СПОСОБ ГОРЯЧЕГО ЗАПОЛНЕНИЯ ЖИДКОГО РАЗЛИВАЕМОГО ПРОДУКТА В БУТЫЛКИ ИЛИ ПОДОБНУЮ ТАРУ, А ТАКЖЕ РАЗЛИВОЧНАЯ МАШИНА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ СПОСОБА
METHOD FOR HOT FILLING OF LIQUID POURED PRODUCT IN BOTTLES OR SIMILAR TARE, AND ALSO CASTING MACHINE FOR METHOD REALISATION

Изобретение относится к способу согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к разливочной машине согласно ограничительной части пункта 10 формулы изобретения.
Горячее заполнение жидкого разливаемого продукта, т.е. заполнение при высоких температурах, например в диапазоне между 75°С и около 100°С, в бутылки или подобную тару является известным.
В частности, известно горячее заполнение напитков, например фруктовых соков, для обеспечения стерильности разливаемого продукта с высоким качеством и достаточно длительным сроком хранения. При этом жидкий продукт в горячем состоянии через разливочные элементы подводят к отдельным сосудам.
За счет высокой температуры подаваемого продукта и обусловленной этим высокой температуры разливочных элементов не только уничтожаются, возможно, находящиеся при нормальном ходе процесса заполнения в таре микроорганизмы, вредные для разливаемого продукта, но также устраняются микроорганизмы или предотвращается образование микроорганизмов в разливаемом продукте, а также в разливочных элементах.
Однако при горячем заполнении нельзя исключить прерывания процесса заполнения, например, вызванные неисправностями при подаче пустой тары и/или при отводе заполненной тары. При таких прерываниях существует опасность охлаждения оставшегося в закрытых разливочных элементах соответственно остановленного разливаемого продукта, а также самих разливочных элементов, так что больше не надежно уничтожаются и/или устраняются вредные для разливаемого продукта микроорганизмы в разливаемом продукте, а также в разливочных элементах.
Задачей изобретения является устранение этого недостатка, а также предотвращение охлаждения разливочных элементов и разливаемого продукта даже во время прерывания процесса заполнения. Для решения этой задачи предлагается способ согласно пункту 1 формулы изобретения и разливочная машина согласно пункту 10 формулы изобретения.
Согласно изобретению в случае прерывания горячего заполнения разливочные элементы, соответственно их каналы для жидкости закрывают и соединяют так, что разливочные элементы с их каналами для жидкости на пролегающем внутри машины пути жидкости или разливаемого продукта располагаются между источником разливаемого материала и принимающим разливаемый продукт стоком, так что, например, при ротационной разливочной машине и выполняемом при этом управлении разливочными элементами и их клапанами для жидкости горячий разливаемый продукт протекает по-прежнему через разливочные элементы и тем самым предотвращает охлаждение разливочных элементов и связанные с этим недостатки относительно образования микроорганизмов и т.д.
Модификации изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения. Ниже приводится подробное описание примеров выполнения изобретения со ссылками на чертежи, на которых изображено:
фиг.1 - разливочный элемент разливочной машины ротационной конструкции для горячего заполнения жидкого разливаемого продукта вместе с держателем тары или бутылок и предусмотренной на этом держателе бутылкой, а именно в режиме заполнения разливочной машины;
фиг.2 - разливочный элемент согласно фиг.1, но в режиме ожидания или режиме остановки разливочной машины;
фиг.3 - вращающийся вокруг вертикальной машинной оси ротор разливочной машины вместе с предусмотренными на роторе разливочными элементами и соответствующими кольцеобразно охватывающими машинную ось держателями тары или бутылок в режиме ожидания, соответственно в режиме остановки разливочной машины;
фиг.4 - разливочный элемент вместе с другими функциональными элементами разливочной машины ротационного типа для горячего заполнения жидкого разливаемого продукта согласно другому возможному варианту выполнения изобретения, а именно снова в режиме ожидания или в режиме остановки разливочной машины.
На фиг.1-3 представлена разливочная машина 1 для горячего заполнения, т.е. для стерильного заполнения жидкого разливаемого продукта, например напитка в виде фруктового сока в тару соответственно бутылки 2, например в пластмассовые бутылки, соответственно бутылки из полиэтилентерефталата. Разливочная машина 1 имеет известным образом на периметре приводимого во вращение вокруг вертикальной машинной оси VA ротора 3 множество разливочных элементов 4, которые предусмотрены там с распределением на равных угловых расстояниях вокруг оси VA и образуют каждый в корпусе разливочного элемента жидкостный канал 5, который своим верхним концом через магистраль 6 соединен с внутренним пространством предусмотренного на роторе 3 котла 7. Нижний конец каждого жидкостного канала 5 образует на нижней стороне соответствующего разливочного элемента 4 выпускное отверстие 8 для управляемого выпуска разливаемого продукта в предусмотренную на разливочном элементе бутылку 2. Кроме того, в жидкостном канале 5 известным образом предусмотрен клапан 9 для жидкости, которым через исполнительный элемент 10 управляет управляющее устройство 11 в зависимости от сигналов предусмотренного на магистрали 6 расходомера 12, а именно для управляемого заполнения бутылок 2 в зависимости от объема.
Под разливочным элементом 4 на роторе 3 предусмотрен держатель тары, соответственно бутылок, который в показанном варианте выполнения образует концентрично окружающее ось VA кольцо и имеет множество гнезд 14, в которые на входе для бутылок разливочной машины 1 радиально вдвигается, соответственно после заполнения на выходе для бутылок радиально извлекается бутылка 2. Гнезда 14 выполнены так, что каждая расположенная в гнезде 14 бутылка удерживается там с помощью предусмотренного под горловиной 2.1 бутылки фланцеобразного участка 2.2 бутылки в висячем состоянии на держателе 13 бутылок, так что ось выпускного отверстия 8 совпадает с осью бутылки 2, а горловина 2.1 находится на расстоянии от выпускного отверстия 8, так что при заполнении при атмосферном давлении вытесняемый разливаемым продуктом из бутылки 2 воздух может выходить из горловины 2.1 бутылки.
Котел 7 содержит жидкий разливаемый продукт при такой высокой температуре, что обеспечивается горячее и тем самым по существу стерильное заполнение разливаемого продукта в бутылки 2 через разливочные элементы 4. Разливаемый продукт подается с управлением уровня в котел 7 из накопительного бака 15 вне разливочной машины 1 через предусмотренный, например, также вне разливочной машины 1 нагреватель 16, а именно так, что уровень разливаемого продукта в котле 7 удерживается на заданном уровне N. В котле 7 предусмотрены, например, дополнительные нагревательные средства для удерживания разливаемого продукта в нем на заданной температуре.
Для стерильного заполнения необходимо, чтобы разливаемый продукт среди прочего в подводящих магистралях 6 и в разливочных элементах 4, а также эти подводящие магистрали 6 и сами разливочные элементы 4 по меньшей мере на своих приходящих в соприкосновение с разливаемым продуктом поверхностях имели необходимую для предотвращения образования микроорганизмов и для уничтожения микроорганизмов высокую температуру. Это обеспечивается в нормальном процессе заполнения.
Однако если происходит прерывание процесса заполнения, то без дополнительных мер невозможно сохранять необходимую высокую температуру разливаемого продукта в подводящих магистралях 6 и в разливочных элементах, а также необходимую температуру этих подводящих магистралей 6 и разливочных элементов 4, т.е. предотвращать охлаждение разливаемого продукта, подводящих магистралей 6 и разливочных элементов 4. Для устранения этого недостатка разливочная машина 1 обеспечивает при возникновении прерывания процесса заполнения переключение из обычного режима заполнения в режим ожидания или в режим прерывания, в котором через разливочные элементы по-прежнему проходит поток горячего разливаемого продукта, а именно, например, при продолжающем вращаться роторе 3, и в котором выходящий из выпускных отверстий 8 разливаемый продукт направляется обратно в бак 15.
Для этого режима ожидания или режима прерывания работы разливочной машины 1 на кольцеобразном держателе 13 тары предусмотрены запирающие элементы 17, а именно соответствующий один такой запирающий элемент 17 между двумя гнездами 14, так, что каждый запирающий элемент 17 предусмотрен со сдвигом в заданном направлении периметра держателя 13 тары и относительно оси VA на равную угловую величину относительно соответствующего гнезда 14. В показанном варианте выполнения запирающие элементы находятся каждый в середине между двумя гнездами 14 и выполнены в виде открытых вверх колпачков, а именно с кольцевым уплотнением 18, которое среди прочего образует кромку отверстия соответствующего колпачкообразного запирающего элемента 17. Внутреннее пространство 19 каждого запирающего элемента соединено через проходной канал 20 с кольцевым каналом 21, который так же, как каналы 20, выполнен в кольцевом держателе 13 тары и концентрично окружает ось VA. Через магистраль, например в показанном варианте выполнения магистраль 22, кольцевой канал 21 соединен с баком 15.
Держатель 13 тары, который в направлении оси VA находится под ротором 3, установлен на этом роторе 3 с помощью опорных элементов 23 с возможностью поворота туда и обратно вокруг оси VA на определенную угловую величину, а именно с помощью не изображенного привода так, что в одном положении поворота, которое соответствует режиму заполнения разливочной машины, одно из гнезд расположено заданным образом под каждым разливочным элементом 4, а в другом положении поворота, которое соответствует режиму ожидания или режиму остановки разливочной машины 1, каждый разливочный элемент 4 плотно закрыт на своем нижнем конце запирающим элементом 17, во внутреннее пространство которого входит выпускное отверстие 8 соответствующего разливочного элемента 4. За счет этого обеспечивается возможность во время прерывания процесса заполнения выпускать разливаемый продукт управляемым образом из выпускных отверстий 8 с прохождением через магистрали 6 и разливочные элементы 4, но не в бутылки 2, а в соответствующее внутреннее пространство 19 соответствующего запирающего элемента 17 и оттуда через каналы 20 и 21 и магистраль 22 обратно в бак 15, из которого разливаемый продукт с помощью подающего насоса 15.1 через нагреватель 16 снова направляется обратно в котел 7. За счет этого при прерывании процесса заполнения эффективно предотвращается охлаждение разливаемого продукта в подводящих магистралях 6, в разливочных элементах 4, а также охлаждение самих подводящих магистралей 6 и разливочных элементов 4.
Для обеспечения в соответствующем режиму прерывания положении держателя 13 тары герметичного закрывания каждого разливочного элемента 4 с помощью соответствующего запирающего элемента 17 каждый разливочный элемент 4 на своей нижней стороне снабжен кольцеобразным, окружающим на расстоянии выпускное отверстие 8, но расположенным на одной оси с выпускным отверстием 8 кольцевым утолщением 24, к которому во время режима прерывания прилегает с герметизацией уплотнение 18 соответствующего запирающего элемента 17 с образующим уплотнительный выступ участком.
На фиг.4 показан в виде другого возможного варианта выполнения весьма упрощенно разливочный элемент 4а лишь схематично изображенной разливочной машины 1а ротационного типа, при этом на периметре не изображенного на фиг.4 приводимого с возможностью вращения вокруг вертикальной машинной оси и имеющего котел 7 ротора снова предусмотрено множество разливочных элементов 4а. Кроме того, на роторе предусмотрен держатель 13 тары, поворачиваемый относительно ротора вокруг вертикальной машинной оси между положением, соответствующим режиму заполнения, и положением, соответствующим режиму прерывания.
По существу лишь разливочный элемент 4а выполнен с отличием от разливочного элемента 4, то есть в разливочном элементе 4а в жидкостном канале 5а для разливаемого продукта вместо клапана 9 для жидкости с подвижным в вертикальном направлении корпусом клапана предусмотрены два мембранообразных, по отдельности управляемых клапана 25 и 26 для жидкости, а именно параллельно друг другу относительно действия. Во время режима заполнения в начале фазы заполнения, т.е. перед расположением соответствующей бутылки 2 под разливочным элементом 4а, оба жидкостных клапана 25 и 26 закрыты. Для последующего быстрого заполнения оба жидкостных клапана 25 и 26 открываются управляемым образом. Для заторможенного заполнения в конце соответствующей фазы заполнения закрывается один жидкостный клапан, а именно жидкостный клапан 26, а именно перед закрыванием жидкостного клапана 25 в конце фазы заполнения.
В показанном на фиг.4 режиме ожидания, соответственно режиме прерывания, в котором снова каждый разливочный элемент 4а закрыт на нижней стороне с помощью запирающего элемента 17, оба жидкостных клапана 25 и 26 открыты, так что через весь образованный в разливочном элементе 4а жидкостный канал 5а, включая жидкостные клапаны 25 и 26, проходит поток горячего разливаемого продукта и тем самым также нагревается.
Жидкостные клапаны 25 и 26 приводятся в действие блоком 11 управления, а именно в зависимости от положения поворота разливочной машины 1, соответственно ее ротора, а также во время режима заполнения также в зависимости от измерительного сигнала расходомера 12.
На фиг.2 показаны еще два приводимых в действие, например, с помощью электродвигателя или электромагнита запирающих клапана 27 и 28, а именно клапан 27 в магистрали 22 и клапан 28 в магистрали 29, которая входит в магистраль 22 между кольцевым каналом 21 и клапаном 27. С помощью этих клапанов можно осуществлять CIP-чистку разливочной машины 1, соответственно 1а, включая по меньшей мере котел 7, магистрали 6, разливочные элементы 4, соответственно 4а, запирающие элементы 17, каналы 20 и 21 и нагреватель 16. Для этого при закрытом клапане 27 и открытом клапане 28 через магистраль 29 подается применяемое для CIP-чистки жидкое чистящее средство, например вода или же вода с чистящими добавками. При другом управлении клапанами 27 и/или 28 возможна также CIP-чистка указанных выше компонентов с добавлением накопительного бака 15.
Выше было представлено описание изобретения на примерах выполнения. Понятно, что возможны многочисленные изменения, а также модификации без отхода от лежащей в основе изобретения идеи.
Перечень позиций
1, 1a
Разливочная машина
2
Бутылка
3
Ротор
4, 4а
Разливочный элемент
5, 5а
Жидкостный канал
6
Магистраль
7
Котел
8
Выпускное отверстие
9
Жидкостный клапан
10
Исполнительный элемент
11
Управляющее устройство
12
Измерительное устройство
13
Держатель тары
14
Гнездо
15
Накопительный бак
15.1
Насос для подачи разливаемого продукта
16
Нагреватель
17
Запирающий элемент
18
Кольцевое уплотнение
19
Внутреннее пространство запирающего элемента
20
Канал
21
Кольцевой канал
22
Магистраль
23
Опорный элемент
24
Кольцевое утолщение
25, 26
Жидкостный клапан
27, 28
Запирающий клапан
29
Магистраль для чистящей жидкости
VA
Вертикальная машинная ось
N
Уровень