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Die Erfindung betrifft eine Sudhausanlage mit zumindest zwei Braugefäßen, die über eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei bekannten Sudhausanlagen erfolgt die Reinigung mittels einer sogenannten CIP-Reinigungsanlage (Cleaning-in-Place). Eine solche CIP-Reinigung ist nötig, da die Braugefäße und Rohrleitungen zur Reinigung nicht bewegt werden können und häufig auch an unzugänglichen Stellen gereinigt werden müssen. Somit muss die Reinigung vor Ort passieren. Dies geschieht heutzutage in der Regel voll- bzw. halbautomatisch. Ein Vorteil der CIP-Reinigung ist es, dass die Reinigungsflüssigkeit in die CIP-Reinigungsanlage zurückgefördert werden kann. Dort kann sie filtriert und aufbereitet werden. Die aufbereitete Reinigungsflüssigkeit wird dann in Puffertanks für die nächste Reinigung rückgespeichert. Während einer Reinigung eines Prozessabschnitts wird die Reinigungsflüssigkeit über die CIP-Reinigungsanlage zirkuliert. Somit können während einer Reinigung die Temperatur und die Konzentration des Reinigungsmittels ständig überwacht und eventuell korrigiert werden. Auch kann die Reinigungsflüssigkeit erwärmt und gegebenenfalls Reinigungsflüssigkeit nachgespeist werden. Diese CIP-Reinigung betrifft beispielsweise die Sudhausgefäße, die mit entsprechenden Reinigungsgeräten (Spülkugel, Zielstrahlreiniger oder dergleichen) gereinigt werden.
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Mit CIP-Reinigungsanlagen kann durch entsprechende Rohrleitungen eine geeignete Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Reinigungslauge oder Reinigungssäure, zu bestimmten Stellen der Sudhausanlage gefördert, und dort eine entsprechende Reinigung durchgeführt werden. Zur Reinigung von Leitungen, insbesondere Verbindungsleitungen zwischen zwei Braugefäßen, weisen die Leitungen einen CIP-Vorlauf und einen CIP-Rücklauf auf. Am CIP-Vorlauf wird die Reinigungsflüssigkeit dann in die entsprechende Verbindungsleitung zwischen zwei Braugefäßen eingefördert und kann am CIP-Rücklauf wieder aus der Verbindungsleitung abgeleitet werden. Durch die Strömung der CIP-Reinigungsflüssigkeit in der Verbindungsleitung wird der gewünschte Reinigungseffekt erzielt.
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Beim Betrieb der Sudhausanlage ist es aus Sicherheitsgründen unbedingt erforderlich, dass eine Vermischung von unterschiedlichen Betriebsflüssigkeiten, insbesondere die Vermischung von Produktflüssigkeit und CIP-Reinigungsflüssigkeit, vermieden wird. Bei traditionellen Sudhausanlagen wurde deshalb die entsprechende Reinigung der Braugefäße lediglich einmal in der Woche vorgenommen, wozu die Sudhausanlage vollständig entleert und von Produktflüssigkeit befreit wurde. Diese Art der vollständigen Entleerung der Sudhausanlage von der gesamten Produktflüssigkeit ist jedoch sehr zeitaufwendig, da anschließend die gesamte Anlage nach Entfernung der Reinigungsflüssigkeit aus der Sudhausanlage wieder Gefäß für Gefäß nacheinander angefahren werden muss. Auch geht durch diese Betriebsweise viel Produktionszeit verloren. Im traditionellen Sudhaus geht man von einem halben bis ganzen Tag für die Reinigung aus. Diese lange Zeitdauer vermindert die Anlagenverfügbarkeit und damit die Produktionsmenge erheblich.
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Um die für die Reinigung der Braugefäße und der Verbindungsleitungen der Sudhausanlage erforderliche Reinigungszeit zu verkürzen, ist es deshalb bekannt, in den Verbindungsleitungen leckagesichere Trennorgane vorzusehen, die die Verbindungsleitungen in zwei Leitungsabschnitte aufteilen. Durch die Trennorgane können also die verschiedenen Braugefäße der Sudhausanlage so voneinander getrennt werden, dass das vorgeordnete bzw. nachgeordnete Braugefäß mit dem zugeordneten Leitungsabschnitt der Verbindungsleitung gereinigt werden kann, ohne den Brauprozess in dem vorgelagerten bzw. nachgelagerten Braugefäß zu stören.
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Bei der Reinigung eines Braugefäßes wird beispielsweise dessen nachgeschaltete Verbindungsleitung zum nächsten Gefäß mitgereinigt. Dabei wird die Reinigungsflüssigkeit in das Braugefäß eingeleitet (beispielsweise über entsprechend bekannte Reinigungsgeräte) und dieses durch Einwirken der Reinigungsflüssigkeit gereinigt. Die Ableitung der Reinigungsflüssigkeit geschieht durch die Verbindungsleitung. Durch die eingebundene Pumpe, die meist die Produktpumpe ist, wird die Reinigungsflüssigkeit durch die nachfolgende Rohrleitung abgeleitet. An einem Ende, idealerweise nahe vor dem nächsten Braugefäß, wird die Reinigungsflüssigkeit durch entsprechende Trennorgane aus der Brauanlage abgeleitet und zurück zur CIP-Anlage gefördert.
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Um eine Vermischung der Reinigungsflüssigkeit mit der Produktflüssigkeit zuverlässig ausschließen zu können, sind die Trennorgane leckagesicher ausgeführt. Dies bedeutet, dass die Trenneinrichtungen eine Leckagesicherung aufweisen, sodass für den Fall einer Leckage in der Trenneinrichtung die durch die Leckage fließende Flüssigkeit, nämlich Produktflüssigkeit oder Reinigungsflüssigkeit, trotz des entsprechenden Förderdrucks nicht in den benachbarten zweiten Leitungsabschnitt einströmt und dort in unerwünschter Weise mit einer anderen anstehenden Flüssigkeit vermischt wird. Das über die Leckagesicherung abfließende Volumen kann dann beispielsweise über einen Abfluss entsorgt werden. Sinnvollerweise wird bei der Reinigung eines Braugefäßes immer die nachfolgende Leitung zugeordnet. Dies ist aber nicht zwingend notwendig.
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Nachteilig an den bekannten Sudhausanlagen mit leckagesicherem Trennorgan ist es, dass das Trennorgan selbst nicht mit der unter Druck strömenden Reinigungsflüssigkeit gereinigt werden kann. Denn für die Funktion des Trennorgans ist es erforderlich, dass der zur Leckagesicherung vorgesehene Zwischenraum jeweils drucklos ist, sodass Leckageflüssigkeit drucklos abfließen kann. Würde dieser Zwischenraum während der Reinigung druckfest abgesperrt, so könnte die Reinigungsflüssigkeit unter Druck durch die Trenneinrichtung hindurchgepumpt und entsprechend gereinigt werden. In diesem Fall wäre aber die Leckagesicherung aufgehoben, und es bestünde die Gefahr der unerwünschten Vermischung der Reinigungsflüssigkeit im ersten Leitungsabschnitt mit der im zweiten Leitungsabschnitt anstehenden Produktflüssigkeit.
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Zur Lösung der Problematik ist es bekannt, dass das Trennorgan getaktet mit im Wesentlichen druckloser Reinigungsflüssigkeit durchgespült wird, wobei die Reinigungsflüssigkeit dann über die Leckageleitung in den Abfluss abfließt. Dazu wird das Absperrelement in der Abflussleitung einen kurzen Moment geöffnet. Da diese Leitung in einen Abfluss mündet, ist die Ableitung weitestgehend drucklos. Das benachbarte Leitungsstück kann also selbst bei einer vorliegenden Leckage nicht von Reinigungsmittel durchströmt werden, da Flüssigkeiten immer den Weg des geringsten Widerstands fließen.
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Nachteilig an dieser Methode ist es, dass die zur Reinigung des Trennorgans benutzte Reinigungsflüssigkeit durch den Abfluss abfließt und damit verloren ist. Außerdem ist der Reinigungseffekt aufgrund der beinahe drucklosen Strömung der Reinigungsflüssigkeit relativ gering, sodass sich das Trennorgan im Laufe der Zeit trotzdem mit Verschmutzungen zusetzen kann.
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Weiterhin nachteilig ist, dass bei großen Rohrleitungsstücken viel Reinigungsflüssigkeit durch das Rohrstück fließen muss, um eine für die Reinigung notwendige Strömungsgeschwindigkeit zu erzeugen. Somit sind die Verluste an Reinigungsmittel umso größer, je größer die Rohrleitung ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Sudhausanlage mit einem in einer Verbindungsleitung eingebauten Trennorgan vorzuschlagen, die die oben genannten Nachteile der bekannten Sudhausanlagen vermeidet.
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Diese Aufgabe wird durch eine Sudhausanlage nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Sudhausanlage beruht auf dem Grundgedanken, dass das Trennorgan zwei schaltbare Absperrelemente zur Verbindungsleitung, ein schaltbares Absperrelement zu einer Abflussleitung hin und ein schaltbares Absperrelement zu einer CIP-Leitung hin, umfasst. Mit den beiden Absperrelementen in der Verbindungsleitung kann ein Zwischenabschnitt in der Verbindungsleitung abgesperrt werden. Die Abflussleitung selbst mündet in diesen Zwischenabschnitt und sorgt auf diese Weise für die Leckagesicherung. Um den Zwischenabschnitt selbst reinigen zu können, mündet eine eigene CIP-Leitung in den Zwischenabschnitt, sodass die Reinigungsflüssigkeit durch diese CIP-Leitung unmittelbar in den Zwischenabschnitt eingefördert werden kann. Durch Öffnen des Absperrelements in der CIP-Leitung kann die Reinigungsflüssigkeit wahlweise zugefördert bzw. abgesperrt werden. Durch die unmittelbare Einleitung der Reinigungsflüssigkeit in den Zwischenabschnitt unter Verwendung einer eigenen CIP-Leitung wird vermieden, dass große Mengen der Reinigungsflüssigkeit durch den Abfluss abfließen. Denn die am Zwischenabschnitt vorgesehene CIP-Leitung kann entsprechend klein dimensioniert werden, sodass die Reinigungsflüssigkeit zur Reinigung des Zwischenabschnitts bedarfsgerecht eingefördert werden kann.
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Mit welchem Mündungsorgan die CIP-Leitung in den Zwischenabschnitt einmündet, ist grundsätzlich beliebig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass im Zwischenabschnitt ein CIP-Sprühkopf vorgesehen ist, mit dem die Reinigungsflüssigkeit in den Zwischenabschnitt eingefördert werden kann. Durch solche CIP-Sprühköpfe kann der Verbrauch an Reinigungsflüssigkeit zum Erreichen einer bestimmten Reinigungswirkung stark reduziert werden.
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Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn der CIP-Sprühkopf zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung und einer ausgefahrenen Sprühstellung verstellbar ist. Durch die Verstellung des CIP-Sprühkopfs in die eingefahrene Ruhestellung wird die Verschmutzung des Sprühkopfs während des Normalbetriebs der Verbindungsleitung, bei dem dann die Produktflüssigkeit durch den Zwischenabschnitt durchströmt, vermieden. Erst bei Durchführung der CIP-Reinigung wird der CIP-Sprühkopf in seine ausgefahrene Sprühstellung verstellt, und anschließend die Reinigungsflüssigkeit in den Zwischenabschnitt eingesprüht.
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Um mehrere Sprühstrahlen aus Reinigungsflüssigkeit erzeugen zu können, kann der CIP-Sprühkopf eine Vielzahl von feinen Sprühöffnungen aufweisen.
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Um die Reinigungsflüssigkeit möglichst in alle Richtungen versprühen zu können, kann der CIP-Sprühkopf vorteilhafterweise eine kugelabschnittsförmige Gestalt aufweisen.
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Alternativ oder additiv dazu kann der CIP-Sprühkopf rotatorisch antreibbar sein, um den oder die Sprühstrahlen über die verschmutzte Oberfläche zu bewegen.
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Alternativ zur Verwendung eines CIP-Sprühkopfs kann die CIP-Leitung auch mit einer düsenförmigen Mündungsöffnung in den Zwischenabschnitt einmünden. Auf diese Weise kann die Reinigungsflüssigkeit durch die Mündungsöffnung als gerichteter Flüssigkeitsstrahl in den Zwischenabschnitt eingefördert werden. Durch diese strahlförmige Reinigung können problematische Bereiche, die stark verschmutzen, intensiv gereinigt werden. Welche Art von Absperrelemente zur Bildung des Trennorgans eingesetzt werden, ist grundsätzlich beliebig. Vorteilhaft ist die Verwendung von Stellklappen oder Absperrklappen.
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Um einen Film der Reinigungsflüssigkeit auf der verschmutzten Oberfläche zu bilden, kann die düsenförmige Mündungsöffnung tangential in den Zwischenabschnitt einmünden.
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Zur Förderung der Reinigungsflüssigkeit und/oder der Produktflüssigkeit kann bevorzugt eine Förderpumpe vorgesehen sein, die in der Verbindungsleitung eingebaut ist.
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Um gleichzeitig an verschiedenen Stellen des Zwischenabschnitts verschmutzte Oberflächen reinigen zu können, kann der Zwischenabschnitt mehrere Mündungsstellen aufweisen, an denen Reinigungsflüssigkeit in den Zwischenabschnitt eingefördert wird.
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Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematisiert dargestellte Sudhausanlage mit mehreren über eine Verbindungsleitung miteinander verbundenen Braugefäßen;
- 2 ein erstes Trennorgan zum Einbau in die Verbindungsleitung der Sudhausanlage gemäß 1 im schematisierten Querschnitt;
- 3 eine zweite Ausführungsform eine Trennorgans im schematisierten Querschnitt;
- 4 eine dritte Ausführungsform eines Trennorgans im schematisierten Querschnitt.
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1 zeigt eine Sudhausanlage 01 mit mehreren Braugefäßen, nämlich einer Nassschrotmühle 02, einem Maischegefäß 03, einem Läuterbottich 04, einem Würzebehälter 05, einer Würzepfanne 06 und einem Whirlpool 07. Die Braugefäße 02 bis 07 sind über verschiedene Verbindungsleitungen 08 miteinander verbunden, um die Produktflüssigkeit, nämlich die Maische bzw. Würze zwischen den verschiedenen Braugefäßen 02 bis 07 weiterpumpen zu können. An mehreren Stellen sind zwischen den Braugefäßen 02 bis 07 mehrere leckagesichere Trennorgane 09 in die Verbindungsleitung 08 eingebaut, um die Verbindungsleitung 08 in jeweils zwei Leitungsabschnitte vor bzw. hinter dem jeweiligen Trennorgan 09 aufteilen zu können. Dabei ist es beliebig, wie die Rohrleitung 08 in zwei Leitungsabschnitte aufgeteilt wird. Es kann also der erste Rohrleitungsabschnitt sehr lang im Vergleich zum zweiten Rohrleitungsabschnitt sein oder umgekehrt. Auch können beide Abschnitte gleich oder ähnlich lang sein. Auf diese Weise können die einzelnen Braugefäße und zugeordnete Leitungsabschnitte vor bzw. hinter einem Trennorgan unabhängig voneinander mit einer Reinigungsflüssigkeit gereinigt werden, ohne die Produktflüssigkeit, nämlich die Maische bzw. Würze, vollständig aus allen Abschnitten der Verbindungsleitung 08 bzw. den anderen Braugefäßen zu entfernen. Die Trennorgane 09 sind jeweils leckagesicher ausgebildet, sodass Leckageflüssigkeit drucklos durch entsprechend vorgesehene Abflussleitungen abfließen kann. Die Funktion der Trennorgane 09 wird nachfolgend anhand einer vergrößerten Prinzipskizze näher erläutert.
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2 zeigt ein Trennorgan 09, wie es zur leckagesicheren Trennung in die Verbindungsleitung 08 eingebaut werden kann. Das Trennorgan 09 umfasst zwei Absperrelemente 10 und 11, die in die Verbindungsleitung 08 eingebaut sind. Die Absperrelemente 10 und 11 teilen die Verbindungsleitung 08 in einen vorderen Leitungsabschnitt 12 und einen hinteren Leitungsabschnitt 13. Zwischen den Leitungsabschnitten 12 und 13 wird durch die Absperrelemente 10 und 11 ein Zwischenabschnitt 14 gebildet. An den Zwischenabschnitt 14 ist eine Abflussleitung 15 angeschlossen, durch die Flüssigkeiten drucklos abfließen können. Die Abflussleitung 15 kann mit einem Absperrelement 16 abgesperrt werden.
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Soll Produktflüssigkeit in der Verbindungsleitung 08 übergepumpt werden, so werden die beiden Absperrelemente 10 und 11 geöffnet und das Absperrelement 16 geschlossen. Auf diese Weise kann dann die Produktflüssigkeit problemlos in der Verbindungsleitung 08 weitergepumpt werden. Soll der Leitungsabschnitt 12 mit dem vorgeordneten Braugefäß oder der Leitungsabschnitt 13 mit dem nachgeordneten Braugefäß durch Einleitung von Reinigungsflüssigkeit gereinigt werden, so werden die beiden Absperrorgane 10 und 11 geschlossen, und das Absperrorgan 16 geöffnet. Durch das Schließen der Absperrorgane 10 und 11 werden die Leitungsabschnitte 12 und 13 durch den Zwischenabschnitt 14 voneinander getrennt. Der Zwischenabschnitt 14 ist durch das Öffnen des Absperrelements 16 drucklos, woraus sich eine Leckagesicherung ergibt. Steht nun im Leitungsabschnitt 12 Reinigungsflüssigkeit, wohingegen im Leitungsabschnitt 13 noch Produktflüssigkeit vorhanden ist, so kann eine Vermischung von Reinigungsflüssigkeit und Produktflüssigkeit zuverlässig ausgeschlossen werden. Denn selbst Leckagemengen, die aufgrund eines Lecks in den Absperrelementen 10 und 11 in den Zwischenabschnitt 14 einströmen, fließen durch die geöffnete Abflussleitung 15 drucklos ab. Ein Eindringen der Leckageflüssigkeit in den jeweils anderen Leitungsabschnitt ist aufgrund der geöffneten Abflussleitung 15 jederzeit ausgeschlossen.
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Eine Reinigung des Zwischenabschnitts 14 durch Einfördern der Reinigungsflüssigkeit durch den Leitungsabschnitt 12 bzw. den Leitungsabschnitt 13 ist gemäß dem vorbekannten Stand der Technik nur bedingt möglich, da bei Einleitung von Reinigungsflüssigkeit in den Zwischenabschnitt 14 die Leckagesicherung erhalten bleiben muss. Um den Zwischenabschnitt 14 erfindungsgemäß reinigen zu können, ist eine CIP-Leitung 17 vorgesehen, durch die Reinigungsflüssigkeit in den Zwischenabschnitt 14 eingefördert werden kann. Bei Förderung der Reinigungsflüssigkeit durch die CIP-Leitung 17 in den Zwischenabschnitt 14 bleibt das Absperrelement 16 geöffnet, um wiederum für einen drucklosen Abfluss der Reinigungsflüssigkeit zu sorgen, sodass ein Eindringen von Reinigungsflüssigkeit durch die geschossenen Absperrelemente 10 und 11 hindurch auf jeden Fall ausgeschlossen ist. An der Mündung der CIP-Leitung 17 in den Zwischenabschnitt 14 dient ein CIP-Sprühkopf 18 für eine feine Verteilung der Reinigungsflüssigkeit im Zwischenabschnitt 14. Der CIP-Sprühkopf 18 kann dabei mittels eines beliebigen Stellantriebs 19 zwischen einer eingefahrenen Ruhestellung und einer ausgefahrenen Sprühstellung verstellt werden. Nur zur Reinigung des Zwischenabschnitts 14 wird der Sprühkopf ausgefahren, sodass eine Verschmutzung des Sprühkopfs während des Normalbetriebs ausgeschlossen ist.
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform 20 eines Trennorgans zum Einbau in die Verbindungsleitung 08. Das Trennorgan 20 unterscheidet sich durch den CIP-Sprühkopf 21, mit dem die CIP-Leitung 22 in den Zwischenraum 14 einmündet. Der CIP-Sprühkopf 21 weist eine kugelabschnittsförmige Gestalt auf, wobei im Sprühkopf eine Vielzahl von feinen Sprühöffnungen vorgesehen ist. Mit dem CIP-Sprühkopf 21 können mehrere feine Sprühstrahlen im Zwischenabschnitt 14 erzeugt werden, sodass trotz des geöffneten Absperrelements 16 nur eine relativ geringe Menge an Reinigungsflüssigkeit zur Reinigung des Zwischenabschnitts 14 notwendig ist.
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4 zeigt eine dritte Ausführungsform 23 eines Trennorgans zum Einbau in die Verbindungsleitung 08. Das Trennorgan 23 unterscheidet sich durch die CIP-Leitung 24, die mit einer düsenförmigen Mündungsöffnung 25 in den Zwischenraum 14 einmündet. Die Reinigungsflüssigkeit kann durch die Mündungsöffnung 25 mit einem gerichteten Flüssigkeitsstrahl auf die gegenüberliegende Wandung im Zwischenabschnitt 14 gerichtet werden, um hier für eine intensive Reinigung der Wandung zu sorgen. Durch den Aufprall auf die Wandung bildet sich eine Vielzahl von Reinigungsstrahlen, die den Rohrabschnitt reinigen können.
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Alternativ zu der in 4 dargestellten Ausführungsform kann die CIP-Leitung auch tangential oder näherungsweise tangential angeordnet sein, und damit einen dünnen Film aus Reinigungsflüssigkeit über die gesamte Wandung bilden.
