DE10320078A1

DE10320078A1 - Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit Flüssigkeit

Info

Publication number: DE10320078A1
Application number: DE10320078A
Authority: DE
Inventors: Michael FROBÖSE
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2003-05-05
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2004-12-02
Also published as: WO2004098800A1; EP1624979B1; EP1624979A1; DE502004010521D1; ATE451977T1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit Flüssigkeit, insbesondere eine Flaschenreinigungsanlage, mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Behandlungsstufe sowie einer Wärmetauscheranordnung zum Erhitzen der Flüssigkeit beschrieben. Um eine derartige Vorrichtung konstruktiv einfach und effektiver im Energieeinsatz zu machen, wird vorgeschlagen, dass die Wärmetauscheranordnung einen ersten, dampfbeheizten Wärmetauscher für die erste Behandlungsstufe und einen zweiten Wärmetauscher für die zweite Behandlungsstufe umfasst, wobei der zweite Wärmetauscher durch die Flüssigkeit der ersten Behandlungsstufe beheizbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit Flüssigkeit, insbesondere eine Flaschenreinigungsanlage, der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.
Reinigungs- und/oder Entkeimungsanlagen für Gegenstände, insbesondere für Mehrwegflaschen und/oder andere Gefäße arbeiten gewöhnlich mit mehreren Behandlungsstufen, in denen die Flaschen mit einer Lauge oder einer anderen Flüssigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen behandelt werden, um beispielsweise Thermospannungen zu reduzieren oder Energie zu sparen, wenn unterschiedliche Reinigungsvorgänge bei unterschiedlichen Temperaturen optimal ablaufen. Bislang wurde für jede Behandlungsstufe eine eigene Heizung vorgesehen, wobei dafür bevorzugt dampfbeheizte Wärmetauscher eingesetzt wurden. Eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge der jeweiligen Behandlungsstufe wurde laufend oder im Intervall aus der Behandlungsstufe abgezogen und über den Wärmetauscher bei Bedarf nacherhitzt. Es ist weiterhin bekannt, zusätzlich für einen gewissen Wärmeaustausch zwischen der Behandlungsstufe mit der höchsten Temperatur und der oder einer der Behandlungsstufen mit geringerer Temperatur zu sorgen, was ebenfalls über einen zusätzlichen Wärmetauscher geschehen kann. Die bekannte Vorrichtung ist somit relativ geräteaufwendig aufgebaut.

Aus der EP 744 903 D1 ist eine Vorrichtung für eine kontinuierliche Pasteurisierung von Flaschen oder dgl. bekannt, die mehrere bei unterschiedlichen Temperaturen betriebene Behandlungsstufen umfasst. Das zur Pasteurisierung notwendige Wasser für alle Behandlungsstufen wird in einem gemeinsamen, dampfbeheizten Wärmetauscher erhitzt und je nach erforderlicher Temperatur mit Kaltwasser vermischt. Das überschüssige Wasser und das Abwasser wird dann aus allen Behandlungsstufen in einen gemeinsamen Vorratstank zurückgeführt, und wird dann insgesamt wieder auf die Temperatur der heißesten Bearbeitungsstufe erhitzt. Auch dies ist relativ aufwendig.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit Flüssigkeit, insbesondere eine Flaschenreinigungsanlage bereitzustellen, die konstruktiv einfach aufgebaut ist und energiesparend arbeitet.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es ausreichend ist, nur eine der Behandlungsstufen durch einen konstruktiv aufwendigen, z.B. dampfbeheizten Wärmetauscher zu erwärmen, während die weiteren Behandlungsstufen, sofern sie bei der gleichen oder bei einer geringeren Temperatur wie die erste Behandlungsstufe arbeiten, durch die Flüssigkeit aus der ersten Behandlungsstufe erwärmt werden. Der dazu notwendige Wärmetauscher arbeitet somit bei einer Temperatur unter 100°C, so dass dieser konstruktiv weniger aufwendig ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Zeichnung, 1 näher erläutert, die in stark schematisierter Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit Flüssigkeit anhand einer Flaschenreinigungsanlage zeigt.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Behandeln von Gegenständen mit Flüssigkeit, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Flaschenreinigungsanlage ausgebildet ist. Die Vorrichtung 1 enthält eine erste Behandlungsstufe 2, eine zweite Behandlungsstufe 3 und eine dritte Behandlungsstufe 4, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Behälter zur Aufnahme jeweils eines Laugenbades ausgebildet sind. Durch alle drei Behandlungsstufen 2, 3, 4 verlaufen nicht gezeichnete Förderer für die zu behandelnden Gegenstände, in diesem Falle Flaschen, die die Gegenstände, bevorzugt in vertikalen Schleifen und bevorzugt kontinuierlich so durch die jeweiligen Behandlungsstufen 2, 3, 4 bewegen, dass die für eine optimale Behandlung bzw. Reinigung notwendige Verweildauer in den jeweiligen Behandlungsstufen 2, 3, 4 erreicht wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Lauge in allen drei Behandlungsstufen erwärmt. Zu diesem Zweck ist die erste Behandlungsstufe 2 an einen Hauptkreislauf 2.1 der Lauge der ersten Behandlungsstufe 2 angeschlossen. Der Hauptkreislauf 2.1 enthält eine Rohrleitung 5, die aus dem Behälter der ersten Behandlungsstufe 2 ausmündet und über eine Pumpe 6 in einen dampfbeheizten Wärmetauscher 7 führt, der über eine Leitung 8 mit Dampf versorgt wird und die übliche Kondensatableitung 9 enthält, die bevorzugt eine Kondensatanstauregelung aufweist, wobei der Wärmetauscher je nach Leistungsbedarf über ein Regelventil mehr oder weniger angestaut wird. Der Wärmetauscher 7 ist bevorzugt ein Plattenwärmetauscher und ausreichend leistungsfähig ausgelegt, so dass er die Lauge aus der ersten Behandlungsstufe 2 über deren Betriebstemperatur erhitzen kann.
Die aus dem Wärmetauscher 7 wieder austretende Leitung 5 führt in einen zweiten Wärmetauscher 10, der wiederum als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist, und gelangt anschließend über ein Absperrventil 5a, zurück in die erste Behandlungsstufe 2. Im Hauptkreislauf 2.1 ist weiterhin eine Bypassleitung 11 vorgesehen, die den dampfbeheizten, ersten Wärmetauscher 7 überbrückt. Die Bypassleitung 11 ist mit einem Bypassventil 12 und einem Differenzdruck-Manometer 13 verbunden, über das die Aufheizleistung eingestellt werden kann. Weiterhin ist ein zweites Differenzdruck-Manometer 14 vorgesehen, über das der Druckverlust des dampfbeheizten Wärmetauschers 7 gemessen werden kann.
Die erste Behandlungsstufe 2 enthält weiterhin einen Nebenkreislauf 2.2, der eine Leitung 15 enthält, die abwärts der Pumpe 6 aus dem Hauptkreislauf 2.1 abzweigt und zurück in die erste Behandlungsstufe 2 führt. Dieser Nebenkreislauf 2.2 dient zur Versorgung von nicht dargestellten Spritzdüsen, die Lauge außen und gegebenenfalls auch innen an und in die Gegenstände bzw. Flaschen spritzen und somit die Reinigung mechanisch unterstützen.
Auch die zweite Behandlungsstufe 3 enthält einen Haupt- und einen Nebenkreislauf 3.1 bzw. 3.2 für die Lauge. Der Hauptkreislauf 3.1 führt mit einer Leitung 16 aus der zweiten Behandlungsstufe 3 heraus, die über eine Pumpe 17 und ein Absperrventil 18 in den zweiten Wärmetauscher 10 führt und von dort über ein weiteres Absperrventil 19 zurück in die zweite Behandlungsstufe 3 gelangt. Der Hauptkreislauf 3.1 ist weiterhin mit einer Bypassleitung 20 versehen, in der sich ein Ventil 21 befindet, wobei die Bypassleitung 20 den Wärmetauscher 10 überbrückt.
Der Nebenkreislauf 3.2 ist analog des Hauptkreislaufes 2.2 der ersten Behandlungsstufe 2 ausgebildet und enthält eine Leitung 22, die stromabwärts der Pumpe 17 jedoch vor dem Wärmetauscher 10 bzw. dem Absperrventil 18 aus der Leitung 16 abzweigt und zurück in die zweite Behandlungsstufe 3 zur Versorgung einer Spritzeinrichtung führt.
Auch die dritte Behandlungsstufe 4 weist einen Hauptkreislauf 4.1 und einen Nebenkreislauf 4.2 auf. Der Hauptkreislauf 4.1 weist eine Leitung auf, die mit einem ersten Leitungsstrang 23a aus der dritten Behandlungsstufe 4 ausmündet und über eine Pumpe 24 und ein Ventil 25 in den Hauptkreislauf 3.1 der zweiten Behandlungsstufe 3 an einer Stelle einmündet, die zwischen dem Ventil 18 und dem Wärmetauscher 10 liegt. Ein weiterer Leitungsstrang 23b mündet aus dem Hauptkreislauf 3.1 der zweiten Behandlungsstufe 3 an einer Stelle zwischen dem Ausgang des Wärmetauschers 10 und dem Ventil 19, wiederum über ein Ventil 26 aus und gelangt zurück in die dritte Behandlungsstufe 4. Auch hier ist eine Bypassleitung 27 mit einem Ventil 28 zur Überbrückung des Wärmetauschers 10 vorgesehen, wobei die Leitung 27 den Leitungsstrang 23a zwischen der Pumpe 24 und dem Ventil 25 mit dem Leitungsstrang 23b stromabwärts des Ventils 26 verbindet.
Weiterhin sind an geeigneten Stellen nicht gezeichnete Temperaturfühler zum Überwachen der Temperatur und Steuern der Vorrichtung 1 vorgesehen.
Beim Betrieb der Vorrichtung 1, beispielsweise zum Reinigen von Flaschen, wird der Hauptkreislauf 2.1 der ersten Behandlungsstufe 2 und die Leistungsfähigkeit des dampfbeheizten, ersten Wärmetauschers 7 so eingestellt, dass die Temperatur des Laugenbades in der ersten Behandlungsstufe 2 auf die erforderliche Temperatur, beispielsweise 81°C, gebracht und gehalten wird. Dazu kann es gegebenenfalls notwendig sein, die Temperatur im Hauptkreislauf 2.1 über die Betriebstemperatur der ersten Behandlungsstufe 2 zu erhöhen, beispielsweise auf 95°C. Diese Temperatur wird dann gehalten, beispielsweise über eine Steuerung der Pumpleistung der Pumpe 6 und/oder über das Öffnen und Schließen der Bypassleitung 11. Dabei wird bevorzugt ein kontinuierlicher Volumenstrom aufrechterhalten, was über das Bypass-Ventil 12 gewährleistet wird, wobei je nach Auslegung/Leistungsbedarf zwischen 30–50% des Umwälzvolumens der 1. Behandlungsstufe 2 über den ersten Wärmetauscher 7 geleitet und hinter den Wärmetauscher 7 mit der Lauge aus der Bypassleitung 11 vermischt wird, so dass eine Temperatur von 95°C gehalten werden kann.
Gleichzeitig wird durch die Lauge der Behandlungsstufe 2 im Wärmetauscher 10 die Lauge der Behandlungsstufe 3 und die Lauge der Behandlungsstufe 4 erwärmt, wobei durch die erhöhte Temperatur im Hauptkreislauf 2.1 der ersten Behandlungsstufe die Lauge in den nachfolgenden Behandlungsstufen 3, 4 ebenfalls auf 81 bzw. 80°C bzw. jede darunter liegende Temperatur eingestellt werden kann. Dies erfolgt wiederum über die Leistung der Pumpen 17 bzw. 24, die Zuführregelung über die der Bypassleitungen 20, 27 und/oder die vollständige Abkopplung der Hauptkreisläufe 3.1 bzw. 4.1 vom Wärmetauscher 10 über die Ventile 18, 19, 25 und 26.
In Abwandlung des beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiels können lediglich zwei oder mehr als drei Behandlungsstufen vorgesehen sein. Die Nebenkreisläufe können bei allen bzw. bei ausgewählten Behandlungsstufen entfallen, wenn eine mechanische Reinigung nicht mehr erforderlich ist. Statt der bevorzugt verwendeten Plattenwärmetauscher können auch andere Wärmetauscher eingesetzt werden. Der erste Wärmetauscher kann außer durch Dampf selbstverständlich auch durch andere geeignete Medien wie z.B. Heißwasser oder Thermalöl beheizt werden.

Claims

Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit Flüssigkeit, insbesondere Flaschenreinigungsanlage, mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Behandlungsstufe und mit einer Wärmetauscheranordnung zum Erhitzen der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscheranordnung einen ersten Wärmetauscher (7) für die erste Behandlungsstufe (2) und einen zweiten Wärmetauscher (10) für die zweite Behandlungsstufe (3) aufweist, wobei der zweite Wärmetauscher (10) durch die im ersten Wärmetauscher (7) erhitzte Flüssigkeit beheizbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dritte Behandlungsstufe (4), wobei die Flüssigkeit der dritten Behandlungsstufe (4) ebenfalls durch den zweiten Wärmetauscher (10) erwärmbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (7, 10) ein Plattenwärmetauscher ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit im ersten Wärmetauscher (7) über die Betriebstemperatur der ersten Behandlungsstufe (2) erwärmbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Behandlungsstufe (2) einen Hauptkreislauf (2.1) für die Flüssigkeit aufweist, der über den ersten und den zweiten Wärmetauscher (7, 10) geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Behandlungsstufe (2) einen Nebenkreislauf (2.2) für die Flüssigkeit aufweist, der die Wärmetauscher (7, 10) umgeht.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptkreislauf (2.1) vor dem ersten und zweiten Wärmetauscher (7, 10) eine Pumpe (6) vorgesehen ist, wobei der Nebenkreislauf (2.2) nach der Pumpe (6) und vor den Wärmetauschern (7, 10) abzweigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Behandlungsstufe (3) einen Hauptkreislauf (3.1) für die Flüssigkeit aufweist, der über den zweiten Wärmetauscher (10) geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Behandlungsstufe (3) einen Nebenkreislauf (3.2) aufweist, der den zweiten Wärmetauscher (10) umgeht.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptkreislauf (3.1) vor dem zweiten Wärmetauscher (10) eine Pumpe (17) vorgesehen ist, und dass der Nebenkreislauf (3.2) nach der Pumpe (17) und vor dem zweiten Wärmetauscher (10) abzweigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Behandlungsstufe (4) einen Hauptkreislauf (4.1) aufweist, der über den zweiten Wärmetauscher (10) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkreislauf (4.1) der dritten Behandlungsstufe (4) vor und nach dem zweiten Wärmetauscher (10) mit dem Hauptkreislauf (3.1) der zweiten Behandlungsstufe (3) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Behandlungsstufe (4) einen Nebenkreislauf (4.2) aufweist, der den zweiten Wärmetauscher (10) umgeht.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkreislauf (4.1) der dritten Behandlungsstufe (4) vor dem zweiten Wärmetauscher (10) eine Pumpe aufweist, und dass der Nebenkreislauf (4.2) vom Hauptkreislauf (4.1) nach der Pumpe (24) und vor dem zweiten Wärmetauscher (10) abzweigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptkreislauf (2.1, 3.1, 4.1) eine Bypassleitung (11, 20, 27) vorgesehen ist, die wenigstens einen Wärmetauscher (7) bzw. (10) umgeht.