DE2225676C3

DE2225676C3 - Verfahren zur Reduzierung des Wasserverbrauchs von Gefäßbehandlungsmaschinen

Info

Publication number: DE2225676C3
Application number: DE2225676A
Authority: DE
Inventors: Aloys 4600 Dortmund Hinxlage
Original assignee: Holstein und Kappert GmbH
Current assignee: Holstein und Kappert GmbH
Priority date: 1972-05-26
Filing date: 1972-05-26
Publication date: 1982-03-25
Also published as: IT987912B; NL181920C; BR7303790D0; DE2225676A1; BE800038A; GB1431204A; NL181920B; JPS5759158B2; NL7307260A; ES415018A1; US3858627A; DE2225676B2; JPS4986180A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und die dazu geeignete Anlage zur Reduzierung des Frischwasserverbrauchs von Gefäßbehandlungsmaschinen.

Der Betrieb von Reinigungsmaschinen z. B. für

Flaschen in der Getränkeindustrie erfordert einen hohen Verbrauch an Frischwasser, so daß die Flaschen-

■i füllerei in entscheidendem Maße den gesamten Wasserverbrauch einer Produktionsstätte bestimmt Wasser jedoch zählt zu den immer knapper und damit wertvoller werdenden Produkten.

Im gleichen Maße stellt sich darüber hinaus das

iü Problem der Beseitigung des gebrauchten Wassers. Der Aufwand für die Abwasserbeseitigung ist beachtlich und erreicht Werte, die auf den m³ bezogen durchaus in gleicher Höhe wie die des Frischwassers selbst rangieren können. Den Verbrauch an Wasser einzuschränken gehört damit in steigendem Maße zu den vornehmsten Aufgaben einer Betriebsführung.

Vollautomatisch arbeitende Flaschenreinigungsmaschinen wurden etwa vor einem halben Jahrhundert eingeführt Damals rechnete man mit einem Wasserverbrauch von ungefähr 1 1 pro Flasche. Dieser Verbrauch wurde nach und nach reduziert und hat sich nunmehr auf einen Wert von ca. 0,4 1 pro Flasche eingestellt. Dieser Wert wird z. Zt als minimal angesehen, da eine weitere Reduzierung den Wärmehaushalt der Reinigungsma-

_'> schine sehr stark belasten würde. Andererseits wird eine Flaschenrückkühlung wegen der Heißlaugenbehandlung während des Reinigungsprozesses erforderlich. Geringere Frischwasserzuführung würde nicht mehr ausreichen, das Temperaturniveau in den Rückkühlzo-

jo nen der Reinigungsmaschine niedrig genug zu halten, so daß Flaschenbruchgefahr sowohl bei der Kaltwassernachspritzung (im Winter bis auf etwa 5⁰C absinkend) als auch in der Füllmaschine bei der Einführung des sehr kalten Getränkes (bei der Bierabfüllung um den Gefrierpunkt) infolge von Temperaturspannungen im Glas auftreten würde.

Die zu reinigenden Gefäße werden vorwiegend in mehreren hintereinandergeschalteten Abteilungen mit bestimmten Temperaturen und gegebenenfalls unter-

4i) schiedlichen Konzentrationen der Reinigungsmittel beaufschlagt. Zur Nachreinigung ist grundsätzlich eine Behandlung mit frischem Leitungswasser vorgesehen, welches nach entsprechender Erwärmung der nachfolgenden Temperaturzone zugeführt und nach Durchlauf

•45 der letzten Stufe dem Kanalnetz als Abwasser zugegeben wird. Dabei gehört es zum Stande der Technik, die Reinigungsflüssigkeit unter Wärmerückgabe im Primärkreislauf eines Wärmeaustauschers, der sekundärseitig von der Reinigungsflüssigkeit einer

5i) anderen Behandlungsabteilung durchflossen wird, rückzukühlen (DE-PS 5 27 537). Mit dieser Maßnahme ist jedoch eine Frischwassereinsparung nicht möglich.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, die Frischwasserzufuhr und damit den Anfall von Abwassermengen über das bereits bekannte Maß hinaus zu reduzieren. Im Rahmen dieser Aufgabe soll die dadurch verminderte Kältekapazität in geeigneter Weise dem Wasser beigegeben bzw. die überschüssige Wärmemenge ausgetauscht werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Sekundärkreislauf des Wärmeaustauschers die abzufüllende Getränkeflüssigkeit zugeführt und die Menge der Rückgekühlten Reinigungsflüssigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur des abzufüllenden Getränkes eingestellt und rückgeführt wird.

Die während des Rückkühl· bzw. Abspritzvorganges von dem Frisch- oder Warmwasser aufgenommene

Wärmemenge wird auf diese Weise dem zur Abfüllung gelangenden Getränk, z. B. Bier, zugeführt Die bei der nochmaligen Verwendung des Frischwassers störende Wärmemenge wird so entnommen und gleichzeitig zur Erwärmung der Abfüllflüssigkeit verwendet Hierdurch ■-> wird zwangsläufig das durch die geringere Frischwasserzuführung anwachsende Temperatuigefälle ausgeglichen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die abzufüllende Geiränkeilüs- m sigkeit in zwei Stufen erwärmt wird, wobei im Primärkreislauf die erste Stufe vom Sperrwasser der Vakuumpumpe der Füllmaschine und die zweite Stufe von dem Warmwasser der Gefäßreinigungsmaschine durchflossen wird. ι>

Die Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die Gfifäßbehandlungsmaschine einen Sammelraum aufweist, dessen Austrittsstutzen mit einer zu einem Wärmeaustauscher führenden Leitung verbunden ist, in 2(1 deren Zuge ein mit einer Umgehungsleitung verbindbares Ventil vorgesehen ist, welches mittels einer im Sekundärkreis eingegliederten Temperaturmeßeinrichtung steuerbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage wird ferner vorgeschlagen, daß in einer vom Wärmetauscher abführenden Rückleitung eine von einem Umschaltventil gesteuerte Austrittsleitung zu einer weiteren Behandlungsabteilung der Gefäßreinigungsmaschine führt, deren Durchgang geöffnet wird, sobald die Temperatur oberhalb eines für diesen Leitungsstrang bestimmbaren Wertes liegt.

Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß das in der Umgehungsleitung angeordnete Umschaltventil getrennt temperaturgesteuert oder so ausgebildet ist, *■-> daß es durch Impulse des in der Zuleitung angeordneten Ventils steuerbar wird.

Um sicherzustellen, daß die Frischwassermenge auch nach mehreren Reinigungsdurchgängen die Qualität des eingesetzten Frischwassers aus dem Leitungsnetz hat, wird vorgeschlagen, daß in dem Strömungsweg des Warmwassers eine Wasseraufbereitungsanlage eingegliedert ist.

Schließlich wird vorgeschlagen, daß der Wärmeaustauscher mindestens zwei voneinander getrennte Abteilungen aufweist, wobei die Primärstufe der einen Abteilung mit der Sperrwasserumlaufleitung der Vakuumpumpe und die Primärstufe der anderen Abteilung mit der Umlaufleitung der Reinigungsmaschine verbunden ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in welcher auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung Bezug genommen wird.

Mit 1 ist eine Bewegungsbahn von Gefäßen 2 bezeichnet. Die Gefäße 2 sind beispielsweise in Aufnahmezellen 3 gehalten und werden so zu den einzelnen Reinigungszonen einer vereinfacht dargestellten Reinigungsmaschine bewegt. Die Reinigungszonen bestehen im wesentlichen aus einer Laugenweiche mit anschließender überhitzter Laugenhochdruckspritzung, welcher gegebenenfalls weitere Spritzsiationen folgen. Nach der letzten l.augenhochdruckspritzung, die erforderlichenfalls als f'hosphat-Schleuse ausgebildet sein kann, folgen eine Würmwasser-Zwischenspritzung, eine Warmwasser-Spritzung 5 und eine Frischwassernachspritzung 6. Diese relativ aufwendigen Nachspritzungen sind Vorausseizung für den erforderlichen Sauberkeitsgrad der gereinigten Gefäße sowohl in chemischer als auch in bakteriologischer Sicht. Die Warmwasser-Zwischenspritzung dient in diesem Falle zum Abspülen von verschleppten Reinigungsmittelresten.

Zu der Frischwasser-Nachspritzzone 6 führt eine Speiseleitung 7, welche gegebenenfalls auch mit der Warmwasser-Spritzzone 5 verbindbar ist Unterhalb der Frischwasser-Spritzzone 6 und auch· unterhalb der Zone 5 ist ein Sammelraum 9 vorgesehen, von welchem eine Leitung 10 zu einer Druckerhöhungspumpe 11 führt, welche durch eine Leitung 12 mit dem Primärkreis 13 eines Wärmeaustauschers 14 verbunden ist Der Wärmeaustauscher 14 ist zweckmäßig als Plattenwärmeaustauscher mit einer oder mehreren Austauschabteilungen 4, 8 ausgebildet Zusätzlich zum Wärmeaustauscher 14 kann auch eine nicht dargestellte Rückkühleinrichtung vorgesehen sein, welche bei unierbrochener Füllung und dadurch beeinträchtigter Funktion des Wärmeaustauschers die Rückkühlung des Warmwassers auf die Rücklauftemperatur übernimmt.

Das im Wärmeaustauscher rückgekühlte Wasser wird durch eine Rückkühlleitung 15 der Zone 5, 6 wieder zugeführt. Ein in der Zuleitung 12 eingegliedertes Ventil 16 ist mit einer Umgehungsleitung 17 verbunden, welche ein weiteres Umschaltventil 18 mit einem Anschluß 19 zu einer nicht dargestellten Reinigungszone aufweist

Sekundärseitig wird der Wärmeaustauscher 14 von dem abzufüllenden Getränk durchflossen. Die Zufuhr des Getränkes erfolgt über eine Leitung 20 mit einer Druckerhöhungspumpe 21. Die Leitung 20 steht zweckmäßig mit der Füllkammer einer Abfüllmaschine 22 in Verbindung.

Das nach der Abspritzung aufgefangene Warmwasser erhöhter Temperatur wird durch die Voriaufleitung 10, 12 über das Ventil 16 dem Wärmeaustauscher 14 zugeleitet, in welchem eine Rückkühlung bei gleichzeitiger Erwärmung des im Sekundärkreis anstehenden Getränks vorgenommen wird. Das rückgekühlte Warmwasser kann nun zur nochmaligen Verwendung der Speiseleitung 7 bzw. der Frischwassernachspritzzone 6 oder der Warmwasserspritzzone 5 zugegeben werden. Sobald das im Strömungsweg 20 geführte Getränk eine vorbestimmbare Solltemperatur überschreitet, wird mittels einer Temperaturmeßeinrichtung 23 der weitere Zufluß des Warmwassers in Richtung des Wärmeaustauschers 14 gesperrt. Das anfallende Warmwasser wird in diesem Falle der Leitung 15 bzw. über das ebenfalls temperaturgesteuerte Umschaltventil 18 der Leitung 19 zugegeben, von welchem es der Warmwasser-Spritzung 5 oder der Warmwasser-Zwischenspritzung zugeführt wird. Das Umschaltventil 18 kann auch so ausgebildet sein, daß es durch Impulse des in der Zuleitung 12 angeordneten Ventils 16 gesteuert wird.

In der Zuleitung 12 ist eine Wasseraufbereitungsanlage 24 eingegliedert, welche sicherstellt, daß das Warmwasser selbst nach mehreren Umläufen die Qualität des aus dem Leitungsnetz eingesetzten Frischwassers aufweist. Die Wasseraufbereitungsanlage 24 kann auch in der Umgehungsleitung 17 oder an anderer Stelle der Schaltung angeordnet sein.

Ferner ist die mit 19 bezeichnete Austrittsleitung mit eine, zusätzlichen nicht dargestellten Behandlungszone verbunden. Sobald die Temperatur des in der Umgehungsleitung 17 geführten Warmwassers oberhalb eines für diesen Leitungsstrang bestimmten Wertes liegt, wird das Umschaltventil 18 in Richtung der Austrittsleitung

19 geöffnet. Nach Abfall der Temperatur des Warmwassers in der Umgehungsleitung 17 bzw. des Getränks in der Leitung 20 wird der weitere Warmwasserzufluß zur Leitung 17 gesperrt und in Richtung zum Wärmetauscher 14 geöffnet.

Der Wärmeaustausch kann im Rahmen der Erfindung auch in zwei oder weiteren Stufen vorgenommen werden. So ist es denkbar, den Sammelraum zu trennen und die anfallenden Warmwassermengen in zwei getrennten Wärmeträgerkreisläufen einem Wärmeaustauscher zuzuführen.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Austauschabteilung 4 von dem erwärmten Sperr-

wasser einer Vakuumpumpe 25 durchflossen. Die Vakuumpumpe 25 steht mit der Saugleitung 26 der Füllmaschine in Verbindung. In der Saugleitung 26 ist gegebenenfalls ein Flüssigkeitsabscheider 29 eingegliedert. Von der Vakuumpumpe 25 führt eine Sperrwasserleitung 27 durch einen Behälter 28 zur ersten Austauschstufe 4 des Wärmeaustauschers 14, dessen Sekundärkreis von dem abzufüllenden Getränk durchflossen wird. Das im Austausch rückgekühlte Sperrwasser gelangt durch eine Leitung 30 zur Vakuumpumpe zurück. Zur Ergänzung des Sperrwassers ist die Leitung 27 mit der Frischwasserleitung 7 verbunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reduzierung des Wasserverbrauches an Gefäßbehandlungsanlagen, insbesondere zur Reduzierung des Frischwasserverbrauches von Gefäßreinigungsmaschinen mit mehreren Reinigungs- und Rückkühlzonen unterschiedlicher Temperatur, wobei die Reinigungsflüssigkeit unter Wärmeabgabe im Primärkreislauf eines Wärmeaustausches rückgekühlt und den nachfolgenden Abteilungen der Reinigungsmaschine zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sekundärkreislauf des Wärmeaustauschers die abzufüllende Getränkeflüssigkeit zugeführt und die Menge der rückgekühlten Reinigungsflüssigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur des abzufüllenden Getränkes eingestellt und rückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die abzufüllende Getränkeflüssigkeit in zwei Stufen erwärmt wird, wobei ein Primärkreislauf die erste Stufe vom Sperrwasser der Vakuumpumpe der Füllmaschine und die zweite Stufe von dem Warmwasser der Gefäßreinigungsmaschine durchflossen wird.

3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßreinigungsmaschine einen Sammelraum (9) aufweist, dessen Austrittsstutzen mit einer zu einem Wärmeaustauscher (14) führenden Leitung (10, 12) verbunden ist, in deren Zuge ein mit einer Umgehungsleitung (17) verbindbares Ventil (16) vorgesehen ist, welches mittels einer im Sekundärkreis eingegliederten Temperaturmeßeinrichtung (23) steuerbar ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer vom Wärmeaustauscher (14) abführenden Rücklcitung (15) eine von einem Umschaltventil (18) gesteuerte Austrittsleitung (19) zu einer weiteren Behandlungsabteilung der Reinigungsmaschine führt, deren Durchgang geöffnet wird, sobald die Temperatur oberhalb eines für diesen Leitungsstrang (15) bestimmbaren Wertes liegt.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Rückleitung (15) angeordnete Umschaltventil (18) getrennt temperaturgesteuert oder so ausgebildet ist, daß es durch Impulse des in der Zuleitung (12) angeordneten Ventils (16) steuerbar ist.

6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strömungsweg (10,12,15,17,19) des Warmwassers eine Wasseraufbereitungsanlage (24) eingegliedert ist.

7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (14) mindestens zwei voneinander getrennte Abteilungen (4, 8) aufweist, wobei Primärstufe der einen Abteilung (4) mit der Sperrwasserumlaufleitung (30) der Vakuumpumpe (25) und Primärstufe der anderen Abteilung (8) mit der Umlaufleitung (10,12,15) der Reinigungsmaschine verbunden ist.