WO2014111244A1 - Verfahren sowie anlage zur behandlung von kegs - Google Patents
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- WO2014111244A1 WO2014111244A1 PCT/EP2014/000055 EP2014000055W WO2014111244A1 WO 2014111244 A1 WO2014111244 A1 WO 2014111244A1 EP 2014000055 W EP2014000055 W EP 2014000055W WO 2014111244 A1 WO2014111244 A1 WO 2014111244A1
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- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
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- B08B2203/00—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B2203/007—Heating the liquid
Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a system according to the preamble of claim 7.
- the KEG-internal cleaning is done with different treatment media that are based on the respective
- Treatment temperature must be heated, for example, first a pretreatment with a still containing, for example, beverage residues
- the object of the invention is to provide a method with which by optimal heat recovery, a significant reduction of the energy required for the heating of the treatment media and in particular for the
- Heating the hot water is achieved.
- the invention provides that at least during operation of the plant for the first treatment step, i. for the pre-cleaning of the respective KEG interior with the first treatment medium, for example mixed water, exclusively the treatment medium (eg hot water) resulting from the further treatment step, preferably the KEG interior cleaning final treatment step, is used and / or that for heating the treatment step for this further treatment step required second treatment medium,
- the treatment medium eg hot water
- the fresh water for example, the fresh water, the heat energy of the first
- Treatment step discharged treatment medium and / or the heat energy
- the heat recovery takes place by preheating the second
- Treatment medium in several stages by a plurality of arranged in a supply line of this medium heat exchangers, i. in a first heat exchanger by utilizing the heat energy of the treatment medium (e.g., mixed water) discharged after the first treatment step, in a second heat exchanger by utilizing the heat energy of the first treatment medium and / or the treatment medium discharged after the further treatment step (e.g.
- a first heat exchanger by utilizing the heat energy of the treatment medium (e.g., mixed water) discharged after the first treatment step
- a second heat exchanger by utilizing the heat energy of the first treatment medium and / or the treatment medium discharged after the further treatment step
- Heat energy of the exhaust air wherein the heat exchangers are preferably arranged sequentially in the order of the hot water tank in the above order.
- the first heat exchanger is preferably a cyclone heat exchanger. To save as much energy as possible from the first treatment step
- Treatment medium (such as wastewater) to use for heating the fresh water, this treatment medium by a suitable scheme and / or
- the treatment medium held until the treatment medium, the total, economically usable amount of heat is removed or until the discharged treatment medium has reached a minimum temperature, which is still slightly above the temperature of the supplied fresh second treatment medium (eg fresh water) and, for example, in the range between 15 ° C and 20 ° C is.
- a minimum temperature which is still slightly above the temperature of the supplied fresh second treatment medium (eg fresh water) and, for example, in the range between 15 ° C and 20 ° C is.
- a preferably temperature-controlled valve is provided, which then opens when the temperature of the primary side guided medium falls below a predetermined threshold. In this way it is also possible for the complete emptying of the respective KEGs
- cyclone or cyclone space in the context of the invention is essentially a container to understand in which separate steam and / or steam from a liquid phase, wherein steam and / or steam as exhaust air via an exhaust duct to the environment outside a production hall Among other things, with the advantage of reducing the annoyance of employees by the exhaust air and avoiding moisture entry into a production hall.
- the cyclone or cyclone-forming container is for example for its heat exchanger function double-walled with at least one flow channel in the
- Container wall formed by the second treatment medium e.g.
- Fresh water is flowed through.
- Treatment medium is assigned by heat transfer to the secondary treatment medium flowing through this heat exchanger second side (for example, fresh water) at the same time a cooling of the first treatment medium, which the first tank from the one further treatment step (e.g.
- Treatment medium to a first temperature for example, set a temperature of 60 ° C, which is well below the temperature of the other
- Treatment step e.g., hot water rinse
- Treatment medium is. On the supply of additional fresh water in the tank of the first treatment medium can thus be dispensed with. In addition, due to the reduced temperature of the first treatment medium (e.g.
- Heating device maintain the temperature of the second treatment medium.
- Treatment medium and / or the heaters can be easily compensated for fluctuations in the production process.
- Treatment medium for example, fresh water
- Heat recovery is done by 40% - 50%.
- FIG. 1 in a schematic functional representation of a system for treating
- KEGs i. for cleaning and filling KEGs, together with
- Fig. 3 is a diagram showing the temperature profile when heating of
- Hot water formed treatment medium in the system of FIG. 1 is Hot water formed treatment medium in the system of FIG. 1.
- the plant serves to clean KEGs 2 and to fill or refill the cleaned KEGs 2 with a liquid product, for example a beverage, e.g. Beer.
- a liquid product for example a beverage, e.g. Beer.
- the cleaning and filling of the KEGs 2 takes place in the reversed state of the KEGs 2, i. with the respective KEG fitting facing down and in several treatment steps, for example at several treatment positions, which are designated in FIG. 1 with 3.1 - 3.6.
- the KEGs 2 are fed to the plant 1 according to the arrow A at a KEG inlet.
- the cleaned and refilled KEGs become Annex 1
- the treatment position 3.1 there is an external cleaning of the KEGs 2, at the treatment positions 3.2-3.5, an internal cleaning of the KEGs 2 and at the treatment position 3.6, the filling of the cleaned KEGs 2.
- the treatment position 3.2 initially emptying the KEGs 2 of Gregutresten and then a treatment or pre-cleaning of the respective KEG interior with a heated to a first temperature T1 treatment medium in the form of mixed water, in the treatment positions 3.3 and 3.4, a treatment or cleaning of the respective KEG interior with heated brine and acid and at the treatment position 3.5 a treatment or a final flushing of the respective KEG interior with hot fresh water or hot water at a temperature T2, for example at a temperature of 85 ° C or substantially 85 ° C.
- the temperature T1 is chosen so that a precipitation of protein in the pre-cleaning in the treatment stage 3.2 does not occur, i. the temperature T1 is below 70 ° C and is for example 60 ° C or substantially 60 ° C.
- Mixed water with the temperature T1 is from a medium or mixed water tank 4.1 and the hot water with the temperature T2 is from a medium or
- Hot water tank 4.2 provided. To heat the treatment media and to reduce the energy requirement by heat recovery, the treatment positions are also assigned the following functional elements:
- Embodiment are each formed as a heat exchanger 9.1 or 10.1 and the primary side of a hot heating medium, for example
- the plant has other media tanks 5.1 - 5.3 for lye (Lye 1 and 2 lye) and acid.
- lye Lye 1 and 2 lye
- the gas chambers of this Tanks the gas chambers of this Tanks, the
- the basic mode of operation of the heat recovery in the system 1 can be described as that of the system 1 via the terminal 13 with a temperature T3, for example, with a temperature in the range between 5 ° C to 15 ° C supplied and for the KEG-internal flush the treatment position 3.5 required fresh water in a supply line of the hot water tank 4.2, ie in a pipe connection 14 between the terminal 13 and the hot water tank 4.2 in is heated to a plurality of stages, first by heat recovery in the heat exchanger 6 by the heated, discharged from the treatment position 3.2 from the respective KEG interior backwater (mixed water) to a
- Heat exchanger 8 from the exhaust air resulting condensate is passed as return water to the treatment position 3.1, as indicated by the broken line 15 in FIG. Only the so heated by heat recovery to the temperature T6 fresh water is then in the heater 9 on the
- the primary side of the heat exchanger 6 is also connected to the exhaust air duct 12 for utilizing the heat energy of the exhaust air arising there.
- the hot water for the respective KEG interior cleaning final hot water flushing via a pipe connection 16 to the treatment position 3.5 is passed.
- the resulting in the hot water rinse backwater with a temperature well above the temperature T1, for example, with a temperature of about 70 ° C is a pipe connection 16.1 the
- Pipe connection 17 of the treatment position 3.2 is supplied.
- the pipeline 16.1 thus forms the only supply line of the mixed water tank 4.1. That at the
- Treatment position 3.2 accumulating return water is supplied via a pipe connection 17.1 the primary side of the heat exchanger 6, from which this return water is then discarded after sufficient delivery of its heat energy via a provided with a control valve 19 derivative 20.
- a control valve 19 derivative 20 Preferably takes place at the
- Treatment position 3.2 before initiating the pre-cleaning with the mixed water from the mixing water tank 4.1 complete emptying of the KEG interior of Greinfsten, which usually have a temperature well below the temperature T1 and are therefore discarded directly on the primary side of the heat exchanger 6 and the opened discharge 20 , Part of the heated to the temperature T1 mixed water is a
- Pipe connection 18 also supplied to a tank 21 of the treatment position 3.1, are fed from the nozzle 22 for the KEG exterior cleaning via a pump 23.
- the heat exchanger 6 is used as a cyclone heat exchanger, i. designed so that the supplied via the pipe connection 17.1 return water in which the primary side of the heat exchanger 6 forming cyclone or cyclone space 6.1 is maintained by vortex formation until optimal or maximum possible heat transfer to the secondary side of this heat exchanger. 6
- the primary side of the heat exchanger 7 is in the illustrated embodiment part of a mixed water circuit, the pipe connection in Fig. 1 is denoted by 24 and containing a circulating pump 25 which is connected with its input to the mixing water tank 4.1 and the output of both the pipe joint 24th and the pipe connection 17 are connected, so that the pump 25 serves on the one hand for conveying the mixed water to the treatment position 3.2 and on the other hand for returning mixed water through the primary side of the heat exchanger 7 in the mixing water tank 4.1 and thus for preheating the fresh water in this heat exchanger 7.
- a bypass 26 is provided with control valve 27.
- a temperature for example, a temperature of about 70 ° C, which is above the temperature T1
- the preheating of the fresh water in the heat exchanger 7 and the cooling of the hot, returned to the mixing water tank 4.1 via the pipe connection 16.1 return water for example, by controlling the volume flow of the mixed water through the heat exchanger 7 by means of the pump 25 or by means of a further control valve and not shown / or by controlling the volume flow of the fresh water through the heat exchanger 7 using the control valve 27 in the bypass 26.
- the latter is also used for example on
- the heater 10 and the heat exchanger forming this heater 10.1 are part of a hot water circuit with the pipe joint 28, in which the secondary side of the heat exchanger 10.1 is arranged, and with a pump 29 whose input is connected to the hot water tank 4.2 and its output to the pipe connections sixteenth and 28, so that the pump 29 on the one hand for conveying the hot water to the treatment position 3.5 and on the other hand as a circulation pump for removing the hot water from the hot water tank 4.2 and for returning the hot water through the heat exchanger 10.1 in this tank and thus to maintain the temperature T2 is used for the hot water.
- the heating in the heat exchanger 10.1 is controlled by the volume flow of the primary heating medium flowing through the primary side, for example water vapor, as well as the heating of the fresh water is controlled to the temperature T2 in the heat exchanger 9.1.
- Fig. 3 shows with the line I, the gradual heating of the terminal 13 with the temperature T3 supplied cold fresh water by heat recovery during operation of the system 1 to the temperature T6, which is well above the temperature T1 and, for example, only slightly below
- Temperature T2 is. In the heater 9, only a further heating of the fresh water to the differential temperature is required to reach the temperature T2. With the broken line II and the temperature profile of the fresh water is shown without preheating by heat recovery. In In this case, it is necessary to heat the fresh water alone in the heater 9 from the temperature T3 to the temperature T2, which means a much higher energy demand, ie in the inventive design of the temperature difference ⁇ 2 ⁇ between the temperatures T3 and T6 corresponding Heat energy saved by the heat recovery.
- Treatment positions 3.1 - 3.6 are provided. Of course, it is possible to perform a plurality of treatment steps at one or else at several treatment positions on the respective KEG 2 in chronological succession, by appropriate control of the treatment media required for the individual treatment steps. Furthermore, it was assumed above that the heat exchanger 7 is arranged on the primary side in a circuit enclosing the fresh water tank 4.1 for the mixed water. Preferably, however, the heat exchanger 7 is a
- tank-integrated heat exchanger of the tank 4.1 that is, the heat exchanger 7 is arranged for example in the tank 1 and then has, for example in its formation as a tube bundle heat exchanger or coiled tubing heat exchanger only the flow channel, which forms the flowed through by the fresh water secondary side.
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Abstract
Verfahren zur Behandlung von KEGs in einer Anlage in mehreren Behandlungsschritten, wobei zumindest in einem ersten Behandlungsschritt, vorzugsweise nach einem Entleeren des jeweiligen KEGs von Füllgutresten, ein Behandeln des jeweiligen KEG-Innenraums mit einem in einem ersten Tank bereitgestellten Mischwasser mit einer ersten Temperatur und in einem weiteren, zeitlich folgenden Behandlungsschritt ein Behandeln des jeweiligen KEG-Innenraums mit einem in einem zweiten Tank bereitgestellten Heißwasser mit einer zweiten Temperatur erfolgt, wobei die zweite Temperatur höher ist als die erste Temperatur.
Description
Verfahren sowie Anlage zur Behandlung von KEGs
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Anlage gemäß Oberbegriff Patentanspruch 7.
Es ist üblich und bekannt, an Getränkehersteller, beispielsweise an Brauereien zurückgeführte KEGs einer Außen- und Innenreinigung in mehreren
Behandlungsschritten zu unterziehen. Insbesondere die KEG-Innenreinigung erfolgt mit unterschiedlichen Behandlungsmedien, die auf die jeweilige
Behandlungstemperatur erhitzt werden müssen, beispielsweise zunächst eine Vorbehandlung mit einem beispielsweise noch Getränkereste enthaltenden
Misch wasser mit einer Behandlungstemperatur zwischen 50°C und 70°C,
anschließend mit Lauge und Säure mit einer Behandlungstemperatur zwischen 60°C und 80°C und dann abschließend mit Frisch- oder Heißwasser mit einer Temperatur von etwa 85°C. Das Bereitstellen der verschiedenen Behandlungsmedien mit der jeweiligen Behandlungstemperatur bedeutet einen hohen Energieaufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem durch optimale Wärmerückgewinnung eine erhebliche Reduzierung der benötigten Energie für die Erwärmung der Behandlungsmedien und dabei insbesondere auch für die
Erwärmung des Heißwassers erzielt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein
Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Anlage ist
Gegenstand des Patentanspruchs 7.
Grundsätzlich sieht die Erfindung vor, dass zumindest während des laufenden Betriebes der Anlage für den ersten Behandlungsschritt, d.h. für die Vorreinigung des jeweiligen KEG-Innenraums mit dem ersten Behandlungsmedium, beispielsweise mit Misch wasser, ausschließlich das aus dem weiteren, bevorzugt die KEG- Innenreinigung abschließenden Behandlungsschritt anfallende Behandlungsmedium (z.B. Heißwasser) verwendet wird und/oder dass zur Erwärmung des für diesen weiteren Behandlungsschritt benötigten zweiten Behandlungsmediums,
beispielsweise des Frischwassers, die Wärmeenergie des aus dem ersten
Behandlungsschritt abgeführten Behandlungsmediums und/oder die Wärmeenergie
BESTÄTIGUNGSKOPIE
des ersten Behandlungsmediums und/oder die Wärmeenergie der in der Anlage anfallenden und Dampf und Schwaden enthaltenden Abluft benutzt wird.
Vorzugsweise erfolgt die Wärmerückgewinnung durch Vorheizen des zweiten
Behandlungsmediums in mehreren Stufen durch mehrere in einer Zuleitung dieses Mediums angeordnete Wärmetauscher, d.h. in einem ersten Wärmetauscher durch Nutzung der Wärmeenergie des nach dem ersten Behandlungsschritt abgeführten Behandlungsmediums (z.B. Mischwassers), in einem zweiten Wärmetauscher durch Nutzung der Wärmeenergie des ersten Behandlungsmediums und/oder des nach dem weiteren Behandlungsschritt abgeführten Behandlungsmediums (z.B.
Heißwassers) und in einem dritten Wärmetauscher durch Nutzung der
Wärmeenergie der Abluft, wobei die Wärmetauscher bevorzugt in der vorstehend angegebenen Reihenfolge in der Zuleitung des Heißwassertanks aufeinander folgend angeordnet sind.
Der erste Wärmetauscher ist dabei vorzugsweise ein Zyklon-Wärmetauscher. Um möglichst viel Energie des aus dem ersten Behandlungsschritt abgeführten
Behandlungsmediums (z.B. Abwasser) zur Erwärmung des Frischwassers zu nutzen, wird dieses Behandlungsmedium durch eine geeignete Regelung und/oder
Steuerung solange im Zyklon-Wärmetauscher bzw. in dem Zyklon-Raum dieses
Wärmetauschers gehalten, bis dem Behandlungsmedium die gesamte, wirtschaftlich nutzbare Wärmemenge entzogen ist bzw. bis das abgeführte Behandlungsmedium eine Mindesttemperatur erreicht hat, die noch etwas über der Temperatur des zugeführten frischen zweiten Behandlungsmediums (z.B. Frischwasser) und die beispielsweise im Bereich zwischen 15°C und 20°C liegt.
In der Ableitung der Primärseite des Zyklonwärmetauschers bzw. des Zyklon- Raumes dieses Wärmetauschers ist ein vorzugsweise temperaturgesteuertes Ventil vorgesehen, welches dann öffnet, wenn die Temperatur des primärseitig geführten Mediums einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. Hierdurch ist es dann auch möglich, dass zum vollständigen Entleeren des jeweiligen KEGs die
grundsätzlich kälteren Produkt- oder Füllgutreste über den Zyklon-Wärmetauscher unmittelbar abgeleitet werden.
Unter Zyklon bzw. Zyklon-Raum ist im Sinne der Erfindung im Wesentlichen ein Behälter zu verstehen, in dem sich Dampf und/oder Schwaden von einer flüssigen Phase trennen, wobei Dampf und/oder Schwaden als Abluft über einen Abluftkanal an die Umgebung außerhalb einer Produktionshalle abgeleitet werden, und zwar u.a. auch mit dem Vorteil einer Verringerung der Belästigung von Mitarbeitern durch die Abluft und Vermeidung eines Feuchtigkeitseintrags in eine Produktionshalle. Der den Zyklon bzw. Zyklon-Raum bildende Behälter ist für seine Wärmetauscherfunktion beispielsweise doppelwandig mit wenigstens einem Strömungskanal in der
Behälterwand ausgebildet, der von dem zweiten Behandlungsmedium (z.B.
Frischwasser) durchströmt wird.
Mit dem zweiten Wärmetauscher, der einem ersten Tank des ersten
Behandlungsmediums zugeordnet ist, erfolgt durch Wärmeübertragung an das diesen Wärmetauscher sekundärseitig durchströmende zweite Behandlungsmedium (z.B. Frischwasser) zugleich einer Abkühlung des ersten Behandlungsmediums, welches dem ersten Tank aus dem einen weiteren Behandlungsschritt (z.B.
Heißwasserspülung) zugeführt wird. Hierdurch ist es möglich, das erste
Behandlungsmedium auf eine erste Temperatur, beispielsweise eine Temperatur von 60°C einzustellen, die deutlich unter der Temperatur des aus dem weiteren
Behandlungsschritt (z.B. Heißwasserspülung) zurückgeführten
Behandlungsmediums liegt. Auf die Zuführung von zusätzlichem Frischwasser in den Tank des ersten Behandlungsmediums kann somit verzichtet werden. Außerdem wird durch die reduzierte Temperatur des ersten Behandlungsmediums (z.B.
Mischwasser) auch ein Ausfällen von Eiweiß im ersten Behandlungsschritt der KEG- Innenreinigung vermieden, was ansonsten den gesamten Reinigungsprozess insbesondere auch bei mit Hefeweizen befüllten KEGs erschweren würde.
In dem im Abluftkanal angeordneten Wärmetauscher erfolgt eine Kondensation der Schwaden und des Dampfes der Abluft, wodurch nicht nur die hierbei anfallende Kondensationswärme für das Vorwärmen des Frischwassers genutzt wird, sondern als weiterer wesentlicher Vorteil wird auch eine Reduzierung der Schwaden- und/oder Dampfbelastung der Umwelt erreicht. Das endgültige Erhitzen des zweiten Behandlungsmediums (z.B. Frischwassers) auf die zweite Temperatur erfolgt beispielsweise in einer von einem dampfbetriebenen Wärmetauscher gebildeten
Heizeinrichtung. Weiterhin wird durch diese Heizeinrichtung oder eine weitere
Heizeinrichtung die Temperatur des zweiten Behandlungsmediums aufrechterhalten. Durch entsprechende Steuerung des zugeführten frischen zweiten
Behandlungsmediums und/oder der Heizeinrichtungen können Schwankungen innerhalb des Produktionsablaufes problemlos ausgeglichen werden.
Mit der Erfindung kann der Energiebedarf für das Erhitzen des zweiten
Behandlungsmediums (z.B. Frischwassers) auf die benötigte Temperatur im
Vergleich zu Verfahren oder Anlagen, bei denen das Erhitzen ohne
Wärmerückgewinnung erfolgt, um 40% - 50% reduziert werden.
Der Ausdruck„im Wesentlichen" bzw.„etwa" bedeutet im Sinne der Erfindung
Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren
Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Funktionsdarstellung eine Anlage zum Behandeln von
KEGs, d.h. zum Reinigen und Füllen von KEGs, zusammen mit
Funktionselementen für die Bereitstellung der verschiedenen bei der
Behandlung verwendeten flüssigen Behandlungsmedien und mit Elementen für eine Wärmerückgewinnung;
in schematischer Funktionsdarstellung ein Abluftsystem der Anlage der Fig. 1 zur Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abluft, zusammen mit Reservoirs oder Medientanks für verschiedene Behandlungsmedien; Fig. 3 in einem Diagramm den Temperatur-Verlauf bei Erwärmung des von
Heißwasser gebildeten Behandlungsmediums bei der Anlage der Fig. 1 .
Die in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Anlage dient zum Reinigen von KEGs 2 sowie zum Befüllen oder Wiederbefüllen der gereinigten KEGs 2 mit einem flüssigen Füllgut, beispielsweise Getränk, z.B. Bier. Das Reinigen und Befüllen der KEGs 2 erfolgt im gewendeten Zustand der KEGs 2, d.h. mit dem jeweiligen KEG- Fitting nach unten weisend und in mehreren Behandlungsschritten, beispielsweise an mehreren Behandlungspositionen, die in der Fig. 1 mit 3.1 - 3.6 bezeichnet sind. Die KEGs 2 werden der Anlage 1 entsprechend dem Pfeil A an einem KEG-Einlauf zugeführt. Die gereinigten und wiederbefüllten KEGs werden der Anlage 1
entsprechend dem Pfeil B an einem KEG-Auslauf entnommen.
An der Behandlungsposition 3.1 erfolgt eine Außenreinigung der KEGs 2, an den Behandlungspositionen 3.2 - 3.5 eine Innenreinigung der KEGs 2 und an der Behandlungsposition 3.6 das Befüllen der gereinigten KEGs 2. Im Detail erfolgt an der Behandlungsposition 3.2 zunächst ein Entleeren der KEGs 2 von Füllgutresten und dann eine Behandlung bzw. Vorreinigung des jeweiligen KEG-Innenraums mit einem auf eine erste Temperatur T1 erhitzten Behandlungsmedium in Form von Mischwasser, in den Behandlungspositionen 3.3 und 3.4 eine Behandlung bzw. Reinigung des jeweiligen KEG-Innenraums mit erhitzter Lauge und Säure sowie an der Behandlungsposition 3.5 eine Behandlung bzw. ein abschließendes Spülen des jeweiligen KEG-Innenraums mit heißem Frischwasser bzw. Heißwasser mit einer Temperatur T2, beispielsweise mit einer Temperatur von 85°C oder im Wesentlichen 85°C. Die Temperatur T1 ist dabei so gewählt, dass ein Ausfällen von Eiweiß bei der Vorreinigung in der Behandlungsstufe 3.2 nicht erfolgt, d.h. die Temperatur T1 liegt unter 70°C und beträgt beispielsweise 60°C oder im Wesentlichen 60°C. Das
Mischwasser mit der Temperatur T1 wird von einem Medium- bzw. Mischwassertank 4.1 und das Heißwasser mit der Temperatur T2 wird von einem Medium- bzw.
Heißwassertank 4.2 bereitgestellt.
Zur Erhitzung der Behandlungsmedien und zur Reduzierung des Energiebedarfs durch Wärmerückgewinnung sind den Behandlungspositionen weiterhin auch folgende Funktionselemente zugeordnet:
- Ein erster Wärmetauscher 6, der bei der dargestellten Ausführungsform als doppelwandiger Zyklon-Wärmetauscher ausgebildet ist,
- ein zweiter Wärmetauscher 7, der bei der dargestellten Ausführungsform
beispielsweise als tankintegriertes Rohrbündel ausgebildet ist,
- ein dritter Wärmetauschen 8, der bei der dargestellten Ausführungsform
beispielsweise als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist, sowie
- Erhitzer oder Heizeinrichtungen 9 und 10, die bei der dargestellten
Ausführungsform jeweils als Wärmetauscher 9.1 bzw. 10.1 ausgebildet sind und primärseitig von einem heißen Heizmedium, beispielsweise von
Wasserdampf durchströmt werden.
Zusätzlich zu dem Mischwassertank 4.1 und dem Heißwassertank 4.2 besitzt die Anlage noch weitere Medien-Tanks 5.1 - 5.3 für Lauge (Lauge 1 und Lauge 2) sowie für Säure. Um auch die Wärmeenergie der Abluft bzw. der Schwaden und des Dampfes aus der Anlage 1 und dabei insbesondere aus dem Mischwassertank 4.1 , aus dem Heißwassertank 4.2, aus den Medien-Tanks 5.1 - 5.3 sowie aus der Behandlungsposition 3.1 zu nutzen, sind die Gasraume dieser Tanks, der
Wärmetauscher 6 sowie auch der Innenraum der Behandlungsposition 3.1 an eine mit einem Gebläse bzw. Ventilator 1 1 ausgestattete Abluftleitung 12 angeschlossen, in der die Primärseite des Wärmetauschers 8 angeordnet ist, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform in Strömungsrichtung der Abluft nach dem Ventilator 1 1 und vor einer außerhalb eines Anlagengebäudes, beispielsweise am
Gebäudedach angeordneten Öffnung 12.1 der Abluftleitung 12.
Die grundsätzliche Funktionsweise der Wärmerückgewinnung bei der Anlage 1 lässt sich dahingehend beschreiben, dass das der Anlage 1 über den Anschluss 13 mit einer Temperatur T3, beispielsweise mit einer Temperatur im Bereich zwischen 5°C bis 15°C zugeführte und für die KEG-Innenspülung an der Behandlungsposition 3.5 benötigte Frischwasser in einer Zuleitung des Heißwassertanks 4.2, d.h. in einer Rohrverbindung 14 zwischen dem Anschluss 13 und dem Heißwassertank 4.2 in
mehreren Stufen erhitzt wird, und zwar zunächst durch Wärmerückgewinnung in dem Wärmetauscher 6 durch das erwärmte, von der Behandlungsposition 3.2 aus dem jeweiligen KEG-Innenraum abgeführte Rückwasser (Mischwasser) auf eine
Temperatur T4, dann in dem Wärmetauscher 7 durch das Mischwasser aus dem Mischwassertank 4.1 auf eine Temperatur T5 und dann im Wärmetauscher 8 durch die Abluft in der Abluftleitung 12 auf eine Temperatur T6 (Figur 3). Das im
Wärmetauscher 8 aus der Abluft anfallende Kondensat wird als Rückwasser an die Behandlungsposition 3.1 geleitet, wie dies mit der unterbrochenen Linie 15 in der Fig. 2 angedeutet ist. Erst das so allein durch Wärmerückgewinnung auf die Temperatur T6 erwärmte Frischwasser wird anschließend in der Heizeinrichtung 9 auf die
Temperatur T2 erhitzt und in diesem Zustand dem Heißwassertank 4.2 zugeführt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist auch die Primärseite des Wärmetauschers 6 zur Nutzung der Wärmeenergie der dort anfallenden Abluft mit dem Abluftkanal 12 verbunden.
Aus dem Heißwassertank 4.2 wird das Heißwasser für die die jeweilige KEG- Innenreinigung abschließende Heißwasserspülung über eine Rohrverbindung 16 an die Behandlungsposition 3.5 geleitet. Das bei der Heißwasserspülung anfallende Rückwasser mit einer Temperatur deutlich über der Temperatur T1, beispielsweise mit einer Temperatur von etwa 70°C wird über eine Rohrverbindung 16.1 dem
Mischwassertank 4.1 zugeführt, aus dem das Mischwasser über eine
Rohrverbindung 17 der Behandlungsposition 3.2 zugeführt wird. Die Rohrleitung 16.1 bildet somit die einzige Zuleitung des Mischwassertanks 4.1. Das an der
Behandlungsposition 3.2 anfallende Rückwasser wird über eine Rohrverbindung 17.1 der Primärseite des Wärmetauschers 6 zugeführt, aus dem dieses Rückwasser dann nach ausreichender Abgabe seiner Wärmeenergie über eine mit einem Steuerventil 19 versehene Ableitung 20 verworfen wird. Vorzugsweise erfolgt an der
Behandlungsposition 3.2 vor dem Einleiten der Vorreinigung mit dem Mischwasser aus dem Mischwassertank 4.1 ein vollständiges Entleeren des KEG-Innenraums von Füllgutresten, die üblicherweise eine Temperatur deutlich unterhalb der Temperatur T1 aufweisen und daher über die Primärseite des Wärmetauschers 6 und die geöffnete Ableitung 20 unmittelbar verworfen werden.
Ein Teil des auf die Temperatur T1 erwärmten Mischwassers wird über eine
Rohrverbindung 18 auch einem Tank 21 der Behandlungsposition 3.1 zugeführt, aus dem Düsen 22 für die KEG-Außenreinigung über eine Pumpe 23 gespeist werden. Wie ausgeführt ist der Wärmetauscher 6 als Zyklon-Wärmetauscher, d.h. so ausgebildet, dass das über die Rohrverbindung 17.1 zugeführte Rückwasser in dem die Primärseite des Wärmetauschers 6 bildenden Zyklon oder Zyklon-Raum 6.1 durch Wirbelbildung solange gehalten wird, bis eine optimale oder maximal mögliche Wärmeübertragung an das die Sekundärseite dieses Wärmetauschers 6
durchströmende Frischwasser, aber auch eine Trennung von Flüssigkeit und Dampf und/oder Schwaden erreicht sind. Erst dann wird das Rückwasser als Abwasser aus dem Zyklon-Raum 6.1 des Wärmetauschers 6 durch Öffnen des Steuerventils 19 abgeleitet. Die Primärseite des Wärmetauschers 7 ist bei der dargestellten Ausführungsform Bestandteil eines Mischwasserkreislaufs, dessen Rohrverbindung in der Fig. 1 mit 24 bezeichnet ist und der eine Umwälzpumpe 25 enthält, die mit ihrem Eingang an den Mischwasserbehälter 4.1 angeschlossen ist und mit deren Ausgang sowohl die Rohrverbindung 24 als auch die Rohrverbindung 17 verbunden sind, so dass die Pumpe 25 einerseits zum Fördern des Mischwassers an die Behandlungsposition 3.2 und andererseits zum Rückführen von Mischwasser durch die Primärseite des Wärmetauschers 7 in den Mischwassertank 4.1 und damit zum Vorerhitzen des Frischwassers in diesen Wärmetauscher 7 dient. Parallel zu den Anschlüssen der von dem Frischwasser durchströmten Sekundärseite des Wärmetauschers 7 ist ein Bypass 26 mit Steuerventil 27 vorgesehen.
Obwohl das über die Leitungsverbindung 16.1 an den Mischwassertank 4.1 zurückgeführte Abwasser aus der Behandlungsposition 3.5 eine Temperatur, beispielsweise eine Temperatur von über 70°C aufweist, die über der Temperatur T1 liegt, ist es durch das Vorerhitzen des Frischwassers im Wärmetauscher 7 bzw. durch die hierbei erfolgende Abkühlung des Mischwassers im Wärmetauscher 7 möglich, das Mischwasser im Mischwassertank 4.1 auf der niedrigeren Temperatur T1 zu halten, und zwar ohne die Notwendigkeit eines Zumischens von frischem, kaltem Wasser zu dem Mischwasser.
Die Vorerhitzung des Frischwassers im Wärmetauscher 7 bzw. das Abkühlen des heißen, an den Mischwassertank 4.1 über die Rohrverbindung 16.1 zurückgeführten Rückwassers erfolgen beispielsweise durch Steuerung des Volumenstromes des Mischwassers durch den Wärmetauscher 7 mit Hilfe der Pumpe 25 oder mit Hilfe eines nicht dargestellten weiteren Steuerventils und/oder durch Steuerung des Volumenstromes des Frischwassers durch den Wärmetauscher 7 unter Verwendung des Steuerventils 27 im Bypass 26. Letzterer dient beispielsweise auch am
Produktionsbeginn für ein schnelles Füllen des Heißwassertanks 4.2 unter
Umgehung des Wärmetauschers 7 mit Frischwasser, welches dann zunächst allein in der Heizeinrichtung 9 und/oder 10 auf die Temperatur T2 erhitzt wird.
Die Heizeinrichtung 10 bzw. der diese Heizeinrichtung bildende Wärmetauscher 10.1 sind Bestandteil eines Heißwasserkreislaufs mit der Rohrverbindung 28, in der die Sekundärseite des Wärmetauschers 10.1 angeordnet ist, sowie mit einer Pumpe 29, deren Eingang an den Heißwassertank 4.2 angeschlossen und deren Ausgang mit den Rohrverbindungen 16 und 28 verbunden ist, so dass die Pumpe 29 einerseits zum Fördern des Heißwassers an die Behandlungsposition 3.5 sowie andererseits auch als Umwälzpumpe zur Entnahme des Heißwassers aus dem Heißwassertank 4.2 und zum Rückführen des Heißwassers über den Wärmetauscher 10.1 in diesen Tank und damit zur Aufrechterhaltung der Temperatur T2 für das Heißwasser dient. Die Erwärmung im Wärmetauscher 10.1 wird durch den Volumenstrom des die Primärseite durchströmenden heißen Heizmediums, beispielsweise Wasserdampfes gesteuert, ebenso wird auch das Erwärmen des Frischwassers auf die Temperatur T2 im Wärmetauscher 9.1 gesteuert.
Die Fig. 3 zeigt mit der Linie I die schrittweise Erwärmung des dem Anschluss 13 mit der Temperatur T3 zugeführten kalten Frischwassers durch Wärmerückgewinnung während des laufenden Betriebes der Anlage 1 auf die Temperatur T6, die deutlich über der Temperatur T1 und beispielsweise nur geringfügig unterhalb der
Temperatur T2 liegt. In der Heizeinrichtung 9 ist lediglich eine weitere Erwärmung des Frischwassers um die Differenztemperatur erforderlich, um die Temperatur T2 zu erreichen. Mit der unterbrochenen Linie II ist auch der Temperaturverlauf des Frischwassers ohne Vorerwärmung durch Wärmerückgewinnung dargestellt. In
diesem Fall ist es erforderlich, das Frischwasser allein in der Heizeinrichtung 9 von der Temperatur T3 auf die Temperatur T2 zu erhitzen, was einen wesentlich höheren Energiebedarf bedeutet, d.h. bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wird die der Temperaturdifferenz Δ2Τ zwischen den Temperaturen T3 und T6 entsprechende Wärmeenergie durch die Wärmerückgewinnung eingespart.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass für die Behandlung der KEGs 2 bzw. für die Durchführung der verschiedenen Behandlungsschritte mehrere
Behandlungspositionen 3.1 - 3.6 vorgesehen sind. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, an einer oder aber auch an mehreren Behandlungspositionen mehrere Behandlungsschritte am jeweiligen KEG 2 zeitlich nacheinander durchzuführen, und zwar durch entsprechende Steuerung der für die einzelnen Behandlungsschritte benötigten Behandlungsmedien. Weiterhin wurde vorstehend davon ausgegangen, dass der Wärmetauscher 7 primärseitig in einem den Frischwassertank 4.1 einschließenden Kreislauf für das Mischwasser angeordnet ist. Bevorzugt ist der Wärmetauscher 7 aber ein
tankintegrierter Wärmetauscher des Tanks 4.1 , d.h. der Wärmetauscher 7 ist beispielsweise im Tank 1 angeordnet und weist dabei dann beispielsweise in seiner Ausbildung als Rohrbündelwärmetauscher oder Rohrwendelwärmetauscher nur den Strömungskanal auf, der die von dem Frischwasser durchströmte Sekundärseite bildet.
Bezugszeichenliste
1 Anlage
2 KEG
3.1 - 3.6 Behandlungsposition
4.1 Mischwassertank
4.2 Heißwassertank
5.1 - 5.3 Tank für weitere Behandlungsmedien
6 - 8 Wärmetauscher
6.1 Zyklon-Raum
9, 10 Heizeinrichtung
9.1 , 10.1 Wärmetauscher
1 1 Gebläse oder Ventilator
12 Abluftleitung
12.1 Abluftauslass
13 Anschluss für Frischwasser
14 Leitungs- oder Rohrverbindung
15 Linie
16, 16.1 Leitungs- oder Rohrverbindung
17, 17.1 Leitungsverbindung
18 Leitungsverbindung
19 Steuerventil
20 Ableitung
21 Tank
22 Düse
23 Pumpe
24 Leitungs- oder Rohrverbindung
25 Pumpe
26 Bypass
27 Steuerventil
28 Leitungs- oder Rohrverbindung
29 Pumpe
Claims
Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung von KEGs in einer Anlage (1) in mehreren
Behandlungsschritten, wobei zumindest in einem Behandlungsschritt,
vorzugsweise nach einem Entleeren des jeweiligen KEGs (2) von Füllgutresten, ein Behandeln des jeweiligen KEG-Innenraums mit einem in einem ersten Tank
(4.1) bereitgestellten ersten flüssigen Behandlungsmedium, beispielsweise Mischwasser, mit einer ersten Temperatur (T1) und in einem weiteren, zeitlich folgenden Behandlungsschritt ein Behandeln des jeweiligen KEG-Innenraums mit einem in einem zweiten Tank (4.2) bereitgestellten zweiten Behandlungsmedium, beispielsweise Heißwasser, mit einer zweiten Temperatur (T2) erfolgt, wobei die zweite Temperatur (T2) höher ist als die erste Temperatur (T1),
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest in laufenden Betrieb der Anlage (1) zur Wärmerückgewinnung als erstes Behandlungsmedium ausschließlich ein bei dem weiteren
Behandlungsschritt aus dem KEG-Innenraum abfließendes Behandlungsmedium verwendet wird, und/oder dass zur Wärmerückgewinnung ein dem zweiten Tank
(4.2) zugeführtes frisches Behandlungsmedium mit der Wärmeenergie des aus einem KEG-Innenraum während des einen Behandlungsschrittes abfließenden Behandlungsmediums und/oder mit der Wärmeenergie des ersten
Behandlungsmediums und/oder mit der Wärmeenergie einer Dampf und/oder Schwaden enthaltenden Abluft der Anlage (1) vorgewärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärmen des frischen, zweiten Behandlungsmediums mit dem aus dem einen
Behandlungsschritt (3.2) abfließenden Behandlungsmedium in einem Zyklon- Wärmetauscher (6) mit einem Zyklon oder Zyklon-Raum (6.1) erfolgt, dem das aus dem einen Behandlungsschritt abfließende Behandlungsmedium zugeführt wird und in welchem dieses Behandlungsmedium für eine Wärmeübertragung verweilend eine zyklonartige Strömung ausbildet, bevor es aus dem Zyklon- Raum (6.1) abgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem
zweiten Tank (4.2) zugeführte frische zweite Behandlungsmedium zur
Wärmerückgewinnung einen zweiten Wärmetauscher (7) sekundärseitig durchströmt und hierbei durch das erste Behandlungsmedium aus dem
wenigstens einen ersten Tank (4.1) erwärmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dem zweiten Tank (4.2) zugeführte frische zweite Behandlungsmedium zur Wärmerückgewinnung einen dritten Wärmetauscher (8) sekundärseitig durchströmt, der primärseitig mit der Abluft (12) des Abluftkanals (12) der Anlage beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für das Vorwärmen des frischen zweiten Behandlungsmediums die Abluft aus einem für eine
Außenreinigung der KEGs dienenden Behandlungsschritt (3.1) und/oder aus dem Zyklon-Raum (6.1) des Zyklon-Wärmetauschers und/oder aus wenigstens einem Tank (4.1 , 4.2; 5.1 - 5.3) eines Behandlungsmediums genutzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dem zweiten Tank (4.2) zugeführte frische zweite Behandlungsmedium nach dem Vorerhitzen auf eine dritte Temperatur (T6), die größer ist als die erste Temperatur (T1) des ersten Behandlungsmediums, in einer Heizeinrichtung (9, 10), die beispielsweise von einem vierten primärseitig von einem Heizmedium, beispielsweise von Wasserdampf durchströmten Wärmetauscher (9.1 , 10.1) gebildet ist, erhitzt wird, beispielsweise auf die zweite Temperatur (T2) oder eine dieser Temperatur entsprechende Temperatur.
7. Anlage zum Behandeln von KEGs (2) in mehreren Behandlungsschritten, in
denen der KEG-Innenraum in einem Behandlungsschritt (3.2), vorzugsweise nach einem Entleeren von Füllgutresten, mit einem ersten flüssigen
Behandlungsmedium, beispielsweise Mischwasser, welches aus wenigstens einem ersten Tank (4.1) mit einer ersten Temperatur (T1) bereitgestellt wird, und in einem zeitlich folgenden weiteren Behandlungsschritt mit einem zweiten Behandlungsmedium, beispielsweise Heißwasser, behandelt wird, welches aus wenigstens einem zweiten Tank (4.1) mit einer zweiten Temperatur (T2) bereitgestellt wird, wobei der wenigstens eine erste und der wenigstens eine
zweite Tank (4.1 , 4.2) jeweils einen Zulauf (16.1 , 14) zum Zuführen von
Behandlungsmedium aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Wärmerückgewinnung der Zulauf des wenigstens einen ersten Tanks (4.1) von einem Rücklauf (16.1) zum Abführen des nach dem weiteren
Behandlungsschritt (3.5) anfallenden Behandlungsmediums gebildet ist, und/oder dass zur Wärmerückgewinnung im Zulauf (14) des wenigstens einen zweiten Tanks (4.2) wenigstens ein Wärmetauscher (6, 7, 8) zum Vorwärmen des dem zweiten Tank (4.2) zugeführten frischen zweiten Behandlungsmediums durch das nach dem einen Behandlungsschritt aus dem jeweiligen KEG-Innenraum abgeführte Behandlungsmedium und/oder durch das erste Behandlungsmediums in dem wenigstens einen ersten Tank (4.1) und/oder durch eine Schwaden und/oder Dampf enthaltene Abluft in einem Abluftkanal (12) der Anlage (1).
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (14) des wenigstens einen zweiten Tanks (4.2) ein erster sekundärseitig von dem frischen zweiten Behandlungsmedium durchströmter Wärmetauscher (6) vorgesehen ist, der primärseitig mit dem aus dem einen Behandlungsschritt (3.2) abgeleiteten Behandlungsmedium beaufschlagt wird, und dass der erste Wärmetauscher (6) bevorzugt ein Zyklon-Wärmetauscher mit einem die Primärseite bildenden Zyklon-Raum (6.1) ist.
9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (14) des wenigstens einen zweiten Tanks (4.2) ein zweiter Wärmetauscher (7) vorgesehen ist, der sekundärseitig von dem frischen zweiten
Behandlungsmedium durchströmt wird, und zwar zur Beaufschlagung mit der Wärmeenergie des ersten Behandlungsmediums in dem wenigstens einen ersten Tank sowie zur Abkühlung des ersten Behandlungsmediums in dem wenigstens einen ersten Tank (4.1) auf die erste Temperatur (T1).
10. Anlage nach Anspruch^ dadurch gekennzeichnet, dass der zweite
Wärmetauscher (7) primärseitig Teil eines den wenigstens einen ersten Tank (4.1) einschließenden Behandlungsmedium-Kreislaufs ist und/oder ein
tankintegrierter Wärmetauscher des wenigstens einen ersten Tanks (4.1) ist.
1. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen gesteuerten Bypass (26) parallel zur Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers (7).
12. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (14) des wenigstens einen zweiten Tanks (4.2) ein dritter Wärmetauscher (8) vorgesehen ist, der sekundärseitig von dem frischen zweiten Behandlungsmedium durchströmt wird und primärseitig in dem die Abluft führenden Abluftkanal (12) der Anlage (1) angeordnet ist.
13. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftkanal (12) mit einer Behandlungsposition (3.1) der Anlage (1) für eine Außenreinigung der KEGs (2) und/oder mit dem Zyklon-Raum (6.1) des Zyklon-Wärmetauschers (6) und/oder mit einem Gasraum wenigstens eines Tanks (4.1 , 4.2; 5.1 - 5.3) zur Aufnahme eines Behandlungsmediums verbunden ist.
14. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (14) des wenigstens einen zweiten Tanks (4.2) in
Strömungsrichtung des frischen zweiten Behandlungsmediums aufeinander folgend der erste Wärmetauscher (6), der zweite Wärmtauscher (7), der dritte Wärmetauscher (8) sowie eine vorzugsweise von einem vierten Wärmetauscher (9.1) gebildete Heizeinrichtung (9) zum Erhitzen des zweiten
Behandlungsmediums vorgesehen sind.
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