CN105984826A - 用于在饮料灌装设备中提供惰性气体的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在饮料灌装设备中提供惰性气体的方法，该方法包括步骤：将饮料灌装设备的过程余热引入到热交换器(4)；将惰性气体从惰性气体源(1)引入到热交换器(4)；将在热交换器(4)内的惰性气体加热；以及提供已加热的惰性气体用于饮料灌装设备中的使用。

Description

用于在饮料灌装设备中提供惰性气体的方法及设备
技术领域
本发明涉及一种用于在饮料灌装设备中提供惰性气体的方法以及设备，例如在饮料灌装设备中提供用于清扫或预张紧待灌装的容器的CO2。
背景技术
在饮料灌装设备中已知，将惰性气体用于清扫以及张紧待灌装的容器。以惰性气体来清扫待灌装的容器例如有助于将生产过后或者在容器准备后在容器内存在的空气氧气从容器中排出，以便于在待灌装的容器内提供缺氧或无氧的气氛。通过在容器内提供缺氧或无氧的氛围能够特别在灌装对氧气敏感的产品的情况下，在随后已灌装的容器内实现优化的产品质量。
另外已知的是，特别在灌装含CO2的饮料的情况下，在导入实际的灌装产品前以增压气体来预张紧待灌装的容器，以便于在灌装过程中避免过度地释放CO2并因此避免灌装产品的过度发泡倾向。这样的方法也称作反压灌装法(Gegendruckabfüllverfahren)。
此外已知的是，特别在对氧气敏感的灌装产品的情况下，在以容器密封件来封闭容器之前，通过惰性气体来清扫灌装后的容器的顶部空间，即，在相应灌装产品平面(Füllproduktspiegel)以上直到容器口的空间。以这种方式能够同样地实现，仅使得在随后封闭的容器内留有较小比例的空气氧气或氧气。也以这种方式能够保持在容器内产品的质量得以维持并且使得灌装产品的储存能力得以改善。
在饮料灌装设备的领域内，作为惰性气体而特别使用到CO2，并将其既用于清扫容器、用于清扫顶部空间又用于预张紧待灌装的容器。CO2在此例如从CO2源(例如CO2罐或CO2汽化器)而引入并且随后用于饮料灌装设备中。为此，在灌装工作期间而使用到大量的CO2。
对氧气敏感的产品例如是果汁、水果汽水或者啤酒。当在待灌装的容器或在已灌装的容器内存在氧气成分时，这些产品能够在氧气存在的条件下氧化，从而可能损害到产品质量。
发明内容
从现有技术出发，本发明的目的在于提供一种改良的用于提供惰性气体的设备。
该目的借助于具有权利要求1的特征的方法而达到。有利的扩展方案从从属权利要求中得出。
相应地，提供一种用于在饮料灌装设备中提供惰性气体的方法，该方法包括：将饮料灌装设备的过程余热引入到热交换器；将惰性气体从惰性气体源引入到热交换器；将热交换器内的惰性气体加热；以及提供已加热的惰性气体用于饮料灌装设备中的使用。
通过将饮料灌装设备的过程余热引入到热交换器中并且随后在热交换器中加热惰性气体，能够与未加热的状态的情况下相比在等量的惰性气体的基础上提供更大体积的惰性气体。因此能够实现了，通过等量提供的惰性气体而在饮料灌装设备中实现更大体积流量的惰性气体，或者以较少量的惰性气体而提供等体积流量的惰性气体。以这种方式能够或者促使对惰性气体的利用的进一步优化，或者也能够实现更有效地或更经济地使用惰性气体，因为能够使用到较少输出量的惰性气体。
通过使用来自饮料灌装设备的过程余热，能够进一步有效且经济地提供用于加热惰性气体的必要的热能。
特备优选地，在热交换器中将惰性气体加热到20℃至90℃，优选加热至30℃至60℃，特别优选到35℃至45℃，尤其特别优选40℃。在该温度范围内能够得到在一方面预设量的惰性气体的明显升高的体积与同时通过额外引入的热能而对灌装产品以及相应容器较少或不存在影响或损害之间的平衡。在这个前提下相应地注意到，惰性气体的温度结合于惰性气体的体积流量而这样设计，即，避免对灌装产品的不期望的加热。
通过对惰性气体的恰当的温度调节也能避免对待灌装的容器的不期望的加热。这特别在灌装塑料容器的情况下是非常有意义的，因为这些塑料容器特别不应当在预张紧的过程中变形。相应地，必须在施加预张紧压力的情况下借助于惰性气体而避免了待灌装的容器超出使容器可能变形的温度。
优选地，使过程余热从饮料灌装设备的其他区域引入，例如来自：洗瓶机、拉伸吹瓶机、拉伸吹瓶机的加热炉、巴氏杀菌设备(特别是隧道式巴氏杀菌设备)、容器加热器、饮料灌装设备的驱动装置、压缩空气压缩机(例如拉吹成型机)、来自产品加工的余热(例如短暂加热或超高温加热(Ultrahocherhitzung))、清洁设备的余热(例如CIP设备)以及用于饮料灌装设备的运行的中央供暖站。
各处的余热在此能够直接地通过在单个设备部件中所使用的载有热能的介质而传递到热交换器，或者在这些设备部件上分别同样地设置有热交换器，通过该热交换器余热能够与传输介质结合地传导至用于加热惰性气体的热交换器。
以这种方式能够将原本就会产生的过程余热用于将惰性气体在热交换器内提升至期望的温度。相应地，不需要额外的热能，而是能够使用余热。
在升高的温度条件下提供的惰性气体能够例如作为待灌装的容器的拉伸吹塑过程中的吹气流体(Blasfluid)而用于在灌装前清扫待灌装的容器，例如在冲洗机中或者灌装器中；用于预张紧容器；用于在灌装期间或之后直到密封前对顶部空间进行惰性化；用于在产品池中的叠加；用于在隔离器和/或顶部空间隔离器中容器移动路径的惰性化；用于在已灌装的容器内破坏在容器的顶部空间中存在的泡沫；用于气体处理容器盖部；用于容器的排气，例如用于干燥或提取(例如从密封处)。以升高的温度而提供的惰性气体的许多其他的使用可能性在饮料灌装设备中同样能够考虑。
上述目的进一步通过具有权利要求5所述的特征的设备而达到。有利的扩展方案从从属权利要求中给出。
相应地，建议一种用于在饮料灌装设备中提供惰性气体的设备，该设备包括惰性气体源以及用于提供在饮料灌装设备中的使用的惰性气体的供应阀。根据本发明，在惰性气体源与供应阀之间设置用于加热惰性气体的热交换器。
以这种方式获得了上述的有利的效果。
附图说明
本发明的优选的其他实施方式以及角度通过下文对附图的描述而进一步说明。其中：
图1示意性示出了根据现有技术的用于提供惰性气体的设备；
以及
图2示意性示出了根据一种实施例的用于提供惰性气体的设备。
具体实施方式
在下文参照附图对优选的实施例进行描述。在此，相同的、类似的或相同作用的部件在不同的附图中以相同的附图标记而标明并且为了避免赘述而省略了这些部件的重复性说明。
在图1中，示出了根据现有技术的设备，在该设备中在供应阀2处提供来自惰性气体源1的惰性气体用于在饮料灌装设备中的使用。在从惰性气体源1到供应阀2的通道中设置减压器3，借助于该减压器能够实现在供应阀2处在稳定压力条件下提供的惰性气体的气流。
作为惰性气体源1就此能够列举的是汽化器，在该汽化器中将液态的惰性气体转化成气态的相，并且随后相应地作为气态的惰性气体而提供。
在所示出的根据现有技术的实施例中，例如在10bar的压力条件下，从惰性气体源1提供惰性气体，例如CO2并且在减压器3中将压力降低至8bar。惰性气体因此例如以8bar的压力在20℃的温度下贴附在供应阀2处，其中在此能够向供应阀2输送例如250kg/h的量的CO2。
在图2中，示出了根据本发明的实施例，根据该实施例，同样地设置有惰性气体源1，借助于该惰性气体源向减压器3提供惰性气体，例如同样地在10bar的压力条件下。然而在减压器3之后额外地设置有热交换器4，借助于该热交换器能够将减压器3之后存在的惰性气体加热，例如加热至40℃。加热后的惰性气体随后同样地在8bar的压力条件下，贴附在饮料灌装设备的供应阀2处。
然而与现有技术相比，通过在热交换器4中对惰性气体的加热而实现了在相同量的惰性气体的条件下能够提供更大的气体体积，或者如实施例中示意性说明的，在减少所使用的惰性气体量的条件下能够提供与现有技术相应体积的惰性气体。在所示出的实施例中，在此例如仅仅使用并向供应阀2输送了210千克/小时的量。
通过在饮料灌装设备的其他位置处产生的过程余热来供给热交换器4。相应地，将已经存在的热能用于，在减压器3之后将惰性气体提高到升高的温度上。通过使用过程余热能够相应地避免了，必须为了加热惰性气体而使用额外的能量。
在供应阀2之后，能够将加热的惰性气体相应地用于饮料灌装设备中，例如作为容器的拉伸吹塑过程中的吹气流体，用于在以实际的灌装产品来灌装容器前清扫容器(例如在冲洗机中或者灌装器本身中)；用于在反压灌装中预张紧容器；用于在灌装期间或之后(优选直到密封前)对顶部空间进行惰性化；用于以惰性气体来叠加产品池；或者用于对容器传送路径进行惰性化(例如在隔离器或顶部空间隔离器中)。另外惰性气体还能够用于，破坏已灌装的容器的顶部空间中的泡沫、容器盖部的充气、容器密封处的排气或者在清洁过后容器的排气，以便于使容器干燥。惰性气体也能在阀门中(例如在密封阀门)中作为阀门气体(Schleusengas)或阻挡气体而使用。
热交换器4能够优选地通过过程余热来供给，该过程余热能够来自洗瓶机、拉伸吹瓶机(特别是该拉伸吹瓶机的加热炉)、隧道式巴氏杀菌机、容器加热器；来自饮料灌装设备的驱动装置、压缩空气压缩机(例如来自拉吹成型机)；来自产品加工(例如短暂加热或超高温加热)、清洁设备(例如CIP设备)。另外，过程余热也能够作为来自用于饮料灌装设备的运行的中央供暖站的余热而引入。
以这种方式可能的是，将其他情况下可能废弃的过程余热量使用用于在热交换器4中加热惰性气体。
优选地，在热交换器4中的惰性气体的加热在20℃至90℃的、优选在30℃至60℃的、特别优选在35℃至45℃的、尤其特别优选在40℃的温度条件下进行。通过所给出的温度以及特别通过对温度的选择能够一方面实现了，避免通过以惰性气体进行的处理而损坏到灌装产品并且另一方面确保了在灌装中或者在灌装前以惰性气体处理过的容器不会变化或变形。
只要能够应用到，在单个实施例中说明的所有特征都能够彼此结合和/或互换，而不会因此而脱离本发明的范围。
附图标记说明
1 惰性气体源
2 供应阀
3 减压器
4 热交换器

Claims (11)

1.一种用于在饮料灌装设备中提供惰性气体的方法，所述方法包括以下步骤：
-将饮料灌装设备的过程余热引入到热交换器(4)；
-将惰性气体从惰性气体源(1)引入到所述热交换器(4)；
-将在所述热交换器(4)内的惰性气体加热；以及
-提供已加热的惰性气体用于所述饮料灌装设备中的使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述热交换器中将惰性气体加热到20℃至90℃。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述热交换器中将惰性气体加热到30℃至60℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述热交换器中将惰性气体加热到35℃至45℃。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述热交换器中将惰性气体加热到40℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，引入到所述热交换器(4)中的过程余热来源于：洗瓶机、拉伸吹瓶机、拉伸吹瓶机的加热炉、隧道式巴氏杀菌机、容器加热器、驱动装置、压缩空气压缩机、产品加工处理、超短加热、短暂加热、CIP设备或中央供暖站。
7.根据上述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，已加热的惰性气体在饮料灌装设备中作为容器的拉伸吹塑过程中的吹气流体而用于在冲洗机中或者灌装器中在灌装前清扫容器；用于预张紧待灌装的容器；用于在灌装期间或之后直到密封前对顶部空间进行惰性化；用于在产品池的叠加；用于在隔离器或顶部空间隔离器中容器移动路径的惰性化；用于在已灌装的瓶子顶部空间内的泡沫破坏；用于底盖的充气；用于密封处的排气；用于容器的排气。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，已加热的惰性气体在饮料灌装设备中作为容器的拉伸吹塑过程中的吹气流体而用于干燥，用于密封处的推出或者作为阻挡气体而使用
9.一种用于在饮料灌装设备中提供惰性气体的设备，所述设备包括：惰性气体源(1)和用于提供惰性气体以用于在所述饮料灌装设备中的使用的供应阀(2)，其特征在于，在所述惰性气体源(1)和所述供应阀(2)之间设置用于加热所述惰性气体的热交换器(4)。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述热交换器(4)与所述饮料灌装设备的过程余热的引入部连接。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，在所述惰性气体源(1)与所述热交换器(4)之间设置减压器(3)。
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