用于用填充产品填充容器的方法及设备技术

用于用填充产品填充容器(100)的方法及填充设备，优选地在饮料填充系统中，其中方法包含：确定一个以上的可改变影响变量(42)，其影响填充过程的目标变量(41)，优选地是填充水平和/或填充体积；用控制装置(40)接收影响变量(42)；用控制装置(40)的计算模型从接收的影响变量(42)计算出至少一个输出变量(43)；以及根据至少一个输出变量(43)填充容器(100)。

【技术实现步骤摘要】
用于用填充产品填充容器的方法及设备
本专利技术涉及一种用于用填充产品填充容器的方法及填充设备，优选地用于瓶装饮料的饮料填充系统中，例如碳酸的或非碳酸的水、软饮料、啤酒或混合饮料。
技术介绍
在饮料填充系统中用于装瓶填充产品的不同方法和设备中，已知有一种例如在DE102014104872A1和DE102014104873A1中公开的容器急速填充的技术。在这种情况下，在超压下提供填充产品，待填充的容器被抽空，并将超压的填充产品引入到处于负压的容器中。由于这样产生的压力差，填充产品是以急速的方式引入的。为了缩短填充产品在容器中填充后的沉降时间，并且为了防止填充产品的起泡和起泡过度，根据DE102014104873A1中公开的一种扩展，容器可在超压状态下关闭，而容器内部的压力与外部环境不处于平衡状态。在用于急速填充的超压方法中，容器中的填充水平不是像传统填充设备那样通过回气管或水平传感器设定的，而是受不同变量的影响。因此，根据DE102014104872A1，例如，当容器中达到特定的截止压力时，容器的填充被终止。决定填充水平的参数一方面是可设置到填充设备的控制变量，另一方面是填充产品的属性。如果这种影响变量发生有意或无意的变化，例如，通过改变环境条件或待装瓶的填充产品，容器中的填充水平也可能发生变化。在填充过程中，在急速填充的情况下，填充设备既不能测量也不能随意地纠正填充水平，以达到所需的填充水平。如果影响变量发生变化，例如真空压力、温度或填充产品的CO2含量，则容器有可能填充不足或填充过度。换言之，例如，设定了一个恒定的填充压力，如果上述参数中的一个以上发生变化，则容器中会产生不同的填充水平，这可能会导致这些容器在填充过程结之后不得不被监控单元拒绝。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进容器的填充过程，优选地在饮料填充系统中，特别是改进预期的填充水平或预期的填充体积的精确性。该目的是通过具有权利要求1的特征的方法以及具有从属的设备权利要求的特征的填充设备实现的。在从属权利要求、下面的专利技术概述以及优选示例性实施例的描述中公开了有利的扩展。根据本专利技术的方法和填充设备被用作用填充产品填充容器。优选地，该填充产品是饮料，例如水，该水是碳酸的或非碳酸的、软饮料、啤酒或混合饮料。在根据本专利技术的方法中，影响填充过程的目标变量和/或其值的一个以上的可改变的影响变量被确定。具体地，用合适的传感器对影响变量的测量被术语“测定”、“确定”等所包含。然而，也有可能以不同的方式确定一个以上的影响变量，例如计算、模拟或估计，或通过其已知行为或类似的方式。此外，还包括用于确定影响变量的不同方法的组合。特别优选地，将填充容器中的填充水平和/或填充体积用作目标变量。影响变量是，例如，温度和/或待装瓶的填充产品的CO2含量。在下文更详细描述的容器抽空的情况下，附加地或可替代地，抽空的容器的负压和/或提供并装瓶填充产品的超压可以是这样的影响变量。没有影响变量是目标变量本身，即要达到的填充水平和/或要达到的填充体积是优化变量，这些优化变量必须由影响变量来计算，并取决于与预期目标变量的偏差，从而导致填充过程的调节和/或适应。用控制装置接收所确定的影响变量和/或其值。然后，控制设备通过计算模型从接收到的影响变量计算出至少一个输出变量。换言之，控制设备的计算模型根据所接收的影响变量对目标变量的预期值进行预计算，并由此确定输出变量。其后，根据至少一个输出变量来填充容器。在这种情况下，优选地确定和/或计算输出变量，使得目标变量在多个填充过程中基本恒定。因此，通常需要特定的填充水平，其旨在以高精度保持恒定。然而，在产品转换，改变容器类型或其他原因的情况下，也可以打算改变填充水平或填充体积。因此，通常，确定和/或计算输出变量，使得在装瓶过程中尽可能达到目标变量的特定预期值。通过这样的预计算，即使在不断变化的工艺条件下，并且在填充过程中不监测填充水平，也可以以预期的填充水平和/或预期的填充体积，特别是以均匀的填充水平和/或均匀的填充体积，高精度地生产容器。优选地，例如以限定的时间间隔测量填充过程中出现的影响变量的波动(例如填充产品的温度和/或真空压力)，并且用计算模型计算和调节例如填充压力、真空压力或死腔体积。因此，工艺参数可以动态地适应波动，以抵消填充水平或填充体积的变化。此外，计算模型还允许在没有明显波动的情况下启动生产，因为它可以对动态变化做出反应，例如，逐渐加热在产品碗中的填充产品。填充水平不是通过回气管或水平传感器来设定的。由于这个原因，该方法特别优选地适用于下述的急速填充。优选地，在引入填充产品之前，将容器抽空至负压。优选地，在超压下提供填充产品，并将其引入抽空的容器中。术语“负压”和“超压”在本文中最初是相对于彼此理解的。然而，在抽空之后，负压优选地低于大气压(＝常压)。填充产品的超压可与大气压相对应，但优选地高于大气压。因此，在将填充产品引入之前，优选地将容器抽空至负压，为0.5至0.05巴的绝对压力，优选地为0.3至0.1巴，特别优选地为约0.1巴。优选地，填充产品的超压高于大气压，大约在1巴至9巴的绝对压力，优选地为2.5巴至6巴，特别优选地为2.8巴至3.3巴。以这种方式，容器被抽空，使得用填充产品填充时，基本上没有气体被填充产品置换，并且相应地，没有气体必须从容器内部流出。相反，容器的整个口部横截面可用于引入填充产品。换言之，在填充过程中，只存在定向进入容器的填充产品流，而不是相反的流体流动。优选地，通过考虑在填充期间容器中的压力曲线终止填充。因此，例如，当容器中的压力达到预定的截止压力并且当压力达到预定的上升时，可以终止填充。优选地，填充过程通过关闭安排在填充产品管线中的填充阀来终止。由于填充过程的终止是利用填充过程中产生的压力曲线实施的，因此可以达到有效的计量精度。在这种情况下，计量精度与填充产品的流速和填充时间无关。计量精度也与待装瓶的体积无关，特别是还能够用于0.2l至5l的小体积容器的填充。以这种方式，即使是急速填充也可以在达到所需填充体积和/或所需填充水平时以可靠的方式终止。对于实施该方法，只需要对待填充的容器的压力进行测定，所以施工工作量小。例如，在优选的实施例中，可以设置中央压力表或在饮料填充系统的每个填充构件处设置压力表，例如转盘式填充机。优选地，如上所述，可改变的影响变量包括：待装瓶的填充产品的温度和/或CO2含量和/或抽空的容器的负压和/或提供填充产品的超压。在任何情况下，通常存在用于监测这些参数中的一个以上参数的传感器，因此可协同用于预计算。优选地，至少一个输出变量包含：填充产品的超压，在该超压下进行装瓶过程，和/或抽空的容器的负压和/或截止压力和/或死腔体积。通过调节这些参数中的一个以上的参数，能够以结构简单的方式设置填充水平和/或填充体积，该填充水平和/或填充体积是针对容器的，特别是能够保持恒定。根据第一种变型，计算模型，例如，为每个测量点计算一个限定的目标变量所需的填充压力。如果当前充气压力偏离计算出的参考压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于用填充产品填充容器(100)的方法，优选地在饮料填充系统中，其中所述方法包含：/n确定一个以上的可改变的影响变量(42)，其影响填充过程的目标变量(41)，优选为填充水平和/或填充体积；/n用控制装置(40)接收所述影响变量(42)；/n用所述控制装置(40)的计算模型从接收到的所述影响变量(42)计算至少一个输出变量(43)；以及/n根据所述至少一个输出变量(43)填充所述容器(100)。/n

【技术特征摘要】
20190920 DE 102019125329.21.用于用填充产品填充容器(100)的方法，优选地在饮料填充系统中，其中所述方法包含：
确定一个以上的可改变的影响变量(42)，其影响填充过程的目标变量(41)，优选为填充水平和/或填充体积；
用控制装置(40)接收所述影响变量(42)；
用所述控制装置(40)的计算模型从接收到的所述影响变量(42)计算至少一个输出变量(43)；以及
根据所述至少一个输出变量(43)填充所述容器(100)。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述容器(100)的填充包含：
将待填充的所述容器(100)抽空至负压Plow，优选地抽空至0.5至0.05巴的绝对压力，特别优选地为0.3至0.1巴；以及
在超压下，将所述填充产品提供并填充入所述容器，优选地在1巴至9巴的绝对压力下，特别优选地为2.5巴至6巴。


3.如权利要求2所述的方法，其中通过考虑在填充期间所述容器(100)中的压力曲线终止所述容器(100)的填充，优选地，当所述容器(100)中达到预定的截止压力(PAB)或压力达到预定的上升时。


4.如前述权利要求任一项所述的方法，其中所述可改变的影响变量(42)包含：待装瓶的填充产品的温度和/或CO2的浓度和/或抽空容器(100)的负压Plow和/或提供所述填充产品的超压。


5.如前述权利要求任一项所述的方法，其中所述至少一个输出变量(43)包含：进行装瓶过程的填充产品的超压，和/或抽空容器的负压Plow和/或截止压力(PAB)和/或死腔体积。


6.如前述权利要求任一项所述的方法，其中一个以上的所述可改变的影响变量(42)以限定的时间间隔确定并且通过所述控制装置(40)接收。


7.如前述权利要求任一项所述的方法，其中对于每个填充过程，从接收到的影响变量(42)进行所述至少一个输出变量(43)的计算，该计算根据需要有规律地，或以限定的时间间隔或填充间隔进行。


8.如前述权利要求任一项所述的方法，其中终止所述填充过程后，确定所述填充容器(100)中的所述填充水平或所述填充体积并且根据其调节所述计算模型。


9.如前述权利要求任一项所述的方法，其中对于确定所述填充过程的结束，既不确定和/或使用所述填充水平也不确定和/或使用装瓶体积。


10.如前述权利要求任一项所述的方法，其中用所述计算模型从接收到的所述影响变量(42)进行所述至少一个输出变量(43)的计算，使所述目标变量(41)采用预定值，并且优选地在多个所述填充过程中基本保持不变。


11.用于用填充产品填充容器(100)的填充设备(1)，优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德列亚斯·库尔索韦，弗洛里恩·哈贝塞采尔，
申请(专利权)人：克朗斯公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE