DE3424711A1

DE3424711A1 - Verfahren zum regeln einer reinigungsanlage und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE3424711A1
Application number: DE19843424711
Authority: DE
Inventors: Kay 8224 Chieming Bödecker; Karl 8229 Ainring Helminger; Josef 8212 Übersee Selbertinger; Johannes Anton Marinus Wolendam Steur
Original assignee: Lang Apparatebau GmbH
Current assignee: Ecolab Engineering GmbH
Priority date: 1984-07-05
Filing date: 1984-07-05
Publication date: 1986-02-06

Description

Raiffeisenstr. 7 ""' '" LANG APPARATEBAU GMBH

Siegsdorf/ Obb. den 25. 6. 1984 ο / ο / "7 1 ι

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Patentanmeldung D 7067

"Verfahren zum Regeln einer Reinigungsanlage und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Reinigungsanlage mit in oder über einen zu reinigenden Gegenstand zu förderndem, flüssigem Reinigungmittel. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens .

Unter einer Reinigungsanlage v/erden im Haushalt und in Großküchen eingesetzte Spülmaschinen und Waschmaschinen, Einrichtungen zum Reinigen von industriellen Lebensmittelproduktionsmaschinen im Kreis- oder Durchiaufverfahren, Flaschenreinigungsmaschinen und dergleichen verstanden. Dementsprechend kann es·sich bei dem zu reinigenden Gegenstand um Eßgeschirr oder Wäsche, Maschinen der Lebensmittelindustrie, einschließlich beispielsweise Maschinen aus der Bäckerei und Fleischerei, oder um Flaschen bzw. Fässer in der Getränkeindustrie handeln. Der Begriff "Reinigungsmittel" umfaßt Vor-, Zwischen- und Nachspülmittel sowie die diversen Reinigungsmittel im engeren Sinne. Je nach Aufgabe und/oder Art der Anlage werden die Begriffe Reinigungs- und Spülmittel auch wechselweise benutzt. In allen Fällen vrerden flüssig© Reinigungsmittal oder Lösungen aus Pulverprodukten mit oder ohne Druck auf oder in den zu reinigenden Gegenstand gefördert und allein oder in Kombination mit mechanischen Reinigungsmitteln, z.3. Bürsten, eingesetzt. Als Reinigungsmittel selbst kommen Wasser, Spülmittel im engeren Sinne, alkalische und saure Lösungen sowie spezielle Reinigungs-Wirkstoffe in Frage. Das Reinigungsmittel kann auch mit Desinfektionsmitteln in fester, flüssiger oder gasförmiger Form versetzt werden. Schließlich

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werden je nach Anwendungszweck kalte und heiße Arbeitsphasen mit kaltem bzw. erhitztem Reinigungsmittel aneinandergereiht.

Besonders strenge Reinheitsanforderungen werden in der Lebensmittelindustrie gestellt. Die Produktion hygienisch einwandfreier und qualitativ hochwertiger Lebensmittel setzt absolut saubere Bearbeitungsanlagen voraus. Diese _ müssen am Ende einer Produktion sofort gereinigt werden,

so daß sie zum Beginn einer neuen Produktionsphase wieder sauber zur Verfugung stehen. Die Produktionseinrichtungen werden also entweder in eine spezielle Reinigungsanlage gesetzt oder ohne Demontage im Kreis- oder Durchlaufverfahren durch eine solche Anlage geführt oder von der Reit nigungsanlage durchströmt. Räumlich große Produktionsein-

richtungen werden fast ausschließlich in relativ zu ihnen bewegten Anlagen der letzteren Art gereinigt.

In Reinigungsanlagen werden aus Gründen der Energie- und Materialersparnis sowie des Umweltschutzes in der Regel

KreislaufSpülungen vorgesehen, d.h. das jeweilige Reini^w 20 gungsmittel wird mehrfach im Kreislauf zu dem zu refoi-

genden Gegenstand gefördert. Außerdem kann zum Nachspülen einer vorhergehenden Reinigungsphase verwendetes Frischwasser in einer nachfolgenden Phase als Mischwasser zum Vorspülen oder Zwischenspülen eingesetzt werden. Zum Reinigen von Bearbeitungsanlagen der Lebensmittelindustrie werden üblicherweise folgende Kreislaufspülungen hintereinandergeschaltet: eine Wasservorspülung mit Mischwasser, eine Laugenspülung, eine Wasserzwischenspülung mit Mischwasser, eine Säurespülung und eine Wassernachspülung mit Frischwasser.

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Die aufeinander folgenden Reinigungsphasen werden nach einem vorgegebenen Programm gesteuert, d.h. nach Start eines ileinigungsprogramms werden die einzelnen Spülungen als Zeitpakete automatisch aneinandergereiht. Das setzt eine vorherige empirische Bestimmung und Festsetzung der Länge der jeweiligen Reinigungsphase voraus. Diese Mittelwerte bieten natürlich keine Gewähr für einen im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit optimalen Reinigungseffekt. In Einzelfällen werden Reinigungsphasen zu lang sein, in anderen Fällen werden Phasen zu kurz sein. Bei zu kurzer Wasserspülphase ist mit unvollständigem Schmutzaustrag, ungenügender Reinigung SO¹^Ie unnötiger, zusätzlicher Schmutzbelastung der folgenden Phase zu rechnen. Bei zu langer v/asserspülphase ergebeii sich ein zu hoher V/asserverbrauch, zu hohe Energiekosten sowie eine zu lange Reinigungsgesamtzeit. Die Reinigungszeiten bilden vor allem bei Industriemaschinen Nebenzeiten, die für die Produktion also die Hauptzeit nicht zur Verfügung stehen und daher auf ein notwendiges Mindestmaß zu beschränken sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zeitliche länge der Arbeitsphasen einer mit flüssigem Reinigungsmittel betriebenen Reinigungsanlage abhängig vom Reinigungseffekt .zu steuern. Für das Verfahren eingangs genannter Art besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß Paare von Meßwerten der elektrischen Leitfähigkeit des Reinigungsmittels jeweils vor und nach dessen Auftreffen auf den Gegenstand bestimmt v/erden, daß die im Verlauf einer Reinigungsphase erhaltenen Einzelwerte der Meßwertepaare verglichen v/erden und daß die Reinigungsphasen bei Annäherung der Differenz der verglichenen, gleichzeitigen Einzelwerte an einen vorgegebenen Hinimalwert beendet wird. Vorzugsweise wird die jeweilige Rei-

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nigungsphase bei Annäherung der Differenz der verglichenen Sinzelwerte an den Setrag Null beendet.

Zum Peststellen des Reinigungseffektes in einer Reinigungsphase werden erfindungsgemäß die Werte der elektrisehen Leitfähigkeit des flüssigen Reinigungsmittels vor und nach dem Auftreffen auf den jeweils zu reinigenden Gegenstand, vorzugsweise kontinuierlich, bestimmt und verglichen. Dabei wird ausgenutzt, daß sich die Leitfähigkeit eines Reinigungsmittels mit dem Verschmutzungsgrad ändert. Beispielsweise bei Spülwasser steigt die Leitfähigkeit mit der Verschmutzung. Bei aktiven Reinigungsmitteln, die z.B. Säure, alkalische bzw. seifige Bestandteile enthalten, kann die Leitfähigkeit auch in anderer V/eise vom Verschmutzungsgrad abhängen. Die entsprechenden Zusammenhänge können vorbestimmt und in die jeweilige Programmschaltung eingegeben v/erden. Auf jeden Pail wird sich die Differenz der Leitfähigkeit mit zunehmendem Reinigungsgrad zu behandelnden Gegenstandes vermindern, weil schließlich der vom zu reinigenden Gegenstand weggeförderte Rücklaufstrom des Reinigungsmittels denselben Reinheitsgrad hat wie der zum Gegenstand hingeförderte Vorlaufstrom.

Gemäß weiterer Erfindung ist eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gekennzeichnet durch mindestens je eine Leitfähigkeitsmeßsonde im Vorlaufstrom und im Rücklaufstrom des zu dem Gegenstand geförderten bzw. von diesem wieder v/eggeförderten Reinigungsmittels sowie durch ein die Meßwerte der Sonden paarweise, insbesondere kontinuierlich, verarbeitendes Leitfähigkeitsvergleichsgerät mit Signalgabe bei Erreichen einer vorgegebenen Minimaldifferenz des Meßwertepaare, ',/enn also je eine

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Leitfähigkeitsmeßsonde in den Vorlaufstrom am Eingang des Arbeitsraums der Reinigungsanlage und in den Rücklaufstrom am Auslauf des Arbeitsraums angeordnet werden, kann die Änderung der^lektrisehen leitfähigkeit des Reinigungsmittels beim Durchlauf durch den Arbeitsraum bestimmt werden. Fällt die Änderung unter einen vorgegebenen Mindestwert, kann die jeweilige Reinigungsphase beendet und beispielsweise eine weitere Arbeitsphase angeschlossen werden.

Bei Anordnung der Meßsonden am Ein- bzw. Ausgang der Arbeitskammer der Reinigungsanlage kann das erfindungsgemäße Verfahren in der Regel mit dem-gewünschten Ergebnis ausgeführt werden. Die Meßgenauigkeit hängt allerdings davon ab, welcher Volumenanteil des zuströmenden Reinigungsmittels unmittelbar mit dem zu reinigenden Gegenstand in Berührung kommt. Ist beispielsweise die Arbeitskammer im wesentlichen vollständig mit einem oder mehreren zu reinigenden Gegenständen gefüllt, derart, daß praktisch das gesamte Reinigungsmittel auf einen oder mehrere Teile der Gegenstände trifft, wird sich gegebenenfalls ein größerer Verschmutzungsgrad des Rückstroms ergeben, als wenn sich nur ein kleiner, wenn auch verschmutzter Gegenstand in einer großen Arbeitskammer befindet. Im letzteren Falle werden nämlich die durch den zu reinigenden Gegenstand unmittelbar verschmutzten Volumenteile des Reinigungsmittels im Rückstrom mit einer viel größeren Menge unverschmutzten Reinigungsmittels vermischt, so daß die Messung einen relativ geringen mittleren Verschmutzungsgrad ergibt.

Um in Fällen wie den zuletzt genannten die Meßgenauigkeit zu erhöhen, kann es gemäß weiterer Erfindung vorteilhaft

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sein, die Rückstrom-Messung der Leitfähigkeit im wesentlichen nur in dem an dem Gegenstand unmittelbar reflektierten Teilen des Reinigungsmittels vorzunehmen. Das bedeutet in der Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens, die dem von dem Gegenstand weggeförderten Reinigungsmittel zugeordnete Meßsonde unmittelbar in dem im wesentlichen ungestörten Reflektionsbereich des Gegenstandes anzuordnen. Der Reflektionsbereich wird dabei dort als "ungestört" bezeichnet, wo das reflektierte Reinigungsmittel noch nicht nennenswert mit weiterem vorbeiströmendem Reinigungsmittel gemischt ist. Obwohl es also genügt, die Leitfähigkeit des Reinigungsmittels am Eingang und Ausgang der jeweiligen Arbeitskammer zu bestimmen und zu vergleichen, wird die Meßgenauigkeit um so größer, je näher und je "ungestörter" die Messung im Rücklaufstrom und - wenn weitere Einflüsse vorliegen auch des VorlaufStroms an dem zu reinigenden Gegenstand vorgenommen v/erden.

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Anhand der schematisehen Darstellung in der beiliegenden Zeichnung Werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 den Aufbau einer Meßeinrichtung in einer Reinigungsanlage;

Pig. 2 ein Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf der Leitfähigkeit im Vor- und Rücklaufstrom während aufeinanderfolgender Reinigungsphasen;
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Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Anlage zum Reinigen von in der Lebensmittelindustrie einzusetzenden Produk-■ tionseinrichtungen, die ohne Demontage im Kreis- bzw. Durch- j laufverfahren zu behandeln sind. Während des Ablaufs der

-] 5 einzelnen Spülungen befindet sich die Produktionseinrichtung, in einer Kammer 1, bzw. die Kammer 1 ist die Produktionseinrichtung (vorzugsweise Rohrleitungen mit deren Erweiterungen z. B. Tanks, Wärmetauscher etc.). Die Kammer 1 wird, während die Reinigung stattfindet, beispielsweise als eine Art Kappe über die Produktionseinrichtung gestülpt. Die Kammer 1 besitzt einen Einlaß 2 und einen Auslaß 3 zürn Einführen des VorlaufStroms 4 bzw. zum Ablauf des RücklaufStroms 5 des Reinigungsmittels. Vor dem Einlaß 2 wird in den Vorlaufstrom 4 eine Leitfähigkeitsmeßsonde 6 eingeschaltet. Entsprechend enthält die Leitung im Anschluß an den Auslaß 3 eine Leitfähigkeitsmeßsonde 7 für den Rücklaufstrom 5. Die Meßergebnisse der Meßsonden 6 und 7 v/erden über Leitungen S und 9 auf ein Leitfähigkeitsdifferenz-Heßgerät 10 gegeben. Der Ausgang 11" des Meßgerätes 10 wird auf eine Steuerung geschaltet.

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Der erfindungsgemäße Meßeinrichtungsaufbau besteht im wesentlichen aus einem leitfähigkeitsmeßpunkt in Form .der Meßsonde 6 im "Vorlaufstrom 4, einem Leitfähigkeitsmeßpunkt mit einer Meßsonde 7 im Rücklaufstrom 5 und einem Leitfähigkeitsdifferenz-Meßgerät 10 mit Signalgabe (über den Ausgang 11) bei vorgegebenem Minimalbetrag der Differenz, insbesondere Nulldifferenz, der paarweise an den Meßsonden 6 und 7 ermittelten Leitfähigkeitswerte L1 und L2.

In Fig. 2 wird der zeitliche Ablauf dreier aufeinanderfolgender Phasen einer Reinigungsanlage schematisch dargestellt. Es wird angenommen, daß bei einer herkömmlichen Reinigungsanlage eine Vorspülphase mit der Dauer T1, eine Reinigungsphase mit der Dauer T2 und eine Hachspülphase mit der Dauer T3 aufeinanderfolgen. Mit den in den Vorlaufstrom 4 und den Rücklaufstrom 5 angeordneten Leitfähigkeitsmeßsonden 6 und 7 gemäß Zig. 1 wird ein zeitlicher Verlauf der in der Ordinate aufgetragenen Leitfähigkeit L vom Start bis zum Stop des bisherigen Programms ermittelt. In der Zeichnung werden die Leitfähigkeitswerte L1 des VorlaufStroms 4 mit einer gestrichelten Linie und die Leitfähigkeitswerte L2 des Rücklaufstroms 5 mit einer durchgezogenen Linie aufgetragen. Ersichtlich nähert sich die Differenz L2 - L1 in allen drei Spülphasen lange vor Ende der im Programm vorgesehenen Phase zur Zeit t = D1, D2 bzw. D3 annähernd dem Wert Null.

Beispielsweise kann die Vorspülphase nach Zugabe einer gewissen Verzögerungs- bzw. Kachlaufseit bereits nach der Zeit T1 ' = 51 --ΛΤ1 beendet v/erden. An die verkürzte Vorspülphase kann die Reinigungsphase unmittelbar ange-

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schlossen werden. In der Reinigüngsphase steigt die Leitfähigkeit L1 des Vorlaufstroms wegen der dem Reinigungsmittel zugefügten Aktivprodukte stark an. Mit gewisser Verzögerung folgt die Leitfähigkeit L2 des Rücklaufstroms. Im Zeitpunkt t = D2 wird auch die Differenz der Leitfähigkeiten von Vor- und Rücklaufstrom in der Reinigungsphase annähernd gleich Null. Ab diesem Zeitpunkt t = D2 ist im gesamten Reinigungs- - kreislauf die notwendige Reinigungsmittelkonzentration

erreicht. Gleichzeitig wird vorzugsweise bis zu diesem Zeitpunkt das Reinigungs- bzw. Spülmittel der vorangegangenen Phase, das in minderer Konzentration vorliegt, über den Rücklauf 5 durch das mittels Differenzleitfähigkeitsmeßgerät .jQ 10 anzusteuernde Ventil 12 in einen Ablauf 13 verworfen. Ab t = D2 kann die Reinigungslösung im Kreislauf gefahren werden und die Reinigungszeit läuft mit optimaler Wirkung.

An die Reinigungsphase schließt sich in ?ig.

die Hachspülphase an. In der Nachspülphase fallen die Leitfähigkeiten L1 und L2 des Vor- und Rücklaufstroms mit zunehmender Reinheit beider Ströme schnell ab, im Zeitpunkt t = D3 erreicht außerdem der Wert der Differenz L2 - L1 annähernd den Wert liull. Die Itfachspülphase kann also nach Zugabe einer gewissen Verzögerungs- bzw. Nachlaufzeit bereits nach einer Zeit T3' = T3 - ΛΤ3 abgeschlossen werden. Demgemäß wird durch die Erfindung erreicht, daß das Programm

um die ZeitenAH und^T3 zu verkürzen ist. Durch die Erfindung wird aber auch erreicht, daß die jeweils kontrollierten Phasen des Ablaufs der Reinigungsanlage so lange in Betrieb bleiben, bis die in der jeweiligen Phase gestellte Aufgabe erfüllt ist. Es kann also beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr der 7all eintreten, daß unzureichend vorgespülte Gegenstände in die

eigentliche Reinigungsphase gelangen oder daß ungenügend nachgespülte Gegenstände nach Ablauf des Programms zu- - rückbleiben.

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Zum Erhöhen der Meßgenauigkeit kann es vorteilhaft sein, die Meßsonden 6 für den Vorlaufstrom 4 und vor allem die Meßsonde 7 für den Rücklaufstrom 5 in unmittelbarer Nähe des zu reinigenden Gegenstandes 12 bzw. der Arbeitskammer anzuordnen.

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3ezugszeichenliste

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1	= Kammer
2	= Einlaß
3	= Auslaß
4	= Vorlaufstrom
5	= Rücklaufstrom
6	= Meßsonde (4)
7	= Meßsonde (5)
8	= Leitung
9	= Leitung
10	= Meßgerät
11	= Ausgang von 10
12	= Ventil
13	= Ablauf

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Claims

5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens je eine Leitfähigkeitsmeßsonde (6, 7) im Vorlaufstrom (4) und im Rücklaufstrom (5) des zu dem Gegen-

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Patentansprüche

{ 1 . ./Verfahren zum Regeln einer Reinigungsanlage mit in "oder über einen zu reinigenden Gegenstand zu förderndem, flüssigem Reinigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß Paare von Meßwerten der elektrischen Leitfähigkeit des Reinigungsmittels jeweils vor und nach dessen Auftreffen auf den Gegenstand bestimmt werden, daß die im Verlauf einer Reinigungsphase erhaltenden Einzelwerte der Meßwertepaare verglichen werden und daß die Reinigungsphase bei Annäherung der Differenz der verglichenen, gleichzeitigen Einzelwerte an einen vorgegebenen Minimalwert beendet wird. . , ■"
2. Verfahren nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsphase bei Annäherung der Differenz der verglichenen Einzelwerte an Null beendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertepaare kontinuierlich bestimmt und verglichen werden.

4· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen der Leitfähigkeiten der Reinigungsmittel möglichst nahe am zu reinigenden Gegenstand erfolgen.

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stand (12) geförderten "bzw. wieder weggeförderten Reinigungsmittels sowie durch ein die Meßwerte der Sonden (6, 7) paarweise, insbesondere kontinuierlich, verarbeitendes Leitfähigkeitsvergleichsgerät (10) mit Signalgabe (11) bei Erreichen einer vorgegebenen Minimaldifferenz der Werte innerhalb der Meßwerteuaare.