CN1214845C - 提供过滤过程中的助滤剂和/或工艺材料的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于在过滤过程中供给助滤剂和/或工艺材料的装置，该装置有许多应用，特别可用在饮料工业中。该装置至少包括一贮存容器(5、6、7)，容器中包含有助滤剂和/或工艺材料。此外，用于从至少一个贮存容器中计量移出的装置(25、26、27)设置成与一悬浮体容器(28)或混合容器相连。还设有用于从容器(28)中计量移出的装置(44)。通过传感器(48、49)可以测量当前的过滤数据，并且可将数据供给至一电子控制单元，这样，通过考虑当前值，可以实现助滤剂和/或工艺材料的计量移出。

Description

提供过滤过程中的助滤剂和/或工艺材料的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种提供过滤过程中的助滤剂和/或工艺材料的方法以及实现该方法的装置。
背景技术
助滤剂和其它的工艺材料可以用在许多种过滤过程中，特别可用在饮料工业的过滤中(从液体中分离固态物质以及胶状物质)。在已知的过滤装置中，助滤剂和工艺材料常常被贮存在贮存容器内以实现此目的，并根据需要从中移出。诸如硅藻土之类的助滤剂和其它工艺材料可以以袋装的形式进行运输，这些包袋将被打开并倒入贮存容器内。倾倒空包袋需要一种复杂的装置，具体地说是，该装置需考虑到包袋的打开、包含物的转移以及所需的除尘。为了形成一种相应的悬浮体，助滤剂可以在一较大的容器内与液体结合，形成的悬浮体被贮存在计量容器内并且可以被供给到过滤器中。由于悬浮体可以连续供给到过滤器上游的未过滤的材料中，因此，必须有大批量的悬浮体可供使用，或者必须连续制备大批量的悬浮体。
这样，仅依靠计量以悬浮体的形式供给到过滤器的水量才可能影响助滤剂和/或工艺材料的量。通过这种被计量和量的改变可以进行稀释，例如结合啤酒的生产，这还可以使啤酒麦芽汁最初浓度的变化，而该浓度将使啤酒的品质产生变化。就根据悬浮体的成份而言，悬浮体表现为一种精制的混合物，单独的成份不能再发生变化，这样，这些成份不能直接发生反应，并且不能快速根本地改变过滤性、较高的沉淀物负载等(测量过滤数据)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在过滤中供给助滤剂和/或工艺材料的方法，该方法执行起来更为方便。此外，本发明的目的在于提供一种成本效率较高的装置。
根据本发明的一种用于在过滤过程中供给助滤剂和/或工艺材料的方法，该方法包括下列方法步骤：
-对一过滤器上或在该过滤器产品流的上游和/或下游的过滤数据进行测量；
-将过滤数据传输至一控制单元；
-通过考虑过滤数据来计算所需的相应助滤剂和/或工艺材料的量；
-根据计算量，从至少一个贮存容器中计量移出干燥的助滤剂和/或工艺材料；
-将测定量的助滤剂和/或工艺材料供给入一混合容器或一悬浮体容器中；
-将助滤剂和/或工艺材料在混合容器或悬浮体容器内混合；
-根据应用，从混合容器或悬浮体容器中计量移出呈为干燥混合物或悬浮体的形式的助滤剂和/或工艺材料；
-以连续的体积流量将测定量的已混合的助滤剂和/或工艺材料连续馈送入产品流中。
本发明的方法还在于助滤剂和/或工艺材料的混合是通过混合容器中的搅拌器或悬浮体容器中的搅拌器实现的。
此外，容器内悬浮体的体积基本保持恒定。
此外，本发明的方法还包括在一个贮存容器中贮存有助滤剂和/或工艺材料的混合物，并且干燥的或悬浮体的混合物的计量移出供给进入到未过滤的产品流中。
此外，本发明的方法还包括从若干贮存容器中计量移出干燥的助滤剂和/或工艺材料。
在根据本发明的另一个方面，本发明公开了一种用于在过滤过程中供给助滤剂和/或工艺材料的装置，该装置具有下列特征：
-至少一个贮存容器，助滤剂和/或工艺材料包含在该容器内；
-用于从贮存容器中计量移出的装置；
-用于使计量移出的助滤剂和/或工艺材料悬浮的容器；
-用于将计量移出用的装置与悬浮体容器相连的装置；
-用于从容器中连续计量移出恒定体积流量的悬浮体的装置；
-用于测量当前过滤数据的装置；
-一个控制单元，该控制单元与测量过滤数据的装置，与用于从贮存容器中计量移出的装置以及与用于从容器中计量移出的装置相连。
根据本发明的另一个方面，一种用于在过滤过程中供给助滤剂和/或工艺材料的装置，该装置具有下列特征：
-至少一个贮存容器，助滤剂和/或工艺材料包含在该容器中；
-用于从至少一个贮存容器中计量移出的装置；
-一混合容器，该容器与用于计量移出的装置相连；
-一装置，该装置用于从混合容器中连续计量移出恒定体积流量并将其供给到产品流中；
-用于测量当前过滤数据的装置；
-一个控制单元，该单元与测量过滤数据的装置以及与用于计量移出的装置相连。
在上述的装置中至少设有两个、较佳地是三个贮存容器。贮存容器可以为筒仓、容器和/或箱罐。或者，贮存容器可以为大袋状，这些大袋被保持在悬挂式装置上，并且以其开口端被接纳在容器接受器中。
在本发明的装置中，相应地设有一个可控的输送螺杆，它可作为用于从贮存容器中计量移出的装置。输送螺杆通过供给管线与混合容器或悬浮体容器相连。
在混合容器内设有一搅拌器，该搅拌器与一较佳的可控的驱动电动机相连。混合容器上设有一输送装置，并且与该装置相连的一混合装置移出管线通向运输未过滤材料的产品管线中，并且设有一止回阀。
并且，容器中设有一搅拌器，而该搅拌器包括一个设置在容器外部的搅拌器电动机。
此外，容器可以设有一个用于最大注入料位的传感器以及一个用于最小体积的传感器。
在本发明的装置中，悬浮体管线至少具有一个可控阀和/或一转动速度控泵，该管线设置在容器的下游。一附加泵设置在分支管线中。
根据本发明的方法可以实现根据需要从一个或多个贮存容器中移出所需量的助滤剂和/或工艺材料，并以干燥的状态使它们混合或使它们悬浮，且随后直接地或通过计量站将它们添加入未过滤材料流中。从贮存容器中减少的这些量(干的或液态的)在具有一混合装置的容器内悬浮，或者以干燥状态混合，然后，通过计量以恒定的体积流量添加。在这种管路中，可以设置单个贮存容器，在该容器中包含有已混合的助滤剂和/或工艺材料的混合物。为了同时达到从不同贮存容器中移出并对相应成份进行良好的混合操作，可以在混合容器内设置一搅拌器。
另一个优点在于，仅在作为关于测定的过滤数据的函数的助滤剂和/或工艺材料添加至未过滤材料之前很短时间内，这助滤剂和/或工艺材料才根据质量和成份相结合。在过滤过程中，可以同时以固定添加量(稳定剂)以及变化量的助滤剂和/或工艺材料作出响应。过滤数据被用作进行计量以及计算助滤剂添加量的函数，过滤数据主要为过滤性(测试由Esser进行)、沉淀物负载(未过滤材料、泡沫等的混浊)、不同的过滤压力以及获得的浊度值，可以人工地或自动地对它们进行测量。
由于设有用于产生悬浮体的容器，因此，它可以比已知装置的分支容器作得更小，而在那些已知装置的分支容器中必须备有足够量的悬浮体。现在所需的容器的容积仅约为目前采用普通分支容器的0.5％到最大的10％。
需特别指出的是，根据本发明的优点在于，供给到产品流或过滤器的液体或水的量在任何时候均保持不变，藉此，例如在啤酒的实例中，未发酵的麦芽汁的浓度保持不变，结果使产品质量保持不变。为了使悬浮体的浓度尽可能专门取决于单个贮存容器的相应的移出量，而不取决于容器内液体的量，可便利地在大容器内设置一个用于最大注入料位的传感器，以控制设置在液体供给管线内的一阀，确保从容器移出的悬浮体的量可由相应的液体供给量来弥补上。对于相应悬浮体或干的混合物的计量移出，助滤剂和/或工艺材料可以通过供给装置(例如可控制质量的输送螺杆)从供给容器连续供给，其中助滤剂和/或工艺材料可以为干燥状态的，也可以是液态的。用于计量移出的装置通常可为商业上可采用的计量泵的形式。
附图说明
本发明的实施例将参照附图进行说明。这些附图分别为：
图1为一种带有若干贮存容器和一混合容器的装置的示意图，助滤剂和工艺材料从其中的混合容器供给到生产线上或存在的计量装置上；
图2为用于产生悬浮体的装置的另一实施例，该装置将助滤剂和/或工艺材料的悬浮混合物供给到存在的一计量站上；
图3为贮存容器的移出装置和混合容器配置的平面图，其中移出装置是为三个贮存容器而构造的。
图4为根据图3为四个贮存容器设定的一种配置方案。
具体实施方式
图1中的装置特别适用于啤酒的过滤，该装置包括三个贮存容器5、6、7，其形状可为罐状、箱状、大袋状等。以大袋状的贮存容器5、6、7的实施例为例，通过用接收载荷的悬挂装置10(链条、提升滑轮等)上的喷液器11使它们悬挂起来，并且以它们可以被打开的下端被接纳到容器接受器15、16、17内。悬浮装置10活动支承在一个或多个用于调换容器的轨道9上，而轨道9固定在建筑物的天花板上。在贮存容器5、6、7的区域内，相应地设置有一个电动机18和一附加电动机19。在容器接受器15、16、17的底侧上分别设有一计量螺杆25、26、27，它们用于移出容纳在贮存容器5、6、7中的助滤剂或工艺材料。对于每一个计量螺杆25、26、27，可设置一个作为驱动螺杆的螺杆驱动器的电动机12。为了尽可能地缓减贮存容器5、6、7的振荡力，大袋由支承件13上的缓冲装置14支承。
在传输螺杆25、26、27的输送端相应地连有一供给管线52，其中这些供给管线52通向一混合容器1。一搅拌器2设置在混合容器1内，并且与一搅拌器电动机3相连。在混合容器1中设有一装料料位传感器4，以及一个用于指示空状态的传感器4a。在混合容器1的出口侧设有一输送装置21，该输送装置21与一计量管线53相连。在此计量管线53中设有一止回阀54，该止回阀54可防止液体从未过滤物质的管线23沿朝输送装置21的方向回流，而计量管线53通向管线23。
在未过滤物质的管线23中，产品(未过滤物质)的流动方向由箭头55表示。通向未过滤物质的管线23的计量管线53的口部的下游设有一个传感器24，该传感器可测量一种或多种过滤数据。该传感器24通过一电气连线E1与控制装置20相连。而装料高度传感器4通过一电气连线E2与控制装置20相连。此外，传感器58和59设置在产品线(未过滤物质或已过滤物质)的过滤器(未图示)的区域内，并且通过电气连线E8和E9与控制装置20相连。这些传感器58、59可测量若干种过滤数据，例如差动过滤压力以及浊度值。控制装置20通过电气连线E3、E4、E5、E6和E7与输送装置21、搅拌电动机3、螺杆驱动器12以及各个贮存容器5、6、7的电动机18、19的电气驱动器相连。
根据实验室数据和/或从传感器信号得出的过滤数据，相应所需的助滤剂和/或工艺材料的量在控制装置20中确定。借助通过电气连线E5送到传输螺杆25、26、27的每一个螺杆驱动器12的相应的信号，相应信号的输送使得相应所需量的助滤剂或工艺材料在容器接受器15、16和17处从贮存容器5、6、7中移出。这样，便可以实现从大袋中计量移出相应所需的助滤剂或工艺材料。
这些助滤剂可通过供给管线52到达混合容器1，在混合容器1处，这些助滤剂通过搅拌器2搅动以使其尽可能均匀。在这种连接线路中，搅拌速度也可以由控制装置20确定。另外，作为关于贮存在控制装置20内的值的函数，控制输送装置21可使计量的输出量作为关于产品体积流量的函数而实现。助滤剂和/或工艺材料通过计量管线53可直接供给到未过滤物质的管线23，并如此供给到过滤器中。如以蛋白质的生产为例，可采用这种将助滤剂直接供给到未过滤的物质中，而不是预先形成一种悬浮体。
图2也示出了一种包括三个贮存容器5、6、7的装置，该装置例如可做成与图1所示的那些相应的若干大袋、悬浮装置10和容器接受器15、16、17的形式。此外，计量螺杆25、26、27以及螺杆驱动器12和供给管线52的结构是类似的。为了简化说明，在图2中，电子控制装置20的相互关系以及与传感器和驱动器的相应的连接不再加以说明。
与图1相反，图2实施例中的供给管线通向滑槽61，该滑槽61设置在容器28上方。在该容器28内的一搅拌器29设置成由一搅拌器电动机30驱动，而该电动机则设置在容器28的外侧。液体供给管线31通入容器28内，并与液体供给管线33或34相连，且该管线31设有一阀32。当阀32打开时，液体可以通过液体供给管线31供给到容器28中。在容器28底部的附近包括一个传感器41，该传感器41可确保容器28内的液体不会落至最小容积之下。在容器28上部的区域中设有一个用于控制最大注入高度的传感器40，当未达到预定液面时，该传感器将输送一个使阀32打开的信号，而当达到预定液面时，该传感器又将送出一个使阀32闭合的信号。在容器28的底部，容器出口管线39与一阀42相连，而该阀42是通向悬浮体管线43的。
在悬浮体管线43的上游，在上述管线33、34结合形成悬浮体管线43之前，管线33、34分别设有一个止回阀35以及一个调节阀36、37。在悬浮体管线43中容器出口管线39的口部的下游设有一个调节阀45，而在该阀45流向的上游，出口管线51与悬浮体管线43相连。管线51可以通过阀38而打开通向排水管50中。在阀45的下游，一泵44设置在悬浮体管线43内，该阀的驱动器46可以通过一旋转速度控制装置47而起作用。速度控制装置47可以通过传感器48和49的至少一个信号而起作用。传感器48、49用于检测，例如可检测悬浮流速、悬浮温度等等。为了确定图2实施例中的助滤剂和工艺材料的相应的量，如结合图1所作描述那样，还可考虑其它的过滤数据。
一分支管线62连接在阀45和用于计量的泵44之间，在该分支管线62中设有一个预涂层泵60，该泵具有一个与其相关的驱动器63。传感器64和65可以设置在该分支管线中。为了消除堵塞的隐患，当过滤操作暂停时，计量管线可以用冷水进行冲洗。此外，在过滤结束之后，悬浮容器28、泵44以及计量管线也可以用冷水或热水来清洁。
图3示出了一组空间稍有不同的相关容器接受器15、16、17的平面图，并且这组容器接受器能以最小的空间尽可能容易地实现大袋5、6、7的引入和移出。图3中的虚线示出了大袋状的贮存容器5、6、7的位置，在该位置中，贮存容器设有喷液器并且与悬挂装置相连。虚线还示出了固定在建筑物顶上的轨道9。容器接受器15、16、17被设置成，使容器接受器15、16相对于设置在中间的混合容器1相互相对定位。第三容器接受器17设置在容器接受器15、16之间的扇形区域中，其中，各个容器接受器15、16、17的中点至少基本定位在一条轨道9的下方，这样大袋可以尽可能垂直地悬挂在位置中，以利于包含物的移动。
各个容器接受器15、16、17均通过一供给管线52与混合容器1相连，根据图3所示，所有这些供给管线52在中点附近通入混合容器1内。标号3表示设置在混合容器1上的搅拌器电动机3。通过图1、2中示出的悬挂装置10，贮存容器5、6、7可以沿轨道9从虚线所示的位置移至容器接受器15、16、17上方的区域中。随后，大袋在它们面向容器接受器15、16、17的一侧打开，即在它们的底面侧打开，并且接纳在容器接受器内，这样，使通过设置在容器接受器底部的输送螺杆实现无尘的移出成为可能。在不同的贮存容器5、6、7或大袋中，可以放置不同的助滤剂(粗的、中等的以及细的硅藻土、珍珠岩等)、纤维素材料(FH1500，Fibroklar等)以及稳定剂(细的PVPP、硅胶、氧化硅溶胶等)。混合容器1具有一个与其有相互关系的输送装置21，该装置用于计量移出混合容器内包含的混合物。
图4中示出了与图3不同的一个实施例，与上述附图相比，在该图中设置了一个用于附加大袋57的附加容器接受器56。为了这个附加大袋57，图4上部的轨道9延伸至左侧，这样，容器接受器56的中点被定位在轨道9的下方。此外，图4的其它特征与图3相同，这样，相同的部用相同的标号来表示。
从上述发明可知，在助滤剂或其它工艺材料的可变的混合物计量进入产品流之前相对较短的时间内，混合物才直接从大袋或类似贮存容器输出。这样，便可能实现物质的无尘引入。在根据图2的实施例中，物质的添加是在连续添加到产品的水流中实现的。通过利用过滤数据，可以实现正确的助滤剂或合成物的调节，根据过滤数据可以确定所需物质量的相应的比例。根据图1的实施例，也可以将干燥混合的物质直接引入产品流中。
根据本发明的在过滤过程中实行的供给方法可以用于任何类型的带有计量功能的预涂层过滤。现有的装置可作相应的更新。比较已知的装置和方法，对于同样的生产参数，可以更快更安全的调配测定量的助滤剂和/或工艺材料，这样显著地节省了投资、人力成本以及操作成本，并且可以实现人员劳动力的缓减。以根据本发明的装置，可以实现高度的自动化，同时支出相对较小。
本发明可以携带任意数量的贮存容器，而在某些应用中，单个贮存容器可能就足够了。此外还可以设想的是，在贮存容器中提供一种已知预先混合好的助滤剂混合物，并通过计量使其移出。

Claims (25)

1.一种用于在过滤过程中供给助滤剂和/或工艺材料的方法，该方法包括下列方法步骤：
-对一过滤器上或在该过滤器产品流的上游和/或下游的过滤数据进行测量；
-将过滤数据传输至一控制单元(20)；
-通过考虑过滤数据来计算所需的相应助滤剂和/或工艺材料的量；
-根据计算量，从至少一个贮存容器(5、6、7、57)中计量移出干燥的助滤剂和/或工艺材料；
-将测定量的助滤剂和/或工艺材料供给入一混合容器(1)或一悬浮体容器(28)中；
-将助滤剂和/或工艺材料在混合容器(1)或悬浮体容器(28)内混合；
-根据应用，从混合容器(1)或悬浮体容器(28)中计量移出呈为干燥混合物或悬浮体的形式的助滤剂和/或工艺材料；
-以连续的体积流量将测定量的已混合的助滤剂和/或工艺材料连续馈送入产品流中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，助滤剂和/或工艺材料的混合是通过混合容器(1)中的搅拌器(2)或悬浮体容器(28)中的搅拌器(29)实现的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，容器(28)内悬浮体的体积基本保持恒定。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个贮存容器中贮存有助滤剂和/或工艺材料的混合物，并且干燥的或悬浮体的混合物的计量移出供给进入到未过滤的产品流中。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从若干贮存容器(5、6、7、57)中计量移出干燥的助滤剂和/或工艺材料。
6.一种用于在过滤过程中供给助滤剂和/或工艺材料的装置，该装置具有下列特征：
-至少一个贮存容器(5、6、7、57)，助滤剂和/或工艺材料包含在该容器内；
-用于从贮存容器(5、6、7、57)中计量移出的装置(25、26、27)；
-用于使计量移出的助滤剂和/或工艺材料悬浮的容器(28)；
-用于将计量移出用的装(25、26、27)与悬浮体容器(28)相连的装置(52、61)；
-用于从容器(28)中连续计量移出恒定体积流量的悬浮体的装置(42、44)；
-用于测量当前过滤数据的装置(48、49、58、49)；
-一个控制单元(20)，该单元与测量过滤数据的装置(48、49、58、59)，与用于从贮存容器(5、6、7、57)中计量移出的装置(25、26、27)以及与用于从容器(28)中计量移出的装置(42、44)相连。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，至少设有两个贮存容器(5、6、7、57)。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，设有三个贮存容器(5、6、7、57)。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，可以将筒仓、容器和/或箱罐作为贮存容器设置。
10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，贮存容器(5、6、7、57)为大袋状，这些大袋被保持在悬挂式装置(10)上，并且以其开口端被接纳在容器接受器(15、16、17、56)中。
11.如权利要求6所述的装置，其特征在于，相应地设有一个可控的输送螺杆(25、26、27)，它可作为用于从贮存容器(5、6、7、57)中计量移出的装置。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，输送螺杆(25、26、27)通过供给管线(52)与混合容器(1)或悬浮体容器(28)相连。
13.如权利要求6所述的装置，其特征在于，容器(28)中设有一搅拌器(29)，而该搅拌器(29)包括一个设置在容器(28)外部的搅拌器电动机(30)。
14.如权利要求6所述的装置，其特征在于，容器(28)设有一个用于最大注入料位的传感器(40)以及一个用于最小体积的传感器(41)。
15.如权利要求6所述的装置，其特征在于，悬浮体管线(43)至少具有一个可控阀(45)和/或一转动速度控泵(44)，该管线设置在容器(28)的下游。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，一附加泵(60)设置在分支管线(62)中。
17.一种用于在过滤过程中供给助滤剂和/或工艺材料的装置，该装置具有下列特征：
-至少一个贮存容器(5、6、7、57)，助滤剂和/或工艺材料包含在该容器中；
-用于从至少一个贮存容器(5、6、7、57)中计量移出的装(25、26、27)；
-一混合容器(1)，该容器与用于计量移出的装置(25、26、27)相连；
-一装置(21)，该装置用于从混合容器(1)中连续计量移出恒定体积流量并将其供给到产品流中；
-用于测量当前过滤数据的装置(48、49、58、59)
-一个控制单元(20)，该单元与测量过滤数据的装置(48、49、58、59)以及与用于计量移出的装置(25、26、27)相连。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，至少设有两个贮存容器(5、6、7、57)。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，设有三个贮存容器(5、6、7、57)。
20.如权利要求18或19所述的装置，其特征在于，可以将筒仓、容器和/或箱罐作为贮存容器设置。
21.如权利要求18或19所述的装置，其特征在于，贮存容器(5、6、7、57)为大袋状，这些大袋被保持在悬挂式装置(10)上，并且以其开口端被接纳在容器接受器(15、16、17、56)中。
22.如权利要求17所述的装置，其特征在于，相应地设有一个可控的输送螺杆(25、26、27)，它可作为用于从贮存容器(5、6、7、57)中计量移出的装置。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，输送螺杆(25、26、27)通过供给管线(52)与混合容器(1)或悬浮体容器(28)相连。
24.如权利要求17所述的装置，其特征在于，在混合容器(1)内设有一搅拌器(2)，该搅拌器(2)与一可控的驱动电动机(3)相连。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，混合容器(1)上设有一输送装置(21)，并且与该装置相连的一混合装置移出管线(53)通向运输未过滤材料的产品管线(23)中，并且设有一止回阀(54)。
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