DE2510927A1

DE2510927A1 - Verfahren und vorrichtung zum spuelen von gegenstaenden

Info

Publication number: DE2510927A1
Application number: DE19752510927
Authority: DE
Inventors: Johannes Steenhorst
Original assignee: CENZAD MANAGEMENT AG; Milpro N V
Current assignee: CENZAD MANAGEMENT AG; Milpro N V
Priority date: 1974-03-19
Filing date: 1975-03-13
Publication date: 1975-09-25
Also published as: JPS50127459A; GB1494780A; FR2264602B1; NL7403678A; DK107475A; LU72054A1; BE826657A; FR2264602A1; CH591397A5

Description

DR. FRIEDRICH E.MAYER 753 pforzheim

DIPL.-ING. A. PANTENBURG westliche 24

KABELl TRIPATENT PFORZHEIM

. PATENTANWÄLTE telefon tovaa» ia4 0o

- M2887 12.März 1975

MILPRO N.V.

De Selliers de Moranville Laan 33, Brüssel, Belgien

CENZAD MANAGEMENT A.G.

Poststrasse 14» Zug, Schweiz

Verfahren und Vorrichtung zum Spülen von . Gegenständen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spülen von Gegenständen, wie Flaschen, bei dem die Gegenstände eine erste bzw* eine zweite Behandlungsstrecka durchlaufen, wo die Temperatur der Gegenstände erhöht bzw. erniedrigt wird durch Berührung mit einer Behändlungsflüs sigkeit.

Bei einer solchen Spülbehandlung werden die Gegenstände über eine Anzahl Eehandlungsstationen geführt. In jeder Station kann dann eine bestimmte Flüssigkeitsbehandlung stattfinden, wie Vorspülen mit Wasser, Vorspülen mit Reinigungsflüssigkeit, Spülen mit Reinigungsflüssigkeit, Nachspülen mit Wasser, und zwar dadurch, dass die Gegenstände mittels einer Spritzanlage bespritzt oder durch ein Flüssigkeitsbad geführt werden. Man erreicht eine wirkungsvolle Spülbehandlung, wenn bestimmte Behandlungen bei höherer Temperatur durchgeführt werden. Temperaturen von z.B. 80 C sind dabei üblich.

Bei solchen Spülbehandlungen sind jeweils wenigstens zwei Behandlungsstrecken zu unterscheiden, nämlich eine erste Strecke, wo die Gegenstände angewärmt werden, d.h., dass die Temperatur der Behandlungs -

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flüssigkeit höher ist als die der Gegenstände, und eine zweite Strecke, ■ wo die Gegenstände abgekühlt werden, d.h., dass die Temperatur der Behandlungsflüssigkeit niedriger ist als die der Gegenstände. In der ersten Strecke entziehen die Gegenstände der Behandlungsflüssigkeit Wärme und in der zweiten Strecke führen sie der Behandlungsflüssigkeit Wärme zu.

Ein grosser Nachteil eines solchen Verfahrens ist die grosse Menge verunreinigten Abwassers mit hoher thermischer Belastung, die in die Umgebung ausgelassen wird. Gewöhnlich wird als letztes Spülwasser Frischwasser verwendet, das den Spülprozess in bezug auf die Gegenstände ganz in entgegengesetzter Richtung durchläuft. In der zweiten Behandlungsetrecke wird die Temperatur dieses Wasser erhöht werden, aber die Behandlungsflüssigkeit kann dadurch nicht auf eine Temperatur gebracht werden, die zur Verwendung in wenigstens dem letzten Teil der ersten BehandlungsBtrecke ausreicht. Dies erfordert nämlich eine Temperatur, die höher ist als die Höchsttemperatur der Gegenstände, die jeweils höher ist als die durch Anwärmung mittels der in den Gegenständen enthaltenen Wärme maximal erreichbare Temperatur.

Es werden also immer Mittel vorhanden sein müssen, z.B. ein Heizkessel, um der Behandlungsflüssigkeit in der ersten Strecke externe Energie in Form von Wärme zuzuführen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spülen von Gegenständen bei dem die Menge verunreinigten Abwassersund dessen thermische Belastung bedeutend beschränkt sind, wodurch zugleich eine erhebliche Ersparnis des Energieverbrauchs erreicht wird.

Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäss Wärme, die ein Medium der Behandlungsflüssigkeit in der zweiten Behandlungsstrecke über einen Wärmeaustauscher entzieht, nach Aufheizung über einen Wärmteaustauscher der Behandlungsflüssigkeit in der ersten Strecke zugeführt. Durch Anwendung dieses Verfahrens kann einerseits Wärme, die den abkühlenden Gegenständen entzogen wird, aufs neue zum Anwärmen der Gegenstände auf das gewünschte Temperaturniveau verwendet werden, während andereeite das abgekühlte Nachspülwasser aufs neue eingesetzt werden kann.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist also eine Zurückleitung der Wärme und der Spülflüssigkeit möglich, da aus dem bei bekannten Ver«

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fahren abzuleitenden, thermisch verunreinigten Abwasser Wärme zurückgewonnen wird, wodurch auch die abgekühlte Flüssigkeit wieder zum Nachspülen und Abkühlen der Gegenstände gebraucht werden kann.

Der verminderte Wasserverbrauch bewirkt denn auch eine bedeutende Kostenersparnis.

Erfindungsgemäss kann das Medium in einem geschlossenen Kreislauf umlaufen und kann die Temperatur des Mediums nach Aufnahme von Wärme durch Verdichtung erhöht und nach Abgabe von Wärme durch Ausdehnung erniedrigt werden. Durch die Verdichtung wird dem Medium von aussen her Energie zugeführt, die in Wärme umgesetzt wird, die im Hinblick auf Ausstrahlung, Konvektion und Verdampfung zum Aufrechterhalten des Gesamtwärmeniveaus der Spülvorrichtung erforderlich ist. Es hat sich herausgestellt, dass das Wärmeäquivalent der durch den Kompressor zugeführten Menge mechanischer Energie im wesentlichen der durch die Spülvorrichtung an die Umgebung abgegebenen Wärmemenge entspricht.

Weiter kann das Medium erfindungsgemäss durch Verdichtung in flüssigen Zustand und durch Ausdehnung in Gasform übergeführt werden.

Die Erfindung bezieht Sich weiter auf eine Vorrichtung zum Spülen von Gegenständen, wie Flaschen, mit einer Anzahl Behandlungsstationen, die je mit einem Bad oder Spritzanlage für die Behandlungsflüssigkeit versehen sind und sich in einer ersten und einer zweiten Behandlungsstrecke befinden, wo die Temperatur der Gegenstände durch Berührung mit einer Behandlungsflüssigkeit erhöht bzw. erniedrigt werden kann, welche Vorrichtung erfindungsgemäss gekennzeichnet wird durch einen geschlossenen Kreislauf für den Wärmetransport, durch den ein Wärmetransportmedium Strumen kann und in dem ein Wärmeaustauscher zum Entziehen von Wärme aus der Behandlungsflüssigkeit der zweiten Strecke, ein Wärmeaustauscher . zum Zuführen von Wärme zu der Behandlungsflüssigkeit der ersten Strecke und dazwischen ein Kompressor zum Verdichten des Mediums angeordnet sind,

Zur Erläuterung der Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnung ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Spülen von Gegenständen beschrieben.

Die Zeichnung zeigt schematisch eine Anzahl Flüssigkeitsbehandlungsstationen I-X, nämlich fünf Spritzanlagen I,III,V,VIII und X, und fünf Behandlungsbäder II,IV,VI,VII und IX.

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Die Strecke durch die verschiedenen Stationen ist mit einer mit Pfeilen . versehenen strichpunktierten Linie wiedergegeben, an der entlang die Temperatur der Gegenstände angegeben ist . Die höchste Temperatur der Gegenstände wird bei Behandlungsstation V erreicht, so dass die erste Strecke, wo die Gegenstände angewärmt werden, aus den Stationen I,II,III IV und V besteht.

Die Gegenstände, die die Umgebungstemperatur haben, z.B.15 C, werden zunächst durch Behandlungsstation I eine Spritzanlage geführt, wo sie mit Vorspülwasser von 30 C bespritzt werden. Diese Vorspülung dient zum Losweichen von SU sstoffen und anderen Stoffen. Danach werden die Gegenstände durch Behandlungsstation II, ein Vorspülbad mit einer Reinigungsflüssigkeit von 55°C» geführt, wodurch sie eine Temperatur von nahezu 55°C annehmen werden. In Behandlungssfation III werden die Gegenstände mit Reinigungsflüssigkeit von 65°C bespritzt, wobei die Temperatur der Gegenstände auf etwa 60 C ansteigen wird. Die Behandlungsstationen IV, V und VI werden als erstes Hauptbad, Hauptspritze bzw. zweites Hauptbad bezeichnet, wobei die Temperatur der Reinigungsflüssigkeit 65⁰C, 80⁰C bzw. 65⁰C ist. Die zwei Hauptbäder IV und VI stehen miteinander in Verbindungr

Während der Spritzbehandlung in Station V erreichen die Gegenstände die maximale Temperatur von etwa 75 C. Mit dem zweiten Hauptbad in Station VI beginnt die Abkühlungsstrecke, wobei anschliessend in Station VII ein Nachspülbad mit Wasser von 45 C und Station VIII, eine Nachspülspritze, deren Wasser eine Temperatur von 30 C hat, durchlaufen werden. Die Gegenstände werden dabei eine Temperatur von etwa 35°^c annehmen. In dem zweiten Nachspülbad von Station IX werden die Gegenstände mit Wasser von 30 C weiter abgekühlt. In der letzten Behandlungsstation X, bestehend aus einer Spritze, werden die Gegenstände mit Wasser von 12-15 C auf eine Temperatur von etwa 20⁰C gebracht.

Zwischen einigen Stationen gibt es direkte Verbindungen zum Ueberlaufen von Behandlungsflüssigkeit und damit von Wärme. So kann das Spülwasser in Station IX, wie mit einem Pfeil angegeben ist, in das Spülbad von Station VII überlaufen. Weiter stehen die zwei Hauptbäder VI und IV miteinander in Verbindung und kann die Reinigungsflüssigkeit des ersten Hauptbads IV in das Bad von Station II überlaxifen, wie ebenfalls mit Pfeil bezeichnet ist.

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In der Zeichnung sindBchematisch eine Anzahl Kreisläufe für Behandlungsflüssigkeit wiedergegeben die jetzt der Reihe nach beschrieben werden. Dabei ist zu bedenken, dass den Stationen I-V Wärme zugeführt wird und dass der Behandlungsflüssigkeit der Stationen TI-X Wärme entzogen wird»

Die Behandlungsflüssigkeit der Spritzanlagen III, V, VIII und X wird jeweils in einem oder mehreren Behandlungsbädern aufgefangen.

Ein erster Kreislauf 1 entzieht dem ersten Nachspülbad VII Wasser von etwa 45 C» das mittels einer Pumpe 6 über ein Filter 7 und Wärmeaustauscher 8,9 zur Station VIII geleitet wird. In den Wärmeaustauschern wird das Wasser auf etwa 30 C abgekühlt. Ein Teil des Wassers, das dem ersten Nachspülbad VII entzogen ist, wird über eine Leitung 30 zu einem Neutralisator 31 geführt und anschliessend über einen Sterilisator 32, ein Aktivkohlefilter 33 und einen Wärmeaustauscher 34 zur Station X, um die Gegenstände zum letzten Mal zu spülen. Dieses Wasser wird in dem Wärmeaustauscher 34 auf 12-15 C abgekühlt. Der Neutralisator 31 hat weiter eine Zufuhrleitung 35 für Neutralisierungsflüssigkeit und eine Abfuhrleiung 36 zu z.B. der Kanalisation. Durch die Leitung 37 kann der Leitung 30 ^u^d damit dem ganzen System Frischwasser zugeführt werden.

Ein zweiter Kreislauf 2 entzieht dem ersten Hauptbad IV Reinigungsflüssigkeit von etwa 65 C und befördert diese Reinigungsflüssigkeit mittels einer Pumpe 10 über ein Filter 11 und einem Wärmeaustauscher 12 zur Station V, wobei die Temperatur in dem Wärmeaustauscher 12 auf 80 C erhöht wird.

Ein dritter Kreislauf 3 entzieht dem Vorspülbad II Reinigungsflüssigkeit von etwa 55 C und befördert diese Reinigungsflüssigkeit mittels einer Pumpe 13 über ein Filter I4 und einen Wärmeaustauscher 15 zur Station III, wobei, die Temperatur in dem Wärmeaustauscher I5 auf 65 C erhöht wird.

Ein vierter Kreislauf 4 befördert Wasser aus einem Auffangbecken 16 für das Vorspülwasser von Station I über einen Behälter 17t eine Pumpe 18, eine Filteranlage 19, ein Nachfilter 20 und den Wärmeaustauscher 8 zur Station I. Wie schon beschrieben ist, entzieht der Wärmeaustauscher 8 dem Wasser in Kreislauf 1, das stromaufwärts eine Temperatur von etwa 45 C hat, Wärme, und bringt das Wasser in Kreislauf 4 eine Temperatur von 35°C, die für Station I erforderlich ist. Der vierte Kreislauf 4

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erhält auch über die Leitung 21 Wasser aus dem zweiten Fachspülbad IX, in einer Menge, die mittels Ventils 22 regelbar ist, und überschüssiges Wasser aus dem ersten Nachspülbad VII (Pfeil 23).

Der Behälter 17 hat eine Ueberlaufleitung 24 zur Abfuhr überflüssiger Behandlungsflüssigkeit über einen Neutralisator 25 zu z.B. der Kanalisation (Pfeil 26).

Die Filtrieranlage 19 hat ausser der Ab- und Zufuhrleitung des Kreislaufs 4 eine Zufuhrleitung 27 für Spülwasser für Filterspülung und Abfuhrleitungen 28,29 für Abfallflüssigkeit zum Neutralisator 25.

Durch den Wärmeaustauscher 8 wird unmittelbar Wärme von der einen auf die andere Behandlungsflüssigkeit übertragen, während die übrigen Wärmeaustauscher 9» 12, 15 und 34 in einen fünften, geschlossenen Kreislauf 5 aufgenommen sind. Das Wärmetransportmedium in diesem Kreislauf nimmt in den Wärmeaustauschern 9 und 34 Wärme auf und gibt in den Wärmeaustauschern 12 und 15 Wärme ab. Weil Wärme abgegeben werden soll an Behandlungsflüssigkeit mit einer höheren Temperatur als die der Behandlungsflüssigkeit, der Wärme zu entziehen ist, sind in den Kreislauf 5 weiter ein Kompressor 38 und ein Behälter 39 aufgenommen, um Temperatur - Sprünge machen zu können. Dies funktioniert wie folgtI

In dem fünften Kreislauf 5 strömt ein Medium, das durch den Kompressor 38 verdichtet wirdj wodurch die Temperatur dieses Mediums auf z.B. mehr als 100 C eteigt. Das Medium wird danach in Gasform zu den Wärmeaustauschern 12 und 15 geleitet, wo es unter Wärmeabgabe in die flüssige Form übergeht. Danach strömt das dann flüssige Medium über den Pufferbehälter 39 zu den Wärmeaustauscher 9 und 34» wo das Medium so ausgedehnt wird, dass es unter Wärmeaufnahme in die Gasform übergeht. Die Verdampfung in den Wärmeaustauschern 9 und 34 findet bei niedrigerem Druck und dadurch bei niedrigerer Temperatur statt als die Kondensation in den Wärmeaustauschern 12 und 15» wodurch Wärme von einem niedrigeren auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird.

Wenn keine Kondensation und Verdampfung stattfindet, d.h. wenn das Medium jeweils gasförmig bleibt, muss die Temperatur bevor das Medium durch die Wärmeaustauscher 9 und 34 strömt, durch Ausdehnung herabgesetzt werden.

Die Wärme, die das ganze System an die Umgebung abgibt, wird durch dem

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Kompressor 38 zugeführte Energie, die beim Verdichten in Wärme umgesetzt wird, ergänzt.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Spülen von Gegenständen, wie Flaschen, bei dem die Gegenstände eine erste bzw. eine zweite Behandlungsstrecke durchlaufen, wo die Temperatur der Gegenstände erhöht bzw. erniedrigt wird durch Berührung mit einer Behandlungsflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme, die ein Medium der Behandlungsflüssigkeit in der zweiten Behandlungsstrecke entzieht, nach Aufheizung der Behandlungsflüssigkeit in der ersten Strecke zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium in einem geschlossenen Kreislauf umläuft und dass die Temperatur des Mediums nach Wärmeauf nähme durch Verdichtung erhöht und nach Wärmeabgabe durch Ausdehnung erniedrigt wird.

J. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium durch Wärmeabgabe in flüssigen Zustand und durch Wärmeaufnahme in Gasform gebracht wird.

4« Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsflüssigkeit in einzelnen Kreisläufen in Umlauf geführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsflüssigkeit in wenigstens einem Kreislauf konditioniert wird.

6. Vorrichtung zum Spülen von Gegenständen, wie Flaschen, mit einer Anzahl Behandlungsstationen, die je mit einem Bad oder Spritzanlage für die Behandlungsflüssigkeit versehen sind und sich in einer ersten und einer zweiten Behandlungsstrecke befinden, wo die Temperatur der Gegenstände durch Berührung mit einer Behandlungsflüssigkeit erhöht bzw· erniedrigt werden kann, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Kreislauf für den Wärmetransport, durch den ein Wärmetransportmedium

strömen kann und in dem ein Wärmeaustauscher zum Entziehen von Wärme aus der'Behandlungsflüssigkeit der zweiten Strecke, ein Wärmeaus-

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tauscher zum Zuführen von Wärme zu der Behandlungsflüssigkeit der ersten Strecke und dazwischen ein Kompressor zum Verdichten des Mediums angeordnet sind.

7. Vorr-ichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einzelne Kreisläufe für die Behandlungsflüssigkeit.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7i gekennzeichnet duroh Konditionierungsmittel in wenigstens einem Kreislauf der Behandlungsflüssigkeit.

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