説明

容器に液体を充填するための装置

【課題】充填装置による汚れまたは望ましくない跳ねを防止する装置を提供する。
【解決手段】容器に液体、特には飲料を充填するための装置(1)であって、容器(10)への液体の流れを制御するためのバルブ装置(4)を有しており、容器(10)に液体を注入する充填装置(2)と、第1の液体を充填装置(2)に供給するための第1の供給配管(12)と、第2の液体を充填装置(2)に供給するための第2の供給配管(14)とを備えており、第1の供給配管(12)および第2の供給配管(14)が、少なくとも幾つかの部分において互いに別々であり、容器の充填プロセスの開始時および終了時に、当該容器に第1の液体のみを注入するように構成された制御装置を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、容器に多成分の液体を充填するための装置に関する。そのような装置は、従来技術から長きにわたって知られており、例えば炭酸入りの混合飲料を製造するために使用されている。かかる場合に、炭酸入りの液体は、シロップなどが加えられ、このやり方で容器に充填される。
【背景技術】
【0002】
充填の目的のために、通常は、充填プロセスを制御可能なバルブを有する充填装置が使用される。そのような装置は、通常、制御可能な入口バルブを介して液体のリザーバへと接続され、制御可能な出口バルブを介して注入ノズルへと接続された体積測定投入チャンバ(volumetric dosing chamber)を更に有している。
【0003】
フルーツジュースのような飲料は、特定の問題を引き起こすことがある。これらのフルーツジュースは、フルーツ片または果肉片を含んでいることがある。これらのフルーツ片は、充填装置のバルブにおいて望ましくない横跳ねなどを引き起こしうる。
【0004】
液体の瓶詰め装置が、独国特許公開第4324799号から知られている。そこでは、充填レベルに反応する少なくとも1つのセンサが、投入チャンバに配置されており、このセンサが入口バルブと出口バルブを制御する。更には、液体用の少なくとも1つの追加のリザーバが設けられており、このリザーバに、各々の投入チャンバを接続することができる。
【0005】
欧州特許公開第0354130号は、製品を液体に加えるための方法を記載している。この例では、加えるべき製品の量が決定され、この量が主たる製品へと混合される。
【0006】
米国特許第2372899号は、瓶詰め設備を記述しており、特にはシロップが混合される炭酸飲料を製造するための設備を記述している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
したがって、本発明の目的は、特にはフルーツ片を含んでいる飲料の場合において、充填装置による汚れまたは望ましくない跳ねを防止する装置を提供することにある。また、そのような装置に標準的な充填装置(例えば、標準的な全ジェット(full−jet)バルブなど)を装備する可能性を提供することを目的とする。更には、そのような設備の製造コストを削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
これらの目的は、本発明に従い、独立請求項の主題によって達成される。有利な実施形態および更なる発展が、従属請求項の主題を形成する。
【0009】
容器に液体(特に飲料)を充填するための本発明の装置は、液体を容器に注入する充填装置を備えており、その充填装置は、容器への液体の流れを制御するためのバルブ装置を有する。更に装置は、第1の液体を充填装置に供給するための第1の供給配管を備えている。また、第2の液体を充填装置に供給するための第2の供給配管も設けられており、この第2の液体は、特には第1の液体と異なっており、第1の供給配管および第2の供給配管が少なくとも幾つかの部分において互いに別々である。
【0010】
本発明によれば、装置が、所与の容器の充填プロセスの開始時および終了時に、この容器に第1の液体のみを注入するように構成された制御装置を有している。
【0011】
したがって、本発明によれば、最初に第1の液体が特定の量まで注入され、次いで第2の液体をも含んでいる分が注入され、最後に、注入プロセスの終わりにおいて、再び第1の液体のみが所与の容器へと注入されるようなやり方で、容器を充填することが提案される。
【0012】
少ない注入量(例えば100ml〜300mlの間)の場合において、第2の液体が完全に流し出されることを確保するために、ここで、第2の液体の投入を、好都合には、充填プロセスと同じ時点において開始させてもよい。
【0013】
好ましくは、第1の液体は、クリアな(clear)液体および/またはフルーツ片などを含んでいない液体である。その結果、特に注入バルブが開閉される時間部分において、如何なるフルーツ片も注入バルブを通過しないことが確保される。このようにして、注入プロセスに起因する跳ねが防止される。更には、この手順のおかげで、標準的なバルブを使用することが可能である。より具体的には、果肉の投入が、容器へと注入される液体の全体の投入の中間に位置するという状況が実現される。したがって、バルブコーンまたはバルブの他の構成要素による果肉の粉砕が生じる可能性がない。
【0014】
1つの好都合な方法においては、前記第2の供給配管が、前記第1の供給配管へと開いている。この処置は、第1の液体への果肉の供給および/または第1の液体内の果肉プラグの形成に、特に好都合な様相で適している。
【0015】
少ない注入量(例えば、100ml〜300mlの間)の瓶詰めの場合には、第2の液体の投入が、充填装置の上流の第1の製品配管にではなく、充填装置へと直接的に行われると好都合であることが判明した。したがって、第2の製品が充填装置から完全に流し出されるように、第2の液体のプラグの後で充填装置を充分な第1の液体が通過することが確保される。
【0016】
更なる好都合な実施形態において、装置は、供給すべき第2の液体の量を割り出すための測定装置を有している。好都合には、この測定装置は測定プローブを有している。この測定プローブは、例えば中間容器の注入レベルをチェックすることができ、このやり方で所定の量の第2の液体のみが容器へと通過するように確保できる。
【0017】
更なる好都合な実施形態においては、装置が、第2の液体を投入するための投入装置を有している。この投入装置のおかげで、いずれの場合も特定の量の液体だけが第1の供給配管へと通過するように確保できる。上述した測定装置は、好都合には、この投入装置の一部を形成する。
【0018】
したがって、果肉の投入が、好ましくはプローブによって行われる。プローブの使用は、果肉または第2の液体の導通性を与える必要がないという利点を有している。更には、投入チャンバが入口および出口側のバルブによって上流の圧力変動から独立しているため、第2の液体のための第2の環状の容器が随意に不要であるかもしれない。
【0019】
好都合には、投入装置が、少なくとも1つのダイアフラムバルブを有する。このことは、果肉の投入が、少なくとも1つのダイアフラムバルブによって制御されることを意味する。これは、製品にとって優しい閉鎖の挙動を保証する。好都合には、投入装置が、2つのダイアフラムバルブを有する。更なる好都合な実施形態においては、前記測定プローブまたは測定装置が、これら2つのダイアフラムバルブの間に配置される。
【0020】
更なる好都合な実施形態においては、装置が、容器に注入された液体の量を割り出す第2の測定装置を有する。この第2の測定装置は、例えば貫流測定装置であってよく、特に好ましくは第2の液体の供給に対して下流に設けられる。しかし、この第2の測定装置が、製品で満たされた瓶の重量を割り出す重量測定装置であると、特に好都合である。したがって、充填装置のバルブを、この第2の測定装置からのデータに基づいて制御することができる。
【0021】
更なる好都合な実施形態においては、装置が、装置の構成要素を洗浄媒体で洗浄するための洗浄装置を有している。これにより、CIP清掃プロセスの状況において、充填装置を通して清掃媒体を導くことができるが、この洗浄媒体または清掃媒体を投入装置を通して導くことも可能である。
【0022】
更なる好都合な実施形態では、投入装置が、第1の製品経路および第2の製品経路の両者の随意による別々のCIP清掃も行うことができるようにして、本方法へと取り入れられる。結果として、例えば、主たる製品を製品経路に残しつつ、例えば果肉含有の瓶詰め用製品の製品経路を清掃することができる。このやり方で、第1の追加の製品を有する第1の瓶詰め製品から、第2の追加の製品を有する第2の瓶詰め製品への充填装置の迅速な切り換えを、製品経路に位置する主たる製品を無駄にすることなく行うことができる。
【0023】
更に、本発明は、容器に液体(特に飲料)を充填するための方法であって、第1の液体が第1の供給配管によって充填装置に供給され、第1の液体と第2の液体との混合物が充填装置によって容器に供給される方法に関する。
【0024】
本発明によれば、充填プロセスの開始時および終了時に、第1の液体のみが容器に供給され、少なくとも充填プロセスの開始時と終了時との間の充填プロセスの更なる時間部分にて、少なくとも第2の液体もが容器へと供給される。
【0025】
したがって、充填プロセスの開始および終わりを、特にはクリアであり或いはフルーツ片を含んでいない第1の液体を使用して行うことが、本方法に関しても提案される。更に第2の液体も供給される時間部分が、好都合には、充填プロセスの全体の時間の中央領域に設けられる。
【0026】
更なる好都合な方法では、第2の液体が、第1の液体が流れる第1の供給配管に投入される。このように前以て第1の供給配管に供給することは、標準的な充填装置を充填装置として使用できることを意味する。
【0027】
更なる好都合な方法では、第1および第2の液体の混合物が、バルブ装置を使用して容器に供給され、このバルブ装置が実質的に完全に開いた状態にあるときにのみ、このバルブ装置を第2の液体が通過する。この場合、第2の液体は、やはり好都合には、フルーツ片など(即ち、例えば果肉)を含んでよいような液体である。
【0028】
更なる好都合な方法では、容器の充填状態が測定される。充填状態は、例えばロードセルによって測定できる。このため、投入が、ここでは秤量セルによって好都合に行われ、更には第2の液体のためのプローブによって好都合に行われる。このやり方で、容器の充填の際に極めて好ましい標準偏差が達成される。
【0029】
それぞれの投入を測定する代わりに、タイマースイッチによる果肉の投入または同様の投入を実行することも可能であると考えられる。
【0030】
更なる好都合な方法においては、第2の液体が、第1の液体へとマージナリー(marginally)に供給される。このマージナル(marginal)な供給によって、バルブの開放および閉鎖のプロセスの最中に第2の液体がこのバルブを通過することがないことを、極めて好都合なやり方で確保できる。
【0031】
更なる好都合な方法では、より詳しくは上述したように、供給すべき第2の液体の量が割り出される。
【0032】
更なる利点および実施の形態が、添付の図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】容器の充填のための本発明による設備の概略図を示している。
【図2】本発明による装置の概略図を示している。
【図3】充填作業の時間的経過を説明するための図を示している。
【図4】投入装置の更なる好都合な実施の形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【0034】
図1は、容器の充填のための設備60の概略図を示している。この設備60は、容器を入口スターホイール64を介して矢印P1の方向に洗浄装置66または洗浄機へと供給する容器供給部62を備えている。
【0035】
参照番号68は、洗浄済みの容器を取り出し、転送スターホイール70および充填装置入口スターホイール72を介して飲料の瓶詰めのための装置1へと運ぶ洗浄装置66の出口スターホイールを指している。ここでは、2成分の飲料が、この装置1を使用して瓶詰めされる。参照符号A〜Gは、飲料の瓶詰めの際に実行される種々の方法のステップを示す。ステップAでは、容器が充填装置に押し付けられ、ステップBでは、前充填が行われ、容器に例えば二酸化炭素などの気体媒体が作用する。ステップCでは、容器のクリア充填(clear filling)が、例えば炭酸飲料などの主製品で行われる。ステップDでは、第2の製品を供給することができ、或いは第2の製品のプラグ(plug)を、主製品へと注入できる。領域Eでは、主製品の補充(topping−up)が行われる。参照符号Tは、飲料による容器の充填の終わりを示している。
【0036】
ステップFでは、沈殿または瓶詰めされた飲料からの圧力の放出を実行でき、ステップGにおいては、充填装置から容器を取り去ることができる。
【0037】
参照番号78は、装置1の出口スターホイールを指し、参照番号80は、容器をキャップで閉じるための閉鎖装置を指し、参照番号82は、容器のキャップの供給装置を指している。参照番号84は、閉鎖装置の出口スターホイールを指し、参照番号86は、充填済みの容器を運び去るための排出装置を指している。
【0038】
参照番号76は、容器の充填が行われず、如何なる容器も該当の充填ステーションに配置されていない空き角度を指している。充填装置出口スターホイールと充填装置入口スターホイールとの間の当該空き角度において、主製品への追加の製品の投入が可能である。このように、この角度も充填プロセスに使用され、このやり方で充填装置の全体的な性能を高めることができる。この投入は、更なる図を参照して、より詳しく説明される。したがって、本方法に関して、第1の液体への更なる液体の投入を、容器の充填から時間的にずらした方式で行うことが提案される。
【0039】
図1に示される装置は、少なくとも2つ以上の異なる液体で構成される飲料の混合にも機能する。これらの液体は、例えば、充填される容器の容積に対して所定の混合比にある水、シロップおよび/またはフレーバ成分であってよい。ここで、更には、異なる液体を、個々の充填バルブへの分割に続く空間において好都合に混合できる。本発明の一態様の状況では、投入された媒体が、続く容器の充填において好都合に自動的に送出されるよう、異なる媒体の混合を充填バルブの出口の近くで行うことが提案される。この手順のおかげで、連続する充填の各々を、複数のフレーバ成分の供給によって変えることができる。更に、例えば果肉などの重大な製品を、このやり方でバルブ装置またはバルブコーンから洗い流すことができる。
【0040】
図2は、本発明を説明するための概略図である。参照番号2は、飲料を容器10に充填する充填装置を示す。参照番号24は、液体または製品が充填された容器の重量を、特には継続的に測定する秤量セルなどの重量測定装置を指す。充填プロセスを、この測定装置からのデータに基づいて制御できる。例えば、容器を取り上げた後の秤量セルのゼロ点設定や、第1の充填速度での充填および第1の充填速度とは異なる第2の充填速度での補充に関して、秤量セルを使用する充填の従来技術から知られた任意の制御方法を、ここで使用できることを指摘しておく。必要な制御方法および充填装置の実施の詳細は、当業者にとって十分に知られている。また、「液体」という用語が以下で使用されるが、この用語は、例えば油、はちみつ、ケチャップなどの粘性媒体も包含するように意図されていることを指摘しておく。
【0041】
この充填装置は、容器への液体の流れを制御することができ、或いはそのような流れを少なくとも阻止または可能にすることができるバルブ装置4またはバルブ本体を有する。
【0042】
第1の液体F1は、リザーバ18から第1の供給配管または液体配管12を介して充填装置2へと供給される。この第1の液体F1は、特にはクリアな液体である。参照番号42は、バルブ本体4を駆動するための駆動ユニットを指す。
【0043】
本例において第1の供給配管12へと開いている第2の供給配管14を介して、この場合には果肉であってよい更なる液体が充填装置2に供給される。この第2の液体は、送り配管15、投入装置20および供給配管14を介して、第1の供給配管12に供給される。第2の液体の供給は、第1の液体F1へとマージナリーに、黒色の点F2で示されるように行われる。好都合には、容器10の充填プロセスの開始および終わりにおいて第1の液体F1だけが供給されるように、これらのマージンが供給される。投入ユニット20は、第2の液体(即ち、本例では果肉)を投入するための2つのダイアフラムバルブ44および46を有する。供給される液体F2のマージンのそれぞれをチェックするために、測定プローブ26を有する測定装置22が、これら2つのダイアフラムバルブの間に設けられている。参照番号26は、適切な容量プローブを指す。
【0044】
参照番号30は、バルブ装置4を制御するための制御装置を指す。更に、この制御装置30は、このやり方で第2の液体F2の精密な投入を実現するために、2つのダイアフラムバルブ44および46も制御する。参照番号32、34および36は、制御装置と上記の構成要素との間の適切な(電気)配線接続を指す。測定プローブ26も、配線接続38を介して制御装置に接続されている。第2の液体の充填レベルが、第1の液体F1の充填レベルよりも高いことが見て取れる。この充填レベルの差は、参照符号Uによって指し示されている。このことは、第2の液体F2を常に第1の液体F1へと押し込むことができることを保証する。
【0045】
参照番号52は、CIP清掃プロセスを実行するためのCIP送出装置を指す。CIP送出装置は、装置1とCIP設備(不図示)との間の接続によって表わされており、その構造および考えられる実施形態に関しては、当業者に充分に知られている。接続配管54が、環状の清掃チャネル56を介して充填装置4を清掃し、洗浄配管45を介して投入ユニット20の構成部品も清掃することを、ここで見て取れる。参照番号48は、第2の液体F2を供給するための環状のチャネルを指す。
【0046】
図3は、容器10の充填の際の本方法の経過を示している。最初に、参照記号F1によって示される通り、第1の液体のみが供給される(「F1開始」時点)。所与の時点(F2開始)において、第2の液体F2の供給も開始され、第2の液体F2の供給は、将来の「F2終了」時点で終了する。製品F2の充填が終了した後でのみ、液体F1の充填が終了する(「F1終了」時点)。このやり方で第2の液体F2の中央の供給を達成するために、好都合には、供給配管14(図2参照)による供給後の供給配管12に位置する量も考慮される。
【0047】
図4は、投入ユニットについて、製品および清掃の経路への方法に関する一体化の更なる好都合な実施形態を示している。ここでは、図2に示した構成要素に加えて、更なる洗浄配管49が取り入れられている。この洗浄配管49は、如何なる無駄空間も生じさせないように可能な限り遠く、ダイアフラムバルブ44の直前で第2の供給配管14から分岐し、この分岐点において、例えば更なるダイアフラムバルブ47によって遮断することが可能である。そのうえ、更なる遮断バルブが、環状の清掃チャネル56と充填装置2との間に取り入れられる。本方法のためのこの回路によれば、例えば果肉含有製品のための例えば第2の製品経路の別途の清掃を行うことができる。
【0048】
この目的のため、遮断バルブ41ならびにダイアフラムバルブ44および47は閉じられる。ダイアフラムバルブ43および46は開かれる。次いで、清掃媒体を、送り配管15を介し、ここでは浮遊プローブを備えて示される測定装置22を通り、更には洗浄配管45、環状チャネル48および接続配管54を通って導くことができる。測定装置22が充分に洗浄されると、ダイアフラムバルブ47が開かれる。第2の供給配管14および洗浄配管49が、いずれの場合も洗浄配管45よりも大きな直径を有しているため、清掃媒体の主たる流れは、測定装置22から配管14および洗浄配管49を通って環状の清掃チャネル56へと導かれる。ダイアフラムバルブ43を閉じることも可能であり、その結果、清掃媒体の流れの全体が、最後に述べた経路を通って流れる。例えば水酸化ナトリウム溶液での清掃の後で、例えば酸による清掃が同様に行われ、その後、全ての清掃媒体を除去するために水を使用して事後洗浄プロセスが行われる。
【0049】
最後に、バルブ41および47が閉じられる。次いで、第1の液体と組み合わせて瓶詰めする目的で、第2の液体を送り配管15を介して投入装置へと通すことができる。この追加の製品は、本例において初めに瓶詰めされる製品と異なっていてもよい。
【0050】
図2に示される通り、2つの液体F1およびF2或いは製品は、上方から供給され、結果として製品の損失が減少する。何故なら、下方から供給された製品配管にて供給される製品は、全ての残留物を空にするように瓶詰めできないためである。投入は、秤量セル24および測定装置22の助けによって、上述のように行われる。ここに示した充填装置は、既存の設備に後付け可能であることを指摘しておく。この場合、充填装置の元の設計は重要でない。但し、時間に基づいた制御が、図3に示した供給の制御に代えて或いは加えて可能でもある。
【0051】
本件出願書類において開示された特徴の全ては、それらが単独または組み合わせにおいて従来技術に対して新規である限り、本発明に不可欠であるとして請求される。
【符号の説明】
【0052】
1 装置
2 充填装置
4 バルブ本体
10 容器
12 第1の液体送り配管、第1の供給配管
14 第2の液体送り配管、第2の供給配管
15 送り配管
18 リザーバ
20 投入装置
22 測定装置
24 重量測定装置
26 測定プローブ
30 制御装置
32、34、36、38 配管接続
41 遮断バルブ
42 駆動ユニット
43、44、46、47 ダイアフラムバルブ
45、49 洗浄配管
48 環状チャネル
52 CIP送出装置
54 接続配管
56 環状の清掃チャネル
62 容器供給部
64 入口スターホイール
66 洗浄装置
68 出口スターホイール
70 転送スターホイール
72 充填装置入口スターホイール
76 空き角度
78 出口スターホイール
80 閉鎖装置
82 供給装置
84 閉鎖装置の出口スターホイール
86 排出装置
A〜G 方法の各ステップ
F1 第1の液体
F2 第2の液体
充填の終わり
U レベルの差

【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器(10)への液体の流れを制御するためのバルブ装置(4)を有し、容器(10)に液体を注入する充填装置(2)と、
第1の液体を前記充填装置(2)に供給するための第1の供給配管(12)と、
第2の液体を前記充填装置(2)に供給するための第2の供給配管(14)とを備えており、
前記第1の供給配管(12)および前記第2の供給配管(14)が、少なくとも幾つかの部分において互いに別々である、容器に液体を充填するための装置(1)であって、
容器の充填プロセスの開始時および終了時に、当該容器に前記第1の液体のみを注入するように構成された制御装置を有することを特徴とする、容器に液体を充填するための装置(1)。
【請求項2】
前記第2の供給配管(14)が前記第1の供給配管(12)へと開いていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項3】
供給すべき第2の液体(F2)の量を割り出すための測定装置(22)を有することを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
【請求項4】
前記測定装置(22)が測定プローブ(26)を有することを特徴とする請求項3に記載の装置。
【請求項5】
前記第2の液体を投入するための投入装置(20)を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項6】
前記投入装置(20)が少なくとも1つのダイアフラムバルブ(44、46)を有することを特徴とする請求項4に記載の装置。
【請求項7】
前記投入装置(20)が2つのダイアフラムバルブ(44、46)を有することを特徴とする請求項6に記載の装置。
【請求項8】
容器に注入された液体の量を割り出す第2の測定装置(24)を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の装置。
【請求項9】
当該装置の構成要素を洗浄媒体で洗浄するための洗浄装置を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の装置。
【請求項10】
第1の液体を第1の供給配管(12)によって充填装置(2)に供給し、前記第1の液体と第2の液体との混合物を充填装置(2)によって容器に供給する、容器に液体を充填するための方法であって、
充填プロセスの開始時および終了時に、前記第1の液体のみが容器(10)へと供給され、少なくとも充填プロセスの開始時と終了時との間の充填プロセスの更なる時間部分にて、少なくとも前記第2の液体もが容器へと供給されることを特徴とする、容器に液体を充填するための方法。
【請求項11】
前記第2の液体が前記第1の供給配管に投入されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項12】
前記混合物が、バルブ装置(4)を使用して容器(10)に供給され、前記第2の液体が、前記バルブ装置(4)が実質的に完全に開いた状態にあるときにのみ前記バルブ装置(4)を通過することを特徴とする請求項10または11に記載の方法。
【請求項13】
容器(10)の充填状態が測定されることを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記第2の液体が前記第1の液体に対してマージナリーに供給されることを特徴とする請求項10〜13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
供給すべき前記第2の液体の量が割り出されることを特徴とする請求項10〜14のいずれか一項に記載の方法。

【図3】
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