EP4584031A1

EP4584031A1 - Behälterreinigungsmaschine zum reinigen von behältern und verfahren zum reinigen eines behälters

Info

Publication number: EP4584031A1
Application number: EP23758244.0A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Bielmeier; Ines BRADSHAW; Bernd Hansen; Michael Siegmund; Arne Haase; Carsten Winkelmann; Kai-uwe DREGER; Alexander WEYERS; Florian Fuchs; Tanja Redemski-Meyer
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2022-09-06
Filing date: 2023-08-09
Publication date: 2025-07-16
Also published as: WO2024052038A1; DE102022122530A1; CN119836327A

Abstract

Behälterreinigungsmaschine zum Reinigen von Behältern und Verfahren zum Reinigen eines Behälters Behälterreinigungsmaschine (100) zum Reinigen von Behältern (130), wie Flaschen, mit einer Transportvorrichtung (102) zum Transportieren von Behältern und einer Ausbringvorrichtung (111, 112, 113) zum Ausbringen eines Reinigungsfluids auf einen in der Transportvorrichtung (102) transportierten Behälter (130), wobei die Ausbringvorrichtung (111, 112, 113) ausgebildet ist, das Reinigungsfluid während einer Ausbringphase mit einer zeitlich veränderlichen Charakteristik auszubringen.

Description

Behälterreinigungsmaschine zum Reinigen von Behältern und Verfahren zum Reinigen eines Behälters

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Behälterreinigungsmaschine zum Reinigen von Behältern, wie Flaschen, entsprechend Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Reinigen eines Behälters entsprechend Anspruch 9.

Stand der Technik

Behälterreinigungsmaschinen und Verfahren zum Reinigen von Behältern sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. So werden in der getränkeverarbeitenden Industrie Behälterreinigungsmaschinen eingesetzt, die beispielsweise über eine Vielzahl von Reinigungsbädern und/oder Düsen verfügen, um die zu reinigenden Behälter, wie Glasflaschen, mit Reinigungsfluiden zu beaufschlagen, um beispielsweise Verschmutzungen zu entfernen oder die Behälter zu desinfizieren.

Dabei ist es auch bekannt, die Behälter gezielt auch von innen zu reinigen, wobei eine Düse vorgesehen sein kann, die Reinigungsfluid in den Innenraum des Behälters einbringt. Während dies das Reinigungsergebnis grundsätzlich verbessern kann, sind dem Einbringen des Reinigungsfluids aufgrund des in dem Innenraum verbleibenden Reinigungsfluids gewisse Grenzen gesetzt, da sich durch das in dem Innenraum verbleibende Reinigungsfluid ein Gegendruck zu weiterem in den Innenraum einzubringendem Reinigungsfluid aufbaut. Dies kann je nach Prozessführung das Reinigungsergebnis nachteilig beeinflussen.

Aufgabe

Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht die zu lösende technische Aufgabe darin, eine Behälterreinigungsmaschine sowie ein Verfahren zum Reinigen von Behältern anzugeben, mit denen eine verbesserte Reinigung erzielt werden kann.

Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Behälterreinigungsmaschine zum Reinigen von Behältern gemäß Anspruch 1 sowie das Verfahren zum Reinigen von Behältern gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst. Die erfindungsgemäße Behälterreinigungsmaschine zum Reinigen von Behältern, wie Flaschen, umfasst eine Transportvorrichtung zum Transportieren von Behältern und eine Ausbringvorrichtung zum Ausbringen eines Reinigungsfluids auf einen in der Transportvorrichtung transportierten Behälter, wobei die Ausbringvorrichtung ausgebildet ist, das Reinigungsfluid während einer Ausbringphase mit einer zeitlich veränderlichen Charakteristik auszubringen.

Unter einer „Ausbringphase“ soll im Folgenden eine Zeitspanne verstanden werden, in der die Ausbringvorrichtung das Reinigungsfluid auf den Behälter aufbringt. Dazu sollen keine Zeiträume vor oder nach dieser Ausbringphase zählen, während denen beispielsweise prozesstechnisch notwendig die Durchstrommenge von Reinigungsfluid durch die Ausbringeinrichtung erhöht wird oder erniedrigt wird, um das Ausbringen von Reinigungsfluid zu beginnen bzw. zu beenden. In diesem Sinne kann ein Ausbringvorgang verstanden werden als ein Zeitraum zwischen zwei Perioden, in denen die Ausbringvorrichtung kein Reinigungsfluid ausbringt. Der Ausbringvorgang umfasst eine erste Zeitspanne, die als Einschaltphase bezeichnet werden kann und während der beispielsweise mit dem Ausbringen von Reinigungsfluid begonnen wird, bis die Menge an Reinigungsfluid einen gewünschten Wert erreicht. Ein Beaufschlagen des Behälters findet während dieser Phase nicht notwendig statt. Daran schließt sich die Ausbringphase an, während der gezielt eine bestimmte Menge Reinigungsfluid aus der Ausbringvorrichtung ausgebracht wird und der Behälter mit diesem Reinigungsfluid beaufschlagt wird. An die Ausbringphase schließt sich eine Ausschaltphase an, die eine Zeitspanne umfasst, während der die Menge an Reinigungsfluid reduziert werden kann, bis schließlich kein Reinigungsfluid mehr ausgebracht wird und die Ausbringvorrichtung somit das Ausbringen von Reinigungsfluid beendet. Auch während der Ausschaltphase muss eine Beaufschlagung des Behälters mit dem ausgebrachten Reinigungsfluid nicht notwendig erfolgen.

Erfindungsgemäß umfasst die zeitlich veränderliche Charakteristik sämtliche Eigenschaften oder Parameter des auszubringenden Reinigungsfluids inklusive Parameter, die die Art und Weise des Ausbringens des Reinigungsfluids kennzeichnen. Unter dem Begriff der zeitlich veränderlichen Charakteristik ist somit eine abhängig von der Zeit t, die während der Ausbringphase verstreicht, verlaufende Änderung der Charakteristik. Dabei soll unter dem Begriff einer zeitlich veränderlichen Charakteristik keine triviale Abhängigkeit von der Zeit verstanden werden, also Charakteristika, die nicht funktional von der verstrichenen Zeit t während der Ausbringphase abhängen. Aus der Menge zeitlich veränderlicher Charakteristika in Form von Funktionen f(t) sollen also nur die Funktionen f verstanden werden, für die gilt f (t) c, wobei c eine willkürliche Konstante ist. Durch zeitliche Veränderungen von Charakteristika des Ausbringens des Reinigungsfluids und/oder des Reinigungsfluids kann das Reinigungsergebnis verbessert werden, indem beispielsweise die Zusammensetzung des Reinigungsfluids geändert wird oder die Ausbringrichtung des Reinigungsfluids abhängig von der Zeit während der Ausbringphase variiert wird, um einen Gegendruck aufgrund des bereits ausgebrachten Reinigungsfluids zu reduzieren.

Es kann vorgesehen sein, dass die Charakteristik einen Ausbringdruck, ein Reinigungsfluid, eine Konzentration einer chemischen Komponente des Reinigungsfluids, eine Temperatur des Reinigungsfluids, und/oder eine Durchflussmenge des Reinigungsfluids umfasst.

Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Charakteristik zumindest einen der genannten Parammeter, kann aber auch mehrere der genannten Parameter umfassen. Durch Variation dieser Charakteristika kann zum einen das Ziel der Reinigung bzw. der mit der Reinigung bewirkte Effekt verändert werden, indem beispielsweise während der Ausbringphase unterschiedliche chemische Zusammensetzungen des Reinigungsfluids verwendet werden, um beispielsweise mit einer chemischen Komponente zu desinfizieren oder mit einer anderen chemischen Komponente ein Entfernen biologischer Filme oder von Schmutz zu bewirken. Durch Änderung physikalischer Parameter (wie Richtung, Druck oder Temperatur oder Durchflussmenge) des Ausbringens kann ebenfalls der Reinigungseffekt verändert werden, indem beispielsweise eine höhere Temperatur des Reinigungsfluids genutzt wird, um den Behälter zu desinfizieren oder durch eine Veränderung des Drucks auch starke Verschmutzungen zu beseitigen.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Ausbringelement beweglich in Richtung auf einen Behälter zu und von einem Behälter weg angeordnet ist und wobei die Charakteristik einen Abstand zu einer Öffnung eines Behälters umfasst.

Der Abstand kann dabei ein positiver Wert sein, der einen Abstand von der Öffnung zu einem außenliegenden (außerhalb des Behälters sich befindenden) Ausbringelerment charakterisiert. Der Abstand kann auch negativ sein, was im Folgenden unter einem Einbringen des Ausbringelements oder zumindest eines Teils des Ausbringelements (beispielsweise der Ausbringöffnung) in den Behälter verstanden werden soll. Hierdurch kann das Ausbringen des Reinigungsfluids auf bestimmte Teile des Behälters vorteilhaft erreicht werden. In einer Ausführungsform ist das Ausbringelement ausgebildet, das Reinigungsfluid mit veränderlicher Strahlgeometrie auszubringen und wobei die Charakteristik die Strahlgeometrie umfasst.

Die Strahlgeometrie umfasst dabei sowohl die Richtung als auch die Form des ausgebrachten Strahls von Reinigungsfluid. In diesem Sinne muss der Reinigungsfluidstrahl nicht notwendig eine eindimensionale Form im Sinne eines Flüssigkeitsstrahls aufweisen, sondern kann beispielsweise das Reinigungsfluid in Form eines Kegels oder einer Dreiecksfläche umfassen. Die Strahlgeometrie muss dabei nicht symmetrisch sein, so dass beispielsweise auch ein Kegel mit elliptischem oder irregulärem Querschnitt senkrecht zur Bewegungsrichtung des Reinigungsfluids ausgehend von einer Ausbringöffnung des Ausbringelements mitumfasst ist. Durch Änderung der Strahlgeometrie kann das Reinigungsergebnis beeinflusst werden.

In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Strahlgeometrie wenigstens eines von einer Ausbringrichtung eines Reinigungsfluidstrahls, einer Querschnittsfläche des Reinigungsfluidstrahls in einer Ebene senkrecht zu der Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls, einer Strahlfläche des Reinigungsfluidstrahls in einer Ebene parallel zur Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls umfasst.

Durch Änderung der Ausbringrichtung des Reinigungsfluids kann gezielt ein bestimmter Bereich eines Behälters mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden. Durch Änderung der Querschnittsfläche kann gezielt der Reinigungsmitteldruck, der auf eine bestimmte Fläche des zu reinigenden Behälters trifft, variiert werden. Selbiges kann durch Änderung einer Strahlfläche bewirkt werden, wobei der Reinigungsfluidstrahl in diesem Fall nicht auf einen zweidimensionalen Reinigungsfluidstrahl beschränkt ist.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Strahlgeometrie eine Ausbringrichtung umfasst und wobei die Ausbringrichtung r(t) durch eine zeitabhängige Funktion der Form r(t) = beschrieben wird, wobei f(t) und h(t) zeitabhängige Funktionen sind und a und ß

Konstanten sind.

Der Reinigungsfluidstrahl wird somit entlang eines Kegelmantels ausgebracht, wobei der Reinigungsfluidstrahl um die Mittelachse des Kegels präzediert. Dies kann insbesondere beim Einbringen des Ausbringelements in eine Öffnung des Behälters zum Beaufschlagen des Innenraums des Behälters vorteilhaft sein, da so der durch das bereits im Innenraum befindliche Reinigungsfluid bewirkte Gegenruck auf weiter in den Behälter einzubringenden Reinigungsfluid reduziert wird, was die in dem Behälter einbringbare Menge Reinigungsfluid pro Zeiteinheit günstig beeinflusst und damit das Reinigungsergebnis verbessert.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ausbringelement an einem beweglichen Rahmen angeordnet ist und wobei der Rahmen während der Ausbringphase in Transportrichtung eines Behälters entlang der Transportvorrichtung mit dem Behälter mitbewegt werden kann, sodass ein Abstand des Ausbringelements zum Behälter in Transportrichtung des Behälters während der Ausbringphase im Wesentlichen konstant bleibt.

Dass der Abstand des Ausbringelements zum Behälter in Transportrichtung des Behälters während der Ausbringphase im Wesentlichen konstant bleibt, ist hier so zu verstehen, dass ein Abstand zwischen einem bestimmten Punkt des Behälters (beispielsweise das Mittelpunkt der Öffnung des Behälters) gemessen zu einem bestimmten Punkt des Ausbringelements in Transportrichtung des Behälters sich während der Ausbringphase höchstens um einen Wert ändert, der klein gegenüber den Abmessungen des Behälters in Transportrichtung des Behälters ist. Beispielsweise kann die maximale Änderung des Abstandes weniger als 50% oder weniger als 25% oder weniger als 10 % der Ausdehnung des Behälters in Transportrichtung betragen. Bevorzugt verändert sich der Abstand des Behälters zum Ausbringelement in Transportrichtung jedoch nicht oder die Abweichung der relativen Position während der Ausbringphase ist kleiner 2 mm. Mit dieser Ausgestaltung wird sichergestellt, dass das Reinigungsfluid möglichst während der gesamten Ausbringphase auf den Behälter aufgebracht wird.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Transporteinrichtung eine Aufnahme zum Aufnehmen eines Behälters umfasst und wobei die Aufnahme eine Fixierung zum Fixieren eines Behälters während der Ausbringphase umfasst.

Mit dieser Ausgestaltung kann sichergestellt werden, dass der Behälter trotz variabler Charakteristik des Ausbringens des Reinigungsfluids in der Aufnahme nicht verrutscht oder beschädigt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Reinigen eines Behälters, wie einer Flasche, mittels einer Behälterreinigungsmaschine mit einer Transportvorrichtung zum Transportieren von Behältern und einer Ausbringvorrichtung zum Ausbringen eines Reinigungsfluids auf einen in der Trans- portvorrichtung transportierten Behälter, wobei die Ausbringvorrichtung ausgebildet ist, das Reinigungsfluid während einer Ausbringphase mit einer zeitlich veränderlichen Charakteristik auszubringen, umfasst ein Transportieren des Behälters zur Ausbringvorrichtung und ein Beaufschlagen des Behälters mit dem Reinigungsfluid während der Ausbringphase umfasst, wobei während der Ausbringphase die Charakteristik abhängig von der Zeit verändert wird. Mit diesem Verfahren wird das Reinigungsergebnis verbessert.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Charakteristik einen Ausbringdruck, ein Reinigungsfluid, eine Konzentration einer chemischen Komponente des Reinigungsfluids, eine Temperatur des Reinigungsfluids, und/oder eine Durchflussmenge des Reinigungsfluids umfasst. Ein Anpassen dieser Charakteristika erlaubt eine weitere Verbesserung des Reinigungsergebnisses.

In einer Ausführungsform wird das Ausbringelement während der Ausbringphase in Richtung auf den Behälter zu und/oder von dem Behälter weg bewegt und die Charakteristik umfasst einen Abstand zu einer Öffnung des Behälters. Hierdurch kann gezielt der Innenraum eines Behälters mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden, was das Reinigungsergebnis des Innenraums verbessert.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Ausbringelement das Reinigungsfluid während der Ausbringphase mit veränderlicher Strahlgeometrie ausbringt und wobei die Charakteristik die Strahlgeometrie umfasst. Durch Veränderung der Strahlgeometrie kann insbesondere der Druck, mit dem das Reinigungsfluid auf die Oberfläche des Behälters trifft, variiert werden, was das Reinigungsergebnis verbessern kann.

In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Strahlgeometrie wenigstens eines von einer Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls, einer Querschnittsfläche des Reinigungsfluidstrahls in einer Ebene senkrecht zu der Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls, einer Strahlfläche des Reinigungsfluidstrahls in einer Ebene parallel zur Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls umfasst. Diese Ausführungsform erlaubt eine noch präzisere Steuerung des auf den Behälter auftreffenden Mediums.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Strahlgeometrie eine Ausbringrichtung umfasst und wobei die Ausbringrichtung r(t) durch eine zeitabhängige Funktion der Form r(t) = beschrieben wird, wobei f(t) und h(t) zeitabhängige Funktionen sind und a und ß Konstanten sind. Diese Ausgestaltung kann insbesondere ein Aufbauen eines Gegendrucks von bereits in den Behälter eingebrachtem Reinigungsfluid reduzieren, so dass die Menge an den Innenraum eines Behälters eingebrachten Reinigungsfluids vergrößert und das Reinigungsergebnis damit verbessert werden kann.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Ausbringelement an einem beweglichen Rahmen angeordnet ist und wobei der Rahmen während der Ausbringphase in Transportrichtung eines Behälters entlang der Transportvorrichtung mit dem Behälter mitbewegt werden kann, sodass ein Abstand des Ausbringelements zum Behälter in Transportrichtung des Behälters während der Ausbringphase im Wesentlichen konstant bleibt.

Die Zeit, während der das Reinigungsfluid auf die vorgesehene Stelle des Behälters trifft, kann somit vergrößert werden.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Behälterbehandlungsmaschine

Fig. 2a-d zeigen verschiedene Ausführungsformen einer zeitlich veränderlichen

Charakteristik

Fig. 3a und b zeigen verschiedene Ausführungsformen von beweglich angeordneten

Ausbringelementen

Ausführliche Beschreibung

Fig. 1 zeigt eine Behälterreinigungsmaschine 100 gemäß einer Ausführungsform. Die Behälterreinigungsmaschine 100 kann auf aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannte Weise konstruiert sein. Insbesondere kann der Behälterreinigungsmaschine eine Behälterzufuhr 150 zugeordnet sein, in der Behälter 130, wie beispielsweise Flaschen, beispielsweise in einem ungeordneten Massenstrom der Behälterreiniungsmaschine 100 zugeführt werden, in die sie dann mittels einer Transportvorrichtung 102 übernommen werden können. Zu diesem Zweck kann die Transporteinrichtung 102 eine Vielzahl von Behälterträgern 131 umfassen, die jeweils einen Behälter 130 aufnehmen können. Die Behälterträger 131 können eine Vielzahl von Behälteraufnahmeplätzen aufweisen, die quer zur Transportrichtung der Behälterträger 131 angeordnet sind. Dadurch kann eine Vielzahl von Behältern 130 zeitgleich an einer jeweiligen Reinigungsstation vorbeigeführt oder hindurchgeführt werden, welche eine entsprechende Erstreckung quer zur Transportrichtung der Behälterträger 131 aufweisen kann. Dadurch lässt sich eine hohe Ausbringleistung der Behälterreinigungsmaschine 100 erreichen.

Die Behälter 130 werden dann entlang der Transportvorrichtung 102 optional in den Behälterträgern 131 durch die Flaschenreinigungsmaschine 100 zu einer Abführeinrichtung 160 transportiert, in die sie nach durchlaufen der Behälterreinigungsmaschine übergeben werden können. Analog zur Zuführeinrichtung 150 kann die Abführeinrichtung 160 als ungeordneter Massentransporteur für den Transport der Behälter ausgestaltet sein. Auch andere Ausführungsformen sind hier denkbar.

Innerhalb der Flaschenreinigungsmaschine kann die Transporteinrichtung die Behälter an einer Vielzahl von Reinigungsstationen vorbeiführen. So kann beispielsweise ein Reinigungsbad 170 vorgesehen sein, durch das die Behälter geführt und in das sie vollständig oder teilweise eingetaucht werden können. Das Reinigungsbad 170 kann mit einem Reinigungsfluid, beispielsweise Wasser oder einer sauren Lösung oder einer basischen Lösung gefüllt sein, um Verschmutzungen oder Kontaminationen zu entfernen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Behälter 130 zumindest an einem Ausbringelement 111 bis 113 vorbeigeführt werden, wobei das Ausbringelement 111 ein Reinigungsfluid 114 in Richtung der Behälter ausbringen kann, um diese mit dem Reinigungsfluid 114 zu beaufschlagen. Das Ausbringelement 111 ist bevorzugt außerhalb eines Reinigungsbads 170 angeordnet und kann, wie beispielsweise hier dargestellt, an einem Rahmen 101 angeordnet sein, der bezüglich der Transporteinrichtung 102 feststehend ausgestaltet sein kann. Entsprechend der im Zusammenhang mit der Fig. 3b beschriebenen Ausführungsform kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Rahmen 101 beweglich angeordnet ist, um das Ausbringelement 111 bis 113 mit den Behältern entlang der Transporteinrichtung mitzuführen.

Die Ausbringelemente 111 bis 113 können grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform als Düse zum Ausbringen eines Reinigungsfluidstrahls oder eines Reinigungsfluidnebels, der im Folgenden auch unter dem Begriff des Reinigungsfluidstrahls verstanden werden soll. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine Charakteristik des während einer Ausbringphase, in der ein Ausbringelement 111 bis 113 Reinigungsfluid gezielt auf einen Behälter ausbringt, zeitlich verändert werden kann. Hiermit kann vorteilhaft das Reinigungsergebnis beeinflusst werden.

Dabei umfasst der Begriff der Charakteristik des Ausbringens des Reinigungsfluids sowohl eine Eigenschaft des Reinigungsfluids selbst, wie beispielsweise einen Ausbringdruck, das verwendete Reinigungsfluid an sich, eine Konzentration einer chemischen Komponente des Reinigungsfluids, eine Temperatur des Reinigungsfluids und/oder eine Durchflussmenge des Reinigungsfluids. Zusätzlich sind darunter Charakteristika des Ausbringens des Reinigungsfluids, wie etwa die Ausbringrichtung oder die Strahlgeometrie, mit der das Reinigungsfluid aus dem Ausbringelement ausgebracht wird, zu verstehen. Auch eine veränderliche Position des Ausbringelements während der Ausbringphase und während des Ausbringens des Reinigungsfluids soll unter einer zeitlich veränderlichen Charakteristik verstanden werden.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Temperatur des ausgebrachten Reinigungsfluids während der Ausbringphase verändert wird und zunächst die Behälter beispielsweise mit kaltem Wasser gepült werden und anschließend die Behälter mit einer erwärmten basischen oder sauren Lösung beaufschlagt werden. Hiermit können gewünschte Reinigungseffekte, wie beispielsweise zunächst das Einweichen von Verunreinigungen mit Wasser und das anschließende Auflösen von Verunreinigungen durch Beaufschlagen mit basischen oder sauren Lösungen zuverlässig erzielt werden, wobei der Komponenteneinsatz gering bleibt. Eine Änderung des Ausbringdrucks des Reinigungsfluids kann genutzt werden, um zum einen ein Benetzen der Oberfläche mit dem Reinigungsfluid und zum anderen (bei höherem Druck) ein Entfernen von Verunreinigungen zu bewirken.

Dabei kann vorgesehen sein, dass eine zeitliche Veränderung des aufzubringenden Drucks eine Veränderung des Ausbringdrucks von 0,5 bar bis 20 bar, oder von 0,5 bar bis 10 bar, oder von 0,5 bar bis 7 bar umfasst, wobei der Maximaldruck je nach Druckbeständigkeit des Behälters gewählt werden kann, um Beschädigungen zu vermeiden.

Auch eine Veränderung der Durchflussmenge an Reinigungsfluid, das durch das Ausbringelement pro Zeiteinheit auf den Behälter ausgebracht wird, kann eine Verbesserung des Reinigungsergebnisses bewirken, indem durch ein Erhöhen der Durchflussmenge auch grobe Verunreinigungen zuverlässig vom Behälter wegespült werden können. Dabei kann die Durchflussmenge als Charakteristik während der Ausbringphase zeitlich abhängig variiert werden und beispielsweise zwischen 0,1 l/min bis 50 l/min oder 1 l/min bis 40 l/min oder bevorzugt 5 l/min bis 30 l/min variiert werden.

Als Reinigungsfluid kann insbesondere elektrisch chemisch aktiviertes Wasser (ECA-Wasser) zum Einsatz kommen. Dieses wird mittels eines Generators durch Membranzellenelektrolyse aus einer Natriumchloridlösung gewonnen. Bei diesem Verfahren werden die Natriumionen von den Chlorionen getrennt, so dass auf den beiden Seiten der Membranzelle eine alkalische Lösung und eine hypochlorige Säure vorliegen. Erstere kann vorteilhaft zur Reinigung verwendet werden, wobei letzere zur Desinfektion aufgrund des hohen Oxidationsreduktionspotenzials genutzt werden kann. Durch geeignete Zufuhr beider Lösungen zu einem Ausbringelement (beispielsweise durch isolierte Leitungen, die im Ausbringelement zusammenlaufen), kann über den zeitlichen Verlauf zunächst eine Reinigung und anschließend eine Desinfektion erfolgen, indem die Zusammensetzungen des Reinigungsfluids zeitlich verändert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Zeitspanne während der Ausbringphase, während das alkalische Katolyt zur Reinigung verwendet wird, größer ist als die Zeitspanne, während der die Desinfektion erfolgt, da aufgrund des hohen Oxidationsreduktionspotenzials der hypochlorigen Säure die Desinfektion schnell erreicht werden kann.

Die Fig. 2a bis 2d zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen, bei denen eine Charakteristik der Ausbringrichtung und/oder des Strahlprofils des ausgebrachten Reinigungsfluidstrahls zeitlich abhängig verändert wird.

In der Fig. 2a bringt ein Ausbringelement 210 einen Reinigungsfluidstrahl 211 aus, der in der Draufsicht (linke Darstellung der Fig. 2a) eindimensional ist und in der Seitenansicht (rechte Darstellung der Fig. a) im Wesentlichen die Form eines Dreiecks besitzt. Dies kann erreicht werden, indem die Auslassöffnung des Ausbringelements 210 schlitzförmig ist. In dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Reinigungsfluidstrahl beispielsweise durch Drehen der Auslassöffnung des Ausbringelements um die Rotationsachse R, die prallel zu einer Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls 211 bzw. senkrecht zu einer Öffnungsebene des Ausbringelements 210 verläuft, gedreht wird. Der Reinigungsfluidstrahl 211 wandert also über den Drehwinkel a(t) in eine Position 211 ‘. Der Drehwinkel a(t) ist dabei eine Funktion der Zeit und kann beispielsweise a(t) = ß-t sein. Die Drehgeschwindigkeit ist somit zeitlich konstant. Auch andere Drehwinkelfunktionen a(t) sind denkbar, wobei bevorzugt die Funktion a(t) so gewählt wird, dass zumindest ein halber Umlauf des Reinigungsfluidstrahls 211 um die Rotationsachse R während der Ausbringphase bewirkt wird. Dies bedeutet bei einer Startzeit t = 0 und einer Endzeit t = T, dass a(0)=0 und a(T) = n erfüllt. Hiermit wird sichergestellt, dass jeder Punkt des Behälters zumindest einmal von dem Reinigungsfluidstrahl 211 mit Reinigungsfluid mitbeaufschlagt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens ein vollständiger Umlauf des Reinigungsfluidstrahls um die Rotationsachse r erreicht, so dass a(T) > 2 ist.

In Fig. 2b ist vorgesehen, dass der Reinigungsfluidstrahl 221 gegenüber einer Referenzrichtung, beispielsweise einer Richtung, die senkrecht auf der Ausbringöffnung des Ausbringelements steht, um den Winkel ß(t) in die Position 221 ‘ verkippt werden kann. Hiermit wird der Auftreffwinkel des Reinigungsfluidstrahls auf die Behälteroberfläche verändert, was zu einem verbesserten Entfernen von Verunreinigungen führen kann.

Insbesondere kann in dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Kippwinkel ß(t) als zeitliche Funktion zwischen einer Ausgangsstellung (in der hier der Reinigungsfluidstrahl 221 dargestellt ist) und einer maximalen Auslenkung (hier dargestellt mit dem Reinigungsfluidstrahl 221 ‘) verläuft. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsfluidstrahl eine Pendelbewegung um die Ausgangslage vollführt, so dass der Reinigungsfluidstrahl über die Zeit t sowohl einen Ausschlag in Richtung der maximalen Auslenkung entsprechend der Position 221 ‘ und eine Auslenkung in die Gegenrichtung erfährt. Dabei können die maximalen Auslenkwinkel in beiden Richtungen identisch sein, so dass ß max ^— ß-max gilt.

Durch Variation der Funktion ß(t) kann der Verlauf der Bewegung des Reinigungsfluidstrahls 221 verändert werden.

In Fig. 2c ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der der Öffnungswinkel des Fluidstrahlsd y(t) zeitlich variiert. Der Öffnungswinkel ist dabei der Winkel, der zwischen der Ausbringöffnung des Ausbringelements 230 und den äußeren Begrenzungen des Reinigungsfluidstrahls 231 bzw. 231 ‘ eingeschlossen wird.

Der Öffnungswinkel kann beispielsweise in einem Winkelbereich von wenigen Graden, beispielsweise 2°, bis zu 45° variiert werden, wobei abhängig von den Anforderungen an die Reinigung die Zeitspanne, während der der Öffnungswinkel in einem bestimmten Wertebereich liegt, variiert werden kann.

In Fig. 2d ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der der Reinigungsfluidstrahl 241 als um eine Drehachse R präzedierender Reinigungsfluidstrahl ausgestaltet ist. Dies kann beispielsweise durch eine um eine Rotationsachse R drehbar gelagerte Ausbringöffnung des Ausbringelements 240 realisiert werden, wobei die Ausbringöffnung bevorzugt als Ausbringdüse ausgestaltet ist, die einen Reinigungsfluidstrahl mit möglichst geringem Öffnungswinkel (beispielsweise kleiner als 10° oder kleiner als 5°) ausbringen kann. Der Richtungsvektor r(t), der die Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls definiert, hängt dabei ab von dem Präzessionswinkel ö(t) und einem „Höhenwert“ h(t). Wird der Präzessionswinkel ö(t) als Funktion f (t) bezeichnet, so lässt sich der

Hierin sind die Werte a und ß grundsätzlich beliebige reellwertige Konstanten, wobei a und ß verschieden oder gleich sein können. Sie sind a und ß identisch, so beschreibt der Vektor r(t) als Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls eine Bewegung entlang eines Kegelmantels eines Kegels mit kreisförmiger Grundfläche. Sind a und ß verschieden, so beschreibt der Vektor der Ausbringrichtung eine Bewegung entlang eines Kegels mit elliptischer Grundfläche. Ist die Höhenfunktion h(t) nicht trivial zeitabhängig (also gilt nicht h(t) = c mit c als Konstante), so ändert sich in dieser Ausführungsform auch der Öffnungswinkel des Kegels.

Mit dieser Ausführungsform kann besonders vorteilhaft das Innere eines Behälters mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden, wobei beispielsweise bei nicht rotationssymmetrischen Behältern die Konstanten a und ß verschieden voneinander gewählt werden können, um der Abweichung der Form des Behälters von einer rotationssymmetrischen Form Rechnung zu tragen. Insgesamt ist diese Ausführungsform besonders vorteilhaft, um den Aufbau von Druck von bereits in den Behälter eingebrachtem Reinigungsfluid zu minimieren und somit die in den Behälter einbringbare Menge Reinigungsfluid während der Ausbringphase zu erhöhen.

Fig. 3a zeigt eine Ausführungsform, bei der das Ausbringelement 310 gegenüber einem Behälter 130 in einer Aufnahme 331 beweglich angeordnet ist. Insbesondere kann der Abstand d zwischen einem Punkt des Ausbringelements 310 und einem Punkt des Behälters (hier beispielsweise zwischen der Ausbringöffnung des Ausbringelements 310 und der Öffnung des Behälters 130) als zeitlich abhängige Funktion d(t) verändert werden, so dass während der Ausbringphase das Ausbringelement 310 beispielsweise in Richtung der Öffnung des Behälters bewegt werdem kann. Der Abstand d muss dabei nicht positiv sein. Ist der Abstand d positiv, so befindet sich das Ausbringelement außerhalb des Behälters. Ist der Abstand d negativ, befindet sich das Ausbringelement innerhalb des Behälters (hier dargestellt mit der gestrichelten Position 312). Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, um Reinigungsfluid 311 in den Innenraum des Behälters einzubringen. In der Fig. 3a ist ebenfalls dargestellt, dass der Behälterträger 331 als Aufnahme ausgestaltet sein kann, der einen Behälter aufnimmt und weiterhin eine Fixierung 335 umfasst, um den Behälter in der Aufnahme zu fixieren. Dabei kann der Behälter von der Fixierung (die hier als eine oder mehrere Klammern dargestellt ist, aber auch auf andere Art und Weise ausgestaltet sein kann) so in der Aufnahme 331 gehalten werden, dass seine Position bezüglich der Öffnung 333 der Aufnahme und/oder bezüglich eines Bodens 334 der Aufnahme 331 fixiert ist, während der Behälter 130 in der Aufnahme 331 entlang der Transporteinrichtung 321 bewegt wird.

Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft bei einem in den Behälter 130 einzubringenden Ausbringelement 310, um so Beschädigungen zu vermeiden. Diese Ausführungsform ist auch besonders vorteilhaft in Verbindung mit den in Zusammenhang mit den Fig. 2a bis 2d beschriebenen Ausführungsformen, da durch die Veränderung der Strahlgeometrie und/oder die Veränderung der Ausbringrichtung des Reinigungsfluids die auf den Behälter einwirkenden Kräfte verändert werden. Durch Verwendung von Fixierungen 335 können unerwünschte Bewegungen des Behälters vermieden werden

In der Fig. 3b ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der das bzw. die Ausbringelemente 310 in Transportrichtung T der Behälter (optional in den Aufnahmen 331) entlang der Transportvorrichtung 321 mitbewegt werden können, so dass sich der Abstand zwischen dem Ausbringelement 310 und dem von dem Ausbringelement mit Reinigungsfluid 311 beaufschlagten Behälter in Transportrichtung T bevorzugt nicht ändert.

Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem das oder die Ausbringelemente 310 auf oder an einem Rahmen 351 angeordnet sind, wobei der Rahmen beispielsweise auf drehbar gelagerten Elementen 352 und 353 fest montiert ist und durch Drehung der drehbar gelagerten Elemente 352 und 353 der Rahmen 351 in Transportrichtung T mit den Aufnahmen 331 mitbewegt werden kann. Der Rahmen zusammen mit den Ausbringelementen kann in dieser Ausführungsform als Beaufschlagungseinrichtung 350 verstanden werden.

Mit dieser Ausführungsform kann auch das Einführen der Ausbringelemente 310 in die Behälter in den Behälteraufnahmen 331 bewirkt werden, da der Rahmen der Bewegung der drehbaren Elemente 352 und 353 folgt und somit nicht nur eine Bewegung in Transportrichtung T, sondern auch senkrecht dazu auf die Behälter zu und von diesen weg bewirkt.

Diese Ausführungsform ist daher besonders vorteilhaft in Kombination mit der Fig. 3a realisierbar. Alternativ zu der Ausgestaltung als linear bewegbaren Rahmen 351 entsprechend der Fig. 3b kann der Rahmen 351 auch als Trommel ausgestaltet sein, wobei entlang dessen Peripherie die Ausbringelemente angeordnet sein können. Die Trommel kann gegenüber einer gekrümmten Transporteinrichtung 321 gedreht werden und so während des Transports der Aufnahmen 331 mit daran angeordneten Behältern ein Mitbewegen von Ausbringelementen 310 bewirken. In einem als Trommel ausgestalteten Rahmen 351 können die Ausbringelemente 310 entsprechend der Fig. 3a ausgestaltet sein und somit in Richtung eines Behälters oder von diesem weg bewegt werden. Die im Zusammenhang mit den Fig. 3a und 3b beschriebenen Ausführungsformen sind mit sämtlichen übrigen beschriebenen Ausführungsformen kombinierbar.

Claims

Ansprüche Behälterreinigungsmaschine zum Reinigen von Behältern, wie Flaschen, mit einer T rans- portvorrichtung zum Transportieren von Behältern und einer Ausbringvorrichtung zum Ausbringen eines Reinigungsfluids auf einen in der Transportvorrichtung transportierten Behälter, wobei die Ausbringvorrichtung ausgebildet ist, das Reinigungsfluid während einer Ausbringphase mit einer zeitlich veränderlichen Charakteristik auszubringen. Behälterreinigungsmaschine nach Anspruch 1 , wobei die Charakteristik einen Ausbringdruck, ein Reinigungsfluid, eine Konzentration einer chemischen Komponente des Reinigungsfluids, eine Temperatur des Reinigungsfluids, und/oder eine Durchflussmenge des Reinigungsfluids umfasst. Behälterreinigungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ausbringelement beweglich in Richtung auf einen Behälter zu und von einem Behälter weg angeordnet ist und wobei die Charakteristik einen Abstand zu einer Öffnung eines Behälters umfasst. Behälterreinigungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ausbringelement ausgebildet ist, das Reinigungsfluid mit veränderlicher Strahlgeometrie auszubringen und wobei die Charakteristik die Strahlgeometrie umfasst. Behälterreinigungsmaschine nach Anspruch 4, wobei die Strahlgeometrie wenigstens eines von einer Ausbringrichtung eines Reinigungsfluidstrahls, einer Querschnittsfläche des Reinigungsfluidstrahls in einer Ebene senkrecht zu der Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls, einer Strahlfläche des Reinigungsfluidstrahls in einer Ebene parallel zur Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls umfasst. Behälterreinigungsmaschine nach Anspruch 5, wobei die Strahlgeometrie eine Ausbringrichtung umfasst und wobei die Ausbringrichtung r(t) durch eine zeitabhängige Funktion beschrieben wird, wobei f(t) und h(t) zeitabhängige Funkti- onen sind und a und ß Konstanten sind. Behälterreinigungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Ausbringelement an einem beweglichen Rahmen angeordnet ist und wobei der Rahmen während der Ausbringphase in Transportrichtung eines Behälters entlang der Transportvorrichtung mit dem Behälter mitbewegt werden kann, sodass ein Abstand des Ausbringelements zum Behälter in Transportrichtung des Behälters während der Ausbringphase im Wesentlichen konstant bleibt. Behälterreinigungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Transporteinrichtung eine Aufnahme zum Aufnehmen eines Behälters umfasst und wobei die Aufnahme eine Fixierung zum Fixieren eines Behälters während der Ausbringphase umfasst. Verfahren zum Reinigen eines Behälters, wie einer Flasche, mittels einer Behälterreinigungsmaschine mit einer Transportvorrichtung zum Transportieren von Behältern und einer Ausbringvorrichtung zum Ausbringen eines Reinigungsfluids auf einen in der Transportvorrichtung transportierten Behälter, wobei die Ausbringvorrichtung ausgebildet ist, das Reinigungsfluid während einer Ausbringphase mit einer zeitlich veränderlichen Charakteristik auszubringen, wobei das Verfahren ein Transportieren des Behälters zur Ausbringvorrichtung und ein Beaufschlagen des Behälters mit dem Reinigungsfluid während der Ausbringphase umfasst, wobei während der Ausbringphase die Charakteristik abhängig von der Zeit verändert wird. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Charakteristik einen Ausbringdruck, ein Reinigungsfluid, eine Konzentration einer chemischen Komponente des Reinigungsfluids, eine Temperatur des Reinigungsfluids, und/oder eine Durchflussmenge des Reinigungsfluids umfasst. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Ausbringelement während der Ausbringphase in Richtung auf den Behälter zu und/oder von dem Behälter weg bewegt wird und wobei die Charakteristik einen Abstand zu einer Öffnung des Behälters umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei das Ausbringelement das Reinigungsfluid während der Ausbringphase mit veränderlicher Strahlgeometrie ausbringt und wobei die Charakteristik die Strahlgeometrie umfasst. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Strahlgeometrie wenigstens eines von einer Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls, einer Querschnittsfläche des Reinigungsfluidstrahls in einer Ebene senkrecht zu der Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls, einer Strahlfläche des Reinigungsfluidstrahls in einer Ebene parallel zur Ausbringrichtung des Reinigungsfluidstrahls umfasst. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Strahlgeometrie eine Ausbringrichtung umfasst und wobei die Ausbringrichtung r(t) durch eine zeitabhängige Funktion der Form r(t) = cos f(t)\ sinf(t) beschrieben wird, wobei f(t) und h(t) zeitabhängige Funktionen sind und a und ß Konstanten sind. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Ausbringelement an einem beweglichen Rahmen angeordnet ist und wobei der Rahmen während der Ausbringphase in Transportrichtung eines Behälters entlang der Transportvorrichtung mit dem Behälter mitbewegt werden kann, sodass ein Abstand des Ausbringelements zum Behälter in Transportrichtung des Behälters während der Ausbringphase im Wesentlichen konstant bleibt.