專利名稱：利用熱泵的產(chǎn)品預(yù)熱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種利用閃蒸巴氏滅菌器(flash pasteuriser)、灌裝站和冷卻通道熱灌裝液體的方法，所述液體特別為果汁，所述閃蒸巴氏滅菌器包括第一熱交換器，所述灌裝站用于將所述液體灌裝到容器中，其中所述容器例如為瓶子，所述冷卻通道用于通過冷卻液冷卻灌裝后的所述容器且由多個冷卻單元構(gòu)成，其中所述冷卻液例如為水。本發(fā)明還涉及用于實施該方法的適當(dāng)裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，眾所周知，特別地是包含果汁的飲料或者類似產(chǎn)品等在灌裝之前被加熱然后以溫/熱的狀態(tài)被灌裝。這里，熱灌裝確保了容器的殺菌并且此外其同時提供了對比方說飲料等產(chǎn)品的巴氏滅菌。在將液體灌裝到容器內(nèi)之后，容器中的產(chǎn)品通常被封閉并且被至少冷卻到環(huán)境溫度或期望的儲存溫度以用于改進的操作以及另外用于儲存的目的。 通常使用蒸汽來加熱果汁，例如使用通過熱交換器的水蒸氣，由此將熱從水蒸氣傳遞到待加溫/預(yù)熱的產(chǎn)品，即飲料果汁。然后，通常采用冷卻塔和/或制冷設(shè)備以用于冷卻的目的。例如，待加熱的液體能夠在大約室溫下被傳送到熱交換器內(nèi)并且在熱交換器中被加熱到80°C至90°C的溫度。然后，通常接著將液體灌裝到容器內(nèi)。為冷卻灌裝有產(chǎn)品的容器，通常使用與冷卻塔相連的冷卻部，比如說冷卻通道。在最簡單的情況中，灌裝有仍然熱的液體的容器中存在的熱能被消散到周圍環(huán)境中。該能量由此從系統(tǒng)中喪失。關(guān)于至少部分地回收容器中的液體中存在的熱，在現(xiàn)有技術(shù)中已知采用熱交換器。冷卻期間使用的冷卻水由于冷卻過程而被加熱。熱交換器能夠從以此方式被加熱的冷卻水提取熱能，從而該熱能能夠重新用于預(yù)熱。例如，DE 103 51 689 Al公開了處理液體的回送，以將來自冷卻液的熱用于預(yù)熱。但是，這里的一個問題在于熱交換器只能傳遞某些適當(dāng)?shù)哪芰?，從而被加熱的冷卻水在其能夠被用于向其它液體傳遞熱之前必須達到某一溫度。DE 10 2007 003 976 Al也描述了帶有一體化的熱泵的巴氏滅菌裝置，其中巴氏滅菌裝置包括多個同類型的巴氏滅菌區(qū)或巴氏滅菌段，由此熱能能夠從巴氏滅菌裝置的較冷段給送到巴氏滅菌裝置的較熱段。在該方面，被專有灌裝的、密封的容器在該巴氏滅菌裝置中被處理。這里，熱泵被一體化到巴氏滅菌裝置中，由此增加了巴氏滅菌裝置的構(gòu)造和復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題和所討論的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供ー種具有有效熱回收并且可靠和易于操作的用于熱灌裝液體的裝置。該目的通過如下的用于熱灌裝特別為果汁的液體的方法解決。此外，該目的類似地通過用于實施上述的用于熱灌裝液體的方法的裝置解決。本發(fā)明提供了ー種利用閃蒸巴氏滅菌器、灌裝站和冷卻通道熱灌裝液體的方法，所述液體特別為果汁，所述閃蒸巴氏滅菌器包括第一熱交換器，所述灌裝站用于將所述液體灌裝到容器中，其中所述容器例如為瓶子，所述冷卻通道用于通過冷卻液冷卻灌裝后的所述容器且由多個冷卻單元構(gòu)成，其中所述冷卻液例如為水，其中，在所述灌裝站中灌裝到容器之前，所述液體在所述閃蒸巴氏滅菌器中被加熱，來自所述冷卻通道的在冷卻過程中被加熱的所述冷卻液的熱能通過分離的熱泵被傳送到所述閃蒸巴氏滅菌器。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，待灌裝的例如飲料果汁的液體產(chǎn)品在閃蒸巴氏滅菌器中被加熱，即在灌裝之前已經(jīng)被加熱。為此，冷卻通道的冷卻單元內(nèi)在冷卻過程中被加熱的冷卻液的熱能通過分離的熱泵被傳遞到閃蒸巴氏滅菌器。這樣，不再需要用蒸氣加熱待被加熱的液體。從而，由于能夠省略蒸氣用的蒸氣加熱裝置、給送管線和排出管線，裝置被顯著地簡單化。此外，在冷卻液流過熱交換器之前不再需要為了在熱交換器中提供適當(dāng)?shù)臒醾鬟f而達到冷卻液的某個溫度水平。這樣提高了回收的利用度。這里，熱泵的性能指標(biāo)COP(Coefficient of Performance,性能系數(shù))顯著地比使用熱交換器時的性能指標(biāo)COP更好。這里對于降低成本來說，熱泵有利于冷卻/加熱兩者。成本實質(zhì)上出現(xiàn)在用于熱泵的操作 的電カ消耗方面。在上述的根據(jù)本發(fā)明的方法中，通過第一熱交換器從熱泵傳遞到液體的熱能能夠有助于加熱液體。從而，例如借助于諸如水等合適的液體從熱泵給送的熱能能夠在第一熱交換器中被傳遞到待加熱的液體。在熱交換之后，當(dāng)前的通過熱交換變得較冷的液體可傳送回?zé)岜?。在上述的根?jù)本發(fā)明的方法中，液體的加熱可完全通過由熱泵給送的熱能來進行。熱泵和從冷卻單元獲取的熱能提供了對于產(chǎn)品的加熱。在上述的根據(jù)本發(fā)明的裝置中，對于諸如飲料果汁的待灌裝的液體的預(yù)熱能夠完全通過由熱泵給送的熱能來進行。也就是說，借助于從冷卻通道和熱泵提取的熱能以及供給到熱泵的電能，對液體的加熱完全能夠在不需要額外加熱步驟的情況下在灌裝之前完成。在上述的根據(jù)本發(fā)明的方法中，另外能夠設(shè)置與所述熱泵串聯(lián)的第二熱交換器以用于在灌裝之前加熱所述液體，使得被加熱的所述冷卻液從所述冷卻通道傳送到所述第二熱交換器并且之后傳送到所述熱泵，從而被加熱的所述冷卻液的熱能的至少一部分能夠通過所述第二熱交換器首先被傳遞到待加熱的所述液體并且之后所述熱能的至少另一部分能夠被熱泵傳遞到所述閃蒸巴氏滅菌器以用于進ー步加熱所述液體。關(guān)于灌裝前產(chǎn)品的加熱，第二熱交換器可設(shè)置成與熱泵串聯(lián)。關(guān)于加熱液體，第二熱交換器串聯(lián)連接到熱泵特別地有利于增大熱泵中的溫度水平并且由此還有利于改進熱泵的性能指標(biāo)。在該方面，在加熱待灌裝的液體中通常具有兩個步驟借助于第二熱交換器的熱傳遞，特別地用于從冷卻通道直接傳遞熱能到液體；然后，借助于熱泵將能量水平提高至IJ指定的溫度以預(yù)熱液體(即產(chǎn)品)。在上述的根據(jù)本發(fā)明的方法中，另外能夠設(shè)置與所述熱泵并聯(lián)的第二熱交換器以用于在灌裝之前加熱所述液體，使得被加熱的所述冷卻液的至少一部分從所述冷卻通道傳送到所述第二熱交換器并且被加熱的所述冷卻液的至少另一部分從所述冷卻通道被傳送到所述熱泵，從而被加熱的所述冷卻液的熱能的至少一部分能夠被所述第二熱交換器傳遞到待加熱的所述液體并且所述熱能的至少另一部分能夠被熱泵傳遞到所述閃蒸巴氏滅菌器以用于進ー步加熱液體。關(guān)于灌裝前產(chǎn)品的加熱，第二熱交換器可設(shè)置成與熱泵并聯(lián)。關(guān)于產(chǎn)品的加熱，根據(jù)熱泵和第二熱交換器的并聯(lián)構(gòu)造，冷卻単元的第一級聯(lián)(cascade)例如能夠用于通過第ニ熱交換器直接熱傳遞。在第二熱交換器中的熱交換之后冷卻液例如返回到冷卻単元。冷卻単元的并聯(lián)的第二級聯(lián)另外借助于例如單泵例如被連接到熱泵，由此能夠提高第二級聯(lián)的熱能的能量水平，使得用于加熱待灌裝的液體的該能量水平能夠被升高到期望的灌裝溫度。在上述的根據(jù)本發(fā)明的方法中，被加熱的所述冷卻液的傳送到所述第二熱交換器的部分比被加熱的所述冷卻液的傳送到所述熱泵的部分熱。
例如，通常順次布置的第一冷卻單元的組中的溫度比類似地通常順次布置的第二冷卻単元的組中的溫度高。由于對應(yīng)于第一級聯(lián)的第二熱交換器和對應(yīng)于第二級聯(lián)的熱泵的并聯(lián)構(gòu)造，能夠?qū)崿F(xiàn)熱泵的更高的能量水平并由此實現(xiàn)更高的性能指標(biāo)。能夠例如用諸如計算機等合適的控制単元實施對上述的根據(jù)本發(fā)明的裝置的控制。本發(fā)明還包括用于實施上述的用于熱灌裝液體的方法的裝置。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，閃蒸巴氏滅菌器、灌裝站和冷卻通道均能夠分離地形成。因此這些元件的每ー個均能夠與其它元件分離地形成。能夠通過例如用于傳輸可作為傳遞熱的輔助液體的產(chǎn)品或其他液體的管道以及用于容器的傳送帶或者傳輸工具等適當(dāng)?shù)膫魉推骱?或傳輸元件連接所述元件。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，上述的閃蒸巴氏滅菌器的第一熱交換器可包括平板式熱交換器PHE或者管殼式熱交換器STHE。也就是說，當(dāng)前可用類型的熱交換器可以用于將熱泵供給的熱能傳遞到待加熱的液體。由此，在閃蒸巴氏滅菌器中的待加熱的液體的熱傳遞通常與通常在加熱之后發(fā)生的灌裝過程分開，且隨后進行冷卻過程。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使用的熱泵例如可包括壓縮熱泵，例如為電動壓縮熱泵、氨熱泵或者具有跨臨界CO2處理的熱泵。也就是說，能夠使用當(dāng)前可用類型的熱泵，特別地其中用氨或者CO2作為冷卻劑的那些熱泵。用氨或者CO2作為冷卻劑的那些熱泵允許使用特別節(jié)能(energy efficient)的熱泵，由此同時能夠省去諸如氮代或鹵代燒烴等冷卻劑，其中氮代或鹵代烷烴等冷卻劑對于灌裝系統(tǒng)可能是不合需求的并且此外鹵代烷烴由于它們作為氣候破壞性氣體的特性而不被期望。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的裝置的熱泵通?？稍O(shè)置在冷卻通道的ー個冷卻単元和閃蒸巴氏滅菌器的第一熱交換器之間。所述熱泵因此能夠被設(shè)置在多単元冷卻通道和熱交換器之間。這里例如，來自冷卻通道的被加熱的冷卻劑/液體能夠借助于單泵被泵送到熱泵。在熱交換之后，當(dāng)前的較冷的液體例如通過另外的泵再次返回到冷卻通道。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，冷卻通道的冷卻單元例如連結(jié)在一起，使得一個冷卻單元的冷卻液能夠被泵送到一個或者多個相鄰冷卻單元內(nèi)，例如特別地從較冷的冷卻單元被泵送到較熱的冷卻単元。在灌裝之后，被灌裝且被封閉的容器穿過冷卻通道，即穿過具有多個類似或相同類型的冷卻単元的冷卻部。冷卻単元通常由于冷卻単元中的各自有效的的溫度而不同。
冷卻単元中的每ー個通常均包含噴灑系統(tǒng)或者噴灑裝置以用冷卻液噴灑容器。待冷卻的容器例如還被用水噴灑。這樣，冷卻水和灌裝到容器內(nèi)的液體之間的熱交換能夠發(fā)生。冷卻液例如在每個冷卻單元中被單獨地收集。通常，從多個冷卻單元中的第一個冷卻単元至最后ー個冷卻単元存在溫度梯度，其中通常第一個冷卻単元是最熱的冷卻単元并且最后ー個冷卻単元是最冷的冷卻単元。冷卻単元的用于冷卻液/水的貯存器/收集槽例如連結(jié)在一起，使得來自ー個冷卻單元的冷卻水能夠被泵送到相鄰的冷卻單元中并且在該相鄰的冷卻単元中能夠被再次可選地用于噴酒。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，熱泵可被設(shè)置在被加熱的冷卻劑溫度最高的冷卻單元和第一熱交換器之間。通常，這是冷卻通道的第一個冷卻単元。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，通過使用兩個熱交換器，待加熱的液體流到第一熱交換器和第二熱交換器。該兩個熱交換器因此串聯(lián)設(shè)置在閃蒸巴氏滅菌器中。 因此，需要使用能夠與冷卻通道、灌裝站和閃蒸巴氏滅菌器分離地設(shè)置的熱泵，且熱泵的使用在產(chǎn)品預(yù)熱范圍內(nèi)提供了有效且高的能量回收的可能性。使用與熱交換器并聯(lián)或串聯(lián)構(gòu)造的熱栗有利于進一步提聞效率并且同時改進了熱栗的性能指標(biāo)。


下面基于附圖示例性地說明本發(fā)明的目的。圖中示出了 圖I :常規(guī)的液體產(chǎn)品預(yù)熱，隨后借助干與冷卻塔相連的冷卻部進行冷卻，所述液體例如是飲料果汁；圖2 :根據(jù)本發(fā)明的用于在灌裝之前在閃蒸巴氏滅菌器中預(yù)熱產(chǎn)品(即液體)并且隨后冷卻的裝置的示意圖；圖3 :另ー個用于通過串聯(lián)連接的熱泵和另外的熱交換器熱灌裝液體的裝置的實施方式；圖4 :另ー個用于通過并聯(lián)連接的熱泵和熱交換器熱灌裝液體的裝置的實施方式。
具體實施例方式圖I示出了在現(xiàn)有技術(shù)中已知的常規(guī)產(chǎn)品預(yù)熱系統(tǒng)。諸如果汁飲料等產(chǎn)品-即要被加熱并且在灌裝后被再次冷卻的液體被傳送通過由閥2控制的生產(chǎn)線I到達熱交換器3。產(chǎn)品流過熱交換器3。諸如來自冷卻部20的冷卻水等被加熱的冷卻劑被用于部分加熱產(chǎn)品。來自冷卻部/冷卻通道20的被加熱的冷卻水經(jīng)過管線4和泵5被泵送到熱交換器3。產(chǎn)品被傳送通過管線11到達另外的熱交換器12，該熱交換器12實質(zhì)上作為閃蒸巴氏滅菌器。熱交換器/閃蒸巴氏滅菌器12中通過通常為水蒸氣的蒸汽，蒸汽將其熱能傳遞到流過閃蒸巴氏滅菌器12的產(chǎn)品。蒸汽通過管線13被傳送到熱交換器/閃蒸巴氏滅菌器12，并且此時在熱交換之后較冷的蒸汽通過管線14被引導(dǎo)離開閃蒸巴氏滅菌器12。這里，該過程中使用的例如水蒸氣的蒸汽能夠由常規(guī)方式加熱。取決于產(chǎn)品所需的溫度，在閃蒸巴氏滅菌器12中能夠在高達80°C至90°C的溫度下對產(chǎn)品加熱。被加熱的產(chǎn)品能夠通過合適的給送管線16被輸送到灌裝站15，給送管線16用箭頭純粹示意性地示出但可與閃蒸巴氏滅菌器12空間分離地定位。如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，灌裝站15可包括用于將產(chǎn)品(即被加熱的液體)熱灌裝到例如瓶子等容器25內(nèi)的適當(dāng)?shù)难b置。在裝置15內(nèi)，容器25通常被封閉然后被傳輸裝置17傳送到冷卻部/冷卻通道20，傳輸裝置17同樣被純粹示意性地表示為箭頭。冷卻通道/冷卻部20由多個冷卻單元構(gòu)成。在圖I中，六個冷卻單元20. 1,20. 2、20. 3,20. 4,20. 5和20. 6純粹示意性地示出。灌裝后的容器25例如借助于諸如傳送帶等適當(dāng)?shù)膫鬏斀橘|(zhì)(這里未示出)通過直接相鄰的冷卻単元。這里，比方說瓶子等灌裝后的容器25能夠從ー個冷卻單元直接被傳送到另ー冷卻単元。此外，冷卻單元包括被示意性示出的噴灑系統(tǒng)21. 1,21. 2,21. 3,21. 4,21. 5和 21.6。所述噴灑系統(tǒng)被用于使用例如水等冷卻液噴灑待冷卻的、封閉的容器25以將其冷卻。冷卻水通過冷卻水給送管線25. 1,25. 2,25. 3,25. 4,25. 5和25. 6傳送到噴灑裝置。這里，使用的冷卻劑能夠被冷卻劑槽收集，所述冷卻劑槽由附圖標(biāo)記23. 1,23. 2,23. 3,23. 4、23. 5和23. 6表示。從所指示的冷卻劑槽23. 1,23. 2,23. 3,23. 4,23. 5和23. 6，借助于泵22. 1,22. 2,22. 3,22. 4,22. 5和22. 6，冷卻水的至少一部分能夠被再次用于噴灑。此外，也能夠給送進來例如較冷的新的比方說水等冷卻劑(這里未示出)。此外，在熱交換器3中將其部分的熱散入產(chǎn)品中且隨后借助于冷卻塔7被重新冷卻的被加熱的冷卻水能夠通過給送管線8、常規(guī)的泵9和給送管線10被重新傳送到冷卻通道20。圖I示例性地圖示出借助于冷卻塔7被重新冷卻(即在冷卻塔7中的冷卻過程之后)的水被給送到冷卻單元20. 1,20. 2,20. 3,20. 4,20. 5和20. 6的最冷的冷卻単元，在此情況中最冷的冷卻單位為冷卻單元20. 6。冷卻劑收集槽23. 1,23. 2,23. 3,23. 4,23. 5和23. 6彼此相鄰，從而至少兩個相鄰的冷卻単元能夠由適當(dāng)?shù)墓芫€24. 1,24. 2,24. 3、24. 4和24. 5連接。在本示例中，在熱交換器3前方的區(qū)域中，冷卻劑能夠具有在大約40°C至70°C范圍內(nèi)的示例性的溫度。一旦熱能的一部分已經(jīng)被傳遞到產(chǎn)品，則冷卻劑在借助于管線6被傳送到冷卻塔7中之前能夠具有大約35°C到40°C的稍微較低的溫度。在冷卻之后，即在通過冷卻塔7之后，冷卻劑例如可具有大約30°C的溫度。然而在這里，這些溫度數(shù)值可改變并且例如可取決于機器長度、管線的長度和冷卻単元的數(shù)量。類似地，冷卻塔7的呑吐量可在每小時17m3和每小時43m3之間變化。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于熱灌裝特別為飲料果汁等液體/產(chǎn)品的裝置。圖2再次示出了如在圖I中已經(jīng)描述的冷卻通道/冷卻部20，因此不再描述該冷卻通道20的元件。在圖2中，產(chǎn)品(即待加熱的比如飲料果汁等液體)通過生產(chǎn)線I被傳送到熱交換器/閃蒸巴氏滅菌器12。如在圖I中已經(jīng)描述的，在加熱之后，液體通過純粹示意性地圖示的管線16被傳送到灌裝站15。在這里，被加熱的液體被灌裝到例如瓶子等容器25中。容器25在灌裝站中被灌裝之后被封閉。被封閉的熱的容器25通過適當(dāng)?shù)膫鬏敳?7被傳送到冷卻通道/冷卻部20。與圖I相反，圖2中，在閃蒸巴氏滅菌器12中，待被加熱的液體(即產(chǎn)品)不借助于蒸汽被加熱，而借助于例如水等合適的液體被加熱，所述合適的液體被從熱泵30傳送。熱泵30通過給送管線19A將被適當(dāng)加熱的液體傳送到閃蒸巴氏滅菌器/熱交換器12，在閃蒸巴氏滅菌器/熱交換器12中發(fā)生到產(chǎn)品的熱傳遞。在熱傳遞之后，當(dāng)前較冷的液體能夠借助于泵18通過管線19B被傳送回到熱泵30。熱泵30包括用于散熱的元件34、用于熱吸收的元件31、節(jié)流閥33和壓縮機32。在熱泵中，以箭頭35和36顯示了循環(huán)路 徑。熱泵的右方較冷側(cè)上的溫度用Tc2和Ta表示。這里，Tci比如可以是16°C，但取決于機器額定值、機器長度、絕熱性等，也可能是其它的溫度。類似地，溫度Tc2比如可以是30°C到32°C，但也可能是類似地其它溫度。例如，溫度T1比如可以是28°C，溫度T2比如是96°C，溫度T3比如是28°C，并且溫度T4比如是27°C。這里，這些溫度數(shù)值應(yīng)該認(rèn)為是純粹示例性的，并且取決于熱泵30的額定值、性能指標(biāo)、回收的電能和根據(jù)機器的額定值的其它參數(shù)，也可能是類似地其它的溫度數(shù)值。在圖2中，來自冷卻部20的被加熱的冷卻液被傳送到熱泵30。這里例如，被加熱的冷卻液經(jīng)過給送管線4被常規(guī)的泵5從冷卻部20的冷卻單元的一個例如最熱的冷卻單元泵送到熱泵30，即特別地被泵送到熱泵30的元件31。在通過熱泵30之后，即特別地通過熱泵30的元件31之后，當(dāng)前較冷的冷卻液通過管線10被傳送回到冷卻部。為此，能夠使用另外的輔助泵(這里未示出)。通常，冷卻液被傳送回到冷卻単元20. 1、20.2、20.3、20.4、20. 5和20. 6中的最冷的冷卻単元，在本示例中為冷卻單元20. 6。作為示例示出的與冷卻部20、閃蒸巴氏滅菌器12和灌裝站15分離的熱泵30的使用有利于回收的熱能的更高程度的利用，并且在降低成本方面，熱泵30的使用有利于冷卻或同時有利于加熱。圖3示出了本發(fā)明范圍內(nèi)的另ー實施方式。如參考圖I和圖2已經(jīng)描述的，又使用了冷卻部/冷卻通道20。這里同樣的是，相同元件具有相同的附圖標(biāo)記，此處不再引述。在圖3中的根據(jù)本發(fā)明的裝置中，要被加熱的液體(即產(chǎn)品)依次通過生產(chǎn)線I到達該裝置。這里，該裝置包括兩個熱交換器60和62。熱交換器62和60例如串聯(lián)設(shè)置在閃蒸巴氏滅菌器中。熱交換器60和62通過管線61串聯(lián)連接。在被加熱和通過熱交換器62之后，產(chǎn)品通過適當(dāng)?shù)墓芫€系統(tǒng)63被傳送到灌裝站15。灌裝站15可以是已經(jīng)參考圖I和圖2描述的灌裝站。在對容器25的灌裝過程和封閉之后，被加熱的液體已經(jīng)被灌裝到容器25中，可以使用適當(dāng)?shù)膫鬏敳?7將容器25傳輸?shù)嚼鋮s通道20。類似地，串聯(lián)使用了被加熱的例如來自冷卻部/冷卻塔20的冷卻水等冷卻齊U。關(guān)于加熱，這里的第二熱交換器60與熱泵50串聯(lián)設(shè)置。來自冷卻部20的被加熱的冷卻劑通過給送管線4和泵5并且借助于給送管線66被傳送到或泵送到熱交換器60內(nèi)。這里，被加熱的冷卻劑例如被用于在第一級(用作直接傳遞能量)中加熱產(chǎn)品。由此，已經(jīng)借助于熱交換器60對通過給送管線I的產(chǎn)品進行加熱。在熱交換器60中加熱之后，被加熱的產(chǎn)品被傳送到熱交換器62。通過在熱交換器60中使用而具有稍冷卻的溫度水平的冷卻液借助于給送管線67從熱交換器60傳送到熱泵50。熱泵50包括用于熱吸收的熱泵元件51、用于散熱的熱泵元件54以及壓縮機52和節(jié)流閥53。附圖標(biāo)記55和56標(biāo)示了熱泵50內(nèi)的流動方向。用于熱傳遞的適當(dāng)?shù)囊后w通過給送管線64從熱泵50的元件54傳送到第一熱交換器62，由此產(chǎn)品能夠被加熱到所期望的目標(biāo)溫度。在熱交換器62中加熱之后，冷卻的液體通過給送管線65被傳送回到熱泵50。這里，冷卻的液體被傳送到熱泵50的元件54內(nèi)。在通過元件51之后冷卻的冷卻液通過管線10被傳送回到冷卻通道20。這里，如圖3中示例性圖示的，該冷卻液被傳送到冷卻通道的單元20. 1,20. 2,20. 3,20. 4,20. 5和20. 6中的最冷的單元，即單元20. 6。圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的另外的實施方式。在圖4中示出了冷卻通道/冷卻部70，該冷卻通道/冷卻部70與圖I至圖3中圖示的冷卻部類似，但不同之處在于該冷卻部的冷卻単元的組能夠?qū)睦鋮s單元提取的冷卻水排放到不同的元件。然而，也可以使用如圖I至圖3中圖示的冷卻単元。如示例性地圖示的，冷卻部70包括六個冷卻單元70. 1,70. 2,70. 3,70. 4,70. 5和70. 6。這些冷卻單元包括噴灑設(shè)備/系統(tǒng)71. 1,71. 2,71. 3,71. 4,71. 5和71. 6。這些噴灑系統(tǒng)71. 1,71. 2,71. 3,71.4,71. 5和71. 6純粹示意性地圖示為具有兩個臂，通過管線75. I、75. 2,75. 3,75. 4,75. 5和75. 6接收比方說水等冷卻劑以進行噴灑。噴灑之后從容器25滴下或者流下的冷卻水被收集在各個冷卻單元70. 1,70. 2,70. 3,70. 4、70. 5和70. 6中的相應(yīng)的收集容器73. 1、73.2、73.3、73.4、73.5和73.6中，所述收集容器可以是開放的。被收集 的冷卻水可以至少部分地由泵72. 1,72. 2,72. 3,72. 4,72. 5和72. 6用于噴灑。這里，類似地，能夠使用來自其它給送管線源(feed-line source)(此處未示出)的較冷的新水。此夕卜，如下文中描述的，從熱泵80回流的較冷的水能夠被傳送到冷卻單元70. 1,70. 2,70. 3、70. 4,70. 5 和 70. 6。在圖4中，待加熱的比如飲料果汁等液體(即產(chǎn)品)依次通過產(chǎn)品給送管線I被傳送到熱交換器/閃蒸巴氏滅菌器。該裝置又包括兩個熱交換器92和90。熱交換器92和90例如串聯(lián)設(shè)置在閃蒸巴氏滅菌器中。第二熱交換器90通過管線91連接到第一熱交換器92。在第二熱交換器90中，通過管線I給送的產(chǎn)品被至少部分地加熱。為進ー步加熱到所需要的目標(biāo)溫度，產(chǎn)品隨后被傳送到熱交換器92。如下所述，關(guān)于對產(chǎn)品的加熱，第二熱交換器90與熱泵80并聯(lián)設(shè)置。在加熱到目標(biāo)溫度之后，產(chǎn)品通過被純粹示意性地繪出的管線93被給送到灌裝站15。灌裝站15對應(yīng)于上面的已經(jīng)結(jié)合圖I至圖3列出的灌裝站。純粹以示意性的方式，附圖標(biāo)記17依次表示被灌裝到容器25內(nèi)的液體，其中容器25隨后被封閉，能夠被傳送到冷卻部/冷卻通道70。這里，灌裝裝置和冷卻部能夠以彼此空間分離的方式設(shè)置。這同樣適用于具有熱交換器90和92的閃蒸巴氏滅菌器。圖4還示出了熱泵80，熱泵80設(shè)有位于熱泵80的較冷側(cè)的用于熱吸收的熱泵元件81和位于熱泵80的較熱側(cè)的用于散熱的熱泵元件84。在元件81和元件84之間，壓縮機82以及節(jié)流閥83被設(shè)置在相反的位置側(cè)。附圖標(biāo)記85和86表示熱泵的內(nèi)部回路中的流動方向。在圖4中圖示的實施方式中，例如包括三個冷卻單元70. 1、70. 2、70. 3形成的組的第一級聯(lián)被連接到熱交換器90，其中該第一級聯(lián)也可以包括任何其它的組。也就是說，來自該組的、通常從冷卻液用的最熱的收集槽73. I提取的被加熱的冷卻液通過給送管線78和泵99以及另外的給送管線98被傳送到熱交換器90，以將能量從第一級聯(lián)傳送到產(chǎn)品。一旦完成熱傳遞，則冷卻劑通過回流管線97返回到所述組。應(yīng)注意到，在所述組的元件之間存在連接。該連接用附圖標(biāo)記74. I和74. 2表示。圖4圖示了另外的組，該另外的組示例性地由三個冷卻單元70. 4、70. 5和70. 6構(gòu)成，然而其中包括其它的組也是可以的。這些冷卻單元類似地被連接到連接元件74. 4和74. 5。這里，冷卻劑通過給送管線77和泵89從兩個級聯(lián)中的由單元70. 4,70. 5和70. 6構(gòu)成的最熱級聯(lián)傳送到熱泵80，即從單元70. 4以及其收集槽73. 4傳送到熱泵80。在從通過熱泵元件81的冷卻劑傳熱之后，當(dāng)前較冷的冷卻劑被傳送回到単元70. 6，即傳送回到第二組中的最冷單元。由于用此方法借助于熱交換器90和熱泵80設(shè)置并聯(lián)的產(chǎn)品加熱，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的產(chǎn)品加熱。對于圖2至圖4中圖示的裝置，產(chǎn)品的加熱和冷卻能夠由此處未示出的合適的計 算機控制器控制。不言而喻，圖示的裝置還可以類似地用于將產(chǎn)品指定冷卻到較低的溫度。不言而喻，上述實施方式中提及的特征并不特別局限于圖中所示的組合，還可以采用其它的組合。
權(quán)利要求
1.一種利用閃蒸巴氏滅菌器(12，60，62，90，92)、灌裝站(15)和冷卻通道(20，70)熱灌裝液體的方法，所述液體特別為果 汁，所述閃蒸巴氏滅菌器包括第一熱交換器(12，62，92)，所述灌裝站(15)用于將所述液體灌裝到容器(25)中，其中所述容器例如為瓶子，所述冷卻通道(20，70)用于通過冷卻液冷卻灌裝后的所述容器(25)且由多個冷卻單元(20. 1-20.6，70.1-70. 6)構(gòu)成，其中所述冷卻液例如為水， 所述方法的特征在于， 在所述灌裝站(15)中灌裝到容器(25)之前，所述液體在所述閃蒸巴氏滅菌器(12，60，62，90，92)中被加熱，來自所述冷卻通道(20，70 )的在冷卻過程中被加熱的所述冷卻液的熱能通過分離的熱泵(30，50，80)被給送到所述閃蒸巴氏滅菌器(12，60，62，90，92)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，從所述熱泵(30，50，80)給送到所述液體的熱能通過所述第一熱交換器(12，62，92)被傳遞為用于加熱所述液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I至2中的至少一項所述的方法，其特征在于，所述液體的加熱完全由所述熱泵(30，50,80)所給送的熱能實現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的至少一項所述的方法，其特征在于，另外能夠設(shè)置與所述熱泵(30，50，80)串聯(lián)的第二熱交換器(60，90)以用于在灌裝之前加熱所述液體，使得被加熱的所述冷卻液從所述冷卻通道(20，70)傳送到所述第二熱交換器(60，90)并且之后傳送到所述熱泵(30，50，80)，從而被加熱的所述冷卻液的熱能的至少一部分能夠通過所述第二熱交換器(60，90)首先被傳遞到待加熱的所述液體并且之后所述熱能的至少另一部分能夠被熱泵(30，50，80)傳遞到所述閃蒸巴氏滅菌器(12，60，62，90，92)以用于進一步加熱所述液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的至少一項所述的方法，其特征在于，另外能夠設(shè)置與所述熱泵(30，50，80)并聯(lián)的第二熱交換器(60，90)以用于在灌裝之前加熱所述液體，使得被加熱的所述冷卻液的至少一部分從所述冷卻通道(20，70)傳送到所述第二熱交換器(60，90)并且被加熱的所述冷卻液的至少另一部分從所述冷卻通道(20，70)被傳送到所述熱泵(30，50，80)，從而被加熱的所述冷卻液的熱能的至少一部分能夠被所述第二熱交換器(12，62，92)傳遞到待加熱的所述液體并且所述熱能的至少另一部分能夠被熱泵(30，50，80)傳遞到所述閃蒸巴氏滅菌器(12,60,62,90,92)以用于進一步加熱液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，被加熱的所述冷卻液的傳送到所述第二熱交換器(60，90)的部分比被加熱的所述冷卻液的傳送到所述熱泵(30，50，90)的部分熱。
7.用于實施根據(jù)權(quán)利要求I至6中的任一項所述的用于熱灌裝液體的方法的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述閃蒸巴氏滅菌器(12，60，62，90，92)、所述灌裝站(15)和所述冷卻通道(20，70)均分離地形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一熱交換器(12，62，92)包括板式熱交換器或者管殼式熱交換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中的至少一項所述的裝置，其特征在于，所述熱泵(30，50，80)包括壓縮熱泵，例如電動壓縮熱泵、氨熱泵或者具有跨臨界CO2處理的熱泵。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中的至少一項所述的裝置，其特征在于，所述熱泵(30，50，80)被設(shè)置在所述冷卻通道(20，70)的一個冷卻單元(20. 1-20. 6，70. 1-70. 6)與所述第一熱交換器(12，62，92)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述熱泵(30，50，80)被設(shè)置在被加熱的冷卻劑溫度最高的冷卻單元與所述第一熱交換器(12，62，92)之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12中的至少一項所述的裝置，其特征在于，所述冷卻單元(20. 1-20. 6，70. 1-70. 6)被連接在一起，使得所述冷卻液能夠從一個冷卻單元被泵送到一個或多個相鄰的冷卻單元(20. 1-20. 6,70. 1-70. 6)，例如從較冷的冷卻單元被泵送到較熱的冷卻單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求7至13中的至少一項所述的裝置，其特征在于，每個冷卻單元 (20. 1-20.6,70. 1-70.6)均包括用冷卻液噴灑所述容器(25)的噴灑系統(tǒng)(21. 1-21.6，71.1-71. 6)。
15.根據(jù)與權(quán)利要求4至6中的一項結(jié)合的、權(quán)利要求7至14中的至少一項所述的裝置，其特征在于，待加熱的所述液體流過所述閃蒸巴氏滅菌器(12，60，62，90，92)中的所述第一熱交換器(60)和所述第二熱交換器(90)。
全文摘要
利用閃蒸巴氏滅菌器、灌裝站和冷卻通道熱灌裝特別為果汁的液體的方法，該閃蒸巴氏滅菌器包括第一熱交換器，灌裝站用于將液體灌裝到例如瓶子等容器中，冷卻通道用于通過例如水等冷卻液冷卻灌裝后的容器的且包括多個冷卻單元，其中在灌裝站中灌裝到容器之前，液體在閃蒸巴氏滅菌器中被加熱，來自冷卻通道的在冷卻過程中被加熱的冷卻液的熱能通過分離的熱泵傳遞到閃蒸巴氏滅菌器。
文檔編號B67C3/22GK102815421SQ201210191990
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者F·J·瓦格納, J·K·閔采爾 申請人:克朗斯股份公司