Mit Kaolin gefüllte EPDM-Dichtung zur Reduktion der Aromaaufnahme
Patentnummer: DE 21 2023 000 330 U1 2025.06.26
Patentinhaber: Hochschule Kaiserslautern
Erfinder: Jens Schuster, David Müller, Jörg Gottmann, Ulrich Fischer
Beschreibung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vor- richtung zum Abfüllen von Wein in Flaschen und die Verwendung einer geeigneten Dichtung in einer sol- chen Abfüllvorrichtung. [0002] Insbesondere kleinere Weinbaubetriebe ver- fügen zumeist nur über eine einzige Abfüllanlage, auf der saisonal unterschiedliche Weine, Schaumweine oder auch andere, schwach alkoholische und nicht- alkoholische Getränke aus dem Tank bzw. Fass in gläserne Flaschen gefüllt und luftdicht verschlossen werden. [0003] Eine solche Vorrichtung zum Abfüllen von Wein in Flaschen umfasst ein Vorratsgefäß zur Auf- nahme einer bestimmten Menge des abzufüllenden Weins und einen Abfüllstutzen, der auf den Fla- schenhals aufsetzbar ist, sodass der Wein durch einen Auslass des Vorratsgefäßes in die Flasche fließt, bis diese voll ist. Da in kurzer Zeit möglichst viele Flaschen automatisch abgefüllt werden sollen, umfasst die Abfüllanlage bewegliche Elemente und Ventile, um das Vorratsgefäß mit der zu füllenden Flasche kurzzeitig zu verbinden und wieder abzu- koppeln. Der Abfüllstutzen ist in der Regel in vertika- ler Richtung beweglich, sodass er auf den Flaschen- hals zum Zwecke der Befüllung herunterfahrbar ist. Es ist eine Vielzahl von elastischen Dichtungen ver- baut, die mit dem Wein in Kontakt geraten, wenn auch nur kurzzeitig. Diese Dichtungen bestehen zumeist aus einem elastomeren Material auf der Basis von Ethylen-Propylen-Dien-Copolymerisat (EPDM) mit einem oder mehreren hellen oder dunk- len Füllstoffen. [0004] Nach Beendigung der Abfüllung eines bestimmten Weins wird die gesamte Abfüllanlage gründlich gereinigt und desinfiziert, bevor ein ande- rer Wein auf derselben Anlage abgefüllt wird. Trotz- dem kann es zu einer Verschleppung von Aromastof- fen aus dem einen Wein in den anderen Wein kommen. Der Grund dafür liegt darin, dass die ver- bauten EPDM-Dichtungen ein hohes Aufnahmever- mögen für Aromastoffe besitzen. Dadurch kann es zu einem Übergang von Aromakomponenten zwischen zwei nacheinander auf derselben Anlage abgefüllten Weinen oder Getränken kommen. Eine solche Aro- mastoff-Verschleppung ist zwar meistens nicht schmeckbar, jedoch analytisch nachweisbar. Auf- grund der strengen Vorschriften für nicht-aromati- sierte Weine und die äußerst niedrigen Grenzwerte für in solchen Weinen zulässige Aromastoffe kann eine unabsichtliche Aromastoff-Verschleppung über die Dichtungen dazu führen, dass ein nicht-aromati- sierter Wein auf dem Weg vom Fass bzw. Tank in die Flasche aus rein messtechnischen Gründen zu einem aromatisierten Wein wird. Im ungünstigsten Fall kann dann ein abgefüllter Wein nicht verkauft werden. [0005] Ein möglicher Ansatz zum Verhindern der Aufnahme und Übertragung von Aromastoffen durch die Dichtungen liegt in der Verwendung von speziellen Dichtungen aus Fluor-Kautschuk (FKM); diese sind jedoch aufgrund der verwendeten Roh- stoffe um ein Mehrfaches teurer. Ein weiterer Nach- teil von FKM-Dichtungen ist, dass sich diese nicht dynamisch einsetzen lassen. [0006] Dichtungsmassenzusammensetzungen auf EPDM-Basis und einem Füllstoff sind an sich bekannt. In DE 100 39 026 A1 wird eine Dichtungs- masse auf EPDM-Basis offenbart, bei welcher als Füllstoff Kreide, Wollastomit, Kieselgur, Calciumsili- kat oder Kaolin, einzeln oder in beliebigen Abmi- schungen, der EPDM-basierten Kautschukmischung zugesetzt wird. Als Anwendungsfall werden Flach- dichtungen mit einer Trägerplatte, die Durchgänge für Öl und wässrige Kühlmittelströme aufweist, ange- geben. [0007] DE 100 46 024 A1 beschreibt die Verwen- dung von Kaolin als Füllstoff in einem thermorever- sibel vernetzbaren Elastomer, wie beispielsweise EPDM im Zusammenhang mit Dichtungsprofilen und Dichtungen von Fenstern. [0008] EP 3 034 266 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Dichtungsstreifens aus expandiertem Gummi, in den ein Verstärkungsstrei- fen eingebettet ist. In diesem Zusammenhang wird die Verwendung von EPDM mit Kaolin erwähnt. [0009] Aufgabe der Erfindung ist die Konzeption einer Vorrichtung zum Abfüllen von Wein in Flaschen mit Dichtungen, die eine deutlich geringere Auf- nahme von Aromastoffen haben, damit die Gefahr einer Verschleppung von Aromastoffen in den abzu- füllenden Wein verringert wird. [0010] Gelöst wird das Problem bei einer Vorrich- tung der eingangs beschriebenen Art dadurch, dass das EPDM-Material der Dichtungen Kaolin als Füll- stoff enthält. Es wurde nämlich überraschend festge- stellt, dass die Einbringung von Kaolin als Füllstoff in das EPDM-Material zu einer signifikanten Herabset- zung der Aufnahme von Aromastoffen in das elasto- mere Dichtungsmaterial führt, sodass keine oder jedenfalls keine analytisch nachweisbare Aroma- stoff-Verschleppung in den abzufüllenden Wein statt- findet. [0011] Bevorzugt enthält das EPDM-Material der Dichtungen 50 bis 200 phr (parts per hundred rubber) Kaolin als Füllstoff. Dabei muss Kaolin nicht unbe- dingt der einzige Füllstoff sein. Die Menge des als Füllstoff eingesetzten Kaolins ist von den mechani- DE 21 2023 000 330 U1 2025.06.26 2/7 schen Eigenschaften abhängig, welche teilweise durch Kaolin im Sinne des Verwendungszwecks eher ungünstig beeinflusst werden. Eine Beimi- schung von 50 bis 200 phr, vorzugsweise 100 bis 180 phr Kaolin als Füllstoff hat sich als optimaler Kompromiss zwischen verringerter Aufnahmefähig- keit von Aromastoffen und guten mechanischen Eigenschaften erwiesen. Die Beimischung einer geringen Menge, vorzugsweise 20 bis 40 phr, spe- ziell um 30 phr Polyethylen-Wachs als zweiten Füll- stoff kann die Eigenschaften des EPDM-Materials noch verbessern.