(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器（１０）への液体の流れを制御するためのバルブ装置（４）を有し、容器（１０）に液体を注入する充填装置（２）と、
第１の液体を前記充填装置（２）に供給するための第１の供給配管（１２）と、
第２の液体を前記充填装置（２）に供給するための第２の供給配管（１４）とを備えており、
前記第１の供給配管（１２）および前記第２の供給配管（１４）が、少なくとも幾つかの部分において互いに別々である、容器に液体を充填するための装置（１）であって、
容器の充填プロセスの開始時および終了時に、当該容器に前記第１の液体のみを注入するように構成された制御装置を有し、
供給すべき第２の液体（Ｆ２）の量を割り出すための測定装置（２２）を有し、前記測定装置（２２）が測定プローブ（２６）を有することを特徴とする、容器に液体を充填するための装置（１）。
【請求項２】
前記第２の供給配管（１４）が前記第１の供給配管（１２）へと開いていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の液体を投入するための投入装置（２０）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記投入装置（２０）が少なくとも１つのダイアフラムバルブ（４４、４６）を有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記投入装置（２０）が２つのダイアフラムバルブ（４４、４６）を有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
容器に注入された液体の量を割り出す第２の測定装置（２４）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
当該装置の構成要素を洗浄媒体で洗浄するための洗浄装置を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
第１の液体を第１の供給配管（１２）によって充填装置（２）に供給し、前記第１の液体と第２の液体との混合物を充填装置（２）によって容器に供給する、容器に液体を充填するための方法であって、
充填プロセスの開始時および終了時に、前記第１の液体のみが容器（１０）へと供給され、少なくとも充填プロセスの開始時と終了時との間の充填プロセスの更なる時間部分にて、少なくとも前記第２の液体もが容器へと供給され、供給すべき前記第２の液体の量が、測定プローブ（２６）を有する測定装置（２２）により割り出されることを特徴とする、容器に液体を充填するための方法。
【請求項９】
前記第２の液体が前記第１の供給配管に投入されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記混合物が、バルブ装置（４）を使用して容器（１０）に供給され、前記第２の液体が、前記バルブ装置（４）が実質的に完全に開いた状態にあるときにのみ前記バルブ装置（４）を通過することを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
容器（１０）の充填状態が測定されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の液体が前記第１の液体に対してわずかに供給されることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に多成分の液体を充填するための装置に関する。そのような装置は、従来技術から長きにわたって知られており、例えば炭酸入りの混合飲料を製造するために使用されている。かかる場合に、炭酸入りの液体は、シロップなどが加えられ、このやり方で容器に充填される。
【背景技術】
【０００２】
充填の目的のために、通常は、充填プロセスを制御可能なバルブを有する充填装置が使用される。そのような装置は、通常、制御可能な入口バルブを介して液体のリザーバへと接続され、制御可能な出口バルブを介して注入ノズルへと接続された体積測定投入チャンバ（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  ｄｏｓｉｎｇ  ｃｈａｍｂｅｒ）を更に有している。
【０００３】
フルーツジュースのような飲料は、特定の問題を引き起こすことがある。これらのフルーツジュースは、フルーツ片または果肉片を含んでいることがある。これらのフルーツ片は、充填装置のバルブにおいて望ましくない横跳ねなどを引き起こしうる。
【０００４】
液体の瓶詰め装置が、独国特許公開第４３２４７９９号から知られている。そこでは、充填レベルに反応する少なくとも１つのセンサが、投入チャンバに配置されており、このセンサが入口バルブと出口バルブを制御する。更には、液体用の少なくとも１つの追加のリザーバが設けられており、このリザーバに、各々の投入チャンバを接続することができる。
【０００５】
欧州特許公開第０３５４１３０号は、製品を液体に加えるための方法を記載している。この例では、加えるべき製品の量が決定され、この量が主たる製品へと混合される。
【０００６】
米国特許第２３７２８９９号は、瓶詰め設備を記述しており、特にはシロップが混合される炭酸飲料を製造するための設備を記述している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、特にはフルーツ片を含んでいる飲料の場合において、充填装置による汚れまたは望ましくない跳ねを防止する装置を提供することにある。また、そのような装置に標準的な充填装置（例えば、標準的な全ジェット（ｆｕｌｌ−ｊｅｔ）バルブなど）を装備する可能性を提供することを目的とする。更には、そのような設備の製造コストを削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの目的は、本発明に従い、独立請求項の主題によって達成される。有利な実施形態および更なる発展が、従属請求項の主題を形成する。
【０００９】
容器に液体（特に飲料）を充填するための本発明の装置は、液体を容器に注入する充填装置を備えており、その充填装置は、容器への液体の流れを制御するためのバルブ装置を有する。更に装置は、第１の液体を充填装置に供給するための第１の供給配管を備えている。また、第２の液体を充填装置に供給するための第２の供給配管も設けられており、この第２の液体は、特には第１の液体と異なっており、第１の供給配管および第２の供給配管が少なくとも幾つかの部分において互いに別々である。
【００１０】
本発明によれば、装置が、所与の容器の充填プロセスの開始時および終了時に、この容器に第１の液体のみを注入するように構成された制御装置を有している。
【００１１】
したがって、本発明によれば、最初に第１の液体が特定の量まで注入され、次いで第２の液体をも含んでいる分が注入され、最後に、注入プロセスの終わりにおいて、再び第１の液体のみが所与の容器へと注入されるようなやり方で、容器を充填することが提案される。
【００１２】
少ない注入量（例えば１００ｍｌ〜３００ｍｌの間）の場合において、第２の液体が完全に流し出されることを確保するために、ここで、第２の液体の投入を、好都合には、充填プロセスと同じ時点において開始させてもよい。
【００１３】
好ましくは、第１の液体は、クリアな（ｃｌｅａｒ）液体および／またはフルーツ片などを含んでいない液体である。その結果、特に注入バルブが開閉される時間部分において、如何なるフルーツ片も注入バルブを通過しないことが確保される。このようにして、注入プロセスに起因する跳ねが防止される。更には、この手順のおかげで、標準的なバルブを使用することが可能である。より具体的には、果肉の投入が、容器へと注入される液体の全体の投入の中間に位置するという状況が実現される。したがって、バルブコーンまたはバルブの他の構成要素による果肉の粉砕が生じる可能性がない。
【００１４】
１つの好都合な方法においては、前記第２の供給配管が、前記第１の供給配管へと開いている。この処置は、第１の液体への果肉の供給および／または第１の液体内の果肉プラグの形成に、特に好都合な様相で適している。
【００１５】
少ない注入量（例えば、１００ｍｌ〜３００ｍｌの間）の瓶詰めの場合には、第２の液体の投入が、充填装置の上流の第１の製品配管にではなく、充填装置へと直接的に行われると好都合であることが判明した。したがって、第２の製品が充填装置から完全に流し出されるように、第２の液体のプラグの後で充填装置を充分な第１の液体が通過することが確保される。
【００１６】
更なる好都合な実施形態において、装置は、供給すべき第２の液体の量を割り出すための測定装置を有している。好都合には、この測定装置は測定プローブを有している。この測定プローブは、例えば中間容器の注入レベルをチェックすることができ、このやり方で所定の量の第２の液体のみが容器へと通過するように確保できる。
【００１７】
更なる好都合な実施形態においては、装置が、第２の液体を投入するための投入装置を有している。この投入装置のおかげで、いずれの場合も特定の量の液体だけが第１の供給配管へと通過するように確保できる。上述した測定装置は、好都合には、この投入装置の一部を形成する。
【００１８】
したがって、果肉の投入が、好ましくはプローブによって行われる。プローブの使用は、果肉または第２の液体の導通性を与える必要がないという利点を有している。更には、投入チャンバが入口および出口側のバルブによって上流の圧力変動から独立しているため、第２の液体のための第２の環状の容器が随意に不要であるかもしれない。
【００１９】
好都合には、投入装置が、少なくとも１つのダイアフラムバルブを有する。このことは、果肉の投入が、少なくとも１つのダイアフラムバルブによって制御されることを意味する。これは、製品にとって優しい閉鎖の挙動を保証する。好都合には、投入装置が、２つのダイアフラムバルブを有する。更なる好都合な実施形態においては、前記測定プローブまたは測定装置が、これら２つのダイアフラムバルブの間に配置される。
【００２０】
更なる好都合な実施形態においては、装置が、容器に注入された液体の量を割り出す第２の測定装置を有する。この第２の測定装置は、例えば貫流測定装置であってよく、特に好ましくは第２の液体の供給に対して下流に設けられる。しかし、この第２の測定装置が、製品で満たされた瓶の重量を割り出す重量測定装置であると、特に好都合である。したがって、充填装置のバルブを、この第２の測定装置からのデータに基づいて制御することができる。
【００２１】
更なる好都合な実施形態においては、装置が、装置の構成要素を洗浄媒体で洗浄するための洗浄装置を有している。これにより、ＣＩＰ清掃プロセスの状況において、充填装置を通して清掃媒体を導くことができるが、この洗浄媒体または清掃媒体を投入装置を通して導くことも可能である。
【００２２】
更なる好都合な実施形態では、投入装置が、第１の製品経路および第２の製品経路の両者の随意による別々のＣＩＰ清掃も行うことができるようにして、本方法へと取り入れられる。結果として、例えば、主たる製品を製品経路に残しつつ、例えば果肉含有の瓶詰め用製品の製品経路を清掃することができる。このやり方で、第１の追加の製品を有する第１の瓶詰め製品から、第２の追加の製品を有する第２の瓶詰め製品への充填装置の迅速な切り換えを、製品経路に位置する主たる製品を無駄にすることなく行うことができる。
【００２３】
更に、本発明は、容器に液体（特に飲料）を充填するための方法であって、第１の液体が第１の供給配管によって充填装置に供給され、第１の液体と第２の液体との混合物が充填装置によって容器に供給される方法に関する。
【００２４】
本発明によれば、充填プロセスの開始時および終了時に、第１の液体のみが容器に供給され、少なくとも充填プロセスの開始時と終了時との間の充填プロセスの更なる時間部分にて、少なくとも第２の液体もが容器へと供給される。
【００２５】
したがって、充填プロセスの開始および終わりを、特にはクリアであり或いはフルーツ片を含んでいない第１の液体を使用して行うことが、本方法に関しても提案される。更に第２の液体も供給される時間部分が、好都合には、充填プロセスの全体の時間の中央領域に設けられる。
【００２６】
更なる好都合な方法では、第２の液体が、第１の液体が流れる第１の供給配管に投入される。このように前以て第１の供給配管に供給することは、標準的な充填装置を充填装置として使用できることを意味する。
【００２７】
更なる好都合な方法では、第１および第２の液体の混合物が、バルブ装置を使用して容器に供給され、このバルブ装置が実質的に完全に開いた状態にあるときにのみ、このバルブ装置を第２の液体が通過する。この場合、第２の液体は、やはり好都合には、フルーツ片など（即ち、例えば果肉）を含んでよいような液体である。
【００２８】
更なる好都合な方法では、容器の充填状態が測定される。充填状態は、例えばロードセルによって測定できる。このため、投入が、ここでは秤量セルによって好都合に行われ、更には第２の液体のためのプローブによって好都合に行われる。このやり方で、容器の充填の際に極めて好ましい標準偏差が達成される。
【００２９】
それぞれの投入を測定する代わりに、タイマースイッチによる果肉の投入または同様の投入を実行することも可能であると考えられる。
【００３０】
更なる好都合な方法においては、第２の液体が、第１の液体へとマージナリー（ｍａｒｇｉｎａｌｌｙ）に供給される。このマージナル（ｍａｒｇｉｎａｌ）な供給によって、バルブの開放および閉鎖のプロセスの最中に第２の液体がこのバルブを通過することがないことを、極めて好都合なやり方で確保できる。
【００３１】
更なる好都合な方法では、より詳しくは上述したように、供給すべき第２の液体の量が割り出される。
【００３２】
更なる利点および実施の形態が、添付の図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】容器の充填のための本発明による設備の概略図を示している。
【図２】本発明による装置の概略図を示している。
【図３】充填作業の時間的経過を説明するための図を示している。
【図４】投入装置の更なる好都合な実施の形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は、容器の充填のための設備６０の概略図を示している。この設備６０は、容器を入口スターホイール６４を介して矢印Ｐ１の方向に洗浄装置６６または洗浄機へと供給する容器供給部６２を備えている。
【００３５】
参照番号６８は、洗浄済みの容器を取り出し、転送スターホイール７０および充填装置入口スターホイール７２を介して飲料の瓶詰めのための装置１へと運ぶ洗浄装置６６の出口スターホイールを指している。ここでは、２成分の飲料が、この装置１を使用して瓶詰めされる。参照符号Ａ〜Ｇは、飲料の瓶詰めの際に実行される種々の方法のステップを示す。ステップＡでは、容器が充填装置に押し付けられ、ステップＢでは、前充填が行われ、容器に例えば二酸化炭素などの気体媒体が作用する。ステップＣでは、容器のクリア充填（ｃｌｅａｒ  ｆｉｌｌｉｎｇ）が、例えば炭酸飲料などの主製品で行われる。ステップＤでは、第２の製品を供給することができ、或いは第２の製品のプラグ（ｐｌｕｇ）を、主製品へと注入できる。領域Ｅでは、主製品の補充（ｔｏｐｐｉｎｇ−ｕｐ）が行われる。参照符号ＴＥは、飲料による容器の充填の終わりを示している。
【００３６】
ステップＦでは、沈殿または瓶詰めされた飲料からの圧力の放出を実行でき、ステップＧにおいては、充填装置から容器を取り去ることができる。
【００３７】
参照番号７８は、装置１の出口スターホイールを指し、参照番号８０は、容器をキャップで閉じるための閉鎖装置を指し、参照番号８２は、容器のキャップの供給装置を指している。参照番号８４は、閉鎖装置の出口スターホイールを指し、参照番号８６は、充填済みの容器を運び去るための排出装置を指している。
【００３８】
参照番号７６は、容器の充填が行われず、如何なる容器も該当の充填ステーションに配置されていない空き角度を指している。充填装置出口スターホイールと充填装置入口スターホイールとの間の当該空き角度において、主製品への追加の製品の投入が可能である。このように、この角度も充填プロセスに使用され、このやり方で充填装置の全体的な性能を高めることができる。この投入は、更なる図を参照して、より詳しく説明される。したがって、本方法に関して、第１の液体への更なる液体の投入を、容器の充填から時間的にずらした方式で行うことが提案される。
【００３９】
図１に示される装置は、少なくとも２つ以上の異なる液体で構成される飲料の混合にも機能する。これらの液体は、例えば、充填される容器の容積に対して所定の混合比にある水、シロップおよび／またはフレーバ成分であってよい。ここで、更には、異なる液体を、個々の充填バルブへの分割に続く空間において好都合に混合できる。本発明の一態様の状況では、投入された媒体が、続く容器の充填において好都合に自動的に送出されるよう、異なる媒体の混合を充填バルブの出口の近くで行うことが提案される。この手順のおかげで、連続する充填の各々を、複数のフレーバ成分の供給によって変えることができる。更に、例えば果肉などの重大な製品を、このやり方でバルブ装置またはバルブコーンから洗い流すことができる。
【００４０】
図２は、本発明を説明するための概略図である。参照番号２は、飲料を容器１０に充填する充填装置を示す。参照番号２４は、液体または製品が充填された容器の重量を、特には継続的に測定する秤量セルなどの重量測定装置を指す。充填プロセスを、この測定装置からのデータに基づいて制御できる。例えば、容器を取り上げた後の秤量セルのゼロ点設定や、第１の充填速度での充填および第１の充填速度とは異なる第２の充填速度での補充に関して、秤量セルを使用する充填の従来技術から知られた任意の制御方法を、ここで使用できることを指摘しておく。必要な制御方法および充填装置の実施の詳細は、当業者にとって十分に知られている。また、「液体」という用語が以下で使用されるが、この用語は、例えば油、はちみつ、ケチャップなどの粘性媒体も包含するように意図されていることを指摘しておく。
【００４１】
この充填装置は、容器への液体の流れを制御することができ、或いはそのような流れを少なくとも阻止または可能にすることができるバルブ装置４またはバルブ本体を有する。
【００４２】
第１の液体Ｆ１は、リザーバ１８から第１の供給配管または液体配管１２を介して充填装置２へと供給される。この第１の液体Ｆ１は、特にはクリアな液体である。参照番号４２は、バルブ本体４を駆動するための駆動ユニットを指す。
【００４３】
本例において第１の供給配管１２へと開いている第２の供給配管１４を介して、この場合には果肉であってよい更なる液体が充填装置２に供給される。この第２の液体は、送り配管１５、投入装置２０および供給配管１４を介して、第１の供給配管１２に供給される。第２の液体の供給は、第１の液体Ｆ１へとマージナリーに、黒色の点Ｆ２で示されるように行われる。好都合には、容器１０の充填プロセスの開始および終わりにおいて第１の液体Ｆ１だけが供給されるように、これらのマージンが供給される。投入ユニット２０は、第２の液体（即ち、本例では果肉）を投入するための２つのダイアフラムバルブ４４および４６を有する。供給される液体Ｆ２のマージンのそれぞれをチェックするために、測定プローブ２６を有する測定装置２２が、これら２つのダイアフラムバルブの間に設けられている。参照番号２６は、適切な容量プローブを指す。
【００４４】
参照番号３０は、バルブ装置４を制御するための制御装置を指す。更に、この制御装置３０は、このやり方で第２の液体Ｆ２の精密な投入を実現するために、２つのダイアフラムバルブ４４および４６も制御する。参照番号３２、３４および３６は、制御装置と上記の構成要素との間の適切な（電気）配線接続を指す。測定プローブ２６も、配線接続３８を介して制御装置に接続されている。第２の液体の充填レベルが、第１の液体Ｆ１の充填レベルよりも高いことが見て取れる。この充填レベルの差は、参照符号Ｕによって指し示されている。このことは、第２の液体Ｆ２を常に第１の液体Ｆ１へと押し込むことができることを保証する。
【００４５】
参照番号５２は、ＣＩＰ清掃プロセスを実行するためのＣＩＰ送出装置を指す。ＣＩＰ送出装置は、装置１とＣＩＰ設備（不図示）との間の接続によって表わされており、その構造および考えられる実施形態に関しては、当業者に充分に知られている。接続配管５４が、環状の清掃チャネル５６を介して充填装置４を清掃し、洗浄配管４５を介して投入ユニット２０の構成部品も清掃することを、ここで見て取れる。参照番号４８は、第２の液体Ｆ２を供給するための環状のチャネルを指す。
【００４６】
図３は、容器１０の充填の際の本方法の経過を示している。最初に、参照記号Ｆ１によって示される通り、第１の液体のみが供給される（「Ｆ１開始」時点）。所与の時点（Ｆ２開始）において、第２の液体Ｆ２の供給も開始され、第２の液体Ｆ２の供給は、将来の「Ｆ２終了」時点で終了する。製品Ｆ２の充填が終了した後でのみ、液体Ｆ１の充填が終了する（「Ｆ１終了」時点）。このやり方で第２の液体Ｆ２の中央の供給を達成するために、好都合には、供給配管１４（図２参照）による供給後の供給配管１２に位置する量も考慮される。
【００４７】
図４は、投入ユニットについて、製品および清掃の経路への方法に関する一体化の更なる好都合な実施形態を示している。ここでは、図２に示した構成要素に加えて、更なる洗浄配管４９が取り入れられている。この洗浄配管４９は、如何なる無駄空間も生じさせないように可能な限り遠く、ダイアフラムバルブ４４の直前で第２の供給配管１４から分岐し、この分岐点において、例えば更なるダイアフラムバルブ４７によって遮断することが可能である。そのうえ、更なる遮断バルブが、環状の清掃チャネル５６と充填装置２との間に取り入れられる。本方法のためのこの回路によれば、例えば果肉含有製品のための例えば第２の製品経路の別途の清掃を行うことができる。
【００４８】
この目的のため、遮断バルブ４１ならびにダイアフラムバルブ４４および４７は閉じられる。ダイアフラムバルブ４３および４６は開かれる。次いで、清掃媒体を、送り配管１５を介し、ここでは浮遊プローブを備えて示される測定装置２２を通り、更には洗浄配管４５、環状チャネル４８および接続配管５４を通って導くことができる。測定装置２２が充分に洗浄されると、ダイアフラムバルブ４７が開かれる。第２の供給配管１４および洗浄配管４９が、いずれの場合も洗浄配管４５よりも大きな直径を有しているため、清掃媒体の主たる流れは、測定装置２２から配管１４および洗浄配管４９を通って環状の清掃チャネル５６へと導かれる。ダイアフラムバルブ４３を閉じることも可能であり、その結果、清掃媒体の流れの全体が、最後に述べた経路を通って流れる。例えば水酸化ナトリウム溶液での清掃の後で、例えば酸による清掃が同様に行われ、その後、全ての清掃媒体を除去するために水を使用して事後洗浄プロセスが行われる。
【００４９】
最後に、バルブ４１および４７が閉じられる。次いで、第１の液体と組み合わせて瓶詰めする目的で、第２の液体を送り配管１５を介して投入装置へと通すことができる。この追加の製品は、本例において初めに瓶詰めされる製品と異なっていてもよい。
【００５０】
図２に示される通り、２つの液体Ｆ１およびＦ２或いは製品は、上方から供給され、結果として製品の損失が減少する。何故なら、下方から供給された製品配管にて供給される製品は、全ての残留物を空にするように瓶詰めできないためである。投入は、秤量セル２４および測定装置２２の助けによって、上述のように行われる。ここに示した充填装置は、既存の設備に後付け可能であることを指摘しておく。この場合、充填装置の元の設計は重要でない。但し、時間に基づいた制御が、図３に示した供給の制御に代えて或いは加えて可能でもある。
【００５１】
本件出願書類において開示された特徴の全ては、それらが単独または組み合わせにおいて従来技術に対して新規である限り、本発明に不可欠であるとして請求される。
【符号の説明】
【００５２】
１  装置
２  充填装置
４  バルブ本体
１０  容器
１２  第１の液体送り配管、第１の供給配管
１４  第２の液体送り配管、第２の供給配管
１５  送り配管
１８  リザーバ
２０  投入装置
２２  測定装置
２４  重量測定装置
２６  測定プローブ
３０  制御装置
３２、３４、３６、３８  配管接続
４１  遮断バルブ
４２  駆動ユニット
４３、４４、４６、４７  ダイアフラムバルブ
４５、４９  洗浄配管
４８  環状チャネル
５２  ＣＩＰ送出装置
５４  接続配管
５６  環状の清掃チャネル
６２  容器供給部
６４  入口スターホイール
６６  洗浄装置
６８  出口スターホイール
７０  転送スターホイール
７２  充填装置入口スターホイール
７６  空き角度
７８  出口スターホイール
８０  閉鎖装置
８２  供給装置
８４  閉鎖装置の出口スターホイール
８６  排出装置
Ａ〜Ｇ  方法の各ステップ
Ｆ１  第１の液体
Ｆ２  第２の液体
ＴＥ  充填の終わり
Ｕ  レベルの差
【図３】
0005492687.tif 000002
【図１】
0005492687.tif 000003
【図２】
0005492687.tif 000004
【図４】
0005492687.tif 000005