DE2744767A1

DE2744767A1 - Verfahren zur inertisierung von behaeltern mittels stickstoff

Info

Publication number: DE2744767A1
Application number: DE19772744767
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: A Ziemann GmbH
Current assignee: A Ziemann GmbH
Priority date: 1977-10-05
Filing date: 1977-10-05
Publication date: 1979-04-12

Description

Verfahren zur Inertisierung von Behältern mittels Stickstoff
Die Erfindung betri;ft ein Verfahren zur Inertisierung von Behältern, vor allem von Behältern in der Bierbrauerei, in der Wein- und Fruchtsaftkellerei und in anderen Bereichen der Nahrungs- und Genußmittelwirtschaft, mit Hilfe von Stickstoff.
Gerade in der Nahrungs- und Genußmitteltechnik hat sich Stickstoff schon in der Vergangenheit als Inertgas gut bewährt.
Ursprünglich wurde der nach den klassischen Zerlegungsverfahren gewonnene und zum Verarbeitungsort transportierte Stickstoff verwendet. In jfingerer Zeit wird auch Stickstoff benutzt, der in unmittelbarer Nähe des Anwendungsortes nach Adsorptionsverfahren mit Hilfe von Molekularsieben gewonnen wird.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, nach denen etwa Lager-, Transporoder andere Behältnisse mit Stickstoff inertisiert werden.
So werden beispielsweise Behältnisse zur Entfernung der das Lagergut umgebenden Luft unter Vakuum gesetzt und anschließend mit Stickstoff wieder gefüllt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es wirtschaftlich nur für kleine und elastische Behältnisse anwendbar ist. Größere Behälter» beispielsweise Biertanks, können jedoch weder elastisch noch vakuumsicher gemacht werden.
Zur Illertisierun*, größerer Behälter sitzt Verfahren beJiannt, nach dellen die in Behälter enthaltene Luft oder ein anderes Gas als Stickstoff durch in den Behälter gedrückten Sückbtoff verdr.engt und durch eine Entlüftungsöffnung entfernt wird.
Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß sicll wegen des geringen Untcrschiedes zwischen den Dichten von Stickstoff und beispielsweise Luft der zugeführte Stickstoff mit der Luft vermischt und teilweise mit ihr wieder entweicht und 60 ein Vielfaches des Behältervolumens an stickstoff zugeführt werden muß.
Zwar ist es möglich, den beschriebenen Nachteil dieser Verfahren dadurch zu verhindern, daß der Behälter vor seiner Inertisierung mit einer Flüssigkeit, etwa mit Wasser, gefüllt und das Wasser durch das Inertgas Stickstoff verdrängt wird. Aber damit wird ein Nachteil durch einen anderen Nachteil beseitigt, nämlich durch den Nachteil hohen U'asserverbrauc11s.
Nach einem anderen bekannten Verfahren ist es möglich, einen zunäcNt.st mit Luft oder vorwiegend mit Luft gefüllten Behälter dadurch mit stickstoff zu inertisieren, daß der Behälter mit einem Reaktor in einen Kreislauf geschaltet ist, daß die zunächst im Behälter enthaltene Luft in diesem Kreislauf durch den Reaktor umgepumpt wird, dort Sauerstoff und andere Gase außer Stickstoff abgibt, in den Behälter zurückgeführt wird, und daß sich das Umpumpen im Kreislauf so lange fortsetzt, bis der Sauerstoffgehalt des Gases im Behälter auf die angestrebte Restmenge abgesunken ist.
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß zur Vermeidung eines durch den Entzug von überwiegend Sauerstoff entstehenden und den Behälter gefährdenden Druckabfalls dem Kreislauf fortwährend Luft zugeführt werden muß. Diese Zusatzluft bedingt eine Verlängerung des Inertisierungsvorganges.
Das von der vorliegenden Brfindun g vorgeschlagene Verfahren vermeidet all diese Nachteile dadurch, daß der zu behandelnde Behälter in einem geschlossenen Kreislauf inertisiert und aus einem Speicher so viel Stickstoff in den Kreislauf zugeführt wird, wie ihm im Reaktor Sauerstoff und andere Gase entzogen werden.
Auf diese Weise wird nicht nur der Inertisierungsvorgang verkürzt, es wird auch der Bedarf an Stickstoff und an für seine Gewinnung notwendiger Energie verringert.
Außerdem ermöglicht das erflndungsgemäße Verfahren eine zusrtzliche zeitliche Verkürzung des tnertisierungsprozesses dadurch, daß die Be- und Entladezeiten des Reaktors mit fortschreitendem Prozeß gegeneinander oder gleichzeitig unterschiedlich gemacht werden.
Nach den bisher bekannten Verfahren ist es üblich, entweder einen vorwiegend aus einem einzelnen Adsorper bestehenden Reaktor mit Sauerstoff zu beladen und dann wieder zu entladen oder einen vorwiegend aus zwei (oder mehreren) Adsorpern bestehenden Reaktor dergestalt zu betreiben, daß der eine Adsorper (oder die eine Gruppe von Adsorpern) beladen, während der andere Adeorper (oder die andere Gruppe von Adsorpern) entladen wird.
Mit fortschreitendem Prozeß wird aber die Beladezeit eines Adsorpers bis zum Erreichen seiner Kapazitätsgrenze immer länger, je geringer der Sauerstoffgehalt des ankommenden Gases ist. Die Entladezeit bleibt dagegen gleich. Die vorliegende Erfindung schlägt deshalb vor, den Sauerstoff des ankommenden Gases zu messen und das Meßergebnis in regelungstechnisch bekannter Form dazu zu verwenden, die Beladezeit des Adsorpers so zu steuern, daß seine I3eladungskapazität optimal ausgenutzt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren sei anhand der Zeichnung beschrieben und erläutert: Ein Behälter 1 ist mit einem Verdichter 2 und einem Reaktor 3 durch Hohrleitungen in einem Kreislauf verbunden.
Einen zweiten Kreislauf mit Rohrleitungen bilden der Verdichter 2, der Reaktor 3 und ein Speicher 4.
Der Speicher 4 ist ein Druckbehältar, der in der Zeit, in der der Behälter 1 nicht inertisiert zu werden braucht, mit Stickstoff gefüllt und unter Druck gesetzt wird.
Zur Inertisierung des Behälters 1 werden die Ventile 5, 6 und 7 geöffnet, der Verdichter 2 und der Reaktor 3 in Betrieb gesetzt.
Das Reduzierventil 8 ist so eingestellt, daß der im Speicher 4 enthaltene Stickstoff auf der Sekundärseite des Reduzierventils 8 mit einem Druck ansteht, der geringfügig höher ist als der Druck im dem Behälter 1 zugeordneten Kreislauf. Stehen der Behälter 1 und der Kreislauf beispielsweise unter atmosphärischem Druck von 1, 0 bar, so ist das Reduzierventil aut etwa 1, 03 bar eingestellt.
Die Ventile 9 und 9t sind geschlossen. Sie werden lediglich zur Füllung des Speichers 4 geöffnet.
Der Reaktor 3 entzieht der vom Verdichter 2 im Kreislauf umgepumpten Luft fortlaufend Stickstoff. Die dadurch ausgelöste Verringerung des Gasvolumens im Kreislauf wird auf überraschend einfache Weise durch die Zuspeisung von Stickstoff aus dem Speicher 4 über das Reduzierventil 8 aufgehoben.
Zur Steuerung der Taktzeiten des Reaktors ist in den Kreislauf ein bekanntes Instrument 10 eingebaut, das den Sauerstoffgehalt des im Kreislauf umgepumpten Gases mißt. Wenn mit fortschreitendem Entzug von Sauerstoff aus dem Kreislauf die zu Beginn des Prozesses eingestellte Taktzeit des Reaktors nicht mehr ausreicht, um ihn mit dem höchstmöglichen Wirkungsgrad zu beladen, gibt das Meßinstrument 10 über eine Steuerleitung 11 an die Zeitglieder des Reaktors den Befehl zur Verlängerung der Belade- und/ oder zur Verkürzung der Entlade zeiten.
Aber auch bei gleichbleibenden Taktzeiten bietet die vorliegende Erfindung eine Möglichkeit, den Reaktor in der wirtschaftlichsten Weise zu betreiben. Es ist lediglich notwendig, den Verdichter in einer stufenlos regelbaren Bauform zu wählen oder zu fleginn des Inertisierungsvorganges ihn in einem unteren Leistungsbereich zu fahren. Mit sinkendem Sauerstoffgehalt im Kreislauf wird er nach Anweisungen des Instrumentes 10 über eine Steuerleitung 12 auf eine entsprechend höhere Leistung geschaltet.
Anstelle eines regelbaren Verdichters kann auch ein Verdichter mit konstanter Leistung vorgesehen werden. In diesem Falle wird ihm eine Drossel 13 nachgeschaltet. Sie erhält Regelbefehle Qber eine Steuerleitung 14 ebenfalls von einem Instrument 10.
Selbstverständlich können Beladung und Entladung des Reaktors auch gleichzeitig durch Veränderung der Taktzeiten und durch Verwanderung der Leistung des Verdichters beeinflußt werden.
In Betracht gezogene Druckschriften: DT - OS 21 19 829 DT - OS 24 08 241 DT - OS 24 41 447 DT - OS 26 52 486 H. Jüntgen u. m.: Monatsschrift für Brauerei, 25. 2. 1977

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Inertisierung von Behältern mit Hilfe von Stickstoff, wobei die im Behälter enthaltene Luft in einem aus Behälter, Armaturen, Rohrleitungen, sonstigen üblichen Vorrichtungen und einem tURn Wege der Adsorption sauerstoffabscheidenden Reaktor bestehenden Kreislauf umgepumpt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kreislauf aus einem Speicher außerhalb des Kreislaufes tickstoff;llit einem Volumen zugespeist wird, das dem Volumen des Sauerstoffs und anderer Case außer Stickstoff entspricht, welche der Reaktor dem Kreislauf entnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- und/oder Entlade zeiten des Reaktors in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt des im Kreislauf umgepumpten Gases verändert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des den Kreislauf unterhaltenden Verdichters in Abhängigkeit vom sinkenden Sauerstoffgehalt des im Kreislauf umgepumpten Gases erhöht wird.