CN111657408A - 带有能量回收的饮品厂生产系统和生产工艺 - Google Patents

带有能量回收的饮品厂生产系统和生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种带有能量回收的饮品厂生产系统和生产工艺，涉及饮品生产领域。该带有能量回收的饮品厂生产系统包括第一预热器、第三冷瓶装置，其特征在于，还包括热泵机组；所述第一预热器的冷却水出口与所述热泵机组的第一进水口连通，所述第一预热器的冷却水进口与所述热泵机组的第一出水口连通；所述热泵机组的第二出水口与所述第三冷瓶装置的冷却水进口连通，所述热泵机组的第二进水口与所述第三冷瓶装置的冷却水出口连通。本发明解决了现有的饮品生产系统浪费能量的技术问题。

Description

带有能量回收的饮品厂生产系统和生产工艺
技术领域
本发明涉及饮品生产技术领域，尤其是涉及一种带有能量回收的饮品厂生产系统和生产工艺。
背景技术
饮料生产流程一般经过物料调配得到平衡桶饮料原液，原液经过高温杀菌(预热、加热、冷却)、热充填灌装、封盖密封、冷瓶、装箱等流程。
整个生产系统，如图3所示，包括第一预热器、第二预热器、加热器、杀菌装置、第二换热装置、再生冷却装置、灌装装置、第一冷瓶装置、第二冷瓶装置；第三冷瓶装置和压缩制冷机。
第一预热器内原液经蒸汽预热，所述第一段预热器的原液出口与所述第二预热器连通，所述第二预热器的原液出口与所述加热器连通，所述加热器的原液出口与所述杀菌装置连通，所述杀菌装置的原液出口与再生冷却装置连通，所述再生冷却装置的原液出口与所述灌装装置连通，所述灌装装置与所述第一冷瓶装置、第二冷瓶装置和第三冷瓶装置依次通过运输线连接；所述再生冷却装置通过所述第二换热装置与所述第二预热器、加热器、杀菌装置换热；第三冷瓶装置通过压缩制冷机制冷。
原液经过高温杀菌需要经过2段预热器、加热进行杀菌。第1段预热器的热源来自于于单独的高温供应蒸汽，将原液从20℃加热到50℃。第1段预热器来的低温原液依次经过第2段预热器预热、加热器1和杀菌加热至105℃，完成高温杀菌过程。
上述杀菌流程之后，原液经过再生冷却、灌装充填和多段冷瓶等工艺，输出38℃饮料成品。中间1段冷瓶、2段冷瓶的冷却采用自然冷却的方式将冷瓶冷却到89℃，最后第3段冷瓶采用的是离心式制冷机生产10℃的冷却水进行冷却。
现有的工艺第1段预热器消耗了大量的蒸汽，最后第3段冷瓶冷却也消耗了大量制冷机电量，工艺过程中消耗了大量的的外部能源，严重提高了整个工艺系统能耗，能源浪费严重。
基于此，本发明提供了一种带有能量回收的饮品厂生产系统和生产工艺以解决上述的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有能量回收的饮品厂生产系统，以解决现有生产系统和工艺浪费能量的技术问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
基于上述第一目的，本发明提供了一种带有能量回收的饮品厂生产系统，包括第一预热器、第三冷瓶装置，还包括热泵机组；
所述第一预热器的冷却水出口与所述热泵机组的第一进水口连通，所述第一预热器的冷却水进口与所述热泵机组的第一出水口连通；
所述热泵机组的第二出水口与所述第三冷瓶装置的冷却水进口连通，所述热泵机组的第二进水口与所述第三冷瓶装置的冷却水出口连通。
另外，根据本发明的生产系统，还可具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，还包括换热装置，所述热泵机组的第二出水口与所述换热装置的第一进水口连通，所述热泵机组的第二进水口与所述换热装置的第一出水口连通；
所述第三冷瓶装置的冷却水出口与所述换热器的第二进水口连通，所述第三冷瓶装置的冷却水进口与所述换热器的第二出水口连通。
在本发明的一些实施例中，所述换热装置采用间壁式换热器。
在本发明的一些实施例中，所述热泵机组和所述第一预热器的连通管路采用耐高温管。
在本发明的一些实施例中，所述热泵机组和所述第一预热器的连通管路外包裹有隔热保温层。
在本发明的一些实施例中，所述隔热保温层采用泡沫材料制成。
在本发明的一些实施例中，包括第二预热器、加热器、杀菌装置、第二换热装置、再生冷却装置、灌装装置、第一冷瓶装置和第二冷瓶装置；
所述第一段预热器的原液出口与所述第二预热器连通，所述第二预热器的原液出口与所述加热器连通，所述加热器的原液出口与所述杀菌装置连通，所述杀菌装置的原液出口与再生冷却装置连通，所述再生冷却装置的原液出口与所述灌装装置连通，所述灌装装置与所述第一冷瓶装置、第二冷瓶装置和第三冷瓶装置依次通过运输线连接；所述再生冷却装置通过所述第二换热装置与所述第二预热器、加热器、杀菌装置换热。
本发明的目的还在于提供一种生产工艺，包括，
在第一预热器预热饮品原液；
预热后的原液经第二预热器继续预热后送至加热器加热；
加热后的原液经杀菌后通过再生冷却装置冷却后输送至灌装装置罐瓶；
成瓶饮品依次经过第一冷瓶装置、第二冷瓶装置和第三冷瓶装置冷却；
所述第三冷瓶装置的余热水通过热泵装置降温，回流至所述第三冷瓶装置进行冷却；
热泵机组回收所述低温热水余热生产出高温热水加热第一预热器内原液。
在本发明的一些实施例中，所述第三冷瓶装置的余热水通过换热装置换热降温，回流至所述第三冷瓶装置进行冷却；
所述热泵机组将冷水与所述换热装置内的所述余热水换热生成低温热水供给热泵机组，热泵机组回收所述第一预热器的余热水生产出高温热水加热第一预热器内原液。
本发明提供的所述带有能量回收的饮品厂生产系统，在原有的饮品加工工艺中，取消原有冰水制冷冷水机组，利用热泵机组或者再加上换热器对第三冷瓶装置提取余热来降温；同时，冷瓶余热通过热泵机组升温后，加热第一预热器，取消第一预热器的加热蒸汽，其他流程和原工艺流程相同。
本发明提供的所述带有能量回收的饮品厂生产系统，第三冷瓶装置冷却水槽中的余热水通过换热器高温侧，变成冷却水回到第三冷瓶装置成为冷瓶冷源；在换热器低温侧，将热泵机组来的冷水换热生成低温热水供给热泵机组；热泵机组通过回收低温余热水余热，生产出的热水加热第一预热器，将原液加热。
基于此，本发明较之原有技术，具有可以通过换热进行能量回收，节能环保的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。显而易见地，附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的带有能量回收的饮品厂生产系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的具有换热器的带有能量回收的饮品厂生产系统的示意图；
图3为现有技术的饮品厂生产系统的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
带有能量回收的饮品厂生产系统实施例
如图1和2所示，在本实施例中提供了一种带有能量回收的饮品厂生产系统，所述带有能量回收的饮品厂生产系统包括第一预热器、第三冷瓶装置，还包括热泵机组；
所述第一预热器的冷却水出口与所述热泵机组的第一进水口连通，所述第一预热器的冷却水进口与所述热泵机组的第一出水口连通；
所述热泵机组的第二出水口与所述第三冷瓶装置的冷却水进口连通，所述热泵机组的第二进水口与所述第三冷瓶装置的冷却水出口连通。
进一步的，还包括换热装置，所述热泵机组的第二出水口与所述换热装置的第一进水口连通，所述热泵机组的第二进水口与所述换热装置的第一出水口连通；
所述第三冷瓶装置的冷却水出口与所述换热器的第二进水口连通，所述第三冷瓶装置的冷却水进口与所述换热器的第二出水口连通。
本申请提供的所述带有能量回收的饮品厂生产系统，在原有的饮品加工工艺中，取消原有冰水制冷冷水机组，利用热泵机组或者再加上换热器对第三冷瓶装置提取余热来降温；同时，冷瓶余热通过热泵机组升温后，加热第一预热器，取消第一预热器的加热蒸汽，其他流程和原工艺流程相同。
本申请提供的所述带有能量回收的饮品厂生产系统，第三冷瓶装置冷却水槽中的余热水通过换热器高温侧，变成冷却水回到第三冷瓶装置成为冷瓶冷源；在换热器低温侧，将热泵机组来的冷水换热生成低温热水供给热泵机组；热泵机组通过回收低温余热水余热，生产出的热水加热第一预热器，将原液加热。
本实施例的可选方案中，所述换热装置采用间壁式换热器。
间壁式换热器为常用的换热结构，是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
在本发明的一些实施例中，所述热泵机组和所述第一预热器的连通管路采用耐高温管。
防止高温毁坏管路，使管路具有较长的工作期限，可以保证系统的使用寿命。
在本发明的一些实施例中，所述热泵机组和所述第一预热器的连通管路外包裹有隔热保温层。
设置隔热保温层，是防止管路烫伤现场生产人员，起到安全防护的作用。
在本发明的一些实施例中，所述隔热保温层采用泡沫材料制成。
在本发明的一些实施例中，包括第二预热器、加热器、杀菌装置、第二换热装置、再生冷却装置、灌装装置、第一冷瓶装置和第二冷瓶装置；
所述第一段预热器的原液出口与所述第二预热器连通，所述第二预热器的原液出口与所述加热器连通，所述加热器的原液出口与所述杀菌装置连通，所述杀菌装置的原液出口与再生冷却装置连通，所述再生冷却装置的原液出口与所述灌装装置连通，所述灌装装置与所述第一冷瓶装置、第二冷瓶装置和第三冷瓶装置依次通过运输线连接；所述再生冷却装置通过所述第二换热装置与所述第二预热器、加热器、杀菌装置换热。
本申请的系统中其余工艺流程采用现有流程，技术成熟。
本实施例提供了一种生产工艺，包括，
在第一预热器预热饮品原液；
预热后的原液经第二预热器继续预热后送至加热器加热；
加热后的原液经杀菌后通过再生冷却装置冷却后输送至灌装装置罐瓶；
成瓶饮品依次经过第一冷瓶装置、第二冷瓶装置和第三冷瓶装置冷却；
所述第三冷瓶装置的余热水通过热泵装置降温，回流至所述第三冷瓶装置进行冷却；
热泵机组回收所述低温热水余热生产出高温热水加热第一预热器内原液。
进一步的，所述第三冷瓶装置的余热水通过换热装置换热降温，回流至所述第三冷瓶装置进行冷却；
所述热泵机组将冷水与所述换热装置内的所述余热水换热生成低温热水供给热泵机组，热泵机组回收所述第一预热器的余热水生产出高温热水加热第一预热器内原液。
本申请，通过换热装置，实现了余热的回收再利用，其余工艺均不变，有效地节省了能源。
最后应说明的是：对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种带有能量回收的饮品厂生产系统，包括第一预热器、第三冷瓶装置，其特征在于，还包括热泵机组；
所述第一预热器的冷却水出口与所述热泵机组的第一进水口连通，所述第一预热器的冷却水进口与所述热泵机组的第一出水口连通；
所述热泵机组的第二出水口与所述第三冷瓶装置的冷却水进口连通，所述热泵机组的第二进水口与所述第三冷瓶装置的冷却水出口连通。
2.根据权利要求1所述的带有能量回收的饮品厂生产系统，其特征在于，还包括换热装置，所述热泵机组的第二出水口与所述换热装置的第一进水口连通，所述热泵机组的第二进水口与所述换热装置的第一出水口连通；
所述第三冷瓶装置的冷却水出口与所述换热器的第二进水口连通，所述第三冷瓶装置的冷却水进口与所述换热器的第二出水口连通。
3.根据权利要求2所述的带有能量回收的饮品厂生产系统，其特征在于，所述换热装置采用间壁式换热器。
4.根据权利要求3所述的带有能量回收的饮品厂生产系统，其特征在于，所述热泵机组和所述第一预热器的连通管路外包裹有隔热保温层。
5.根据权利要求2所述的带有能量回收的饮品厂生产系统，其特征在于，包括第二预热器、加热器、杀菌装置、第二换热装置、再生冷却装置、灌装装置、第一冷瓶装置和第二冷瓶装置；
所述第一段预热器的原液出口与所述第二预热器连通，所述第二预热器的原液出口与所述加热器连通，所述加热器的原液出口与所述杀菌装置连通，所述杀菌装置的原液出口与再生冷却装置连通，所述再生冷却装置的原液出口与所述灌装装置连通，所述灌装装置与所述第一冷瓶装置、第二冷瓶装置和第三冷瓶装置依次通过运输线连接；所述再生冷却装置通过所述第二换热装置与所述第二预热器、加热器、杀菌装置换热。
6.一种生产工艺，其特征在于，所述生茶工艺应用了如权利要求5任一项所述的带有能量回收的饮品厂生产系统，包括，
在第一预热器预热饮品原液；
预热后的原液经第二预热器继续预热后送至加热器加热；
加热后的原液经杀菌后通过再生冷却装置冷却后输送至灌装装置罐瓶；
成瓶饮品依次经过第一冷瓶装置、第二冷瓶装置和第三冷瓶装置冷却；
所述第三冷瓶装置的余热水通过热泵装置降温，回流至所述第三冷瓶装置进行冷却；
热泵机组回收所述低温热水余热生产出高温热水加热第一预热器内原液。
7.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于，所述第三冷瓶装置的余热水通过换热装置换热降温，回流至所述第三冷瓶装置进行冷却；
所述热泵机组将冷水与所述换热装置内的所述余热水换热生成低温热水供给热泵机组，热泵机组回收所述第一预热器的余热水生产出高温热水加热第一预热器内原液。
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