DE102010002408A1

DE102010002408A1 - Reinigungsanlage für Behälter und Verfahren zu ihrem Betrieb

Info

Publication number: DE102010002408A1
Application number: DE102010002408A
Authority: DE
Inventors: Klaus Klenk
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-01
Also published as: BRPI1100340B1; CN102189091A; EP2361697A1; CN102189091B; BRPI1100340A2; EP2361697B1

Abstract

Es wird eine Reinigungsanlage für Behälter und ein Verfahren zu ihrem Betrieb beschrieben, wobei die Reinigungsanlage eine Förderstrecke zum Fördern der Behälter durch unterschiedliche Reinigungsstationen aufweist. Die Reinigungsstationen enthalten eine Hauptlaugestation, eine Vorlaugestation, eine Nachlaugestation und eine Spülstation. Um eine derartige Anlage wasser- und energiesparender auszugestalten, wird vorgeschlagen, dass die Vorlaugestation und die Nachlaugestation jeweils wenigstens zweistufig ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reinigungsanlage für Behälter, insbesondere für Flaschen, und ein Verfahren zu ihrem Betrieb der in den Oberbegriffen von Anspruch 1 und 7 erläuterten Art.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-A-38 15 441 bekannt. Die bekannte Reinigungsanlage enthält ein geschlossenes Gehäuse, durch das die zu reinigenden Behälter mit Hilfe eines kontinuierlichen Förderers durchgeschleust werden. Die bekannte Reinigungsanlage ist als Einend-Anlage konzipiert, d. h. die Behälter werden an ein und derselben Seite in das Gehäuse ein- und aus dem Gehäuse herausgeschleust. Das Innere des Gehäuses ist in die unterschiedlichsten Reinigungsstationen unterteilt, wobei die Behälter vor ihrer eigentlichen Reinigungsbehandlung in der Hauptlauge (Hauptlaugebad) in ein Vorlaugebad getaucht werden, um zunächst den gröbsten Schmutz zu entfernen. Nach dem Hauptlaugebad schließen sich verschiedene Nachbehandlungen an, in denen die Behälter mit Nachlauge und Wasser mit fallender Temperatur (z. B. 60°C, 50°C, 35°C) und anschließend mit Frischwasser abgespritzt werden.
Reinigungsanlagen sind aufwändig im Hinblick auf ihren Energie- und Wasserverbrauch. Die Betreiber derartiger Reinigungsanlagen werden durch die ständig steigenden Betriebskosten für Energie, Wasser und Chemie stark belastet. Weiterhin gibt es in vielen Regionen immer größere Probleme bei der Versorgung mit Frischwasser in Trinkwasserqualität. Die heute bekannten Rekueinrichtungen basieren alle auf einzelnen Tauchbädern, bei denen die Flaschen entweder nur untergetaucht oder auch gefüllt werden. Durch das mehrmalige Füllen und Entleeren der Flaschen sind diese Verfahren mit großem Maschinenaufwand verbunden und sehr teuer. Die Wirtschaftlichkeit ist nur bei extremen Energiekosten gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsanlage energie- und wassersparend auszubilden.
Die Aufgabe wird bei einer Reinigungsanlage durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bei einem Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass Energieverluste durch Wärmeverschleppung auftreten, d. h. die Behälter und das Fördermittel werden in erwärmtem Zustand in Behandlungsstufen eingeschleust, in denen die Wärme nicht erforderlich ist. Dies führt beispielsweise zu erhöhten Abwassertemperaturen, die oft ein Problem darstellen. Weiterhin ist eine Wassereinsparung möglich, wenn die Behandlung in mehreren Stufen, jeweils mit einem Bruchteil des ansonsten erforderlichen Wassers behandelt werden. Es wurde festgestellt, dass es möglich ist, Behälter biologisch einwandfrei mit einem Wasserverbrauch von weniger als 0,1 l pro Behälter zu reinigen. Die mehrstufige Behandlung der Behälter mit Vorlauge dient weiterhin einer optimalen Vorwärmung der Behälter, so dass die große Flüssigkeitsmenge im Hauptlaugebad nicht laufend unter hohem Energieeinsatz auf der erforderlichen Temperatur gehalten werden muss.
Durch die mehrstufige Ausbildung der Vorlauge- und Nachlaugestationen steht in der Temperatur abgestuftes Nachlauge-Abwasser zur Verfügung, das zum stufenweisen Erwärmen der Behälter durch Wärmeübertragung auf die Vorlauge eingesetzt werden kann. Auf diese Weise wird Energie eingespart.
Zweckmäßigerweise sind Vorlauge- und Nachlauge-Behandlungsstufen jeweils paarweise wärmeübertragend gekoppelt.
Wärmeenergiesparend wirkt sich weiterhin eine Berieselungseinrichtung insbesondere in der Vorlauge-Behandlungsstufe aus, durch die gezielt nur die Behälter und der Förderer angewärmt wird. Aufwändige Tauchbäder, bei denen nach jeder Behandlung die Behälter entleert werden müssen, entfallen.
Weiterhin kann Wasser eingespart werden, indem die Spülstation ebenfalls mit einer Vielzahl von Behandlungsstufen ausgestaltet wird, die jede einzeln mit einem geringeren Wasseranteil auskommen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Reinigungsanlage als Fließbild,
2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Reinigungsanlage als Konstruktionsdarstellung, und
3 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch eine Vorlaugezone in Konstruktionsdarstellung.
In den 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Reinigungsanlage 1 zum Reinigen von Behältern 2 (3), z. B. Flaschen aus Glas oder aus Kunststoff, insbesondere PET, ersichtlich. Die Reinigungsanlage 1 enthält ein Gehäuse 3 und ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Einend-Anlage konzipiert, d. h. Behältereinlauf 4 und Behälterauslauf 5 befinden sich an der gleichen Seite des Gehäuses 3. Im Gehäuse 3 ist ein Endlosförderer 6 angeordnet, der die Behälter 2 durch die unterschiedlichsten Reinigungsstationen führt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel läuft der Förderer 6 vom Behältereinlauf 4 zunächst durch eine Vorweichstation VW und von dort in und durch eine Vorlaugestation VL, anschließend in eine Hauptlaugestation HL und aus dieser durch eine Nachlaugestation NL in eine Spülstation S, bevor die Behälter 2 das Gehäuse 3 am Behälterauslauf 5 verlassen.
Im Hinblick auf die verwendeten Reinigungsflüssigkeiten und Chemikalien unterscheidet sich die erfindungsgemäße Anlage 1 nicht vom Stand der Technik. Die erfindungsgemäße Reinigungsanlage 1 unterscheidet sich jedoch vom Stand der Technik durch eine energie- und wassersparende Ausführung, wobei wassersparende Behandlungsmethoden und Wärmerückgewinnung eingesetzt wird.
So ist die Vorweichstation in zwei Vorweichzonen VWI und VWII unterteilt. Beide Stationen können mit unterschiedlichen Temperaturen und/oder unterschiedlichen Flüssigkeiten arbeiten.
Die Vorlaugestation VL hat im dargestellten Ausführungsbeispiel drei, bevorzugt als getrennte Einheiten ausgebildete Vorlaugezonen VLI, VLII und VLIII, die in Förderrichtung des Förderers 6 hintereinander und zwischen der Vorweichstation VW und der Hauptlaugestation HL angeordnet sind. Der Hauptzweck der Vorlaugestation ist die Vorwärmung der Behälter 2 und der Förderer möglichst nahe an die Temperatur der Hauptlaugestation (meist 80°C). Jede der einzelnen Vorlaugezonen VLI bis VLIII ist als gesonderte Einheit ausgebildet und weist eine eigene Laugenzufuhr 7I, 7II und 7III, sowie eine mit jeweils einer Pumpe P versehene Laugeableitung 8I, 8II und 8III auf, wobei die Laugeableitungen 8 in eine gemeinsame Entsorgungsleitung 9 münden. Alle drei Vorlaugestufen VLI, VLII, VLIII werden von einer gemeinsamen Filtereinrichtung 10 versorgt, die alle drei Zonen gleichzeitig filtriert. Es ist jedoch auch möglich, jeder Zone eine eigene Filtereinrichtung zuzuordnen. Jeder Vorlaugestufe ist eine Etikettenaustragsstation mit Umwälzpumpe zugeordnet.
3 zeigt eine derartige Vorlaugezone in detaillierter Darstellung, aus der zu sehen ist, dass die Behälter 2 durch den Förderer 6 auf einzelnen Führungen 11 unter einer Berieselungseinrichtung 12 (Überschwallung) hindurchgeführt werden, die über die Leitung 7 mit Vorlauge versorgt wird. Hierzu werden die Behälter 2 auch zu einem gewissen Teil angefüllt (Vorweicheffekt). Die Vorlauge läuft von den Behältern 2 ab und wird von einem Leitblech 13 aufgefangen, der den abgespülten Schmutz auffängt und auf ein Schmutzaustrageband 14 leitet, das ihn aus dem Gehäuse 3 abführt. Die Flüssigkeit sammelt sich im unteren Bereich und wird über die Leitung 8 mit Hilfe der Pumpe P in nachfolgend noch zu beschreibender Weise abgeführt. Diese Konstruktion ist im Wesentlichen für alle Vorlaugenzonen VLI bis VLIII gleich.
Die Behälter gelangen dann in die Hauptlaugestation HL, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Laugebad ausgebildet ist. Es sollte angestrebt werden, dass die Temperaturen des Förderers und der Behälter beim Eintauchen in das Hauptlaugebad möglichst nahe an dessen Temperaturbereich liegt.
Nach der Hauptreinigung gelangen die Behälter in die Nachlaugestation NL. Auch die Nachlaugestation NL ist in verschiedenen Zonen NLI, NLII, NLIII unterteilt, die jede für sich als geschlossene Einheit mit jeweils einer Ablaufleitung 15I, 15II und 15III, die jeweils mit einer Pumpe versehen sind, und einer eigenen Zulaufleitung 16I, 16II und 16III ausgebildet ist. Die Behandlung der Behälter erfolgt durch Spritzen (innen und außen).
Bei der erfindungsgemäßen Reinigungsanlage 1 wird die aus der Hauptlaugestation HL stammende und in die Nachlaugestation NL verschleppte Wärme den Behältern und Förderern (einschließlich Halterungen, wie z. B. Flaschenkörbe) durch die Nachlauge entzogen, so dass sich die Behälter und Förderer stufenweise abkühlen, auch wenn weniger Wasser zum Kühlen eingesetzt wird. Die gewonnene Wärme gelangt mit der Nachlauge über die jeweiligen Ablaufleitungen 15 in einen Wärmetauscher 17. Der Wärmetauscher 17 ist mit einer oder bevorzugt mehreren Nachlaugezonen NL verbunden. Es kann für jede Nachlaugezone ein eigener Wärmetauscher 17 vorgesehen sein, bevorzugt ist jedoch ein mehrstufiger Wärmetauscher, der mit allen drei Nachlaugezonen I bis III verbunden ist. An der Abgabeseite des Wärmetauschers 17 sind die Zu- und Ableitungen 7, 8 der Berieselungseinrichtung 12 der Vorlaugezonen VLI bis VLIII angeschlossen. Auf diese Weise wird die Vorlauge durch die aus der Hauptlaugestation in die Nachlaugezonen verschleppte Wärme erwärmt. Die Behälter (und gegebenenfalls Förderer und Halterungen) werden damit zwischen der Wasservorwärmung (Vorweiche) und der Hauptlauge mit unterschiedlichen Temperaturen überschwallt, so dass deren Vorwärmung mit weitaus geringeren technischen Maschinenequipments erreicht werden kann. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die niedrige Temperatur im Nachspülbereich der Wasserzone. Die Chemikalien zur Desinfektion und zur Verhütung von Kalkausfall können in niedrigeren Konzentrationen eingesetzt werden. Trotz vermindertem Frischwassereinsatz werden bessere Ergebnisse bei den Rückständen in den Flaschen erreicht.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die gleiche Anzahl von Vorlaugezonen und Nachlaugezonen vorgesehen, die paarweise über den Wärmetauscher gekoppelt sind. Die Anzahl der Zonen kann jedoch jeweils zwischen zwei und fünf schwanken. Die Erfindung funktioniert jedoch auch, wenn beispielsweise mehr Vor- als Nachlaugezonen oder mehr Nachlauge- als Vorlaugezonen vorhanden sind, wobei beispielsweise eine Nachlaugezone zwei Vorlaugezonen bedient oder eine Vorlaugezone kalt gefahren wird.
Die Anzahl der Austauschzonen und die Wärmetauschergröße einer Anlage wird für den jeweiligen Anwendungsfall festgelegt und ist abhängig von den Kundenanforderungen, der Anlagengröße sowie den Energie- und Wasserkosten (Wirtschaftlichkeitsberechnung). Es kann grundsätzlich festgestellt werden, dass durch dieses Verfahren 30% bis 50% Energie und Wasser gegenüber einer heutigen Anlage mit einstufiger Wärmerückgewinnung eingespart werden kann.
Bei einer Hauptlaugentemperatur von 80°C sollten die Vorlaugen Temperaturen zwischen 40°C und 70°C, die Nachlaugen zwischen 45°C und 75°C liegen.
An die Nachlaugestation NL schließt sich eine Spülstation S an, die ebenfalls in einzelne Zonen unterteilt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Warmwasserzonen WWI und WWII sowie eine Kaltwasserzone KW vorgesehen. Es kann sich eine Recyclingwasserzone RW und schließlich eine Frischwasser(Kaltwasser)zone FW anschließen, in der die Behälter 2 mit Leitungswasser in Trinkwasserqualität gespült werden.
In Abwandlung des beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung auch bei anders konzipierten Reinigungsanlagen, beispielsweise bei Zweiend-Reinigungsanlagen, bei der der Behältereinlauf und der Behälterauslauf sich auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses befinden, einsetzbar. Auch die Anzahl der Zonen innerhalb der Stationen kann je nach spezieller Ausgestaltung des Reinigungsvorgangs oder der speziellen Konstruktion der Reinigungsanlage variiert werden; so kann z. B. die Vorweichstation auch lediglich eine Zone enthalten. Ebenfalls sind in der Spülstation nicht alle dargestellten Zonen notwendig. Für die Anzahl der Stufen in der Vorlaugestation und der Nachlaugestation sind die Anforderungen am Einsatzort, wie beispielsweise eine Mangelversorgung mit Frischwasser, hohe Energiekosten und die Wirtschaftlichkeit ausschlaggebend. Statt des dreifachen Wärmeaustausches kann auch ein zwei- bis fünfstufiger Wärmeaustausch eingesetzt werden. Sowohl die Vorlauge- als auch die Nachlaugestation kann beispielsweise auch mit einer Innenreinigung kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3815441 A [0002]

Claims

Reinigungsanlage (1) für Behälter (2), mit einer Förderstrecke (6) zum Fördern der Behälter (2) durch unterschiedliche Reinigungsstationen, wobei die Reinigungsstationen eine Station (HL) zur Behandlung mit Hauptlauge, eine Station (VL) zur Behandlung mit Vorlauge, eine Station (NL) zur Behandlung mit Nachlauge und eine Spülstation (S) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaugestation (VL) und die Nachlaugestation (NL) jeweils wenigstens zwei Behandlungsstufen (VLI bis VLIII, NLI bis NLIII) enthalten.
Reinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nachlauge-Behandlungsstufe (NLI bis NLIII) in wärmeübertragenden Kontakt mit einer Vorlauge-Behandlungsstufe (VLI bis VLIII) steht.
Reinigungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die gleiche Anzahl Vorlauge- und Nachlauge-Behandlungsstufen vorgesehen sind, die jeweils paarweise in wärmeübertragenden Kontakt miteinander stehen.
Reinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vorlauge-Behandlungsstufe (VLI bis VLIII) mit einer Berieselungseinrichtung (12) versehen ist.
Reinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülstation (S) wenigstens zwei Behandlungsstufen (WWI, WWII) mit Warm- und wenigstens zwei Behandlungsstufen (KW, RW, FW) mit Kaltwasser enthält.
Verfahren zum Reinigen von Behältern (2), bei dem die Behälter (2) nacheinander durch eine Mehrzahl von unterschiedlichen Reinigungsstationen gefördert werden, in denen sie nacheinander mit Vorlauge, Hauptlauge, Nachlauge und Spülmittel behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (2) in wenigstens zwei Stufen (VLI bis VLIII mit Vorlauge und in wenigstens zwei Stufen (NLI bis NLIII) mit Nachlauge behandelt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachlauge zum Vorwärmen der Vorlauge verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (2) in wenigstens einer Stufe mit Vorlauge berieselt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (2) in wenigstens zwei Behandlungsstufen (WWI, WWII) mit Warm- und wenigstens zwei Behandlungsstufen (KW, RW, FW) mit Kaltwasser gespült werden.