脫氣的水的提供方案的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及脫氣的水的提供方案，脫氣的水在食品和飲料行業(yè)中，尤其在啤酒生產(chǎn)時(shí)使用。
【背景技術(shù)】
[0002]在食品和飲料行業(yè)中，在許多工藝步驟中都需要水。為了應(yīng)對腐蝕管路和設(shè)備的危險(xiǎn)，通常使用脫氣的水，也就是說，基本上沒有溶解的像例如游離的二氧化碳或氧氣的氣體的水。尤其是氧氣不僅對設(shè)施和管路系統(tǒng)造成不利影響，而且也影響食品和飲料的可保存性和/或質(zhì)量。
[0003]尤其在啤酒生產(chǎn)中，在水中有盡可能少的氧氣含量是值得期望的。然而，原料加工以及麥芽汁和啤酒生產(chǎn)工藝將導(dǎo)致氧氣大量輸入到要制造的產(chǎn)品中。為了將該輸入保持得盡可能的少，必須對使用的產(chǎn)品用水和工藝用水進(jìn)行特別處理。產(chǎn)品用水可以被理解為是最終產(chǎn)物(在這里也就是啤酒)的一部分的水或者是與初級/中間產(chǎn)品或最終產(chǎn)品發(fā)生接觸的水，例如沖洗用水。工藝用水是為了生產(chǎn)和/或填充飲料所必需的但不直接流入到最終產(chǎn)品中的水。工藝用水例如可以被理解為泵隔絕用水、噴水或用于清潔(例如，現(xiàn)場清洗)設(shè)施和/或機(jī)器的水。同樣地，在食品和飲料行業(yè)中用到術(shù)語服務(wù)用水。例如在儲能罐中使用的水屬于服務(wù)水，其在封閉的系統(tǒng)中為了加熱目的針對耗熱器使用。有時(shí)，術(shù)語服務(wù)用水等效地用于術(shù)語工藝用水。與產(chǎn)品用水不同的是，被稱為服務(wù)用水或工藝用水的水指的是不與初級/中間產(chǎn)品或最終產(chǎn)品發(fā)生接觸的水。
[0004]在啤酒生產(chǎn)中，例如在(預(yù))糖化和洗麥芽汁時(shí)、在對罐和過濾系統(tǒng)進(jìn)行灌注時(shí)、在管路排出時(shí)以及在生產(chǎn)啤酒即將結(jié)束對啤酒進(jìn)行稀釋時(shí)都使用到脫氣的水。特別是對于用于稀釋(混勻)的脫氣的水來說，除了化學(xué)技術(shù)上的純度之外，較少的氧氣含量也有重要意義。
[0005]由現(xiàn)有技術(shù)公知有用于冷脫氣、熱脫氣和真空脫氣的設(shè)施。在冷脫氣時(shí)對于脫氣的水來說需要脫氣單元和冷卻器。在熱脫氣時(shí)，附加地用到用于加熱和熱能回收的熱交換器。與在冷脫氣時(shí)不同地，在熱脫氣時(shí)，對脫氣的水進(jìn)行加熱主要用來減少細(xì)菌。為此，需要額外耗費(fèi)熱學(xué)初級能。在熱脫氣時(shí)，剩余氧氣含量可以達(dá)到0.0lmg 02/1至0.02mg O2/1，而在冷脫氣時(shí)，剩余氧氣含量可以達(dá)到0.02mg 02/1至0.03mg 02/1。兩種方法的特征都在于對惰性氣體的相對高的消耗。待脫氣的水越?jīng)?，就有越多的氧氣化合或溶解在待脫氣的水中。溶解在冷水中的氧氣，盡管在熱脫氣的范圍中對水進(jìn)行加熱之后，但是在使用相對大量的惰性氣體的情況下才在脫氣裝置中被驅(qū)除。此外，即使已公知的熱脫氣設(shè)施具有了用于熱能回收的裝置，但是仍然必須提供例如形式為蒸汽的初級能。
[0006]真空脫氣無需輸送熱能，但是卻具有對惰性氣體的類似高需求。然而，在脫氣的水中的剩余氧氣含量典型地僅下降到約為1.0mg 02/1。此外，不對脫氣的水進(jìn)行巴氏殺菌，并且存在附加的對用于產(chǎn)生真空的電能的需求。
[0007]在由現(xiàn)有技術(shù)公知的方法中，始終需要很高的初級能投入。在此，利用熱能(例如蒸汽)或通過投入電能(例如用于運(yùn)行制冷設(shè)施或用于產(chǎn)生真空的能量)實(shí)現(xiàn)該初級能投Ac附加地，由于惰性氣體投入(例如二氧化碳)，從而絕大多數(shù)附帶產(chǎn)生了相當(dāng)多的排放。
[0008]此外，在熱脫氣時(shí)的問題在于，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)施的盡可能高的能量效率，必須使用盡可能涼的水。首先這就使得對內(nèi)部的余熱利用級進(jìn)行投入成為可能。在此，一方面鑒于能量回收而投入盡可能涼的水是有利的，另一方面存在的缺點(diǎn)是，更多的氧氣或其它氣體化合在冷水中。冷水溫度取決于現(xiàn)場的新鮮水溫度。因此，這些用于使水脫氣的設(shè)施同樣取決于地理?xiàng)l件，這就會(huì)表現(xiàn)出另外的缺點(diǎn)，并且因此使得設(shè)施不那么高效和靈活。如果替代地已經(jīng)利用溫的/熱的水來使傳統(tǒng)的熱脫氣設(shè)施運(yùn)行，那么對用于冷卻脫氣的水的例如形式為電能的能量的消耗就升高了。
[0009]原則上，已公知的用于使水脫氣的設(shè)施被視為由管道和熱交換器組成的封閉的系統(tǒng)，其中，脫氣塔表現(xiàn)為用于驅(qū)除不期望的氣體，如例如氧氣的唯一的可能性。基于這些設(shè)施技術(shù)上的條件，在余熱利用之后直接將冷水輸送給脫氣塔并且成為脫氣的水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]考慮到所述的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于對例如用于在食品和飲料行業(yè)中使用的水進(jìn)行節(jié)能和/或低排放的高效的脫氣的設(shè)備。
[0011]前面提到的任務(wù)通過提供一種如下的設(shè)施來解決，該設(shè)施具有用于存儲溫水、尤其是具有至少60°c的溫度的溫水的存儲罐和脫氣裝置，該脫氣裝置與用于溫水的存儲罐連接并且構(gòu)造用于對來自用于溫水的存儲罐的溫水進(jìn)行脫氣。該設(shè)施可以是用于生產(chǎn)和/或填充食品或飲料的設(shè)施。用于溫水的存儲器可以構(gòu)造為在釀造廠、飲料或食品企業(yè)中的相同或不同的溫度水平的由現(xiàn)有技術(shù)所公知的溫水存儲器和/或分層存儲器和/或多個(gè)存儲罐。溫水具有至少60°C、尤其75°C至85°C，尤其是78°C至82°C的溫度。術(shù)語溫水包括在技術(shù)領(lǐng)域中使用的術(shù)語熱水。
[0012]如果使用填充以產(chǎn)品用水的儲能罐，那么上溫度水平也可以高于85°C，例如在直到98°C的溫度或接近沸點(diǎn)的溫度。也可以構(gòu)造出對大氣開放的所有的存儲罐變體。
[0013]用于溫水的存儲罐可以通過不同的生產(chǎn)商來供應(yīng)。原則上，運(yùn)送到用于溫水的存儲罐中的水可以在用于溫水的存儲罐之前進(jìn)行加熱。脫氣裝置可以包括脫氣塔，待脫氣的溫水從上向下經(jīng)由反應(yīng)線路穿過該脫氣塔。原則上，脫氣裝置可以包含用于對待脫氣的水進(jìn)行進(jìn)一步加熱的加熱裝置，例如周側(cè)加熱器和/或外部的熱交換設(shè)備。此外，備選和/或附加地，還可以包含用于在脫氣裝置中產(chǎn)生負(fù)壓的真空裝置或者可以將脫氣裝置與這種真空裝置連接起來。脫氣裝置也可以包括用于控制不同的0)2或O 2含量和/或控制脫氣的水的溫度的控制裝置。此外，可以通過將惰性氣體，例如二氧化碳或氮?dú)?例如沿著用于穿過待脫氣的水的逆流)導(dǎo)入到脫氣裝置中或?qū)氲酵ㄏ蛎摎庋b置的輸入管路中來支持脫氣。在要求保護(hù)的設(shè)施中，可以產(chǎn)生具有0.0lmg 02/1至0.02mg O2/1的剩余氧氣含量的脫氣的水。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)不同地，根據(jù)本發(fā)明，生產(chǎn)脫氣的水通過對尤其已經(jīng)具有至少60°C的溫度的暫存在用于溫水的存儲罐中的溫水進(jìn)行脫氣來實(shí)現(xiàn)。水越?jīng)?，就有越多的氧氣溶解在水中。存儲在用于溫水的存儲罐中的溫水具有例如相對于在現(xiàn)有技術(shù)中輸送給脫氣裝置的冷水明顯更少的氧氣含量。雖然，在常規(guī)的熱脫氣的范圍內(nèi)對待脫氣的水進(jìn)行加熱，但是這是發(fā)生在與大氣隔絕的情況下并且僅用于，使脫氣可以在脫氣裝置中更容易地實(shí)現(xiàn)，在封閉的系統(tǒng)中的已加熱的水被運(yùn)送到該脫氣裝置中。因此在常規(guī)熱脫氣時(shí)，輸送給脫氣裝置的加熱的水的氧氣含量相應(yīng)于在加熱之前的冷水的氧氣含量。
[0015]從用于溫水的存儲器取走的用于使水脫氣的水體積當(dāng)時(shí)就能夠通過在脫氣設(shè)施的熱交換器上加溫過的冷水(脫氣設(shè)施的余熱利用級)來替代。在此，用于溫水的存儲器表現(xiàn)為反應(yīng)線路，其中，在停留在該反應(yīng)線路上的時(shí)間期間，發(fā)生對溫水的熱學(xué)預(yù)處理。由此，已經(jīng)造成來自水中的溶解的氧氣減少。因?yàn)閺挠糜跍厮拇鎯ζ髦腥∽邷厮c向用于溫水的存儲器中供給分開地進(jìn)行，所以也可以從存儲罐中取走或向其中供給不同的體積。因此，例如可能有多余溫水會(huì)在釀造間中減少或均衡溫水供應(yīng)的不足。此外，用于溫水的存儲器如由現(xiàn)有技術(shù)公知的那樣，由不同的熱能回收裝置，像例如麥芽汁冷卻器和/或平底鍋式煙霧冷凝器和/或冷凝液冷卻器來供給，并且可以在濾清工藝期間提供不同的工藝，像例如預(yù)糖化和/或洗麥芽汁。
[0016]為了對還是溫/熱的脫氣的水進(jìn)行冷卻，可以設(shè)置用于余熱利用的第一熱交換器。在此，用于冷卻的冷水被加溫并且例如存入到與第一熱交換器連接的用于