Изобретение относится к комбинированному производству электроэнергии, теплоты в виде пара или горячей воды, холода, углекислого газа и других продуктов. Более конкретно, настоящее изобретение относится к комбинированному производству таких продуктов для использования их при производстве напитков.
Установки для производства напитков, включающие установки для газирования напитков углекислым газом для получения газированных напитков, потребляют большое количество углекислого газа, электроэнергии, воды, тепла и других ресурсов, необходимых для работы установки и производства напитков. Для газирования напитков используется углекислый газ, обычно находящийся в сжиженном состоянии. Установка для производства газированных напитков потребляет большое количество углекислого газа. Электроэнергия обычно является основным источником энергии для многочисленных технологических процессов при розливе напитков, включая подачу электроэнергии к электродвигателям и выполнение операций охлаждения и нагрева. Теплота в виде пара и/или горячей воды используется при производстве газированных напитков в таких процессах, как растворение подсластителей и мойка бутылок. Чистая вода составляет часть самого газированного напитка. Напитки также охлаждают холодной водой в процессе изготовления.
В индустриально развитых странах вышеописанные продукты, необходимые для поддержания работы установки для розлива газированных напитков, можно часто подавать от внешних источников и в достаточном количестве, отвечая требованиям производства газированных напитков. Однако все еще существует потребность в большом количестве углекислого газа, при этом существующие системы и источники видов энергии остаются дорогими и часто неэффективными. В развивающихся странах и даже в отдаленных областях индустриально развитых стран существуют проблемы доставки из надежных источников вышеописанных продуктов, необходимых для обеспечения технической поддержки работы установки для розлива газированных напитков, или их цена является слишком высокой. Надежные источники электрической энергии и сжиженного углекислого газа особенно трудно найти во многих развивающихся странах и в отдаленных регионах развитых стран. Кроме того, различное оборудование и энергия, которая необходима для производства электрической энергии, сжиженного углекислого газа, теплоты, холода и других продуктов, используемых в установке для розлива напитков, не являются легко доступными в развивающихся странах.
Более того, традиционное производство напитков и известные разливочные установки расходуют большое количество материалов при строительстве производственных систем. Соответственно, в развивающихся странах, других отдаленных областях и даже в индустриально развитых странах существует потребность в производстве электрической энергии, сжиженного углекислого газа и других видов энергии и продуктов, необходимых для розлива газированных и не газированных напитков различных типов в местонахождении установки для розлива в бутылки. Поэтому существует потребность в эффективных с точки зрения получения энергии системах для производства электрической энергии на территории ее потребления и других продуктов, используемых в системах розлива газированных напитков. Существует также потребность в системе комбинированного производства для установки по изготовлению напитков, которую можно построить в любом месте. Кроме того, существует потребность в установках для изготовления напитков, которые можно быстро и с низкой себестоимостью смонтировать и в дальнейшем наладить на них выпуск продукции.
В патенте США 4899544 приведено описание установки для комбинированного производства, объединенной со средством для получения СO2, которая включает в себя двигатель, работающий на углеводородном топливе, который приводит в действие электрогенератор (смотри столбец 4, начиная со строки 5). В этом патенте описаны электрогенератор и котел, которые выделяют выхлопные газы, содержащие углекислый газ. В патенте также описывается использование тепла, выделяемого двигателем при производстве пара, процесс извлечения углекислого газа, и привод паровой турбины, и, кроме того, использование выхлопных газов двигателя для улавливания CO2 (столбец 4, строки 5-15).
В патенте США 4942734 раскрыта система комбинированного производства, которая включает в себя источник горения на основе газа, обогащенного метаном, для привода газовой турбины и паровой турбины (смотри столбец 2, начиная со строки 50). Каждая турбина описывается как привод электрического генератора. В этом патенте раскрыт способ извлечения углекислого газа из источника горения.
Однако известные системы комбинированного производства обладают недостаточной производительностью и не являются мобильными.
Технической задачей настоящего изобретения является создание эффективной с точки зрения получения энергии системы для производства электрической энергии на территории ее потребления и других продуктов, используемых в системах розлива газированных напитков.
Кроме того, технической задачей настоящего изобретения является создание систем комбинированного производства для установки по изготовлению напитков, которую можно построить в любом месте.
Дополнительной технической задачей является создание установки для изготовления напитков, которую можно быстро и с низкой себестоимостью смонтировать и в дальнейшем наладить на них выпуск продукции.
Техническим результатом изобретения стало создание системы производства напитков, включающей в себя усовершенствованную систему производства газированных напитков.
Другим техническим результатом стало создание усовершенствованной системы комбинированного производства.
Еще одним техническим результатом настоящего изобретения явилось создание эффективной системы для комбинированного производства продуктов, включая электрическую энергию, теплоту в виде пара или горячей воды, холода в виде холодной воды и углекислого газа.
Другим техническим результатом настоящего изобретения явилось создание эффективной системы комбинированного производства, обеспечивающей энергией и продуктами для технической поддержки установки для розлива газированных напитков.
Дополнительным техническим результатом настоящего изобретения явилось создание эффективной и относительно сбалансированной системы комбинированного производства, предназначенной для использования в местоположении, включающем в себя развивающиеся страны и другие отдаленные области, для технического обеспечения установки для розлива газированных напитков.
Данные технические результаты достигаются за счет того, что интегрированная система комбинированного производства энергии, холода и углекислого газа, содержащая генератор электрической энергии, работающий от двигателя внутреннего сгорания, который испускает выхлопные газы, содержащие углекислый газ, водогрейный котел, снабжаемый энергией, образующейся при сжигании топлива, который испускает выхлопные газы, содержащие углекислый газ, блок извлечения углекислого газа, соединенный с электрическим генератором, работающим от двигателя внутреннего сгорания, и водогрейным котлом для того, чтобы принимать выхлопные газы из двигателя внутреннего сгорания, осуществляющего привод электрического генератора, и водогрейного котла для извлечения углекислого газа из выхлопных газов, и компрессор для приема извлеченного углекислого газа из блока извлечения углекислого газа и сжижения извлеченного углекислого газа, согласно изобретению содержит установку для производства и розлива напитков, которая включает технологическое оборудование, которое позволяет производить напитки в запечатанных сосудах, генератор паротурбинный электрический, генератор, работающий за счет энергии пара, производимого котлом, систему охлаждения, которая снабжается энергией по меньшей мере от одного электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, или паротурбинного электрического генератора, в которой система охлаждения приспособлена для охлаждения блока извлечения углекислого газа и углекислого газа, сжиженного компрессором, и для обеспечения охлаждения, использующегося в установке для производства и розлива напитков, причем установка для производства и розлива напитков приспособлена для снабжения электроэнергией по меньшей мере от одного электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, или паротурбинного электрического генератора.
Предпочтительно электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, снабжается энергией первого источника горения, и водогрейный котел снабжается энергией второго источника горения.
Также предпочтительно интегрированная система дополнительно включает систему подачи углекислого газа, приспособленную для подачи извлеченного углекислого газа в установку для производства и розлива напитков.
Предпочтительно система охлаждения снабжается электроэнергией электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, и паротурбинного электрического генератора.
Предпочтительно дополнительно электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, приспособлен для снабжения электроэнергией компрессора углекислого газа.
Предпочтительно дополнительно система охлаждения включает систему воздушного кондиционирования.
Предпочтительно интегрированная система дополнительно имеет систему извлечения азота для приема выхлопных газов из блока извлечения углекислого газа после очистки углекислого газа от выхлопных газов и извлечения азота и закиси азота из выхлопных газов.
Предпочтительно дополнительно система охлаждения содержит тепловой насос и электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, приспособленный для снабжения энергией теплового насоса через механическое соединение, выполненное в рабочем состоянии между электрическим генератором, работающим от двигателя внутреннего сгорания, и тепловым насосом.
Предпочтительно интегрированная система дополнительно содержит установку для очистки воды, причем для охлаждения воды в установке для очистки воды приспособлена система охлаждения.
Предпочтительно дополнительно электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, паротурбинный электрический генератор, водогрейный котел, снабжаемый энергией, образующейся при сжигании топлива, блок извлечения углекислого газа, система охлаждения и компрессор приспособлены для транспортировки в виде множества дискретных модулей и для монтажа после транспортировки в систему комбинированного производства.
Предпочтительно дополнительно электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, приспособлен для транспортировки в первое множество из упомянутого множества дискретных модулей, водогрейный котел снабжается энергией при сгорании, и паровой турбоэлектрогенератор приспособлен для транспортировки во второе множество из упомянутого множества дискретный модулей, блок извлечения углекислого газа и компрессор приспособлены для транспортировки в третье множество из упомянутого множества дискретных модулей, и система охлаждения приспособлена для транспортировки в четвертое множество из упомянутого множества дискретных модулей.
Предпочтительно дополнительно электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, приспособлен для снабжения электроэнергией компрессора углекислого газа.
Предпочтительно дополнительно система охлаждения включает систему кондиционирования воздуха.
Предпочтительно интегрированная система дополнительно включает систему извлечения азота для приема выхлопных газов из блока извлечения углекислого газа после очистки углекислого газа от выхлопных газов и извлечения азота и закиси, азота из выхлопных газов.
Предпочтительно дополнительно водогрейный котел обеспечивает теплом систему установки для производства и розлива напитков, и система подачи углекислого газа приспособлена для подачи извлеченного углекислого газа в установку для производства и розлива напитков.
Предпочтительно дополнительно такая установка для производства и розлива напитков выполнена с возможностью работы без подачи внешней электрической энергии.
Предпочтительно интегрированная система дополнительно используется в установке для производства и розлива напитков, которая производит газированные напитки.
Предпочтительно интегрированная система дополнительно используется в установке для производства и розлива напитков, которая производит газированные и негазированные напитки.
Предпочтительно интегрированная система используется в установке для производства и розлива напитков, которая содержит моечную машину для тары, устройство для размещения и нагрева напитка для растворения подсластителя в напитке и устройства для розлива и укупоривания тары для заполнения тары напитками и укупоривания заполненных контейнеров, и при этом система комбинированного производства приспособлена для подвода тепла в моечную машину для тары и устройства для размещения и нагрева напитков.
Предпочтительно интегрированная система дополнительно используется в установке для производства и розлива напитков, которая дополнительно содержит охладитель, приспособленный для охлаждения напитков после нагревания напитка, и система охлаждения приспособлена для обеспечения охлаждения в охладителе.
Предпочтительно интегрированная система дополнительно используется в установке для производства и розлива напитков, которая дополнительно содержит блок газирования, приспособленный для газирования напитка после его охлаждения, и система подачи углекислого газа приспособлена для подачи углекислого газа в блок газирования.
Предпочтительно дополнительно система охлаждения приспособлена для охлаждения, которое используется в технологическом оборудовании для охлаждения напитков в процессе производства и розлива.
Технические результаты также достигаются за счет того, что в способе обеспечения производства энергии, холода и углекислого газа системы, содержащей электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, который во время работы испускает выхлопные газы, содержащие углекислый газ, водогрейный котел, снабжаемый энергией, образующейся при сжигании топлива, который во время работы испускает выхлопные газы, содержащие углекислый газ, блок извлечения углекислого газа, приспособленный для соединения с электрическим генератором, работающим от двигателя внутреннего сгорания, и водогрейным котлом для того, чтобы принимать выхлопные газы из электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, и водогрейного котла для извлечения углекислого газа из выхлопных газов, компрессор, приспособленный для приема извлеченного углекислого газа из блока извлечения углекислого газа и сжижения извлеченного углекислого газа, паротурбинный электрический генератор, работающий за счет пара, производимого котлом, согласно изобретению используют систему производства энергии, холода и углекислого газа, содержащую систему охлаждения, которая снабжается электроэнергией по меньшей мере от одного электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, или парового турбоэлектрического генератора, причем система охлаждения адаптирована для охлаждения блока извлечения углекислого газа и углекислого газа, сжиженного с помощью компрессора, и для обеспечения охлаждения в установке для производства и розлива напитков, и систему подачи углекислого газа, которая приспособлена для подачи извлеченного углекислого газа в установку для производства и розлива напитков, выполняют транспортировку из первого местоположения во второе местоположение, удаленное от первого местоположения, собранной установки системы комбинированного производства в виде множества дискретных модулей, и во втором местоположении выполняют монтаж множества дискретных модулей в систему комбинированного производства.
Предпочтительно дополнительно второе местоположение выбирают вблизи от установки для производства и розлива напитков.
Предпочтительно дополнительно демонтируют множество дискретных модулей во втором местоположении, транспортируют дискретные модули в третье местоположение и повторно выполняют монтаж в третьем местоположении множества дискретных модулей в систему комбинированного производства.
Предпочтительно дополнительно используют дискретные модули, соответствующие стандартным размерам грузовых контейнеров.
Предпочтительно дополнительно электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, транспортируется в первое из упомянутого множества дискретных модулей, водогрейный котел, снабжаемый энергией, образующейся при сжигании топлива, транспортируется во второе из множества дискретных модулей, блок извлечения углекислого газа и компрессор транспортируются в третье множество из упомянутого множества дискретных модулей, система охлаждения транспортируется в четвертое множество из упомянутого множества дискретных модулей, и паровой турбоэлектрогенератор транспортируется в пятое множество из множества дискретных модулей.
Предпочтительно дополнительно используют электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, приспособленный для снабжения электроэнергией компрессора углекислого газа.
Предпочтительно используют систему охлаждения, которая включает систему воздушного кондиционирования.
Предпочтительно дополнительно используют систему охлаждения, содержащую тепловой насос, и электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, приспособлен для снабжения энергией теплового насоса через механическое соединение после монтажа системы комбинированного производства.
Технические результаты также достигаются за счет того, что в способе обеспечения производства энергии, холода и углекислого газа системы, содержащей электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, который испускает выхлопные газы, содержащие углекислый газ, водогрейный котел, снабжаемый энергией, образующейся при сжигании топлива, который испускает выхлопные газы, содержащие углекислый газ, блок извлечения углекислого газа, соединенный с электрическим генератором, работающим от двигателя внутреннего сгорания, и водогрейным котлом для того, чтобы принимать выхлопные газы, выходящие из двигателя внутреннего сгорания при электрическом генераторе, и котла с целью извлечения углекислого газа из выхлопных газов, компрессор, приспособленный для приема извлеченного углекислого газа из блока извлечения углекислого газа и сжижения извлеченного углекислого газа, согласно изобретению обеспечивают подачу электрической энергии, тепла и углекислого газа в установку для производства и розлива напитков с помощью системы комбинированного производства, расположенной вблизи от установки для производства и розлива напитков, причем электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, обеспечивает подачу электрической энергии, водогрейный котел обеспечивает подачу тепла, система подачи углекислого газа обеспечивает подачу извлеченного углекислого газа в установку для производства и розлива напитков.
Предпочтительно используют систему комбинированного производства, которая дополнительно содержит систему охлаждения, которая снабжается энергией электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, и дополнительно подают охлаждение в установку для производства и розлива напитков с помощью системы комбинированного производства.
Полученную интегрированную систему комбинированного производства согласно настоящему изобретению можно легко транспортировать и установить практически в любом месте. Благодаря отчасти своей представляющей одно целое конструкции, интегрированная система комбинированного производства настоящего изобретения в составе установки для производства напитков является эффективной и экономичной.
Настоящее изобретение предусматривает выполнение интегрированной системы комбинированного производства, которая позволяет производить необходимую энергию, включающую в себя электрическую энергию, горячую воду, пар и холодную воду, сжиженный углекислый газ и другие продукты, необходимые для производства и розлива напитков в местоположении установки для производства напитков. Изобретение предусматривает систему для производства такой энергии и продуктов в местоположении выполнения операции.
Система комбинированного производства согласно настоящему изобретению позволяет производить относительно большое количество углекислого газа, которое необходимо при производстве газированных напитков. Система комбинированного производства позволяет производить это большое количество углекислого газа посредством извлечения углекислого газа, выходящего из одного, и предпочтительно из двух, электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, и водогрейного котла, снабжаемого энергией, образующейся при сжигании топлива. Систему комбинированного производства согласно изобретению можно разместить, проверить и смонтировать с возможностью простого монтажа и подготовки для работы в безопасном месте, и ее можно использовать в любом месте. Такую систему комбинированного производства можно также разобрать и транспортировать в третье место и затем повторно переустановить в другом местоположении и так далее.
Другие преимущества и особенности настоящего изобретения будут ясны из следующего подробного описания вариантов осуществления, сделанного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг. 1 - схема системы для производства напитков, которая включает интегрированную систему комбинированного производства, изготовленную согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - схема установки для производства и розлива напитков, которая образует часть системы (фиг.1);
фиг. 3 - схема блока извлечения углекислого газа, который образует часть системы (фиг.2).
Как упоминалось вкратце выше, настоящее изобретение охватывает интегрированную систему комбинированного производства, способ обеспечения комбинированного производства в местоположении для производства напитков и использование такой системы комбинированного производства в системе для производства напитков. Ниже подробно описана система для производства напитков, выполненная согласно варианту осуществления настоящего изобретения, которая включает в себя интегрированную систему комбинированного производства.
На фиг. 1 изображена система 10 для производства напитков, выполненная согласно варианту осуществления настоящего изобретения, которая включает установку 12 для производства и розлива газированных напитков (здесь и далее установка для розлива напитков), которое непосредственно технически обеспечивается расположенной рядом системой 14 комбинированного производства. Система 14 комбинированного производства предусматривает различные продукты, которые необходимы для использования в установке 12 для розлива напитков.
В настоящее время хорошо известна установка для розлива газированных напитков и другие типы установок для производства напитков. Элементы установки 12 для розлива газированных напитков изображены на фиг.2. Установка 12 для розлива напитков является типичной установкой для розлива напитков, которая используется при производстве газированных напитков. Однако следует понимать, что хотя разливочная установка 12 показана в виде установки для розлива газированных напитков, систему 14 комбинированного производства можно использовать для снабжения различных элементов установки для розлива негазированных напитков и установки, на которой производят как газированные, так и не газированные напитки. Например, систему 14 комбинированного производства можно использовать для снабжения установки, которая используется при производстве безалкогольных напитков, кофе, чая, концентратов фруктовых и овощных соков и/или напитков, изотонических напитков или неизотонических напитков.
Установка 12 для розлива напитков, изображенная на фиг.2, размещена, в частности, для розлива газированных напитков в бутылки, такие как стеклянные или полиэтиленовые бутылки, но можно использовать и другую тару для напитков, которая включает в себя банки, изготовленные из алюминия, стали или других подходящих металлов, пакеты, бумажные пакетики и упаковку, тару типа сумка в ящике, стерильную или близкую к стерильной упаковку, бочки, канистры, тару ("tote"), цистерны и другую тару и упаковку для напитков.
Обычно установка 12 для розлива напитков включает в себя устройство 16 для разгрузки тары с бутылками и устройство 18 для разгрузки из тары бутылок, предназначенных для розлива, бутылкомоечную машину 20, предназначенную для мойки бутылок горячей водой, установку 22 для перемешивания напитка, предназначенную для перемешивания ароматизированного концентрата, воды и подсластителей, которые вводятся через линию 23, и нагрева напитка для растворения подсластителя, охладитель 24 напитка для охлаждения горячего напитка, блок 26 газирования охлажденного напитка, машину 30 для розлива и укупорки бутылок, предназначенную для розлива и укупоривания напитка, который находится внутри бутылок, и машину 32 для упаковки бутылок и автоматический укладчик 34 для упаковки разлитых и укупоренных бутылок. Установка 12 для розлива напитков также включает в себя моечную машину 36 для ящиков, предназначенную для мойки ящиков для бутылок перед тем, как ящики перезагружают с заполненными и закупоренными бутылками, и ряд установок 38 послеоперационного контроля для обеспечения контроля качества. Эти функциональные блоки размещаются в здании (не показано), которое по возможности должно иметь отопление и систему кондиционирования воздуха. Как объяснено ниже, система 14 комбинированного производства обеспечивает подачу электрической энергии для эксплуатации различных элементов установки для розлива напитков, горячую воду для мойки бутылок и ящиков, пар для разогрева смеси напитка и растворения подсластителя и холодную воду для охлаждения нагретого напитка перед газированием. Система 14 комбинированного производства также обеспечивает обогрев и охлаждение помещения здания, в котором размещается установка для розлива напитков.
Система 14 комбинированного производства является интегрированной, модульной системой, которую можно транспортировать в стандартных по размерам грузовых контейнерах и собирать после транспортировки в систему комбинированного производства. Элементы системы 14 комбинированного производства позволяют таким образом производить, тестировать и собирать в одном месторасположении, приспособленном для транспортировки в множестве дискретных модулей, и затем собирать после транспортировки во втором местоположении, отдаленном от первого местоположения, без необходимости тщательной или продолжительной проверки системы или конструкции. Например, элементы системы 14 комбинированного производства позволяют производить или собирать в одном местоположении, транспортировать в дискретных модулях во второе местоположение или собирать в удаленном местоположении в функционирующую систему комбинированного производства, связанную с установкой для производства и розлива напитков. Кроме того, система 14 комбинированного производства позволяет в дальнейшем разбирать во втором местоположении, и транспортировать, и повторно собирать в третьем местоположении. Этот процесс демонтажа и повторного монтажа может продолжаться столько, сколько это необходимо. Например, систему 14 комбинированного производства можно перемещать от одной установки для розлива напитков к другой или между установками для розлива напитков, расположенными в разных частях света для того, чтобы воспользоваться различными временами года.
Так как система 14 комбинированного производства является интегральной и модульной, то систему комбинированного производства можно легко транспортировать и устанавливать рядом с установкой 12 для производства напитков фактически в любом местоположении, и она является эффективной и экономичной в тех случаях, когда входит в состав установки для производства напитков.
В общем система 14 комбинированного производства включает в себя модуль 46 для выработки электрической энергии с помощью двигателя внутреннего сгорания, модуль 48 водогрейного котла, модуль 50 для извлечения и хранения углекислого газа, модуль 52 охлаждения, модуль 54 очистки сточных вод и модуль 56 извлечения азота. Следует понимать, однако, что элементы системы 14 комбинированного производства можно разместить в различных модульных конфигурациях. Модульность системы 14 комбинированного производства конструируется с возможностью транспортировки элементов в отдаленные места и монтажа системы комбинированного производства в отдаленном месте. Желательно, чтобы модули размещались и имели такой размер, чтобы их можно было транспортировать в стандартных по размерам грузовых контейнерах и собирать с помощью минимальных приспособлений или конструкций. Например, каждый из элементов можно позиционировать на бетонной плите.
Система 14 комбинированного производства одновременно производит электрическую энергию, тепло в виде пара или горячей воды, углекислый газ, охлаждение, включающее холодную воду и охлажденный воздух, чистую воду из сточных вод и, по возможности, азот. Все эти продукты необходимы при использовании их в установке для розлива газированных напитков в бутылки. Такую систему комбинированного производства можно использовать, в частности, в слабо развитых странах, которые не имеют надежных систем электрической энергии или достаточных источников сжиженного углекислого газа.
Модуль 46 для выработки электрической энергии с помощью двигателя внутреннего сгорания, системы 14 комбинированного производства включает в себя один или более электрических генераторов, работающих на двигателе внутреннего сгорания, которая служит основным источником электрической энергии для установки 12 для производства напитков. Желательно иметь дизельные генераторы, но подходящими также являются и другие генераторы, работающие от двигателя внутреннего сгорания, которые снабжаются таким топливом, как сжиженная нефть, бензин, природный газ или другие виды ископаемого топлива. Электрическая энергия, производимая модулем 46 электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, обеспечивает подачу электрической энергии непосредственно к установке 12 для производства напитков через линию 58 для эксплуатации функциональных блоков, расположенных внутри установки для розлива напитков так, как описано выше, и к системам нагрева и кондиционирования воздуха установки для розлива напитков. Кроме того, модуль 46 электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, обеспечивает в случае необходимости электрической энергией другие модули, расположенные в системе 14 комбинированного производства. Модуль 46 электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, обеспечивает подачу электрической энергии в модуль охлаждения через линию 60, модуль извлечения и хранения углекислого газа через линию 62 и любые другие процессы или устройства в разливочной системе 10, для которой необходима электрическая энергия. При соответствующих требованиям размерах модуль 46 электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, может приводить в работу систему 10 для производства газированных напитков без внешней энергии, которая подводится из местной энергетической системы, и в некоторых случаях может подавать избыточную энергию в местную коммерческую энергетическую систему с разными видами энергии.
Модуль 48 водогрейного котла включает в себя водогрейный котел, снабжаемый энергией, образующейся при сжигании топлива, для подачи горячей воды и пара, или и того и другого, через линии 63 и 64, соответственно, к установке 12 для производства напитков и при необходимости в другие модули системы комбинированного производства. Например, модуль 48 водогрейного котла обеспечивает подачу горячей воды через линию 63 в бутылкомоечную машину 20 и в моечную машину 36 для ящиков, пара через линию 64 в блок 22 для смешивания и нагрева и горячую воду или пар, или и то и другое, в модуль 50 извлечения углекислого газа через линию 65. Водогрейный котел может нагреваться разнообразными видами ископаемого топлива, включая топливную нефть, природный газ, керосин, дизельное топливо, уголь и тому подобное.
Модуль 48 котла также обеспечивает подачу пара через линию 66 в турбинный электрический генератор 68, работающий за счет пара, для подачи дополнительной электрической энергии к установке 12 для производства напитков через линию 70 и в модуль 52 охлаждения через линию 72 или при необходимости к другим элементам системы 10 для розлива в бутылки газированных напитков.
Модуль 46 для выработки электрической энергии с помощью двигателя внутреннего сгорания и модуль 48 водогрейного котла обеспечивают подачу углекислого газа, содержащего выхлопные газы, через линии 74 и 76, соответственно, в модуль 50 извлечения и хранения углекислого газа. Модуль 50 извлечения и хранения углекислого газа (фиг.3) включает в себя колонну для очистки углекислого газа, колонну 80 для отпаривания углекислого газа и конденсатор 82 для извлечения углекислого газа из выхлопных газов. Такие системы получения углекислого газа хорошо известны специалистам. Типичной системой извлечения является система с раствором амина. Раствор амина, находящийся в газопромывочной колонне 78, улавливает углекислый газ из выхлопных газов. Раствор ладенамина и углекислого газа затем направляется через линию 84 в отпарную колонну 80, в которой углекислый газ выделяется за счет тепла, выделяемого из раствора амина, и направляется через линию 86 в конденсатор 82. Конденсатор 82 удаляет водяной пар из извлеченного углекислого газа. Сухой извлеченный углекислый газ затем направляется через фильтр 88, такой как фильтр с активированным углем, затем сжижается в компрессоре 90 для хранения. При необходимости линия 92 обеспечивает подачу извлеченного сжиженного углекислого газа в блок 26 газирования, расположенный в установке 12 для розлива напитков.
Желательно, чтобы модуль 52 охлаждения включал в себя тепловой насос для подачи тепла и холода. Однако следует понимать, что другие устройства охлаждения, такие как холодильный компрессор, можно также использовать для охлаждения. Тепловой насос или другие устройства охлаждения в модуле 52 охлаждения снабжаются электрической энергией из модуля 46 выработки электрической энергии с помощью двигателя внутреннего сгорания и паротурбинного генератора 68. Модуль 52 охлаждения обеспечивает подвод охлаждения к установке 12 для розлива напитков и модулю 54 сточных вод через линии 94, 96, соответственно. Модуль 52 охлаждения обеспечивает охлаждение в процессе выполнения технологических операций в установке 12 для розлива в бутылки, например охлаждение напитков в установке 24 для охлаждения напитков, также обеспечивает кондиционирование воздуха в помещении здания, в котором находится установка по розливу в бутылки. Большое количество охлаждения требуется для охлаждения нагретого напитка в установке 24 для охлаждения напитков. При производстве концентратов соков и напитков можно для охлаждения концентратов и напитков использовать модуль 52 охлаждения. Тепловой насос, находящийся в модуле 52 охлаждения, производит тепло, которое можно использовать в установке 12 для розлива в бутылки или других модулях системы 14 комбинированного производства. Модуль 52 охлаждения через линию 98 обеспечивает охлаждение извлеченного углекислого газа, который был сжижен с помощью компрессора 90. При сжатии углекислого газа образуется тепло, которое отводится посредством охлаждения из модуля 52 охлаждения.
Модуль 54 очистки сточных вод предпочтительно включает в себя систему очистки сточных вод для очистки сточной воды и подачу чистой воды через линию 100 в установку 12 для розлива в бутылки. Сточная вода возвращается из установки 101 для розлива в бутылки для очистки и ректификации в модуле 54 очистки сточной воды. Одним способом является способ замораживания для очистки сточной воды, который известен и также рассматривается как способ очистки сточных вод с помощью замораживания/размораживания. Поэтому способ замораживания для очистки сточных вод описывается подробно здесь. Однако в общем способ замораживания для очистки сточных вод включает в себя этап замораживания сточной воды приблизительно до 70%. Оставшуюся жидкость удаляют, и лед тает с образованием воды с высокой степенью чистоты. В системе комбинированного производства можно использовать и другие известные способы очистки сточной воды.
Углекислый газ, выделенный из выхлопных газов, поступает из модуля 50 извлечения и хранения углекислого газа через линию 102 в модуль 56 извлечения азота. Углекислый газ, выделенный из выхлопных газов, включает в себя в большей степени азот и закись азота, которые можно выделить и использовать, например, для заполнения пространства верхней части бутылки с негазированным напитком. Модуль 56 извлечения азота используется совместно с установкой для розлива напитков, на котором производятся газированные и негазированные напитки, разлитые в бутылки. На фиг.1 линия 104 обеспечивает подачу азота из модуля извлечения азота в установку для розлива в бутылки.
Хотя тепловой насос модуля 52 охлаждения должен снабжаться электрической энергией, полученной с помощью модуля 46 генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, и парового турбогенератора 48, тепловой насос можно также снабжать электроэнергией непосредственно с помощью механической связи между генератором, работающим от двигателя внутреннего сгорания, который расположен в модуле электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания. Для того чтобы выполнить это, ведущий вал электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, непосредственно соединяют с ведущим валом теплового насоса.
Система 14 комбинированного производства является эффективной по энергии, потому что она позволяет извлекать углекислый газ как из электрического генератора 46, работающего от двигателя внутреннего сгорания, так и водогрейного котла 48, снабжаемого энергией, образующейся при сжигании топлива, и благодаря большой энергетической нагрузке модуля 52 охлаждения модуль электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, и водогрейный котел могут работать на уровнях, достигающих оптимальных уровней. Модуль 52 охлаждения потребляет избыточную энергию, которую вырабатывает модуль 46 электрического генератора, работающий от двигателя внутреннего сгорания, или модуль 48 водогрейного котла. Например, когда установка 12 для розлива в бутылки требует меньше горячей воды, пара или электрической энергии, модуль 46 электрического генератора, работающего от двигателя внутреннего сгорания, и модуль 48 водогрейного котла могут непрерывно работать на уровнях, близких к оптимальным, при этом обеспечивая подачу энергии в модуль 52 охлаждения. Объединение различных модулей в системе 14 комбинированного производства обеспечивает относительно сбалансированную по энергии систему.
Кроме того, когда система 14 комбинированного производства используется для обеспечения установки для розлива напитков, которое позволяет поочередно производить розлив газированных и негазированных напитков, произведенный углекислый газ можно сохранять в случае, когда производят негазированные напитки, и использовать в случае, когда производят газированные напитки. Поэтому система извлечения углекислого газа позволяет работать непрерывно и более эффективно.
Следует понимать, что приведенное выше описание относится к конкретным вариантам осуществления настоящего изобретения и в него можно внести многочисленные изменения без отклонения от масштаба изобретения так, как это определено в формуле изобретения.
Изобретение относится к комбинированному производству электрической энергии, теплоты в виде пара или горячей воды, холода, углекислого газа и других продуктов. Интегрированная система комбинированного производства, содержит электрический генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания, водогрейный котел, снабжаемый энергией, образующейся при сжигании топлива, блок для извлечения углекислого газа, который предназначен для приема выхлопных газов, выходящих из двигателя внутреннего сгорания, который приводит в действие электрический генератор, и водогрейного котла, и извлечения углекислого газа из выхлопных газов, и компрессор для приема извлеченного углекислого газа из блока извлечения углекислого газа и сжижения извлеченного углекислого газа. Система комбинированного производства может также включать в себя систему нагрева и охлаждения, которая снабжается энергией генератора электрической энергии, работающего от двигателя внутреннего сгорания. Интегрированная система комбинированного производства является предпочтительно модульной с целью транспортировки в дискретных модулях и монтажа в отдаленном местоположении. Интегрированная система комбинированного производства может использоваться для обеспечения технической поддержки производства напитков в укупоренной таре. Изобретение позволяет производить необходимую энергию, включая электрическую энергию, горячую воду, пар, холодную воду, сжиженный углекислый газ и другие продукты, необходимые для производства и розлива напитков в местоположение установки для производства напитков. 3 с. и 29 з.п. ф-лы, 3 ил.
| US 4899544 A, 13.02.1990 | |||
| US 5001902 A, 26.03.1991 | |||
| US 4942734 A, 24.07.1990 | |||
| Комплексная хладоэнергетическая установка | 1985 |
|
SU1281841A1 |
| Комплексная теплохладоэнергетическая установка | 1985 |
|
SU1268905A1 |
| Установка для производства тепла и твердого диоксида углерода | 1984 |
|
SU1241039A1 |
