向啤酒生产用设备中的处理装置的热供给的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及以传热介质(特别是温水或热水)的形式向尤其是酿酒厂的啤酒生产用设备中的处理装置供热，特别涉及对麦芽浆和/或麦芽汁加热和保温。
【背景技术】
[0002]在酿酒厂中，糖化和麦芽汁煮沸以及麦芽汁保温的过程需要非常大量的能量。因此，必须以尽可能准确的方式控制这些过程的能量平衡，并且必须尽量使用源自诸如麦芽汁冷却器、藎蒸汽冷凝器、冷凝冷却器等的热回收单元(heat recovery unit)的回收能量(recuperative energy)。
[0003]在现有技术中(WO 2012045395A1)，已知向糖化装置供给来自储能罐且在热交换器中借助于高压热水或蒸汽而被加热的传热介质(通常以水的形式)。在储能罐中，以作为传热介质而被存储的水的热的形式暂时地存储再生回收能量并且为糖化过程提供该再生回收能量。在已经将热传递到糖化装置之后，具有75°C、无论如何不高于80°C的温度的传热介质运送回到储能罐中。在对热交换器中的传热介质提前额外加热和/或在非常高的加热速率的情况下，运送回到储能罐中的传热介质的温度也可能会提高到80°C以上的温度并且可能会到达高至90°C的温度，额外的效果是减少系统中的再生能量的量。
[0004]考虑到上述现有技术，本发明的目的在于向尤其是酿酒厂中的诸如糖化单元或者用于煮沸麦芽汁或用于保温麦芽汁的单元等的处理装置提供能量上更有利的供热。
【发明内容】
[0005]通过向特别是酿酒厂中的生产啤酒用设备中的至少一个处理装置多步供热的方法来实现上述目的，该方法包括如下步骤:
[0006]将传热介质存储在储能罐中，在所述传热介质被存储之前，通过热回收装置(再生热源)对所述传热介质加热；
[0007]在第一阶段中，主要通过向至少一个所述处理装置供给来自所述储能罐的传热介质来将热供给到至少一个所述处理装置；以及，随后
[0008]在第二阶段中，将非再生源(non-recuperative origin)的热的随时间增加的热量供给到向至少一个所述处理装置供给的传热介质，并由此供给到至少一个所述处理装置。
[0009]因而，已经例如在酿酒过程中回收的能量(热)用于对存储在储能罐中的传热介质加热。尤其地，传热介质可以是温水。这里，术语温水也包括热水。另外，还可以将传热油用作传热介质。例如，热回收装置可以是釜蒸汽冷凝器、冷凝冷却器和/或麦芽汁冷却器，其中，在麦芽汁煮沸单元或用于使麦芽汁保温的单元中形成的蒸汽在冷凝冷却器冷凝，冷凝冷却器和/或麦芽汁冷却器对已经经历热脱落分离(hot break separat1n)的麦芽汁进行冷却。
[0010]非再生源的热不来自生产啤酒用设备中的热回收装置(特别是不来自麦芽汁冷却器或釜蒸汽冷凝器)。这里，术语“非再生”在一定程度上用于表示通过燃烧可燃物或使可燃物气化、或者通过可燃物的热解或催化或电解、或者通过太阳能热或地热所产生的非再生源的热。因此，其表示例如由原始能量产生并且构成与再生产生的热相比的“更高等级的能量”的能量的形式。
[0011]处理装置是利用供热在酿酒过程中实施处理的装置。处理装置可以是例如麦芽汁煮沸锅的用于煮沸麦芽汁或用于保温麦芽汁的单元，或者例如糖化容器、诸如麦芽浆桶或麦芽浆锅等的糖化容器的糖化单元。
[0012]根据本发明，在第一阶段中，主要通过供给来自储能罐的传热介质来实现向至少一个处理装置供热。在所述第一阶段中，能够通过供给来自储能罐的传热介质而专门地实现向至少一个处理装置供热。然而，在所述第一阶段中并非不可能的是，还可以从其它热源向处理装置供给热，但是在所述第一阶段中通过除了来自储能罐的传热介质以外的方式来向处理装置供给的热的总量比通过来自储能罐的传热介质来向处理装置供给的热量小。
[0013]根据本发明，在第二阶段中，从某些其它非再生热源向处理装置供给热，通过来自储能罐的传热介质来向处理装置供热在第二阶段期间至少持续特定时间。在第二阶段中，从非再生热源向处理装置供给的热量随着时间增加。该增加不需要持续发生，也不需要恒定，但是如果期望的话，可以对增加进行调整(还可以参见下文的详细说明，特别地参见图2和图3的说明)。
[0014]通常，向处理装置供给存储在传热介质且源自热回收装置的尽可能高的热量。与现有技术相比，因而能够向系统传入回更多的再生热。特别地，因而能够几乎恒定地保持对处理装置提供的加热速率和进入处理装置中的待被加热的产品的热流量。这里，被几乎恒定地保持的加热速率是呈现最大变化为+/-0.5K/min的加热速率、特别是最大变化为0.3K/min的加热速率。在第一阶段中，这主要是借助于来自储能罐的传热介质而完成的。然而，在特定时间之后，传热介质供给温度对于保持加热速率恒定用的恒定高驱动力而言不再是足够的了。因此，在第一阶段之后的第二阶段中，对再生传热介质添加来自非再生热源、通常是化石燃烧热源的热，以提高供给温度，以便仍然保持加热速率恒定。
[0015]根据进一步发展，在随后的第三阶段中，已经首先向至少一个处理装置供给非再生产生的热，即向处理装置供给的非再生源的热量比通过来自储能罐的传热介质向处理装置的供给的热量大。这可能会导致如下情况:在第三阶段中和/或已在第二阶段末，已经不再通过来自储能罐的传热介质向处理装置供给热。特别地，通过控制或闭环控制来自非再生热源的供热能够在第一和/或第二和/或第三阶段中保持恒定的加热速率。
[0016]能够借助于热交换器向来自储能罐的传热介质供给源自非再生热源的热。热交换器可以设置为逆流式热交换器、并流式热交换器或交叉式热交换器的形式。
[0017]能够借助于逆流式热交换器所实现的热流量比通过例如交叉式热交换器或并流式热交换器的其它热交换器所实现的热流量高。因此，例如与并流式热交换器中的流体相比，在逆流式热交换器中，较高温(传热)流体会向较低温(吸热)流体传递占其更高百分比的热量。因而，逆流式热交换器具有以下特性:待被加热的产品的排放温度，即液面的区域中的产品的温度，可以比上述加热介质排放部件中的加热介质的排放温度高。
[0018]因此，逆流式热交换器中的能量损失比其它热交换器原理的情况下的能量损失低得多。因此，能够降低加热介质的温度，因而能够以特别谨慎的方式对产品加热，由此能够积极地影响产品的质量。
[0019]根据进一步发展，可以实现:在加热中，以与加热表面产生的产品内的基流相反的方式至少部分地引导加热介质，尤其地加热介质从顶部流向底部。尤其地，产品内的基流是由搅拌器产生的。例如，归因于设置了搅拌器，获得了产品的以下运动:归因于由搅拌器引起的上升力(ascending force)和归因于热提升，产品的基流会在加热表面跟随从底部向顶部的流路，或者在壁式加热器的情况下会在容器壁的内表面跟随从底部向顶部的流路。这里，大部分颗粒在加热表面上从液体的下侧区域向液体的上侧区域螺旋地移动。根据有利的实施方式，加热介质供给部件被构造成连续的环形管路或被构造成再分为单个段的环形管路，并且具有供加热介质流入加热件的一个或多个连续的开口。此外，至少一个排放部件可以以对应的方式被构造成连续的环形管路和/或被构造成再分为单个段的环形管路。归因于供给部件在液体的上侧区域中绕着加热件或加热表面环状延伸并且排放部件位于供给部件下方的事实，如上所述，加热介质将绕着加热件的外周(circumference)从顶部均匀地流向底部。如此以与产品的基流呈逆流的方式引导加热介质，甚至利用加热介质和待被加热的产品之间的相对低的温差就得到非常高的热流量(heat flow)。
[0020]热交换器可以是管束式热交换器(tube bundle heat exchanger)或板式热交换器(plate bundle heat exchanger)。例如，对来自储能罐的传热介质加热的加热介质可以是已经经由非再生热源传递了热的过热蒸汽或高压热水。在热交换器中，向传热介质传递一部分被吸收的热，该传热介质将该热供给到处理装置。非再生加热介质通常具有比储能罐中出现的最高温度高的温度。
[0021 ] 在上述示例中，供给到处理装置的热能够用于将处理装置中的产品加热到74V