DE19831947B4 - Methods and devices for determining the filterability of liquids - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Bestimmung der Filtrierbarkeit von Flüssigkeiten, insbesondere Getränken, bei welchem Flüssigkeit unter konstant gehaltenem Druck durch ein Meßfilter bestimmter Porengröße gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß bei Erreichen eines festgelegten Verblockungsgrades beendet, die bis dahin durch das Meßfilter hindurchgetretene Flüssigkeitsmenge festgestellt und als Maß der Filtrierbarkeit ausgewertet wird, und daß der Verblockungsgrad (VG) gemäß der Gleichung in welcher der Enddurchfluß und der Anfangsdurchfluß als Menge pro Zeiteinheit (ml/min) definiert sind, ermittelt wird.Method for determining the filterability of liquids, in particular beverages, in which liquid is pressed under constant pressure through a measuring filter of a certain pore size, characterized in that the flow ends when a defined degree of blocking is reached, the amount of liquid that has passed through the measuring filter has been determined and determined as Degree of filterability is evaluated, and that the degree of blocking (VG) according to the equation in which the final flow and the initial flow are defined as the quantity per unit time (ml / min).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Filtrierbarkeit von Flüssigkeiten, insbesondere von Getränken, und schließt auch für die Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtungen ein.The invention relates to a Process for determining the filterability of liquids, in particular beverages, and also includes devices which are particularly suitable for carrying out the process.
Bei der Getränkeherstellung hat die Filtration eine wichtige Bedeutung. Ein Spektrum von groben bis feinen Vorfiltrationen, beispielsweise Kieselgurfiltration, PVPP (Polyvinylpyrrolidon)-Filtration, Trapfiltration, Schichtenfiltration und Kerzenfiltrationen (meistens Tiefenfilterkerzen), bis zur sicheren Sterilfiltration mit prüfbaren Membranfilterkerzen, die mit unterschiedlichen Porengrößen von 0,22 μm, 0,45 μm und 0,65 μm erhältlich sind, stehen dem Anwender zur Lösung seiner Filtrationsaufgaben zur Verfügung.Filtration has one in beverage production important meaning. A range of coarse to fine pre-filtrations, for example kieselguhr filtration, PVPP (polyvinylpyrrolidone) filtration, Trapfiltration, layer filtration and candle filtration (mostly Depth filter cartridges), up to safe sterile filtration with testable membrane filter cartridges, which are available with different pore sizes of 0.22 μm, 0.45 μm and 0.65 μm, are available to the user of his filtration tasks.
Im Getränkeabfüllbereich werden vorwiegend Vorfilterkerzen und Endfilterkerzen eingesetzt. Verursacht durch mehrere Einflußfaktoren schwankt die Filtrierbarkeit der Flüssigkeiten, woraus unterschiedliche Standzeiten der Filterkerzen resultieren. Bei geringer Standzeit der Filterkerzen, vor allem bei Membranfilterkerzen, können die Betriebs- und Materialkosten sehr hoch sein. Dazu kommen noch Folgekosten für Spülungen mit ihrem hohen Wasser- und Stromverbrauch, Unterbrechungen in der Abfüllung, Personalkosten usw.In the beverage filling area, predominantly Pre-filter cartridges and final filter cartridges are used. Caused by several influencing factors the filterability of the liquids fluctuates, resulting in different The service life of the filter candles results. With a short service life the filter cartridges, especially with membrane filter cartridges, can Operating and material costs can be very high. There are also follow-up costs for rinsing with their high water and electricity consumption, interruptions in filling, personnel costs etc.
Eine Bestimmung der Filtrierbarkeit von Flüssigkeiten vor Durchführung der Filtration ist daher eine Maßnahme von großer wirtschaftlicher Bedeutung, weil diese Bestimmung die Einleitung von Maßnahmen zur Verbesserung der Filtrierbarkeit der Flüssigkeiten ermöglicht.A determination of filterability of liquids before implementation Filtration is therefore a measure of great economic cost Significance because this provision initiates action to improve the filterability of the liquids.
Zur Bestimmung der Filtrierbarkeit von Bier ist der gattungsgemäße Membranfiltertest nach Esser bekannt (Brautechnische Analysenmethoden, Band II, Eigenverlag der MEBAK Freising – Weihenstephan 1979, Seite 333 –336). Hierbei wird auf 0°C abgekühltes Bier unter isobaren Bedingungen durch ein Membranfilter filtriert. Die anfallende Filtratmenge wird dabei periodisch ermittelt und daraus eine Kennzahl errechnet, die als Vergleichswert für Filtrierbarkeit dient. Dieser Test setzt aber eine stationäre Laboreinrichtung voraus und erlaubt daher keine Vor-Ort-Bestimmung. Die gezogene Probemenge von nur 200 ml hat hinsichtlich der Filtrierbarkeit nur eine geringe Aussagekraft, wobei der Ort der Probenahmen und deren Zeitpunkt das Resultat der Bestimmung ganz wesentlich beeinflussen. Mehrfachbestimmungen sind daher vorzunehmen, um überhaupt zu brauchbaren Mittelwerten zu gelangen. Schon eine Doppelbestimmung dauert aber etwa 40 min. Die Methode ist zeitaufwendig, und die volumetrische Bestimmung der Filtratmenge mittels Meßzylinder ist ungenau. Die Bestimmung der Filtratmenge durch Wiegen in Intervallen von einer vollen Minute ist zwar genauer, jedoch ebenfalls sehr zeit- und arbeitsintensiv. Aus der vorstehend bezeichneten Druckschrift ist aus der Zeichnung auf Seite 334 nebst zugehörigem Text auch eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bekannt, die einen Aufgußraum als Behälter zur Aufnahme der Teilmenge aufweist, der mit einem dicht schließbaren Befüllstutzen und einer Gaszuleitung versehen ist, in welcher sich ein Gasverdichter mit nachge schaltetem Gasdruckregelventil befindet. Weiter weist die bekannte Vorrichtung einen auf der Zulaufseite zum Meßfilter (Membranfilter) dichten Meßfilterhalter auf.To determine the filterability von Bier is the generic membrane filter test according to Esser (brewing analysis methods, Volume II, self-published the MEBAK Freising - Weihenstephan 1979, pages 333-336). The temperature drops to 0 ° C cooled Beer is filtered through a membrane filter under isobaric conditions. The amount of filtrate obtained is determined periodically and a key figure is calculated from this, which is used as a comparative value for filterability serves. However, this test requires stationary laboratory equipment and therefore does not allow on-site determination. The sample taken from only has 200 ml in terms of filterability only little information, the location of the sampling and the timing of which significantly influences the result of the determination. Multiple determinations are therefore to be made in order to find usable mean values at all to get. However, a double determination takes about 40 minutes. The method is time consuming, and the volumetric determination the amount of filtrate using a measuring cylinder is inaccurate. The determination of the amount of filtrate by weighing at intervals of a full minute is more accurate, but also very much time and labor intensive. From the document referred to above is a generic device from the drawing on page 334 along with the associated text to carry out of such a method known as an infusion room Container for Includes the subset, with a tightly closable filler neck and a gas supply line is provided, in which a gas compressor downstream gas pressure control valve. Further points the known device one on the inlet side to the measuring filter (Membrane filter) tight measuring filter holder on.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und zur Verfahrensdurchführung geeignete Vorrichtungen anzugeben, welches bzw. welche ortsungebunden einsetzbar ist, bzw. sind, eine schnelle Bestimmung der Filtrierbarkeit ohne Vornahme von Doppelbestimmungen ermöglicht bzw. ermöglichen und das bzw. die zu aussagefähigen Bestimmungsergebnissen führt bzw. führen.Based on this state of the art therefore the object of the invention, a method and Process implementation to indicate suitable devices, which one or which location-independent is or can be used, a quick determination of the filterability enables or enable without making double determinations and that to be meaningful Results of determination or lead.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensmaßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung
des Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 wird die zu bestimmende Flüssigkeit unter konstant gehaltenem Druck durch ein Meßfilter bestimmter Porengröße gepreßt, bis ein festgelegter Verblockungsgrad (VG) Meßfilter erreicht ist, worauf die bis dahin durch das Meßfilter hindurchgetretene Flüssigkeit als Maß der Filtrierbarkeit verwendet wird. Diese Verfahren läßt sich ortsungebunden einsetzen und arbeitet bei der Temperatur, welche die hinsichtlich ihrer Filtrierbarkeit zu bestimmende Flüssigkeit zum Zeitpunkt der Probenahme aufweist, d. h. ein Abkühlen einer Probemenge auf 0° C ist nicht erforderlich. Da der festgelegte Verblockungsgrad am Meßfilter erst nach einiger Filtrationszeit auftritt, bezieht sich das Resultat der Bestimmung auf eine vergleichsweise große Flüssigkeitsmenge, so daß die Bestimmungsergebnisse eine hohe Aussagekraft über die Filtrierbarkeit haben. Der Verblockungsgrad wird dabei gemäß der Gleichung ermittelt, in welcher der Enddurchfluß durch das Meßfilter und der Anfangsdurchfluß durch das Meßfilter als Menge pro Zeiteinheit (ml/min) definiert sind. Die filtrierte Menge ist das Maß der Filtrierbarkeit, je größer die filtrierte Menge ist, desto besser ist die Filtrierbarkeit bei nahezu gleichem Verblockungsgrad.According to the inventive method according to claim 1, the liquid to be determined is pressed under constant pressure through a measuring filter of a certain pore size until a defined degree of blocking (VG) measuring filter is reached, whereupon the liquid which has hitherto passed through the measuring filter is used as a measure of the filterability. This method can be used in a location-independent manner and works at the temperature which the liquid to be determined with regard to its filterability has at the time of sampling, i.e. H. it is not necessary to cool a sample to 0 ° C. Since the specified degree of clogging on the measuring filter only occurs after a certain filtration time, the result of the determination relates to a comparatively large amount of liquid, so that the results of the determination are highly informative about the filterability. The degree of blocking is according to the equation determined in which the final flow through the measuring filter and the initial flow through the measuring filter are defined as the quantity per unit time (ml / min). The amount filtered is the measure of filterability, the larger the amount filtered, the better the fil portability with almost the same degree of blocking.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich diskontinuierlich oder vorzugsweise kontinuierlich durchführen. Bei der diskontinuierlichen Durchführung gemäß Anspruch 2 wird jeweils eine festgelegte Teilmenge der zu bestimmenden Flüssigkeit unter einen konstant gehaltenen Gasdruck gesetzt und über eine Durchflußmengenerfassung zum Meßfilter geleitet. Beim kontinuierlichen Verfahren gemäß Anspruch 3 wird die zu bestimmende Flüssigkeit als Teilstrom aus einem Produktstrom abgezweigt und unter konstant gehaltenem Flüssigkeitsdruck über eine Durchflußmengenerfassung zum Meßfilter geleitet. Das kontinuierliche Verfahren läßt sich anwenden, wenn ein Flüssigkeitssystemdruck ≥ 1 bar vorhanden ist.The process according to the invention can be carried out batchwise or preferably carry out continuously. In the discontinuous execution according to claim 2 becomes a fixed subset of the liquid to be determined placed under a constant gas pressure and over a Durchflußmengenerfassung to the measuring filter directed. In the continuous method according to claim 3, the one to be determined liquid branched off as a partial stream from a product stream and below constant held fluid pressure over a Durchflußmengenerfassung to the measuring filter directed. The continuous process can be used if a Liquid system pressure ≥ 1 bar available is.
Eine für das diskontinuierliche Verfahren geeignete Vorrichtung ist im Anspruch 4 angegeben, während aus Anspruch 5 eine für die Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens geeignete Vorrichtung hervorgeht.One for the batch process suitable device is specified in claim 4, while from Claim 5 one for the implementation of the suitable device emerges continuous process.
Weitere Einzelheiten des Verfahrens und der Vorrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiden zugehörigen Prinzipzeichnungen hervor, in denenFurther details of the procedure and the device go from the description below in Connection with the two associated Principle drawings in which
Zunächst wird auf die in
Der Behälter
Bei mit konstantem Luftdruck beaufschlagtem
Behälter
Falls am Einsatzort Druckluftanschlüsse vorhanden
sind, kann die Vorrichtung ohne Gasverdichter
Die Auswertung der Messung erfolgt über die eingangs
angegebene Ermittlung des Verblockungsgrades VG und die durch das
Meßfilter
Für
die praktische Auswertung der Messung kann man unter den vorstehend
angegebenen Verhältnissen
die Meßergebnisse
für Bier
mit einem VG von 70 % unter Verwendung eines Membranflachfilters
von 0,45 μm
Porengröße in folgende
drei Gruppen einteilen:
Gruppe
Gruppe
Gruppe
group
group
group
Die in
Ein Verfahren zur Bestimmung der Filtrierbarkeit von Flüssigkeiten, insbesondere von Getränken wie Bier und Wein, und zwei alternative Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens werden beschrieben. Das Verfahren sieht vor, die zu bestimmende Flüssigkeit unter konstantem Flüssigkeitsdruck durch ein Meßfilter bestimmter Porengröße zu pressen, bis ein festgelegter Verblockungsgrad am Meßfilter erreicht ist. Die bis dahin durch das Meßfilter hindurchgetretene Flüssigkeitsmenge wird als Maß für die Filtrierbarkeit verwendet. Die beiden Vorrichtungen sind für ortsunabhängigen chargenweisen Meßbetrieb einerseits und für einen Meßbetrieb im Bypass des Flüssigkeitssystems andererseits ausgebildet.A method for determining the Filterability of liquids, especially beverages such as beer and wine, and two alternative devices for performing the Procedures are described. The procedure provides for the one to be determined liquid under constant fluid pressure through a measuring filter to press a certain pore size, until a specified degree of blocking on the measuring filter is reached. The until there through the measuring filter Amount of liquid that has passed through is used as a measure of filterability used. The two devices are for location-independent batch-wise measuring operation on the one hand and for a measuring company in the bypass of the fluid system on the other hand trained.
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