EP3678978B1 - Vorrichtung und verfahren zum befüllen eines zu befüllenden behälters mit einem füllprodukt und zum verschliessen des befüllten behälters - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum befüllen eines zu befüllenden behälters mit einem füllprodukt und zum verschliessen des befüllten behälters

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EP3678978B1
EP3678978B1 EP18773949.5A EP18773949A EP3678978B1 EP 3678978 B1 EP3678978 B1 EP 3678978B1 EP 18773949 A EP18773949 A EP 18773949A EP 3678978 B1 EP3678978 B1 EP 3678978B1
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EP
European Patent Office
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treatment chamber
container
filling
valve
filled
Prior art date
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EP18773949.5A
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EP3678978C0 (de
EP3678978A1 (de
Inventor
Florian HABERSETZER
Josef Knott
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
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Publication of EP3678978B1 publication Critical patent/EP3678978B1/de
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    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/02—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying flanged caps, e.g. crown caps, and securing by deformation of flanges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
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    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/10—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure preliminary filling with inert gases, e.g. carbon dioxide
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    • B67C2003/2688—Means for filling containers in defined atmospheric conditions
    • B67C2003/2697—Means for filling containers in defined atmospheric conditions by enclosing the container partly in a chamber

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for filling a container to be filled with a filling product and for closing the filled container with a container closure, for example for filling and closing a beverage container in a beverage filling plant.
  • Methods and devices for filling containers with a filling product in beverage filling plants are known in which a container to be filled is held in a treatment chamber in a manner that seals off the environment at its mouth, and in order to fill the container with the filling product, a filling element is placed or pressed onto the mouth of the container to be filled, which is held in the treatment chamber. After the container has been filled with the filling product, the filling element is lifted off the mouth of the container, which is held in the treatment chamber, and a container closure is then closed by means of a closing element, which also acts in the treatment chamber on the mouth of the then filled container, which is held in the treatment chamber. The mouth of the container to be filled and then finally closed is accordingly located within the treatment chamber both during the filling process and during the closing process.
  • the treatment chamber is filled with a pressurised gas, for example CO 2 , prestressed.
  • a pressurised gas for example CO 2
  • Such a device and such a method are known, for example, from EP 2 937 310 A2 known.
  • the DE 195 38 023 A1 describes a device for filling a bottle with carbonated beverage and for closing the bottle.
  • a device for filling a container to be filled with a filling product and for closing the filled container with a container closure comprising a treatment chamber for sealingly receiving a mouth of the container to be filled, a filling element for filling the container received in the treatment chamber with its mouth, a closing element for closing the container received in the treatment chamber with its mouth after it has been filled with a container closure, and a compression gas valve in communication with the treatment chamber for introducing a compression gas into the treatment chamber.
  • a vacuum valve in communication with the treatment chamber is provided for creating a negative pressure in the treatment chamber.
  • the filling product held in the then filled container comes into contact with the gas mixture held in the treatment chamber and since this gas mixture has a reduced oxygen content, a possible contamination of the filling product by oxygen, especially in the case of oxygen-sensitive products such as beer, is reduced by the proposed device.
  • the treatment chamber comprises a switchable seal by means of which the mouth of the container can be switchably sealed against the environment, wherein the switchable seal is preferably designed such that it acts on a neck region of the container.
  • a purge gas valve communicating with the treatment chamber is also provided for introducing a purge gas into the treatment chamber, wherein the purge gas is preferably at a lower pressure than the compression gas.
  • a purge gas valve is also provided, which communicates with the treatment chamber and by means of which a purge gas can flow through the treatment chamber.
  • the purge gas can be present at an absolute pressure of 1 to 2 bar, whereas the compression gas can be present at an absolute pressure of 3 to 10 bar.
  • a control device is provided which is designed to open the vacuum valve after sealing the treatment chamber from the environment in order to apply a negative pressure to the treatment chamber and in this way to withdraw the gas present in the treatment chamber down to a predetermined negative pressure.
  • the control device is further configured to open or keep open the compression gas valve during a movement of the filling member and/or during a movement of the closing member.
  • the control device is preferably designed to close the vacuum valve before the filling element is removed from the mouth of the container in order to counteract the generation of a negative pressure in communication with the filled container interior and a concomitant tendency of the filling product to foam up.
  • the purge gas valve can be opened simultaneously or after reaching a predetermined pressure or after reaching a predetermined time period after opening the vacuum valve, in order to achieve a gentle flow through the treatment chamber with the purge gas, for example with CO 2 , in order to displace the residual gas present in the treatment chamber essentially by the defined gas supplied via the purge gas and to withdraw it via the vacuum valve.
  • the purge gas for example with CO 2
  • both the vacuum valve and the purge gas valve are closed and the compression gas valve is opened in order to raise the treatment chamber to the predetermined compression pressure using the compression gas, which is also CO2 , for example.
  • the compression gas for example CO 2
  • the concentration of compression gas in the Treatment chamber at this time is greater than 95%, preferably greater than 99%, so that the residual gas is essentially completely displaced from the treatment chamber and an essentially oxygen-free gas mixture is present.
  • the control system is preferably configured such that the compression gas valve remains open during the lifting of the filling element from the mouth of the container, which is then filled with the filling product and is received in the treatment chamber and sealed to the treatment chamber, during any retraction or displacement of the filling element, and during any lowering of the closing element onto the mouth. Accordingly, the volume changes of the treatment chamber caused by the movements of the filling element and the closing element can be responded to, so that the pressure within the treatment chamber always corresponds to the pressure provided by the compression valve. In other words, the treatment chamber "breathes" through the compression gas valve during the volume changes carried out via the closing element and the filling element.
  • control device is configured such that, after sealing the treatment chamber, the vacuum valve is opened to evacuate the treatment chamber to the negative pressure specified by the vacuum valve, thereby substantially removing the gas mixture present in the treatment chamber, for example, air.
  • control device is preferably configured to close the vacuum valve and open the compression gas valve, thereby pressurizing the previously negatively pressurized treatment chamber with the compression gas. The filling device can then be lifted from the opening.
  • the control device determines whether the treatment chamber is sealed. This can be done, for example, by the control device determining whether the container mouth is sealed to the treatment chamber by switching a switchable seal and/or whether the treatment chamber is sealed by inserting a closer into a closer receiving opening and/or whether the treatment chamber is sealed by inserting a filling device receiving opening and/or whether other process steps for sealing the treatment chamber have been performed.
  • control device is configured such that, once the treatment chamber has been sealed, it first opens the vacuum valve in order to extract the gas mixture present in the treatment chamber, for example air, and to bring the treatment chamber to a negative pressure.
  • the vacuum valve is then closed, and the compression gas valve, or in one variant, the purge gas valve, and the treatment chamber are pressurized with the compression gas or purge gas, which can each be CO2 , to the pressure specified by the respective gas supply.
  • the compression gas valve or the purge gas valve is then closed again, and the vacuum valve is opened again in order to once again extract the gas mixture then present in the treatment chamber, which can, for example, be a gas mixture of CO2 and air, and to bring the treatment chamber back to the negative pressure specified by the vacuum valve.
  • the vacuum valve is then closed again, and the compression gas valve is opened, in order to then pressurize the newly evacuated treatment chamber with the compression gas.
  • This process can be carried out even more frequently in order to gradually reduce the remaining residual gas content in the treatment chamber by the sequence of evacuating the treatment chamber, re-pressurizing it with the compression or purge gas and evacuating it again until the desired residual gas content in the treatment chamber is reached.
  • control device is configured such that, after the treatment chamber has been sealed, it first opens the vacuum valve in order to remove the gas mixture present in the treatment chamber, for example ambient air. At the same time, or after reaching a predetermined pressure or after a predetermined period of time, the purge gas valve is then switched in order to achieve purging of the treatment chamber while the vacuum valve is simultaneously open. After a predetermined period of time, a predetermined purge gas volume, or a predetermined purge gas concentration in the treatment chamber, the vacuum valve and the The purge gas valve is closed and the compression gas valve is opened in order to bring the treatment chamber, which has already been purged with the purge gas, to the specified compression pressure using the compression gas valve.
  • control device serves to increase the purge gas or compression gas content in the treatment chamber as high as possible in order to reduce the residual gas content in the treatment chamber and in particular the oxygen content in the treatment chamber to a predetermined level.
  • the partial pressure of the compression gas or the purge gas corresponds at least to the saturation pressure of a carbonated filling product to be contained in the container.
  • the control device is further preferably designed such that the vacuum valve is closed before a sealing connection between the filling element and the container mouth is released. In this way, it is achieved that an excessive foaming tendency of the filling product held in the container, in particular a carbonated filling product, does not occur or is not encouraged. Excessive foaming, in particular of a carbonated filling product, would occur, for example, if the carbonated filling product held in the container suddenly came into contact with a negative pressure, due to which a strong release of the CO2 dissolved in the filling product would then occur. Accordingly, by designing or configuring the control device such that the filling element is only released when the vacuum valve is closed, it can be ensured that foaming or the escape of filling product from the filled container is reduced or avoided.
  • a method for filling a container to be filled with a filling product and for closing the filled container with a container closure Proposed comprising sealingly receiving a mouth of the container to be filled in a treatment chamber, filling the container received in the treatment chamber with its mouth with the filling product by means of a filling element sealingly applied to the mouth, closing the container received in the treatment chamber with its mouth after it has been filled with a container closure, and introducing a compression gas into the treatment chamber before removing the filling element from the mouth.
  • a negative pressure is created in the treatment chamber before introducing the compression gas.
  • the treatment chamber is flushed with a purge gas before the compression gas is introduced into the treatment chamber.
  • the creation of the negative pressure is terminated and the treatment chamber is filled with purge gas and a negative pressure is then created again in the treatment chamber and the treatment chamber is then pre-pressurized with the compression gas.
  • a device 1 is shown schematically for filling a schematically shown container 100 to be filled with a filling product and for subsequently closing the container 100 then filled with the filling product.
  • the device 1 for filling the container 100 comprises a treatment chamber 2, into which an opening 110 of the container 100 to be filled protrudes.
  • the container 100 to be filled can be sealed to the treatment chamber 2 via a switchable seal 20.
  • the switchable seal 20 acts, for example, on a neck region 120 of the container 100. Thus, only the opening 110 and the neck region 120 up to the switchable seal 20 are located within the treatment chamber 2, but not the rest of the container 100.
  • the switchable seal 20 can be opened to allow the container 100, or its mouth 110, to be inserted into the treatment chamber 2.
  • the switchable seal 20 can be opened or closed, for example, at a time predetermined by a control device 3 to accordingly seal or cancel the mouth region 110 of the container 100 to be filled with the treatment chamber 2.
  • the interior of the container 100 communicates only with the treatment chamber 2, but not with the environment.
  • a filling element 4 which has a filling product outlet 40, which can be sealingly applied, for example, via a mouth seal 42, to the mouth 110 of the container 100 accommodated in the treatment chamber 2.
  • the filling element 4 is pushed into the treatment chamber 2 in the direction of movement X such that the filling product outlet 40 is aligned with the mouth 110 of the container 100 such that a filling product can be introduced into the interior of the container 100.
  • the mouth seal 42 preferably rests sealingly on the mouth 110 or is pressed onto the mouth 110.
  • the procedure for filling a container 100 to be filled via a filling device 4 is known in principle.
  • the interior of the container 100 can first be evacuated by means of the filling element 4 sealed with the container 100. so that the interior of the container 100 is under a predetermined negative pressure. Before or during the evacuation of the interior of the container 100, the container interior can be flushed with a purge gas in order to replace residual gas present in the container 100 with a defined purge gas.
  • the filling product After reaching a predetermined negative pressure in the container 100, the filling product, which is under positive pressure, is then preferably filled into the container 100 by means of the filling device. Due to the pressure conditions, the filling product is essentially filled into the container 100 to be filled in a substantially sudden manner.
  • This preferred rinsing, evacuating, and filling process of the container 100 to be filled is completely independent of the opening state of the treatment chamber 2 due to the sealing of the filling element 4 with the interior of the container 100.
  • the filling process can also be carried out while the treatment chamber 2 is still open, for example, when the switchable seal 20 is not yet closed.
  • the sealing of the treatment chamber 2 can also be carried out during the filling process.
  • the closing element 5 is one that can apply a crown cap closure to the mouth 110 of the container 100.
  • the closing element 5 is moved into the treatment chamber 2 in the direction of movement Y of the closing element.
  • the closing element 5 and the filling element 4 are in the Figure 1 In the process status shown, they are arranged in such a way that they seal the openings through which they enter the treatment chamber 2. If the switchable seal 20 is also closed, the treatment chamber 2 is completely sealed from the environment, and no uncontrolled gas exchange with the environment takes place.
  • the treatment chamber 2 communicates with a compression gas valve 6 such that, when the compression gas valve 6 is opened, a compression gas can flow into the treatment chamber 2.
  • the compression gas is present at the compression gas valve 6 at an absolute pressure of approximately 3 bar to 10 bar, so that when the compression gas valve 6 is open, the compression gas enters the treatment chamber 2 at this pressure.
  • the compression gas can be, for example, CO2 .
  • the treatment chamber 2 further communicates with a vacuum valve 7, so that when the vacuum valve is opened, a negative pressure present at the vacuum valve 7 acts on the treatment chamber 2.
  • the negative pressure is present at the vacuum valve 7 at an absolute pressure of approximately 0.05 bar to 0.9 bar, so that when the vacuum valve 7 is open, the gas present in the treatment chamber 2 is drawn off through the vacuum valve 7 until the existing negative pressure is essentially reached in the treatment chamber 2.
  • vacuum is not understood to mean an absolute vacuum, but rather the provision of a negative pressure compared to the ambient pressure, by means of which the gas mixture present in the treatment chamber 2 can be extracted.
  • control device 3 is configured such that, after sealing the treatment chamber 2, the vacuum valve 7 is first opened in order to remove the residual gas present in the treatment chamber 2, which is, for example, the ambient air still present after the insertion of the mouth 110 of the container 100, essentially to the negative pressure prevailing at the vacuum valve 7.
  • the filling of the container 100 to be filled has preferably already been carried out, and the filling element 4 is arranged sealingly on the mouth 110 of the container 100.
  • the opening of the vacuum valve 7 by the control device 3 is preferably carried out after the sealing of the treatment chamber 2 and after the start of the filling process by the filling element 4.
  • the vacuum valve 7 After a predetermined time has elapsed, or when a predetermined pressure is present, for example the negative pressure at the vacuum valve 7 in the treatment chamber 2, the vacuum valve 7 is closed via the control device 3 and the compression gas valve 6 is opened. Compression gas, for example CO 2 , flows into the treatment chamber 2, which is initially under negative pressure, under the pressure prevailing at the compression gas valve 6 and pre-tensions it accordingly.
  • Compression gas for example CO 2
  • treatment chamber 2 which is composed of a reduced proportion of residual gas, namely the residual gas still present in treatment chamber 2 due to the negative pressure, and the compression gas volume supplied via compression gas valve 6. Accordingly, the oxygen content of the gas mixture present in treatment chamber 2 is significantly reduced compared to the initial situation.
  • the oxygen content in the described embodiment is also significantly reduced compared to a known embodiment in which the vacuum valve 7 is omitted and accordingly only compression gas is introduced into the treatment chamber 2 filled with air at ambient pressure.
  • the filling element 4 is withdrawn from the mouth 110 of the container 100 to be filled and withdrawn from the treatment chamber 2 in the direction of movement X. In this way, space is created for the lowering of the closing element 5, which then applies the container closure to the mouth 110 of the container 100, which at this time is filled with the filling product.
  • the oxygen load of the filling product present in the container 100 is reduced, so that in this way a gentle filling of the filling product can be achieved.
  • the compression gas valve 6 preferably remains open during the withdrawal of the filling element 4 and the lowering of the closing element 5 in order to react to the volume changes of the treatment chamber 2 caused by the elements moving within the treatment chamber 2.
  • a purge gas valve 8 is provided, which communicates with the treatment chamber 2 and through which a purge gas can be fed into the treatment chamber 2.
  • the purge gas is present at the purge gas valve 8 at a lower pressure than the compression gas at the compression gas valve 6.
  • the purge gas can, for example, be present at an absolute pressure of 1 bar to 2 bar.
  • the purge gas can also preferably be CO2 .
  • the purge gas valve 8 is optional and not necessary for the previously described embodiment of the control device 3.
  • control device 3 can be configured with the purge gas valve 8 such that, after the treatment chamber 2 has been sealed, the vacuum valve 7 is opened in order to bring the treatment chamber 2 to the negative pressure specified by the vacuum valve 7.
  • the purge gas valve 8 is opened either simultaneously with the vacuum valve 7 or after a specified period of time has elapsed, or when a specified pressure is reached in the treatment chamber 2, in order to purge the treatment chamber 2 with the purge gas from the purge gas valve 8. In this way, residual gas can be effectively withdrawn from the treatment chamber 2 via the vacuum valve 7, and the remaining residual gas in the treatment chamber 2 is largely displaced from the treatment chamber 2 by the purge gas.
  • the compression gas valve 6 After a predetermined period of time has elapsed, or after purging with a predetermined purge gas volume, or after a predetermined purge gas concentration has been reached in the treatment chamber 2, which can be measured, for example, at the vacuum valve 7, the vacuum valve 7 and the purge gas valve 8 are closed, and the compression gas valve 6 is opened. Accordingly, the compression gas then flows into the treatment chamber 2 via the compression gas valve 6; at this point, however, the treatment chamber 2 is already essentially filled with the purge gas and contains only a very small amount of residual gas. Since the purge gas and the compression gas can be, and preferably are, the same gas, for example CO2 , the treatment chamber 2 is accordingly filled with the compression gas up to the predetermined or desired pressure. The compression gas then present in the treatment chamber 2 is correspondingly largely pure, and the amount of residual gas is very small.
  • control device 3 it is designed to evacuate the treatment chamber 2 via the vacuum valve 7 and then to close. Then, either the purge gas is introduced into the treatment chamber 2 via the optional purge gas valve 8, or the compression gas is introduced into the treatment chamber 2 via the compression gas valve 6. After that, the compression gas valve 6 or the purge gas valve 8 is closed again, and the vacuum valve 7 is opened again to draw off the gas mixture present in the treatment chamber 2 down to the specified negative pressure. This process can be repeated several times. In this way, the oxygen content in the gas mixture absorbed in the treatment chamber 2 can also be reduced by gradually diluting the residual gas in the treatment chamber 2.
  • the treatment chamber 2 can be relieved to ambient pressure again, the switchable seal 20 can be opened and the then filled and closed container 100 can be removed from the treatment chamber 2.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters mit einem Behälterverschluss, beispielsweise zum Befüllen und Verschließen eines Getränkebehälters in einer Getränkeabfüllanlage.
    • Technischer Hintergrund
  • Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Befüllen von Behältern mit einem Füllprodukt in Getränkeabfüllanlagen bekannt, bei welchen ein zu befüllender Behälter in seinem Mündungsbereich gegenüber der Umgebung abdichtend in einer Behandlungskammer aufgenommen ist und zur Befüllung des Behälters mit dem Füllprodukt auf die in der Behandlungskammer aufgenommene Mündung des zu befüllenden Behälters ein Füllorgan aufgesetzt oder aufgepresst wird. Nach der Befüllung des Behälters mit dem Füllprodukt wird das Füllorgan wieder von der in der Behandlungskammer aufgenommenen Mündung des Behälters abgehoben und dann ein Behälterverschluss mittels eines ebenfalls in der Behandlungskammer auf die in der Behandlungskammer aufgenommene Mündung des dann befüllten Behälters wirkenden Verschließorgans verschlossen. Die Mündung des zu befüllenden und dann schließlich zu verschließenden Behälters befindet sich entsprechend sowohl während des Befüllvorganges als auch während des Verschließvorganges innerhalb der Behandlungskammer.
  • Um das Verschließen des mit dem Füllprodukt befüllten Behälters unter einem vorgegebenen Druck zu ermöglichen und um auf diese Weise insbesondere ein Überschäumen eines karbonisierten Füllprodukts nach dem Entfernen des Füllventils zu vermeiden, wird die Behandlungskammer vor dem Verschließen des mit dem Füllprodukt befüllten Behälters mit einem Druckgas, beispielsweise CO2, vorgespannt. Eine solche Vorrichtung sowie ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der EP 2 937 310 A2 bekannt. Die DE 195 38 023 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Füllen einer Flasche mit kohlensäurehaltigem Getränk und zum Verschließen der Flasche.
    • Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sowohl die Vorrichtung als auch das Verfahren dahingehend weiter zu verbessern, dass der Befüllvorgang noch produktschonender durchgeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den Figuren.
  • Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters mit einem Behälterverschluss vorgeschlagen, umfassend eine Behandlungskammer zum abdichtenden Aufnehmen einer Mündung des zu befüllenden Behälters, ein Füllorgan zum Befüllen des in der Behandlungskammer mit seiner Mündung aufgenommenen Behälters, ein Verschließorgan zum Verschließen des in der Behandlungskammer mit seiner Mündung aufgenommenen Behälters nach dessen Befüllung mit einem Behälterverschluss und ein mit der Behandlungskammer in Kommunikation stehendes Kompressionsgasventil zum Einbringen eines Kompressionsgases in die Behandlungskammer. Erfindungsgemäß ist ein mit der Behandlungskammer in Kommunikation stehendes Vakuumventil zum Herstellen eines Unterdrucks in der Behandlungskammer vorgesehen.
  • Dadurch, dass ein Vakuumventil vorgesehen ist, welches mit der Behandlungskammer in Kommunikation steht, mittels welchem die Behandlungskammer mit einem Unterdruck beaufschlagt werden kann, ist es möglich, in der Behandlungskammer eine gewünschte Atmosphäre bereitzustellen und insbesondere den Sauerstoffgehalt des in der Behandlungskammer beim Entfernen des Füllorgans vorliegenden Gases zu reduzieren. Damit ist es insbesondere auch möglich, dafür zu sorgen, dass das sich in der Behandlungskammer befindliche Gas beziehungsweise Gasgemisch vor dem Entfernen des Füllventils von der in der Behandlungskammer aufgenommenen Mündung des dann mit dem Füllprodukt befüllten Behälters eine definierte Zusammensetzung aufweist und insbesondere einen reduzierten Sauerstoffgehalt aufweist.
  • Damit kommt das im dann befüllten Behälter aufgenommene Füllprodukt nach dem Entfernen des Füllventils von der Mündung mit dem in der Behandlungskammer aufgenommenen Gasgemisch in Kontakt und da dieses Gasgemisch einen reduzierten Sauerstoffgehalt aufweist, ist eine mögliche Belastung des Füllprodukts durch Sauerstoff, insbesondere bei sauerstoffempfindlichen Produkten, wie beispielsweise Bier, durch die vorgeschlagene Vorrichtung reduziert.
  • Bevorzugt umfasst die Behandlungskammer eine schaltbare Dichtung, mittels welcher die Mündung des Behälters schaltbar gegenüber der Umgebung abdichtbar ist, wobei die schaltbare Dichtung bevorzugt so eingerichtet ist, dass sie auf einen Halsbereich des Behälters wirkt.
  • Auf diese Weise ist es möglich, das Volumen der Behandlungskammer klein zu halten, da in der Behandlungskammer lediglich der Mündungsbereich des zu befüllenden Behälters aufgenommen werden muss und nicht hingegen der gesamte Behälter. Die Abdichtung kann beispielsweise an einem Halsbereich des Behälters durchgeführt werden, auf den die schaltbare Dichtung dann wirkt. Durch das sich hieraus ergebende kleine Volumen der Behandlungskammer kann der Gasverbrauch, insbesondere der Verbrauch an Kompressionsgas, reduziert werden, so dass trotz des produktschonenden Verhaltens der Vorrichtung ein geringer Kompressionsgasverbrauch resultiert, insbesondere ein geringerer Verbrauch an CO2.
  • Bevorzugt ist weiterhin ein mit der Behandlungskammer in Kommunikation stehendes Spülgasventil zum Einbringen eines Spülgases in die Behandlungskammer vorgesehen, wobei das Spülgas bevorzugt unter einem geringeren Druck steht, als das Kompressionsgas. Damit ist neben dem Kompressionsgasventil auch ein Spülgasventil vorgesehen, welches mit der Behandlungskammer kommuniziert und mittels welchem die Behandlungskammer mit einem Spülgas durchströmt werden kann. Beispielsweise kann das Spülgas bei einem Absolutdruck von 1 bar bis 2 bar vorliegen, wohingegen das Kompressionsgas unter einem Absolutdruck von 3 bis 10 bar vorliegen kann.
  • Damit ist es möglich, durch eine entsprechende Schaltung des Vakuumventils, des Spülgasventils und des Kompressionsgasventils ein Durchspülen der Behandlungskammer mit dem Spülgas zu erreichen, bevor die Behandlungskammer mittels des Kompressionsgasventils auf den erforderlichen Kompressionsdruck gebracht wird.
  • Erfindungsgemäß ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, nach einem Abdichten der Behandlungskammer gegenüber der Umgebung das Vakuumventil zu öffnen, um die Behandlungskammer mit einem Unterdruck zu beaufschlagen und auf diese Weise das in der Behandlungskammer vorliegende Gas bis auf einen vorgegebenen Unterdruck abzuziehen.
  • Die Steuereinrichtung ist ferner eingerichtet, während einer Bewegung des Füllorgans und/oder während einer Bewegung des Verschließorgans das Kompressionsgasventil zu öffnen oder geöffnet zu halten.
  • Dabei ist die Steuereinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet, das Vakuumventil vor einem Entfernen des Füllorgans von der Mündung des Behälters zu schließen, um dem Erzeugen eines Unterdrucks in Kommunikation mit dem befüllten Behälterinnenraum und einer damit einhergehenden Aufschäumneigung des Füllprodukts entgegen zu wirken.
  • Bevorzugt kann gleichzeitig oder nach Erreichen eines vorgegebenen Drucks beziehungsweise nach Erreichen einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Öffnen des Vakuumventils das Spülgasventil geöffnet werden, um auf diese Weise ein sanftes Durchströmen der Behandlungskammer mit dem Spülgas, beispielsweise mit CO2, zu erreichen, um das in der Behandlungskammer vorliegende Restgas im Wesentlichen durch das über das Spülgas zugeführte, definierte Gas zu verdrängen und über das Vakuumventil abzuziehen.
  • Dazu ist die Steuereinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet, das Spülgasventil zum Einbringen des Spülgases in die Behandlungskammer gleichzeitig mit dem Vakuumventil oder nach dem Öffnen des Vakuumventils zu öffnen.
  • Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer des Spülvorgangs beziehungsweise beim Vorliegen eines vorgegebenen Spülgasvolumens oder beim Vorliegen einer entsprechenden Spülgaskonzentration innerhalb der Behandlungskammer wird dann sowohl das Vakuumventil als auch das Spülgasventil geschlossen und das Kompressionsgasventil geöffnet, um mit dem Kompressionsgas, welches beispielsweise ebenfalls CO2 ist, die Behandlungskammer auf den vorgegebenen Kompressionsdruck anzuheben.
  • Resultierend daraus befindet sich in der Behandlungskammer nachfolgend das Kompressionsgas, beispielsweise CO2, unter dem vorgegebenen Druck und in einer gegenüber der Ausgangssituation erhöhten Reinheit. Besonders bevorzugt ist die Konzentration an Kompressionsgas in der Behandlungskammer zu diesem Zeitpunkt größer als 95%, bevorzugt größer als 99%, so dass das Restgas im Wesentlichen vollständig aus der Behandlungskammer verdrängt ist und eine im Wesentlichen sauerstofffreies Gasgemisch vorliegt.
  • Damit ergibt sich entsprechend beim nachfolgenden Abheben des Füllorgans von der Mündung des dann mit dem Füllprodukt befüllten Behälters, dass der Behälterinnenraum und damit das im Behälter aufgenommene Füllprodukt mit der Kompressionsgasatmosphäre der Behandlungskammer beaufschlagt wird, welche entsprechend eine definierte Gaszusammensetzung aufweist und insbesondere einen reduzierten Sauerstoffgehalt gegenüber der Ausgangssituation aufweist. Damit wird die Belastung des im Behälter aufgenommenen Füllprodukts mit Sauerstoff entsprechend reduziert beziehungsweise - abhängig von der Restgaskonzentration - kann eine Belastung mit Sauerstoff vollständig vermieden werden. Damit wird das Füllprodukt nicht mit Sauerstoff belastet und die Produktqualität wird weiter verbessert.
  • Die Steuerung ist bevorzugt so eingerichtet, dass das Kompressionsgasventil während des Abhebens des Füllorgans von der in der Behandlungskammer aufgenommenen und mit der Behandlungskammer abgedichteten Mündung des dann mit dem Füllprodukt befüllten Behälters, während eines etwaigen Zurückziehens beziehungsweise Verschiebens des Füllorgans sowie während eines etwaigen Absenkens des Verschließorgans auf die Mündung geöffnet bleibt. Entsprechend kann durch die aufgrund der Bewegungen des Füllorgans sowie des Verschließorgans hervorgerufenen Volumenänderungen der Behandlungskammer reagiert werden, so dass der Druck innerhalb der Behandlungskammer stets dem über das Kompressionsventil bereitgestellten Druck entspricht. Mit anderen Worten "atmet" die Behandlungskammer während der über das Verschließorgan und das Füllorgan durchgeführten Volumenänderungen durch das Kompressionsgasventil.
  • Bevorzugt ist die Steuereinrichtung so eingerichtet, dass nach dem Abdichten der Behandlungskammer das Vakuumventil geöffnet wird, um entsprechend die Behandlungskammer auf den über das Vakuumventil vorgegebenen Unterdruck zu evakuieren, um auf diese Weise das in der Behandlungskammer vorliegende Gasgemisch, beispielsweise Luft, im Wesentlichen abzuziehen. Darauf folgend ist die Steuereinrichtung bevorzugt so eingerichtet, dass sie dann das Vakuumventil schließt und das Kompressionsgasventil öffnet, um auf diese Weise die vormals auf den Unterdruck gebrachte Behandlungskammer mit dem Kompressionsgas zu beaufschlagen. Danach kann dann das Füllorgan von der Mündung abgehoben werden.
  • Bevorzugt ermittelt die Steuereinrichtung, ob die Behandlungskammer abgedichtet ist. Dies kann beispielsweise darüber durchgeführt werden, das die Steuereinrichtung ermittelt, ob die Behältermündung mit der Behandlungskammer durch das Schalten einer schaltbaren Dichtung abgedichtet ist und/oder ob durch das Einführen eines Verschließers in eine Verschließaufnahmeöffnung die Behandlungskammer abgedichtet ist und/oder ob durch das Einführen einer Füllorganaufnahmeöffnung die Behandlungskammer abgedichtet ist und/oder ob andere Prozessschritte zur Abdichtung der Behandlungskammer durchgeführt wurden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung so eingerichtet, dass sie, nachdem die Behandlungskammer abgedichtet ist, zunächst das Vakuumventil öffnet, um auf diese Weise das in der Behandlungskammer vorliegende Gasgemisch, beispielsweise Luft, abzuziehen und die Behandlungskammer auf einen Unterdruck zu bringen. Dann wird das Vakuumventil geschlossen und das Kompressionsgasventil oder in einer Variante das Spülgasventil, und die Behandlungskammer entsprechend auf den von der jeweiligen Gaszuführung vorgegebenen Druck mit dem Kompressionsgas beziehungsweise dem Spülgas, welche jeweils CO2 sein können, beaufschlagt. Danach wird das Kompressionsgasventil beziehungsweise das Spülgasventil wieder geschlossen und das Vakuumventil erneut geöffnet, um das dann in der Behandlungskammer vorliegende Gasgemisch, welches beispielsweise ein Gasgemisch aus CO2 und Luft sein kann, erneut abzuziehen und die Behandlungskammer wiederum auf den von dem Vakuumventil vorgegebenen Unterdruck zu bringen. Darauf wird erneut das Vakuumventil geschlossen und das Kompressionsgasventil geöffnet, um dann die erneut evakuierte Behandlungskammer mit dem Kompressionsgas zu beaufschlagen. Dieser Prozess kann noch häufiger durchgeführt werden, um entsprechend durch die Abfolge des Evakuierens der Behandlungskammer, des erneuten Beaufschlagens mit dem Kompressions- beziehungsweise Spülgas und einem erneuten Evakuieren nach und nach den verbleibenden Restgasgehalt in der Behandlungskammer so weit zu reduzieren, bis der gewünschte Restgasgehalt in der Behandlungskammer erreicht ist.
  • In noch einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung so eingerichtet, dass sie, nachdem die Behandlungskammer abgedichtet ist, zunächst das Vakuumventil öffnet, um das in der Behandlungskammer vorliegende Gasgemisch, beispielsweise Umgebungsluft, abzuziehen. Gleichzeitig dazu oder nach dem Erreichen eines vorgegebenen Druckes beziehungsweise nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer wird dann das Spülgasventil geschaltet, um bei gleichzeitig geöffnetem Vakuumventil ein Durchspülen der Behandlungskammer zu erreichen. Nach einer vorgegebenen Zeitdauer, einem vorgegebenen Spülgasvolumen oder einer vorgegebenen Spülgaskonzentration in der Behandlungskammer wird dann das Vakuumventil und das Spülgasventil geschlossen, und das Kompressionsgasventil geöffnet, um die dann bereits mit dem Spülgas gespülte Behandlungskammer mittels des Kompressionsgasventils auf den vorgegebenen Kompressionsdruck zu bringen.
  • Die oben genannten unterschiedlichen Möglichkeiten der Einrichtung der Steuereinrichtung dienen dazu, den Spülgas- beziehungsweise Kompressionsgasgehalt in der Behandlungskammer so hoch wie möglich zu treiben, um auf diese Weise den Restgasanteil in der Behandlungskammer und insbesondere den Sauerstoffanteil in der Behandlungskammer auf ein vorgegebenes Maß zu reduzieren.
  • Besonders entspricht der Partialdruck des Kompressionsgases beziehungsweise des Spülgases mindestens dem Sättigungsdruck eines im Behälter aufzunehmenden karbonisierten Füllprodukts.
  • Auf diese Weise kann die Belastung des in dem befüllten Behälter aufgenommenen Füllprodukts mit Sauerstoff reduziert werden.
  • Die Steuereinrichtung ist weiterhin bevorzugt so ausgebildet, dass das Vakuumventil geschlossen wird, bevor eine abdichtende Verbindung zwischen dem Füllorgan und der Behältermündung gelöst wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine übermäßige Aufschäumneigung des in dem Behälter aufgenommenen Füllprodukts, insbesondere einem karbonisierten Füllprodukt, nicht auftritt beziehungsweise nicht unterstützt wird. Ein übermäßiges Aufschäumen insbesondere eines karbonisierten Füllproduktes würde beispielsweise dann auftreten, wenn das in dem Behälter aufgenommene karbonisierte Füllprodukt plötzlich mit einem Unterdruck in Verbindung käme, aufgrund dessen dann ein starkes Entbinden des in dem Füllprodukt gelösten CO2 stattfinden würde. Entsprechend kann durch eine Ausprägung beziehungsweise Einrichtung der Steuereinrichtung derart, dass ein Lösen des Füllorgans erst dann stattfindet, wenn das Vakuumventil geschlossen ist, dafür sorgen, dass ein Aufschäumen beziehungsweise Heraustreten von Füllprodukt aus dem befüllten Behälter reduziert wird beziehungsweise vermieden wird.
  • Die oben genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
  • Entsprechend wird ein Verfahren zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters mit einem Behälterverschluss vorgeschlagen, umfassend das abdichtende Aufnehmen einer Mündung des zu befüllenden Behälters in einer Behandlungskammer, das Befüllen des in der Behandlungskammer mit seiner Mündung aufgenommenen Behälters mit dem Füllprodukt mittels eines abdichtend auf die Mündung aufgebrachten Füllorgans, das Verschließen des in der Behandlungskammer mit seiner Mündung aufgenommenen Behälters nach dessen Befüllung mit einem Behälterverschluss und das Einbringen eines Kompressionsgases in die Behandlungskammer vor einem Entfernen des Füllorgans von der Mündung. Erfindungsgemäß wird ein Unterdruck in der Behandlungskammer vor dem Einbringen des Kompressionsgases hergestellt.
  • Auf diese Weise können die oben bereits zur Vorrichtung angegebenen Vorteile erreicht werden.
  • Bevorzugt wird die Behandlungskammer mit einem Spülgas durchströmt, bevor das Kompressionsgas in die Behandlungskammer eingebracht wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Variante wird beim Erreichen eines vorgegebenen Unterdrucks oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer die Herstellung des Unterdrucks beendet und die Behandlungskammer wird mit Spülgas gefüllt und in der Behandlungskammer wird dann wieder ein Unterdruck hergestellt und daraufhin wird die Behandlungskammer mit dem Kompressionsgas vorgespannt.
    • Kurze Beschreibung der Figur
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figur näher erläutert. Dabei zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des Behälters nach der Befüllung.
    Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figur beschrieben.
  • In Figur 1 ist schematisch eine Vorrichtung 1 zum Befüllen eines schematisch gezeigten, zu befüllenden Behälters 100 mit einem Füllprodukt sowie zum nachfolgenden Verschließen des dann mit dem Füllprodukt befüllten Behälters 100 gezeigt.
  • Die Vorrichtung 1 zum Befüllen des Behälters 100 umfasst eine Behandlungskammer 2, in welche hinein eine Mündung 110 des zu befüllenden Behälters 100 ragt, wobei der zu befüllende Behälter 100 mit der Behandlungskammer 2 über eine schaltbare Dichtung 20 abdichtbar ist. Die schaltbare Dichtung 20 wirkt dabei beispielsweise auf einen Halsbereich 120 des Behälters 100. Damit befindet sich nur die Mündung 110 und der Halsbereich 120 bis zur schaltbaren Dichtung 20 innerhalb der Behandlungskammer 2, nicht hingegen der Rest des Behälters 100.
  • Die schaltbare Dichtung 20 kann geöffnet werden, um ein Einführen des Behälters 100, beziehungsweise seiner Mündung 110, in die Behandlungskammer 2 zu ermöglichen. Die schaltbare Dichtung 20 kann beispielsweise zu einem durch eine Steuervorrichtung 3 vorgegebenen Zeitpunkt geöffnet oder geschlossen werden, um entsprechend ein Abdichten des Mündungsbereichs 110 des zu befüllenden Behälters 100 mit der Behandlungskammer 2 zu erreichen oder aufzuheben. Bei einer Abdichtung des Behälters 100 gegenüber der Umgebung mittels der schaltbaren Dichtung 20 kommuniziert der Innenraum des Behälters 100 nur mit der Behandlungskammer 2, nicht aber mit der Umgebung.
  • Ein Füllorgan 4 ist vorgesehen, welches einen Füllproduktauslauf 40 aufweist, welcher beispielsweise über eine Mündungsdichtung 42 abdichtend auf die Mündung 110 des in der Behandlungskammer 2 aufgenommenen Behälters 100 aufgebracht werden kann. Dazu wird das Füllorgan 4 in Bewegungsrichtung X in die Behandlungskammer 2 so hineingeschoben, dass der Füllproduktauslauf 40 so mit der Mündung 110 des Behälters 100 ausgerichtet ist, dass ein Füllprodukt in den Innenraum des Behälters 100 eingebracht werden kann. Die Mündungsdichtung 42 liegt dabei bevorzugt abdichtend auf der Mündung 110 auf beziehungsweise wird auf die Mündung 110 aufgepresst.
  • Das Vorgehen zur Befüllung eines zu befüllenden Behälters 100 über ein Füllorgan 4 ist prinzipiell bekannt.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann mittels des mit dem Behälter 100 abgedichteten Füllorgans 4 zunächst ein Evakuieren des Innenraums des Behälters 100 erreicht werden, so dass der Innenraum des Behälters 100 unter einem vorgegebenen Unterdruck steht. Vor beziehungsweise während des Evakuierens des Innenraums des Behälters 100 kann ein Durchspülen des Behälterinnenraums mit einem Spülgas durchgeführt werden, um in dem Behälter 100 vorliegendes Restgas durch ein definiertes Spülgas zu ersetzen.
  • Nach Erreichen eines vorgegebenen Unterdrucks in dem Behälter 100 wird dann bevorzugt das unter einem Überdruck stehende Füllprodukt mittels des Füllorgans in den Behälter 100 eingefüllt. Durch die Druckverhältnisse findet entsprechend ein im Wesentlichen schlagartiges Einfüllen des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter 100 statt.
  • Dieser bevorzugte Spül-, Evakuier- und Füllvorgang des zu befüllenden Behälters 100 ist aufgrund der Abdichtung des Füllorgans 4 mit dem Innenraum des Behälters 100 vollkommen unabhängig davon, in welchem Öffnungszustand sich die Behandlungskammer 2 befindet. Insbesondere ist es möglich, diesen Vorgang des Befüllens des zu befüllenden Behälters 100 durchzuführen, während die Behandlungskammer 2 bereits gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, beispielsweise darüber, dass die schaltbare Dichtung 20 geschlossen ist. Der Befüllvorgang kann aber auch bei noch geöffneter Behandlungskammer 2 durchgeführt werden, beispielsweise wenn die schaltbare Dichtung 20 noch nicht geschlossen ist. Die Abdichtung der Behandlungskammer 2 kann auch während des Befüllvorgangs durchgeführt werden.
  • In der Behandlungskammer 2 wirkt weiterhin ein Verschließer 5, welcher einen Verschließkopf 50 aufweist, mittels dem auf die Mündung 110 des befüllten Behälters 100 ein Behälterverschluss aufgebracht werden kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Verschließorgan 5 um ein solches, welches einen Kronkork -Verschluss auf die Mündung 110 des Behälters 100 aufbringen kann. Hierzu wird das Verschließorgan 5 in der Bewegungsrichtung Y des Verschließorgans in die Behandlungskammer 2 hinein bewegt.
  • Das Verschließorgan 5 und das Füllorgan 4 sind in dem in Figur 1 gezeigten Verfahrensstatus so angeordnet, dass sie die Öffnungen, durch welche sie in die Behandlungskammer 2 eintreten, dichtend verschließen. Ist auch die schaltbare Dichtung 20 geschlossen, so ist die Behandlungskammer 2 entsprechend gegenüber der Umgebung vollständig abgedichtet und es findet kein unkontrollierter Gasaustausch mit der Umgebung statt.
  • Die Behandlungskammer 2 kommuniziert mit einem Kompressionsgasventil 6 derart, dass beim Öffnen des Kompressionsgasventils 6 ein Kompressionsgas in die Behandlungskammer 2 einströmen kann. Das Kompressionsgas steht an dem Kompressionsgasventil 6 unter einem Absolutdruck von etwa 3 bar bis 10 bar an, so dass das Kompressionsgas bei geöffnetem Kompressionsgasventil 6 unter diesem Druck in die Behandlungskammer 2 eintritt. Bei dem Kompressionsgas kann es sich beispielsweise um CO2 handeln.
  • Die Behandlungskammer 2 kommuniziert weiterhin mit einem Vakuumventil 7, so dass beim Öffnen des Vakuumventils ein am Vakuumventil 7 anstehende Unterdruck auf die Behandlungskammer 2 wirkt. Der Unterdruck steht am Vakuumventil 7 mit einem Absolutdruck von ca. 0,05 bar bis 0,9 bar an, so dass bei geöffnetem Vakuumventil 7 das in der Behandlungskammer 2 vorliegende Gas durch das Vakuumventil 7 abgezogen wird, bis in der Behandlungskammer 2 der anstehende Unterdruck im Wesentlichen erreicht ist.
  • Unter Vakuum wird in diesem Zusammenhang entsprechend kein absolutes Vakuum verstanden, sondern das Bereitstellen eines gegenüber dem Umgebungsdruck abgesenkten Unterdruckes, mittels welchem das in der Behandlungskammer 2 vorliegende Gasgemisch abgezogen werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 3 so eingerichtet, dass nach dem Abdichten der Behandlungskammer 2 zunächst das Vakuumventil 7 geöffnet wird, um das in der Behandlungskammer 2 vorhandene Restgas, welches beispielsweise die nach dem Einführen der Mündung 110 des Behälters 100 noch vorhandene Umgebungsluft ist, bis in Wesentlichen auf den am Vakuumventil 7 anstehenden Unterdruck abzuziehen. Zu diesem Zeitpunkt wird bevorzugt die Befüllung des zu befüllenden Behälters 100 bereits durchgeführt und das Füllorgan 4 ist abdichtend auf der Mündung 110 des Behälters 100 angeordnet.
  • Entsprechend wird das Öffnen des Vakuumventils 7 durch die Steuervorrichtung 3 bevorzugt nach dem Abdichten der Behandlungskammer 2 und nach dem Beginn des Füllprozesses durch das Füllorgan 4 durchgeführt.
  • Nach dem Ablauf einer vorgegebenen Zeit, oder beim Vorliegen eines vorgegebenen Druckes, beispielsweise des am Vakuumventil 7 anstehenden Unterdrucks in der Behandlungskammer 2 wird über die Steuereinrichtung 3 das Vakuumventil 7 geschlossen und das Kompressionsgasventil 6 geöffnet. Damit strömt Kompressionsgas, beispielsweise CO2, unter dem am Kompressionsgasventil 6 anstehenden Druck in die anfangs unter Unterdruck stehende Behandlungskammer 2 ein und spannt diese entsprechend vor.
  • Entsprechend liegt in der Behandlungskammer 2 nun ein Gasgemisch vor, welches sich aus einem reduzierten Anteil an Restgas, nämlich dem aufgrund des Unterdrucks in der Behandlungskammer 2 noch vorliegenden Restgas, und dem über das Kompressionsgasventil 6 zugeführten Kompressionsgasvolumen zusammensetzt. Entsprechend ist der Sauerstoffgehalt des in der Behandlungskammer 2 vorliegenden Gasgemischs gegenüber der Ausgangssituation deutlich reduziert.
  • Der Sauerstoffgehalt ist in der beschriebenen Ausführungsform auch gegenüber einer bekannten Ausführungsform, in welcher auf das Vakuumventil 7 verzichtet wird und entsprechend nur Kompressionsgas in die mit Luft bei Umgebungsdruck gefüllte Behandlungskammer 2 eingebracht wird, signifikant reduziert.
  • Ist dann der Füllvorgang mit dem Füllorgan 4 abgeschlossen, wird das Füllorgan 4 von der Mündung 110 des zu befüllenden Behälters 100 abgezogen und in Bewegungsrichtung X wieder aus der Behandlungskammer 2 herausgezogen. Auf diese Weise wird Platz geschaffen für das Absenken des Verschließorganes 5, welches mit seinem Verschließkopf 50 dann den Behälterverschluss auf die Mündung 110 des zu diesem Zeitpunkt mit dem Füllprodukt befüllten Behälters 100 aufbringt.
  • Da in der Behandlungskammer 2 ein unter dem Kompressionsdruck stehendes Gasgemisch mit einem reduzierten Sauerstoffanteil vorliegt, ist die Belastung des im Behälter 100 vorliegenden Füllprodukts mit Sauerstoff reduziert, so dass auf diese Weise ein schonendes Abfüllen des Füllprodukts erreicht werden kann.
  • Das Kompressionsgasventil 6 bleibt während des Herausziehens des Füllorgans 4 und des Absenkens des Verschließorgans 5 bevorzugt geöffnet, um auf die durch die innerhalb der Behandlungskammer 2 bewegten Organe hervorgerufenen Volumenänderungen der Behandlungskammer 2 zu reagieren.
  • In einer weiteren Ausbildung der Vorrichtung 1 ist ein Spülgasventil 8 vorgesehen, welches mit der Behandlungskammer 2 kommuniziert und über welches ein Spülgas in die Behandlungskammer 2 geleitet werden kann. Das Spülgas steht am Spülgasventil 8 unter einem geringeren Druck an, als das Kompressionsgas am Kompressionsgasventil 6. Das Spülgas kann beispielsweise bei einem Absolutdruck von 1 bar bis 2 bar vorliegen. Das Spülgas kann ebenfalls bevorzugt CO2 sein. Das Spülgasventil 8 ist optional und für die vorbeschriebene Ausbildung der Steuereinrichtung 3 nicht notwendig.
  • Die Steuereinrichtung 3 in einer weiteren bevorzugten Ausbildung mit dem Spülgasventil 8 so eingerichtet sein, dass, nachdem die Behandlungskammer 2 abgedichtet ist, das Vakuumventil 7 geöffnet wird, um die Behandlungskammer 2 entsprechend auf den durch das Vakuumventil 7 vorgegebenen Unterdruck zu bringen. Das Spülgasventil 8 wird entweder gleichzeitig mit dem Vakuumventil 7 oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, oder beim Erreichen eines vorgegebenen Drucks in der Behandlungskammer 2 geöffnet, um die Behandlungskammer 2 mit dem Spülgas aus dem Spülgasventil 8 zu durchspülen. Auf diese Weise kann Restgas aus der Behandlungskammer 2 effektiv über das Vakuumventil 7 abgezogen werden und das verbleibende Restgas in der Behandlungskammer 2 wird weitgehend durch das Spülgas aus der Behandlungskammer 2 verdrängt.
  • Nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer oder dem Spülen mit einem vorgegebenen Spülgasvolumen oder dem Erreichen einer vorgegebenen Spülgaskonzentration in der Behandlungskammer 2, welche beispielsweise am Vakuumventil 7 gemessen werden kann, werden das Vakuumventil 7 und das Spülgasventil 8 geschlossen und das Kompressionsgasventil 6 geöffnet. Entsprechend strömt über das Kompressionsgasventil 6 dann das Kompressionsgas in die Behandlungskammer 2 ein, welche zu diesem Zeitpunkt jedoch bereits im Wesentlichen mit dem Spülgas gefüllt ist und nur einen sehr geringen Restgasanteil aufweist. Da das Spülgas und das Kompressionsgas das gleiche Gas sein können und bevorzugt auch sind, beispielsweise CO2, findet entsprechend ein Füllen der Behandlungskammer 2 mit dem Kompressionsgas bis zum dem vorgegebenen beziehungsweise gewünschten Druck statt. Das Kompressionsgas, welches dann in der Behandlungskammer 2 vorliegt, ist entsprechend weitgehend rein und der Restgasanteil ist sehr gering.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Steuereinrichtung 3 ist diese dazu eingerichtet, die Behandlungskammer 2 über das Vakuumventil 7 zu evakuieren und das Vakuumventil 7 dann zu schließen. Dann wird entweder mittels des optionalen Spülgasventils 8 das Spülgas in die Behandlungskammer 2 eingeleitet, oder mittels des Kompressionsgasventils 6 wird das Kompressionsgas in die Behandlungskammer 2 eingeleitet, danach wird das Kompressionsgasventil 6 beziehungsweise das Spülgasventil 8 wieder geschlossen und das Vakuumventil 7 wird erneut geöffnet, um die in der Behandlungskammer 2 vorliegende Gasmischung bis auf den vorgegebenen Unterdruck abzuziehen. Dieser Vorgang kann mehrfach wiederholt werden. Auf diese Weise kann durch ein schrittweises Verdünnen des Restgases in der Behandlungskammer 2 der Sauerstoffgehalt in dem in der Behandlungskammer 2 aufgenommenen Gasgemisch ebenfalls reduziert werden.
  • Nachdem dann das Füllorgan 4 zurückgezogen ist und der Behälterverschluss mittels des Verschließorgans 5 in der sauerstoffarmen Kompressionsgasatmosphäre in der Behandlungskammer 2 aufgesetzt ist, kann die Behandlungskammer 2 wieder auf Umgebungsdruck entlastet werden, die schaltbare Dichtung 20 geöffnet werden und der dann befüllte und verschlossene Behälter 100 aus der Behandlungskammer 2 entnommen werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters
    100
    zu befüllender Behälter
    110
    Mündung
    120
    Halsbereich
    2
    Behandlungskammer
    20
    schaltbare Dichtung
    3
    Steuereinrichtung
    4
    Füllorgan
    40
    Füllproduktauslauf
    42
    Mündungsdichtung
    5
    Verschließorgan
    50
    Verschließkopf
    6
    Kompressionsgasventil
    7
    Vakuumventil
    8
    Spülgasventil
    X
    Bewegungsrichtung des Füllorgans
    Y
    Bewegungsrichtung des Verschließorgans

Claims (11)

  1. Vorrichtung (1) zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters (100) mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters (100) mit einem Behälterverschluss, umfassend eine Behandlungskammer (2) zum abdichtenden Aufnehmen einer Mündung (110) des zu befüllenden Behälters (100), ein Füllorgan (4) zum Befüllen des in der Behandlungskammer (2) mit seiner Mündung (110) aufgenommenen Behälters (100), ein Verschließorgan (5) zum Verschließen des in der Behandlungskammer (2) mit seiner Mündung (110) aufgenommenen Behälters (100) nach dessen Befüllung mit einem Behälterverschluss und ein mit der Behandlungskammer (2) in Kommunikation stehendes Kompressionsgasventil (6) zum Einbringen eines Kompressionsgases in die Behandlungskammer (2),
    ein mit der Behandlungskammer (2) in Kommunikation stehendes Vakuumventil (7) zum Herstellen eines Unterdrucks in der Behandlungskammer (2), und
    eine Steuereinrichtung (3), welche dazu eingerichtet ist, nach einem Abdichten der Behandlungskammer (2) gegenüber der Umgebung das Vakuumventil (7) zu öffnen, um die Behandlungskammer (2) mit einem Unterdruck zu beaufschlagen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, während einer Bewegung des Füllorgans (4) und/oder während einer Bewegung des Verschließorgans (4) das Kompressionsgasventil (6) zu öffnen oder geöffnet zu halten.
  2. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit der Behandlungskammer (2) in Kommunikation stehendes Spülgasventil (8) zum Einbringen eines Spülgases in die Behandlungskammer (2), wobei das Spülgas bevorzugt unter einem geringeren Druck steht, als das Kompressionsgas.
  3. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer (2) eine schaltbare Dichtung (20) umfasst, mittels der die Mündung (110) des Behälters (100) schaltbar gegenüber der Umgebung abdichtbar ist, wobei die schaltbare Dichtung (20) bevorzugt so eingerichtet ist, dass sie auf einen Halsbereich (120) des Behälters (100) wirkt.
  4. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, das Vakuumventil (7) vor einem Entfernen des Füllorgans (4) von der Mündung (110) des Behälters (100) zu schließen.
  5. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorigen Ansprüche und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, das Spülgasventil (8) zum Einbringen eines Spülgases in die Behandlungskammer (2) gleichzeitig mit dem Vakuumventil (7) oder nach dem Öffnen des Vakuumventils (7) zu öffnen.
  6. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, nach dem Schließen des Vakuumventils (7) das Kompressionsgasventil (6) zu öffnen, um die Behandlungskammer (2) mit einem Kompressionsgas zu beaufschlagen.
  7. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorigen Ansprüche und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, das Vakuumventil (7) und das Spülgasventil (8) zu öffnen und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne oder nach dem Durchspülen der Behandlungskammer (2) mit einem vorgegebenen Spülgasvolumen oder beim Erreichen einer vorgegebenen Spülgaskonzentration in der Behandlungskammer (2) oder am Vakuumventil (7) das Vakuumventil (7) und das Spülgasventil (8) zu schließen und das Kompressionsgasventil (6) zu öffnen.
  8. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorigen Ansprüche und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, nach dem Öffnen des Vakuumventils (7) das Vakuumventil (7) beim Erreichen eines vorgegebenen Drucks oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer wieder zu schließen und das Spülgasventil (8) zu öffnen, um die Behandlungskammer (2) mit dem Spülgas zu füllen, das Spülgasventil (8) dann wieder zu schließen und das Vakuumventil (7) dann wieder zu öffnen, um die Behandlungskammer (2) auf einen vorgegebenen Unterdruck abzusenken und dann das Vakuumventil (7) wieder zu schließen und darauf das Kompressionsgasventil (6) erneut zu öffnen, um die Behandlungskammer (2) mit dem Kompressionsgas vorzuspannen.
  9. Verfahren zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters (100) mit einem Füllprodukt und zum Verschließen des befüllten Behälters (100) mit einem Behälterverschluss, umfassend das abdichtende Aufnehmen einer Mündung (110) des zu befüllenden Behälters (100) in einer Behandlungskammer (2), das Befüllen des in der Behandlungskammer (2) mit seiner Mündung (110) aufgenommenen Behälters (100) mit dem Füllprodukt mittels eines abdichtend auf die Mündung (110) aufgebrachten Füllorgans (4), das Verschließen des in der Behandlungskammer (2) mit seiner Mündung (110) aufgenommenen Behälters (100) nach dessen Befüllung mit einem Behälterverschluss und das Einbringen eines Kompressionsgases in die Behandlungskammer (2) vor einem Entfernen des Füllorgans (4) von der Mündung (110), und
    das Herstellen eines Unterdrucks in der Behandlungskammer (2) vor dem Einbringen des Kompressionsgases
    dadurch gekennzeichnet, dass
    während einer Bewegung des Füllorgans (4) und/oder während einer Bewegung eines Verschließorgans (4) ein Kompressionsgasventil (6) zum Einbringen des Kompressionsgases in die Behandlungskammer (2) geöffnet wird oder geöffnet gehalten wird.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer (2) mit einem Spülgas durchströmt wird, bevor das Kompressionsgas in die Behandlungskammer (2) eingebracht wird.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen eines vorgegebenen Unterdrucks oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer die Herstellung des Unterdrucks beendet wird und die Behandlungskammer (2) mit Spülgas gefüllt wird und in der Behandlungskammer (2) dann wieder ein Unterdruck hergestellt wird und darauf die Behandlungskammer (2) mit dem Kompressionsgas vorgespannt wird.
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