Abfüllen unter Reinraumbedingungen

Günter Unkrig, Andreas Waldscheck

Der Mineralbrunnen RhönSprudel gilt mit seiner auf das Jahr genau 226-jährigen Geschichte als einer der traditionsreichsten Brunnenbetriebe Deutschlands. Die RhönSprudel-Gruppe erwirtschaftete im Jahr 2006 einen Umsatz von 200 Millionen Euro. Das Sortiment ist breit gefächert und ganz an Kundenwünschen orientiert. Mineralwässer halten beim RhönSprudel Mineralbrunnen 60 % am Unternehmensabsatz. Die restlichen 40 % gehen auf das Konto der Süßgetränke, wobei die Hälfte des Süßgetränkeabsatzes dem Bereich der Schorlen zuzuordnen ist. Des Weiteren sind im RhönSprudel-Süßgetränkesortiment klassische Limonaden, Club Cola sowie Wellnessprodukte und Bio-Limonaden zu finden. Neben den klassischen Glasflaschen setzt die Gruppe zunehmend auf die leichte PET-Alternative – sowohl im Mehrweg- als auch im Einweg- und Zweiwegbereich. Als langjähriger Partner von RhönSprudel sowie der gesamten RhönSprudel-Gruppe unterstützt KHS das Unternehmen mit innovativer Anlagentechnik für die PET-Mehrweg-, PET-Einweg- und PET-Zweiwegverarbeitung. Innerhalb der Gruppe sind insgesamt 11 KHS-Anlagen im Einsatz. Für die PET-Verarbeitung wurde im Jahr 2000 eine Mehrweg-PET-Abfüllanlage und in 2002 eine Einweg/Zweiweg-PET-Linie angeschafft. Jüngst kam eine weitere PET-Mehrweg-Linie hinzu, die neben Superblock, Flaschenreinigungsmaschine und Prozesstechnik auch Ultra-Clean-Abfülltechnik von KHS beinhaltet. Unter Ultra-Clean-Abfüllung versteht man die Kaltabfüllung von Getränken in einer extrem keimarmen Atmosphäre bei Reinraumklasse 10 000. Die Ultra-Clean-Abfülltechnik ist für die Abfüllung sämtlicher RhönSprudel-Produkte bestens geeignet, übernimmt jedoch beim RhönSprudel Mineralbrunnen bevorzugt die Abfüllung von stillem Mineralwasser und Schorlen, weil bei diesen Produkten höchste hygienische Maßstäbe an die Abfüllung anzulegen sind. Ausgelegt ist die PET-Mehrweglinie auf eine Leistung von 30 000 PET-Flaschen/h. Neben der 1-l-PET-Mehrwegflasche steht die 0,75-l-PET-Mehrwegvariante zur Verarbeitung an. Auf Wunsch ist das Handling weiterer PET-Flaschengrößen bei Ergänzung durch entsprechende Formatteile ohne weiteres machbar.

Im Anschluss an die Entpalettierung und den Auspackvorgang gelangen PET-Mehrwegflaschen innerhalb der Linie direkt in den Superblock. Er beinhaltet die Funktionen Sortieren, Abschrauben, Entetikettieren sowie die Fremdstoffinspektion. Die genaue Kontrolle der PET-Mehrwegflaschen hinsichtlich Kontur, Behälterhöhe und Behälterdurchmesser erfolgt direkt nach Einlauf in den Superblock mittels hochauflösender CCD-Kamera. Identifizierte Fremdflaschen werden ausgeleitet. Auf dem Weg zum Abschrauber durchlaufen die Flaschen eine Restflüssigkeitskontrolle. Gutflaschen gelangen dann über einen Klammerstern in den Entetikettierbereich. Dabei werden Sleeve-Etiketten mit einer integrierten Schneideeinheit gelöst. Gleichzeitig gelangt die für die Flascheninspektion benötigte Flüssigkeit über einen busgesteuerten Einspritzstern in jede Flasche. Die Fremdstoffinspektionseinheit Innocheck FS prüft sowohl über Gasanalyse als auch über USM-Flüssigkeitsanalyse. Das Restflüssigkeitssensorsystem USM ist für die Breitbanderkennung von petrochemischen Verbindungen und Detergenzien zuständig. Zudem kann bei der USM-Analyse eine nochmalige Unterscheidung zwischen Mineralwasser- und Erfrischungsgetränkeflaschen stattfinden. Innocheck FS arbeitet auf Basis eines Positivmessverfahrens. Das Abbild des Produkts ist in einer Datenbank gespeichert und wird mit jeder aktuellen Messung verglichen. Enthält eine Flasche Inhaltsstoffe, die von den gespeicherten Daten abweichen, erfolgt die Ausschleusung.

Für Gutflaschen ist die nächste Station die Einendflaschenreinigungsmaschine Innoclean EE. Schmutzflaschenaufgabe und Reinflaschenabgabe sind hier jeweils an der Stirnseite der Maschine angeordnet. Durch Integration moderner Triple-i-drive-Antriebstechnik ist die Verarbeitung unterschiedlicher PET-Flaschenformen und -größen bei kurzen Umstellzeiten Programm. Eine entscheidende Besonderheit bei der Auf- und Abgabe der PET-Flaschen stellt die Entkoppelung der Kurven in Rotation und Schwenkbewegung dar. Dadurch kann für jede zum Einsatz gelangende PET-Flasche die ideale Kurvenbahn programmiert und auf Knopfdruck abgerufen werden. Kurze Umrüstzeiten zwischen unterschiedlichen PET-Flaschen werden durch die mögliche Abkoppelung von Auf- bzw. Abgabe vom laufenden Betrieb erreicht. Neben zahlreichen weiteren Vorteilen bietet Triple-i-drive-Antriebstechnik die Option eines Abräumens der letzten Flaschenreihe auf Knopfdruck. Manuelles Handling ist nicht mehr erforderlich. Innoclean EE arbeitet mit Energiesparträgern. Diese verfügen durch gezielte Aussparungen an den Seitenwänden über ein gegenüber herkömmlichen Flaschenträgern reduziertes Gewicht, was die Wärme- und Laugeverschleppung vermindert und sich direkt auf den Energie- und Frischwasserverbrauch in der Reinigungsmaschine auswirkt. Allein durch Einsatz des Energiesparträgers lassen sich 10 bis 15 % Wärme sowie 15 bis 20 % Wasser einsparen. Weitere Besonderheit: Bevor die PET-Flaschen die Reinigungsmaschine verlassen, erfolgt deren letzte Spritzung mit Desinfektionsmittel. Das Desinfektionsmittel kann dann so lange wirken, bis eine Weiterbearbeitung der Flaschen im Rinser erfolgt.

Innerhalb des Ultra-Clean-Blocks übernimmt der elektronisch gesteuerte Zweikanal-Rinser Innoclean FR-ZR den Rinsvorgang. Er ist für die Flaschenbehandlung mit zwei Rinsmedien ausgelegt. Auf das Rinsen mit Desinfektionsmittel folgt die Ausspritzung der PET-Flaschen mit Frischwasser. Rinser-Wasser wird in einem Auffangbehälter gesammelt und direkt an die Flaschenreinigungsmaschine geleitet. Den Frischwasserverbrauch der Reinigungsmaschine deckt im laufenden Betrieb ausschließlich das Rinserwasser. Geblockt ist der Rinser mit dem volumetrischen rechnergesteuerten Einkam- merfüllsystem Innofill DRV, das über 120 Füllstellen verfügt. Es kommt mit nur zwei pneumatisch betätigten Membranzylindern für den kompletten Füllprozess aus. Einschließlich Flaschenhub sowie Anpressung der Flasche und Abdichtung der Flaschenmündung am Füllventil. Bei der Druckfüllung – beispielsweise von RhönSprudel-Schorlen – erfolgt die Vorspannung der PET-Flasche mittels Gas aus dem Ringkessel. Die Kraft, die aus dem Vorspanndruck resultiert, überträgt sich über einen Membrankolben direkt auf den Neckringhalter. Allein durch diese Kraft wird die Flasche angehoben und die Flaschenmündung am Füllventil abgedichtet. Bei der Abfüllung von stillen Getränken drückt eine im Füllventil integrierte Feder die Flaschenmündung mit niedriger Kraft zentrisch an den Anpressgummi. Diese Anpresskraft reicht aus, um die drucklose Abfüllung von stillen Getränken ebenfalls ganz ohne Einsatz von Hubelementen zu praktizieren. Der Innofill DRV-VF ist innerhalb jedes Füllventils sowie bei allen weiteren produkt- und sterilgasführenden Kanälen und Wegen mit aseptischer Membran- und Dichtungstechnik versehen. Die CIP-Reinigung ist äußerst bequem gestaltet. Statt bislang üblicher Spülkappen übernehmen Spülplatten die Abdichtung der Füllventile. Es greift dasselbe Prinzip wie bei der Flaschenanpressung. Die Abdichtung der Füllventile erfolgt, ausgelöst durch den Druck der Spülmedien, vollkommen automatisch und an den Innendruck angepasst.

Als Verschließer setzt RhönSprudel den Innofill SV-ACF ein. Er zeichnet sich durch eine mittels Spannriemen realisierte Verdrehsicherung aus und wurde speziell für den aseptischen Prozess konstruiert. Weitere Merkmale betreffen den einfachen Aufbau im hygienischen Design sowie die konstante Verschließkraft. Dem aseptischen Prozess kommt die grundsätzliche Trennung der Verschließbewegung in Rotationsbewegung des Verschlusses und Vertikalbewegung der Flasche zugute. Jedes Verschließelement verfügt über einen Servoantrieb, der unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit an den jeweiligen Verschluss angepasst arbeitet. Umstellungen erfolgen auf Knopfdruck. Alle Elemente des Verschließers sind offen gestaltet und lassen die optimierte Reinigung zu. Bevor sie dem Verschließer zugeführt werden, durchlaufen die Verschlüsse eine Verschlusssterilisation mittels H2O2.

Um die Ultra-Clean-Abfüllung zu ermöglichen steht der Rinser-Füller-Verschließer-Block innerhalb eines Glas-Isolators, dessen Deckenbereich mit Filtereinheiten für die Hallenluft ausgestattet ist. Innerhalb des Systems besteht ein leichter Überdruck. So ist jederzeit eine definierte Luftströmung vom Decken- zum Bodenbereich gewährleistet. Spalten in der Verkleidung sorgen dafür, dass die im Isolator geführte Luft in die Abfüllhalle entweichen kann. Zudem wird Rückluft über die außerhalb des Isolators liegenden Innenbereiche von Füller- und Rinserkarussell abgeführt. Bei Eintritt in den Glasisolator ist saubere Kleidung, eine Kopfbedeckung sowie die Hand- und Schuhdesinfektion Pflicht. Eingriffe an den Maschinen sind ausschließlich mit Handschuhen vorzunehmen. Auf jede Öffnung des Glasisolators hat die anschließende Außendesinfektion von Maschinenoberflächen und Innenflächen des Glasisolators zu erfolgen. Um Keimwachstum zu verhindern, findet etwa alle 4 h eine kurze Produktionsunterbrechung zur automatischen Oberflächendesinfektion des gesamten Maschinenblocks und der Innenwände des Glasisolators statt. Etwa alle 72 h ist die Hauptreinigung des Systems vorgesehen. Sie umfasst neben der Außenreinigung der Maschinen und der Reinigung der Innenwände des Glasisolators den kompletten CIP- und SIP-Zyklus.

Mit der Kurzzeiterhitzung Innopro KZE, der CIP-Anlage Innopro CIP und der Ausmischanlage Innopro Paramix CMX ist bei RhönSprudel ein Komplettpaket an moderner KHS-Prozesstechnik in die Anlage mit integriert. Innopro Paramix CMX übernimmt die kontinuierliche Herstellung der karbonisierten Getränke und integriert die Verfahrensschritte Entgasen, Dosieren und Mischen der Komponenten Wasser und Sirup mit anschließender Karbonisierung in einer Einheit. Zunächst erfolgt bei der Herstellung von Erfrischungsgetränken die zweistufige Wasserentgasung nach dem Vakuumsprühverfahren. Die Dosierung ist ausgeführt als proportionale Durchflussdosierung. Eine kontinuierliche Zugabe von Sirup in Wasser erfolgt inline, präzise geregelt durch exakte Massendurchflussmessungen der Medien in Abhängigkeit der vorgewählten Rezeptur. Die Karbonisierung, ebenfalls inline unter konstantem Druck, gewährleistet eine schonende schaumfreie Imprägnierung, die genaue CO2-Werte sicherstellt. Auch bei der Abfüllung von Mineralwasser leistet die Innopro Paramix CMX treue Dienste. In diesem Fall kommt jedoch ausschließlich die Funktion der Karbonisierung für kohlensäurehaltiges Mineralwasser zum Tragen.

dei 420

Lösungen für die Reinigung

Lösungen für das Abfüllen

Fachpack 2007

RhönSprudel