DE102022122904A1

DE102022122904A1 - Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern und Verfahren zum Verdampfen von Kohlendioxid

Info

Publication number: DE102022122904A1
Application number: DE102022122904.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Schweier
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2022-09-09
Filing date: 2022-09-09
Publication date: 2024-03-14

Abstract

Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, umfassend eine Temperiereinrichtung zum Temperieren einer Komponente der Behälterbehandlungsanlage mit einem Temperiermedium und einen Kohlendioxid-Speicher zum Speichern von flüssigem Kohlendioxid, wobei die Temperiereinrichtung einen Medienspeicher zum Speichern des Temperiermediums umfasst und wobei die Behälterbehandlungsanlage eine Verdampfungseinrichtung umfasst, die ausgestaltet ist, der Verdampfungseinrichtung zugeführtes flüssiges Kohlendioxid durch Wärmeübertrag von in dem Medienspeicher gespeichertem Temperiermedium auf in der Verdampfungseinrichtung geführtem, flüssigem Kohlendioxid zu verdampfen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, entsprechend unabhängigem Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Verdampfen von Kohlendioxid zur Verwendung in einer Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, gemäß Anspruch 9.
Stand der Technik
In Behälterbehandlungsanlagen, wie beispielsweise in Anlagen im Bereich der getränkeverarbeitenden Industrie, ist es üblich, Kohlendioxid zu verwenden um beispielsweise Getränke zu Karbonisieren oder ein Spülen von Behältern vorzunehmen, bevor diese befüllt werden.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, verflüssigtes Kohlendioxid zur Verwendung in Behälterbehandlungsanlagen zunächst zu verdampfen, um es dann in Form von gasförmigem Kohlendioxid verschiedenen Kohlendioxidverbrauchern zuzuführen und so beispielsweise ein Karbonisieren eines Getränks zu erreichen.
Hierzu wird üblicherweise die für das Verdampfen des Kohlendioxids notwendige Wärme aus der Umgebungsluft entnommen. Alternativ ist es auch möglich, das Kohlendioxid durch einen Eisspeicher zu führen und mittels Wärmeaustausch ein Verdampfen zu bewirken.
Diese Verfahren haben jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass sie preisintensiv und nur mit hohem Komponenteneinsatz realisierbar sind.
Aus der DE 10 2012 213 298 A1 ist ein weiteres Verfahren bekannt, bei dem das flüssige Kohlendioxid mittels Wärmeaustausch mit einem flüssigen Bestandteil des in einen Behälter einzufüllenden Produkts verdampft wird. Da die Menge des zu verdampfenden Kohlendioxids jedoch über die Zeit nicht notwendig konstant bleibt (beispielsweise aufgrund sich verändernder Anforderungen der Kohlendioxidverbraucher) ist die Menge an zu verdampfendem CO₂ sowohl nach oben als auch nach unten begrenzt, da an die Temperatur des Produkts aufgrund hygienischer Anforderungen strenge Vorgaben gestellt werden. Außerdem geht mit Abfüllen des Produkts in den Behälter die aufgebrachte Energie verloren.
Aufgabe
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht die zu lösende technische Aufgabe somit darin, eine Behälterbehandlungsanlage und ein Verfahren zum Verdampfen von Kohlendioxid anzugeben, die energetisch günstig und gleichzeitig effizient sind.
Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Behälterbehandlungsanlage gemäß unabhängigem Anspruch 1 sowie das Verfahren zum Verdampfen von Kohlendioxid zur Verwendung in einer Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
Die erfindungsgemäße Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, umfasst eine Temperiereinrichtung zum Temperieren einer Komponente der Behälterbehandlungsanlage mit einem Temperiermedium, wobei die Temperiereinrichtung einen Medienspeicher zum Speichern des Temperiermediums umfasst und wobei die Behälterbehandlungsanlage eine Verdampfungseinrichtung umfasst, die ausgestaltet ist, der Verdampfungseinrichtung zugeführtes flüssiges Kohlendioxid durch Wärmeübertrag von in dem Medienspeicher gespeichertem Temperiermedium auf in der Verdampfungseinrichtung geführtem, flüssigem Kohlendioxid zu verdampfen.
Das flüssige Kohlendioxid kann in einem Kohlendioxid-Speicher, der Teil der Behälterbehandlungsanlage sein kann oder dieser zugeordnet sein kann (beispielsweise in Form auswechselbarer und/oder mit der Behälterbehandlungsanlage verbindbarer Vorlagebehälter für flüssiges Kohlendioxid), vorgehalten und der Verdampfungseinrichtung beispielsweise über geeignete Ventile und/oder Leitungen zugeführt werden.
Unter einer „Komponente der Behälterbehandlungsanlage“ soll im Folgenden ein funktionaler Bestandteil der Behälterbehandlungsanlage verstanden werden und nicht ein von der Behälterbehandlungsanlage zu behandelnder Behälter selbst. Das Temperiermedium wird also erfindungsgemäß in einem geschlossenen Kreislauf in der Behälterbehandlungsanlage geführt und stellt mithin nicht das in den Behälter abzufüllende Produkt selbst oder einen Teil des Produkts dar.
Das Temperiermedium kann insbesondere ein flüssiges Medium sein und liegt in dem Medienspeicher zumindest in flüssiger Form und nicht in fester Form vor.
Da das Verdampfen von CO₂ ein endothermer Prozess ist, kann das Temperiermedium zumindest teilweise gekühlt werden, was seinen Einsatz als Kühlmedium oder auch Heizmedium für Prozesse, die bei niedrigerer Temperatur als der Temperatur des Temperiermediums ablaufen, genutzt werden, ohne dass eine externe Energiezufuhr für das Verdampfen des Kohlendioxids selbst (abgesehen von dem Transport des flüssigen Kohlendioxids und/oder des Temperiermediums) erforderlich ist. Das Verdampfen des Kohlendioxids wird somit energetisch effizienter durchgeführt und gleichzeitig ein unerwünschter Verlust von Energie für weitere Prozesse in der Behälterbehandlungsanlage vermieden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Temperiereinrichtung ausgestaltet ist, mittels des Temperiermediums wenigstens eines von

- Kühlen der Komponente,
- Erwärmen der Komponente,
- Kühlen einer ersten Komponente der Behälterbehandlungsanlage und Erwärmen einer zweiten Komponente der Behälterbehandlungsanlage

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Behälterbehandlungsanlage eine erste Kühleinrichtung mit einer ersten Leistung und/oder eine zweite Kühleinrichtung mit einer zweiten Leistung umfasst, die ausgestaltet sind, das Temperiermedium zu kühlen, und wobei eine Steuereinheit der Behälterbehandlungsanlage ausgestaltet ist, basierend auf einer Temperatur des Temperiermediums die erste und/oder die zweite Kühleinrichtung zum Kühlen des Temperiermediums zu steuern. Da sich die Menge des zu verdampfenden Kohlendioxids insbesondere abhängig von dem Verbrauch des Kohlendioxids in Kohlendioxidverbrauchern über die Zeit ändern kann, ist auch die damit erzielte Wärmeübertragung pro Zeiteinheit von dem Temperiermedium an das zu verdampfende Kohlendioxid nicht notwendig konstant. Da andererseits das Temperiermedium auf eine in einem bestimmten Bereich liegende Temperatur temperiert sein muss (insbesondere gekühlt sein muss), um als Temperiermedium verwendet werden zu können, kann durch die erste und die zweite Kühleinrichtung, sofern notwendig, ein zusätzliches Kühlen des Temperiermediums bewirkt werden. Hiermit wird ein Kühlen des Temperiermediums auf die notwendige Temperatur in jedem Fall sichergestellt.
Insbesondere können die erste und die zweite Kühleinrichtung vorgesehen sein und die erste Leistung und die zweite Leistung können voneinander verschieden sein. Der Energieverbrauch für das Temperieren des Temperiermediums wird hiermit vorteilhaft reduziert, da die Kühleinrichtungen abhängig von dem tatsächlichen weiteren Kühlbedarf zugeschaltet werden können.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die erste Kühleinrichtung, die zweite Kühleinrichtung und der Medienspeicher über eine Zirkulationsleitung zum Zirkulieren des Temperiermediums verbunden sind. Die Zirkulationsleitung kann insbesondere unabhängig von einem sonstigen geschlossenen Kühlkreislauf für das Temperiermedium ausgestaltet sein, so dass das Temperiermedium zwischen dem Medienspeicher und der ersten und/oder zweiten Kühleinrichtung zirkulieren kann, ohne dass es durch weitere funktionale Komponenten der Behälterbehandlungsanlage geführt wird. Die Zirkulationsleitung kann insbesondere als eine ein Dreiwegeventil oder ein Bypassregelventil umfassende Zirkulationsleitung ausgestaltet sein, so dass ein Zuführen des Temperiermediums nur zu der ersten Kühleinrichtung oder nur zu der zweiten Kühleinrichtung möglich ist, sofern ein Kühlen mit einer dieser beiden Einrichtungen und nicht mit beiden für das Temperieren des Temperiermediums ausreichend ist. Hiermit wird eine konstruktiv einfache und gleichzeitig effiziente Kühlung des Temperiermediums erreicht. Beim Betrieb der Zirkulationsleitung kann beispielsweise gebildetes Eis an der Verdampfungseinrichtung gelöst werden. Die Zirkulationsleitung kann bei Stillstand der Kühleinrichtung betrieben werden. Alternativ oder ergänzend kann die Zirkulationsleitung auch bei Stillstand der Verdampfungseinrichtung betrieben werden.
Alternativ kann die Zirkulationsleitung bei Betrieb der Verdampfungseinrichtung und/oder der ersten und/oder zweiten Kühlreinrichtung betrieben werden. Dies bewirkt vorteilhaft, dass bei geringem Kältebedarf eine Mindestumwälzung des Medienspeichers erfolgt, wodurch eine Eisbildung an der Verdampfungseinrichtung vermieden bzw. vermindert wird.
Zusätzlich kann aus Sicherheits-/Stabilitätsgründen ein insbesondere parallel geschalteter weiterer CO2 Verdampfer vorgesehen sein, der gegen Luft kühlt. So können einzelne CO2 Verbrauchsspitzen ausgeglichen werden, wenn die Kapazität des Temperiermediums trotz der ersten und / oder zweiten Kühleinrichtung nicht ausreicht, um ausreichend verdampftes CO2 zur Verfügung zu stellen. Außerdem kann ein Weiterbetrieb der Behälterbehandlungsanlage sichergestellt werden für den Fall, dass andere Komponenten, wie der erfindungsgemäße CO2 Verdampfer ausfallen.
In einer Ausführungsform umfasst die Temperiereinrichtung einen geschlossenen Medienkreislauf für das Temperiermedium. Verlust von Wärmeenergie wird hiermit vermieden.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Behälterbehandlungsanlage einen Kohlendioxid-Verbraucher umfasst, wobei der Kohlendioxid-Verbraucher ausgestaltet ist, das Kohlendioxid zum Spülen eines Behälters und/oder zum Karbonisieren eines Produkts in einem Behälter und/oder zum Kühlen einer Verbraucher-Komponente zu verwenden. Der Kohlendioxid-Verbraucher ist hierauf nicht beschränkt. Auch andere Ausführungsformen, beispielsweise als Füller, Mixer oder Blasmaschine sowie Kühler für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) sind denkbar. Das für den Kohlendioxid-Verbraucher notwendige gasförmige Kohlendioxid wird mit dieser Ausführungsform auf energetisch effiziente Weise gewonnen. Unter dem Begriff einer Verbraucher-Komponente ist hierbei eine funktionale Komponente des Kohlendioxid-Verbrauchers zu verstehen, also zumindest nicht der Behälter oder das in einen Behälter abzufüllende Produkt selbst.
Ferner kann flüssiges Kohlendioxid der Verdampfungseinrichtung abhängig von einem Verbrauch von Kohlendioxid in dem Kohlendioxid-Verbraucher zugeführt werden. Hiermit wird sichergestellt, dass nur die Menge an Kohlendioxid verdampft wird, die auch für nachgeordnete Prozesse und insbesondere für den Betrieb der Kohlendioxid-Verbraucher notwendig ist, so dass eine Zwischenlagerung des verdampften CO₂ möglichst vermieden oder geringgehalten werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verdampfen von Kohlendioxid zur Verwendung in einer Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, die Behälterbehandlungsanlage umfassend eine Temperiereinrichtung, die eine Komponente der Behälterbehandlungsanlage mit einem Temperiermedium temperiert, wobei die Temperiereinrichtung einen Medienspeicher zum Speichern des Temperiermediums umfasst und wobei die Behälterbehandlungsanlage eine Verdampfungseinrichtung umfasst, umfasst ein Verdampfen von der Verdampfungseinrichtung zugeführtem, flüssigem Kohlendioxid durch Wärmeübertrag von in dem Medienspeicher gespeichertem Temperiermedium auf in der Verdampfungseinrichtung geführtem Kohlendioxid. Mit diesem Verfahren wird ein Verdampfen des Kohlendioxid auf energetisch effiziente Weise bewirkt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das Temperiermedium zu wenigstens einem von

In einer Ausführungsform umfasst die Behälterbehandlungsanlage eine erste Kühleinrichtung mit einer ersten Leistung und/oder eine zweite Kühleinrichtung mit einer zweiten Leistung, die ausgestaltet sind, das Temperiermedium zu kühlen, und wobei eine Steuereinheit der Behälterbehandlungsanlage die erste und/oder die zweite Kühleinrichtung zum Kühlen des Temperiermediums basierend auf einer Temperatur des Temperiermediums steuert. Die für das weitere Temperieren des Temperiermediums notwendige Energie kann so vorteilhaft reduziert werden.
Insbesondere können sowohl die erste als auch die zweite Kühleinrichtung vorgesehen sein und die erste Leistung und die zweite Leistung können voneinander verschieden sein. Diese Ausführungsform gewährleistet eine weitere Verbesserung der energetischen Effizienz.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Kühleinrichtung, die zweite Kühleinrichtung und der Medienspeicher über eine Zirkulationsleitung verbunden sind, in der das Temperiermedium zirkuliert werden kann, wobei das Zirkulieren des Temperiermediums von der Steuereinheit basierend auf der Temperatur des Temperiermediums gesteuert wird. Ein kontrolliertes und energetisch effizienteres Temperieren des Temperiermediums wird hiermit bewirkt.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Behälterbehandlungsanlage einen Kohlendioxid-Verbraucher umfasst, wobei der Kohlendioxid-Verbraucher das Kohlendioxid zum Spülen eines Behälters und/oder zum Karbonisieren eines Produkts in einem Behälter und/oder zum Kühlen einer Verbraucher-Komponente verwendet. Mit dieser Ausgestaltung wird das notwendige gasförmige Kohlendioxid energetisch effizient zur Verfügung gestellt.
In einer weiteren Ausführungsform wird flüssiges Kohlendioxid der Verdampfungseinrichtung abhängig von einem Verbrauch von Kohlendioxid in dem Kohlendioxid-Verbraucher zugeführt. Ein Zwischenspeicher des gasförmigen Kohlendioxids kann somit reduziert oder gänzlich vermieden werden, was auch zur energischen Effizienz des Verfahrens beiträgt.
Kurze Beschreibung der Figuren

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Behälterbehandlungsanlage gemäß einer Ausführungsform

Ausführliche Beschreibung
1 zeigt eine Behälterbehandlungsanlage 100 gemäß einer Ausführungsform. Die Behälterbehandlungsanlage 100 umfasst erfindungsgemäß eine Temperiereinrichtung 101, die zum Temperieren einer Komponente 190 der Behälterbehandlungsanlage mittels eines Temperiermediums, das in einem Medienspeicher, der hier identisch mit der Temperiereinrichtung 101 schematisch gezeigt ist, vorgehalten wird, ausgestaltet ist.
Bei dem Temperiermedium kann es sich beispielsweise um Wasser oder ein Wasser/Glykol-Gemisch oder ein ähnliches flüssiges Medium handeln. Die Komponente 190 ist dabei als eine funktionale Komponente der Behälterbehandlungsanlage zu verstehen. Dies bedeutet insbesondere, dass es sich um einen Bestandteil der Behälterbehandlungsmaschine 100 handelt und nicht um einen mit der Behälterbehandlungsanlage zu behandelnden Behälter und/oder das in den Behälter abzufüllende Produkt selbst. Insofern kann es sich bei der Komponente 190 beispielsweise um Bestandteile einer Blasformmaschine oder eines Füllers oder einer prozesstechnischen Anlage handeln, wie etwa eine Blasform oder ein Heizelement einer Blasformmaschine oder ein Produkttank des Füllers oder ein Produktkühler einer prozesstechnischen Anlage, der durch das Temperiermedium temperiert werden soll.
Weiterhin umfasst die Behälterbehandlungsanlage 100 einen Kohlendioxid-Speicher 103, in dem Kohlendioxid in flüssiger Form vorgehalten wird, oder ein solcher Kohlendioxid-Speicher 103 kann der Behälterbehandlungsanlage 100 zugeordnet sein. Beispielsweise kann der Kohlendioxid-Speicher 103 als ein oder mehrere austauschbare Vorlagebehälter für flüssiges Kohlendioxid ausgestaltet sein. Der Kohlendioxid-Speicher 103 ist somit nicht zwingend Teil der Behälterbehandlungsanlage 100. Vorgesehen ist lediglich, dass der Behälterbehandlungsanlage flüssiges Kohlendioxid zugeführt werden kann. Die Behälterbehandlungsanlage 100 kann weiterhin einen Kohlendioxid-Verbraucher 180 umfassen, der gasförmiges Kohlendioxid verwendet. Bei dem Kohlendioxid-Verbraucher kann es sich beispielsweise um eine Einrichtung handeln, die das Kohlendioxid als Kühlmedium nutzt. Alternativ kann der Kohlendioxid-Verbraucher 180 das Kohlendioxid auch zum Spülen des Innenraums eines Behälters (beispielsweise zur Desinfektion) oder im Rahmen eines Füllers zum Karbonisieren eines in einem Behälter abgefüllten Produkts verwenden.
Um das flüssige Kohlendioxid zu verdampfen, wird das flüssige Kohlendioxid (beispielsweise aus dem oben beschriebenen Kohlendioxid-Speicher 103) beispielsweise mittels der Leitung 131 einer Verdampfungseinrichtung 102 zugeführt, die hier in dem Medienspeicher 101 schematisch gezeigt ist.
Die Verdampfungseinrichtung 102 ist dabei erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass sie das flüssige Kohlendioxid durch Wärmeübertragung von dem Temperiermedium in den Medienspeicher 101 an das flüssige Kohlendioxid verdampfen kann. Dabei wird dem Temperiermedium 101 die für das Verdampfen notwendige Wärmemenge entzogen. Anschließend kann das so verdampfte Kohlendioxid aus der Verdampfungseinrichtung 102 beispielsweise über eine entsprechende Leitung 160 dem Kohlendioxid-Verbraucher 180 zugeführt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass auch ein hier nicht gezeigter Zwischenspeicher für das gasförmige Kohlendioxid bereitgestellt wird, in dem das gasförmige/verdampfte Kohlendioxid vorgehalten werden kann.
Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig, da bevorzugt die Menge des aus dem Kohlendioxid-Speicher 103 der Verdampfungseinrichtung 102 zugeführten flüssigen Kohlendioxids und damit auch die entsprechende Menge des verdampften Kohlendioxids abhängig von dem tatsächlichen Verbrauch des Kohlendioxid-Verbrauchers gesteuert werden kann.
Durch diese Ausgestaltung wird zum einen ein Verdampfen des Kohlendioxids ohne zusätzliche, etwa aus der Umgebungsluft, Wärme gewinnende Einrichtung realisiert und gleichzeitig ein Temperieren des Temperiermediums in der Temperiereinrichtung 101 gewährleistet, so dass das Temperiermedium energetisch vorteilhaft durch (passives) Erwärmen des zu verdampfenden Kohlendioxids gekühlt wird. Das so gewonnene, bereits gekühlte Temperiermedium kann dann in der Komponente 190 etwa zum Kühlen der Komponente oder zum Erwärmen der Komponente genutzt werden.
Ist mehr als eine Komponente 190 mit der Temperiereinrichtung 101 verbunden, so kann das Temperiermedium auch sowohl zum Kühlen einer ersten Komponente als auch zum Erwärmen einer zweiten Komponente oder zum Kühlen und/oder zum Erwärmen mehrerer Komponenten genutzt werden.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Temperiereinrichtung mit der oder den Komponenten 190 über einen geschlossenen Medienkreislauf, der insbesondere über eine Zuführleitung 151, die Temperiermedium von der Temperiereinrichtung den Komponenten 190 zuführt und eine Abführleitung 154, die verwendetes Temperiermedium der Temperiereinrichtung zurückführt, verbunden. Das Temperiermedium geht somit in dem Prozess nicht verloren und kann durch erneutes Temperieren in der Temperiereinrichtung 101, insbesondere durch Verdampfen weiteren Kohlendioxids wieder auf eine Temperatur gekühlt werden, bei der es für nachfolgende Prozesse verwendet werden kann.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Behälterbehandlungsanlage eine erste Kühleinrichtung 111 mit einer ersten Leistung und/oder eine zweite Kühleinrichtung 112 mit einer zweiten Leistung umfasst, wobei die Kühleinrichtungen 111 und 112 mit dem Medienspeicher der Temperiereinrichtung 101 verbunden sind, so dass Temperiermedium aus dem Medienspeicher, insbesondere mittels einer Zirkulationsleitung 104, der ersten Kühleinrichtung 111 und der zweiten Kühleinrichtung 112 zugeführt werden kann. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Temperiermedium über die Zirkulationsleitung 104 je nach Notwendigkeit nur einer der Kühleinrichtungen 111 und 112 oder beiden Kühleinrichtungen 111 und 112 zugeführt wird. Es sind auch Ausführungsformen vorgesehen, bei denen lediglich eine der zwei Kühleinrichtungen 111 und 112 vorgesehen ist. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen, sofern sie nicht das Vorhandensein der ersten und der zweiten Kühleinrichtungen erfordern, sind daher auch auf Ausgestaltungen mit lediglich einer Kühleinrichtung, also der ersten Kühleinrichtung 111 oder der zweiten Kühleinrichtung 112, anwendbar.
Dazu kann die Zirkulationsleitung 104 zumindest als Dreiwegeleitung ausgestaltet sein, so dass sie ein Dreiwegeventil 141 umfasst, das über eine Abführleitung aus dem Medienspeicher der Temperiereinrichtung 101 und Zuführleitungen 143 für die erste Kühleinrichtung und 142 für die zweite Kühleinrichtung einen Fluss des Temperiermediums zu den jeweiligen Kühleinrichtungen 111 und 112 bewirken kann. Ist nur eine Kühleinrichtung vorgesehen, kann vorgesehen sein, dass die Zirkulationsleitung nur eine Zuführleitung (beispielsweise die Zuführleitung 143) und ein einfaches Ventil 141 umfasst.
Die jeweiligen Kühleinrichtungen 111 und 112 können dann separat über Abführleitungen 144 bzw. 145 mit dem Medienspeicher der Temperiereinrichtung 101 verbunden sein, so dass der jeweiligen Kühleinrichtung 111 bzw. 112 zugeführtes Temperiermedium, das nicht auch der jeweils anderen Kühleinrichtung zugeführt werden soll, wieder in den Medienspeicher der Temperiereinrichtung 101 überführt werden kann, ohne der jeweils anderen Kühleinrichtung zugeführt zu werden.
Zusätzlich oder alternativ kann eine Verbindungsleitung 146 vorgesehen sein, die einen Transport von Temperiermedium von der ersten Kühleinrichtung 111 zur zweiten Kühleinrichtung 112 und/oder andersherum erlaubt, so dass das Temperiermedium auch durch beide Kühleinrichtungen 111 und 112 geführt werden kann.
Während bisher die Temperiereinrichtung 101 als über die Leitungen 151 und 154 direkt mit der Komponente 190 der Behälterbehandlungsanlage verbunden beschrieben wurde, kann in einer Ausführungsform auch vorgesehen sein, dass die Kühleinrichtungen 111 und 112 über entsprechende Leitungen 153 bzw. 152 und optional mittels einer Verbindung über die Zuführleitung 151 mit der Komponente 190 verbunden sind, so dass in den Kühleinrichtungen temperiertes bzw. gekühltes Temperiermedium auch ohne Rückfluss in den Medienspeicher 101 der Temperiereinrichtung 101 direkt der Komponente 190 zugeführt werden kann. Hiermit können Leitungswege reduziert werden, so dass energetischer Verlust durch Wärmeübertrag des Temperiermediums an die Umgebung oder von der Umgebung an das Temperiermedium vermieden wird, was das Temperieren der Komponente 190 effizienter gestalten kann.
In einer Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, dass eine Steuereinheit 170 der Behälterbehandlungsanlage die erste und/oder zweite Kühleinrichtung und insbesondere das Zuführen von Temperiermedium an die erste und/oder zweite Kühleinrichtung beispielsweise basierend auf der Temperatur des Temperiermediums steuert. Dazu kann die Steuereinheit 170, die beispielsweise die zentrale Steuereinheit der Behälterbehandlungsanlage sein kann oder eine der Temperiereinrichtung und/oder den Kühleinrichtungen 111 und 112 spezifisch zugeordnete Steuereinheit beispielsweise das Dreiwegeventil 141 steuern, um einen Zufluss von Temperiermedium zu der ersten und/oder der zweiten Kühleinrichtung zu bewirken. Ebenso kann ein in der Leitung 146 vorgesehenes Ventil von der Steuereinheit 170 gesteuert werden, um einen Durchfluss von Temperiermedium durch diese Leitung zu ermöglichen oder zu unterbinden.
Die Steuereinheit kann dabei als Computer oder ähnliche Einrichtung ausgestaltet sein.
Da die Menge des verdampften Kohlendioxids in der Verdampfungseinrichtung 102 und somit die dem Temperiermedium entzogene Wärmemenge beispielsweise abhängig vom Verbrauch von Kohlendioxid in dem Kohlendioxid-Verbraucher 180 über die Zeit variieren kann, variiert auch die Menge der dem Temperiermedium entzogenen Wärme, womit die Temperatur des Temperiermediums in dem Medienspeicher 101 ebenfalls variieren kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Temperatur des Temperiermediums auch aufgrund sich zeitlich ändernder Anforderungen der Komponente 190 variieren, wenn beispielsweise eine erforderliche Kühlleistung oder Wärmeleistung für eine Komponente 190 zeitlich variiert.
Andererseits kann es erforderlich sein, dass die Temperatur des Temperiermediums vor dem Zuführen an eine Komponente 190 auf einen bestimmten Wert oder auf einen bestimmten Wertebereich eingestellt wird, wie etwa zwischen 6 und 8 °C oder zwischen 14 und 17 °C.
Sinkt die Menge des zu verdampfenden Kohlendioxids und/oder ändert sich der Wärmeübertrag von der Komponente 190 an das Temperiermedium oder von dem Temperiermedium an die Komponente 190, kann die durch das Verdampfen des Kohlendioxids bewirkte Temperierung des Temperiermediums nicht ausreichend oder sein, um das Temperiermedium in dem gewünschten Temperaturbereich in den Medienspeicher der Temperiereinrichtung 101 bereitzustellen. Abhängig von dieser Temperatur oder beispielsweise auch abhängig von einem gemessenen Wärmeverbrauch der Komponente 190 und/oder abhängig von einer verbrauchten Menge von gasförmigem Kohlendioxid in dem Kohlendioxid-Verbraucher 180 kann die Steuereinheit dann ein Zuführen von Temperiermedium an die erste Kühleinrichtung 111 und/oder die zweite Kühleinrichtung 112 bewirken, so dass diese ein Kühlen des Temperiermediums auf die gewünschte Temperatur bewirken können und anschließend das so temperierte Temperiermedium der Komponente 190 zugeführt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste Kühleinrichtung und die zweite Kühleinrichtung unterschiedliche Kühlleistung besitzen. So kann beispielsweise die erste Kühleinrichtung eine maximale Kühlleistung (beispielsweise gemessen in kW) aufweisen, die nur 50 % der Kühlleistung der zweiten Kühleinrichtung 112 beträgt. Auch andere Verhältnisse der Kühlleistungen der ersten Kühleinrichtung 111 und der zweiten Kühleinrichtung 112, wie beispielsweise 1:5, 1:4 oder 1:3, als Verhältnis der ersten Kühlleistung der ersten Kühleinrichtung 111 zur zweiten Kühlleistung der zweiten Kühleinrichtung 112 sind hier denkbar. Dies erlaubt ein flexibles Zuschalten entweder nur der ersten oder nur der zweiten Kühleinrichtung oder beider Kühleinrichtungen zum Temperieren des Temperiermediums, so dass die insgesamt aufgewendete Energie zum Temperieren des Temperiermediums auf die gewünschte Temperatur möglichst gering gehalten werden kann. Wenn auch hier nicht im Detail dargestellt, so kann die Verdampfungseinrichtung auch einen Nachverdampfer umfassen, der beispielsweise durch Wärmeentzug aus der Umgebung oder durch geeignete Heizelemente eine zusätzliche Wärmezufuhr an das in dem Medienspeicher der Temperiereinrichtung 101 zumindest teilweise verdampfte CO₂ bewirken kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die von dem Temperiermedium an das Kohlendioxid übertragene Wärmemenge nicht ausreicht, um das Kohlendioxid vollständig zu verdampfen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Temperiermedium etwa aufgrund zu geringen Verbrauchs bzw. zu geringer Wärmeaufnahme von der Komponente 190 eine zu niedrige Temperatur besitzt, so dass die Menge an Wärme, die von dem Temperiermedium an das Kohlendioxid zum Verdampfen in einer bestimmten Zeiteinheit übertragen werden kann, nicht ausreicht, um das Kohlendioxid vollständig zu verdampfen.
Mit dieser Ausführungsform wird sichergestellt, dass auch in einem solchen Fall ein vollständiges Verdampfen des Kohlendioxids erreicht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012213298 A1 [0006]

Claims

Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, umfassend eine Temperiereinrichtung zum Temperieren einer Komponente der Behälterbehandlungsanlage mit einem Temperiermedium, wobei die Temperiereinrichtung einen Medienspeicher zum Speichern des Temperiermediums umfasst und wobei die Behälterbehandlungsanlage eine Verdampfungseinrichtung umfasst, die ausgestaltet ist, der Verdampfungseinrichtung zugeführtes flüssiges Kohlendioxid durch Wärmeübertrag von in dem Medienspeicher gespeichertem Temperiermedium auf in der Verdampfungseinrichtung geführtem, flüssigem Kohlendioxid zu verdampfen.
Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 1, wobei die Temperiereinrichtung ausgestaltet ist, mittels des Temperiermediums wenigstens eines von - Kühlen der Komponente, - Erwärmen der Komponente, - Kühlen einer ersten Komponente der Behälterbehandlungsanlage und Erwärmen einer zweiten Komponente der Behälterbehandlungsanlage zu bewirken.
Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Behälterbehandlungsanlage eine erste Kühleinrichtung mit einer ersten Leistung und/oder eine zweite Kühleinrichtung mit einer zweiten Leistung umfasst, die ausgestaltet sind, das Temperiermedium zu kühlen, und wobei eine Steuereinheit der Behälterbehandlungsanlage ausgestaltet ist, basierend auf einer Temperatur des Temperiermediums die erste und/oder die zweite Kühleinrichtung zum Kühlen des Temperiermediums zu steuern.
Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 3, wobei die Behälterbehandlungsanlage die erste Kühleinrichtung und die zweite Kühleinrichtung umfasst und wobei die erste Leistung von der zweiten Leistung verschieden ist.
Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 3 oder 4, wobei die erste Kühleinrichtung, die zweite Kühleinrichtung und der Medienspeicher über eine Zirkulationsleitung zum Zirkulieren des Temperiermediums verbunden sind.
Behälterbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Temperiereinrichtung einen geschlossenen Medienkreislauf für das Temperiermedium umfasst.
Behälterbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin umfassend einen Kohlendioxid-Verbraucher, wobei der Kohlendioxid-Verbraucher ausgestaltet ist, das Kohlendioxid zum Spülen eines Behälters und/oder zum Karbonisieren eines Produkts in einem Behälter und/oder zum Kühlen einer Verbraucher-Komponente zu verwenden.
Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 7, wobei flüssiges Kohlendioxid der Verdampfungseinrichtung abhängig von einem Verbrauch von Kohlendioxid in dem Kohlendioxid-Verbraucher zugeführt werden kann.
Verfahren zum Verdampfen von Kohlendioxid zur Verwendung in einer Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern, wie Flaschen, die Behälterbehandlungsanlage umfassend eine Temperiereinrichtung, die eine Komponente der Behälterbehandlungsanlage mit einem Temperiermedium temperiert, wobei die Temperiereinrichtung einen Medienspeicher zum Speichern des Temperiermediums umfasst und wobei die Behälterbehandlungsanlage eine Verdampfungseinrichtung umfasst, wobei das Verfahren ein Verdampfen von der Verdampfungseinrichtung zugeführtem flüssigen Kohlendioxid durch Wärmeübertrag von in dem Medienspeicher gespeichertem Temperiermedium auf in der Verdampfungseinrichtung geführtem, flüssigem Kohlendioxid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Temperiermedium zu wenigstens einem von - Kühlen der Komponente, - Erwärmen der Komponente, - Kühlen einer ersten Komponente der Behälterbehandlungsanlage und Erwärmen einer zweiten Komponente der Behälterbehandlungsanlage verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Behälterbehandlungsanlage eine erste Kühleinrichtung mit einer ersten Leistung und/oder eine zweite Kühleinrichtung mit einer zweiten Leistung umfasst, die ausgestaltet sind, das Temperiermedium zu kühlen, und wobei eine Steuereinheit der Behälterbehandlungsanlage die erste und/oder die zweite Kühleinrichtung zum Kühlen des Temperiermediums basierend auf einer Temperatur des Temperiermediums steuert.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Behälterbehandlungsanlage die erste Kühleinrichtung und die zweite Kühleinrichtung umfasst und wobei die erste Leistung und die zweite Leistung verschieden sind.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die erste Kühleinrichtung, die zweite Kühleinrichtung und der Medienspeicher über eine Zirkulationsleitung verbunden sind, in der das Temperiermedium zirkuliert werden kann, wobei das Zirkulieren des Temperiermediums von der Steuereinheit basierend auf der Temperatur des Temperiermediums gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Behälterbehandlungsanlage weiterhin einen Kohlendioxid-Verbraucher umfasst, wobei der Kohlendioxid-Verbraucher das Kohlendioxid zum Spülen eines Behälters und/oder zum Karbonisieren eines Produkts in einem Behälter und/oder zum Kühlen einer Verbraucher-Komponente verwendet.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei flüssiges Kohlendioxid der Verdampfungseinrichtung abhängig von einem Verbrauch von Kohlendioxid in dem Kohlendioxid-Verbraucher zugeführt wird.