BE1021456B1

BE1021456B1 - DEVICE FOR TREATING LIQUIDS USING A CONTROLLED PISTON BULK WITH FLOW

Info

Publication number: BE1021456B1
Application number: BE2012/0598A
Authority: BE
Inventors: Haudenhuyse Roland Van
Original assignee: Ar Services Bvba
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2015-11-26
Also published as: WO2014040996A1

Abstract

De uitvinding betreft een apparaat en methode voor het behandelen van vloeistoffen door middel van filtratietechnieken waarbij een vloeistofstroom wordt opgedeeld in een permeaat en een retentaat. Met name is de uitvinding geschikt voor Inverse Osmose waarbij het retentaat circuit voorzien is van een regelbare "zuigeraccu" met doorstroming, welke een soepele regeling garandeert van de werking van de inverse osmose installatie. De zuiger-accu bevat een cilinder, een zuiger voorzien om in de cilinder heen en weer te bewegen, en een zuigerstang vast verbonden met de zuiger, zodat de cilinder verdeeld wordt in een deel aan stangzijde en een deel aan zuigerzijde, waarbij een doorstroomkanaal voorzien is doorheen de stang en de zuiger, zodat het retentaat doorheen de zuigerstang en de zuiger kan stromen naar het deel van de cilinder aan zuigerzijde. De zuigeraccu garandeert een eenvoudige regeling van de gewenste werkdruk , een stabiele voeding onafhankelijk van het gewenst cross-flow debiet, met een belangrijke energiebesparing ten overstaan van bestaande systemen.The invention relates to an apparatus and method for treating liquids by means of filtration techniques in which a liquid stream is divided into a permeate and a retentate. In particular, the invention is suitable for Inverse Osmosis in which the retentate circuit is provided with an adjustable "piston battery" with flow, which guarantees a smooth control of the operation of the inverse osmosis installation. The piston battery contains a cylinder, a piston provided to move back and forth in the cylinder, and a piston rod rigidly connected to the piston, so that the cylinder is divided into a rod side part and a piston side part, providing a through-flow channel is through the rod and the piston so that the retentate can flow through the piston rod and the piston to the piston side portion of the cylinder. The piston battery guarantees a simple regulation of the desired working pressure, a stable power supply independent of the desired cross-flow flow, with significant energy savings compared to existing systems.

Description

APPARAAT VOOR HET BEHANDELEN VAN VLOEISTOFFEN MET GEBRUIK VAN EEN REGELBARE ZUIGERACCU MET DOORSTROMINGDEVICE FOR TREATING LIQUIDS USING A CONTROLLED PISTON BULK WITH FLOW

Domein van de uitvinding [0001] De uitvinding betreft een apparaat of installatie voor het behandelen van vloeistoffen door middel van inverse osmose.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to an apparatus or installation for treating liquids by inverse osmosis.

Stand van de techniek [0002] De techniek met de Engelse benaming 'Reversed Osmosis' of Omgekeerde of Inverse Osmose (verder RO genoemd), maakt gebruik van een membraan dat semipermeabel is voor ionen, voornamelijk deze van water en vloeistoffen met laag moleculair gewicht. Het membraan laat vooral het water door dat een te behandelen vloeistof bevat en houdt de overblijvende elementen, meestal onzuiverheden, tegen. Voornamelijk dus gebruikt voor het zuiveren van water, laat RO ook toe om water uit een vloeistof te onttrekken en deze vloeistof dus op te concentreren, of te reinigen (in geval van solventen bvb). RO maakt gebruik van een technologie die "cross-flow" heet: de te behandelen vloeistof stroomt continu aan grote snelheid en turbulentie langs één zijde van het membraan. Dit zorgt ervoor dat het membraan zichzelf continu schoon spoelt, waardoor de uiterst fijne poriën van het membraan niet verstopt raken, behalve bij abnormale situatie ("fauling" genoemd). Door het osmotisch effect stroomt een deel van de vloeistof (voornamelijk dus het water dat het bevat) door het membraan. Deze flux noemt men het permeaat, terwijl de hoofdflux, die van de op te concentreren vloeistof bvb, retentaat wordt genoemd. De transferhoeveelheid van permeaat is een functie van de eigenschappen van de vloeistof, het type membraan en wordt beïnvloed door o.m. het cross-flow debiet, de werkdruk in het retentaat circuit en de temperatuur van de vloeistof. Meestal is er een gesloten circuit met een circulatiepomp op hoog debiet en lage differentieeldruk (de drukval vindt vooral plaats over de membranen om de cross-flow te realiseren) en wordt de vloeistof die als permeaat verdwijnt, continu aangevuld door een voedingspomp bij laag debiet en hoge werkdruk. Dergelijke opstelling vergt dus 2 pompen, maar de beide functies (voeding en circuleren) worden, vooral voor lage druktoepassingen en/of open systemen, soms in één pomp gecombineerd.State of the art The technique with the English name "Reversed Osmosis" or Reverse or Inverse Osmosis (hereinafter RO) uses a membrane that is semipermeable to ions, especially that of water and low molecular weight liquids. The membrane mainly lets in the water that contains a liquid to be treated and blocks the remaining elements, usually impurities. Used primarily for purifying water, RO also allows water to be extracted from a liquid and thus to concentrate this liquid, or to clean it (in the case of solvents, for example). RO uses a technology called "cross-flow": the liquid to be treated flows continuously at high speed and turbulence along one side of the membrane. This ensures that the membrane continuously rinses itself clean, so that the extremely fine pores of the membrane do not become clogged, except in the case of an abnormal situation (called "fauling"). Due to the osmotic effect, part of the liquid (mainly the water it contains) flows through the membrane. This flux is called the permeate, while the main flux, that of the liquid to be concentrated, is called retentate. The transfer amount of permeate is a function of the properties of the liquid, the type of membrane and is influenced by, among other things, the cross-flow flow rate, the operating pressure in the retentate circuit and the temperature of the liquid. Usually there is a closed circuit with a circulation pump at high flow and low differential pressure (the pressure drop mainly takes place over the membranes to realize the cross-flow) and the liquid that disappears as permeate is continuously supplemented by a feed pump at low flow and high operating pressure. Such an arrangement therefore requires 2 pumps, but the two functions (feeding and circulating) are sometimes combined in one pump, especially for low pressure applications and / or open systems.

[0003] De voeding van de basisvloeistof vanuit een voorraadtank aan de RO apparatuur moet afgestemd zijn op de hoeveelheid permeaat dat het RO membraan verlaat. Omdat dit permeaat-debiet gedurende het proces sterk kan variëren, ondermeer afhankelijk van de graad van fauling van de membranen, is er nood aan een specifieke regeling voor de voedingspomp. Aangezien bovendien het proces voor het sterk opconcentreren meestal ook hoge werkdrukken vraagt, wordt er daarbij vooral gebruik gemaakt van volumetrische voedingspompen. Toerentalregelingen bvb kunnen het debiet van deze types pompen regelen, doch ze zijn echter zeer gevoelig aan discordantie tussen gevraagd en gegeven debiet, waardoor overdruk en mogelijk breuk optreedt.The feed of the base liquid from a storage tank to the RO equipment must be adjusted to the amount of permeate leaving the RO membrane. Because this permeate flow rate can vary greatly during the process, inter alia depending on the degree of failure of the membranes, there is a need for a specific control for the feed pump. Moreover, since the process for strongly concentrating usually also requires high operating pressures, volumetric feed pumps are mainly used. Speed controls, for example, can control the flow of these types of pumps, but they are, however, very sensitive to discordance between requested and given flow, causing overpressure and possible breakage.

[0004] Het zeer lage permeaat debiet, vooral bij het einde van het concentrâtieproces, is moeilijk te meten. Nauwkeurige debietmeters voor voedselveilige toepassingen zijn zeer duur. Daardoor wordt een nauwkeurige regeltechnische sturing van de voedingspomp ernstig bemoeilijkt. Bovendien is een klassieke toerentalregeling van een volumetrische pomp beperkt in regelbereik (klassiek 1/5 à 1/8) en geeft ze onvoldoende zekerheid voor een degelijke regeltechnische sturing. Daarom worden meestal andere oplossingen gezocht, zoals het gebruik van overstortventielen na de voedingspomp, of het afspuien van de exces voeding over een reduceerventiel naar de vertrektank of naar een speciale circulatietank.The very low permeate flow rate, especially at the end of the concentration process, is difficult to measure. Accurate flow meters for food-safe applications are very expensive. This makes accurate control of the feed pump seriously difficult. In addition, a traditional speed control of a volumetric pump is limited in control range (classic 1/5 to 1/8) and provides insufficient certainty for sound control technology. That is why other solutions are usually sought, such as the use of overflow valves after the feed pump, or draining the excess feed through a pressure reducing valve to the departure tank or to a special circulation tank.

[0005] Dit continu afspuien of rondcirculeren vanuit de hoge druk voedingspomp naar een tank gaat gepaard met een belangrijk energieverlies en een ongewenste opwarming van de basisvloeistof. Hierdoor moeten dan voor sommige vloeistoffen sterke koelers worden ingezet, wat op zijn beurt een extra energieverlies betekent. Anderzijds kunnen bepaalde vloeistoffen aanleiding geven tot sterke schuimvorming in de circulatietank. Bovendien zijn de voornoemde overstort- of reduceerventielen niet of moeilijk beschikbaar voor voedselveilige toepassingen bij hoge drukken (24 bar en meer). Toepassingen waarbij de druk tijdens het proces moet worden gevarieerd, omdat de osmotische druk met het opconcentreren toeneemt, compliceren de regelcircuits nog meer.This continuous spraying or circulating from the high pressure feed pump to a tank is accompanied by a significant energy loss and undesired heating of the base fluid. As a result, strong coolers must be used for some liquids, which in turn means an additional energy loss. On the other hand, certain liquids can give rise to strong foaming in the circulation tank. Moreover, the aforementioned overflow or pressure reducing valves are not or difficult to obtain for food-safe applications at high pressures (24 bar and more). Applications where the pressure must be varied during the process, because the osmotic pressure increases with concentrating, complicate the control circuits even more.

[0006] Aangezien de circulatietank in klassieke RO installaties, waarnaar de hoge druk voedingspomp terugstuurt, een vaste grootte heeft, is, voor een gegeven concentratie, de batchgrootte van het geconcentreerd eindproduct rechtstreeks afhankelijk van de inhoud van deze tank. Bovendien moet er meestal een derde lage druk voedingspomp en extra voedingstank worden voorzien om basisvloeistof in het gesloten systeem aan te vullen, wil men toch enigszins batchonafhankelijk kunnen werken. Daar de hoge druk voedingspomp uit deze tank aanzuigt, moet een minimum hoeveelheid vloeistof in de tank overblijven, om drooglopen van de voedingspomp te vermijden op het einde van het concentratieproces. Dit laatste heeft een rechtstreekse invloed op de minimum batchgrootte.Since the circulation tank in conventional RO plants to which the high pressure feed pump sends back has a fixed size, for a given concentration, the batch size of the concentrated end product is directly dependent on the content of this tank. In addition, a third low-pressure feed pump and additional feed tank must usually be provided to replenish base fluid in the closed system if it is to be possible to work somewhat batch-independent. Since the high pressure feed pump sucks from this tank, a minimum amount of liquid must remain in the tank to prevent the feed pump from running dry at the end of the concentration process. The latter has a direct influence on the minimum batch size.

[0007] Meestal staan deze tanks onder lichte overdruk, met navenante kostprijs naargelang hun grootte. In het geval van gevaarlijke vloeistoffen, zoals solventen, moeten zij voldoen aan de ATEX richtlijn en wordt het niet door vloeistof ingenomen gedeelte van deze tank door inerte gassen ingenomen, wat een strengere keuring van de apparatuur vraagt, zeker in het geval van grotere tanks.These tanks are usually under slight overpressure, with corresponding cost depending on their size. In the case of hazardous liquids, such as solvents, they must comply with the ATEX directive and the non-liquid part of this tank is taken up by inert gases, which requires a stricter inspection of the equipment, certainly in the case of larger tanks.

Samenvatting van de uitvinding [0008] De uitvinding heeft de bedoeling tegemoet te komen aan één of meer van bovenstaande problemen van bestaande installaties. De uitvinding betreft een apparaat en methode zoals beschreven in de aangehechte conclusies, voor het behandelen van vloeistoffen door middel van filtratietechnieken, zoals micro -of nanofiltratie of inverse osmose, waarbij een vloeistofstroom wordt opgedeeld in een permeaat en een retentaat. Met name is de uitvinding geschikt voor Inverse Osmose waarbij het retentaat circuit voorzien is van een regelbare "zuigeraccu" met doorstroming, welke een soepele regeling garandeert van de werking van de inverse osmose installatie. De zuiger-accu bevat een cilinder, een zuiger voorzien om in de cilinder heen en weer te bewegen, en een zuigerstang vast verbonden met de zuiger, zodat de cilinder verdeeld wordt in een deel aan stangzijde en een deel aan zuigerzijde, waarbij een doorstroomkanaal voorzien is doorheen de stang en de zuiger, zodat het retentaat doorheen de zuigerstang en de zuiger kan stromen naar het deel van de cilinder aan zuigerzijde. De zuigeraccu garandeert een eenvoudige regeling van de gewenste werkdruk een stabiele voeding onafhankelijk van het gewenst cross-flow debiet, met een belangrijke energiebesparing ten overstaan van bestaande systemen.Summary of the Invention The invention is intended to address one or more of the above problems of existing installations. The invention relates to an apparatus and method as described in the appended claims, for treating liquids by filtration techniques, such as micro or nanofiltration or inverse osmosis, wherein a fluid stream is divided into a permeate and a retentate. In particular, the invention is suitable for Inverse Osmosis in which the retentate circuit is provided with a controllable "piston battery" which guarantees a smooth control of the operation of the inverse osmosis installation. The piston battery comprises a cylinder, a piston provided for reciprocating in the cylinder, and a piston rod fixedly connected to the piston, so that the cylinder is divided into a part on the rod side and a part on the piston side, wherein a flow channel is provided is through the rod and the piston, so that the retentate can flow through the piston rod and the piston to the part of the cylinder on the piston side. The piston battery guarantees a simple control of the desired operating pressure, a stable supply independent of the desired cross-flow flow rate, with an important energy saving compared to existing systems.

[0009] De zuigeraccu garandeert een eenvoudige regeling van de gewenste werkdruk, een stabiele voeding onafhankelijk van het gewenst cross-flow debiet, met een belangrijke energiebesparing ten overstaan van bestaande systemen. Bovendien kunnen in vergelijking met klassieke Inverse Osmose installaties, onderdelen, zoals overdrukventielen, vermeden worden die voor voedselveilige toepassingen niet toegelaten of moeilijk te reinigen zijn. De nieuwe toepassing kan bij alle drukken, maar is vooral interessant in Inverse Osmose processen bij hoge werkdruk en waarbij de hoeveelheid van het te behandelen product regelbaar moet zijn en niet gebonden aan een vaste batchgrootte. Aangezien de bijkomende apparatuur in een volledig gesloten systeem kan worden opgesteld kunnen oxydatiegevoelige of hoogvluchtige vloeistoffen eenvoudiger en ook veiliger behandeld worden.The piston battery guarantees a simple control of the desired operating pressure, a stable supply independent of the desired cross-flow flow rate, with an important energy saving compared to existing systems. Moreover, in comparison with traditional Inverse Osmosis installations, parts such as pressure relief valves can be avoided that are not permitted for food-safe applications or difficult to clean. The new application can be used at all pressures, but is especially interesting in Inverse Osmosis processes with a high operating pressure and where the quantity of the product to be treated must be adjustable and not tied to a fixed batch size. Since the additional equipment can be set up in a completely closed system, oxidation-sensitive or highly volatile liquids can be treated simpler and also more safely.

Korte beschrijving van de figuren [0010] Figuur 1 illustreert een apparaat volgens de uitvinding voor industriële toepassingen, voorzien van een zuiger-accu, een circulatiepomp, een RO-membraan en een flexibele verbinding tussen beide en verder een tegendrukregeling voorzien van een batterij persluchtf lessen en één of meer lege flessen om terugstromend drukgas op te vangen.Brief description of the figures Figure 1 illustrates an apparatus according to the invention for industrial applications, provided with a piston battery, a circulation pump, an RO membrane and a flexible connection between the two and furthermore a back pressure control provided with a battery of compressed air bottles and one or more empty bottles to collect back-flowing compressed gas.

[0011] Figuur 2 toont een detail van de zuiger-accu gebruikt in de opstelling van figuur 1.Figure 2 shows a detail of the piston battery used in the arrangement of Figure 1.

[0012] Figuur 3 toont een alternatieve uitvoering van de zuiger-accu.Figure 3 shows an alternative embodiment of the piston battery.

[0013] Figuur 4 illustreert een manier om de beweging van de zuigerstang in de zuiger-accu te geleiden.Figure 4 illustrates a way to guide the movement of the piston rod in the piston battery.

[0014] Figuur 5 toont een uitvoering van de zuiger-accu waarbij geen flexibele verbinding nodig is met het RO-membraan.Figure 5 shows an embodiment of the piston battery in which no flexible connection is required with the RO membrane.

[0015] Figuur 6 een versie waarbij geen lege flessen aanwezig zijn.Figure 6 a version in which no empty bottles are present.

[0016] Figuur 7 toont een versie waarbij de batterij persluchtflessen vervangen is door een compressor.Figure 7 shows a version in which the battery of compressed air bottles is replaced by a compressor.

[0017] Figuren 8a en 8b tonen twee uitvoeringen van de zuiger-accu waarbij de tegendruk aan de stangzijde van de zuiger-accu wordt geleverd door een mechanische veer en spindel-of wormvijzel (voor 8a) of hydraulische cilinder (voor 8b).Figures 8a and 8b show two embodiments of the piston battery in which the back pressure on the rod side of the piston battery is supplied by a mechanical spring and spindle or worm auger (for 8a) or hydraulic cylinder (for 8b).

[0018] Figuur 9 toont een uitvoering voorzien van twee RO-membranen en twee circulatiepompen.Figure 9 shows an embodiment provided with two RO membranes and two circulation pumps.

[0019] Figuur 10 toont een uitvoering waarbij de voedingspomp vervangen is door een drukvat.Figure 10 shows an embodiment in which the feed pump has been replaced by a pressure vessel.

[0020] Figuur 11 toont een uitvoering waarbij de regeling van de voedingspomp bijkomend gebeurt op basis van een weging van de permeaat-tank en de retentaat-tank.Figure 11 shows an embodiment in which the control of the feed pump is additionally done on the basis of a weighting of the permeate tank and the retentate tank.

Eveneens illustreert deze uitvoering de mogelijkheid om extra tanks in de inverse osmose kring op te nemen (niet noodzakelijk in combinatie met de weging van permeaat -en retentaat tanks).This embodiment also illustrates the possibility of including additional tanks in the inverse osmosis circle (not necessarily in combination with the weighting of permeate and retentate tanks).

[0021] Figuur 12 toont een uitvoering met een terugvoerverbinding tussen het inverse osmosecircuit en de voorraadtank.Figure 12 shows an embodiment with a return connection between the inverse osmosis circuit and the storage tank.

[0022] Figuur 13a/13b toont een uitvoering van een apparaat volgens de uitvinding, geschikt voor het maken van een compacte versie van het apparaat.Figures 13a / 13b shows an embodiment of an apparatus according to the invention, suitable for making a compact version of the apparatus.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding [0023] De huidige uitvinding zal worden beschreven aan de hand van enkele voorbeelden en refererend naar bepaalde figuren zonder enig beperkend karakter. De figuren zijn enkele schematisch en niet limiterend. In de figuren kunnen de dimensies van bepaalde elementen overdreven zijn of niet in ware verhouding. Dit is echter omwille van illustratieve overwegingen. De dimensies en relatieve dimensies komen daarom niet noodzakelijk overeen met de werkelijkheid. De hiernavolgende beschrijving is van toepassing zowel op het apparaat als op de methode volgens de uitvinding. De beschrijving omvat niet alleen apparaten en methodes zoals beschreven in de conclusies maar ook alle andere fysisch mogelijke combinaties van elementen beschreven in de huidige beschrijving.Detailed Description of the Invention The present invention will be described with reference to some examples and with reference to certain figures without any limiting character. The figures are some schematic and non-limiting. In the figures, the dimensions of certain elements may be exaggerated or not in true proportion. However, this is for illustrative reasons. The dimensions and relative dimensions therefore do not necessarily correspond to reality. The following description applies to both the device and the method according to the invention. The description includes not only devices and methods as described in the claims, but also all other physically possible combinations of elements described in the present description.

[0024] Een installatie volgens de uitvinding die geschikt is voor het produceren van grote hoeveelheden retentaat is getoond in figuur 1 en wordt hierna in detail beschreven. De uitvinding is echter niet beperkt tot dit type installatie. Varianten van bepaalde componenten kunnen leiden tot verschillende uitvoeringsvormen zoals verder beschreven. De installatie van figuur 1 geeft echter een goede basis om enkele basisconcepten uiteen te zetten.An installation according to the invention suitable for producing large amounts of retentate is shown in Figure 1 and is described in detail below. However, the invention is not limited to this type of installation. Variants of certain components can lead to different embodiments as further described. The installation of figure 1, however, provides a good basis for explaining some basic concepts.

[0025] De installatie getoond in figuur 1 bevat volgende componenten : ' - een voorraadtank 8 (bijvoorbeeld onder atmosferische druk, en mogelijk onder lichte overdruk, al of niet met een beschermgas) voor de basisvloeistof, i.e. het startproduct, - een voedingspomp 7 die vanuit de voedingstank 8 de vloeistof 23 pompt in een inverse osmose circuit 6, - een inverse osmose circuit 6, met een circulâtiepomp 5, het RO membraan 2 (of eventueel meerdere membranen, in serie of parallelopstelling) en een "zuigeraccu met doorstroming" 1. Een detail van deze component is getoond in figuur 2. Deze bevat een cilinder 100, een zuiger 99 geconfigureerd om in de cilinder 100 op en neer te bewegen (met de nodige afdichtingen 101 tussen de zuiger en de cilinderwand en al of niet voorzien van een lekdetectie tussen de afdichtingen in) en een zuigerstang 102 vast verbonden met de zuiger. De zuiger verdeelt de cilinder in een deel 103 aan stangzijde en een deel 104 aan zuigerzijde. In de getoonde uitvoering zijn de zuigerstang en de zuiger massieve onderdelen (al of niet uit één enkel stuk) voorzien van een boring 105 (of meerdere) die evenals het cilinderdeel 104 aan zuigerzijde deel uitmaakt van het inverse osmose circuit 6 (m.a.w. de vloeistof stroomt doorheen de boring 105 naar het cilinderdeel 104 aan zuigerzijde). Afdichtingen 106 dichten het cilinderdeel 103 aan stangzijde af zodat in deze ruimte een gasdruk kan ontwikkeld worden door een gas toegevoerd via de toevoerleiding 107, vanuit een extern regelcircuit (zie verder). Onderaan de cilinder is een uitstroom-opening 108 voorzien waarlangs de vloeistof naar de circulatiepomp 5 terugstroomt. - Een flexibele voedingsslang 33 aangesloten op een aansluitstuk 109, om de aansluiting op de boring 105 van de zuigeraccu 1 mogelijk te maken, - Een nauwkeurige meetsensor 9 voor de positiebepaling van de zuiger 99 binnenin de zuigeraccu 1, gemeten ten opzichte van de cilinder (bvb een "Magnetostrictive Position Sensor" of een LDT, een "Linear Displacement Transducer"). - optioneel wordt ook een koeler voorzien in het inverse osmose circuit 6 (niet voorgesteld op de tekening) - een permeaat tank 10, voorzien om het permeaat op te vangen en te verzamelen, - een retentaat tank 11, verbonden met de zuiger-accu via kraan 26 en debietregelaar 27, - een tegendruk regelcircuit 30 met een schakelventiel 22 en regelventielen 14 en 15 hetwelk via een batterij van volle flessen 12 en lege flessen 13, optioneel aangevuld met een compressor 28 aan stangzijde een tegendruk kan realiseren, om het inverse osmose circuit 6 op een bepaalde druk te brengen of te houden. Deze tegendruk aan stangzijde van de cilinder kan ook via een ander mechanisme (bvb veer) op de zuiger worden gerealiseerd (zie verder), - Een drukmeter 19 voor meting van de druk in het osmose circuit 6, die het gevolg is van de kracht ontwikkeld op de zuiger, hetzij door de tegendruk aan stangenzi j de, hetzij door een veer (zie verder), - Regelapparatuur (niet getoond in figuren maar schematisch weergegeven via de stippellijnen in figuur 1) voor de sturing van de voedingspomp 7 en eventueel het schakelventiel 22 (zie verder) op basis van de gemeten positie van de zuiger 99 binnenin de zuigeraccu 1 en voor de sturing van de regelventielen 14/15 op basis van de door de voedingspomp geleverde druk gemeten door drukmeter 19.The installation shown in Figure 1 contains the following components: - a storage tank 8 (for example under atmospheric pressure, and possibly under slight overpressure, with or without a protective gas) for the basic liquid, ie the starting product, - a feed pump 7 which pumps the liquid 23 from the feed tank 8 into an inverse osmosis circuit 6, an inverse osmosis circuit 6, with a circulation pump 5, the RO membrane 2 (or possibly several membranes, in series or parallel arrangement) and a "flow-through piston battery" 1 A detail of this component is shown in Figure 2. It comprises a cylinder 100, a piston 99 configured to move up and down in the cylinder 100 (with the necessary seals 101 between the piston and the cylinder wall and whether or not provided with a leak detection between the seals and a piston rod 102 fixedly connected to the piston. The piston divides the cylinder into a part 103 on the rod side and a part 104 on the piston side. In the embodiment shown, the piston rod and the piston solid parts (optionally from a single piece) are provided with a bore 105 (or more) which, like the cylinder part 104 on the piston side, forms part of the inverse osmosis circuit 6 (in other words, the liquid flows) through the bore 105 to the cylinder part 104 on the piston side). Seals 106 seal the rod part cylinder part 103 so that a gas pressure can be developed in this space by a gas supplied via the supply line 107, from an external control circuit (see further). At the bottom of the cylinder an outflow opening 108 is provided along which the liquid flows back to the circulation pump 5. - A flexible supply hose 33 connected to a connection piece 109, to enable the connection to the bore 105 of the piston battery 1, - An accurate measuring sensor 9 for determining the position of the piston 99 inside the piston battery 1, measured relative to the cylinder ( eg a "Magnetostrictive Position Sensor" or an LDT, a "Linear Displacement Transducer"). - optionally also a cooler is provided in the inverse osmosis circuit 6 (not shown in the drawing) - a permeate tank 10, provided to collect and collect the permeate, - a retentate tank 11, connected to the piston battery via tap 26 and flow regulator 27, - a back pressure control circuit 30 with a switching valve 22 and control valves 14 and 15, which can realize a back pressure via a battery of full bottles 12 and empty bottles 13, optionally supplemented with a compressor 28 on the rod side, to reverse inverse osmosis bring or maintain circuit 6 at a certain pressure. This counter pressure on the rod side of the cylinder can also be realized on the piston via another mechanism (e.g. spring) (see below), - A pressure gauge 19 for measuring the pressure in the osmosis circuit 6, which is the result of the force developed on the piston, either by the counter-pressure on the rod side or by a spring (see below), - Control equipment (not shown in figures but schematically represented via the dotted lines in figure 1) for controlling the feed pump 7 and possibly the switching valve 22 (see below) based on the measured position of the piston 99 inside the piston battery 1 and for controlling the control valves 14/15 on the basis of the pressure supplied by the feed pump measured by pressure gauge 19.

[0026] De uitvoering in figuur 1 is voorzien voor werking in zgn. 'batch'' modus, i.e. het opconcentreren van een bepaalde hoeveelheid vloeistof die in het circuit 6 wordt gepompt door de voedingspomp, waarbij de vloeistof wordt gescheiden in een permeaat en een retentaat door het RO-membraan 2 en het retentaat wordt rondgepompt in het inverse osmose circuit 6 waarbij het opnieuw meerdere keren langs het RO membraan stroomt. De voedingspomp 7 voegt verse vloeistof toe afhankelijk van het permeaat dat wordt afgevoerd, zodat het circuit 6 op een vooraf bepaalde hoge druk blijft werken. Dit proces gaat door tot de 'batch' verse vloeistof uit de voorraadtank 8 is opgebruikt. Het proces gaat dan door met dichtgedraaide kraan 26. Op het einde van het proces wordt via deze kraan dan het retentaat verzameld. Tijdens het opconcentreren wordt de voedingspomp 7 gestuurd op basis van de meting van de positie van de zuigerstang via meettoestel 9 (zie verder). Het rondcirculeren van het retentaat in het inverse osmose circuit vindt plaats bij een vooropgestelde vloeistof druk, die wordt in stand gehouden met behulp van de zuiger accu, zoals hierna beschreven.The embodiment in Figure 1 is provided for operation in so-called "batch" mode, ie concentrating a certain amount of liquid that is pumped into circuit 6 by the feed pump, the liquid being separated into a permeate and a retentate through the RO membrane 2 and the retentate is pumped around in the inverse osmosis circuit 6 again flowing through the RO membrane several times. The feed pump 7 adds fresh liquid depending on the permeate being discharged, so that the circuit 6 continues to operate at a predetermined high pressure. This process continues until the 'batch' of fresh liquid from the storage tank 8 has been used up. The process then continues with shut-off tap 26. At the end of the process, the retentate is collected via this tap. During concentrating, the feed pump 7 is controlled on the basis of the measurement of the position of the piston rod via measuring device 9 (see further). Circulation of the retentate in the inverse osmosis circuit takes place at a predetermined fluid pressure, which is maintained with the aid of the piston battery as described below.

[0027] Het debiet van de circulatiepomp 5 is afgestemd op de maximum cross-flow 6 die de gekozen membranen kunnen verwerken. Bij voorkeur is de circulatiepomp 5 een traditionele centrifugaalpomp. De opvoerhoogte van de circulatiepomp 5 moet de drukval in de leidingen van het gesloten circuit 6 en de zuigeraccu 1 bij maximum debiet, plus de maximum toegelaten differentieeldruk over het RO membraan kunnen leveren. De circulatiepomp 5 wordt afgeremd naarmate de toegelaten differentieeldruk over het membraan 2 wordt overschreden. Er is dus bij voorkeur een regeling voorzien (zie stippellijn tussen membraan 2 en pomp 5) voor sturing van de circulatiepomp op basis van een meting van de differentieeldruk over het membraan. Bij voorkeur wordt bij overschrijden van de maximaal toelaatbare differentieeldruk over het membraan het toerental van de circulatiepomp en dus het crossflow debiet veiligheidshalve verminderd totdat de max. differentieeldruk terug wordt onderschreden. De circulatiepomp 5, de leidingen van het circuit 6, de flexibel 33 en de zuigeraccu 1 moeten wel zodanig ontworpen zijn dat ze de hoge werkdruk 19 kunnen verdragen.The flow rate of the circulation pump 5 is adjusted to the maximum cross-flow 6 that the selected membranes can process. Preferably, the circulation pump 5 is a traditional centrifugal pump. The head of the circulation pump 5 must be able to deliver the pressure drop in the pipes of the closed circuit 6 and the piston battery 1 at maximum flow rate, plus the maximum permitted differential pressure across the RO membrane. The circulation pump 5 is braked as the permitted differential pressure across the diaphragm 2 is exceeded. A control is therefore preferably provided (see dotted line between membrane 2 and pump 5) for controlling the circulation pump on the basis of a measurement of the differential pressure across the membrane. Preferably, when the maximum permissible differential pressure across the diaphragm is exceeded, the speed of the circulation pump and thus the crossflow flow rate is reduced for safety reasons until the max. Differential pressure is again lowered. The circulation pump 5, the pipes of the circuit 6, the flexible 33 and the piston battery 1 must be designed in such a way that they can tolerate the high operating pressure 19.

[0028] In het inverse osmose circuit 6 wordt dus een "zuigeraccu met doorstroming" 1 gemonteerd. Dit is een soort hydraulische cilinder met bewegende zuigerstang en zonder gebruik van een hydraulische krachtontwikkeling. De plaats van de zuiger 99 binnenin de cilinder wordt gemeten door de uitgeschoven lengte van de zuigerstang te meten aan de hand van een lineair meetinstrument 9.A "flow-through piston battery" 1 is thus mounted in the inverse osmosis circuit 6. This is a kind of hydraulic cylinder with a moving piston rod and without the use of a hydraulic force development. The position of the piston 99 within the cylinder is measured by measuring the extended length of the piston rod on the basis of a linear measuring instrument 9.

[0029] Aan stangzijde wordt een tegendruk ingesteld via een regelventiel 14, vanuit een batterij van persluchtflessen 12, gevuld met al of niet food-grade lucht of een ander gas, naargelang de toepassing, op een bepaalde persluchtdruk (de batterij druk, bvb tussen 120 en 300bar) . De grootte van de persluchtdruk na de drukregelaar 14 hangt onder meer af van de zuigerzijde/stangzijde verhouding, het gewicht van de zuigerstang en zuiger en van de gevraagde werkingsdruk in het osmose circuit. Deze gevraagde druk van het vloeistofcircuit aan zuigerzijde wordt gemeten door een drukmeter 19.On the rod side, a back pressure is set via a control valve 14, from a battery of compressed air bottles 12, filled with food-grade air or other gas, depending on the application, on a certain compressed air pressure (the battery pressure, e.g. between 120 and 300 bar). The magnitude of the compressed air pressure after the pressure regulator 14 depends inter alia on the piston side / rod side ratio, the weight of the piston rod and piston and the required operating pressure in the osmosis circuit. This requested pressure from the liquid circuit on the piston side is measured by a pressure gauge 19.

[0030] De "persluchtbatterij" 12 wordt voorgevuld via een compressor 28 of de flessen worden geleverd als voorgevulde vervangbare flessen. Het gas kan van de batterij 12 naar de cilinder 1 via het regelventiel 14, met dalende zuigerstang, doch kan, afhankelijk van de optredende druk terugstromen via terugslagklep 20 naar de volle batterij 12 of via regelventiel 15 naar de lege flessen 13 bij stijgende zuigerstang. De ventielen 14 en 15 worden gestuurd door gepaste regelapparatuur op basis van de vloeistofdruk gemeten door de meter 19 om ervoor te zorgen dat de vooropgestelde werkdruk behouden blijft in het inverse osmose circuit 6. Regelventiel 15 wordt steeds iets hoger ingesteld dan regelventiel 14 en dat bepaalt de spreiding op de gevraagde werkdruk 19. Bijvoorbeeld bij een tegendruk van 80bar aan stangzijde, opent ventiel 14 wanneer deze druk daalt (wegens het dalen van de zuiger) tot 79bar, en opent ventiel 15 wanneer deze druk stijgt (wanneer door stijgen van de zuiger het gas aan stangzijde wordt gecomprimeerd) tot 82bar. Hierdoor is een eenvoudige en brede regeling van deze werkdruk in het inverse osmose circuit 6 mogelijk. Wanneer het permeaat-debiet zodanig sterk stijgt dat de drukdaling in het inverse osmose circuit niet kan worden gecompenseerd door bijsturing van de voedingspomp 7, kan men met behulp van de tegendruk-regeling er toch voor zorgen dat druk in het osmose circuit op peil blijft. De compressor 28 is optioneel en kan worden toegevoegd om na het batchproces de batterij 12 weer op druk te brengen. Dit is voornamelijk milieutechnisch en energetisch interessant wanneer men met inert gas wenst te werken, een gas dat men omwille van de kostprijs bvb niet wil laten verloren gaan. Het proces volgens de uitvinding kan werken bij constante vooropgestelde druk in het inverse osmose circuit of bij variabele druk. Bijvoorbeeld als men de werkdruk (i.e. druk in het circuit 6) in het begin van het batchproces wil houden op bvb 30 bar en op het einde pas naar 60 bar wil gaan omdat de osmotische druk door het opconcentreren is gestegen en de permeaatflow daardoor daalt. Opdrijven van de druk kan dan de flow verhogen.The "compressed air battery" 12 is pre-filled via a compressor 28 or the bottles are supplied as pre-filled replaceable bottles. The gas can flow from the battery 12 to the cylinder 1 via the control valve 14, with the piston rod falling, but, depending on the pressure occurring, can flow back via the check valve 20 to the full battery 12 or via the control valve 15 to the empty bottles 13 with the piston rod rising. The valves 14 and 15 are controlled by appropriate control equipment based on the fluid pressure measured by the meter 19 to ensure that the presupposed operating pressure is maintained in the inverse osmosis circuit 6. Control valve 15 is always set slightly higher than control valve 14 and that determines the spread at the required operating pressure 19. For example, with a counter pressure of 80 bar on the rod side, valve 14 opens when this pressure drops (due to the piston falling) to 79 bar, and valve 15 opens when this pressure rises (when the piston rises) the rod-side gas is compressed) to 82 bar. A simple and broad control of this operating pressure in the inverse osmosis circuit 6 is hereby possible. If the permeate flow rate rises so strongly that the pressure drop in the inverse osmosis circuit cannot be compensated for by adjusting the feed pump 7, it is possible to ensure that pressure in the osmosis circuit is maintained by means of the back pressure control. The compressor 28 is optional and can be added to pressurize the battery 12 after the batching process. This is primarily environmentally and energetically interesting if one wishes to work with inert gas, a gas that one does not want to be lost for example because of the cost price. The process according to the invention can work at constant predetermined pressure in the inverse osmosis circuit or at variable pressure. For example, if one wants to keep the operating pressure (i.e., pressure in the circuit 6) at the beginning of the batch process at, for example, 30 bar and at the end only wants to go to 60 bar because the osmotic pressure has risen due to the upconcentration and the permeate flow thereby falls. Pushing up the pressure can then increase the flow.

[0031] Hierna wordt de werking van het apparaat uiteengezet van bij de opstart, in batch modus. Bij het starten van het proces staat de zuiger 99 beneden. Alle circuits zijn drukloos, met inbegrip van de stangzijde van de zuigeraccu 1. Bij het starten van de voedingspomp 7 vullen de leidingen en de zuigeraccu 1 zich op met de basisvloeistof vanuit de voorraadtank 8 over de afsluiter 31 en de terugslagklep 17. Naarmate voedingspomp 7 meer en meer vloeistof in het osmosecircuit pompt, stijgt de zuiger in de zuigeraccu. De voedingspomp 7 wordt gestopt als de gewenste positie van de zuiger 99 bereikt is. Het in de cilinder aanwezige gas aan stangzijde kan tijdens het stijgen van de zuiger ontsnappen via de ontluchting 21. De initiële positie van de zuiger 99 bij vertrek van een batchproces is maatgevend voor de inhoud van het circuit 6 en dus de grootte van de batch en bepaalt bijgevolg de concentratiefactor(*) die men wil bereiken en de hoeveelheid die men wenst te behandelen. De circulatiepomp wordt gestart en het debiet wordt op de gewenste cross flow gebracht. Via het schakelventiel 22 en het regelventiel 14 wordt de stangzijde langzaam op druk gebracht, waardoor het circuit 6 eveneens op de vooropgestelde druk wordt gebracht. Naarmate deze druk oploopt, komt het osmoseproces meer en meer op gang. Bij het opstarten zal permeaat beginnen lopen van zodra een minimum inverse osmosedruk wordt bereikt (bvb 5 bar) . Permeaat zal naar maximum flow gaan naarmate druk naar maximum waarde gaat. (*) Met concentratiefactor wordt bedoeld de mate waarin permeaat 3 aan de basisvloeistof 23 is onttrokken. De concentratiefactor wordt berekend als volgt: CF = HB/(HB -HP)After this, the operation of the device is explained from the start up, in batch mode. At the start of the process, the piston 99 is at the bottom. All circuits are pressureless, including the rod side of the piston battery 1. When the feed pump 7 is started, the pipes and the piston battery 1 fill up with the basic liquid from the storage tank 8 over the valve 31 and the non-return valve 17. As the feed pump 7 pumps more and more fluid into the osmosis circuit, the piston rises in the piston battery. The feed pump 7 is stopped when the desired position of the piston 99 is reached. The rod-side gas present in the cylinder can escape via the vent during the rise of the piston 21. The initial position of the piston 99 at the start of a batch process is indicative of the contents of the circuit 6 and thus the size of the batch and therefore determines the concentration factor (*) that you want to achieve and the amount you want to treat. The circulation pump is started and the flow is brought to the desired cross flow. The rod side is slowly brought to pressure via the switching valve 22 and the control valve 14, whereby the circuit 6 is also brought to the pre-set pressure. As this pressure increases, the osmosis process starts more and more. When starting up, permeate will start to run as soon as a minimum inverse osmosis pressure is reached (eg 5 bar). Permeate will go to maximum flow as pressure goes to maximum value. (*) By concentration factor is meant the extent to which permeate 3 has been withdrawn from the base liquid 23. The concentration factor is calculated as follows: CF = HB / (HB -HP)

Daarbij is - CF: Concentratiefactor - HB: basishoeveelheid te behandelen vloeistof - HP: hoeveelheid geproduceerd permeaat uit deze hoeveelheid te behandelen vloeistof [0032] Bij het vullen van het osmose circuit en dus ook de zuigeraccu met voedingspomp 7, is er geen tegendruk aan stangzijde, waardoor de zuiger 99 naar omhoog wordt gedrukt tot aan een positie die overeenkomt met een gewenst "set point". Dit "set point" hangt af van de gewenste concentratief actor. Bij het bereiken van dit set point wordt de voedingspomp gestopt. Daarop wordt de circulatiepomp 5 gestart en ingesteld op het cross-flow debiet dat de toelaatbare differentieeldruk niet overschrijdt. Vervolgens wordt regelklep 14 open gestuurd. Druk aan stangenzijde en dus ook aan zuigerzijde zal toenemen in de zuigeraccu. "Set point" van regelklep 14 wordt bepaald door de gewenste druk in het osmose circuit. Regelklep 14 zal dus geopend worden tot de gevraagde druk, gemeten door 19, bereikt wordt. Door het effect van de uitgevoerde inverse osmose druk start de inverse osmose werking, waardoor permeaat 3 verdwijnt uit het osmose circuit. Als gevolg hiervan zal de zuiger dalen, weg van zijn set point positie. Dit wordt door meetinstrument 9 vastgesteld, die de voedingspomp daarop zodanig aanstuurt dat het originele setpoint van de zuiger weer wordt bereikt. De druk aan stangenzijde wordt ondertussen door regelaar 14 minstens op het ingestelde peil gehouden. Als de zuiger echter zodanig stijgt dat de druk aan stangenzijde boven de gevraagde waarde komt, dan blaast stangzijde de overdruk weg via regelaar 15 naar de lege flessen 13. Het toerental van voedingspomp 7 wordt uiteindelijk via een PID regeling zodanig gestuurd, dat het door de pomp geleverde debiet overeenkomt met het geproduceerde permeaat, waardoor de zuiger op zijn setpoint blij ft.In addition, - CF: Concentration factor - HB: basic amount of liquid to be treated - HP: amount of permeate produced from this amount of liquid to be treated [0032] When filling the osmosis circuit and therefore also the piston battery with feed pump 7, there is no back pressure on rod side whereby the piston 99 is pushed upwards to a position corresponding to a desired "set point". This "set point" depends on the desired concentrative actor. The feed pump is stopped when this set point is reached. The circulation pump 5 is then started and set to the cross-flow flow rate that does not exceed the permissible differential pressure. Control valve 14 is then sent open. Pressure on the rod side and therefore also on the piston side will increase in the piston battery. "Set point" of control valve 14 is determined by the desired pressure in the osmosis circuit. Thus, control valve 14 will be opened until the requested pressure, measured by 19, is reached. Due to the effect of the inverse osmosis pressure performed, the inverse osmosis operation starts, whereby permeate 3 disappears from the osmosis circuit. As a result, the piston will drop away from its set point position. This is determined by measuring instrument 9, which controls the feed pump thereon in such a way that the original set point of the piston is reached again. Meanwhile, the pressure on the rod side is kept at least at the set level by controller 14. However, if the piston rises so that the pressure on the rod side exceeds the required value, the rod side blows the excess pressure away via controller 15 to the empty bottles 13. The speed of feed pump 7 is ultimately controlled via a PID control such that it is controlled by the flow rate supplied by the pump corresponds to the permeate produced, keeping the piston at its set point.

[0033] Bij het rondcirculeren in het circuit 6 loopt het retentaat 4 vanaf circulatiepomp 5 doorheen het RO membraan 2 en de flexibel 33, verder via de boring 105 doorheen de stang 102 en de zuiger 99 naar de opening 108 in de bodem van de cilinder van de zuigeraccu 1, waar het door de circulatiepomp 5 weer wordt aangezogen. In de zuigleiding van de circulatiepomp 5 voegt de voedingspomp 7 de vloeistof toe die als permeaat 3 in het RO membraan 2 verdwijnt. Mocht de voedingspomp 7 onvoldoende verse vloeistof leveren, dan zal de zuiger 99 in de cilinder 1 zakken. Mocht de voedingspomp 7 teveel debiet geven, dan zal de zuiger 99 stijgen. Door de positie van de zuigerstang te meten via het meetinstrument 9, kan men dus nauwkeurig de voedingspomp 7 aansturen en regelen. Kleine verschillen tussen de verdwenen hoeveelheid permeaat 3 en geleverde hoeveelheid basisvloeistof 23 via de voedingspomp 7 zullen de zuiger 99 licht verplaatsen waardoor er geen overdruk meer kan optreden op het vloeistofcircuit. Aldus vereenvoudigt de aanwezigheid van de zuigeraccu 1 de debietregeling van de voedingspomp 7. Toch worden bij voorkeur een breekplaat 24 en overdrukventiel 29 op het gascircuit en een breekplaat 25 op het vloeistofcircuit als ultieme veiligheden ingebouwd. Een ultiem hoge of ultiem lage positie van de zuigerstang kunnen bijkomende stuursignalen geven om de pomp 7 te stoppen of te starten.When circulating in the circuit 6, the retentate 4 runs from circulation pump 5 through the RO membrane 2 and the flexible 33, further through the bore 105 through the rod 102 and the piston 99 to the opening 108 in the bottom of the cylinder. of the piston battery 1, where it is sucked in again by the circulation pump 5. In the suction line of the circulation pump 5, the feed pump 7 adds the liquid which disappears as permeate 3 in the RO membrane 2. If the feed pump 7 does not supply enough fresh liquid, the piston 99 will sink into the cylinder 1. If the feed pump 7 gives too much flow, the piston 99 will rise. By measuring the position of the piston rod via the measuring instrument 9, it is thus possible to accurately control and control the feed pump 7. Small differences between the amount of permeate 3 that has disappeared and the amount of base fluid 23 supplied via the feed pump 7 will slightly move the piston 99, so that no overpressure can occur on the fluid circuit. The presence of the piston battery 1 thus simplifies the flow control of the feed pump 7. Nevertheless, preferably a breaker plate 24 and pressure relief valve 29 on the gas circuit and a breaker plate 25 on the liquid circuit are installed as ultimate safety devices. An ultimate high or low position of the piston rod can give additional control signals to stop or start the pump 7.

[0034] Wanneer de voorraadtank 8 van de basisvloeistof leeg is, wordt de voedingspomp 7 gestopt. Dit kan vastgesteld worden door bvb een weging van de voorraadtank met een weegschaal 55 (geïllustreerd in figuur 11) of via een droogloopbeveiliging 32 (figuur 1). Aangezien nog steeds permeaat verdwijnt, zal de zuiger 99 verder zakken wegens de aanwezige druk aan stangzijde, tot de gewenste stand, overeenkomende met de gewenste concentratiefactor bereikt is. Daarop wordt ook de circulatiepomp 5 stilgelegd. Het batchproces is dan beëindigd. Vooraleer het circuit 6 te ledigen via kraan 26 naar de retentaat tank 11 moet het circuit 6 eerst drukloos worden gesteld. De 2 pompen 7 en 5 zijn vooraf stilgelegd. Schakelventiel 22 laat het gas in de cilinderruimte aan stangzijde langzaam via ontluchting 21 naar atmosfeer ontsnappen. De restdruk in het vloeistofcircuit 6 zal bepaald worden door het gewicht van zuiger 99 en zuigerstang 102, voldoende om de retentaat tank 11 via de debietregeling 27 te vullen. Het weinige gas dat verloren gaat op het einde van de batchbehandeling, kan worden aangevuld in de batterij 12, voor de volgende batch. De compressor 28 kan bvb dit gas recupereren vanuit de ondertussen min of meer gevulde "lege" batterij 13.When the basic liquid storage tank 8 is empty, the feed pump 7 is stopped. This can be determined by, for example, weighing the storage tank with a scale 55 (illustrated in Figure 11) or via a dry-running protection 32 (Figure 1). Since permeate still disappears, the piston 99 will continue to fall due to the pressure present on the rod side, until the desired position corresponding to the desired concentration factor is reached. The circulation pump 5 is also stopped thereon. The batch process is then terminated. Before emptying the circuit 6 via tap 26 to the retentate tank 11, the circuit 6 must first be depressurized. The 2 pumps 7 and 5 have been stopped beforehand. Switch valve 22 allows the gas in the cylinder space on the rod side to slowly escape to the atmosphere via venting 21. The residual pressure in the liquid circuit 6 will be determined by the weight of piston 99 and piston rod 102, sufficient to fill the retentate tank 11 via the flow control 27. The little gas lost at the end of the batch treatment can be replenished in the battery 12 for the next batch. The compressor 28 can, for example, recover this gas from the now more or less filled "empty" battery 13.

[0035] In voorgaande is meerdere malen melding gemaakt van het schakelventiel 22. Dit is bij voorkeur een direct gestuurd electroventiel, meer bepaald een 3/3 wegventiel met gesloten middenstand. In de lste positie "rechtdoor" wordt stangenzijde van de zuigeraccu verbonden met de flessenbatterijen en zal afhankelijk van de druk aan stangenzijde perslucht van volle flessen naar zuigeraccu of van de zuigeraccu naar de lege flessen stromen (i.e. normale proceswerking). In 2de stand "middenstand" wordt de zuigeraccu geïsoleerd van de flessenbatterij . In 3de stand "gekruist" kan stangenzijde afblazen via regelaar 21.In the foregoing, switch valve 22 has been mentioned several times. This is preferably a direct-controlled electrical valve, more particularly a 3/3-way valve with a closed central position. In the 1st position "straight on", rod side of the piston battery is connected to the bottle batteries and, depending on the pressure on the rod side, compressed air will flow from full bottles to piston battery or from the piston battery to the empty bottles (i.e. normal process operation). In the 2nd position "middle position" the piston battery is isolated from the bottle battery. In the "crossed" position, rod side can blow off via controller 21.

[0036] In de versie getoond in de figuren is dit schakelventiel 22 aangestuurd op basis van de positiemeting van de zuiger, bvb in het begin van het proces staat het ventiel in de 3e stand zodat de lucht aan stangenzijde kan worden af geblazen als de zuiger weer- omhoog wordt gebracht. Eens de zuiger zijn gewenste positie heeft bereikt schakelt het ventiel op de Ie stand voor normale werking van het proces.In the version shown in the figures, this switching valve 22 is controlled on the basis of the position measurement of the piston, for example, at the start of the process, the valve is in the 3rd position so that the rod-side air can be blown off as the piston is raised again. Once the piston has reached its desired position, the valve switches to the 1st position for normal operation of the process.

[0037] Zoals gezegd is de uitvoering van figuur 1 slechts een voorbeeld van een apparaat volgens de uitvinding. Mogelijke alternatieven voor bepaalde componenten of onderdelen ervan worden hierna beschreven.As stated, the embodiment of Figure 1 is only an example of an apparatus according to the invention. Possible alternatives to certain components or parts thereof are described below.

[0038] In plaats van een massieve zuigerstang met centrale boring kan men ook gebruik maken van een zuigerstang die zelf als een holle buis 200 is uitgevoerd en waarin een tweede buis 201 is gemonteerd die eveneens doorheen de zuiger loopt, zie figuur 3. Het meettoestel 9 voor de meting van de zuigerpositie kan dan eventueel eveneens in de holle zuigerstang worden gemonteerd, zie eveneens figuur 3.Instead of a solid piston rod with a central bore, it is also possible to use a piston rod which itself is designed as a hollow tube 200 and in which a second tube 201 is mounted which also runs through the piston, see figure 3. The measuring device 9 for measuring the piston position can then optionally also be mounted in the hollow piston rod, see also figure 3.

[0039] Gezien de flexibel 33 door zijn gewicht en stijfheid een zekere dwarskracht uitoefent op de zuigerstang en daardoor ook op de dichtingen van de zuiger, kan een afzonderlijke uitwendige geleiding 41 worden voorzien om deze dwarskracht op te vangen (zie figuur 4) . Om het gebruik van de flexibele verbinding 33 in zijn geheel te vermijden kan gebruik gemaakt worden van de uitvoering van figuur 5 waarbij een vaste toevoerbuis 53 voorzien is waarover de zuiger 99 glijdt via aangepaste dichtingen 54. De buis 53 is bij voorkeur concentrisch geplaatst met betrekking tot de zuiger en de zuigerstang. De zuigerstang 200 is bij voorkeur hol en beweegt mee op en neer met de zuiger ten opzichte van de vaste toevoerbuis 53.Since the flexible 33 exerts a certain transverse force on the piston rod and therefore also on the piston seals due to its weight and stiffness, a separate external guide 41 can be provided to absorb this transverse force (see figure 4). In order to avoid the use of the flexible connection 33 as a whole, use can be made of the embodiment of figure 5, wherein a fixed supply tube 53 is provided over which the piston 99 slides via adapted seals 54. The tube 53 is preferably placed concentrically with respect to to the piston and piston rod. The piston rod 200 is preferably hollow and moves up and down with the piston relative to the fixed supply tube 53.

[0040] Volgens een uitvoering, geïllustreerd in figuur 6 werkt men enkel met de persluchtbatterij 12 en regelventiel 14, maar zonder de lege flessen 13. Dit is bijvoorbeeld bruikbaar wanneer de flessenbatterij op een batterijdruk staat die overeenkomt met 1 specifieke werkdruk, waardoor via terugslagklep 20 het samengeperst gas aan stangzijde bij stijgende zuiger direct in de flessenbatterij kan geperst worden.According to an embodiment illustrated in Fig. 6, only the compressed air battery 12 and control valve 14 are used, but without the empty bottles 13. This is useful, for example, when the bottle battery is at a battery pressure corresponding to 1 specific operating pressure, whereby via non-return valve The compressed gas on the rod side can be pressed directly into the bottle battery with the piston rising.

[0041] Men kan ook de f lessenbatteri j 12 vervangen door een compressor 38, zoals getoond in figuur 7. Volgens een andere uitvoeringsvorm (niet getoond), wordt de tegendruk aan de stangzijde geleverd door een extern hydraulisch circuit in plaats van een pneumatisch circuit (i.e. door een hydraulische druk op te bouwen in het deel van de cilinder aan stangzijde).It is also possible to replace the cylinder battery 12 with a compressor 38 as shown in Figure 7. According to another embodiment (not shown), the counter-pressure on the rod side is supplied by an external hydraulic circuit instead of a pneumatic circuit (ie by building up hydraulic pressure in the part of the cylinder on the rod side).

[0042] In plaats van een pneumatisch circuit 30 kan de tegendruk aan de stangzijde eveneens worden uitgeoefend door een regelbare veer of veerpakket 300, zoals geïllustreerd in figuur 8a/8b. In de versie van figuur 8a is de veer gemonteerd die onder een gewenste voorspanning kan worden gebracht via een mechanische wormvijzel 301. Alternatief kan deze mechanische vijzel worden vervangen door een hydraulische of elektrische vijzel 302, zie figuur 8b. In beide gevallen wordt de veerkracht geregeld via de vijzel 301/302 op basis van de meting van de druk door druksensor 19, om op die manier de druk in het inverse osmose circuit op een bepaalde waarde te brengen of te houden, analoog zoals beschreven in het geval van een pneumatische drukregeling 30 (figuur 1).Instead of a pneumatic circuit 30, the counter-pressure on the rod side can also be exerted by an adjustable spring or spring package 300, as illustrated in Figs. 8a / 8b. In the version of Fig. 8a, the spring is mounted which can be brought under a desired pre-stress via a mechanical auger 301. Alternatively, this mechanical auger can be replaced by a hydraulic or electric auger 302, see Fig. 8b. In both cases the spring force is controlled via the auger 301/302 on the basis of the measurement of the pressure by pressure sensor 19, in order to bring or keep the pressure in the inverse osmosis circuit at a certain value, analogously as described in the case of a pneumatic pressure control 30 (Figure 1).

[0043] Volgens bepaalde uitvoeringsvormen kan men werken met meerdere RO membranen in serie of in parallel. Men kan ook werken met meer dan één circulatiepomp of met meer dan één voedingspomp. Figuur 9 toont een uitvoering met twee membranen in parallel, elk voorzien van hun eigen circulatiepomp.According to certain embodiments, it is possible to work with several RO membranes in series or in parallel. It is also possible to work with more than one circulation pump or with more than one feed pump. Figure 9 shows an embodiment with two membranes in parallel, each provided with their own circulation pump.

[0044] Aangezien de kleine bewegingen van de zuiger 99, veroorzaakt door de pulsaties van de volumetrische voedingspomp aanleiding kunnen geven tot vroegtijdige slijtage van de dichtingen, kan de voedingspomp 7 vervangen worden door een voeding via een drukvat 50 van waaruit de basisvloeistof onder gasdruk wordt weggedrukt in functie van de positie van de zuiger 99 in de zuigeraccu 1, zie figuur 10. Het gas dat deze druk levert, bvb. lucht, stikstof of CO2, wordt voorzien in een drukfles 51, gekoppeld aan het drukvat 50 via een regelventiel 56 dat wordt gestuurd op basis van de meting van de zuigerpositie met meettoestel 9. In deze laatste uitvoering kan het drukvat 50 eventueel worden vervangen door een hydraulische cilinder.Since the small movements of the piston 99 caused by the pulsations of the volumetric feed pump can give rise to premature wear of the seals, the feed pump 7 can be replaced by a feed via a pressure vessel 50 from which the base liquid is under gas pressure. pushed away as a function of the position of the piston 99 in the piston battery 1, see figure 10. The gas that supplies this pressure, e.g. air, nitrogen or CO2, a pressure bottle 51 is provided, coupled to the pressure vessel 50 via a control valve 56 which is controlled on the basis of the measurement of the piston position with measuring device 9. In the latter embodiment, the pressure vessel 50 can optionally be replaced by a hydraulic cylinder.

[0045] Volgens een andere uitvoering getoond in figuur 11 kunnen in het inverse osmose circuit één of meerdere tanks 45 met vaste inhoud worden toegevoegd om de batchgrootte te kunnen aanpassen. Met behulp van kranen 57 kunnen deze vaten dan wel of niet in het circuit worden opgenomen. Eventueel plaatst men meerdere tanks 45 in parallel of in serie om zo de batchgrootte flexibel te kunnen aanpassen door in -of uitschakeling van een bepaald aantal van deze tanks.According to another embodiment shown in Figure 11, one or more tanks 45 with fixed content can be added in the inverse osmosis circuit in order to be able to adjust the batch size. With the aid of valves 57, these vessels may or may not be included in the circuit. Optionally, several tanks 45 are placed in parallel or in series so that the batch size can be flexibly adjusted by switching on or off a certain number of these tanks.

[0046] Volgens een uitvoering kan men de sturing van de voedingspomp extra afhankelijk maken van het gemeten permeaat debiet, bvb aan de hand van nauwkeurige debietmeters of via een weging met weegschaal 47 van de hoeveelheid van het geproduceerde permeaat 3, zie figuur 11. ' [0047] In een andere uitvoering, eveneens geïllustreerd in figuur 11, maakt men gebruik van een meetsignaal door weging van het geproduceerd permeaat, via een weegschaal 47. Ditzelfde signaal laat ook toe om gecombineerd met de weging van het geproduceerd retentaat via meting op weegschaal 48 en de gewenste concentratiefactor een regelcircuit te bouwen dat via debietregeling 27 een continu aftappen van concentraat mogelijk maakt. Immers : eens de gewenste concentratiefactor is bereikt, omdat de geproduceerde hoeveelheid permeaat overeenkomt met de in het osmose circuit aanwezige hoeveelheid retentaat, vermenigvuldigd met de gewenste concentratiefactor min één, kan continu een debiet retentaat worden afgetapt gelijk aan het voedingsdebiet via de voedingspomp min extra geproduceerd permeaat.According to an embodiment, the control of the feed pump can be made additionally dependent on the measured permeate flow, for example on the basis of accurate flow meters or via a weighing with scale 47 of the amount of the permeate 3 produced, see figure 11. ' In another embodiment, also illustrated in Figure 11, a measurement signal is used by weighing the produced permeate, via a scale 47. This same signal also allows combined with the weighting of the produced retentate via measurement on the scale. 48 and the desired concentration factor to build a control circuit that allows continuous draining of concentrate via flow control 27. After all: once the desired concentration factor has been reached, because the amount of permeate produced corresponds to the amount of retentate present in the osmosis circuit, multiplied by the desired concentration factor minus one, a flow retentate can be continuously drained equal to the feed rate minus the extra pump produced permeate.

[0048] Figuur 11 toont dus een combinatie van een aantal uitvoeringsvormen die ook apart kunnen worden gebruikt. Met name : de versie met extra tanks 45 kan worden gebruikt zonder de weegschalen 47 en 48. De versie met weegschaal 47 voor het permeaat kan worden gebruikt zonder de extra tanks 45 en de weegschaal 48, maar met de nodige regelapparatuur voor sturing van de voedingspomp 7 op basis van de weging met weegschaal 47 van de permeaat-tank. De versie met beide weegschalen 47/48 kan worden gebruikt zonder de extra tanks 45.Figure 11 thus shows a combination of a number of embodiments that can also be used separately. In particular: the version with additional tanks 45 can be used without the scales 47 and 48. The version with permeate scale 47 can be used without the additional tanks 45 and the scale 48, but with the necessary control equipment for controlling the feed pump 7 based on the weighing with scale 47 of the permeate tank. The version with both scales 47/48 can be used without the additional tanks 45.

[0049] Figuur 12 toont een uitvoering van het apparaat van figuur 1 waarbij een gestuurde afsluiter 62 met debietregeling 61 is toegevoegd. Deze uitvoering kan met ieder van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen worden gecombineerd, en is bijvoorbeeld van belang wanneer men hoge concentratiefactoren wenst te bekomen bij het behandelen van bepaalde vloeistoffen. Met deze uitvoering kan, tijdens de behandeling, het retentaat binnenin de zuigeraccu geheel of gedeeltelijk teruggestuurd worden naar de voorraadtank 8 via debietregelaar 61, door het openen van gestuurde klep 62. Dit is vooral van belang als de productiviteit van de installatie is gedaald wegens lager permeaatdebiet, ten gevolge van de reeds bereikte concentratiefactor binnenin het inverse osmosecircuit. Door de menging van het reeds bekomen retentaat met de basisvloeistof, kan de zuigeraccu daarop terug worden gevuld met een vloeistof die een lagere concentratiegraad heeft dan voordien. Door de lagere concentratiegraad binnenin de zuigeraccu en dus het inverse osmosecircuit zal de TDS waarde (Total Dissolved Solids) van de vloeistof dalen en navenant de osmotische druk waardoor het permeaatdebiet terug zal toenemen. Mogelijk kan met behulp van een TDS meting, de sturing van klep 62 worden geautomatiseerd.Figure 12 shows an embodiment of the device of Figure 1 in which a controlled valve 62 with flow control 61 has been added. This embodiment can be combined with any of the embodiments described above, and is of importance, for example, if one wishes to obtain high concentration factors in the treatment of certain liquids. With this embodiment, during treatment, the retentate within the piston battery can be wholly or partially returned to the storage tank 8 via flow regulator 61, by opening controlled valve 62. This is especially important if the productivity of the installation has decreased due to lower permeate flow rate, due to the already achieved concentration factor within the inverse osmosis circuit. By mixing the already obtained retentate with the base liquid, the piston battery can then be filled back with a liquid that has a lower degree of concentration than before. Due to the lower degree of concentration within the piston battery and therefore the inverse osmosis circuit, the TDS value (Total Dissolved Solids) of the liquid will fall and correspondingly the osmotic pressure, whereby the permeate flow rate will increase again. Possibly with the aid of a TDS measurement, the control of valve 62 can be automated.

[0050] De installatie kan eenvoudig met CIP ('Cleaning In Place') reiniging worden uitgerust (niet voorgesteld op de tekening). Er kan zelfs voor gekozen worden dat men het reinigen uitvoert op 1 membraan, terwijl men produceert met een 2de membraan dat in serie of parallel werd gemonteerd. Anderzijds bevat de installatie geen componenten die een goede reiniging verhinderen.The installation can easily be equipped with CIP ('Cleaning In Place') cleaning (not shown on the drawing). It is even possible to opt for cleaning on 1 membrane, while producing with a 2nd membrane that is mounted in series or in parallel. On the other hand, the installation does not contain any components that prevent proper cleaning.

[0051] In een apparaat volgens de uitvinding kan de zuiger 99 bij het vullen en dus de start van het batchproces worden ingesteld op gelijk welke plaats binnen de cilinder, waardoor de vrije cilinderinhoud aan zuigerzijde kan worden ingesteld met een regelbereik tussen 0 en 100% van de maximum inhoud. Hierdoor kan de gewenste inhoud van het gesloten retentaat circuit 6 en dus de uiteindelijke batchgrootte van het retentaat in een breed bereik worden geregeld, van een minimumwaarde, de gezamenlijke inhoud van de leidingen van het circuit, tot de maximum inhoud, zijnde de leidingen plus de maximum inhoud van de uitgeschoven cilinder. In het geval van volumetrische pompen die geen constant debiet geven, zoals plunjerpompen, werkt de zuigeraccu 1 bovendien gedeeltelijk als demper voor de optredende pulsaties.In an apparatus according to the invention, the piston 99 during filling and thus the start of the batch process can be set at any location within the cylinder, whereby the free cylinder content on the piston side can be adjusted with a control range between 0 and 100% of the maximum content. As a result, the desired content of the closed retentate circuit 6 and thus the final batch size of the retentate can be controlled in a wide range, from a minimum value, the total content of the lines of the circuit, to the maximum content, being the lines plus the maximum capacity of the extended cylinder. Moreover, in the case of volumetric pumps which do not produce a constant flow, such as plunger pumps, the piston battery 1 partly acts as a damper for the pulsations occurring.

[0052] De componenten van een apparaat volgens de uitvinding, met name dan de zuigeraccu en de membranen, kunnen zowel horizontaal als verticaal opgesteld zijn.The components of an apparatus according to the invention, in particular the piston battery and the membranes, can be arranged both horizontally and vertically.

[0053] Wanneer in bovenstaande tekst wordt gesproken over 'regelapparatuur' , kan dit slaan op elke geschikte en aan de vakman bekende apparatuur voor regeling en sturen van een variabele in een proces, bvb een PI of PID regelaar.When "control equipment" is mentioned in the above text, this can refer to any suitable equipment known to the person skilled in the art for controlling and controlling a variable in a process, for example a PI or PID controller.

[0054] Een apparaat en methode volgens de uitvinding kan worden uitgevoerd als een industriële installatie voor het verwerken van grote hoeveelheden vloeistof. Voor het bekomen van een retentaat op basis van bier kan men bijvoorbeeld batches behandelen van 1000 of 2000 liter met concentratiefactoren van 5 tot 12 of hoger, bij werkdrukken van 20 to 80 bar of hoger. Vele vloeistoffen zijn geschikt voor behandeling met een apparaat en met de methode volgens de uitvinding, bijvoorbeeld voedingsstoffen zoals bier, wijn, fruit -en groentesappen, melk, maar ook chemische stoffen zoals solventen, restproducten uit de farmaceutische of cosmetische industrie, afvalwater, kortom alle vloeistoffen waaruit om een of andere reden water of andere vloeistoffen met laag moleculair gewicht moeten worden verwijderd.An apparatus and method according to the invention can be implemented as an industrial installation for processing large quantities of liquid. For obtaining a beer-based retentate, batches of 1000 or 2000 liters can be treated with concentration factors of 5 to 12 or higher, at operating pressures of 20 to 80 bar or higher. Many liquids are suitable for treatment with an apparatus and with the method according to the invention, for example nutrients such as beer, wine, fruit and vegetable juices, milk, but also chemical substances such as solvents, residual products from the pharmaceutical or cosmetic industry, waste water, in short all liquids from which water or other low molecular weight liquids must be removed for some reason.

[0055] De voorraadtank 8, retentaat tank 11 en permeaat tank 10 kunnen wel of niet deel uitmaken van het apparaat op zich. Hetzelfde geldt voor de debietregelaar 27, flessenbatterijen 12 en 13. Deze componenten kunnen dus deel uitmaken van een apparaat van de uitvinding, of het apparaat kan aansluitbaar zijn op deze componenten.The storage tank 8, retentate tank 11 and permeate tank 10 may or may not be part of the device per se. The same applies to the flow regulator 27, bottle batteries 12 and 13. These components can thus form part of an apparatus of the invention, or the apparatus can be connectable to these components.

[0056] De uitvinding betreft echter ook apparaten op kleinere schaal, bijvoorbeeld voor gebruik in bakkerijen of andere voedselverwerkende bedrijven, alsook apparaten bestemd voor huishoudelijk gebruik. Ongeacht de schaal bevatten deze apparaten de componenten die karakteristiek zijn voor de uitvinding, met name dan de zuigeraccu. Naargelang de schaal en toepassingen kunnen dan één of meer van de hierboven beschreven varianten van bepaalde componenten beter geschikt zijn. Bijvoorbeeld zal voor apparaten op kleine schaal de oplossing met de veer of veerpakket getoond in figuur 8 meer aangewezen zijn dan de oplossing met pneumatische drukcircuit 30.However, the invention also relates to devices on a smaller scale, for example for use in bakeries or other food processing plants, as well as devices intended for domestic use. Regardless of the scale, these devices contain the components characteristic of the invention, in particular the piston battery. Depending on the scale and applications, one or more of the variants of certain components described above may be better suited. For example, for small-scale devices, the spring or spring package solution shown in Figure 8 will be more appropriate than the pneumatic pressure circuit solution 30.

[0057] Een specifieke compacte uitvoering betreft een kleine batch-toepassing (1 à 10 liter), geïllustreerd in figuur 13a en 13b. Men ziet hierin het inverse osmose membraan 2, de flexibele verbinding 33 naar de zuiger-accu 1, de circulatiepomp 5. De afvoer voor het permeaat 3 en de voorraadtank 8 zijn eveneens getekend. De zuigeraccu 1 is gemaakt in een specifieke uitvoering die in meer detail getoond is in figuur 13b. De cilinder 100, zuiger 99, zijn aangeduid. De vloeistof stroomt door een holle buis 400 die excentrisch staat ten opzichte van de zuiger en de cilinder en is aangesloten op een excentrisch kanaal 401 in de zuiger. In dit geval bestaat de zuiger uit 2 helften en tussen deze 2 is een ringvormige kamer 331 en diverse (bijvoorbeeld radiale) boringen 332 langs waar de vloeistof in de zuigerruimte komt. Door deze opstelling kan de reinigingsvloeistof van de CIP alle moeilijk bereikbare holtes van de zuiger bereiken voor een goede reiniging. Deze uitvoering van de zuiger kan ook worden gebruikt in een grotere installatie zoals getoond in figuur 1. De tegendruk aan stangzijde wordt geleverd door een veer 300, die wordt geregeld door een wormvijzel 301 aangedreven door een elektromotor 310 en gestuurd door druksensor 19. De positie van de zuiger wordt gemeten door positiemeter 9.A specific compact embodiment involves a small batch application (1 to 10 liters), illustrated in Figures 13a and 13b. The inverse osmosis membrane 2, the flexible connection 33 to the piston-battery 1, the circulation pump 5 can be seen herein. The discharge for the permeate 3 and the storage tank 8 are also shown. The piston battery 1 is made in a specific embodiment which is shown in more detail in Figure 13b. The cylinder 100, piston 99, are indicated. The liquid flows through a hollow tube 400 which is eccentric with respect to the piston and the cylinder and is connected to an eccentric channel 401 in the piston. In this case the piston consists of 2 halves and between these 2 is an annular chamber 331 and various (for example radial) bores 332 along which the liquid enters the piston space. This arrangement allows the cleaning fluid of the CIP to reach all the hard-to-reach cavities of the piston for proper cleaning. This embodiment of the piston can also be used in a larger installation as shown in Figure 1. The counter-pressure on rod side is supplied by a spring 300, which is controlled by a worm auger 301 driven by an electric motor 310 and controlled by pressure sensor 19. The position of the piston is measured by position meter 9.

[0058] Deze uitvoering bevat geen aparte voedingspomp. Via terugslagklep 17 kan verse vloeistof door de zuigeraccu met opgaande zuiger aangezogen worden vanuit voorraadtank 8, door aandrijving van de zuiger via de wormvijzel 301 en motor 310. De grootte van een batch is dan bepaald door de inhoud van de cilinder met de zuiger in hoogste stand. Eens de cilinder gevuld is, start men het proces zoals hierboven beschreven. Tijdens het proces daalt de zuigerstand naarmate permeaat wordt afgevoerd. De veerkracht wordt geregeld op basis van drukmeting 19 om de druk in het circuit constant te houden, maar dus niet bij constante zuigerpositie. De veerdruk duwt in deze uitvoering de zuiger naar beneden naarmate meer vloeistof uit het circuit verdwijnt. De meting van de zuigerpositie is in deze uitvoering dus niet bedoeld als input van de sturing van een voedingspomp, maar eerder om vast te stellen dat de zuiger zijn laagste positie heeft bereikt, waarna hij opnieuw kan worden gevuld door de zuiger weer te laten stijgen naar de hoogste positie. De positiemeting 9 is in deze uitvoering in feite optioneel : zij kan worden vervangen door een andere manier om te detecteren dat de zuiger de laagste stand heeft bereikt, of men kan dit zuiver visueel detecteren en op dat moment de machine uitschakelen. Mogelijk (maar niet noodzakelijk) kan ook hier een stuurklep 62 en debietregelaar 61 aanwezig zijn tussen het inverse osmose circuit en de voorraadtank 8. Het retentaat kan teruggestuurd worden naar de voorraadtank via klep 62 en debietregelaar 61. Het geheel wordt gestuurd door een kleine voorgeprogrammeerde PLC.This embodiment does not contain a separate feed pump. Via non-return valve 17, fresh liquid can be drawn in from the storage tank 8 by the piston battery with rising piston, by driving the piston via worm auger 301 and motor 310. The size of a batch is then determined by the content of the cylinder with the piston at its highest position. Once the cylinder is filled, the process is started as described above. During the process, the piston position decreases as permeate is discharged. The spring force is controlled on the basis of pressure measurement 19 to keep the pressure in the circuit constant, but not at a constant piston position. In this embodiment the spring pressure pushes the piston downwards as more liquid disappears from the circuit. The measurement of the piston position is therefore not intended as input for the control of a feed pump in this embodiment, but rather to establish that the piston has reached its lowest position, after which it can be refilled by causing the piston to rise again to the highest position. In this embodiment the position measurement 9 is in fact optional: it can be replaced by another way to detect that the piston has reached the lowest position, or it can be visually detected and the machine switched off at that moment. Possibly (but not necessarily) a control valve 62 and flow controller 61 may also be present here between the inverse osmosis circuit and the storage tank 8. The retentate can be sent back to the storage tank via valve 62 and flow controller 61. The whole is controlled by a small pre-programmed PLC.

[0059] Verder is er mogelijk ook een ingewerkte compacte stoomgenerator (zoals in een cappuccinomachine) voor sterilisatie. Het geheel kan in een compact toestel met kleine display en enkele druktoetsen voor de automatische bediening worden ingebouwd. Het toestel heeft de grootte van een grote microgolfoven of grote foodprocessor.Furthermore, there may also be a built-in compact steam generator (such as in a cappuccino machine) for sterilization. The whole can be installed in a compact device with a small display and a few push buttons for automatic operation. The device is the size of a large microwave or large food processor.

[0060] Alle bovenvermelde uitvoeringsvormen zijn eveneens toepasbaar op andere cross-flow filtratietechnologieën dan inverse osmose, zoals bvb nanofiltratie of ultrafiltratie, die eveneens de vloeistofstroom scheiden in een permeaat en een retentaat.All of the above embodiments are also applicable to cross-flow filtration technologies other than inverse osmosis, such as, for example, nanofiltration or ultrafiltration, which also separate the liquid stream into a permeate and a retentate.

Claims

CONCLUSIONS

Device for treating a liquid containing the following components: - a filtration circuit, the circuit comprising the following components: o A circulation pump (5), o Filtration means configured such that these means separate the liquid into a permeate (3) that is removed from the circuit, and a retentate (4) which flows further through the circuit, o A flow-piston battery (1), which contains a cylinder (100), a piston (99) provided to pass through the cylinder and and a piston rod (102) fixedly connected to the piston so that the cylinder is divided into a rod-side part (103) and a piston-side part (104), a flow channel (105,201; 331,332) being provided through the rod and the piston, so that the retentate can flow through the piston rod and the piston to the part (104) of the cylinder on the piston side, - supply means (7; 50,51) for introducing liquid into the circuit (6),. - means for adjusting a counter pressure on the rod side (103) of the cylinder; - Means (26) for collecting the retentate from the filtration circuit.

Apparatus as claimed in claim 1, further comprising: - a pressure sensor (19), for measuring the pressure in the filtration circuit (6), - control equipment provided for controlling the back pressure on the rod side of the cylinder as a function of the pressure sensor measured pressure.

Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the filtration circuit (6) is an inverse osmosis circuit and wherein the filtration means consist of one or more inverse osmosis membranes (2).

Apparatus according to any of claims 1 to 3, further comprising: - Means (9) for measuring the position of the piston rod relative to the cylinder, - Control equipment provided for controlling said feed means based on the measured position of the piston rod.

Apparatus as claimed in any one of the preceding claims, wherein the means for supplying a back pressure consists of means for exerting a pneumatic pressure on the rod side of the cylinder.

Apparatus as claimed in claim 5, wherein said means for applying a pneumatic pressure comprises the following components: - One or more pressure bottles (12) filled with a pressurized gas, - One or more control valves (14) provided for the gas supply of the to control pressure bottles to the rod side cylinder, - Control equipment provided to control the operation of the control valves on the basis of the pressure measured by the pressure sensor (19).

The apparatus of claim 6, further comprising one or more empty pressure bottles (13) and one or more additional control valves (15) provided to control a gas flow from the cylinder to the empty bottles based on the pressure measured by the pressure sensor (19).

Apparatus according to claim 6 or 7, further comprising a compressor (28) provided to replenish the pressure bottles (12).

An apparatus according to any of claims 1 to 4, wherein the means for supplying a back pressure consists of an adjustable spring or an adjustable spring package (300) which is arranged on the rod side and which is provided to be controlled on the basis of the pressure measured by the pressure sensor (19).

Apparatus according to any of claims 1 to 4, wherein the means for supplying a back pressure consists of a hydraulic pressure circuit separated from the inverse osmosis circuit and provided to exert a fluid pressure in the part (103) of the rod-side cylinder .

Device according to any of the preceding claims, wherein a flexible connection (33) is provided between the outlet of the filtration means (2) and the inlet of the flow channel of the piston battery (1).

The device of any one of claims 1 to 10, wherein the piston rod and piston are made of solid material that is pierced by a single channel (105) that forms said flow channel.

The apparatus of any one of claims 1 to 10, wherein the piston rod is a hollow tube (200) within which a second tube (201) is mounted, which also passes through the piston (99).

Apparatus according to any of claims 1 to 10, wherein a fixed connection is provided between the outlet of said filtration means (2) and the inlet of the flow-through channel, and wherein this flow-through channel is formed by a fixed tube (53), which at is preferably centrally located with respect to the cylinder, and wherein the piston rod and piston are mounted around this fixed tube and can move back and forth with respect to this fixed tube, with appropriate seals (54) provided between the piston and the fixed tube (53).

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the supply means consist of a feed pump (7), preferably a volumetric feed pump.

The device of claim 15, wherein the device further comprises a dry-running protection (32) provided to protect the feed pump against dry-running.

The apparatus of claim 15, wherein the apparatus further comprises a scale (55) provided to weigh an amount of fluid from which the feed pump sucks in fluid, as well as means for shutting down the pump when said amount drops below a certain value.

Apparatus according to any of claims 1 to 14, wherein the supply means consist of a pressure vessel (50) and a compressed air vessel (51), provided for introducing the liquid into the inverse osmosis circuit by means of a gas pressure.

Apparatus according to any of the preceding claims, wherein the filtration circuit further comprises one or more tanks (45), as well as the necessary valves (57) for including or not including these tanks in the circuit, thereby increasing the volume of liquid to make the circuit circulate larger or smaller.

Apparatus according to one of the preceding claims, further comprising a scale (47) for weighing the amount of permeate, as well as control equipment for controlling the supply means on the basis of this weighing.

The apparatus of any one of claims 1 to 18, wherein the means (26, 27) for collecting the retentate from the filtration circuit are provided for continuously collecting retentate during circulation of the retentate in the filtration circuit, and wherein the apparatus further comprises a first scale (47) for weighing the amount of permeate, and a second scale (48) for weighing the amount of retentate collected, as well as control equipment provided for measuring the supply means (7; 50.51) based on these weightings and also to direct the means (27) to collect the retentate from the filtration circuit.

Apparatus as claimed in any one of the preceding claims, wherein the filtration means consist of a plurality of inverse osmosis membranes (2) in series or in parallel, and which also contains one or more cleaning devices arranged so that one or more membranes can be cleaned while the other membranes actively work in the inverse osmosis circuit.

An apparatus according to any one of the preceding claims wherein the piston comprises an annular channel (331) connected to an eccentrically positioned supply opening (401) for access of the liquid coming from the filtration means to the annular channel, and wherein the piston further comprises one or includes more bores (332) that connect to the annular channel, for passage of the liquid from the annular channel (331) to the piston side of the piston battery.

An apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the means for introducing liquid into the filtration circuit are formed by the piston battery (1) itself, wherein it is provided for sucking liquid from a storage vessel with increasing movement of the piston in the cylinder.

An apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising a back flow connection between the filtration circuit and a supply tank from which liquid is supplied into the circuit, which return flow connection comprises means for allowing a quantity of liquid to flow back from the circuit to the supply tank.

The apparatus of claim 25, wherein said means comprises a control valve (62) and a flow controller (61). . 27. Method for treating liquids by inverse osmosis, which method comprises the following steps: - Circulating the liquid in a filtration circuit (6) containing the following components: o A circulation pump (5), o Filtration means configured such that these means separating liquid into a permeate (3) that is removed from the circuit, and a retentate (4) that flows further through the circuit, o A flow-piston battery (1), which contains a cylinder (100), a piston ( 99) provided to reciprocate in the cylinder, and a piston rod (102) fixedly connected to the piston, so that the cylinder is divided into a part (103) on the rod side and a part (104) on the piston side, with a flow channel (105,201) is provided through the rod and the piston, so that the retentate can flow through the piston rod and the piston to the part (104) of the cylinder on the piston side, - Draining a quantity of permeate from the membranes (2) and adding feeding a quantity of fresh liquid to the circuit (6) via a feed pump (7), the quantity of added liquid being controlled on the basis of a measurement of the position of the piston (99) relative to the cylinder (100), wherein the control is such that this position is kept constant at a predetermined position, - Applying a counter pressure on the rod side of the cylinder, to keep the circuit at a predetermined pressure.

The method of claim 27, wherein a certain amount of liquid is treated in the filtration circuit, after which the retentate is collected.

The method of claim 28, wherein the retentate is continuously collected from the filtration circuit while fresh liquid is supplied to the circuit.

The method of claim 29, wherein the retentate flow flowing out of the filtration circuit is controlled based on a weighting of the amount of permeate collected, a weighting of the amount of collected retentate, and a predetermined concentration factor CF = HB / (HB - HP), in which: - HB is equal to an amount of treated liquid - HP is equal to the amount of permeate produced from this amount of treated liquid.

A method according to any of claims 26 to 29, wherein the filtration circuit (6) is an inverse osmosis circuit and wherein the filtration means consist of one or more inverse osmosis membranes (2).

A method according to any of claims 27 to 31, implemented in an apparatus according to any of claims 1 to 26.