WO2016146384A1 - Verfahren sowie vorrichtung zur energierückgewinnung - Google Patents

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WO2016146384A1
WO2016146384A1 PCT/EP2016/054379 EP2016054379W WO2016146384A1 WO 2016146384 A1 WO2016146384 A1 WO 2016146384A1 EP 2016054379 W EP2016054379 W EP 2016054379W WO 2016146384 A1 WO2016146384 A1 WO 2016146384A1
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energy
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pump
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Inventor
Johannes ROSCHY
Tobias Cherdron
Original Assignee
Khs Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F13/00—Pressure exchangers

Definitions

  • the invention relates to a method according to claim 1 and to a device according to claim 8.
  • the prior art discloses a device and a method according to DE 10 2013 018 741 A1.
  • This document discloses a method in which an excess air flow is used by a pneumatic drive, or by a printer energy converter via a generator for energy. Notes on the use of the pressure energy contained in liquids are not known in the prior art.
  • the object of the invention is to provide a method which makes it possible to make sensible use of the pressure energy produced during the pressure reduction from a process pressure to a reduced pressure. To solve this problem, a method according to claim 1 is formed.
  • a device is the subject of claim 8.
  • the process according to the invention is particularly suitable in plants for the production and / or treatment and / or processing of liquid products which are gaseous, i. Gases and especially CO2 in solution included.
  • a special feature of the invention is that the required pressure reduction takes place in a pressure energy converter and in this case only or essentially only the pressure energy resulting from the pressure reduction is converted into rotational energy. It is also essential that in the context of the invention for the
  • volumetric flow of the liquid product is used, so no or in
  • the resulting pressure energy is continuously in
  • inventive method is suitable for any substance.
  • inventive method is suitable for any substance.
  • Pressure level is not required and thus a pressure reduction is necessary, in which case the stored in the respective liquid volume pressure energy with the
  • Pressure energy converter is withdrawn as rotational energy, which can then be used in different ways.
  • these processes or plants are i.a. such for a short-term heating, for a
  • Precoat filtration, crossflow filtration or membrane filtration of liquid products in the form of beverages Precoat filtration, crossflow filtration or membrane filtration of liquid products in the form of beverages.
  • the rotational energy of the printing energy converter is used, for example, to drive an electrical generator whose electrical energy is then used, for example, in the system, in particular also for driving at least one pump arrangement having at least one pump, with which the pressure of the liquid product is raised to a process pressure, or else to use the
  • Rotational energy is e.g. an output shaft of the pressure energy converter via a purely mechanical, pneumatic or hydraulic drive train connected to this pump assembly.
  • "packaging means" are packagings or containers which are customarily used in the foodstuffs sector and especially also in the beverage sector, in particular containers, such as bottles, cans, soft packagings, for example those made of cardboard and / or
  • a "processor” is in the context of the invention quite generally a machine, a device or a part or portion of a plant for producing and / or processing and / or processing of liquid products under process pressure, the respective product then to a pressure level with a Pressure is relieved under the process pressure.
  • a "reverse” or “backward” operated pump or pump assembly means in the context of the invention, a pump or pump assembly in which the
  • Regenerator according to the invention show, explained in more detail, namely the example of systems for a short-term heating of gascumblen liquid products in the form of CO2-containing liquid products.
  • the plant 1 shown in FIG. 1 contains i.a. a processor 2 associated with a particular process and, in the illustrated embodiment, as a short-time heater (e.g., Pasteur) for liquid gas-containing products, e.g. for products containing dissolved gases, preferably CO2, for example as short-time boilers for carbonated drinks, e.g. Soft drinks, beer, etc.
  • a short-time heater e.g., Pasteur
  • the process associated with the processor 2 is thus a short-term heating of the liquid product, to kill germs in the product and thus to achieve a desired product shelf life.
  • the respective product is first, for example, in a first treatment stage 2.1 of the processor 2 to a necessary for the destruction of the germs process temperature, e.g. to a temperature of at least 70 ° C, briefly heated and then,
  • the product for example, first at ambient pressure or at a pressure which is only slightly above the Ambient pressure is, that is supplied with a slight overpressure P1 via a pump assembly 4, which has at least one pump to bring by pressure build-up to a pressure level with an increased process pressure P2.
  • the process pressure P2 is chosen so that it prevents outgassing and is therefore well above the partial pressure of the dissolved CO2 in the product or above the total pressure of the dissolved gases in the product at the process temperature or in the short-term heating.
  • a pressure reduction to a pressure level at the pressure P3 is required, which is well below the process pressure P2 and, for example, a storage of the product in Storage tank3 and / or further use and / or treatment of the product allows.
  • the product is, for example, a carbonated beverage
  • this is used in a plant 1 of conventional design, for example with a
  • the system 1 includes a regenerator 5
  • Pressure energy converter 6 in which the pressure reduction of the process pressure P2 takes place on the pressure P3 and which converts the released pressure energy into mechanical rotational energy.
  • the printer energy converter 6 is, for example, at least one turbine with impeller or preferably a pump arrangement with at least one pump, which is operated reverse, ie in the reverse manner than usual and in which the liquid product with the high process pressure P2 is supplied to that connection in the normal
  • Rotation energy to the pump assembly 4 is e.g. purely mechanically by a mechanical drive connection of the output shaft of the printing energy converter 6 with a drive shaft of the pump assembly 4 or electrically, for example with a driven by the pressure energy converter 6 and acting as a generator 7 electric machine whose electrical output power at least to support the drive of the Pump assembly 6 is used, or other suitable manner, eg pneumatic or hydraulic. It turns out that by the use of the regenerator 5 a considerable
  • FIG. 2 shows a system 1 a with two separate processors 2a and 2b, in which in turn appropriate process
  • the processor 2a is the liquid product on the
  • Pump assembly 4 supplied with the originally the pressure P1 having product is brought to the pressure level at the much higher P2a, for example, the pressure level with the pressure P2 between about 10bar to 12 bar above normal pressure.
  • the processor 2b carries the liquid product on a
  • Pressure level with the high pressure P2b which in turn is 10 bar to 12 bar above normal pressure, for example.
  • the energy gained in this pressure reduction in the pressure energy converter 6 is used for the pressure build-up of the
  • Process of the processor 2a i. for the drive of the pump assembly 4.
  • the transfer of energy from the pressure energy converter 6 to the pump assembly 4 is again in the manner described above purely mechanically, electrically or in any other suitable manner, including pneumatically or hydraulically.
  • At least the product carried in the processor 2b is also a gaseous product, i. a product containing gases, for example CO2 in solution, for example a carbonated beverage, e.g. Long drinks, beer, etc.
  • Output shaft of this converter either via a mechanical drive train with the pump assembly 4 or with the electric generator 7 are connectable.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Non-Alcoholic Beverages (AREA)

Abstract

Verfahren zur Energierückgewinnung in Anlagen für einen Prozess, der zumindest Teil einer Herstellung und/oder Verarbeitung und/oder Behandlung eines flüssigen Produktes ist, wobei das jeweilige Produkt während des Prozesses mit einem Prozessdruck beaufschlagt ist und im Anschluss daran ein Druckabbau des flüssigen Produktes auf einen Druck erfolgt, der kleiner ist als der Prozessdruck.

Description

Verfahren sowie Vorrichtung zur Energierückgewinnung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8.
Speziell bei einer Hitzebehandlung, z.B. beim Kurzzeiterhitzen von flüssigen, gashaltigen Produkten, d.h. von Produkten, in denen Gase gelöst sind, und dabei insbesondere auch beim Erhitzen oder Kurzzeiterhitzen (z.B. Pasteurisieren) von CO2-enthaltenen Produkten oder Getränken ist es erforderlich, dass das jeweilige gashaltige flüssige Produkt während dieser Behandlung und in dem zur Behandlung verwendeten Prozessor unter einem erhöhten Prozessdruck geführt wird, der bei der maximalen Behandlungstemperatur über dem Partialdruck des im Produkt gelösten CO2 oder aber über dem Gesamtdruck des im Produkt gelösten Gases liegt und somit zumindest ein Ausgasen des im Produkt gelösten CO2 verhindert. Nach der Behandlung wird das flüssige Produkt über eine Einrichtung zur Druckreduzierung aus dem Prozessor abgeleitet, sodass es dann einen Druck deutlich unter dem Prozessdruck aufweist. Dieser Druckabbau erfolgt bisher durch Stellventile und/oder Drosseln, wobei die abgebaute Druckenergie in nicht genutzte Verlustwärme umgewandelt wird. Auch in anderen Bereichen oder Verfahren kann es bei der Herstellung und/oder Behandlung und/oder Verarbeitung von flüssigen Produkten notwendig sein, einen zunächst hohen Prozessdruck des Produktes nach Abschluss der Behandlung und/oder Verarbeitung durch Druckabbau auf einen unterhalb des Prozessdruckes liegenden Druck zu reduzieren, so beispielsweise bei einer
Anschwemmfiltration, Crossflowfiltration oder Membranfiltration von flüssigen
Produkten in Form von Getränken.
Im Stand der Technik sind eine Vorrichtung und ein Verfahren entsprechend der DE 10 2013 018 741 A1 bekannt. Diese Schrift offenbart ein Verfahren, bei dem ein überschüssiger Luftstrom durch einen pneumatischen Antrieb, bzw. durch einen Druckenergiewandler über einen Generator zur Energiegewinnung genutzt wird. Hinweise zur Nutzung der in Flüssigkeiten enthaltenen Druckenergie sind im Stand der Technik nicht bekannt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches es ermöglicht, die bei dem Druckabbau von einem Prozessdruck auf einen reduzierten Druck anfallende Druckenergie sinnvoll zu nutzen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Vorrichtung ist Gegenstand des Patentanspruchs 8.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders in Anlagen zur Herstellung und/oder Behandlung und/oder Verarbeitung von flüssigen Produkten, die gashaltig sind, d.h. Gase und dabei speziell auch CO2 in Lösung enthalten.
Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass der erforderliche Druckabbau in einem Druckenergie-Wandler erfolgt und hierbei nur oder im Wesentlichen nur die bei dem Druckabbau anfallende Druckenergie in Rotationsenergie umgesetzt wird. Wesentlich ist dabei auch, dass im Rahmen der Erfindung für die
Energierückgewinnung keine oder im Wesentlichen keine Fallhöhe eines
Volumenstroms des flüssigen Produktes genutzt wird, also keine oder im
Wesentlichen keine Umwandlung von Lagenenergie bei der Energierückgewinnung stattfindet. Vorzugsweise wird die anfallende Druckenergie kontinuierlich in
Rotationsenergie umgewandelt.
Ganz allgemein eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur
Energierückgewinnung vor allem bei Prozessen und Anlagen, auch solchen der Getränkeindustrie oder Getränkeherstellung, in denen während eines ersten
Prozessschrittes ein hoher Prozessdruck benötigt wird und in denen ein weiterer nachfolgender Prozessschritt das dem Prozessdruck entsprechende hohe
Druckniveau nicht erfordert und somit ein Druckabbau notwendig ist, wobei dann die in dem jeweiligen Flüssigkeitsvolumen gespeicherte Druckenergie mit dem
Druckenergie-Wandler als Rotationsenergie zurückgenommen wird, die dann auf unterschiedliche Weise genutzt werden kann. Im Bereich der Getränkeindustrie sind diese Prozesse oder Anlagen u.a. solche für eine Kurzzeiterhitzung, für eine
Anschwemmfiltration, Crossflowfiltration oder Membranfiltration von flüssigen Produkten in Form von Getränken. Die Rotationsenergie des Druckenergiewandlers dient beispielsweise zum Antrieb eines elektrischen Generators dessen elektrische Energie dann beispielsweise in der Anlage genutzt wird, insbesondere auch für den Antrieb zumindest einer wenigstens eine Pumpe aufweisenden Pumpenanordnung, mit der der Druck des flüssigen Produktes auf einen Prozessdruck angehoben wird, oder aber zur Nutzung der
Rotationsenergie ist z.B. eine Ausgangswelle des Druckenergie-Wandlers über einen rein mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebsstrang mit dieser Pumpenanordnung verbunden. „Packmittel" sind im Sinne der Erfindung Verpackungen oder Behältnisse, die im Lebensmittelbereich und dabei speziell auch im Getränkebereich üblicherweise verwendet werden, und zwar insbesondere Behälter, wie z. B. Flaschen, Dosen, Weichverpackungen, beispielsweise solche hergestellt aus Karton und/oder
Kunststofffolie und/oder Metallfolie, sowie Fässer oder KEGs.
Ein„Prozessor" ist im Sinne der Erfindung ganz allgemein eine Maschine, eine Einrichtung oder ein Teil oder ein Abschnitt einer Anlage zum Herstellen und/oder Bearbeiten und/oder Verarbeiten von flüssigen Produkten unter Prozessdruck, wobei das jeweilige Produkt anschließend auf ein Druckniveau mit einem Druck unter dem Prozessdruck entlastet wird.
Eine„revers" oder„rückwärts" betriebene Pumpe oder Pumpenanordnung bedeutet im Sinne der Erfindung eine Pumpe oder Pumpenanordnung, bei der dem
Anschluss, der im normalen Pumpenbetrieb den Pumpenauslass bildet, das unter hohem Druck stehende flüssige Produkt zugeführt wird. Aus dem unter hohem Druck stehenden flüssigen Produkt resultiert dann unter Druckabbau in der Pumpe oder in der Pumpenanordnung, beispielsweise unter Drehen eines Lauf- oder Pumpenrades, die Rotationsenergie. 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. Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmoglichkeiten 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.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 und 2, die jeweils in einer vereinfachten Funktionsdarstellung Anlagen mit einem Prozessor und einem
Regenerator gemäß der Erfindung zeigen, näher erläutert, und zwar am Beispiel von Anlagen für eine Kurzzeiterhitzung von gashaltigen flüssigen Produkten in Form von CO2-haltigen flüssigen Produkten. Die in der Fig. 1 dargestellte Anlage 1 enthält u.a. einen Prozessor 2, dem ein bestimmter Prozess zugeordnet ist, und der bei der dargestellten Ausführungsform als Kurzzeiterhitzer (z.B. Pasteur) für flüssige gashaltige Produkte, d.h. für Produkte die gelöste Gase, vorzugsweise CO2 enthalten ausgebildet ist, beispielsweise als Kurzzeiterhitzer für karbonisierte Getränke, wie z.B. Softdrinks, Bier usw.
Der dem Prozessor 2 zugeordnete Prozess ist somit eine Kurzzeiterhitzung des flüssigen Produktes, und zwar zur Abtötung von Keimen im Produkt und damit zur Erzielung einer gewünschten Produkt-Haltbarkeit. Hierbei wird das jeweilige Produkt zunächst beispielsweise in einer ersten Behandlungsstufe 2.1 des Prozessors 2 auf eine für das Abtöten der Keime notwendige Prozesstemperatur, z.B. auf eine Temperatur von wenigstens 70°C, kurzzeitig erhitzt und anschließend,
beispielsweise in einer nachfolgenden Behandlungsstufe 2.2 des Prozessors 2, wieder abgekühlt. Das so behandelte Produkt wird dann beispielsweise an einen Lager- oder Speichertank 3 der Anlage 1 weitergeleitet, aus dem es für eine weitere Verwendung und/oder Behandlung, beispielsweise für ein Befüllen von Packmitteln oder KEGs entnommen wird.
Um bei diesem Kurzzeiterhitzen ein Ausgasen der im Produkt gelösten Gase zu vermeiden, ist es notwendig und üblich, das Produkt, welches beispielsweise zunächst mit Umgebungsdruck oder mit einem Druck, der nur wenig über dem Umgebungsdruck liegt, d.h. mit geringem Überdruck P1 zugeführt wird über eine Pumpenanordnung 4, die wenigstens eine Pumpe aufweist, durch Druckaufbau auf ein Druckniveau mit einem erhöhten Prozessdruck P2 zu bringen. Der Prozessdruck P2 ist so gewählt, dass dieser das Ausgasen verhindert und liegt hierfür deutlich über dem Partialdruck des im Produkt gelösten CO2 oder über dem Gesamtdruck der im Produkt gelösten Gase bei der Prozesstemperatur bzw. bei der Kurzzeiterhitzung. Nach dem Abkühlen des Produktes und beim Ausleiten des Produktes aus dem Prozessor 2 sowie vor dem Einleiten des Produktes in den Speichertank 3 ist ein Druckabbau auf ein Druckniveau mit dem Druck P3 erforderlich, welcher deutlich unter dem Prozessdruck P2 liegt und beispielsweise ein Lagern des Produktes im Lagertank3 und/oder eine weitere Verwendung und/oder Behandlung des Produktes ermöglicht.
Handelt es sich bei dem Produkt beispielsweise um ein karbonisiertes Getränk, so wird dieses bei einer Anlage 1 üblicher Ausbildung beispielsweise mit einem
Überdruck zwischen etwa 1 bar bis 2 bar zugeführt und dann über die
Pumpenanordnung 4 auf einen Prozessdruck P2 gebracht, der etwa 10 bar bis 12 bar über dem Normal- oder Umgebungsdruck liegt. Dieser hohe Prozessdruck P2 im gesamten Prozess des Prozessor 2 aufrecht erhalten wird, ist erforderlich, weil der Partialdruck bei einem karbonisierten Produkt oder Getränk, welches etwa 7 g CO2 pro Liter enthält, bei einer Kurzzeiterhitzung auf 70°C etwa 10,6 bar über dem
Normaldruck oder Umgebungsdruck liegt.
Bei herkömmlichen Anlagen zum Kurzzeiterhitzen von flüssigen Produkten, die CO2 enthalten, erfolgt dann der Druckabbau auf einen Überdruck P3 zwischen 1 bar und 2 bar, der für die Lagerung des behandelten Produktes in dem Lagertank 3 bzw. für die weitere Verwendung und/oder Verarbeitung des behandelten Produktes erforderlich ist. Dieser Druckabbau erfolgt bisher durch Steuerventile und/oder Drosseln, wobei die abgebaute Druckenergie in nicht genutzte Verlustwärme umgesetzt wird.
Um derartige Energieverluste zu vermeiden und die beim Druckabbau frei werdende Druckenergie sinnvoll zu nutzen, weist die Anlage 1 einen Regenerator 5 mit
Druckenergie-Wandler 6 auf, in welchem der Druckabbau von dem Prozessdruck P2 auf den Druck P3 erfolgt und welcher die dabei frei werdende Druckenergie in mechanische Rotationsenergie umsetzt. Der Druckenergiewandler 6 ist dabei beispielsweise wenigstens eine Turbine mit Laufrad oder aber bevorzugt eine Pumpenanordnung mit wenigstens einer Pumpe, die reverse, d.h. in umgekehrter Weise als üblich betrieben wird und bei der das flüssige Produkt mit dem hohen Prozessdruck P2 demjenigen Anschluss zugeführt wird, der im normalen
Pumpbetrieb den Pumpenauslass der Pumpenanordnung bilden würde. Durch den Druckabbau wird eine Ausgangswelle des Druckenergie-Wandlers 6 rotierend angetrieben. Die somit von dem Druckenergie-Wandler 6 erzeugte Rotationsenergie wird bei der Anlage 1 zur Unterstützung des Betriebs der Pumpenanordnung 4 genutzt, die ebenfalls Teil des Regenerators 5 ist. Die Übertragung der
Rotationsenergie an die Pumpenanordnung 4 erfolgt z.B. rein mechanisch durch eine mechanische antriebsmäßige Verbindung der Ausgangswelle des Druckenergie- Wandlers 6 mit einer Antriebswelle der Pumpenanordnung 4 oder elektrisch, beispielsweise mit einer von dem Druckenergie-Wandler 6 angetriebenen und als Generator 7 wirkenden elektrischen Maschine, deren elektrische Ausgangsleistung zumindest zur Unterstützung des Antriebs der Pumpenanordnung 6 genutzt wird, oder auf andere geeignete Weise, z.B. pneumatisch oder hydraulisch. Es zeigt sich, dass durch die Verwendung des Regenerators 5 eine erhebliche
Energieeinsparung, insbesondere auch eine erhebliche Einsparung an elektrischer Energie und damit an Betriebskosten erreicht wird. Wird bei der vorstehend angesprochenen Kurzzeiterhitzung von CO2-haltigen Getränken davon
ausgegangen, dass der Prozessdruck P2 10 bar bis 12 bar über Normaldruck und die Mengenleistung des als Kurzzeiterhitzer ausgebildeten Prozessors 2
beispielsweise 10m3 an behandeltem Produkt je Stunde (10m3/h) betragen, so ergibt sich hieraus eine hydraulische Leistung von etwa 2,7 kW, die in dem Druckenergie- Wandler 6 genutzt wird . Bei einem Wirkungsgrad der Pumpenanordnung 4 und des Energiewandlers 6 von jeweils 65% ergibt sich dann für die mit dem Regenerator 5 zurückgewonnene Leistung E:
E = 0,65*0,65*2,7kW = 1 ,13 kW
Dies entspricht bei einem Strompreis von 0,15€/kWh einer jährlichen Ersparnis von etwa 1 100€. In der Praxis liegen aber die mit Prozessoren 2 in Form von Kurzzeiterhitzern erzielbaren Mengenleistungen in der Regel über 10m3/h und betragen beispielsweise bis zum 70m3/h, so dass dann die durch die Verwendung des Regenerators 5 eingesparten Kosten noch um ein Vielfaches höher liegen als vorstehend
angegeben.
Während bei der Anlage 1 die aus dem Prozessor 2 bzw. aus dem Druckabbau gewonnene Druckenergie für den Druckaufbau des dem Prozessor 2 zugeführten Produktes verwendet wird, zeigt die Fig. 2 eine Anlage 1 a mit zwei getrennten Prozessoren 2a und 2b, in denen wiederum ein entsprechender Prozess
durchgeführt wird. Dem Prozessor 2a wird das flüssige Produkt über die
Pumpenanordnung 4 zugeführt, mit der das ursprünglich den Druck P1 aufweisende Produkt auf das Druckniveau mit dem deutlich höheren P2a gebracht wird, beispielsweise auf das Druckniveau mit dem Druck P2 zwischen etwa 10bar bis 12 bar über Normaldruck. Der Prozessor 2b führt das flüssige Produkt auf einem
Druckniveau mit dem hohen Druck P2b, der beispielsweise wiederum 10 bar bis 12 bar über Normaldruck beträgt. In dem Druckenergie-Wandler 6, der wiederum zusammen mit der Pumpenanordnung 4 Bestandteil des Regenerators 5 ist, erfolgt dann der Druckabbau des Produktes aus dem Prozessor 2b auf den reduzierten Druck P3, der beispielsweise dem Druck P1 entspricht und/oder Normaldruck ist oder geringfügig über dem Normal- oder Umgebungsdruck liegt, beispielsweise auf einen Überdruck zwischen 1 bar bis 2 bar. Die bei diesem Druckabbau in dem Druckenergie-Wandler 6 gewonnene Energie wird für den Druckaufbau des
Prozesses des Prozessors 2a genutzt, d.h. für den Antrieb der Pumpenanordnung 4. Die Übertragung der Energie von Druckenergie-Wandler 6 an die Pumpenanordnung 4 erfolgt wieder in der oben beschriebenen Weise rein mechanisch, elektrisch oder auf andere geeignete Weise, auch pneumatisch oder hydraulisch. Zumindest das im Prozessor 2b geführte Produkt ist auch bei dieser Ausführungsform wiederum ein gashaltiges Produkt, d.h. ein Produkt, welches Gase, beispielsweise CO2 in Lösung enthält, beispielsweise ein karbonisiertes Getränk, wie z.B. Longdrinks, Bier usw.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Allen Ausführungen der Erfindung ist gemeinsam, dass im Wesentlichen nur die beim Druckabbau des aus einem Prozess stammenden flüssigen Produktes anfallende Druckenergie in Rotationsenergie umgewandelt wird, wobei diese Rotationsenergie dann z.B. in demselben oder in einem anderen Prozess genutzt wird. Wird die Druckenergie in elektrische Energie umgewandelt, so kann diese auch ganz allgemein zur Reduzierung des Energieverbrauches einer Gesamtanlage oder einer Betriebsstätte verwendet oder aber in ein öffentliches Versorgungsnetz eingespeist werden. Weiterhin können Mittel, vorzugsweise in Form von Kupplungsmitteln, vorgesehen werden, mit denen der Druckenergie-Wandler 6 oder eine
Ausgangswelle dieses Wandlers wahlweise über einen mechanischen Antriebsstrang mit der Pumpenanordnung 4 oder mit dem elektrischen Generator 7 verbindbar sind.
Bezugszeichenliste
1, 1a Anlage
2, 2a, 2b Prozessor
2.1,2.2 Behandlungsstufe
3 Lagertank
4 Pumpenanordnung
5 Regenerator
6 Druckenergie-Wandler 7 elektrischer Generator
P1. P2.P3 Druck
P2a, P2b Druck

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Energierückgewinnung in Anlagen (1 , 1 a) für einen Prozess, der zumindest Teil einer Herstellung und/oder Verarbeitung und/oder Behandlung eines flüssigen Produktes ist, wobei das jeweilige Produkt während des Prozesses mit einem Prozessdruck (P2, P2b) beaufschlagt ist und im Anschluss daran ein
Druckabbau des flüssigen Produktes auf einen Druck (P3) erfolgt, der kleiner ist als der Prozessdruck (P2),
dadurch gekennzeichnet,
dass die aus dem Druckabbau resultierende Druckenergie des flüssigen Produktes durch einen diesen Druckabbau bewirkenden Druckenergie-Wandler (6) in
Rotationsenergie umgewandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsenergie zum Druckaufbau des flüssigen Produktes, vorzugsweise zum Druckaufbau des flüssigen Produktes auf den Prozessdruck (P2, P2a) genutzt wird, beispielsweise zum Druckaufbau in demjenigen Prozess, aus dem die mit dem Druckenergie- Wandler (6) rückgewonnene Rotationsenergie stammt, oder aber zum Druckaufbau einen parallel arbeitenden weiteren Prozess.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Rückgewinnung der Druckenergie ein Druckenergie-Wandler (6) verwendet wird, der wenigstens eine Turbine und/oder wenigstens eine
Pumpenanordnung mit wenigstens einer revers betrieben Pumpe aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsenergie des Druckenergie-Wandlers (6) zum Antrieb eines elektrischen Generators (7) genutzt wird, und dass die elektrische Energie des Generators (7) vorzugsweise für den Antrieb einer wenigstens eine Pumpe aufweisenden Pumpenanordnung (4) zum Druckaufbau des flüssigen Produktes genutzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsenergie des Druckenergie-Wandlers (6) über eine mechanische und/oder pneumatische und/oder hydraulische antriebsmäßige Verbindung für den Antrieb einer wenigstens eine Pumpe aufweisenden Pumpenanordnung (4) zum Druckaufbau des flüssigen Produktes genutzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Produkt ein gelöstes Gas, vorzugsweise CO2 enthaltendes
Produkt ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Prozesses zumindest eine Erhitzung des flüssigen Produktes, beispielsweise eine Kurzzeiterhitzung des flüssigen Produktes, oder eine
Behandlung des flüssigen Produktes durch Anschwemmfiltration, Crossflowfiltration oder Membranfiltration erfolgt.
8. Vorrichtung zur Energierückgewinnung in Anlagen (1 , 1 a), mit wenigstens einem Prozessor (2, 2b) zur Durchführung eines Prozesses, der zumindest Teil einer Herstellung und/oder Verarbeitung und/oder Behandlung eines flüssigen Produktes ist, welches im Prozessor (2) mit einem Prozessdruck (P2, P2a) geführt wird, und mit Mitteln für einen Druckabbau des flüssigen Produktes beim Abführen aus dem Prozessor (2) auf einen Druck (P3), der kleiner ist als der Prozessdruck,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel zum Druckabbau von einem Druckenergie-Wandler (6) gebildet sind, der die aus dem Druckabbau resultierende Druckenergie in Rotationsenergie umwandelt und von wenigstens einer Turbine und/oder von einer Pumpenanordnung mit wenigstens einer revers betriebenen Pumpe gebildet ist, an deren Lauf- oder Pumpenrad die Druckenergie in Rotationsenergie gewandelt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der
Druckenergie gewonnene Rotationsenergie für einen Antrieb einer wenigstens eine Pumpe aufweisenden Pumpenanordnung (4) zum Druckaufbau des flüssigen
Produktes genutzt wird, vorzugsweise zum Druckaufbau des flüssigen Produktes auf den Prozessdruck (P2, P2a).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangswelle des Druckenergie-Wandlers (6) oder eines Lauf- oder Pumpenrades dieses Wandlers über eine mechanische, hydraulische oder pneumatische antriebsmäßige Verbindung mit der wenigstens eine Pumpe aufweisenden
Pumpenanordnung (4) oder mit einem Lauf- oder Pumpenrad dieser Anordnung antriebsmäßig verbunden ist.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückgewinnung der Druckenergie als elektrische Energie der Druckenergie-Wandler (6) den Antrieb eines elektrischen Generator (7) bildet, wobei die elektrische Energie dieses
Generators (7) beispielsweise für den Antrieb der Pumpenanordnung genutzt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel, vorzugsweise in Form von Kupplungsmitteln, mit denen der Druckenergie-Wandler (6) oder eine Ausgangswelle dieses Wandlers wahlweise über einen mechanischen Antriebsstrang mit der Pumpenanordnung (4) oder mit einem elektrischen Generator (7) verbindbar sind.
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