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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Behandlungsanlage gemäß Oberbegriff Patentanspruch 9.
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Behandlungsanlagen zum Behandeln von flüssigen Produkten sind in unterschiedlicher Art bekannt, insbesondere auch in Form von Kurzzeiterhitzungsanlagen, die zur Wärmebehandlung, beispielsweise zur Sterilisation und/oder Pasteurisation von flüssigen Produkten, vorzugsweise von Getränken dienen.
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Grundsätzlich umfassen derartige Behandlungsanlagen und somit beispielsweise auch Kurzzeiterhitzungsanlagen zum Behandeln von flüssigen Produkten, bezogen auf die Richtung des Produktflusses während einer Produktions- oder Behandlungsphase u.a. einen vorgelagerten Anlagenteil. Dabei kann es sich bei dem vorgelagerten Anlagenteil im einfachsten Fall u.a. um eine, zu von einem Produkttank kommende Produktleitung mit einer vielfach nicht unerheblichen Länge, beispielsweise mit einer Länge von 50 Metern bis 100 Metern, handeln.
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Ebenfalls umfassen solche Anlagen auch einem nachgelagerten Anlagenteil, in dem eine Behandlung des Produktes erfolgt und der im Falle einer Kurzzeiterhitzungsanlagen insbesondere einen Kurzzeiterhitzer aufweist, mit welchem ein kurzzeitiges Erhitzen und anschließendes Abkühlen des Produktes erfolgen, wodurch das Produkt sterilisiert und/oder pasteurisiert wird.
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Damit bei Kurzzeiterhitzungsanlagen Produkte sicher und in der erforderlichen Qualität sterilisiert und/oder pasteurisiert werden, und gleichzeitig ein möglichst geringer Energieverbrauch erzielt wird, verfügen Kurzzeiterhitzer grundsätzlich über wenigstens einen Wärmetauscher, über den das kalte Produkt beispielsweise vorgewärmt und nach der Wärmebehandlung wieder abgekühlt wird. Die dabei im wärmebehandelten Produkt vorhandene Wärmeenergie wird dann zumindest teilweise auf das noch unbehandelte kalte Produkt zum Vorwärmen übertragen. In der Regel wird dem Kurzzeiterhitzer die, für die eigentliche Wärmebehandlung erforderliche Wärmemenge über einen weiteren Wärmetauscher zugeführt.
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Ein grundlegendes Problem bei Kurzzeiterhitzungsanlagen besteht darin, dass eine korrekte Wärmebehandlung des jeweiligen Produktes mit dem Kurzzeiterhitzer bei gleichzeitig niedrigem Energieverbrauch und Vermeidung einer Überbehandlung (Überpasteurisierung) nur in einem stabilen Betriebszustand, d.h. in einem kontinuierlichen Betrieb der Behandlungsanlage möglich ist. Aus diesem Grund wird in der Praxis angestrebt, den Kurzzeiterhitzer über sehr lange Zeiträume kontinuierlich und in dem stabilen Betriebszustand zu betreiben.
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Insbesondere während des „Warmfahrens“ des jeweiligen Kurzzeiterhitzers, d.h. bei der Aufnahme einer Produktion oder Behandlung bzw. während einer Vorbereitungsphase zur Einstellung der für die Wärmebehandlung notwendigen Solltemperaturen der einzelnen Anlagenkomponenten des Kurzzeiterhitzers, d.h. des Temperaturprofils des Kurzzeiterhitzers, ist eine korrekte Wärmebehandlung des Produktes nicht möglich. Aus diesem Grund werden Kurzzeiterhitzer, die beispielsweise wegen Produktionsunterbrechungen oder jeweils wegen eines Produktwechsels nicht kontinuierlich betrieben werden können, zum Erreichen oder zur Aufrechterhaltung optimaler Produktions- oder Behandlungsbedingungen in einer Vorbereitungsphase zunächst mit einem das Produkt substituierenden flüssigen Medium (nachstehend allgemein „Substitutionsmedium“), beispielsweise in Form von Wasser soweit und solange vorgewärmt, bis innerhalb des Kurzeiterhitzers für dessen Anlagekomponenten die Solltemperaturen, d.h. das erforderliche Temperaturprofil und somit die für Wärmebehandlung erforderlichen Produktionsbedingungen erreicht sind. Im Detail folgt die Einstellung des Temperaturprofils des Kurzzeiterhitzers dadurch, dass das Substitutionsmedium durch den den Kurzzeiterhitzer aufweisenden nachgelagerten Anlagenteil geleitet, hierbei regenerativ vorgewärmt, anschließend erhitzt und schließlich regenerativ abgekühlt wird, wobei die Temperatur der Anlagenkomponenten und/oder des Substitutionsmediums überwacht wird. Das als Substitutionsmedium verwendete Wasser wird dabei einem Frischwasseranschluss entnommen und nach dem Passieren des Kurzzeiterhitzers verworfen, d. h. über einen Auslass in einen Gully abgeleitet. Dies bedeutet zumindest einen erhöhten und äußerst nachteiligen Frischwasserverbrauch.
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Die zur Wärmebehandlung anstehenden Produkte, insbesondere auch Getränke, werden grundsätzlich in Lagertanks vorgehalten, die in der Regel in einem sogenannten Getränkekeller untergebracht sind. Die Lagertanks sind über die, den vorgelagerten Anlagenteil bildende Produktleitung mit dem nachgelagerten Anlagenteil und mit dem Kurzzeiterhitzer verbunden. Endet nun beispielsweise eine Produktions- oder Behandlungsphase, so wird das noch in der Produktleitung und in dem Kurzzeiterhitzer befindliche Produkt durch eine produktneutrale, d.h. durch eine das Produkt und dessen Qualität nicht beeinträchtigende Flüssigkeit oder durch das Substitutionsmedium, d.h. in der Regel durch Wasser ausgeschoben und verworfen, so dass dann die Produktleitung und auch der Kurzzeiterhitzer zumindest teilweise mit Wasser befüllt sind. In ähnlicher Weise wird bei einem Produktwechsel verfahren, d.h. dass vor dem Produktwechsel verwendete Produkt und das nach dem Produktwechsel zu behandelnde Produkt werden durch Einbringen oder Einpressen eines ausreichenden Wasservolumens in die Produktleitung voneinander getrennt, damit Vermischungen der beiden Produkte und die Erzeugung von nicht verkaufsfähigen Mischphasen dieser Produkte vermieden werden. Das hierbei verwendete Wasser, auch entstandenes Wasser-Produkt-Gemisch und Reste des teuren Produktes werden bei einer Wiederaufnahme der Produktion nach einer Unterbrechung oder bei einem Produktwechsel verworfen.
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Die während des „Warmfahrens“ und bei einem Produktwechsel anfallenden Kosten für den Frischwasserverbrauch, aber auch der Zeitbedarf für das „Warmfahrens“ und/oder das Vorziehen des nach dem Produktwechsel zu verarbeitenden Produktes bis zu dem Kurzzeiterhitzer wird in der Praxis ebenfalls als äußerst nachteilig empfunden.
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Aus dem von Autoren SCHMITT, LAUTERBACH, VAJEN im Jahr 2012 veröffentlichten „Leitfaden zur Nutzung solarer Prozesswärme in Brauereien", online abrufbar unter www.solar.uni-kassel.de/downloads, ist aus den Seiten 1, 2 und 11 eine CIP-Reinigung bekannt geworden, die die für den CIP-Prozess erforderliche Zieltemperatur soweit als möglich mit dem regenerativ gespeisten Wärmetauscher (Q solar) bereitstellt und falls notwendig, die restliche thermische Energie mit einem dampfbetriebenen Wärmetauscher (Q konv.) zuführt.
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Ferner ist aus der Druckschrift
DE 10 2010 030 955 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Medienführung in einer Brauanlage bekannt geworden. Dadurch, dass ein wässriges Medium zum Ausschieben eines Produkts oder zum Reinigen einer Produktleitung in einen Puffertank geleitet werden kann, ist es möglich, das wässrige Medium zwischenzuspeichern und/oder zum Reinigen einer Produktionseinheit einzusetzen. Dadurch kann der Aufwand an Frischwasser und die anfallende Menge an Abwasser reduziert werden und eine beim Würzekochen einzusetzende Menge an Heizenergie reduziert werden.
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Schließlich ist aus der Druckschrift
DE 10 2010 038 319 A1 ein Verfahren zur Medienführung durch eine thermische Behandlungsanlage für ein flüssiges Produkt, insbesondere ein Getränk, mit folgenden Schritten bekannt geworden:
- Zunächst Ausschieben eines ersten wässrigen Mediums aus der Behandlungsanlage durch eine ausgangsseitige Produktleitung mit Hilfe eines zweiten wässrigen Mediums, wobei das Volumen des dabei in die Behandlungsanlage eingeleiteten zweiten wässrigen Mediums ermittelt wird, insbesondere in Form einer kontinuierlichen Volumenzählung. Anschließend Absperren der ausgangsseitigen Produktleitung, so dass das zweite wässrige Medium nicht in die Produktleitung einströmen kann, wobei ein Auslöser zum Absperren der ausgangsseitigen Produktleitung auf Grundlage des in dem vorgelagerten Schritt zunächst ermittelten Volumens und eines nominellen Fassungsvermögens der Behandlungsanlage berechnet wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung von Produktbehandlungsanlagen, insbesondere Kurzzeiterhitzungsanlagen aufzuzeigen, mit dem die vorgenannten Nachteile vermieden werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Behandlungsanlage ist entsprechend dem Patentanspruch 9 ausgebildet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht eine organisatorische Verknüpfung zweier, bisher unabhängig voneinander durchgeführten Prozesse vor, und zwar in der Weise, dass bisher zeitlich nacheinander oder unabhängig voneinander durchgeführte Verfahrensschritte in zwei aufeinanderfolgenden Anlagenteilen einer Behandlungsanlage für Produkte, vorzugsweise einer Kurzzeiterhitzungsanlage derart miteinander verknüpft werden, dass der nachgelagerte Anlagenteil die für seinen Verfahrensschritt notwendige Flüssigkeitsmenge, vorzugsweise das entsprechende Substitutionsmedium zumindest zum Teil aus dem vorgelagerten Anlagenteil übernimmt und allenfalls dann auf eine eigene Flüssigkeitszufuhr zurückgreift, wenn die im Verfahrensschritt des vorgelagerten Anlagenteils angefallene Flüssigkeitsmenge nicht ausreicht. Insbesondere dann, wenn die Produktbehandlungsanlage eine Kurzzeiterhitzungsanlage ist, sind die genannten Verfahrensschritte jeweils die Vorbereitungsphasen am Beginn einer Wiederaufnahme der Produktion bzw. Behandlung oder die Vorbereitungsphasen bei einem Produktwechsel, wobei die während der Vorbereitungsphase im vorgelagerten Anlagenteil anfallende und dem nachgelagerten Anlagenteil zugeführte Flüssigkeit in der Produktleitung vorhandenes produktneutrales Medium, vorzugsweise Wasser, und/oder eine Mischphase aus diesem Medium und einem Produkt ist. Diese von dem vorgelagerten Anlagenteil bereitgestellte Flüssigkeit wird dann im nachgelagerten Anlagenteil als Substitutionsmedium für die Einstellung des Temperaturprofils des Kurzzeiterhitzers verwendet.
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Die Weiterleitung der Flüssigkeit, die in der Vorbereitungsphase des vorgelagerten Anlagenteils an der Schnittstelle ansteht, an den nachgelagerten Anlagenteil erfolgt während der Vorbereitungsphase des nachgelagerten Anlagenteils oder aber bereits zumindest teilweise vor der Beginn der Vorbereitungsphase des nachgelagerten Anlagenteils, im letzten Fall insbesondere auch dann, wenn dieses Flüssigkeit als Substitutionsmedium oder Bestandteil dieses Mediums während der Vorbereitungsphase des nachgelagerten Anlagenteils in diesem Anlagenteil in einem Kreislauf geführt wird.
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Zwischen dem vorgelagerten Anlagenteil und dem nachgelagerten Anlagenteil ist eine Schnittstelle gebildet, die für den Flüssigkeitsfluss vom vorgelagerten Anlagenteil an den nachgelagerten Anlagenteil gesteuert geöffnet und für eine Unterbrechung dieses Flüssigkeitsflusses gesteuert geschlossen werden kann. Zur Koordination und Steuerung werden Informationen über mindestens eine typische Eigenschaft, z.B. Art, Farbe, elektrischer Leitwert usw. der an der Schnittstelle anstehenden Flüssigkeit z.B. in einem Rechner oder in einer Anlagensteuerung ausgewertet, beispielsweise durch Vergleich entsprechender Daten oder Informationen mit im Rechner oder in der Steuerung abgelegten Sollwerten. Bei Eignung der an der Schnittstelle anstehenden Flüssigkeit als Substitutionsmedium wird diese dann den nachgelagerten Anlagenteil bei Bedarf weitergeleitet.
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Die für die Steuerung der Schnittstelle notwendigen Informationen oder Daten werden beispielsweise von wenigstens einer in der Produktleitung des vorgelagerten Anlagenteils angeordneten Sensoreinheit geliefert und/oder von einem elektronischen Schieberegister oder einer Schieberegisterfunktion des Rechners oder der Steuerung abgeleitet, wobei dieses Schieberegister oder diese Schieberegisterfunktion beispielsweise das während der Inbetriebnahme der Behandlungsanlage ermittelte Anlageverhalten bezüglich des Wechsels von produktneutralem Medium (z.B. Wasser) und Produkt in der Produktleitung abbildet, d.h. beispielweise diejenige Zeitdauer und/oder diejenige Menge abbildet, die bei einem vorgegebenen Druck und/oder Volumen der Produktleitung des jeweiligen Produktes benötigt wird, um das produktneutrale Medium mit dem zu verarbeitenden oder zu behandelnden Produkt vollständig aus der Produktleitung auszuschieben.
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Selbstverständlich wird auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Produktion oder Behandlung eines bestimmten Produkts, d.h. die eigentliche Betriebsphase erst dann eingeleitet und das für die Behandlung vorgesehene Produkt über das vorgelagerte Anlagenteil dem nachgelagerten Anlagenteil erst dann zugeleitet, wenn die Vorbereitungsphase für beide Anlagenteile abgeschlossen ist.
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Erfindungsgemäß ist die Behandlungsanlage eine Kurzzeiterhitzungsanlage , bei der der vorgelagerte Anlagenteil zumindest wenigstens eine Produktleitung zum Zuführen des jeweiligen Produktes und der nachgelagerte Anlagenteil einen Kurzzeiterhitzer aufweisen, dem während der Betriebs- oder Behandlungsphase das jeweilige Produkt über die wenigstens eine Produktleitung zugeführt wird und dessen Temperaturprofil in der Vorbereitungsphase unter Verwendung eines den Kurzzeiterhitzer durchströmenden Substitutionsmediums eingestellt wird, und dass die über die Schnittstelle zugeführte Flüssigkeit als Substitutionsmedium verwendet wird.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das erfindungsgemäße Verfahren also beispielsweise so ausgestaltet,
dass die an der Schnittstelle anstehende Flüssigkeit bei Eignung als Substitutionsmedium für das Produkt an den nachgelagerten Anlagenteil weitergeleitet wird,
oder
dass die an der Schnittstelle anfallende oder anstehende Flüssigkeit als Substitutionsmedium für die Vorbereitungsphase an den nachgelagerten Anlagenteil weitergeleitet wird,
oder
dass die an der Schnittstelle anfallende oder anstehende Flüssigkeit dann als Substitutionsmedium an den nachgelagerten Anlagenteil weitergeleitet wird, wenn sich diese Flüssigkeit hinsichtlich ihrer Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich Art, Farbe, elektrischer Leitwert usw. deutlich von den Eigenschaften des zu behandelnden Produktes unterscheidet,
oder
dass die Vorbereitungsphasen der Anlagenteile zeitgleich, zumindest aber zeitlich überlappend durchgeführt werden,
oder
dass die in der Vorbereitungsphase des vorgelagerten Anlagenteils anfallende Flüssigkeit Wasser und/ oder ein Wasser-Produkt-Gemisch ist,
oder
dass im nachgeordneten Anlagenteil während der gesamten Vorbereitungsphase ausschließlich die über die Schnittstelle zugeführte Flüssigkeit als Substitutionsmedium verwendet wird,
oder
dass die Behandlungsanlage so gesteuert wird, dass die Weiterleitung und/oder Durchleitung der an der Schnittstelle anstehenden Flüssigkeit die Vorbereitungsphase des nachgelagerten Anlagenteils und die Zeitdauer dieser Vorbereitungsphase nicht beeinträchtigt,
wobei die vorstehenden Merkmale jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination verwendet sein können.
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Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung wird im Folgenden am Beispiel einer Anlage zur Behandlung von flüssigen Produkten, insbesondere Getränken, durch Kurzzeiterhitzung näher erläutert.
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Die in der Figur in einer schematischen Funktionsdarstellung wiedergegebene Gesamtanlage 1 umfasst u.a. eine Tankanordnung 2 (z. B. in einem Getränkekeller) mit mehreren Einzel- oder Produkttanks 3, die von Tank zu Tank unterschiedliche Produkte enthalten. Die Gesamtanlage 1 umfasst weiterhin eine Tankanordnung 4, die ebenfalls mehrere Einzel- oder Produkttanks 5 umfasst und zwar zur sortenreiner Aufnahme jeweils eines Produktes einer bestimmten Art oder Sorte nach seiner Behandlung.
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Zwischen den beiden Tankanordnungen 2 und 3 befindet sich die eigentliche Behandlungsanlage 6, die insbesondere dazu dient, das jeweilige einem Produkttank 3 entnommene Produkt für eine Sterilisation oder Pasteurisation einer kurzzeitigen Wärmebehandlung zu unterziehen, bevor dieses Produkt an den zugehörigen Produkttank 5 weitergeleitet wird.
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Die Produktbehandlungsanlage 6 umfasst bei der dargestellten Ausführungsform einen Anlagenteil 7, welcher im Wesentlichen von einer Versorgungsleitung 8 für das jeweilige Produkt gebildet ist, und einen Anlagenteil 9, welcher im Wesentlichen von einem Kurzzeiterhitzer 10 für die Wärmebehandlung des jeweiligen Produktes gebildet ist. Der Kurzzeiterhitzer 10 besitzt beispielsweise den üblichen Aufbau, vorzugsweise mit einem Vorwärmebereich 10.1, einem Erhitzerbereich 10.2 und einem Abkühlbereich 10.3, wobei diese Bereiche in der vorstehenden Reihenfolge von dem Produkt beim Behandeln durchströmt werden und beim Behandeln des Produktes jeweils mit einer einem vorgegebenen Temperaturprofil entsprechende Soll-Temperatur betrieben sind. Bezogen auf die Flussrichtung des Produktes während des Normal- oder Dauerbetriebes der Gesamtanlage 1 ist der Anlagenteil 7 dem Anlagenteil 9 vorgelagert. Der Anlagenteil 7 wird daher auch als vorgelagerter Anlagenteil und der Anlagenteil 9 als nachgelagerter Anlagenteil bezeichnet. Zwischen den beiden Anlagenteilen 7 und 9 befindet sich eine Schnittstelle 11 mit wenigstens einem Steuerventil 12, welches von einer Anlagensteuerung 13 in der nachstehende noch näher beschriebenen Weise gesteuert wird. Bezogen auf die Strömungsrichtung des Produktes während des normalen Betriebes der Gesamtanlage 1 befindet sich in der Produktleitung 8 vor der Schnittstelle 11 ein Sensor 14, der wenigstens ein für die Eigenschaft (QT) des Produktes und/oder für die Eigenschaft einer anderen, vom Produkt unterschiedlichen Flüssigkeit typisches Messsignal an die Anlagensteuerung 13 liefert.
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Bei der Aufnahme des Betriebes der Gesamtanlage 1 oder aber bei einem Produktwechsel ist es bisher üblich, beide Anlagenteile 7 und 9 zunächst in getrennten, beispielsweise auch zeitlich aufeinander folgenden Verfahrensabschnitte oder Vorbereitungsphasen jeweils auf den für die Behandlung des jeweiligen Produktes notwendigen Zustandes zu bringen. So ist es unter anderem erforderlich den Anlagenteil 9 und den Kurzzeiterhitzer 10 bzw. dessen Stufen 10.1 - 10.3 auf das für die Wärmebehandlung erforderliche Temperaturprofil einzustellen, und zwar unter Verwendung von Frischwasser als Substitutionsmedium, welches bei gesperrter Schnittstelle 11 über einen Frischwasseranschluss 15 zugeführt und nach dem Durchströmen des Kurzzeiterhitzers 10 über einen Auslass 16 verworfenen, d. h. beispielsweise in einen Gully abgeleitet wird. Während dieser Vorbereitungsphase wird der Kurzzeiterhitzer 10 zumindest so lange von dem Substitutionsmedium durchströmt, bis das erforderliche Temperaturprofil für den Kurzzeiterhitzer erreicht ist. Während dieser Vorbereitungsphase ist es auch möglich, dass das Substitutionsmedium zumindest zum Teil oder zeitweise in einem Kurzzeiterhitzer 10 einschließenden geschlossenen Kreislauf bewegt wird. Nachteilig ist bei dem bekannten Verfahren aber, dass das von Frischwasser gebildete Substitutionsmedium vor der Aufnahme des eigentlichen Betriebes der Gesamtanlage 1 in jedem Fall über den Auslass 16 verworfen werden muss.
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Vor der Aufnahme des eigentlichen Betriebes der Anlage ist bisher weiterhin eine Vorbereitung des Anlagenteils 7 in einer Vorbereitungsphase erforderlich, und zwar in der Weise, dass in der Produktleitung 8 des Anlagenteils 7 vorhandenes produktneutrales Medium, z.B. Wasser oder Medium-Produkt-Gemische von dem aus einem Einzeltank 3 zugeleiteten zu behandelnden Produkt ausgeschoben und bei geschlossener Schnittstelle 11 über den Auslass 17 oder bei geöffneter Schnittstelle 11 über den Anlagenteil 9 und den Auslass 16 an einen Gully abgeleitet bzw. verworfen wird. Im letzten Fall erfolgt dann die Vorbereitungsphase des Anlagenteils 7 erst zeitlich nach Abschluss der Vorbereitungsphase des Anlagenteils 9. Das in der Produktleitung 8 vorhandene produktneutrale Medium und das in der Produktleitung 8 vorhandene Medium-Produkt-Gemisch resultieren daraus, dass am Ende einer zeitlich vorausgegangenen Betriebs- oder Behandlungsphase der Gesamtanlage 1 in der Produktleitung 8 vorhandenes Produkt in den Anlagenteil 9 ausgeschoben wurde. Auch bei einem Produktwechsel ist es in der Regel erforderlich, in einer Vorbereitungsphase des Anlagenteils 9 nicht nur das Temperaturprofil des Kurzzeiterhitzers 10 neu einzustellen und/ oder nach zu justieren, sondern es ist insbesondere auch erforderlich, in die Produktleitung 8 zur Produkttrennung in die Produktleitung des Anlagenteils 7 produktneutrales Medium, in der Regel Frischwasser einzubringen und mit dem nach dem Produktwechsel zu verarbeitenden Produkt bei weiterhin geschlossener Schnittstelle 11 das in der Produktleitung 8 des Anlagenteils 7 vorhandene produktneutrale Medium und das Medium-Produkt-Gemisch mit dem zu verarbeitenden Produkt auszuschieben und über den Auslass 17 abzuleiten. Durch die strikte Trennung der Vorbereitungsphasen der beiden Anlagenteile 7 und 9 ergeben sich ein erhöhter Verbrauch, ein nicht unerheblicher Verlust an teurem Produkt und/oder Frischwasser und/oder eine erhebliche Gesamtdauer der Vorbereitungsphasen ohne eine sinnvolle Nutzung der in diesen Vorbereitungsphasen anfallenden Flüssigkeitsmengen.
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Um den vorgenannten Nachteil zu vermeiden sieht die Erfindung vor, dass die Vorbereitungsphasen der Anlagenteile 7 und 9 bei einem Wiederanfahren der Gesamtanlage und/oder bei einem Produktwechsel nicht nur parallel, d.h. zeitgleich oder im Wesentlichen zeitgleich ablaufen, sondern insbesondere auch die in der Vorbereitungsphase des Anlagenteils 7 anfallende Flüssigkeit, d.h. das anfallende produktneutrale Medium, vorzugsweise Wasser und/oder das anfallende Medium-Produkt-Gemisch, vorzugsweise Wasser-Produkt-Gemisch zumindest als Teilmenge des Substitutionsmediums für die Vorbereitungsphase des Anlagenteils 9 verwendet wird. Hierfür wird mit dem Sensor 14 die Eigenschaft der über die Schnittstelle 11 im Anlagenteil 9 zugeführte Flüssigkeit ständig dahin gehend überwacht, ob diese Flüssigkeit hinsichtlich ihrer Eigenschaft als Substitutionsmedium für die Vorbehandlung des Anlagenteils 9 geeignet ist, d.h. produktneutrales Medium, z.B. Wasser oder allenfalls ein Medium-Produkt-Gemisch, z.B. Wasser-Produkt-Gemisch ist. Die von der Sensoreinrichtung 14 und/oder von dem Schieberegister oder der Schieberegisterfunktion gelieferten Informationen werden mit in der Anlagensteuerung 13 hinterlegten Sollwerten für die Zulassung der Einspeisung der an der Schnittstelle 11 anstehenden Flüssigkeit in den Anlagenteil 9 abgeglichen. Erfüllt die an der Schnittstelle 11 anstehende Flüssigkeit die Sollwerte, so wird die Schnittstelle 11 geöffnet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die Schnittstelle zwischen dem vorgelagerten Anlagenteil 7 und dem nachgelagerten Anlagenteil 9 während der Vorbereitungsphase dieser Anlagenteile immer dann dynamisch geöffnet, wenn die Eigenschaften an der Schnittstelle 11 anstehenden Flüssigkeit eine Verwendung als substituierende Flüssigkeit im Anlagenteil 9 erlauben.
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Die in der Vorbereitungsphase im Anlagenteil 7 anfallende Flüssigkeit durchströmt als Substitutionsmedium unter anderem den Kurzzeiterhitzer 10 des Anlagenteils 9. Falls die von dem Anlagenteil 7 in der Vorbereitungsphase gelieferte Flüssigkeitsmenge für die Vorbereitungsphase des Anlagenteils 9 nicht ausreichend ist, wird über den Frischwasseranschluss 15 auch eine gewisse Menge an Frischwasser zugeführt. Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Möglichkeit, dass während der Vorbereitungsphase des Anlagenteils 9 das Substitutionsmedium zumindest zeitweise und/oder zumindest eine Teilmenge des Substitutionsmediums währende der Vorbereitungsphase des Anlagenteils 9 in einem den Kurzzeiterhitzer 10 einschließenden Kreislauf bewegt wird.
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Beispielsweise in Abhängigkeit von dem Messsignal des Sensors 14 wird über die Anlagensteuerung 13 durch Schließen der Schnittstelle 11 das Zuführen von Flüssigkeit aus dem Anlagenteil 7 an den Anlagenteil 9 zunächst dann gesperrt, wenn die Vorbereitungsphase des Anlagenteils 9 noch nicht abgeschlossen ist und reines Produkt aus einem Einzeltank 3 an der Schnittstelle 11 bzw. an dem Sensor 14 ansteht. Nach Abschluss der Vorbereitungsphase des Anlagenteils wird bei geöffneter Schnittstelle 11 mit dem über den Anlagenteil 8 zugeführten Produkt das Substitutionsmedium aus dem Anlagenteil 9 ausgeschoben und das am Ausgang des Anlagenteils 9 anstehende, behandelte Produkt dem zugehörigen Produkttank 5 zugeführt.
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Schon allein dadurch, dass die Vorbereitungsphasen der Anlagenteile 7 und 9 zeitgleich oder zumindest zeitlich überlappend, bevorzugt mit großer Überlappungsdauer durchgeführt werden, ergibt sich eine deutliche Reduzierung der Prozesszeit der Vorbereitungsphasen insgesamt, d.h. eine deutliche Reduzierung der Gesamtdauer dieser Phasen. Die Überlappungsdauer ist dabei bevorzug größer als die halbe Prozesszeit oder Dauer der kürzeren Vorbereitungsphase. In diesem Sinne ergibt sich eine Reduzierung der Gesamtdauer der Vorbereitungsphasen auch dann, wenn das Verwerfen oder Ableiten der Flüssigkeit, die in der Vorbereitungsphase des Anlagenteils 7 an der Schnittstelle 11 anfällt, über den Anlagenteil 9 bzw. an den dortigen Gully oder Auslass 16 erfolgt, und zwar zeitgleich oder zumindest zeitlich überlappend mit der Vorbereitungsphase des Anlagenteils 9, in der einem Frischwasseranschluss entnommenes Frischwasser und/oder eine andere Flüssigkeit als substituierendes Medium verwendet und dieses Medium für die Vorbereitung des Anlagenteils 9 beispielsweise in einem den Kurzzeiterhitzer 10 einschließenden Kreislauf geführt wird. Vorzugsweise wird dieser Kreislauf für die Dauer der Substitution unterbrochen.
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Weiterhin ergibt sich durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise eine Reduzierung des Flüssigkeits- oder Wasserverbrauchs dadurch, dass in der Vorbereitungsphase des nachgelagerten Anlagenteils 9 im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahrensweisen zumindest teilweise auf Frischwasser verzichtet werden kann. Lediglich eventuelle Fehlmengen an Substitutionsmedium werden durch Frischwasser aus dem Frischwasseranschluss 15 ergänzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gesamtanlage
- 2
- Tankanordnung
- 3
- Produkttank
- 4
- Tankanordnung
- 5
- Produkttank
- 6
- Behandlungsanlage
- 7
- Anlagenteil
- 8
- Produktleitung
- 9
- Anlagenteil
- 10
- Kurzzeiterhitzer
- 10.1 - 10.3
- Stufen oder Bereiche des Kurzzeiterhitzers 10
- 11
- Schnittstelle
- 12
- Steuerventil
- 13
- Anlagensteuerung
- 14
- Sensoranordnung
- 15
- Frischwasseranschluss
- 16, 17
- Auslass
