向啤酒生產(chǎn)用設(shè)備中的處理裝置的熱供給的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及以傳熱介質(zhì)(特別是溫水或熱水)的形式向尤其是釀酒廠的啤酒生產(chǎn)用設(shè)備中的處理裝置供熱，特別涉及對(duì)麥芽漿和/或麥芽汁加熱和保溫。
【背景技術(shù)】
[0002]在釀酒廠中，糖化和麥芽汁煮沸以及麥芽汁保溫的過(guò)程需要非常大量的能量。因此，必須以盡可能準(zhǔn)確的方式控制這些過(guò)程的能量平衡，并且必須盡量使用源自諸如麥芽汁冷卻器、藎蒸汽冷凝器、冷凝冷卻器等的熱回收單元(heat recovery unit)的回收能量(recuperative energy)。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中(WO 2012045395A1)，已知向糖化裝置供給來(lái)自?xún)?chǔ)能罐且在熱交換器中借助于高壓熱水或蒸汽而被加熱的傳熱介質(zhì)(通常以水的形式)。在儲(chǔ)能罐中，以作為傳熱介質(zhì)而被存儲(chǔ)的水的熱的形式暫時(shí)地存儲(chǔ)再生回收能量并且為糖化過(guò)程提供該再生回收能量。在已經(jīng)將熱傳遞到糖化裝置之后，具有75°C、無(wú)論如何不高于80°C的溫度的傳熱介質(zhì)運(yùn)送回到儲(chǔ)能罐中。在對(duì)熱交換器中的傳熱介質(zhì)提前額外加熱和/或在非常高的加熱速率的情況下，運(yùn)送回到儲(chǔ)能罐中的傳熱介質(zhì)的溫度也可能會(huì)提高到80°C以上的溫度并且可能會(huì)到達(dá)高至90°C的溫度，額外的效果是減少系統(tǒng)中的再生能量的量。
[0004]考慮到上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于向尤其是釀酒廠中的諸如糖化單元或者用于煮沸麥芽汁或用于保溫麥芽汁的單元等的處理裝置提供能量上更有利的供熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]通過(guò)向特別是釀酒廠中的生產(chǎn)啤酒用設(shè)備中的至少一個(gè)處理裝置多步供熱的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，該方法包括如下步驟:
[0006]將傳熱介質(zhì)存儲(chǔ)在儲(chǔ)能罐中，在所述傳熱介質(zhì)被存儲(chǔ)之前，通過(guò)熱回收裝置(再生熱源)對(duì)所述傳熱介質(zhì)加熱；
[0007]在第一階段中，主要通過(guò)向至少一個(gè)所述處理裝置供給來(lái)自所述儲(chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)來(lái)將熱供給到至少一個(gè)所述處理裝置；以及，隨后
[0008]在第二階段中，將非再生源(non-recuperative origin)的熱的隨時(shí)間增加的熱量供給到向至少一個(gè)所述處理裝置供給的傳熱介質(zhì)，并由此供給到至少一個(gè)所述處理裝置。
[0009]因而，已經(jīng)例如在釀酒過(guò)程中回收的能量(熱)用于對(duì)存儲(chǔ)在儲(chǔ)能罐中的傳熱介質(zhì)加熱。尤其地，傳熱介質(zhì)可以是溫水。這里，術(shù)語(yǔ)溫水也包括熱水。另外，還可以將傳熱油用作傳熱介質(zhì)。例如，熱回收裝置可以是釜蒸汽冷凝器、冷凝冷卻器和/或麥芽汁冷卻器，其中，在麥芽汁煮沸單元或用于使麥芽汁保溫的單元中形成的蒸汽在冷凝冷卻器冷凝，冷凝冷卻器和/或麥芽汁冷卻器對(duì)已經(jīng)經(jīng)歷熱脫落分離(hot break separat1n)的麥芽汁進(jìn)行冷卻。
[0010]非再生源的熱不來(lái)自生產(chǎn)啤酒用設(shè)備中的熱回收裝置(特別是不來(lái)自麥芽汁冷卻器或釜蒸汽冷凝器)。這里，術(shù)語(yǔ)“非再生”在一定程度上用于表示通過(guò)燃燒可燃物或使可燃物氣化、或者通過(guò)可燃物的熱解或催化或電解、或者通過(guò)太陽(yáng)能熱或地?zé)崴a(chǎn)生的非再生源的熱。因此，其表示例如由原始能量產(chǎn)生并且構(gòu)成與再生產(chǎn)生的熱相比的“更高等級(jí)的能量”的能量的形式。
[0011]處理裝置是利用供熱在釀酒過(guò)程中實(shí)施處理的裝置。處理裝置可以是例如麥芽汁煮沸鍋的用于煮沸麥芽汁或用于保溫麥芽汁的單元，或者例如糖化容器、諸如麥芽漿桶或麥芽漿鍋等的糖化容器的糖化單元。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，在第一階段中，主要通過(guò)供給來(lái)自?xún)?chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)向至少一個(gè)處理裝置供熱。在所述第一階段中，能夠通過(guò)供給來(lái)自?xún)?chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)而專(zhuān)門(mén)地實(shí)現(xiàn)向至少一個(gè)處理裝置供熱。然而，在所述第一階段中并非不可能的是，還可以從其它熱源向處理裝置供給熱，但是在所述第一階段中通過(guò)除了來(lái)自?xún)?chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)以外的方式來(lái)向處理裝置供給的熱的總量比通過(guò)來(lái)自?xún)?chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)來(lái)向處理裝置供給的熱量小。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，在第二階段中，從某些其它非再生熱源向處理裝置供給熱，通過(guò)來(lái)自?xún)?chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)來(lái)向處理裝置供熱在第二階段期間至少持續(xù)特定時(shí)間。在第二階段中，從非再生熱源向處理裝置供給的熱量隨著時(shí)間增加。該增加不需要持續(xù)發(fā)生，也不需要恒定，但是如果期望的話(huà)，可以對(duì)增加進(jìn)行調(diào)整(還可以參見(jiàn)下文的詳細(xì)說(shuō)明，特別地參見(jiàn)圖2和圖3的說(shuō)明)。
[0014]通常，向處理裝置供給存儲(chǔ)在傳熱介質(zhì)且源自熱回收裝置的盡可能高的熱量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，因而能夠向系統(tǒng)傳入回更多的再生熱。特別地，因而能夠幾乎恒定地保持對(duì)處理裝置提供的加熱速率和進(jìn)入處理裝置中的待被加熱的產(chǎn)品的熱流量。這里，被幾乎恒定地保持的加熱速率是呈現(xiàn)最大變化為+/-0.5K/min的加熱速率、特別是最大變化為0.3K/min的加熱速率。在第一階段中，這主要是借助于來(lái)自?xún)?chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)而完成的。然而，在特定時(shí)間之后，傳熱介質(zhì)供給溫度對(duì)于保持加熱速率恒定用的恒定高驅(qū)動(dòng)力而言不再是足夠的了。因此，在第一階段之后的第二階段中，對(duì)再生傳熱介質(zhì)添加來(lái)自非再生熱源、通常是化石燃燒熱源的熱，以提高供給溫度，以便仍然保持加熱速率恒定。
[0015]根據(jù)進(jìn)一步發(fā)展，在隨后的第三階段中，已經(jīng)首先向至少一個(gè)處理裝置供給非再生產(chǎn)生的熱，即向處理裝置供給的非再生源的熱量比通過(guò)來(lái)自?xún)?chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)向處理裝置的供給的熱量大。這可能會(huì)導(dǎo)致如下情況:在第三階段中和/或已在第二階段末，已經(jīng)不再通過(guò)來(lái)自?xún)?chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)向處理裝置供給熱。特別地，通過(guò)控制或閉環(huán)控制來(lái)自非再生熱源的供熱能夠在第一和/或第二和/或第三階段中保持恒定的加熱速率。
[0016]能夠借助于熱交換器向來(lái)自?xún)?chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)供給源自非再生熱源的熱。熱交換器可以設(shè)置為逆流式熱交換器、并流式熱交換器或交叉式熱交換器的形式。
[0017]能夠借助于逆流式熱交換器所實(shí)現(xiàn)的熱流量比通過(guò)例如交叉式熱交換器或并流式熱交換器的其它熱交換器所實(shí)現(xiàn)的熱流量高。因此，例如與并流式熱交換器中的流體相比，在逆流式熱交換器中，較高溫(傳熱)流體會(huì)向較低溫(吸熱)流體傳遞占其更高百分比的熱量。因而，逆流式熱交換器具有以下特性:待被加熱的產(chǎn)品的排放溫度，即液面的區(qū)域中的產(chǎn)品的溫度，可以比上述加熱介質(zhì)排放部件中的加熱介質(zhì)的排放溫度高。
[0018]因此，逆流式熱交換器中的能量損失比其它熱交換器原理的情況下的能量損失低得多。因此，能夠降低加熱介質(zhì)的溫度，因而能夠以特別謹(jǐn)慎的方式對(duì)產(chǎn)品加熱，由此能夠積極地影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0019]根據(jù)進(jìn)一步發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn):在加熱中，以與加熱表面產(chǎn)生的產(chǎn)品內(nèi)的基流相反的方式至少部分地引導(dǎo)加熱介質(zhì)，尤其地加熱介質(zhì)從頂部流向底部。尤其地，產(chǎn)品內(nèi)的基流是由攪拌器產(chǎn)生的。例如，歸因于設(shè)置了攪拌器，獲得了產(chǎn)品的以下運(yùn)動(dòng):歸因于由攪拌器引起的上升力(ascending force)和歸因于熱提升，產(chǎn)品的基流會(huì)在加熱表面跟隨從底部向頂部的流路，或者在壁式加熱器的情況下會(huì)在容器壁的內(nèi)表面跟隨從底部向頂部的流路。這里，大部分顆粒在加熱表面上從液體的下側(cè)區(qū)域向液體的上側(cè)區(qū)域螺旋地移動(dòng)。根據(jù)有利的實(shí)施方式，加熱介質(zhì)供給部件被構(gòu)造成連續(xù)的環(huán)形管路或被構(gòu)造成再分為單個(gè)段的環(huán)形管路，并且具有供加熱介質(zhì)流入加熱件的一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的開(kāi)口。此外，至少一個(gè)排放部件可以以對(duì)應(yīng)的方式被構(gòu)造成連續(xù)的環(huán)形管路和/或被構(gòu)造成再分為單個(gè)段的環(huán)形管路。歸因于供給部件在液體的上側(cè)區(qū)域中繞著加熱件或加熱表面環(huán)狀延伸并且排放部件位于供給部件下方的事實(shí)，如上所述，加熱介質(zhì)將繞著加熱件的外周(circumference)從頂部均勻地流向底部。如此以與產(chǎn)品的基流呈逆流的方式引導(dǎo)加熱介質(zhì)，甚至利用加熱介質(zhì)和待被加熱的產(chǎn)品之間的相對(duì)低的溫差就得到非常高的熱流量(heat flow)。
[0020]熱交換器可以是管束式熱交換器(tube bundle heat exchanger)或板式熱交換器(plate bundle heat exchanger)。例如，對(duì)來(lái)自?xún)?chǔ)能罐的傳熱介質(zhì)加熱的加熱介質(zhì)可以是已經(jīng)經(jīng)由非再生熱源傳遞了熱的過(guò)熱蒸汽或高壓熱水。在熱交換器中，向傳熱介質(zhì)傳遞一部分被吸收的熱，該傳熱介質(zhì)將該熱供給到處理裝置。非再生加熱介質(zhì)通常具有比儲(chǔ)能罐中出現(xiàn)的最高溫度高的溫度。
[0021 ] 在上述示例中，供給到處理裝置的熱能夠用于將處理裝置中的產(chǎn)品加熱到74V