向所述容纳部(40)中的所述保护气体提供高于外部环境中的大气压的压力。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述保护气体系统(50)具有保护气体入口(51)，所述保护气体入口(51)设置成将所述保护气体引入到所述容纳部(40)中，其中，所述保护气体入口(51)优选地布置在所述容纳部(40)的下部区域中和/或底部处。

5.根据权利要求4所述的设备(1)，其特征在于，所述保护气体系统(50)具有抽吸部(52)和/或溢出部以及管线系统(53)，所述管线系统(53)将所述抽吸部(52)或所述溢出部和所述保护气体入口(51)连接，其中，所述保护气体系统(50)设置成使所述保护气体至少部分地循环。

6.根据权利要求5所述的设备(1)，其特征在于，所述保护气体系统(50)具有用于所述保护气体的处理和至少部分再利用的保护气体处理部(54)和/或用于保护气体的临时储存的缓冲罐(55)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述填充装置(20)具有泄放系统(23)，所述泄放系统(23)设置成将填充期间从所述容器中排出的保护气体和/或来自所述容器的头部空间的保护气体引出到所述保护气体系统(50)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述冲洗器(10)设置成除了用所述清洁剂清洁之外还用灭菌介质对所述容器进行灭菌，其中，所述填充装置(20)优选地设置成优选使用保护气体借助冲洗工艺去除灭菌介质中的可能残留物。

9.一种用于处理容器、优选罐的方法，其中，所述方法具有：

借助冲洗器(10)，用优选由CO₂组成或包括CO₂的清洁剂清洁容器；

借助填充装置(20)，用填充产品、优选饮料填充在所述冲洗器(10)中已清洁的所述容器；以及

借助封闭装置(30)，将在所述填充装置(20)中填充有所述填充产品的所述容器用每一个容器封闭件进行封闭；

其特征在于：

所述冲洗器(10)、所述填充装置(20)和所述封闭装置(30)布置在容纳部(40)中，其中，所述容纳部(40)由保护气体系统(50)供应优选由CO₂组成或包括CO₂的保护气体，使得所述冲洗器(10)、所述填充装置(20)和所述封闭装置(30)布置在由保护气体构成的公共气氛中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，至少部分地用来自所述保护气体系统(50)的保护气体执行所述容器在所述冲洗器(10)中的清洁。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述保护气体系统(50)向所述容纳部(40)中的所述保护气体提供高于外部环境中的大气压的压力。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，借助所述保护气体系统(50)的管线系统(53)使所述保护气体至少部分地循环。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述保护气体在所述保护气体系统(50)的保护气体处理部(54)中被处理并至少部分地被再利用和/或被暂时储存在所述保护气体系统(50)的缓冲罐(55)中。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，在所述填充装置(20)中的填充期间从所述容器中排出的保护气体和/或来自所述容器的头部空间的保护气体通过所述填充装置(20)的泄放系统(23)被引出到所述保护气体系统(50)中。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述容器在所述冲洗器(10)中除了用所述清洁剂清洁之外还用灭菌介质进行灭菌，其中，灭菌介质中的可能残留物借助冲洗工艺、优选使用保护气体在所述填充装置(20)中进行去除。