CN102458699A - 管道系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及酿造厂用的管道系统和相应的操作方法，所述管道系统具有：多个罐，其借助于环形管线被整理到彼此并联布置的多个罐组中；灌装单元，其包括借助于相应的阀被连接到相应的环形管线的至少一个供应管线，以用于供应介质；排出单元，其具有借助于相应的阀被连接到环形管线的至少一个排出管线，其中，至少一个供应管线的端部借助于相应的旁路管线被连接到至少一个排出管线。

Description

管道系统

技术领域

本发明涉及一种管道系统以及相应的操作方法，该管道系统用于罐区(tank farm)，特别用于酿造厂，例如用于发酵/储藏窖或酒曲窖。

背景技术

在啤酒制造过程中，在酿造厂处理后，最终的麦芽汁被送到发酵和储藏窖。在该处理中，啤酒被储藏在所谓的发酵和储藏罐中。有利地，使用圆锥形的发酵和储藏罐。圆锥形的发酵和储藏罐是朝向大气开闭并且其中发生啤酒的发酵或成熟/储藏的容器。圆锥形的发酵和储藏罐被从底部灌装并且朝向底部进行排出。然而，从下方灌装并且朝向底部进行排出意味着圆锥形的发酵和储藏罐必须连结到多个管道，特别地必须连结到麦芽汁用供给管线、酒曲回收用排出管线、啤酒用排出管线以及单个CIP液体用供给和排出管线。此外，以无污染和无氧进入的方式建立这些连接是重要的。

利用自动系统，整个系统具有永久管道并且利用被远程控制的阀来控制整个系统。已知多个阀能够被组合到作为组连接的所谓的组阀中。

然而，特别在更换介质时，存在由于混合相而发生大混合量的问题。因此，继而发生产品、水和清洗剂以及消毒剂的大量损失。图7示出具有多个发酵和储藏罐的管道系统，所述发酵和储藏罐经由环形管线被组合到若干个罐组3a、3b、3c中。这里，各罐组均包括三个罐。如果例如将要灌装罐1，则产生如下问题：在供给管线5中发生介质与后续介质的混合，使得大量介质必须被从管道推出并且被废弃到通道13中。特别地，在区域A中，即在要被灌装的罐1的后方，不确定管道实际上是否被清洗。

发明内容

从该观点出发，本发明的目的是提供一种罐系统用的管道系统，该管道系统能在管道净化期间确保最优的介质分离并且能使介质损失最小化。

根据本发明，该目的通过以下方案解决。

一种管道系统，其用于罐区，特别用于酿造厂，该管道系统具有：多个罐，其在互相并联配置的多个罐组中经由环形管线互相连接，灌装单元，其具有至少一个供应管线，所述供应管线在各情况下都能经由适当的阀被连接到相应的环形管线，以传送介质，排出单元，其具有至少一个排出管线，所述排出管线在各情况下都能经由适当的阀被连接到所述环形管线，其中，至少一个供应管线的端部经由相关的旁路管线被连接到至少一个排出管线。

一种管道系统用的操作方法，所述管道系统是以上所述的管道系统，该管道系统用于发酵和储藏窖，其中，介质通过所述灌装单元的供应管线经由旁路管线被直接送到所述排出单元的排出管线。

根据本发明，存在灌装单元和排出单元，使得可以分散地设置这些阀单元。

由于至少一个供应管线的端部通过适当的旁路管线被连接到至少一个排出管线的事实，所以在管的净化期间确保了最优的介质分离。由此可以使产品、水、清洗剂和消毒剂的损失最小化。由于一个或多个旁路管线，使得不需要净化灌装单元的端部处的通道。因此，能够以有效的方式回收介质。管道系统便于将例如清洗液等介质从灌装单元经由旁路送到排出单元，从而例如在CIP罐清洗之后，能清洗罐组和相关的供应管线和排出管线，使得生产能够立即重新开始。这同样适用于管道清洗，例如适用于麦芽汁路径、酒曲回收管线、生啤酒管线和未过滤啤酒管线的清洗。系统包括多个罐，其中，存在每个环形管线或罐组仅具有一个罐的系统以及每个环形管线或罐组具有多个罐的系统。

供应管线的端部指的是沿介质供给方向看的端部。根据本发明的构思不仅适用于发酵/储藏窖和酒曲窖，还适用于生产食品的其他操作中的罐区或制药操作中的罐区。

如果多组的相应的罐组、灌装单元和排出单元被依次配置，其中，依次配置的灌装单元的供应管线被连结在一起，依次配置的排出单元的排出管线被连结在一起，则至少一个旁路线路被配置于最后一组的灌装单元和排出单元之间。由此，能够组合多个单元，从而以简单的方式形成一个系统，使得能按需要扩大系统。

有利地，罐组包括一至四个罐。以此方式，由此可行的是，管道系统的仅最少的必要部件必须被互相连接以用于各处理(例如用麦芽汁灌装指定的发酵罐)。能够节约诸如水或清洗剂和消毒剂等介质，或者诸如产品、水或清洗剂和消毒剂等介质的损失能够被最小化。而且，由于较低的管阻，电气成本能够被降低。

灌装单元具有下述供应管线中的至少一个供应管线：生啤酒传输管线、麦芽汁管线、已脱气的水用的管线、管道清洗用CIP供给管线、罐清洗用CIP供给管线，和/或排出单元具有下述排出管线中的至少一个排出管线：生啤酒传输管线、未过滤啤酒排出管线、酒曲回收排出管线、CIP传输返回管线、罐清洗用CIP返回管线、CIP麦芽汁路径返回管线。

有利地，双座阀或底座阀被配置于罐的下端。

带有泄漏检测部的双座阀具有高的可靠性。

供应管线和排出管线中的阀优选是双座阀或三通阀瓣(flap)组合。这些三通阀瓣组合的一个优点在于流过接头(fitting)时的压力损失最小，同时在产品和清洗剂之间提供泄漏保护。由此，能够将管阻的总和保持得尽可能低。因为例如该接头被安装在CIP返回泵的抽吸侧，所以能够避免CIP返回泵中的气穴(cavitation)。

多路阀是例如三通阀或类似阀并且形成为使得：在断开(de-energised)状态、即关闭状态中，至少一个供应分支管线中的路径被打开并且进入环形管线的路径被关闭；在接通(energised)状态中，供应管线和排出管线中的路径以及进入环形管线的路径被打开。

在根据本发明的管道系统用的操作方法中，介质(例如产品、水、清洗液和消毒液)经由灌装单元的供应管线和旁路管线被直接送到排出单元的排出管线。

有利地，当将产品、清洗液或冲洗液导入指定的供应管线时，首先，当前介质经由适当的供应管线和旁路被送入到排出管线中。在这方面，经由适当的阀阻断进入环形管线的路径，直到后续介质到达排出管线中的点P1。一旦后续介质到达了排出管线中的点P1，则环形管线在点P2处被打开，同时灌装单元和排出单元之间的旁路被关闭。此时，介质流过环形管线而到达排出管线。

附图说明

下面参照附图更详细地说明本发明。

图1示出根据本发明的管道系统的示意图。

图2示意性地示出根据本发明的管道系统的立体图。

图3a和图3b示出图1所示的管道系统和CIP清洗期间的产品流的示例。

图4示出图1所示的管道系统和所选择的例如用于酒曲回收的产品路径。

图5示出已扩大的管道系统。

图6示出多个灌装单元和多个排出单元的组合。

图7示出无旁路的管道系统。

具体实施方式

图1大致示意性地示出具有在所谓的罐区中被集中在一起的多个发酵和储藏罐1的发酵和储藏窖用的管道系统100。发酵和储藏罐1有利地是圆锥形的发酵和储藏罐，所述圆锥形的发酵和储藏罐是朝向大气开闭并且其中发生啤酒的发酵和/或成熟/储藏的容器。特别地如图2所示，发酵和储藏罐总是被从底部灌装并且朝向底部进行排出。为此，例如，设置双座阀30。双座阀优选地具有泄漏检测部并且承载产品的阀优选地具有阀座气动入口和/或泄漏腔冲洗部。例如根据EHEDG/HACCP准则生产所有的阀并且以卫生兼容的方式安装所有的阀。

通过环形管线2a、2b、2c将发酵和储藏罐1组合在n多个相互并联配置的罐组3a、3b、3c、3n中。通过在罐组中组合一至四个罐1，可以仅使管道的最少的必要部件互相连接。由于较低的管阻，该配置实现介质(产品、水、清洗剂)的节约或者介质损失的最小化以及电气成本的减少。而且，如图1所能看到的，管道系统100包括灌装单元4，灌装单元4具有至少一个供应管线51-55，供应管线51-55在各情况下都能够经由适当的阀8a、8b、8c连接到对应的环形管线(2a、2b、2c)，以供给介质。在该情况下，灌装单元具有下面的供应管线：生啤酒传输管线51、来自酿造室的CIP液体也能够在其中流动的麦芽汁管线52、已脱气的水用的管线53、管道清洗用CIP供给管线(热)54以及罐清洗用CIP供给管线(冷)55。

该系统还具有排出单元6，排出单元6具有至少一个排出管线91-96，排出管线在各情况下都能经由适当的阀11a、11b、11c连接到对应的环形管线2a、2b、2c。

这里排出单元包括生啤酒传输管线91、未过滤啤酒排出管线92、酒曲回收排出管线93、CIP传输返回管线94、罐清洗用CIP返回管线95以及CIP麦芽汁路径返回管线96。

供应管线中的阀8a、8b、8c和排出管线中的阀11a、11b、11c优选地是双座阀或是三通阀组合。使用这些阀或阀组合具有在流过接头(fitting)的情况下使压力损失最小化的优点。由此，能够将管阻的总和保持得尽可能低。

阀8a、8b、8c和阀11a、11b、11c形成为使得：在断开(关闭)状态中，至少一个供应管线或至少一个排出管线中的路径被打开并且进入环形管线2a、2b、2c的路径被关闭；在接通(打开)状态中，供应管线和排出管线中的路径以及进入环形管线的路径都被打开。

至少一个供应管线51-55的端部经由相关的旁路管线7被连接到至少一个排出管线91-96。由此，在该实施方式中，生啤酒传输管线的端部经由旁路7被连接到排出单元6的CIP传输返回管线94。麦芽汁管线52经由旁路7被连接到CIP麦芽汁路径返回管线96。利用旁路7能够将管道清洗用CIP供给管线(热)54可选地连接到生啤酒传输管线91、未过滤啤酒排出管线92或酒曲回收排出管线93。为此，优选地在各情况下，在旁路管线7中设置三通阀组合18、19、20以打开相应的旁路路径。在前述的旁路管线7中，还设置截流阀15、16、17和31以开闭旁路。这里，已脱气的水用的管线53没有旁路。

而且，这里管道系统100具有CIP供给管线40，经由CIP供给管线40，清洗液能够优选地经由喷头(spray head)或喷射清洗机或类似设备被送到罐1。该管线引入到灌装单元4中的管线55，并且该管线从管线55经由灌装单元和排出单元之间的旁路7进入罐清洗用清洗返回管线95。通过管道的该构造，便于罐清洗期间罐出口的反向洗涤；为此目的，环形管线2a、2b、2c被间隔地打开。

在各环形管线2a、2b、2c的端部处，能够将罐中残渣排出到通道13中。为此，最后的排出管线中的阀形成为三通组合，使得可以经由这些三通组合将残渣排出到通道中。这里，仅涉及罐中残渣的排出(小量，例如滞留水)，而不涉及管线的净化。该残渣排出对于各罐优选地能独立于其他管道而单独发生。可选地，罐系统可以在各单个罐之后装配另外的管线截流装置(未示出)。

然而，截流装置基本上被设置于各罐组之后。

另外的管线截流装置进一步使产品混和最小化以及使由此导致的损失最小化。

为了更加易于理解，图2示出与图1所示的管道系统基本上对应的管道系统100，然而，其中仅可见每一灌装单元4和每一排出单元6的两个罐组。在灌装单元4中，存在供应管线51-55以及阀8a、8b。在排出单元6中，存在排出管线91-96以及阀11a、11b。

如图2大致示意性地所示，旁路7设置在灌装单元和排出单元之间，即至少一个旁路管线、然而特别地如图1所示四个旁路管线设置在灌装单元和排出单元之间。通过切换适当的阀8a、8b和11a、11b，能够建立与期望的罐组3a、3b的连接并且经由环形管线2a、2b能够对所选择的罐1进行灌装和排出，其中适当的阀30(这里是双座阀30)相对于所选择的适当的罐1被打开。由适用于该处理但未更详细地示出的控制装置自动地致动阀。灌装单元和排出单元的尺寸小从而能够被分散地、整齐地定位以节约空间。

在图2中，为了简洁，省略了灌装单元的供应管线用的相应供给管线和排出单元的相应排出管线。

基本上，仅必需用于生产或清洁的管线被组装到当前的生产和清洗处理中。利用该基本思想，产生相对较短的管线距离，由此产生泵压的低的压力损失和抽吸侧的低的压力损失。以此方式，将能量和介质消耗减少到最小。

通过一个或多个旁路管线7，例如在介质更换期间，位于例如罐1正在被灌装、正在进行排出或正在被清洗的罐组3a、3b、3c后方的供应管线51、52、54和55中的内容物不像在现有技术的状态下那样经由通道13废弃，而是由后续介质推出的量能够以受控的方式经由旁路7被引入到适当的排出管线91-96中并被进一步利用。没有发生不同介质的不受控的混合。还有，排出管线91-96的整个长度能够被良好地清洗。在例如罐灌装处理步骤之后，优选地，经由旁路7清洗相关罐组3所使用的环形管线2a、2b、2c和相关的供应管线和排出管线，于是使得生产能够立即重新开始。经由旁路7清洗供应管线、排出管线以及环形管线的优点在于整个管道系统处于完全卫生条件。由此，例如在使用了罐组3c并且随后经由旁路7清洗了罐组3c之后，罐组3c中的罐能够被立即灌装而环形管线2c和供应管线在该灌装之前无须被清洗；这节约了时间、水、清洗剂和消毒剂。

特别地如图5所示，能够以简单的方式扩大相应的单元，其中添加了另一罐组3d或另外的多个罐组。

灌装单元4和排出单元6示于图1和图2中。如图6大致示意性地所示，还可以使多组的相应的罐组3a、3b、3c、灌装单元4和排出单元6依次配置，其中，依次配置的灌装单元4的供应管线51-55在各情况下均彼此连接，依次配置的排出单元6的排出管线91-96在各情况下均彼此连接，至少一个旁路管线7被配置于最后一组的灌装单元4和排出单元6之间。这里，一个或多个旁路管线7被配置于最后一组的灌装单元和排出单元之间(沿灌装方向观察)是重要的。因此，能够根据发酵和储藏窖的尺寸和构造而使灌装单元和排出单元的数量适应。于是，适当的单元可以整齐地设置于窖区域。由于简单的设置，可以实现良好的管理和维护。

下面，更详细地说明根据本发明的方法的示例。

图3a示意性地示出在该示例中位于罐组3a的中间位置的罐1的排出路径。通过打开阀30，罐1中的介质能够经过管线2a进入到未过滤啤酒排出管线92中。此时，点P1处的阀11a也打开，使得介质能够排出。

在图3b中，例如示出在罐1进行排出之后的管线的CIP清洗，罐1在本示例中位于罐组3a的中间位置。这里，经由管道清洗用CIP供给管线54沿着虚线箭头将清洗液导入通过整个管线54直到供应管线54的端部(对于多个单元，直到最后的单元的供应管线的端部)。利用打开的阀15和19，清洗液经由旁路7转向并通过未过滤啤酒排出管线92。这里，管线54中的阀8a、8b、8c被关闭，使得清洗液不进入相应的环形管线2a、2b、2c。一旦清洗液已经将上述介质推到点P1，其中点P1与排出管线92到达属于要被清洗的罐或罐组的环形管线的点对应，则供应管线中的点P2处的相应阀8a能够被打开，使得介质被推入到环形管线2a中并且能够经由环形管线被再次转移返回到点P1并且通过管线92。同时，阀15被关闭，使得介质不进一步传输通过旁路7。因此，此时介质流过环形管线2a直到排出管线92(阀11a打开使得介质能够流出)。因此，可以进行管的完全清洗，这节约介质。例如借助于流量测量法或电导计通过数量测量能够确定介质到达点P1的时刻。

通过切换环形管线2a(锯齿状路径)和旁路7(虚线路径)之间的阀15和8a能够在循环中可选地执行清洗液的循环。当足够量的清洗液(与通常的清洗步骤对应)已经流过相应的管线时，可以停止供给清洗液并且根据与上述方法相同的方法，清洗介质被后续介质(例如另一清洗介质、消毒剂或水)推出。

于是，管线被充分地清洗，例如以便用于罐1的下一灌装处理，特别地还用于其他组中的罐。

从前述实施方式清楚可见，灌装单元、排出单元、相应的罐组以及旁路切换便于管段的大量的相互连接可能性，以使产品损失最小化并且节约水、清洗剂和消毒剂并且便于充分的清洗。

图4示出酒曲回收的路径，其中酒曲在本示例中被引导通过要进行排出的罐1的打开的双座阀30以及对应的罐组3a并经由环形管线2a和相应的打开的阀11a到达酒曲回收管线93。这里，优选地使用未示出的软管泵进行酒曲回收。软管泵特别适用于传送诸如酒曲等粘度高的产品。因此，可以互相连接必要的最短管线长度。

由于阀单元的旁路，根据本发明的管道系统便于在管道的净化期间最优地分离介质。产品、水和清洗剂的损失能够被最小化。已净化的介质能够经过适当的排出管线91-96以例如用于回收生产。

根据这些已被净化的液体在当前的产品罐、清洗剂罐或水罐中的温度可以收集这些已被净化的液体。可选地，它们能够回收以用于生产或清洗。

实施方式中示出的三通阀也能够由多路阀代替。灌装单元中的供给管线的数量不必与排出单元中的排出管线的数量相同。

用于发酵和储藏罐的操作的罐系统的上述示例仅用作这种罐系统的简单说明用的示例。在酿造过程中，存在能够被连接以形成罐系统的其他罐。其他罐可以是例如酒曲罐、废酒曲罐、压力罐、混合罐、配料罐、CIP罐(定位清洗)和/或被组合以形成罐系统的其他罐。而且，本发明也适用于还包括饮料制造的所有食品工业。还可以想到的是用于制药工业。

Claims (9)

1.一种管道系统(100)，其用于罐区，特别用于酿造厂，该管道系统具有：

多个罐(1)，其在互相并联配置的多个罐组(3a、3b、3c)中经由环形管线(2a、2b、2c)互相连接，

灌装单元(4)，其具有至少一个供应管线(51-55)，所述供应管线在各情况下都能经由适当的阀(8a、8b、8c)被连接到相应的环形管线(2a、2b、2c)，以传送介质，

排出单元(6)，其具有至少一个排出管线(91-96)，所述排出管线在各情况下都能经由适当的阀(11a、11b、11c)被连接到所述环形管线(2a、2b、2c)，

其中，至少一个供应管线(51-55)的端部经由相关的旁路管线(7)被连接到至少一个排出管线(91-96)。

2.根据权利要求1所述的管道系统(100)，其特征在于，多组的适当的罐组(3a、3b、3c)、所述灌装单元(4)和所述排出单元(6)被依次配置，其中，依次配置的所述灌装单元(4)的所述供应管线被连接在一起，依次配置的所述排出单元(6)的所述排出管线被连接在一起，至少一个旁路管线(7)被配置于最后一组的灌装单元和排出单元之间。

3.根据权利要求1或2所述的管道系统(100)，其特征在于，罐组(3a、3b、3c)包括一至四个罐(1)。

4.根据权利要求1-3中至少一项所述的管道系统(100)，其特征在于，所述灌装单元(4)包括下述供应管线中的至少一个供应管线：生啤酒传输管线(51)、麦芽汁管线(52)、已脱气的水用的管线(53)、管道清洗用CIP供给管线(54)和罐清洗用CIP供给管线(55)，和/或

所述排出单元(6)包括下述排出管线(91-96)中的至少一个排出管线：生啤酒传输管线(91)、未过滤啤酒排出管线(92)、酒曲回收排出管线(93)、CIP传输返回管线(94)、罐清洗用CIP返回管线(95)、CIP麦芽汁路径返回管线(96)。

5.根据权利要求1-4中至少一项所述的方法，其特征在于，在各情况下，在所述罐(1)的下端，配置双座阀(30)或底座阀或能够对所述罐进行截流的阀。

6.根据权利要求1-5中至少一项所述的管道系统(100)，其特征在于，所述供应管线(51-55)中的所述阀(8a、8b、8c)和所述排出管线(91-96)中的所述阀(11a、11b、11c)是多路阀，特别是三通阀，特别是三通阀瓣组合或多路双座阀。

7.根据权利要求6所述的管道系统(100)，其特征在于，所述多路阀或所述三通阀形成为使得：在断开状态中，供应管线和排出管线中的至少一个管线的路径被打开并且进入所述环形管线(2a、2b、2c)的路径被关闭；在接通状态中，所述供应管线和所述排出管线中的路径以及进入所述环形管线(2a、2b、2c)的路径被打开。

8.一种管道系统(100)用的操作方法，所述管道系统(100)是权利要求1-7中至少一项所述的管道系统，该管道系统用于发酵和储藏窖，其中，介质通过所述灌装单元(4)的供应管线(51-55)经由旁路管线(7)被直接送到所述排出单元(6)的排出管线(91-96)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在将介质传送到指定罐(1)或指定罐组时，所述介质首先经过适当的供应管线(51-55)并经由所述旁路管线(7)进入到所述排出管线(91-96)中，经由适当的阀(8a、8b、8c)阻断进入所述环形管线(2a、2b、2c)的路径，

当所述介质到达所述排出管线(91-96)中的、所述排出管线(91-96)与属于所述罐(1)的所述环形管线(2a、2b、2c)相遇的点(P1)时，所述供应管线(51-55)中的相应阀(8a、8b、8c、P2)被打开，使得所述介质能够进入到所述环形管线(2a、2b、2c)中。

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