DE102018109612A1

DE102018109612A1 - Desodorisierungsvorrichtung für Abluft aus Heißluftbehandlungsanlagen für Lebens- und/oder Futtermittel

Info

Publication number: DE102018109612A1
Application number: DE102018109612.7A
Authority: DE
Inventors: Tatiana GUZUN; Carlos Alberto Ramos Diogo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2019-10-24
Also published as: US20210031132A1; EP3781290A1; WO2019202122A1

Abstract

Desodorisierungsvorrichtung (100) für Abluft aus Heißluftbehandlungsanlagen für Lebens- und/oder Futtermittel, wenigstens umfassend:- eine Behandlungseinheit (10, 20) mit einem Gehäuse (11, 21), das einen zwischen wenigstens einem Abluftansaugstutzen (12) und wenigstens einem Abluftauslassstutzen (22) angeordneten, durchströmbaren Behandlungsraum (18) aufweist, wobei in dem durchströmbaren Querschnitt der Behandlungseinheit (10) wenigstens ein Kondensatorelement (15) und ein Aktivkohlefilterelement (23) angeordnet sind (ist) und- eine Ventilatoreinheit (50) zum Durchleiten der Abluft durch die Behandlungseinheit (10).In dem Behandlungsraum (18) mündet wenigstens eine Frischluftzuleitung (30), wobei der durchströmbare Querschnitt der Frischluftzuleitung (30) mit einem motorisch angetriebenen Stellventil (32) veränderbar und/oder verschließbar ist. Stromabwärts der Einmündung der Frischluftzuleitung (30) in den Behandlungsraum (18) ist zudem wenigstens ein Filterelement (16, 17, 23) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Desodorisierungsvorrichtung für Abluft aus Heißluftbehandlungsanlagen für Lebens- und/oder Futtermittel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Insbesondere bei der Heißluftbehandlung für Lebens- und/oder Futtermittel entstehen organische Geruchsstoffe, die mit hoher Temperatur und meist auch mit entsprechender Feuchte beladen anfallen und daher nicht einfach an die Umgebung abgelassen werden können. Eine gründliche Filterung über Kondensatorelemente und mehrstufige Filter ist zwar naheliegend, erfordert aber zu viel Bauraum und insbesondere zu viel Energie zum Betrieb der Ventilatoren, da diese Elemente ein starkes Strömungshindernis bilden, das überwunden werden muss
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine energieeffiziente Desodorisierungsvorrichtung anzugeben, bei der am Auslass des Abluftkamins nur noch sehr geringe Konzentrationen von geruchsbildenden Stoffen an die Umgebungsluft abgegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Desodorisierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Insbesondere ist die Desodorisierungsvorrichtung für die Behandlung von Abluft aus Heißluft-Behandlungsanlagen für Lebens-und/oder Futtermittel vorgesehen. Sie kann aber auch in anderen Anwendungsfeldern eingesetzt werden, wo Geruchsstoffe als Gas oder Dampf in warmer Abluft enthalten sind.
Mit der erfindungsgemäßen Desodorierungsvorrichtung stellt sich ein Verfahren zur Reinigung von Abluft aus Heißluft-Behandlungsanlagen für Lebens- und/oder Futtermittel wie folgt dar:
Eine Ventilatoreinheit wird eingeschaltet, sodass über Rohrleitungen die Abluft von angeschlossenen Heißluft-Behandlungsanlagen abgesaugt wird und in einen Behandlungsraum einer Behandlungseinheit eingeblasen wird. Die Ventilatoreinheit erzeugt einen Luftstrom, der die angesaugte Abluft zunächst durch wenigstens ein in der Behandlungseinheit angeordnetes Kondensatorelement leitet.
Je nach Umgebungstemperatur und Luftfeuchte der angesagten Abluft ist das Kondensatorelement nur durch angesaugte Frischluft luftgekühlt oder es ist nach Art eines Wärmetauschers ausgebildet, so dass in einem von dem Abluftstrom getrennten Kreislauf von einem Kühlmittel durchflossen wird.
In der Kondensatoreinheit werden gas- und dampfförmige Anteile der Abluft kondensiert und in flüssiger Form nach außen abgeleitet. Oberhalb des Kondensatorelements ist der Strömungsquerschnitt durch wenigstens ein Filterelement abgeschlossen. Die bereits von kondensierbaren Anteilen gereinigte Abluft wird an dieser Stelle zusätzlich durch wenigstens ein Trockenfilterelement geleitet.
Um eine effiziente Luftströmung zu erzeugen, schließt sich an die Behandlungseinheit vorzugsweise ein Abluftkamin an, in welchem zur besseren Entlüftung des Behandlungsraums und zum Ableiten der gereinigten Abluft an die Umgebung eine weitere Ventilatoreinheit angeordnet ist. Durch eine elektrische Kopplung der beiden Ventilatoreinheiten, die stromaufwärts und stromabwärts der Behandlungseinheit angeordnet sind, und eine Abstimmung der jeweils geförderten Volumenströme kann eine weitgehend laminare Luftströmung erzielt werden.
Durch einen Tropfenabscheider und/oder ein weiteres Vorfilterelement werden insbesondere aus der Kondensationsstufe mitgerissene und nicht kondensierte, tröpfchenförmige Partikel oder Staubanteile abgesondert. Die daraus heraustretende, inzwischen weitgehend trockene Abluft wird schließlich noch durch wenigstens einen Aktivkohlefilter geleitet, um organische, gasförmige Anteile der Abluft, die zur Geruchsbildung beitragen, abzusondern.
Die Abluftreinigung durch Kondensations- , Abscheider- und Filterstufen stellt aber nur einen Bestandteil des erfindungsgemäßen Konzepts zur Geruchsreduzierung dar.
Durch die Kondensation und Filtration wird zwar bereits ein großer Anteil der geruchsbildenden Stoffe aus der Abluft abgeschieden, jedoch wäre in vielen Anwendungsfällen eine mehrstufige Filterung erforderlich, um Restkonzentrationen der geruchsbildenden Stoffe unterhalb der jeweiligen Wahrnehmungsschwelle zu erreichen. Mit noch mehr Filterelementen wären jedoch zwei wesentliche Nachteile verbunden, nämlich zum einen ein hoher Energieverbrauch, um die Abluftmenge mit starken Ventilatoren durch die zahlreichen Strömungshindernisse, welche durch die Kondensator- und Filterelemente gebildet werden, durchzudrücken, und zum anderen ein hoher Verbrauch an Filtermedien.
Die Erfindung geht hier einen anderen Weg, indem sie die Filterung nur soweit vornimmt, dass bereits abgekühlte Abluft mit gasförmigen Restanteilen von Geruchsstoffen vorliegt, und dass sie ansonsten eine Frischluftzuleitung mit veränderbaren Querschnitt vorsieht und darüber eine Verdünnung der Abluft vornimmt. Eine vollständige Eliminierung der Geruchstoffe und eine chemisch reine Abluft ist nämlich in den vorgesehenen Anwendungsfeldern gar nicht erforderlich, da die geruchsbildenden Stoffe, die bei der Lebensmittel- und Futterbehandlung entstehen, nicht toxisch sind und jedenfalls bei geringen Konzentrationen nicht umweltgefährdend oder gesundheitsbeeinträchtigend sind. Vielmehr werden die geruchsbildenden Stoffe nur vom Menschen als unangenehmer olfaktorischer Reiz empfunden, wenn sie in höheren Konzentrationen auftreten.
Die Querschnittsänderung wird durch ein motorisches Stellventil erzielt, das ebenso wie die Ventilatoreinheit und die gegebenenfalls zusätzlich vorhandene Entlüftungseinheit an eine Regeleinheit angeschlossen werden kann. Zusätzlich können auch Sensoren angeschlossen werden, die insbesondere im Verlauf des Abluftkamins angeordnet sind und die bestimmte Stoffkonzentrationen messen.
Durch die Frischluftzuleitung wird eine weitgehende Verdünnung der Abluft erreicht. Die Frischluftzuleitung kann noch mit einem Vorfilter in ihrem Ansaugstutzen versehen sein, sodass dem Behandlungsraum weitgehend reine Frischluft zugeführt wird, die die Filtermedien im Behandlungsraum nicht zusätzlich belastet. Im Gegenteil führt der Anteil an Frischluft in der Abluft dazu, dass die Schadstoffe feiner verteilt werden, bevor sie durch die Filtermedien geleitet werden. Die seitliche Einleitung der Frischluft ist dabei ebenfalls von besonderer Bedeutung, da so im Behandlungsraum eine zusätzliche Strömung quer zur Hauptströmungsrichtung des Abluftstroms erzeugt wird. Dadurch wird die Abluft besser im Behandlungsraum verteilt und folglich werden die zur Verfügung stehenden Oberflächen des Kondensatorelements wie der Filterelemente besser ausgenutzt.
Ein weiterer Effekt der Frischluftzufuhr unmittelbar an der Seitenwand des Behandlungsraums ist der Kühleffekt. Schon durch die zugeführte Frischluft erfolgt eine Abkühlung und möglicherweise Kondensation der gas- und dampfförmigen Anteile in der Abluft. In jedem Fall erfolgt durch die Frischluft eine andauernde Kühlung des Kondensatorelements. Die durch die Frischluft zusätzlich eingetragene Feuchte kann zusätzlich gasförmige, staubförmige oder tröpfchenförmige Schadstoffe in der Abluft binden. Nur wenn die Raumlufttemperatur zu hoch ist, nämlich insbesondere höher als etwa 25 °C ist, und wenn die Feuchte der von außen zugeführten Frischluft gleichzeitig zu gering ist, nämlich insbesondere weniger als 70 % beträgt, dann ist der Kühlungs- und Kondensationseffekt durch die eingeleitete Frischluft zu gering und die Kondensationsleistung muss durch eine aktive Kühlung des Kondensatorelements, das in einen Kühlmittelkreislauf eingebunden ist, erreicht werden.
Solange jedoch ausreichend kühle und feuchte Frischluft zur Verfügung steht, kann auf den Betrieb einer Kältemaschine verzichtet werden, sodass der Energiebedarf für den Betrieb gering ist.
Kann die gewünschte Restkonzentration an Geruchsstoffen mit wenig Verdünnung durch Frischluft erreicht werden, wird die Frischluftzufuhr gestoppt oder reduziert, indem das motorische Stellventil den Querschnitt verändert.
Das anfallende Kondensat wird vorzugsweise und vorzugsweise automatisch dekantiert, um beispielsweise wässrige Bestandteile von öligen zu trennen. Sofern die so erhaltenen Fraktionen des Kondensats nicht direkt recycelt werden können oder für andere Zwecke nutzbar sind, können sie auch dazu benutzt werden, um das zur Behandlung in der Heißluftbehandlungsanlage vorgesehene Ausgangsmaterial vor der Behandlung zu befeuchten und/oder um bei der folgenden Heißluftbehandlung mehr lösliche Stoffe während der Behandlung abscheiden zu können. Möglich ist auch, nach der Behandlung eine Nachbefeuchtung mittels der erneuten Zugabe des Kondensats vorzunehmen. Bei diesem Kreislauf werden dem Lebens- oder Futtermittel nur diejenigen Stoffe wie Wasser mit Geruchsmolekülen oder Öle wieder zugeführt, die zuvor abgeschieden worden sind. Es werden also keine Fremdstoffe eingebracht und es wird ein natürlicher Kreislauf gebildet, durch den die Mengen an Abfallstoffen deutlich reduziert werden können oder Abfallstoffe sogar ganz vermieden werden können.
Zusammengefasst sind die Vorteile der Verdünnung der vorgefilterten Abluft durch Frischluftzufuhr in den Behandlungsraum wie folgt:

- Durch kontinuierliche Kühlung und zusätzlich eingeführten Wasserdampf wird das Kondensationsergebnis für flüchtige Bestandteile in der Abluft verbessert.
- Die Durchsatzleistung des Kondensatorelements wie der Filterelemente wird verbessert, weil durch Verwirbelungen im Behandlungsraum die zur Verfügung stehenden Oberflächen vollständig ausgenutzt werden, gerade auch in den Randbereichen.
- Durch die Frischluftzufuhr wird eine Verdünnung erreicht, die die Konzentrationen der Geruchsstoffe in der aus der Behandlungseinheit herausgeführten Abluft wesentlich reduziert.

Insgesamt ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Desodorisierungsvorrichtung ein ebenso vielseitig einsetzbares wie hoch effizientes System, das nur geringen Bauraum erfordert und im Betrieb wenig Energie verbraucht.
Die Behandlungseinheit mit dem Kondensatorelement und die Rohr- und Kaminleitungen sind bevorzugt aus Edelstahl gebildet, um das System so auszubilden, dass es korrosionsfest und gut zu reinigen ist. Die Ventilatoreinheit umfasst vorzugsweise luftführende Teile und ein Lüfterrad aus Polypropylen, damit an diesen Teilen nur eine geringe Haftung von Fettnebel usw. besteht und eine gute Reinigung möglich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

1 zeigt eine Desodorierungsvorrichtung in einer schematischen, seitlichen Ansicht;
2 die Behandlungseinheit in perspektivischer Ansicht;
3 die teilweise geöffnete und geschnittene Behandlungseinheit ohne den oberen Teil,
4 die Behandlungseinheit mit einem teilweise herausgezogenen Einsatzelement; und
5 eine Filtereinheit.

1 zeigt eine Desodorierungsvorrichtung in einer schematischen, seitlichen Ansicht. Im unteren Bereich sind mehrere Rohrleitungen 51, 52 angeordnet, die mit Entlüftungsöffnungen von verschiedene Heißluftbehandlungsanlagen für Lebens- und/oder Futtermittel verbunden sind. Die Rohrleitungen 51, 52, 53 vereinigen sich zu einer gemeinsamen Ansaugleitung, die mit einer Ventilatoreinheit 50 verbunden ist. Die Ventilatoreinheit 50 wiederum ist unmittelbar mit einem Ablufteinlassstutzen 12 einer Behandlungseinheit 10 verbunden, welche außerdem einen Abluftauslassstutzen 22 an der Oberseite aufweist. Seitlich führt eine Frischluftzuleitung 30 in die Behandlungseinheit 10. Oberhalb des Abluftauslassstutzens 22 schließt sich ein Abluftkamin 40 an, der einen ersten Teilabschnitt 41 und einen zweiten eilabschnitt 42 umfasst. Dazwischen ist eine Entlüftungseinheit 43 angeordnet, die ebenfalls wenigstens einen Ventilator enthält.
Die Behandlungseinheit 10 ist in 2 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Sie besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 11 mit dem Ablufteinlassstutzen 12 und einer seitlich mündenden Frischluftzuleitung 30. Der Querschnitt des Gehäuses 11 ist nach oben hin offen. Daran schließt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar ein Filtergehäuse 20 an, das sich nach oben hin zu einem Abluftauslassstutzen 22 verjüngt.
Im Gehäuse 11 der Behandlungseinheit 10 ist in einer Seitenwand eine Wartungsklappe 13 vorgesehen, mit welcher der innenliegende Behandlungsraum zugänglich ist. Darüber sind zwei schubladenförmige Einsatzelement 14 vorgesehen, in die Filterelemente eingesetzt sind.
3 zeigt die teilweise geöffnete und geschnittene Behandlungseinheit 10 ohne den oberen Teil, also ohne die Filtereinheit. Im Behandlungsraum 18 im Inneren des Gehäuses 11 ist ein Kondensatorelement 15 eingesetzt.
4 zeigt nochmals die Behandlungseinheit 10 mit einem teilweise herausgezogenen Einsatzelement 14. In dem Einsatzelement 14 ist ein Tropfenabscheiderelement 17 angeordnet. Ein zusätzlicher Vorfilter 16 ist unterhalb des Einsatzelements 14, auf dem Kondensatorelement 15, welches hier nicht sichtbar ist, aufgelegt.
5 zeigt eine Filtereinheit 20 mit dem Gehäuse 21 und dem Abluftauslassstutzen 22, wobei die Gehäusewand teilweise durchbrochen ist, sodass die dahinterliegenden Filterelemente 23 sichtbar sind. Es handelt sich um röhrenförmige Filterelemente 23 mit einer durchströmbaren Aktivkohleschicht.

Claims

Desodorisierungsvorrichtung (100) für Abluft aus Heißluftbehandlungsanlagen für Lebens- und/oder Futtermittel, wenigstens umfassend: - eine Behandlungseinheit (10, 20) mit einem Gehäuse (11, 21), das einen zwischen wenigstens einem Abluftansaugstutzen (12) und wenigstens einem Abluftauslassstutzen (22) angeordneten, durchströmbaren Behandlungsraum (18) aufweist, wobei in dem durchströmbaren Querschnitt der Behandlungseinheit (10) wenigstens ein Kondensatorelement (15) und ein Aktivkohlefilterelement (23) angeordnet sind (ist), - eine Ventilatoreinheit (50) zum Durchleiten der Abluft durch die Behandlungseinheit (10), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Frischluftzuleitung (30) in dem Behandlungsraum (18) mündet, wobei der durchströmbare Querschnitt der Frischluftzuleitung (30) mit einem motorisch angetriebenen Stellventil (32) veränderbar und/oder verschließbar ist, und dass stromabwärts der Einmündung der Frischluftzuleitung (30) in den Behandlungsraum (18) wenigstens ein Filterelement (16, 17, 23) angeordnet ist.
Desodorisierungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensatorelement (15) mit einem Kühlkreislauf verbunden ist.
Desodorisierungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Behandlungseinheit (10, 20) wenigstens ein Vorfilterelement (16) vor dem Aktivkohlefilterelement (23) angeordnet ist.
Desodorisierungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Behandlungseinheit (10, 20) wenigstens ein Tropfenabscheiderelement (17) vor dem Aktivkohlefilterelement (23) angeordnet ist.
Desodorisierungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatoreinheit (50) stromaufwärts, unterhalb des Behandlungsraums (18) angeordnet ist.
Desodorisierungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatoreinheit (50) luftführende Teile und wenigstens ein Lüfterrad umfasst, die aus Polypropylen bestehen.
Desodorisierungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Abluftkamin (41, 42), der mit dem Abluftauslassstutzen (22) verbunden ist.
Desodorisierungsvorrichtung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf des Abluftkamins (41, 42) wenigstens eine Entlüftungseinheit (40) angeordnet ist.