BR112012015389B1 - Aparelho para recuperação de energia a partir de um meio quente e método para a recuperação de energia de um meio quente - Google Patents

Aparelho para recuperação de energia a partir de um meio quente e método para a recuperação de energia de um meio quente Download PDF

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Abstract

aparelho para a recuperação de energia a partir de mosto quente ou de mistura quente, e método para a recuperação de energia de mosto quente ou de mistura quente a invenção refere-se à um dispositivo e método para recuperar energia de um meio quente, particularmente de um mosto quente ou mistura quente para uma fabrica de cerveja, compreendendo um primeiro dispositivo trocador de calor para um meio de transferência de calor w que é disposto a jusante de um dispositivo de aquecimento, ebulição ou manutenção de temperatura do mosto ou mistura e é designado para que o meio de transferência de calor w pode ser aquecido enquanto refrigera preferencialmente o mosto ou a mistura, em que pelo menos um consumidor da fabrica de cerveja é aquecido pelo dito meio de transferência de calor w.o meio de transferência de calor w resfriado enquanto aquece o consumidor de calor pode ser recirculado pelo primeiro dispositivo de trocador de calor (1) no circuito k.

Description

APARELHO PARA A RECUPERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DE MOSTO QUENTE OU DE MISTURA QUENTE, E MÉTODO PARA A RECUPERAÇÃO DE ENERGIA DE MOSTO QUENTE OU DE MISTURA QUENTE [001] A invenção refere-se a um aparelho e a um método para a recuperação de energia, preferivelmente a partir de mosto quente ou mistura quente, para uma fábrica de cervej a.
[002] A produção da cerveja requer grandes quantidades de energia. Para essa finalidade, principalmente a energia primária é utilizada e degradada, com a formação simultânea de CO2. Especialmente o processo misturação e o processo de ebulição de mosto requerem grandes quantidades de energia.
[003] A fim de reduzir o uso da energia primária, no passado já foi experimentada a recuperação da energia e a utilização em outra parte no processo. Um exemplo importante é aqui a recuperação da energia a partir dos vapores, que se elevam durante a ebulição do mosto e que é então novamente utilizada para o pré-aquecimento do mosto no processo de fabricação de cerveja seguinte.
[004] Depois do tratamento térmico, por exemplo, a ebulição do mosto, o mosto tem uma temperatura máxima, e é então resfriado até a temperatura de assentamento (por exemplo < 15°C). Para essa finalidade, instalações e sistemas diferentes são utilizados. O resfriamento do mosto quente até a temperatura de assentamento pode ser realizado por meio de trocadores de calor de placa. Água doce, ou a água doce resfriada (água gelada), por exemplo, até 6°C, é então aquecida preferivelmente até 75 - 88°C. A água aquecida é então submetida a um uso adicional, por exemplo, no tanque
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2/31 de água de fermentação da cerveja, por exemplo, para misturação ou pulverização.
[005] A água quente de fermentação de cerveja produzida durante o resfriamento descrito acima do mosto excede em muitos casos a demanda da água quente de toda a fábrica de cerveja. Especialmente em regiões mais quentes, ou mais para o meio ou o final da semana de produção, há um claro excesso de água quente no tanque de água de fermentação da cerveja. Normalmente, o tanque de água de fermentação da cerveja contém tanta energia que a água quente tem que ser descartada através do esgoto. Se a drenagem de uma grande quantidade de água quente através da canaleta for impossível ou não for permitida, a quantidade de água quente produzida durante o resfriamento do mosto tem que ser reduzida (resfriada) com um grande uso de energia (principalmente energia elétrica) empregando um resfriador. Desse modo, não é surpreendente que a usina de resfriamento é a responsável por aproximadamente 40% ou mais da demanda atual total de uma fábrica de cerveja. Resumidamente, observa-se que os métodos conhecidos envolvem uma destruição de recursos valiosos devido à superprodução em parcialmente maciça de água quente e os custos elevados em termos do sistema de engenharia e da energia requeridos para a sua remoção, uma vez que o excesso de água quente só pode ser removido ao utilizar uma grande quantidade de energia e/ou ao destruir uma quantidade enorme de calor, juntamente com o desperdício de água doce. Desse modo, os métodos conhecidos exibem grandes deficiências com respeito à eficiência de energia e à preservação ambiental.
[006] Além disso, quantidades maiores de fruta crua ou mistura de decocção ou, respectivamente, quantidades
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3/31 de mistura cuja temperatura quente é mantida, requerem normalmente uma grande quantidade de energia que não é utilizada e precisa ser conduzida.
[007] Com base no acima exposto, o objetivo da presente invenção consiste em melhorar o balanço de energia em uma fábrica de cerveja, e especificamente em um processo de cervejaria.
[008] De acordo com a invenção, esse objetivo é atingido pelas características das reivindicações 1 e 9.
[009] A presente invenção permite a absorção eficaz e a recuperação de um excesso de energia em meios termicamente tratados, por exemplo, a energia térmica produzida quando o mosto é resfriado até a temperatura de assentamento. A quantidade de calor liberada como o mosto resfriado pode ser eficazmente utilizada, pelo menos parcialmente, para aquecer um ou mais consumidores de calor. Desse modo, o aquecimento do consumidor de calor, por exemplo, um dispositivo de aquecimento de um dispositivo de misturação, não requer nenhuma energia primária ou somente uma pequena parcela de energia primária. Isto significa que até aproximadamente 40% da energia primária pode ser adicionalmente economizada no processo de cervejaria total, embora um excesso de água quente de fermentação da cerveja possa ser impedido ao mesmo tempo. Em outras palavras, pelo
menos 6 0% (até 100%), por exemplo, da quantidade de calor
requerida para aquecer um consumidor de calor podem ser
cobertos pela quantidade de calor obtida no primeiro
dispositivo trocador de calor enquanto o meio quente é
resfriado. [010] O aparelho de acordo com a invenção
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4/31 apresenta adicionalmente a vantagem que a energia superior (em termos da temperatura da parte superior da energia total) é extraída através de um circuito de meio de transferência de calor separado. Em outras palavras, com água sendo o meio de transferência de calor normalmente utilizado, o sistema não fica constantemente sujeito a novos minerais, de modo que o depósito dos mesmos, ou calcificação, pode ser eficazmente impedido. Por razões de higiene dos alimentos, ademais, é vantajoso se o circuito de água quente ou o circuito de água de fermentação da cerveja, respectivamente, e o circuito de meio de transferência de calor e o circuito de meio de aquecimento, respectivamente, forem separados.
[011] Devido ao circuito de meio de transferência de calor fechado, a alimentação de água doce não é requerida, reduzindo os custos para a água e para o descarte. Além disso, é ecologicamente correto.
[012] Isto é, a energia armazenada no mosto quente pode ser eficazmente utilizada para aquecer o meio de transferência de calor até um nível de alta temperatura. O aparelho é fácil de integrar em sistemas já existentes, mesmo se fizerem uso de outros meios de transferência de calor (por exemplo, fábricas de cerveja operada a vapor), e é fácil de adaptar. O equilíbrio de energia descrito acima permite que o meio de transferência de calor seja colocado repetidamente em uma temperatura suficientemente alta a fim de aquecer um consumidor de calor, depois que o meio de transferência de calor tiver sido resfriado suficientemente no consumidor de calor, por exemplo, o dispositivo de aquecimento.
[013] O primeiro dispositivo trocador de calor é disposto, na direção do processo, a jusante de um
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5/31 dispositivo para aquecer ou ferver ou então manter aquecido um meio quente. O meio quente pode ser mosto ou mistura no entanto, a energia também pode ser recuperada de outros meios utilizados na fábrica de cerveja, por exemplo, as últimas corridas, a água de enxague, meios de limpeza, mosto lupulado, mas também de um sistema solar térmico.
[014] Vantajosamente, o meio de transferência de calor é colocado em um nível de alta temperatura, por exemplo T1 > 85°C, especificamente T1 > 90°C, no primeiro dispositivo trocador de calor. Estas temperaturas permitem o aquecimento dos consumidores de calor pelo meio de transferência de calor, mesmo sem uma entrada de calor de energia primária direta ou indireta adicional.
[015] De acordo com uma realização preferida, o resfriamento do meio quente, por exemplo, do mosto até a temperatura de assentamento, envolve não somente um primeiro dispositivo trocador de calor, mas um segundo dispositivo trocador de calor, o qual é adaptado de maneira tal que a água pode ser aquecida até uma temperatura de T2 < T1, especificamente não mais alta do que a temperatura de água de fermentação da cerveja, enquanto o mosto ou a mistura são resfriados, em que preferivelmente é provido um tanque de água de fermentação da cerveja no qual a água aquecida pode ser armazenada. Naturalmente, a temperatura T2 também pode ser ligeiramente mais alta, por exemplo, em até 15 graus, do que a temperatura no tanque de água de fermentação da cerveja. Isto significa que a água de fermentação da cerveja e um meio de transferência de calor podem ser aquecidos separadamente enquanto mosto é resfriado. Isto é, quando o mosto é resfriado até a temperatura de assentamento, uma
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6/31 quantidade total de calor Qg é extraída do mosto, em que o segundo dispositivo trocador de calor extrai uma quantidade de calor Q2 aquecendo a água até uma temperatura que é preferivelmente menor ou igual à temperatura da água de fermentação da cerveja, e o primeiro dispositivo trocador de calor extrai uma quantidade de calor Qi = Qg - Q2. Esta etapa permite uma redução significativa do excesso da água quente. Em outras palavras, a água de fermentação da cerveja pode ser aquecida eficazmente, embora o excesso frequente de energia possa ser eficazmente utilizado para aquecer um meio de transferência de calor até um nível de alta temperatura.
[016] Na maioria de casos, a quantidade de calor extraída pelo primeiro dispositivo trocador de calor corresponde ao excesso de energia térmica que não é utilizado para o aquecimento da água e da água de fermentação da cerveja.
[017] De acordo com uma realização preferida, o primeiro dispositivo trocador de calor é conectado a um tanque de armazenagem de energia, preferivelmente um único tanque, em que o meio de transferência de calor aquecido pelo dispositivo trocador de calor é armazenado temporariamente. Preferivelmente, também o meio de transferência de calor de resfriado no consumidor de calor pode ser armazenado nesse tanque de armazenagem de energia.
[018] É particularmente vantajoso se o tanque de armazenagem de energia for projetado como um dispositivo de armazenagem estratificada, de maneira tal que o meio de transferência de calor possa ser armazenado e retirado a alturas diferentes, automática ou seletivamente, por exemplo, por meio de uma tubulação condutora de estrato e/ou (uma)
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7/31 válvula(s) misturadora(s). A pluralidade de portas de armazenagem e retirada permite que o meio de transferência de calor seja retirado do tanque de armazenagem de energia a uma temperatura predeterminada, ou um meio de transferência de calor que tem uma temperatura específica pode ser seletivamente armazenado no tanque em uma posição específica. Isto resulta em um gerenciamento do processo simplificado e confiável. O dispositivo de armazenagem estratificada permite desse modo o uso de diferentes fornecedores de calor e consumidores de calor. Devido ao fato que o consumidor de calor é aquecido preferivelmente com água quente e não, por exemplo, com vapor ou água quente a alta pressão (HDHW), um tanque de água comum pode ser utilizado como tanque de armazenagem de energia. Isto significa que não é necessário utilizar um vaso de pressão, o que reduz significativamente os custos. Além disso, é possível que um consumidor de calor seja provido com uma superfície trocadora de calor, a qual é operada com água quente (por exemplo, a superfície de aquecimento da nervura de um vaso de formação de mistura), e com uma outra superfície trocadora de calor, a qual é operada com energia primária, por exemplo, vapor ou água quente a alta pressão (por exemplo, a superfície de aquecimento inferior de um vaso de formação de mistura).
[019] Desse modo, é particularmente vantajoso se o aparelho compreender um dispositivo para ajustar uma temperatura constante predeterminada T4 do meio de transferência de calor (isto é, a temperatura antes da entrada no dispositivo trocador de calor). Tal dispositivo pode incluir, por exemplo, uma ou mais válvulas misturadoras. A(s) válvula(s) misturadora(s) pode(m) então misturar
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8/31 seletivamente o meio de transferência de calor, o qual é retirado em várias portas de saída de um dispositivo de armazenagem estratificada, de maneira tal que uma temperatura predeterminada T4 é gerada. Preferivelmente, a temperatura T4 é constante, ou fica compreendida dentro de uma faixa constante, de maneira tal que um equilíbrio de energia com um balanço de energia equalizado pode ser provido, independentemente das flutuações no consumo de energia pelo(s) consumidor(es) de calor. O ajuste da temperatura T4 pode ser realizado por um controlador de temperatura não explicitamente mostrado.
[020] Para armazenar um meio de transferência de calor a uma altura específica - que corresponde a uma temperatura do meio de transferência de calor - o aparelho pode compreender uma tubulação condutora de estrato.
[021] O consumidor do calor é, por exemplo, um consumidor de calor do seguinte grupo: dispositivo de aquecimento de um dispositivo de formação de mistura, aquecedor de mosto mais forte, dispositivo de ebulição de mosto ou de manutenção do calor, CIP-(limpeza-no-processo)consumidor para aquecer o líquido de limpeza CIP, pasteurizador rápido (KZE), por exemplo, para a cerveja, ou um dispositivo de aquecimento para o meio de limpeza de uma máquina de lavagem de frasco.
[022] De acordo com uma realização preferida, um dispositivo com a capacidade de aquecer ou pós-aquecer adicionalmente o meio de transferência de calor é provido entre o primeiro dispositivo trocador de calor e o consumidor de calor. Tal dispositivo pode ser adicionalmente ativado para fornecer energia/temperatura adicional em casos de linha
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9/31 limítrofe específicos. Por exemplo, as perdas ocorridas em um final de semana podem ser compensadas no começo de uma nova semana, etc.
[023] Além disso, pelo menos um outro trocador de calor adicional pode ser provido, o que pré-aquece, aquece ou pós-aquece a água de fermentação da cerveja. A quantidade de calor para aquecer a água é obtida de um excesso de energia ou de um calor residual, especificamente do vapor de água quente do condensador de vapor da caldeira, ou da água quente do pasteurizador de túnel, do pasteurizador rápido ou, por exemplo, também de um sistema solar térmico. Em outras palavras, se mais água quente em excesso não estiver mais presente no tanque de água quente em virtude do equilíbrio de energia de acordo com a invenção, mas se houver, por outro lado, uma falta da água quente, energia térmica pode ser adicionalmente fornecida à água de fermentação da cerveja.
[024] O método inventivo para a recuperação de energia de um meio quente, especificamente do mosto quente ou de mistura quente, compreende as seguintes etapas:
[025] a) aquecimento de um meio de transferência de calor W em um primeiro dispositivo trocador
de calor até uma temperatura T1, enquanto é resfriado
especificamente o mosto ou a mistura, e
[026] b) aquecimento de pelo menos um
consumidor de calor da fábrica de cerveja com esse meio de
transferência de calor W, em que o meio de transferência de calor W resfriado na etapa b) é retornado diretamente no circuito K ou indiretamente (também sem armazenagem provisória em um tanque de armazenagem de energia) ao primeiro dispositivo trocador de calor.
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10/31 [027] Neste caso, o meio de transferência de calor pode ser aquecido até um nível muito alto de temperatura, preferivelmente > 85°C, especificamente > 90°C. Quando entra no primeiro dispositivo trocador de calor, o meio de transferência de calor W tem preferivelmente uma temperatura T4 em uma faixa de 60°C a 90°C, em que a T4 é constante ou se encontra em uma faixa estipulada relativamente pequena de T4 ± 2°C. Isto significa que o meio de transferência de calor já se encontra relativamente quente quando flui para o primeiro dispositivo trocador de calor, e é colocado em um nível de temperatura mais alto pelo primeiro dispositivo trocador de calor. A diferença de temperatura AT durante o primeiro aquecimento do meio de transferência de calor W no primeiro dispositivo trocador de calor fica compreendida em uma faixa < 40°C. Desse modo, o meio de transferência de calor, que é utilizado como meio de aquecimento para os consumidores de calor, pode ser colocado e mantido em um nível elevado.
[028] O primeiro dispositivo trocador de calor também pode ser separado a montante e/ou a jusante de um possível dispositivo para a separação de mosto lupulado quente. Se uma separação de mosto lupulado quente for provida, é vantajoso se a parte da energia térmica for provida a montante do dispositivo para a separação de mosto lupulado quente, por exemplo, a montante do redemoinho, uma vez que a formação subsequente de DMS livre pode desse modo ser bastante reduzida.
[029] Naturalmente, o dispositivo trocador de calor não fica limitado a esta realização. Um dispositivo trocador de calor desse tipo pode ser empregado sobre e
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11/31 dentro de outros dispositivos utilizados nas usinas de produção de cerveja, bebidas ou alimentos.
[030] De acordo com uma realização preferida, o segundo dispositivo trocador de calor permite especificamente o aquecimento da água gelada do tanque de água gelada, ou da água fria do tanque de água fria, até a segunda temperatura T2, com T2 < T1 e a segunda temperatura T2 corresponde vantajosamente a uma temperatura de água de fermentação da cerveja na faixa de não mais do que 60°C a 85°C. Preferivelmente, a água aquecida é armazenada em um tanque de água quente.
[031] De acordo com uma realização preferida, depois que o meio de transferência de calor W tiver sido aquecido no primeiro dispositivo trocador de calor, o meio de transferência de calor W pode ser aquecido adicionalmente até uma temperatura T3 > T1, em que o meio de transferência de calor W pode ser pós-aquecido até a temperatura T3 através de um dispositivo controlador e/ou regulador de uma maneira dependente do consumidor ou do processo (dependente da temperatura ou da quantidade).
[032] O método de acordo com a invenção também permite o aquecimento ou o pré-aquecimento direto ou indireto da água de fermentação da cerveja por meio de um excesso de energia ou de um calor residual que surge na fábrica de cerveja, respectivamente, e a sua armazenagem provisória, preferivelmente em um tanque de água quente ou tanque de água de fermentação da cerveja, respectivamente.
[033] A presente invenção será explicada mais detalhadamente abaixo por meio dos desenhos anexos:
[034] A Figura 1 mostra, aproximadamente
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12/31 esquematicamente, uma realização possível de acordo com a presente invenção.
[035] A Figura 2 mostra esquematicamente uma distribuição da quantidade de calor exemplificadora da quantidade de calor liberada durante o resfriamento do mosto.
[036] A Figura 3 mostra um diagrama de blocos
que ilustra o método de acordo com a invenção. aproximadamente
[037] A Figura 4 mostra
esquematicamente uma segunda realização de acordo com a
presente invenção.
[038] A Figura 5 mostra aproximadamente
esquematicamente um outro consumidor de calor de acordo com a presente invenção.
[039] A Figura 1 mostra, aproximadamente esquematicamente, uma realização da presente invenção, onde a energia é recuperada a partir do mosto quente. Pode ser visto na Figura 1 que o aparelho compreende um dispositivo para ferver ou manter aquecido o mosto 3. Além disso, é provido um primeiro vaso de passagem 16, o qual contém o mosto a ser fervido. Além disso, um aquecedor de mosto mais forte 7 é provido a montante do dispositivo para ferver ou manter aquecido o mosto 3, o qual pré-aquece o mosto a ser fervido/mantido, ou seja, até uma temperatura < à temperatura de ebulição (por exemplo, 100°C). O dispositivo para ferver o mosto mostrado exemplificadamente nesse conjunto compreende uma caldeira interna, por meio da qual o mosto é fervido atmosfericamente. Naturalmente, o processo de ferver o mosto também pode ser executado contínua ou descontinuamente com outros trocadores de calor (por exemplo, caldeiras externas).
[040] Além disso, um dispositivo para separar o
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13/31 mosto lupulado quente é provido, neste caso na forma de um redemoinho 4. Finalmente, o aparelho compreende um primeiro dispositivo trocador de calor 1 para aquecer um meio de transferência de calor W, que é disposto a jusante do dispositivo para ferver ou manter aquecido o mosto 3.
[041] O dispositivo trocador de calor 1 pode ser projetado, por exemplo, como um resfriador de placa. De acordo com o princípio do contrafluxo, o mosto flui de encontro a um lado do mesmo e o meio de transferência de calor W flui de encontro ao outro lado do mesmo. Nesta realização, o primeiro dispositivo trocador de calor é provido a jusante do dispositivo de separação de mosto lupulado quente 4. Também é possível, no entanto, que o primeiro dispositivo trocador de calor 1', tal como mostrado por uma linha tracejada, seja disposto a montante do dispositivo de separação de mosto lupulado quente 4. Desse modo, a nova formação de DMS no mosto quente pode ser evitada.
[042] Além disso, de acordo com a invenção, um segundo dispositivo trocador de calor 2 é provido, também resfriando o mosto, que já tinha sido resfriado pelo primeiro dispositivo trocador de calor 1, até a temperatura de assentamento TA (< 15°C, por exemplo, 11°C). Novamente, o segundo dispositivo trocador de calor 2 compreende pelo menos um trocador de calor correspondente, neste caso um resfriador de placa.
[043] A Figura 1 também mostra um tanque de água gelada 10 no qual a água gelada (que é adicionalmente a água de fermentação da cerveja resfriada) é armazenada e serve como meio de resfriamento para o segundo dispositivo
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14/31 trocador de calor 2. Para a produção de água gelada, além disso, um resfriador de água gelada 12, uma usina de resfriamento 11, bem como um fornecedor de água fria 24 (água de fermentação da cerveja) são providos. A água fria também pode ser tirada do tanque de água fria 14.
[044] Finalmente, o aparelho compreende um tanque de água quente 9 ou tanque de água de fermentação da cerveja, em que a água quente ou a água de fermentação da cerveja, respectivamente, são armazenadas para um uso adicional, por exemplo, para triturar a mistura, ou para a pulverização durante o processo mais forte.
[045] Finalmente, o aparelho compreende um tanque de armazenagem de energia 5 no qual o meio de transferência de calor aquecido pelo primeiro dispositivo trocador de calor 1 pode ser armazenado.
Para essa finalidade, o tanque de armazenagem de energia pode ser provido com várias portas de armazenagem 25 e várias portas de saída 26 a alturas diferentes do tanque de armazenagem de energia. Uma vez que a temperatura do meio de transferência de calor armazenado no dispositivo de armazenagem estratificada aumenta de baixo para cima, sempre é possível armazenar ou retirar o meio de transferência de calor em uma faixa de temperatura apropriada específica. Desse modo, é lançada a fundação para utilizar fornecedores e consumidores de calor diferentes. A armazenagem também pode ser realizada em uma forma de fluxo, no entanto, por meio de uma tubulação condutora de estrato, a qual não é mostrada. Neste caso, o meio de transferência de calor pode ser armazenado seletivamente em uma área específica da altura, em correspondência com uma temperatura específica do meio de
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15/31 transferência de calor. Para poder ajustar uma temperatura constante predeterminada T4 do meio de transferência de calor, que é fornecido ao primeiro dispositivo trocador de calor 1, um dispositivo para ajustar a temperatura predeterminada T4 é provido, o qual, especificamente, pode compreender pelo menos uma válvula misturadora, de maneira tal que um meio de transferência de calor retirado a alturas diferentes é misturado de maneira correspondente. Para essa finalidade, também podem ser providos vários sensores de temperatura e um controlador. A T4 é aqui constante, ou se encontra em uma faixa de valores relativamente pequenos de T4 ± 2°C. Desse modo, um equilíbrio térmico com um balanço de energia equalizado pode ser obtido, independentemente das flutuações de energia utilizada no consumidor de calor, e independentemente das temperaturas de retorno variadas 30 de um consumidor de calor.
[046] Isto significa que o meio de transferência de calor pode ser retirado do tanque de armazenagem de energia para aquecer pelo menos um consumidor de calor. O tanque de armazenagem de energia pode ser dimensionado de maneira tal que possa receber meio de transferência de calor W suficiente para vários consumidores do calor (por exemplo, para aquecer a mistura ou pré-aquecer o mosto). Além das vantagens com o custo, isto também acarreta vantagens termotécnicas. Como uma regra geral, um tanque de armazenagem maior é mais econômico do que dois tanques individuais do mesmo tamanho. Um único tanque de armazenagem maior tem uma melhor relação superfície/volume, acompanhada por menos perdas de calor. A despesa com a tubulação é menor, e também as despesas para o isolamento
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16/31 podem ser reduzidas.
[047] Os consumidores de calor compreendidos pelo aparelho são aqui um dispositivo de aquecimento 22 de um dispositivo de misturação 60, e o aquecedor de mosto mais forte 7 acima mencionado.
[048] Um outro aquecedor de mosto mais forte 80 - como um consumidor de calor - também pode ser disposto entre o aparelho mais forte 90 (por exemplo, tonel mais forte ou filtro de mistura) e o aquecedor de mosto mais forte 7 (vide a Figura 5) . Neste caso, o consumidor de calor fica localizado entre o aparelho mais forte 90 e o primeiro vaso de corrida 16. Com a utilização, por exemplo, da bomba mais forte já fornecida, isto deve ter a vantagem que um aparelho trocador de calor relativamente pequeno pode ser empregado, ou seja, devido ao baixo fluxo de volume e fluxo de calor. Desse modo, é possível que a temperatura do mosto mais forte se eleve, por exemplo, em 10 a 15°C apenas, resultando uma carga térmica baixa no mosto e permitindo o uso de um meio de transferência de calor a um nível de temperatura mais baixo (meio de transferência de calor com uma força de impulsão, isto é, com uma temperatura de, por exemplo, apenas 2°C a 10°C acima da respectiva temperatura alvo do mosto). Esse consumidor de calor pode ser 100% aquecido pelo meio de transferência de calor W.
[049] O dispositivo de aquecimento 22 para o dispositivo de formação de mistura é projetado para ter um bom coeficiente de transferência de calor. Para o aquecimento, o meio de transferência de calor flui através do dispositivo de aquecimento, aquecendo desse modo uma superfície de contato que aponta para a mistura.
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Preferivelmente, a superfície de contato compreende elevações em forma de bolsos para intensificar a transferência de calor. Esse desenho torna possível obter um valor k geralmente de 1.800 - 2.500 W/m2K, de modo que o aquecimento por meio do meio líquido de transferência de calor, que é aquecido pelo dispositivo trocador de calor 1 e flui através do circuito K, e desse modo o equilíbrio de energia de acordo com a invenção, se torne praticável de uma maneira razoável.
[050] O dispositivo de aquecimento não precisa necessariamente estar dentro de um vaso, mas também pode ser projetado como um trocador de calor externo.
[051] Para aquecer pelo menos um consumidor de calor 6 é provido um equilíbrio térmico, com um meio de transferência de calor W sendo carregado no circuito K.
[052] O dispositivo para ferver ou manter aquecido o mosto 3 é conectado ainda a um condensador de vapor de caldeira 13, por meio do que uma energia térmica adicional pode ser fornecida ao meio de transferência de calor. Com o vapor ou o condensado do condensador de vapor de caldeira, a água também pode ser aquecida pelo trocador de calor adicional 15 e ser fornecida ao tanque de água quente 9, ou o meio de transferência de calor do tanque de armazenagem de energia pode ser pós-aquecido (não mostrado).
[053] Finalmente, um dispositivo 8 é disposto entre o primeiro dispositivo trocador de calor 1 e, por exemplo, o consumidor de calor 6 que pode aquecer adicionalmente o meio de transferência de calor W. O dispositivo 8 pode ser analogamente provido por um trocador de calor, por um outro meio de transferência de calor aquecendo o meio de transferência de calor W até uma
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18/31 temperatura mais alta. O dispositivo trocador de calor 8 também pode ser disposto no tanque de armazenagem de energia. O tanque de armazenagem de energia 5, neste caso, é conectado a um tanque de expansão 18.
[054] O método de acordo com a invenção será explicado mais detalhadamente abaixo por meio do aparelho ilustrado na Figura 1.
[055] O mosto de um primeiro vaso de corrida 16 é fornecido inicialmente a um aquecedor de mosto mais forte 7, por exemplo, a uma temperatura de 74°C, e pré-aquecido pelo aquecedor de mosto mais forte 7, especificamente até uma temperatura < à temperatura de ebulição ou manutenção de calor. De uma maneira convencional, o mosto pode então ser fervido em um dispositivo de ferver mosto para atingir uma temperatura > a temperatura de ebulição. Em vez do dispositivo de ferver mosto mostrado na Figura 1, também pode ser utilizado um dispositivo para manter aquecido o mosto, em que o mosto é mantido a um nível de alta temperatura (abaixo da temperatura de ebulição), por exemplo, de 85°C a 99°C, por um período específico. Naturalmente, o processo de ferver mosto também pode ser executado sob uma superpressão ou uma subpressão às temperaturas correspondentes à pressão. O mosto quente é agora conduzido através do conduto 29 a um dispositivo para separar o mosto lupulado quente, especificamente um redemoinho 4.
[056] Na direção do processo a jusante do dispositivo para ferver ou manter aquecido o mosto 3, o mosto liberado de mosto lupulado quente passa então no primeiro dispositivo trocador de calor 1. O mosto tem, por exemplo, uma temperatura T5 em uma faixa de 90°C a 99°C, e neste caso
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19/31 é preferivelmente de 99°C.
[057] Nesse dispositivo trocador de calor, o mosto é resfriado agora até uma temperatura T6, por exemplo, em uma faixa de 75°C a 85°C, e neste caso é de 82°C. Um meio de transferência de calor W, por exemplo, na forma de água, agente de resfriamento, óleo de transferência de calor, etc., serve para resfriar o mosto. O meio de transferência de calor W, neste caso, é aquecido até um nível de temperatura mais alto. Nesta realização específica a temperatura de fluxo de entrada T4 do meio de transferência de calor no primeiro dispositivo trocador de calor 1 encontra-se em uma faixa de aproximadamente 60°C a 90°C, e vantajosamente 75°C a 85°C. A temperatura de fluxo de entrada T4 é mantida constante ou é mantida em uma faixa constante.
[058] Quando o mosto é resfriado até a temperatura de assentamento TA, por exemplo, 11°C, uma quantidade total de calor QG é extraída do mosto, em que o primeiro dispositivo trocador de calor extrai uma primeira quantidade de calor Q1 do mosto quente. Neste caso, o meio de transferência de calor é aquecido em qualquer razão até temperaturas > 85°C, preferivelmente > 90°C, nesta realização específica até 96°C, de maneira tal que o meio de transferência de calor W possa aquecer um consumidor de calor. Vantajosamente, a temperatura T1 deve ser maior em aproximadamente 5°C a 60°C do que a temperatura até a qual, por exemplo, o meio deve ser aquecido, por exemplo, a mistura ou o mosto, deve ser aquecido no consumidor de calor 6.
[059] Conforme pode ser visto particularmente na Figura 2, a quantidade de calor Q1 é extraída da quantidade total de calor QG, que é liberado enquanto o mosto
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20/31 é resfriado, em que a quantidade de calor Qi soma vantajosamente pelo menos 20% da quantidade total de calor Qg.
[060] Muito embora não seja mostrado nesta realização, deve ser possível já resfriar o mosto até a temperatura de assentamento TA no primeiro dispositivo trocador de calor 1, aquecendo desse modo o meio de transferência de calor W até uma alta temperatura.
[061] Nesta realização particularmente vantajosa, é provido um segundo estágio do trocador de calor com um segundo dispositivo trocador de calor 2, no entanto, por meio do qual o mosto é resfriado de uma temperatura de fluxo de entrada T6 à temperatura de assentamento TA. Conforme pode ser visto particularmente na Figura 2, uma segunda quantidade de calor Q2, neste caso, é extraída do mosto. Vantajosamente, a água, neste caso, é aquecida até uma temperatura da água de fermentação da cerveja de 60°C a 85°C e conduzida a um tanque de água quente 9 ou ao tanque de água de fermentação da cerveja, respectivamente. A temperatura T2, até a qual a água é aquecida, encontra-se aqui em qualquer taxa mais baixa do que T1, isto é, a temperatura até a qual o meio de transferência de calor é aquecido. Por exemplo, a água fria ou a água gelada de um tanque de água gelada 10, que pode ter uma temperatura de 3°C a 12°C, serve como agente de resfriamento no segundo dispositivo trocador de calor. A água gelada foi produzida por meio de uma usinade resfriamento 11 e um resfriador de água gelada 12.
[062] Isto significa agora que a quantidade total de calor Qg, que é liberado à temperaturade assentamento TA, é dividida tal como segue: Qg = Q1 + Q2(com
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Q2 = Qn, se o segundo dispositivo trocador de calor for composto por vários n trocadores de calor, isto é, se trocas de calor adicionais forem ativadas além do trocador de calor mostrado na Figura 1). Isto agora significa vantajosamente que a energia que, tal como descrito na parte introdutória da descrição, tinha sido descartada até agora, pode ser utilizada agora eficazmente para aquecer pelo menos um consumidor de calor 6. Com a extração de uma primeira quantidade do calor Q1, enquanto o mosto é resfriado ao mesmo tempo, um excesso de água quente no tanque pode ser evitado.
Em determinados casos um excesso de energia exatamente idêntico pode ainda estar presente, o qual pode ser extraído por meio de trocadores de calor adicionais (estágios de trocadores de calor) Qn e armazenado temporariamente (por exemplo, para o uso futuro como água de enxague), por exemplo, em um tanque de água quente que tem um nível de temperatura mais baixo do que o tanque de água de fermentação da cerveja.
[063] Além desta realização, a água quente também pode ser aquecida até uma temperatura T2, que fica ligeiramente abaixo da temperatura de água de fermentação da cerveja (conforme necessário, por exemplo, para determinados processos de fermentação de cerveja na fábrica de cerveja). Dispositivos adicionais podem então ser providos para um aquecimento adicional da água quente aquecida pelo segundo dispositivo trocador de calor. Adicional ou alternativamente a isto, também é possível que trocadores de calor adicionais 15 aqueçam a água fria até a temperatura da água de fermentação da cerveja. A quantidade de calor para aquecer a água é então obtida de um excesso de energia ou de um calor
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22/31 residual, respectivamente, especialmente do vapor de água quente ou do condensado de um condensador de vapor de caldeira 13. Essa água quente também é conduzida para o tanque de água quente 9 ou o tanque de armazenagem de energia 5 .
[064] O meio de transferência de calor W aquecido no primeiro dispositivo trocador de calor 1 é então introduzido através de uma porta de armazenagem 25 no tanque de armazenagem de energia 5, a uma altura que corresponde à temperatura. Para determinar a porta de armazenagem correspondente, a temperatura do meio de transferência de calor pode ser determinada e comparada com as temperaturas do tanque de armazenagem, e ser introduzido na posição respectiva ao comutar válvulas não ilustradas. Isto pode ser realizado por um dispositivo controlador e regulador automático.
[065] Em uma parte superior do tanque de armazenagem de energia, por meio de um sistema de comutação de válvula não ilustrado, o meio de transferência de calor aquecido pode ser provido através do conduto 21 a pelo menos um consumidor de calor. Neste caso, o consumidor de calor é o dispositivo de aquecimento 22 do dispositivo de misturação 60. A taxa de aquecimento no dispositivo de formação de misturação 60 pode ser ajustada, por exemplo, ao ajustar a vazão e a temperatura do meio de transferência de calor. O meio de refrigeração de transferência de calor resfriado flui para fora do dispositivo de aquecimento 22 através do conduto 30 e, diretamente, é fornecido ao primeiro dispositivo trocador de calor 1 no circuito K, ou então é novamente introduzido inicialmente no tanque de armazenagem de energia
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5, ou seja, na parte inferior do mesmo, onde o meio de transferência de calor resfria, preferivelmente em 10 a 20°C. Se o meio de transferência de calor for conduzido de volta ao tanque de armazenagem de energia 5, ele será então recirculado através de uma porta de saída, que corresponda à temperatura, através do conduto 27 no circuito K para o primeiro dispositivo trocador de calor 1. Neste caso, uma medição da temperatura também pode ser efetuada a fim de escolher a porta. O dispositivo controlador e regulador escolhe então uma porta específica e abre a mesma por meio de válvulas não ilustradas. Além disso, o meio de transferência de calor pode ser colocado em uma temperatura constante específica T4 por pelo menos uma válvula misturadora, ao retirar o meio de transferência de calor, por exemplo, através de várias portas de saída, e ser misturado de maneira correspondente.
[066] A pluralidade de portas 26 de saída, que são distribuídas através da altura, permite desse modo um ajuste fácil da temperatura de retorno adaptada ao processo respectivo (por exemplo, por uma válvula misturadora). O meio de transferência de calor, que é agora novamente recirculado ao dispositivo trocador de calor 1, tem uma temperatura constante T4 em uma faixa de maneira tal que de 60°C a 90°C,
o dispositivo trocador de calor 1 permite agora que o meio de
transferência de calor seja elevado até um nível de
temperatura mais alto. Preferivelmente, a diferença de
temperatura At durante o aquecimento do meio de
transferência de calor W no primeiro dispositivo trocador de
calor 1 encontra-se em uma faixa <4 0‘ C, isto é,
preferivelmente de 10°C a 25°C. Desse modo, pode-se assegurar
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24/31 que uma quantidade suficiente do meio de transferência de calor a um elevado nível de temperatura possa ser provida. Para um equilíbrio térmico, portanto, também é importante que a absorção de energia no consumidor do calor, particularmente o dispositivo de aquecimento 22 do dispositivo de misturação 60, seja suficientemente bom para obter uma temperatura de retorno do meio de transferência de calor, particularmente uma temperatura T4, o que permite extrair uma quantidade específica de calor Q1 do mosto quente.
[067] A quantidade de calor Q refere-se à
quantidade de calor por unidade, isto é, por exemplo, à
quantidade de calor por fermentação, ou, por exemplo, na
fermentação contínua, à quantidade de calor por unidade de
mosto produzido .
[068] Conforme foi descrito anteriormente, o meio de transferência de calor W é então novamente conduzido através do conduto 17 no circuito até o tanque de armazenagem de energia 5, ou diretamente a um consumidor.
[069] O equilíbrio térmico tal como descrito acima pode aquecer pelo menos um consumidor 6, ou também consumidores adicionais do calor do calor. Caso necessário, por exemplo, no começo de uma nova semana, a fim de compensar as perdas ocorridas durante o final de semana ou algo do gênero, ou na eventualidade de energia insuficiente ou de um nível de temperatura demasiadamente baixo em casos de linhas limítrofes especiais, um dispositivo 8 que aquece o meio de transferência de calor W pode ser adicionalmente disposto entre o primeiro dispositivo trocador de calor e o consumidor de calor 6. Um dispositivo controlador e/ou regulador (não mostrado) determina se a quantidade de água quente e a
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25/31 temperatura no tanque de armazenagem de energia 5 são suficientes para a demanda dos consumidores de calor, e então ativa adicionalmente o dispositivo 8. O dispositivo 8 pode ser analogamente um dispositivo trocador de calor, e o meio de transferência de calor é então provido, por exemplo, do conduto 17 através da bomba 19 a esse dispositivo 8, e aquecido por esse dispositivo 8 até uma temperatura que é mais elevada do que a temperatura T1 (por exemplo até 130°C ou até 140°C). Esse meio de transferência de calor W aquecido é conduzido então para a parte superior do tanque de armazenagem de energia 5. Além disso, é possível aquecer adicionalmente somente uma parte do meio de transferência de calor W. Além disso, esse dispositivo de pós-aquecimento também pode ser disposto diretamente dentro/sobre o tanque de armazenagem de energia.
[070] Finalmente, também é possível retirar, através de um conduto 20, o meio de transferência de calor W da parte inferior (ou, tal como foi descrito acima, também através de portas diferentes na parte inferior, que, no entanto, não são mostradas) do tanque de armazenagem de energia 5 e aquecer o mesmo com o auxílio do condensador de vapor da caldeira 13, por um respectivo dispositivo trocador de calor, até uma temperatura mais alta, e conduzir o mesmo (possivelmente através de portas diferentes) para a parte superior do tanque de armazenagem de energia 5.
[071] Adicionalmente ou como uma alternativa ao dispositivo de aquecimento 22 do dispositivo de misturação 60, também um aquecedor de mosto mais forte 7 ou um outro consumidor de calor pode ser aquecido pelo meio de transferência de calor W. Neste caso, também, o meio de
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26/31 transferência de calor resfriado é recirculado novamente para a parte inferior do tanque de armazenagem de energia 5 (mostrado somente em um ponto).
[072] O equilíbrio de energia de acordo com a invenção resulta nas seguintes vantagens:
[073] Por meio da presente invenção, um excesso da energia pode ser eficazmente recuperado enquanto o mosto é resfriado até a temperatura de assentamento. A quantidade de calor liberada quanto o mosto é resfriado pode ser utilizada eficazmente, pelo menos parcialmente, para aquecer um consumidor de calor. Desse modo, nenhuma energia primária, ou somente uma pequena parcela da mesma, tem que ser utilizada para aquecer o consumidor de calor, por exemplo, um dispositivo de aquecimento de um dispositivo misturação. Isto significa que aproximadamente 40% da energia primária podem ser economizados no processo da cervejaria global. Ao mesmo tempo, um excesso da água de fermentação da cerveja pode ser impedido. Especialmente se a evaporação total for maior, uma abundância de energia é produzida, a qual pode ser recirculada de maneira proveitosa no processo por meio da presente invenção.
[074] A água de fermentação da cerveja também pode ser utilizada como meio de transferência de calor W, de modo que o tanque de armazenagem de energia 5 e o tanque de água quente 9 possam ser combinados. O aparelho de acordo com a invenção tem a vantagem, no entanto, que o meio de transferência de calor pode ter um circuito separado, isto é, o meio de aquecimento e a água quente são separados, de modo que depósitos minerais (calcificação) nos trocadores de calor e nos componentes do sistema envolvidos possam ser
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27/31 eficazmente impedidos.
[075] Também por razões higiênicas com alimentos, é vantajoso se o circuito de água quente ou o circuito de água de fermentação da cerveja, respectivamente, e o circuito do meio médio de transferência de calor ou o circuito do meio de aquecimento, respectivamente, forem separados.
[076] Devido ao circuito do meio de transferência de calor fechado, a alimentação da água doce é dispensável, o que reduz os custos para ambos os materiais crus e a eliminação e, além disso, é ecologicamente correto.
[077] A energia armazenada no mosto quente pode, desse modo, ser utilizada eficazmente para aquecer o meio de transferência de calor até um elevado nível de temperatura. O aparelho pode ser muito facilmente integrado em sistemas já existentes, mesmo se estes forem operados com outros meios de transferência de calor (por exemplo, fábricas de cerveja operadas com vapor ou água quente a alta pressão), e é fácil de adaptar. Devido ao equilíbrio de energia descrito acima, o meio de transferência de calor pode ser colocado repetidamente em uma temperatura suficientemente alta a fim de aquecer o consumidor de calor.
[078] A Figura 3 mostra as etapas essenciais do processo da cervejaria, e ilustra mais uma vez o equilíbrio de energia de acordo com a invenção. As setas que apontam para as etapas do processo individuais representam a energia provida, ao passo que as setas que apontam na direção contrária às etapas individuais indicam uma saída de energia (similar a um diagrama de Sankey). Conforme mostrado especificamente na Figura 3, uma quantidade de calor pode ser
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28/31 extraída durante o resfriamento do mosto quente, o que é, em termos de quantidade, substancialmente suficiente para aquecer a mistura durante a misturação. Durante a ebulição do mosto é possível extrair tal quantidade de calor, por exemplo, por meio do condensador de vapor de caldeira, que é suficiente, em termos da quantidade, para aquecer o mosto mais forte.
[079] Enquanto o mosto é resfriado ainda até a temperatura de assentamento, uma quantidade suficiente de calor pode ser extraída para colocar a água fria ou a água gelada em uma temperatura de água de fermentação da cerveja desejada. Somente se for requerido no caso individual é que uma quantidade adicional de calor pode ser provida ao circuito de energia.
[080]
A Figura 4 mostra uma outra realização da presente invenção. Com este aparelho e correspondente, que correspondem substancialmente o método à primeira realização, a energia é agora recuperada a partir da mistura quente. Para essa finalidade, a mistura é provida de uma decocção de mistura
70, em que mistura quente, especificamente mistura de decocção, armazenada a uma temperatura
T5 de 90°C a 100°C, em um primeiro dispositivo trocador de calor 1, e resfriada até uma temperatura
T6, neste caso, por exemplo, de 80°C, enquanto é aquecido o meio de transferência de calor W, e é conduzida, por exemplo, até um outro dispositivo de misturação 60.
Similarmente, energia recuperada a partir da mistura quente pode ser aumentada no nível de temperatura (não mostrado), por exemplo, por um condensador de vapor de caldeira.
[081] Enquanto a mistura é resfriada, o meio de
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29/31 transferência de calor W é aquecido de uma temperatura T4 até uma temperatura T1, neste caso, por exemplo, de 97°C, e, também tal como foi descrito em relação à primeira realização exemplificadora, conduzida ao tanque de armazenagem de energia 5. O tanque de armazenagem de energia 5 pode ser um tanque de armazenagem de energia separado. Também é praticável, no entanto, a introdução da quantidade de calor recuperada neste caso no tanque de armazenagem de energia 5 mostrado na Figura 1. De acordo com a primeira realização, o meio de transferência W aquecido é armazenado, correspondendo à temperatura, através de uma porta de armazenagem 25, que corresponde à temperatura no tanque de armazenagem de energia
5. Dali, o meio de transferência de calor W pode então ser provido a um consumidor de calor 6, do exemplo precedente, ou ao dispositivo de aquecimento consumidor do dispositivo de misturação 6 0 ou decocção de mistura 70, ou a um outro consumidor de calor (por exemplo, CIP). O meio de transferência de calor resfriado é então conduzido novamente de volta na parte inferior do tanque de armazenagem de energia 5, ou diretamente ao primeiro dispositivo trocador de calor 1. O meio de transferência de calor W é então aquecido novamente no primeiro dispositivo trocador de calor e provido no circuito K ao tanque de armazenagem de energia 5. Além disso, os detalhes descritos em relação à primeira realização, com respeito às temperaturas, quantidades de calor e trocadores de calor adicionais, aplicam-se igualmente à segunda realização. Especificamente, a realização mostrada na Figura 4 inclui somente um resfriamento de um só estágio. Também é possível, no entanto, a provisão de um resfriamento de um só estágio ou de múltiplos estágios, tal como na
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30/31 primeira realização.
[082] Uma vez que nas realizações descritas acima mais nenhuma energia primária está agora sendo utilizada para aquecer os consumidores de calor, a periferia clássica para o suprimento de energia primária pode ser realizada em dimensões substancialmente menores e de uma maneira mais econômica.
[083] Nas realizações descritas acima, o tanque de armazenagem de energia 5 é provido no circuito K. Também é praticável, no entanto, a condução do meio de transferência de calor W diretamente ao consumidor do calor e de volta ao trocador de calor no circuito.
[084] Se o tanque de armazenagem de energia contiver um excesso de energia, a energia no tanque de armazenagem de energia pode ser extraída novamente para outros consumidores por um trocador de calor. Para essa finalidade, um trocador de calor pode ser utilizado, por exemplo, diretamente no tanque de armazenagem de energia (por exemplo, placa de casquilho), ou um tubo de trocador de calor corrugado pode ser introduzido no tanque de armazenagem de energia (não mostrado).
[085] As realizações exemplificadoras descritas acima referem-se à recuperação de energia a partir do mosto ou mistura quente pelo primeiro dispositivo trocador de calor, de modo a aquecer consumidores de calor com essa energia. Similarmente, a energia pode ser recuperada a partir de outros meios quentes utilizados na fábrica de cerveja, por exemplo, últimas corridas, água de enxague, meio de limpeza ou mosto lupulado. O meio aquecido de transferência de calor pode então ser provido, por exemplo, a um respectivo tanque
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31/31 de armazenagem de calor ou a um tanque comum.
[086] O sistema de acordo com a invenção também pode ser utilizado para as usinas nas quais o mosto é fervido pela pressão. Se, por exemplo, o redemoinho também for pressurizado, uma energia com um nível de temperatura ainda mais alto pode ser obtida pelo primeiro trocador de calor 1.
[087] De acordo com uma realização preferida, também é possível liberar energia, especificamente para o aquecimento, para vários consumidores de calor diferentes de um único tanque de armazenagem de energia 5. Além disso, é possível conduzir o meio de transferência de calor do tanque de armazenagem de energia aos provedores de energia, para que eles absorvam a energia, e conduzir o mesmo de volta ao tanque. Do tanque de armazenagem de energia, o meio de transferência de calor pode então ser novamente provido no circuito, a uma temperatura constante predeterminada, ao trocador de calor, isto é, especificamente ao primeiro trocador de calor, do qual o meio de transferência de calor é conduzido de volta ao tanque de armazenagem de energia.

Claims (5)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. APARELHO PARA A RECUPERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DE MOSTO QUENTE OU DE MISTURA QUENTE, para uma fábrica de cerveja, que compreende:
    um primeiro dispositivo trocador de calor (1, 100) para um meio de transferência de calor W, o qual é adaptado
    de maneira tal que o meio de transferência de calor pode ser aquecido enquanto, o mosto ou a mistura são resfriados, em que pelo menos um consumidor de calor (6, 7, 60, 70, 80) da fábrica de cerveja é aquecido com esse meio de transferência de calor W, caracterizado por
    o meio de transferência de calor W resfriado durante o aquecimento do consumidor de calor poder ser provido no circuito K de volta ao primeiro dispositivo trocador de calor (1, 100). 2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo aparelho compreender um segundo dispositivo trocador de calor (2), o qual é adaptado de
    maneira tal que a água pode ser aquecida até uma temperatura T2 < T1, especificamente até não mais do que a temperatura da água de fermentação da cerveja, enquanto o meio quente, especificamente o mosto ou a mistura, é resfriada, em que preferivelmente um tanque de água de fermentação da cerveja (9) é provido, no qual a água aquecida pode ser armazenada.
    3. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo primeiro dispositivo trocador de calor (1, 100) ser conectado a um tanque de armazenagem de energia (5, 50), em que o meio de transferência de calor W aquecido pelo primeiro dispositivo
    Petição 870190002641, de 09/01/2019, pág. 5/12
  2. 2/5 trocador de calor (1) é armazenado, em que preferivelmente também o meio de transferência de calor W resfriado no consumidor de calor pode ser armazenado nesse tanque de armazenagem de energia e, especificamente o tanque de armazenagem de energia (5, 50) é projetado como um dispositivo de armazenagem estratificada, de maneira tal que o meio de transferência de calor pode ser armazenado e retirado a alturas diferentes em portas de armazenagem e de saída diferentes (25, 26).
    4. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo consumidor de calor (6, 7, 60, 70, 80) ser um consumidor de calor do seguinte grupo: dispositivo de aquecimento (22) de um dispositivo de misturação (6), dispositivo de ebulição ou manutenção de mosto aquecido (3), aquecedor de mosto mais forte (7), CIP-consumidor, pasteurizador rápido ou dispositivo de aquecimento para o meio de limpeza em uma máquina de lavagem de frasco, ou um aquecedor de mosto mais forte (80) entre um aparelho de mosto mais forte (90) e um aquecedor de mosto mais forte (7).
    5. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por um dispositivo (8) com capacidade de aquecer o meio de transferência de calor é provido adicionalmente em um conduto (17) entre o primeiro dispositivo trocador de calor (1) e o consumidor de calor (6, 7).
    6. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por pelo menos um outro trocador de calor adicional (15) ser provido, o qual aquece a água de fermentação da cerveja conduzida para o
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  3. 3/5 tanque de água de fermentação da cerveja (9), em que a quantidade de calor para aquecer a água é obtida de um excesso de energia ou calor residual, especificamente de um condensador de água quente ou de vapor de caldeira (13).
    7. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo dispositivo trocador de calor (1) ser provido a montante de um dispositivo de separação de mosto lupulado quente.
    8 . MÉTODO PARA A RECUPERAÇÃO DE ENERGIA DE MOSTO QUENTE OU DE MISTURA QUENTE, para uso com o aparelho conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, durante a produção de cerveja, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
    a) aquecimento de um meio de transferência de calor W em um primeiro dispositivo trocador de calor (1, 100) até uma temperatura T1, enquanto é resfriado o mosto ou a mistura, e
    b) aquecimento de pelo menos um consumidor de calor (6, 7, 60, 70, 80) da fábrica de cerveja com esse meio de transferência de calor W, em que o meio de transferência de calor W resfriado na etapa b) é retornado no circuito K ao primeiro dispositivo trocador de calor (1).
    9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo meio de transferência de calor W ser aquecido até um elevado nível de temperatura, preferivelmente T1 > 85°C, especificamente T1 > 90°C, e, especificamente quando entra no primeiro dispositivo trocador de calor (1, 100) tem uma temperatura T4 em uma faixa de 60°C a 90°C, em que a temperatura T4 é ajustada preferivelmente a um valor
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  4. 4/5 ajustado constante predeterminado ou a uma faixa de valores ajustados.
    10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pela diferença de temperatura AT durante o aquecimento do meio de transferência de calor W no primeiro dispositivo trocador de calor (1, 100) fica compreendida em uma faixa < 40°C.
    11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo meio quente ser aquecido por um segundo dispositivo trocador de calor (2), especificamente pela água gelada do tanque de água gelada ou a água fria, até uma temperatura T2, com T2 < T1, e a segunda temperatura T2 corresponde vantajosamente a uma temperatura da água de fermentação da cerveja em uma faixa de não mais do que 60°C a 85°C, em que a água aquecida é preferivelmente armazenada em um tanque de água quente ou um tanque de água de fermentação da cerveja (9), respectivamente.
    12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado por, depois que o meio de transferência de calor W foi aquecido no primeiro dispositivo trocador de calor (1, 100), o meio de transferência de calor W é adicionalmente aquecido até uma temperatura T3 > T1, em que o meio de transferência de calor W é pós-aquecido até a temperatura T3 através de um dispositivo controlador e/ou regulador de uma maneira dependente do consumidor.
    13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pela água de fermentação da cerveja ser aquecida ou pré-aquecida por um excesso de energia ou por um calor residual que surge na fábrica de
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  5. 5/5 cerveja, e é provida a um tanque de água quente (9).
    14. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado pelo aparelho compreender um dispositivo para ajustar uma temperatura constante predeterminada (T4) do meio de transferência de calor antes de entrar no dispositivo trocador de calor (1, 100) , que compreende especificamente pelo menos uma válvula misturadora, e/ou o aparelho compreende uma tubulação condutora de estrato.
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