Einfach und damit verbunden äußerst hygienisch gestaltet, flexibel zu handhaben, bequem zu bedienen – das sind nur einige der zahlreichen Vorteile, die das innovative KHS-Kunststoff-Flaschen-Füllsystem Innofill DRV in sich trägt. Vorteile, die die Getränkebranche sehr wohl zu schätzen weiß. Erst kürzlich wurde aufgrund des in der alkoholfreien Getränkebranche verstärkten Trends zur Heißbefüllung von Kunststoff- Flaschen die Möglichkeit geschaffen, eine Heißfüll-Variante mit in das System zu integrieren. Jüngste Neuheit: Neben magnetisch induktiver Durchflussmessung ist für den Innofill DRV nun auch die Volumenmessung für Getränke mit geringem oder gar keinem elektrischen Leitwert verfügbar. Als Neuheit lassen sich nun auch Kunststoff-Flaschen verschiedener Mündungsgrößen verarbeiten, ganz nach den Wünschen des jeweiligen Getränkeunternehmens.

Das rechnergesteuerte volumetrische Füllsystem Innofill DRV verfügt über maximale Flexibilität. Von der 0,1-l- bis hin zur 5-l-Kunststoff-Flaschen- Variante ist die Verarbeitung sämtlicher Flaschengrößen und -formen realisierbar. Die Abfüll-Leistung beträgt bis zu 72.000 Kunststoff-Flaschen/h.

Einfaches Steuerungskonzept

Der Innofill DRV steht in mehreren Varianten zur Verfügung, allen gemeinsam ist das einfache Steuerungskonzept. Das gilt gerade für die ausschließliche Abfüllung klassischer kohlensäurehaltiger Getränke. Hierfür kommt das Innofill DRV-VF-Füllventil mit nur zwei pneumatisch gesteuerten Membranzylindern aus. Diese beiden pneumatischen Funktionen steuern den kompletten Füllprozess – einschließlich Anpresshub und Abdichtung der Flaschenmündung am Füllventil. Möglich wird der Einsatz von lediglich zwei Schaltfunktionen, weil sich die Kraft, die aus dem Vorspann- und Abfülldruck resultiert, über einen nach aseptischen Kriterien gestalteten Faltenbalg direkt auf den Neckringhalter überträgt. Das bedeutet zum einen, dass die ansonsten übliche Hubelement-Funktion hier überflüssig ist. Zum anderen schließt es mit ein, dass Anpresskräfte präziser nicht sein könnten. Beispiel: Ist der Fülldruck hoch, wird die Flasche mit der entsprechend hohen Kraft an das Füllventil angepresst. Bei einem niedrigeren Fülldruck kommt die geringere Anpresskraft zum Tragen. Vorteil der ganz an den jeweiligen Abfüllbedingungen orientierten Anpresskräfte: die besonders schonende Behandlung der Kunststoff-Flasche sowie die minimale Beanspruchung von Abdichtsystemen. Damit direkt verbunden: die reduzierte Anzahl an Verschleißteilen, eine Verlängerung von Wartungsintervallen und die nochmals erhöhte Effizienz des Füllsystems.

Gemäß aseptischen Kriterien gestalteter Faltenbalg

Eine wesentliche Rolle innerhalb des Füllkonzepts spielt der nach aseptischen Kriterien gestaltete Faltenbalg. Er besteht aus einem verschleißfesten und langlebigen Spezialwerkstoff mit einer glatten Schmutz abweisenden Oberfläche. Während der CIP-Reinigung durchströmen Reinigungsmedien den Faltenbalg tangential. Die optimale Schmutzablösung und -austragung ist gegeben. Der Faltenbalg verhält sich äußerst temperaturbeständig sowie äußerst beständig gegenüber Reinigungs- und Desinfektionsmitteln und genügt gleichzeitig höchsten mikrobiologischen Anforderungen bei langer Lebensdauer. Sollen kohlensäurehaltige Softdrinks und auch stille Getränke abgefüllt werden, erhalten die Füllventile einen weiteren Pneumatikzylinder und es entsteht das Füllsystem Innofill DRV-VF/N für Druckfüllung und drucklose Füllung. Noch ein Pneumatikzylinder mehr und es entsteht die Variante Innofill DRV-VF/DN für den Wechsel von klassischer Druckfüllung im Einkammerprinzip auf die Dreikammer-Druckfüllung. Als Innofill DRV-VF/DN realisiert das Füllsystem neben der Abfüllung von stillem und karbonisiertem Wasser sowie karbonisierten Softdrinks auch die Abfüllung von so sensiblen Produkten wie Bier- und Biermischgetränken, karbonisierten und stillen Fruchtsaftgetränken sowie von karbonisierten und stillen Sport- und Wellnessgetränken. Von hohem Interesse ist das erst kürzlich in den Markt gebrachte Füllsystem Innofill DRV-VF/NH. Hier kommen die Einkammer- Druckfüllung sowie die drucklose Heißfüllung bei Abfülltemperaturen bis zu 95°C zum Tragen. Das Umschalten von Druck- auf Heißfüllung erfolgt per Knopfdruck. Auch der für den bei der Heißabfüllung notwendigen Getränkeumlauf während der Stillstandsphasen wird über die Füllventile automatisch ausgelöst. So ist sichergestellt, dass eine Abkühlung von Produkt unter die erforderliche Pasteurisationstemperatur nicht stattfindet und am Ventilsitz jederzeit heißes Produkt zur Verfügung steht, das keine Phasentrennung erfahren hat.

Füllprozess mittels Drallkörper

Um welche Variante des Innofill DRV es sich innerhalb eines Getränkebetriebes auch handelt – stets profitiert der Abfüller von einem Füllprozess, der mittels Drallkörper vonstatten geht. Das Füllprinzip hier: Nach Öffnung des Füllventils geschieht die Einleitung von Flüssigkeit über die Flaschenwand in die Kunststoff-Flasche. Der Drallkörper regelt die Flüssigkeitsfilmbildung – ganz an den einzelnen Füllphasen orientiert – bei hohem wie bei geringem Flüssigkeitsdurchsatz. Seine Vorteile sind offensichtlich: Es kommen keine in die Flasche hineinragenden Abstrahlelemente vor. Beste hygienische Bedingungen sind ebenso gegeben wie die hohe Abfüll-Flexibilität, die der Drallkörper-Einsatz beinhaltet. Egal wie Kunststoff-Flaschen in ihrer Form auch beschaffen sein mögen – im Rahmen der vorgegebenen Flaschenvolumen bis maximal fünf Liter lassen sie sich bei einem Flaschenwechsel ohne Umstellarbeiten befüllen. Ein weiterer Vorteil: Der Drallkörper lässt auch die Abfüllung von Getränken mit Faserlängen von bis zu 10 mm zu.

Durchflussmessung

Als Füllprinzip gilt beim Innofill DRV die Volumenfüllung. Neu ist, dass seit kurzem die Möglichkeit besteht, neben der magnetisch induktiven Durchflussmessung auf die Flügelrad-Messung zu setzen. Generell birgt die Volumenfüllung im Vergleich zu der klassischen Höhenfüllung gerade bei Kunststoff- Flaschen zahlreiche Vorteile in sich. Vom Vorspanndruck ausgelöste Volumenänderungen der elastischen Flaschen spielen keine Rolle. So muss hier keine Überfüllung stattfinden, um mit dem Eichgesetz nicht in Konflikt zu kommen, ist auf präzise Abfüllmengen doch Verlass. Während bei der Volumenfüllung mittels magnetisch induktiver Durchflussmessung die kontaktlose Füllmengenmessung zum Tragen kommt, praktiziert das Flügelrad- Messgerät eine Messung, die auf Basis der in den Flügelräumen transportierten Flüssigkeitsvolumina in Verbindung mit der Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrades geschieht. Die Signalübertragung geht berührungslos an einen Sensor, der aus den Mess-Signalen den entsprechenden Flüssigkeitsdurchsatz ableitet. Das Flügelrad-Messgerät erweitert die Einsatzmöglichkeiten des Innofill DRV. So lassen sich dank Flügelrad-Messung nun auch Getränke mit sehr geringem oder auch ganz ohne elektrischen Leitwert abfüllen. Das kommt dem immer stärkeren Verbraucherwunsch nach demineralisierten Wässern entgegen, die über keinen messtechnisch zu verarbeitenden Leitwert verfügen. Geeignet ist das Flügelrad- Messgerät für stilles Wasser ebenso wie für kohlensäurehaltige Erfrischungsgetränke und stille Softdrinks ohne nennenswerte Feststoffanteile. Die Gewährleistung höchster hygienischer Maßstäbe stand bei der Entwicklung des Flügelrad-Messgerätes mit im Vordergrund. Daher besteht das neue Mess-System ausschließlich aus äußerst temperaturbeständigen Materialien, die eine Reinigung und Sterilisation bei Temperaturen bis 120 °C zulassen. Das Flügelrad- Mess-System erfüllt die Erwartungen an die Füllmengengenauigkeiten. Die Volumenfüllung mittels magnetisch induktiver Durchflussmessung hat bei Getränken mit Leitwert immer dann zur Anwendung zu gelangen, wenn Feststoffanteile vorkommen oder faserhaltige Produkte zur Abfüllung anstehen. Bei der Abfüllung von fruchthaltigen Getränken kann der Frucht-/Pulpeanteil innerhalb des Getränks bei Anwendung der magnetisch induktiven Durchflussmessung bis zu 8 % betragen, Faserlängen dürfen bis zu 10 mm, Faserdurchmesser bis zu 1,5 mm variieren. Bislang realisierte der Innofill DRV ausschließlich die Abfüllung von Kunststoff-Flaschen mit identischer Mündung. Dabei handelte es sich zumeist um die für die Abfüllung von Softdrinks in der Regel vorgesehene 28 mm Mündung. Künftig managt der Innofill DRV auch die Abfüllung von Kunststoff- Flaschenvarianten mit zwei verschiedenen Mündungsgrößen. Füllventile lassen sich bei Mündungswechsel durch einen werkzeuglosen und schnellen Austausch der Neckring-Aufnahme einfach umrüsten. Ein weiterer positiver Aspekt: Das Füllsystem erlaubt im Rahmen der Neuentwicklung auch die Abfüllung von kohlensäurehaltigen Getränken in Kunststoff- Flaschen mit großflächigen Mündungen wie z.B. der 38 mm Mündung bei Wellness- und Schorlegetränken.

Aromaresistente aseptisch gestaltete Membrane und Dichtungen

In der Vergangenheit war eine Ablagerung von Aromastoffen der abgefüllten Getränke in Membrane und Dichtungen des Öfteren ein Thema. Als KHS-Lösung bestehen nun innerhalb der Füllventile sämtliche Membrane und Dichtungen aus neu entwickelten aromaresistenten Elastomeren. Damit verkürzen sich Reinigungszyklen bei Produktumstellung und der Produktionsplan hat sich nicht mehr unbedingt an der Geschmacksintensität der Produkte auszurichten. Was zu der erhöhten Effizienz der Füllmaschine die noch größere Flexibilität bei der Produktionsplanung mit sich bringt. Interessant für die bereits im Markt befindlichen Füllsysteme Innofill DRV: Vorhandene Dichtungen am Füllventil sind einfach austauschbar.

Automatische Einbringung von CIP-Platten

Die Abdichtung der Füllventile übernehmen beim Füllsystem Innofill DRV so genannte CIP-Platten. Diese lassen sich manuell oder vollautomatisch in das System einbringen. Für eine vollautomatische Einbringung von CIP-Platten in das System spricht Zeitersparnis, also gesteigerte Effizienz und das so ausgeschlossene Risiko von Reinfektionen. Bei der CIP-Reinigung greift das gleiche Prinzip wie bei der Flaschenanpressung während des Druckfüll-Prozesses. Der Druck der Spülmedien gibt hier die Kraft vor, mit der CIP-Platten die Füllventile abdichten. So geschieht die Abdichtung ganz an den Innendruck angepasst und ist damit auf das Perfekteste geregelt. Füller-Außenflächen reinigen automatische Außenreinigungssysteme höchst effektiv und die Gestaltung ohne Vortisch gewährleistet ein schnelles Ablaufen von Flüssigkeiten.

Rohrförmiger Ringkessel

Höchsten hygienischen Maßstäben wird der rohrförmige Ringkessel gerecht. Ideal für CIPund SIP-Prozesse existieren hier keine Ecken und Kanten. Weitere Vorteile gegenüber dem klassischen Produktkessel mit Rechteck-Querschnitt liegen in Aufheiz- und Kühlzeiten und damit verringertem Energieeinsatz bei Reinigung und Sterilisation. Außerdem vermindert die Leichtbauweise des Rohrringkessels die notwendigen Antriebskräfte, was wiederum den Stromverbrauch und die Wartungskosten reduziert.

Auch als Blockkonzept

Generell lassen sich dem Füllsystem Innofill DRV unterschiedliche Streckblas-Maschinen und Rinssysteme vor – sowie Verschließ-Systeme nachschalten. Erfolgreich arbeiten Blockungen einer Streckblas-Maschine mit dem Füller-Verschließer- Konzept. Innerhalb des Blockkonzepts stets gegeben: die Antriebsverbindung mittels moderner Servotechnik. Auf diese Art und Weise ist der exakte Synchronlauf der Anlage über deren komplette Lebensdauer hinweg sichergestellt.

Fazit

Mit dem Innofill DRV bietet KHS dem Markt ein Füllsystem, das in allen Varianten mit einer besonders geringen Anzahl an geschalteten Elementen auskommt. Es bietet Unternehmen der Getränkebranche die Möglichkeit, die gesamte Getränkepalette besonders schonend in die Kunststoff- Flasche abzufüllen. Bei hoher Verfügbarkeit und großem Bedienkomfort sieht KHS den Innofill DRV als ein System, das Branchenwünsche von morgen bereits heute erfüllen kann. Neu geschaffene Möglichkeiten wie die Flügelrad-Messung, die Verarbeitung von zwei Mündungen innerhalb des Füllsystems sowie spezielle Membran- und Dichtungstechnik verdeutlichen dies. Autoren: Ludwig Clüsserath (Leiter Competence Center Prozesstechnik) und Manfred Härtel (Leiter Füll- und Rinstechnik, Prozessanlagen Maschinen, Competence Center Prozesstechnik, KHS AG, Bad Kreuznach.