專利名稱：用于加熱流體的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在例如釀酒的飲料技術(shù)中對諸如糖化醪、麥芽汁等的流體進(jìn)行加熱的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在釀造工業(yè)中，這種設(shè)備例如稱為糖化醪煮沸鍋或麥芽汁煮沸鍋。為了對流體進(jìn)行加熱，在流體區(qū)域內(nèi)設(shè)置了至少一個(gè)可加熱的接觸表面。這可以是例如儲箱的側(cè)壁和/或底部，或者也可以是專門為加熱設(shè)置的接觸表面。這些容器具有容納數(shù)十噸或更多流體的容積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能以較快速度對流體進(jìn)行加熱并轉(zhuǎn)化的設(shè)備。
通過根據(jù)權(quán)利要求1或根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備而實(shí)現(xiàn)所述目的。
飲料技術(shù)中對衛(wèi)生要求較高。從而，標(biāo)準(zhǔn)的做法是以這樣的方式設(shè)計(jì)與飲料或其半成品接觸的所有區(qū)域，即如果可能，不形成可粘著產(chǎn)品殘余物和/或可出現(xiàn)細(xì)菌寄生(load)的角落或拐角。這就是內(nèi)表面總是制成為盡可能光滑和平滑或規(guī)則的原因。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果接觸表面至少部分地是不規(guī)則的，那么通過對流體(如糖化醪、麥芽汁)進(jìn)行加熱的設(shè)備的接觸表面就能實(shí)現(xiàn)較好地將熱傳遞到流體中。
已經(jīng)證明當(dāng)不規(guī)則為波浪和/或氣泡和/或凸起的形式時(shí)是特別有利的，這是因?yàn)榇藭r(shí)在接觸表面上實(shí)現(xiàn)了良好的流體流態(tài)。能夠避免流體在一位置或在接觸表面的一部分上存留較長時(shí)間、并粘著或聚集在所述位置處的聚集區(qū)域和層。不規(guī)則促進(jìn)了材料的交換和轉(zhuǎn)化。
為了使制造技術(shù)盡可能簡單，周期性的不規(guī)則是有利的。
接觸表面是雙層壁(double-walled)的實(shí)施例是特別有利的。加熱劑(如蒸汽或高壓熱水)能進(jìn)入到接觸表面的兩個(gè)壁之間的空間內(nèi)，以對流體進(jìn)行加熱。
在朝向流體區(qū)域的壁比其它壁薄或與之一樣厚時(shí)，會獲得特別高的傳熱率。較厚的壁從而能承載較薄的壁，以便吸收流體施加在接觸表面上的力、或由接觸表面自身重量而產(chǎn)生的力。
通過在兩個(gè)壁之間的多個(gè)互連點(diǎn)而獲得穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。從而能在互連點(diǎn)之間有利地形成不規(guī)則區(qū)域。
較厚的壁有利地是平滑或規(guī)則的，從而能在所述壁上容易地設(shè)置外圍連接。
當(dāng)設(shè)置用于使流體在運(yùn)動方向上沿接觸表面運(yùn)動并傳輸通過接觸表面的裝置時(shí)，對有效的加熱也是有利的。這防止了流體在接觸表面上變得過熱的情形，并進(jìn)一步使仍然較冷的流體能與接觸表面接觸。
當(dāng)兩個(gè)壁之間的互連點(diǎn)具有細(xì)長形狀并相對于流體的運(yùn)動方向傾斜布置時(shí)也是有利的。這能引起流體沿橫向于主流方向的相對流動，該相對流動可導(dǎo)致材料在接觸表面上的精細(xì)混合和有效交換。
通過接觸表面是雙層壁并且朝向流體區(qū)域的壁比接觸表面背離流體區(qū)域的壁薄或與之一樣厚的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的目的。由于雙層壁的接觸表面，從而可使加熱劑(如蒸汽或高壓熱水)在接觸表面的兩個(gè)壁之間流動以對流體進(jìn)行加熱，這由于朝向流體區(qū)域的壁的壁厚較小而產(chǎn)生了較好的熱流。


現(xiàn)在將參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，在這些附圖中，圖1是設(shè)備的三維示意圖；圖2是設(shè)備的示意性剖視圖；圖3是側(cè)壁的一部分的示意性視圖；圖4是底部的一部分的示意性視圖；
圖5是側(cè)壁的三維示意圖；圖6是側(cè)壁的示意性剖面圖；圖7是表示加熱率作為釀造數(shù)量的函數(shù)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示用于加熱流體的設(shè)備1。以下，將以示例的方式相對于用于加熱流體的一般設(shè)備對糖化醪煮沸鍋的示例進(jìn)行討論。通過類比，這也適用于麥芽汁煮沸鍋或其它在例如釀酒的飲料技術(shù)中用于對流體進(jìn)行加熱的設(shè)備。
糖化醪煮沸鍋1包括側(cè)壁2和底部6。在本示例中，側(cè)壁具有外圓柱形表面的示例性形狀，但它也可具有其它的形狀。在圖1的示例中，在前方區(qū)域中被剖開的情況下示出了側(cè)壁2，從而可以看到糖化醪煮沸鍋1的內(nèi)部。底部6是圓錐形的并在中部終止，且向下指向出口4。側(cè)壁部分5靠近底部6的圓錐體橫向設(shè)置?？稍O(shè)置所述側(cè)壁部分用于支撐糖化桶1。
底部6和側(cè)壁2形成內(nèi)部3，因?yàn)樗鰞?nèi)部可注入糖化醪，從而該內(nèi)部3在這里為流體區(qū)域。在這里，側(cè)壁2和底部6二者均可構(gòu)成為可加熱的接觸表面，即構(gòu)成為加熱表面。然而，也可以僅將底部6或僅將側(cè)壁2構(gòu)成為可加熱的接觸表面。
也可設(shè)置可加熱的內(nèi)部部件，如內(nèi)壁構(gòu)件和/或一個(gè)或多個(gè)可加熱攪伴器等?？稍O(shè)置這些部件以替代可加熱的底部6和/或可加熱側(cè)壁2，或在底部6和/或側(cè)壁2之外還設(shè)置這些部件。
供應(yīng)裝置8設(shè)置在側(cè)壁2的上端處。能通過供應(yīng)裝置8向側(cè)壁2供應(yīng)熱蒸汽。
側(cè)壁2是雙層壁的(見圖2)，從而蒸汽能通過供應(yīng)裝置8而進(jìn)入到側(cè)壁2的兩個(gè)壁之間的空間內(nèi)。
蒸汽可在壁之間向下流動，從而對側(cè)壁2進(jìn)行加熱。在側(cè)壁2的下端處設(shè)置用于過剩蒸汽或冷凝物的出口裝置10。
除了熱蒸汽外，也可提供任何其它的加熱劑，如高壓熱水。
圖1示出了在側(cè)壁2的兩個(gè)壁之間的環(huán)形互連點(diǎn)11a和線性互連點(diǎn)11b。
底部6也是雙層壁的。在圖1中以相應(yīng)的方式用12a和12b標(biāo)明了底部6的兩個(gè)壁之間的互連點(diǎn)。
圖2以橫截面的形式示出了圖1的設(shè)備。這里還示出了攪拌器的葉片17。所述葉片17僅以示例的方式示出，它還可具有任何其它合適的形狀。而且，攪拌器并不必包括攪拌器葉片，而是可配置有用于使流體運(yùn)動的任何其它合適的裝置。除了攪拌器之外，可設(shè)置循環(huán)泵裝置用于使流體沿著接觸表面運(yùn)動。
如可從圖2中看到的那樣，側(cè)壁2和底部6是雙層壁的。側(cè)壁2具有外壁2a和內(nèi)壁2b。底部6具有外壁6a和內(nèi)壁6b。內(nèi)壁2b和6b具有波浪、氣泡或凸起形式的形狀，由此將內(nèi)壁2b、6b制成為不規(guī)則的。這些不規(guī)則區(qū)域是在互連點(diǎn)11a、11b或12a、12b之間形成的(見圖1)。
圖2還示出了供應(yīng)裝置14和出口裝置16。
空腔18位于側(cè)壁2的壁2a和2b之間，這些空腔是連續(xù)地相互連通的，從而蒸汽可從供應(yīng)裝置8通過空腔18流出到出口裝置10。類似地，空腔19設(shè)置在壁6a和6b之間，從而蒸汽可從供應(yīng)裝置14流出到空腔19內(nèi)，而且冷凝物/蒸汽可通過空腔而進(jìn)入到出口裝置16中。還能沿圓錐體向下偏移地進(jìn)一步將供應(yīng)裝置14布置在內(nèi)部。類似地，供應(yīng)噴嘴8能稍微延伸到更下方處，這是因?yàn)樵谶@一情形下，仍然可保證向糖化醪煮沸鍋的上端輸入足夠的熱量。因?yàn)閺牟粚⑻腔仓蠓绣?完全充滿直到最上端，所以側(cè)壁2的最上端不必被完全加熱。
圖3示出了側(cè)壁2的一部分。環(huán)形互連點(diǎn)11a和線性互連點(diǎn)11b連接了兩個(gè)壁2a和2b。這里，將互連點(diǎn)11a和11b布置成規(guī)則的六邊形樣式。也可以是正方形或矩形或其它規(guī)則或不規(guī)則的樣式。也可以僅設(shè)置環(huán)形互連點(diǎn)11a或僅設(shè)置線性互連點(diǎn)11b來代替環(huán)形互連點(diǎn)11a和線性互連點(diǎn)11b的組合。
圖4示出了底部6的一個(gè)片段。這里也示出了環(huán)形互連點(diǎn)12a和線性互連點(diǎn)12b。
線性互連點(diǎn)11b、12b相對于切線方向傾斜布置。在用攪拌器操作糖化醪煮沸鍋期間，糖化醪在某點(diǎn)處沿切線方向(運(yùn)動方向)流入到煮沸鍋中。這里，互連線11b、12b相對于所述運(yùn)動方向布置成傾斜的，從而引起一定的橫向流動分量(在底部上徑向向內(nèi)或向外，而在側(cè)壁上沿垂直方向)。
由于形狀不同的互連點(diǎn)11a、11b、12a、12b的作用，從而可針對不同的要求，相互獨(dú)立地使互連點(diǎn)最優(yōu)化。一方面，互連點(diǎn)11、12具有將兩個(gè)壁保持在一起的功能，通過環(huán)形互連點(diǎn)11a、12a可特別好地實(shí)現(xiàn)該功能。另一方面，細(xì)長形狀(11b、12b)也使其具有引起相對流動的功能(見以上所述)。通過同時(shí)設(shè)置兩種或更多類型的互連點(diǎn)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)效果。
然而側(cè)壁2和底部6也能僅設(shè)有環(huán)形互連點(diǎn)11或僅設(shè)有線性互連點(diǎn)12。
而且，還可設(shè)置橢圓形、矩形或其它形狀的互連點(diǎn)來代替環(huán)形或線性的互連點(diǎn)。由于相應(yīng)取向的橢圓形并因而是細(xì)長的互連點(diǎn)，可使連接的承載能力較高，并通過一種互連點(diǎn)實(shí)現(xiàn)引起橫向流動的功能。
圖5和圖6以示例的方式示出了側(cè)壁2在僅設(shè)有環(huán)形互連點(diǎn)11處的放大的詳細(xì)圖。然而，相應(yīng)的形狀對其它互連點(diǎn)是同樣明顯的。與圖1和圖2相比，側(cè)壁1在圖5和圖6中旋轉(zhuǎn)了90°。
圖5和圖6中的每個(gè)圖均示出了具有壁2a和壁2b的側(cè)壁2。壁2a是平滑或規(guī)則的，而壁2b顯示了不規(guī)則。壁2b在點(diǎn)11處連接到壁2a上。壁2a和2b在所述點(diǎn)處相互緊密地靠在一起。互連點(diǎn)11可例如是焊點(diǎn)。這些互連點(diǎn)11優(yōu)選地制成為環(huán)形，從而確保壁2a和2b之間良好的以及可加載的連接。在互連點(diǎn)11之間設(shè)置有空腔18。這些空腔是通過包含在側(cè)壁內(nèi)的不規(guī)則區(qū)域(其具有波浪、氣泡或凸起的形式)形成的。在圖5中由附圖標(biāo)記20標(biāo)記一個(gè)不規(guī)則區(qū)域。圖5中的以弓形方式在互連點(diǎn)11之間延伸的線只用來表示不規(guī)則。然而它們并不代表壁2b的任何真實(shí)構(gòu)件。
圖6為了說明的原因以稍微放大的形式示出了不規(guī)則區(qū)域和空腔18。
如在圖6中可見到的那樣，壁2b的壁厚d2小于壁2a的壁厚d1。壁2b的厚度d2例如為0.5毫米、1.0毫米、1.5毫米、2.0毫米、2.5毫米、3.0毫米、3.5毫米、4.0毫米、4.5毫米、或5.0毫米至2.0毫米、2.5毫米、3.0毫米、3.5毫米、4.0毫米、4.5毫米、5.0毫米、5.5毫米、6.0毫米、6.5毫米、7.0毫米、7.5毫米、8.0毫米、8.5毫米、9.0毫米、9.5毫米或10.0毫米。
壁2a的厚度d1可為0.5毫米、1.0毫米、1.5毫米、2.0毫米、2.5毫米、3.0毫米、3.5毫米、4.0毫米、4.5毫米、5.0毫米、5.5毫米、6.0毫米、6.5毫米、7.0毫米、7.5毫米、8.0毫米、8.5毫米、9.0毫米、9.5毫米、10.0毫米或10.5毫米。
在圖4中示出的底部構(gòu)件6的與圖5和圖6相對應(yīng)的視圖是非常類似的。
諸如不銹鋼的可焊接材料適于作為壁2a、2b的材料。從而連接點(diǎn)11可以是焊點(diǎn)。為了形成側(cè)壁2和底部6，在互連點(diǎn)11或12處將兩塊不同厚度的板相互焊接在一起。沿邊緣以壓力密閉以及優(yōu)選無縫的方式將兩塊板的邊緣部分相互焊接在一起。隨后，在相應(yīng)的壓力下，將加壓介質(zhì)作用在兩塊板之間的空間上，從而較薄的板2b將向外凸起，如圖2、圖5和圖6所示的那樣。底部6的構(gòu)件也是這樣。
側(cè)壁2和底部6二者有利地由不同的片段構(gòu)成，但也可由單個(gè)部件構(gòu)成。由于互連點(diǎn)11a、11b和12a、12b的相同結(jié)構(gòu)，可由相同的管狀材料制成底部和側(cè)壁。
在圖7中繪制了兩種情形下作為釀造數(shù)量函數(shù)的加熱率。在第一種情形下(下面的線)，采用了傳統(tǒng)的糖化醪煮沸鍋?？煽吹?，隨著釀造數(shù)量的上升，加熱率從大約1℃每分鐘下降到小于0.5℃每分鐘。加熱率的下降主要是由于糖化醪殘余物粘著在表面上，這些殘余物阻礙了熱傳遞(結(jié)垢)。在清洗了糖化醪煮沸鍋之后，再次達(dá)到了1℃每分鐘的初始加熱率。
第二種情形示出了本發(fā)明實(shí)施例的作為釀造數(shù)量函數(shù)的加熱率的結(jié)果。這里，加熱率一方面比第一種情形中的大得多(大于2℃每分鐘)。而且還明顯的是，沒有觀察到作為釀造數(shù)量函數(shù)的加熱率有所下降。從而可以以小得多的頻率進(jìn)行清洗循環(huán)，或者能完全省去清洗循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種用于在例如釀酒的飲料技術(shù)中對諸如糖化醪、麥芽汁等的流體進(jìn)行加熱的設(shè)備，在流體區(qū)域(3)內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)可加熱接觸表面(2、6)用于對流體進(jìn)行加熱，其特征在于，在所述接觸表面(2、6)上設(shè)置了至少部分不規(guī)則的區(qū)域(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述不規(guī)則區(qū)域(20)呈波浪和/或氣泡和/或凸起的形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述不規(guī)則區(qū)域(20)是周期性的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述不規(guī)則區(qū)域(20)設(shè)置在底部(6)上和/或側(cè)壁(2)上和/或與流體接觸的另一表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述接觸表面(2、6)是雙層壁的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，朝向流體區(qū)域(3)的壁(2b)比其它壁(2a)薄或與之一樣厚。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其特征在于，所述兩個(gè)壁(2a、2b)在多個(gè)互連點(diǎn)(11a、11b、12a、12b)處互相連接，并且所述不規(guī)則區(qū)域(20)位于所述互連點(diǎn)(11a、11b、12a、12b)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，朝向流體區(qū)域(3)的壁(2b、6b)在所述互連點(diǎn)(11a、11b、12a、12b)之間朝向所述流體區(qū)域(3)彎曲。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其特征在于，背離所述流體區(qū)域(3)的壁(2a、6a)是平滑或規(guī)則的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述兩個(gè)壁(2a、2b、6a、6b)通過焊點(diǎn)在所述互連點(diǎn)(11a、11b、12a、12b)處相互連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)置裝置(17)用于使流體沿運(yùn)動方向沿所述接觸表面(2、6)運(yùn)動。
12.根據(jù)權(quán)利要求11在從屬于權(quán)利要求7時(shí)所述的設(shè)備，其特征在于，所述互連點(diǎn)(11b、12b)是細(xì)長的并且其長度方向相對于流體的運(yùn)動方向傾斜布置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備，其特征在于，所述運(yùn)動裝置包括攪拌器和/或循環(huán)泵裝置。
14.一種用于在例如釀酒的飲料技術(shù)中對諸如糖化醪、麥芽汁等的流體進(jìn)行加熱的設(shè)備，在流體區(qū)域(3)內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)可加熱接觸表面(2、6)用于對流體進(jìn)行加熱，其特征在于，所述接觸表面(2、6)是雙層壁的，而且朝向流體區(qū)域(3)的壁(2b、6b)比背離流體區(qū)域(3)的壁(2a、6a)薄，或者與其一樣厚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在例如釀酒的飲料技術(shù)中對諸如糖化醪、麥芽汁等的流體進(jìn)行加熱的設(shè)備，在流體區(qū)域內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)可加熱接觸表面用于對流體進(jìn)行加熱，并且在所述接觸表面上設(shè)置了至少部分不規(guī)則的區(qū)域。而且，本發(fā)明涉及一種用于在例如釀酒的飲料技術(shù)中對諸如糖化醪、麥芽汁等的流體進(jìn)行加熱的設(shè)備，其中在流體區(qū)域內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)可加熱表面用于對流體進(jìn)行加熱，該接觸表面是雙層壁的，而且朝向流體區(qū)域的壁比背離流體區(qū)域的壁薄，或者與其一樣厚。
文檔編號F28F3/00GK1815132SQ200610003329
公開日2006年8月9日 申請日期2006年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月3日
發(fā)明者赫爾穆特·卡默洛荷 申請人:克朗斯股份公司