专利名称：用于灌装多组分饮料的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种灌注容器的方法及其设备。现有技术中已知的灌注容器的方法和设备多种多样。而且像混合有几种组分的多组分饮料向容器中灌注的技术也是现有技术中已知的。例如当提到水果汁饮料，其中也包含水果的果肉或果浆。这些种类的饮料正越来越流行。
背景技术：
为了灌装这种饮料，在向容器灌注前需要将两种组分(例如果汁和果浆)混合，最后以混合物的形式提供到容器进行灌装的方式是已知的。另外在灌注工序中，果汁组分和果肉组分同时提供给容器的方法是已知的。而且像活塞灌注系统这样的预配料系统是现有技术中已知的。但是这些系统相对难以清洁，而且另外的不足之处就是相对灌注不准确和有些时候会造成对灌装果粒的破坏。这些系统的其它不足之处是使用活塞灌注机配料时， 不能提供有关向容器中灌注的产物的具体成分的进一步数据。这意味着各组分的标准误差会累积起来，造成灌注量的准确度降低。专利文献WO 2008/014333 A2记述了一种灌装饮料的设备及方法。其先用第一灌注装置灌注饮料的第一部分，然后用另一个灌注装置灌注饮料的第二部分。但是这种设备不能针对单独组分配比进行精确配料。专利文献US 6, 729, 361 B2记述了一种向容器中灌注一种混合成分产物的方法。 该方法是在一个灌注转盘上灌注第一配比的产物，使用第二灌注转盘灌注第二配比的产物。此外，还提供了在每个灌注阶段能控制向容器灌注组分的量的控制部件。在本设备中， 没有提供对所述灌注量的检测，所以本设备对灌注量的控制也是相当不准确的。
发明内容
本发明的目的是提供一种能更准确灌装或控制多组分饮料灌装量的设备及其方法。根据本发明，这个目的是通过独立权利要求中的主题来实现的。从属权利要求的主题是优选的实施例和技术方案的改进。本发明提供的一种向容器中灌注多组分流动介质的设备，在灌注方法的第一步是通过第一灌注装置向容器中灌注第一组分。接下来的一步是将灌注有液体的第一组分的容器传送到第二灌注装置，通过第二灌注装置向灌注有第一组分的容器中灌注灌装介质的第二组分。根据本发明，灌注介质的灌注量，特别是第一组分的灌注量在第一组分被灌注到容器后测定的。流动介质是一种液体，特别优选为汁液类物质，或者一般包含颗粒的液体，例如果粒。优选为混合组分。流动介质特别可以理解为包含像果肉类颗粒的液体。根据本发明可知容器灌注第一组分后测定第一组分的灌注量，特别是能进行准确地测定罐装产物的测量。可以在整个灌注工序中仅测定一个单独的量。
但是，首先对第一组分的定量测定和接下来对总量的定量测定也是可以进行的， 其中第一组分的量可任意测定。进行灌注量的测量优选为重量称量的方式。如前所示，特别是通过称重得到所灌注的各灌注量的精确结果，通过容积来测量流体是相对复杂的，更何况是第一组分为具有果肉或果浆的组分。但是，也可以用容积测量的方式去测量流体。第一组分灌注的工序，优选组分包含颗粒，优选操作通过时间控制，或通过时间与压力控制的方式。但重量称量也可在两个灌注装置之间进行。这样，第二组分也可通过其它系统定量地测定，例如用电子探针或探头管测定容积。这里本发明提供另一个灌注装置，该灌注装置位于第二组分灌注装置的上游，特别是具有多个用于灌注第一组分的灌注部件。一种方法是用作为测量装置的称重元件测定第一组分的最终灌注量，例如，第一组分的灌注一完成就进行重量称量。但也可以测定灌注产物的总量。进行灌注量的测量优选为在灌注第二组分前进行。第一灌注装置优选通过时间控制部件的控制向容器中灌注第一组分，但也可以提供配料泵或像活塞灌注机这样的普通灌注装置。如上面提到的在第二灌注装置中，优选在第二组分灌注前通过称重的优选方式测定第一组分的灌注量。在此，所灌注第一组分的(称重)测量优选为在第一灌注装置之外的位置进行。优选为在第二灌注装置进行重量测量，这样第一组分的量和总量能通过一个相同的测量装置来测定。所述重量测量装置先测定第一组分的量(或重量)，然后在下一个过程，特别是在第二组分灌注后也可来测定两种组分的总量或总重。根据本发明这意味着使用一个相同的测量装置来进行第一静态重量测量和随后的连续重量测量。在这两个灌注工序之间的量的测量或重量的测定具有几个优点。首先，各容器第二组分的所需灌注量能计算出来，以此保证每个容器所盛的总量 (质量或容量)是相同的。用追溯实际灌注第一组分所测定量的方式抵消第一组分灌注的标准偏差。反过来这意味着可以在各灌注阀向容器灌注特定量的第二组分。另一方面，在所有灌注部件配备相同的量是现有技术中常用的。其次，第一组分与时间相关的灌注操作能以对应每个特定灌注位置的方式持续优化。如果在单独灌注位置灌注有初始量的容器偏离目标灌注位(当然这会被所述追溯测量探测)，可通过控制部件调整灌注时间以达到第一组分向瓶中灌注的目标量。如果第一组分灌注适度，这可以进行种调整。这种情况下，第一组分对容器的灌注将是可控的。最后，通过合适的工序控制和\或文档记录系统记录、估算每个灌注容器的确切水果成分的配料量和灌注总量。接下来是非常简单的操作，根据这些数据计算相关联容器的水果成分的百分比含量。如果现在一个系统操作员在瓶子标签上标注保证的水果成分的最少含量，他/她会通过追踪灌注容器自动将那些没有达到保证量的容器拿掉。第一组分的灌注量优选为在通过第一灌注装置传送容器之后测定。从而可以在通过第二灌注装置传送容器过程中测定灌注量，但是也可以在从第一灌注装置向第二灌注装置传送容器的过程中测定灌注量。在第一组分灌注后，优选为仍通过第一灌注装置传送容器。从而在第一组分灌注后，实际的灌注工序已经完成，产物仍可以通过第一灌注装置进行传送，例如通过传送转盘传送。在实际灌注工序后，残夜仍会从各灌注部件或灌注阀滴落，为了加强各灌注阀的清洁，例如可以采用吹除残夜的方式进行清洁。第一灌注装置优选包括多个设置在传送装置上的第一灌注部件，例如该传送装置为灌注轮。只灌注有第一组分容器的单独重量称量可以单独检测并控制在第一灌注装置上的各灌注部件的灌注量。从而可以通过电子记录的转送和通过固定机械设计测定和\或控制第一灌注装置上各灌注部件的确切灌注量。第二灌注装置优选包括多个用于向容器灌注第二组分的第二灌注部件。在这里的工作操作过程中，各第二灌注部件是与各第一灌注部件以如下方式对应联系的，即在通过第二灌注部件灌注某一容器时测定这是由哪个第一灌注部件向相同容器中灌注的第一组分。第一组分优选包含固体。在这里第一组分可为包含果浆、果粒或类似物的介质。该介质优选为饮料。第一组分对容器的灌注和\或第二组分对容器的灌注更优选为基于测量的灌注量(特别是基于对第一组分测量的灌注量)进行控制。从而如前面提到的，可以果汁为例，一方面可以调整第一灌注部件的灌注量，另一方面也可以分别控制第二组分的灌注量。另外， 存储各测量的量的数据，并可以这种方式进行较长时期的对第一灌注装置的各灌注部件的监控。优选在第一组分向容器灌注和第二组分向容器灌注的位置之间提供一个区域，在这个区域仅进行对容器的传送，例如在这里提供一个间息区。优选通过测量第一组分，调整使用第二灌注装置灌注第二组分的灌注量，利用这种方法可使最终灌注量达到要求，也可使有关配量的误灌得到弥补，这意味着可以在容器中一直保留一个确定的常量空间，这对特别是热灌注工序很重要，由于在热灌注过程中太大的空间会导致容器较大的变形。所以，这两种组分中至少要有一种优选为在40°以上向容器灌注，更优选在60°以上，进一步优选在70°以上。在这里优选液体的第二组分。第二灌注部件灌注量优选为在预先设定的限度内通过所灌注产物的总量来控制。因此，优选一个测量装置适用于两种灌注功能，从而只需考虑关于灌注量测量部件的一个偏差标准，当然这个灌注量特别是对客户和终端使用者很重要的最终灌注量。本发明进一步提供一种向容器灌注多组分流动介质的设备，该流动介质特别包括液体。这个设备具有向容器中灌注介质第一组分的第一灌注装置，该第一灌注装置包括至少一个灌注部件。另外，该设备具有向容器中灌注介质第二组分的第二灌注装置。在这里第二灌注装置包括至少一个灌注部件，且该第二灌注装置安装在沿容器传送方向上第一灌注装置的下游。另外所提供的传送装置能将容器从第一灌注装置传送到第二灌注装置。除此之外，还提供了测定向容器灌注的第一组分量的容积测量装置。根据本发明，设置有灌注量测量装置，该灌注量测量装置在向容器灌注第一组分后进行灌注到容器介质量的测量，特别是对所述介质中第一组分的测量。所以关于该设备， 本发明披露了第一组分量的测量是在灌注第一组分后进行。在这里灌注总量优选为可以在第一组分灌注后，第二组分灌注前测定。将容器从第一灌注装置传送到第二灌注装置的传送装置可为星形传送器或传送链。但是，第二灌注装置也可以紧接第一灌注装置设置，例如直接从第一灌注轮向第二灌注轮进行传送。在此例中，传送装置可为将容器从第一灌注装置转递给第二灌注装置的传送元件，但是所述传送元件也可为设置在第一灌注轮和第二灌注轮上的单独对应容器的夹具元件。第一灌注装置优选包括传送装置，该传送装置能传送多个灌注部件或多个第一灌注部件设置在该传送装置上，和\或第二灌注装置也具有能传送多个灌注部件的传送装置。灌注量测量装置优选为重量称量装置。在这里，灌注量测量装置特别优选设置在第二灌注装置上或传送装置上，以使第一组分的定量测定在这里甚至可在第二组分的灌注前进行。这里也可以在位于第一灌注装置和第二灌注装置之间提供称重星轮。在本例的现有系统中，这样的称重星轮或灌注量测量装置也能分别加装。一个优点是所需的测量点会减少，或者如果第二灌注装置没有它自身所带的测量装置或任何的称重元件，可以进行加装。所提供的向容器配给第一组分的控制部件优选时间控制供应装置，该时间控制供应装置利用计时功能来计量所需的量。这里利用所述称重元件来检测容器，可根据需要调整配量。在灌注第二组分后为了再次得到各容器的一致灌注量水平，将第二组分的称重量值转送到第二灌注装置，并例如能从最终灌注量中减去此量值得到。该设备优选具有最少一个向容器中灌注流动产物的灌注部件，且该灌注部件具有灌注管，产物通过该灌注管向容器灌注。在这里灌注管在端部具有出口部位，产物通过该出口部位排出灌注管，还具有第一阀装置，该第一阀装置控制流动产物向灌注管的供应。根据本发明，灌注装置具有能向其供应气体介质的第二阀装置，特别是在灌注工序后，所述气体介质能清除所灌装流动产物的任何残渣。需要指出的是所描述的灌注装置能独立于上面提到的设备而单独使用。申请人保留声明特别是所述灌注装置权利要求的权利。灌注部件优选为安装在可移动的并且特别是可旋转的载体上。灌注部件优选具有能固定容器的固定器具。灌注装置优选包括能向其供应气体介质的第三阀装置。在这里特别优选提供控制装置，如通过灌注装置传送流动产物，则该控制装置向灌注部件供应气体介质，且特别向灌
注管供应。
下面结合附图对本发明的有益效果进行描述。图1为说明本发明第一方法的示意图。图2为说明另一个优选方法的示意图。图3a_3c为预配料阀的三个视图。数字标号列表
1设备
2第一灌注装置 4第二灌注装置 6称重元件
10容器12第一灌注装置传送装置
12a灌注部件，预配料阀
14第二灌注装置传送装置
14a第二灌注部件
22供应轮
24，26，28，32星形传送器
26转送轮，称重星轮
30，40控制部件
52灌注管，排出喷嘴
54出口部位，排出喷嘴
62第一阀
64供应管路
66阀
68回流管路
72第三阀
74阀
76第二阀
82封盖装置
94供应管路
I, III, IV, VII阶段
II间息阶段
V沉淀阶段
VI测量阶段 P箭头。
具体实施例方式图1为说明本发明方法的示意图。此处容器10通过标号1标识的整体灌注设备沿箭头P传送。开始，容器通过供应轮22传送至整体用标号2标出的第一灌注装置。在此灌注装置中液体的第一组分(特别指一种饮料)首先在I部分或I阶段提供给容器。加入第一组分后，容器通过无组分供应发生的间息阶段II。在阶段III，为了将第一组分的残渣都送入容器或将所有残渣从各灌注管中清除，灌注部件的各出口都被打开。在下一个阶段IV， 所有第一组分的残渣均仍能落入容器。第一灌注装置此处包括传送装置12 (例如一个灌注轮)，在传送装置12上设置有多个灌注部件12a，灌注部件1 优选为等距设置。这些灌注部件1 各自向容器灌注介质的第一组分。此工序过后，通过三个星形传送器24，26，28将容器传送到第二灌注装置4.在此传送中，优选提供沉淀阶段V，在此阶段对容器10无灌注操作。在测量阶段VI，通过灌注量测量装置6测量容器中第一组分的量，并且在测量过程中，称量容器及其内所盛物质，这意味着静态称量能够实施。所以在此提供称量装置。使各第二灌注装置4的灌注点或灌注部件可以具有各自为测量所设的称重元件。标号14涉及传送单独的灌注部件14a (图中仅有一个灌注部件1 示出)的传送装置。这些传送装置14此处由灌注轮构成，在灌注轮上设有单独灌注部件，这些灌注部件优选为等距设置。在下一个阶段VII，向容器中灌注第二组分后将容器转送到星形传送器32.此处第二灌注装置包括控制部件40，第一灌注装置2也包括控制部件30.这两个控制部件30和 40用来控制设置在两个灌注装置2和4上的各灌注部件。此处，控制部件30，40可通过各个灌注部件12a，14a单独控制液体的配给。这意味着在第二组分的配给工序中，在所需总重量灌满前能够持续的进行重量称量。如果在灌注量测量装置6上测定一个第二灌注部件1 具体的灌注重量，控制部件能计算出在第一灌注装置2处通过相应第一灌注部件1 灌注的相对应的容器。相应第一灌注部件1 能根据前述测量的反馈重新调整灌注量，比如测定在下一次灌注操作中向容器灌注的第一组分的量是多些还是少些。相应第二灌注部件Ha也有可能通过开环或闭环的控制根据对重量称量的反馈来测定向容器灌注的第二组分的量是多些还是少些。图2示出本发明方法的另一个实施例。此处第一灌注装置2的灌注工序与图1中所示的相应灌注工序相同。在这里容器也是通过星形传送器M转送。但是这里的间息阶段 V和测量阶段VI是设在下一个称重星轮26上。这里也可能会单独确定第一灌注部件12a， 根据需要也可重新调整。这里第二灌注装置4仅是向容器灌注第二组分。图2中所示的实施例的优点在于称重星轮沈在现有系统中是可加装的。图3a_3c是用作预配料阀的第一灌注部件12a的三个视图。此预配料阀1 在这里具有多个阀装置。通过供应管路64将组分(例如果浆)沿第一阀62的方向进行灌注。该第一阀62通过灌注管52和出口部位M控制第一组分向容器(未示出)的供应，这里前述容器用夹持器具(未示出)固定，例如放置在靠在出口部位M上的支撑环上。标号82所指的是在清洁操作过程中用来遮住出口部位的封盖装置或称清洁盖。第一组分的灌注量在这里优选为在阀62打开期间通过时间来控制。这种配料的时间是通过试验和在生产过程中利用称重元件6的检测来事先测定的，称重元件6在前面提到的图1中示出，位于下游的灌注机上。根据需要，此称重元件6可重新调整配料时间。为了防止任何滴溅或加强配料准确度，仍处在进给管52中或出口部位M中的任何配料的产物残渣都最好被吹除。可应用几个吹除压力达到该目的。如果大的果粒堵塞排出喷嘴M或配料阀关闭后，产物残渣残留在喷嘴里占据整个喷嘴截面以致在喷嘴内形成真空。由于在介质很稀薄的条件下，其表面张力不足以支撑产物留在喷嘴内，所以在某些情况下排出喷嘴52，M是可以一种不可控的方式被清空的。为此，为了以这种方式引导任何低压通过连接管52和出口部位M，第二阀76要一开始就打开。这样的低压用于排出喷嘴的粗略清洁。在配料工序后的此工序中，利用低压将位于灌注管52中的产物残渣慢慢的吹出排出喷嘴54.这里的压力不应增加的太大，以不致使产物残渣过快的“射”入容器， 从而导致瓶中已配好的产物由于产物残渣的冲击而飞溅出来。如果由于产物残渣的存在会引起排出喷嘴M内的真空，就要在配料工序过程中(无压力的)尽可能的打开阀76.这样管路一直是透气的，也不需要粗略的清洁。标号94表明加压空气的供应管路。
接着，第二阀76关闭，打开第三阀72.此第三阀用于向灌注管52或出口部位M 提供高压。吹掉附着在灌注管52或出口部位M内壁上的滴物就得需要高压。为此，就要在管路中使用更高的气流速度和更高的压力。高压吹除是指防止任何滴物在不可控的形式下从排出喷嘴M中落出。两个吹除压力优选为都是可调的。在这里，(配料期间，配料后)对于进行吹除工序所需的时间和压力均是可调的。空气在这里是吹除介质的优选。特别地，在无菌应用的情况下，需要使用无菌空气来吹除也是可以实现的。灌注管52或出口部位M优选以合适的方式进行表面处理，以使产物残渣能更容易的滴落。这种表面处理可应用在内外侧两面。本发明披露使用两种不同的压力连续地进行对灌注管或出口部位M的吹除操作。更进一步地，进行灌注操作时，也可先打开第一阀76，处在一个大气压的低压，然后使用更高的压力去进行后面的清洁或冲洗灌注管或出口部位M的操作。标号74标出用于清洁灌注部件12a的另一个阀。在这里，例如可以提供清洁介质，并利用特殊的清洁操作来清洁单独的管路52，或根据需要也可清洁管路64。标号66标出用于保温的另一个阀。在生产停止或备产的情况下，为了保持产物的温度，可通过所述阀66在输送线路上泵送产物。为此，阀62关闭，产物输送线路沿供应管路64运行，并通过回流管路68返回。对于在申请文件中披露的作为本发明必要技术特征的所有特征，不论是单独的还是其组合，只要相对于现有技术有新颖性，本申请人就保留要求其权利的权利。
权利要求
1.一种向容器(10)灌注多组分流动介质的方法，所述方法包括以下步骤-通过第一灌注装置(2)向被灌注容器中灌注第一组分；-将灌注有液体的第一组分的容器传送到第二灌注装置(4)；-通过所述第二灌注装置(4)向灌注有第一组分的容器中灌注液体的第二组分，其特征在于，在第一组分被灌注进容器(10)后，测定所述第一组分的灌注量。
2.如前述权利要求的至少一项所述的方法，其特征在于，灌注量的测量通过重量称量的方式进行。
3.如前述权利要求的至少一项所述的方法，其特征在于，在第一组分被灌注进容器后， 所述容器通过所述第一灌注装置(2)被传送。
4.如前述权利要求的至少一项所述的方法，其特征在于，所述第一组分包含固体。
5.如前述权利要求的至少一项所述的方法，其特征在于，基于所测量的灌注量来控制第一组分对容器的灌注和/或第二组分对容器的灌注。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过所述第一灌注装置(2)传送容器后测定第一组分的灌注量。
7.一种向容器中灌注多组分流动介质的设备(1)，所述设备(1)具有第一灌注装置 (2)、第二灌注装置(4)、传送装置(24，26，观)和灌注量测量装置(6)，所述第一灌注装置 (2)向容器中灌注介质中的第一组分并至少具有一个灌注部件(1 )，所述第二灌注装置 (4)向容器中灌注介质中的第二组分并至少具有一个灌注部件，其中所述第二灌注装置(4) 在容器的传送方向上处于所述第一灌注装置(2)的下游，所述传送装置(24，26，28)将容器从所述第一灌注装置(2)传送到所述第二灌注装置(4)，所述灌注量测量装置(6)测定被灌注进容器中的第一组分的量，其特征在于，所述灌注量测量装置(6)被设置使得被灌注进容器的介质的量的测量在容器被灌注第一组分之后进行。
8.如权利要求7所述的设备(1)，其特征在于，所述第一灌注装置(2)具有传送多个灌注部件(12a)的传送装置(12)和/或所述第二灌注装置(4)具有传送多个灌注部件(14a) 的传送装置(14)。
9.如前述权利要求的至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述灌注量测量装置(6) 为重量测量装置(6)。
10.如前述权利要求的至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述灌注量测量装置 (6)被设置在所述第二灌注装置(4)上或所述传送装置(22，24，26)上。
11.一种使用灌注管(52)向容器灌注流动产物的灌注部件(1 )，所述产物通过灌注管(52)被灌入容器(10)，所述灌注管(52)在其端部具有出口部位(54)，所述产物通过出口部位(54)被排出灌注管(52)，灌注部件(12a)具有第一阀装置(62)，所述第一阀装置(62) 控制流动产物向所述灌注管(52)的供应，其特征在于，所述灌注装置(12a)具有第二阀装置(76)，该第二阀装置(76)用于尤其是在灌注工序之后向所述灌注部件(12a)供应气态介质，从而清除被灌装的流动产物的任何残渣。
12.如权利要求11所述的灌注部件(12a)，其特征在于，所述灌注部件(12a)具有用于向所述灌注部件供应气态介质的第三阀装置(72 )。
全文摘要
一种向容器(10)灌注多组分流动介质的方法，包括以下步骤通过第一灌注装置(2)向被灌注容器中灌注第一组分；将灌注有液体的第一组分的容器传送到第二灌注装置(4)；通过所述第二灌注装置(4)向灌注有第一组分的容器中灌注液体的第二组分。根据本发明，在第一组分被灌注进容器(10)后，测定所述第一组分的灌注量。
文档编号B67C3/26GK102372241SQ20111019648
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月14日 优先权日2010年7月27日
发明者斯特凡·珀施尔, 约瑟夫·多布林格 申请人:克朗斯公司