DE69810235T2 - Füllorgan für eine aseptische Füllmaschine, insbesondere für flexible Behälter mit Druckkappe - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Füllorgan für eine aseptische Füllmaschine, insbesondere für flexible Behälter mit Druckkappe.
• Schon seit einiger Zeit ist es eine weit verbreitete Praxis im Lebensmittelsektor, Tomaten- oder Fruchtsaft in Behältern in Form eines flexiblen Beutels zu lagern, der durch eine Kappe verschlossen ist, die unter Druck in einen Ausguss eingesetzt wird, der am Beutel angeschweißt und mit mindestens einer ringförmigen Rille versehen ist, die dazu dient, den Ausguss während der Beutelfüllung festzuhalten.
• Der Behälter bzw. Beutel ist bei Anlieferung bereits innen vorsterilisiert, aber die Außenseite von Ausguss und Kappe sind der kontaminierten Außenumgebung ausgesetzt.
• Aseptische Füllmaschinen zum Abfüllen dieser Beutel sind bereits bekannt. Diese Füllmaschinen beinhalten ein oder mehrere Füllorgane, die auf vertikal beweglichen Gruppen angebracht sind, um die Behälter, die im Allgemeinen ein Fassungsvermögen von 1000 Litern aufweisen, vom Boden an zu füllen und dadurch Spannungen an dem Bereich zu vermeiden, an dem der Ausguss an den Beutel geschweißt ist. Die genannten Füllorgane sind in einer sterilen Abfüllkammer angeordnet, die unter einer Dampfatmosphäre gehalten wird, wobei in dieser Kammer der Reihe nach das Öffnen, Abfüllen und Verschließen erfolgt.
• Bevor diese Vorgänge ausgeführt werden, muss die Sterilisation des Ausgusses vorgenommen werden, da dieser das einzige kontaminierte Element ist, das in die Sterilkammer eingeführt wird. Zu diesem Zweck wurde bereits in Betracht gezogen, innerhalb der Sterilkammer eine Vorkammer oder Glocke zur Sterilisation des Ausgusses entweder mit 100ºC heißem Dampf oder mit Sterilisierflüssigkeiten wie zum Beispiel Wasserstoffperoxid bei niedrigerer Temperatur zu verwenden. Die Vorkammer beinhaltet Greifer zum Öffnen und Schließen der Kappe und wird von einer vertikale Welle getragen, die zwei Arten von Bewegung durchführen kann: eine Drehbewegung und eine Translationsbewegung in vertikaler Richtung.
• Die Drehbewegung dient dazu, während der Beutelabfüllphase die Vorkammer von einer Position oberhalb der Ausgussgreifmittel in eine Position entfernt von den genannten Mittel zu bewegen, während die vertikale Translationsbewegung dazu dient, die Klappe vom Ausguss abzuziehen oder wieder darin einzusetzen. Die Wände, aus denen die Vorkammer gebildet wird, sind mit Kanälen für die Dampfzufuhr ausgestattet.
• In der Praxis haben die Vorkammern bekannten Typs zur Ausguss- und Kappensterilisation jedoch gewisse Nachteile gezeigt, von denen einige unten aufgelistet werden:
• - Mangels einer Überwachung der Dampftemperatur in der Vorkammer zur Ausgusssterilisation ist es nicht möglich, den Wirksamkeitsgrad der Sterilisation zu gewährleisten.
• - Die Vorrichtungen zum Greifen des Ausgusses bieten keine druckdichte Abdichtung gegenüber dem in der Vorkammer vorhandenen Dampf.
• - Die Greifer zum Öffnen und Schließen der Kappe sind durch elastische Vorrichtungen betätigt, die nicht immer den effizienten Betrieb garantieren, und erfordern daher einen beachtlichen Wartungsaufwand.
• - Die Ausgussgreifmittel sind im Allgemeinen pneumatisch oder elastisch betätigt und verursachen damit ebenfalls die oben erwähnten Wartungsprobleme.
• - Die Welle, auf der die Vorkammer gelagert ist, welche sich drehen und in vertikaler Richtung bewegen muss, ist in Buchsen montiert, die aufgrund der hohen radialen Auslegerbelastung beachtlichem Verschleiß unterliegen.
• Von EP-A-0429160 ist eine kontinuierliche Überwachung der während des Sterilisationsvorgangs erreichten Temperatur über einen Temperatursensor bekannt.
• Zweck der vorliegenden Erfindung ist es daher, alle oben genannten Nachteile zu beseitigen und insbesondere die Möglichkeit zur konstanten Überwachung des Wirkungsgrades der Ausgusssterilisation in der Vorkammer zu bieten.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das Füllorgan mit Betätigungseinrichtungen für die Greifer, sowohl für die Kappe, als auch für den Ausguss, auszustatten, die dauerhaft präzise funktionieren und wenig Wartungsaufwand erfordern.
• Diese und andere Zwecke werden durch ein Füllorgan für eine aseptische Abfüllmaschine erzielt, das durch den Inhalt der beiliegenden Patentansprüche gekennzeichnet ist.
• Die genannten und andere Eigenschaften werden in der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Verwirklichungsform, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, anhand eines Beispiels mit keineswegs einschränkendem Charakter erläutert, wobei:
• - Abb. 1 in Schnittansicht einen Aufriss der Füllkammer mit Vorkammer in der Position zum Sterilisieren und. Greifen der Kappe zeigt;
• - Abb. 2 eine weitere Schnittansicht des Füllorgans mit der Vorkammer in einer gegenüber dem Ausguss versetzten Position zeigt, die das Füllen des Beutels ermöglicht;
• - Abb. 3 eine partielle Draufsicht des Füllorgans mit geschlossenen, in den Ausguss eingreifenden Greifern zeigt.
• Mit Bezug auf die Abbildungen bezeichnet Ziffer 1 eine Sterilkammer, in die ein Füllorgan 2 in bekannter zylindrischer Ausführung abdichtend eintreten kann. Eine untere Wand 3 der Kammer 1 ist mit einer Öffnung 4 versehen, in die ein mit einer Kappe 6 versehener und an einen Beutel 7 angeschweißter Ausguss 5 eingeführt werden kann. Der Ausguss 5 bekannter Art weist mindestens eine ringförmige Rille auf, in die Greifmittel, die den Ausguss während aller Ihr das Abfüllen des Beutels erforderlichen Vorgänge festhalten, eingreifen können. Die Innenoberfläche der genannten unteren Wand 3 ist mit Ausgussgreifmitteln versehen, die in ihrer Gesamtheit mit Ziffer 8 bezeichnet werden.
• Die Greifmittel 8 umfassen zwei Backen oder Greifer 9 und 10, die jeweils auf einem Stift 11 drehbar montiert sind und um den genannten Stift schwenken können, sobald eine Klinke 12a betätigt wird, auf der sich ein leerlaufendes Walzenrad 12 befindet, das in einen formschlüssigen Nocken 13 eingreift, der mit Keilen auf einer vertikalen Welle 14 befestigt ist, die sich in der Kammer 1 befindet.
• Die vertikale Welle 14 ist in zwei Buchsen 15 und 16 gelagert, die jeweils in die untere Wand 3 bzw. die obere Wand 3a der Kammer eingesetzt sind.
• Die vertikale Welle 14 kann drehende Schwenkbewegungen ausführen, die durch Betätigungssysteme bekannter und hier nicht beschriebener Art ausgelöst werden.
• Mit Ziffer 34 wird eine Platte bezeichnet, die an der unteren Wand 3 in einem bestimmten Abstand davon befestigt ist, wobei unterhalb der Platte 34 beide Greifer 9 und 10 mit Druck eingefügt sind, so dass eine einwandfreie Abdichtung sichergestellt ist.
• Eine vertikale Hohlwelle 17 durchdringt die obere Wand 3a der Kammer 1. Die genannte Welle ist über Betätigungssysteme bekannter und hier nicht beschriebener Art um sich selbst drehbar und vertikal verstellbar. Am unteren Ende der Hohlwelle 17 ist eine Vorkammer zur Sterilisation des Ausgusses befestigt, die in ihrer Gesamtheit mit 20 bezeichnet wird. Die Vorkammer 20 beinhaltet eine obere Platte 21, eine Seitenwand 22 und eine untere Wand 23, wobei die beiden letztgenannten mit einem Dichtring 24 versehen sind, der gegen die darunter liegenden Greifer 9 und 10 drückt.
• In der Vorkammer 20 sind zwei Abteilungen ausgebildet, die mit 25 bzw. 26 bezeichnet werden. In die erste dieser Abteilungen wird gesättigter Dampf mit einer Temperatur von über 100ºC eingeleitet. Der Dampf wird über einen Schlauch 35 injiziert, der in die Sterilkammer 1 führt. In der Kammer 25 ist ferner ein Temperatursensor 40 zur kontinuierlichen Überwachung der während jedes Sterilisationsvorgangs erreichten Temperatur untergebracht.
• Der Sensor ist vorteilhaft an ein Steuersystem angeschlossen, das den Betrieb der gesamten Maschine verhindern kann, falls der erfasste Temperaturwert unter einen vorgegebenen Mindestwert absinkt, so dass stets die einwandfreie Sterilisation des Ausgusses sichergestellt ist.
• Die Kammer 26 enthält Betätigungsmittel 27 für Greifer 28, die in die Kammer 25 hinein reichen und dazu dienen, die Kappe zu ergreifen, um sie vom Ausguss abzuziehen oder in diesen einzusetzen.
• Die Betätigungsmittel 27 umfassen einen Stift 18, der koaxial in die Hohlwelle 17 eingesetzt ist und darin drehen kann.
• Am Ende des Stiftes 18 ist ein formschlüssiger Nocken 29 befestigt, der in seiner Aufnahme ein Walzenrad 30 enthält, das leerlaufend auf einem kleinen Stift 31 montiert ist, der von dem Greifer 28 getragen wird, der schwenkbar an 32 auf der oberen Platte 21 der Vorkammer montiert ist. An der oberen Wand 3a ist eine Halterung 33 befestigt, welche die Hohlwelle 17 trägt. Dazwischen sind mindestens zwei Hülsen mit Kugellagern 19 angeordnet (von denen nur eines in der Abbildung zu sehen ist), die es ermöglichen, dass die Hohlwelle die zwei oben beschriebenen Bewegungen durchführen und dabei den beachtlichen radialen Auslegerbelastungen standhalten kann, ohne die Freiheit der vertikalen Bewegung zu verlieren.
• Die den Ausguss ergreifenden Greifer sind so ausgeführt, dass sie druckdicht schließen und ein gleitender Zwangskontakt mit einer Platte 34 entsteht, unter der die eingreifenden Greifer zwangsläufig eingeführt werden.
• Im Folgenden wird die Arbeitsweise des Füllorgans beschreiben:
• Der Ausguss mit Kappe wird mittels Vorrichtungen bekannter und hier nicht beschriebener Art in die Öffnung 4 eingeführt. Darm treten die Greifer 9 und 10 in Aktion und ergreifen, betätigt durch den formschlüssigen Nocken 13, den Ausguss, wobei gleichzeitig die Abdichtung der darüber liegenden Kammer 25 von der Vorkammer 20 gewährleistet wird, wie in Abb. 1 dargestellt.
• Nun wird Dampf mit einer Temperatur von über 100ºC über einen Schlauch 35 in die Kammer 25 eingeleitet.
• Nach erfolgter Sterilisation von Kappe und Ausguss, fährt die Hohlwelle 17 langsam hoch, wodurch die Sterilisationsvorkammer nach oben gezogen und damit die Kappe aus dem Ausguss entfernt wird. Die Vorkammer bewegt sich langsam nach oben, so dass der Druck im Innern der Sterilkammer abgebaut und damit das Eintreten von Dampf in den Beutel verhindert werden kann.
• Nun dreht sich die Hohlwelle um sich selbst, damit die Kappe aus dem Füllbereich geschwenkt wird (siehe Abb. 2), so dass das Füllorgan 2 nach unten bis über den Ausguss fahren und den Abfüllvorgang beginnen kann. Danach wird das Füllorgan nach oben gefahren und die Vorkammer 20 wird zusammen mit der gegriffenen Kappe wieder über dem Ausguss positioniert, um den Beutel zu verschließen.
• Der Temperatursensor erfasst ständig die Temperatur in der Vorkammer, insbesondere während der Dampfeinleitung in die Vorkammer, um kontinuierlich deren Sterilisationswirkung zu überwachen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Erhöhung der Konsistenz von stückigen Pflanzenprodukten, insbesondere stückigen Tomaten, bei dem das Pflanzenprodukt mit einem Kalziumkomplex-Gemisch behandelt wird, das Pektin-Methyl-Esterase -auch als PME bezeichnet- und Kalziumsalz enthält, dadurch gekennzeichnet, dass diese Behandlung ständig unter Wärmeeinwirkung durchgeführt wird, indem das Pflanzenprodukt mit einem äusseren eine Temperatur von 60ºC bis 100ºC aufweisenden Kalziumkomplex-Gemisch vermischt wird, wobei es sich bei der PME um natürliche (das heisst nicht mithilfe chemischer Verfahren gewonnene) PME handelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Kalziumkomplex-Gemisch direkt aus dem Saft des Pflanzenproduktes erhalten wird, dem Zitronensäure und Kalziumchlorid beigemischt wird, woraufhin das Gemisch erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der in dem Gemisch benutzte Saft durch Entwässerung erhalten wird, die nach dem Mischen des Pflanzenproduktes mit dem Kalziumkomplex-Gemisch erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Kalziumkomplex-Gemisch eine Temperatur von 70ºC bis 90ºC aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Kalziumkomplex-Gemisch eine Temperatur von 70ºC bis 85ºC hat.

6. Verfahren nach Anspurch 1, bei dem das Kalziumsalz ein aus organischen, sogenannten α-, β-, γ-Hydroxysäuren gewonnenes Salz ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Kalziumsalz aus organischen, sogenannten Karboxylsäuren gewonnen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die verwendeten α-, β-, γ- Hydroxysäuren folgenden Gruppen angehören: Zitronensäure, Weinsteinsäure, Milchsäure, Glykolsäure, α-Hydroxybuttersäure, Mandelsäure und Apfelsäure.

9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die verwendeten Karboxylsäuren vorzugsweise Ameisen- oder Essigsäure