Способ горячего заполнения жидкого разливаемого продукта в бутылки или подобную тару, а также разливочная машина для выполнения способа - RU2357918C2

Чертежи

Описание

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

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ горячего заполнения с применением разливочной машины, содержащей множество разливочных элементов, состоит в том, что при прерывании процесса заполнения для предотвращения охлаждения разливаемого продукта в разливочных элементах и/или самих разливочных элементов горячий разливаемый продукт транспортируют во включающем эти разливочные элементы пути. Путь прохождения потока продукта расположен внутри машины от источника разливаемого продукта к принимающему разливаемый продукт стоку для разливаемого продукта. В машине предусмотрены средства для закрывания разливочных элементов и образования указанного пути. Такое выполнение позволяет надежно уничтожать вредные микроорганизмы в разливаемом продукте и разливочных элементах. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула