DE2138221B2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Entmineralisieren von in Form einer Flüssigkeit vorhandenen Nahrungsmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Ent.Tiineralisieren von in Form einer Flüssigkeit vorhandenen Nahrungsmitteln nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Elektrische Entmineralisierungsvorrichtungen mit lonenaustauschermembranen werden bisher häufig bei verschiedenen Verarbeitungsanlagen beispielsweise zum Entmineralisieren von Grundwasser und Seewasser verwendet. Diese Entmineralisierungsvorrichtungen werden auch zum Konzentrieren von Seewasser und zum Entfernen von Mineralsalzen, die in Fruchtsäften enthalten sind, und auch zum Entfernen von in Rohmilch enthaltenen Salzen bei der Herstellung von Milchpulver für Kleinkinder verwendet.

Bei Verarbeitungsanlagen für Nahrungsmittel, insbesondere bei Anlagen zur Herstellung von Milchpulver, führt jedoch dieses Entmineralisierungsverfahren zu einer Verschlechterung des zu verarbeitenden Materials und zu verschiedenen anderen Schwierigkeiten, da die zu verarbeitenden Materialien erhitzt werden müssen, um einen besseren Wirkungsgrad beim Entmineralisieren zu erreichen, und da eine lange Behandlungszeit notwendig ist.

Es gilt als erwünscht, daß die Zusammensetzung von Milchpulver für Kleinkinder so eng wie möglich der der Muttermilch entsprechen sollte. Der Salzgehalt der Muttermilch ist gewöhnlich in der Größenordnung von 0,2%, während der Salzgehalt von Milch gewöhnlich in der Größenordnung von 0,7% liegt. Daher muß die Milch, die als Rohmaterial für das Milchpulver für

Kleinkinder dient, entmineralisiert werden. Um die Entmineralisierung mit dem notwendigen Wirkungsgrad durchführen zu können, sollte die Temperatur der Milch vorzugsweise etwa 40°C betragen, um einen besseren Strom-Wirkungsgrad zu erzieien. Wenn sie jedoch solchen Temperaturbedingungen unterworfen wird, besteht die Gefahr, daß die Milch leicht mit Bakterien verunreinigt wird und daher sehr leicht sa^-er wird. Daher sollte die Milch vorzugsweise bei einer Temperatur ün Bereich von !5—20⁰C entmineralisiert to werden. Da jedoch bei solch niederen Temperaturen der Strom-Wirkungsgrad herabgesetzt ist, muß die Behandlungszeit zum Ausgleich hierfür erheblich ausgedehnt werden.

Andererseits ist es erwünscht, daß der Betrieb einer Anlage für Milchpulver automatisch gesteuert wird, u. zw. von der Pasteurisierung, Entmineralisierung, Konzentrierung, Präparierung, Trocknung bis zum Abpacken. Bisher wurde die Milch in Portionen entmineralisiert, und daher wurde die entmineralisierte w Milch der nächsten Behandlungsstufe nur intermittierend zugeführt Der Grund liegt darin, daß bei der herkömmlichen elektrischen Entmineralisierungsvorrichtung mit Ionenaustauschermembranen jeder Versuch, die Vorrichtung kompakt aufzubauen, es erfordert, die Milch von einem Speicherbehälter an die Entmineralisierungsvorrichtung im Umlauf zuzuführen. Die Milch darf daher nicht der nächsten Behandlungsstufe zugeführt werden, bis die gesamte Menge der in dem Speicherbehälter enthaltenen Milch die gewünschte jo Mineralkonzentration erreicht hat.

Theoretisch könnte eine große Zahl von Dialysezellen mit lonenaustauschermembranen in einer Tandemanordnung zusammengeschlossen werden, so daß die zu behandelnde Milch kontinuierlich zugeführt wird, um die entmineralisierte Milch herzustellen. Eine solche Tandemanordnung zur Entmineralisierung ist jedoch äußerst unökonomisch, da eine große Zahl Dialysezellen benötigt wird.

Während die herkömmliche Entmineralisierungsvor- ίο richtung in ihrer Anwendung bei der Herstellung von Milchpulver beschrieben wurde, treten bei anderen Anlagen zur Verarbeitung von Nahrungsmitteln einschließlich anderen Milchverarbeitungsanlagen und Fruchlsaftverarbeitungsanlagen ähnliche Schwierigkeiten auf.

Im allgemeinen würde eine portionsweise arbeitende Entmineralisierungsvorrichtung, die zum Liefern von Rohmaterial für Milchpulver für Kleinkinder geeignet ist, etwa 7 Stunden benötigen, um 10 Tonnen Milch bei so einer Temperatur von 9⁰C zu verarbeiten, um den Mineralgehalt auf den gewünschten Wert zu reduzieren. Selbst wenn daher die Temperatur der Milch genügend herabgesetzt würde, würde solch eine lange, für die Entmineralisierung notwendige Behandlungszeit ^r'^r> Schwierigkeiten, beispielsweise verschlechterte Qualität oder schlechteren Geschmack des Milchpulverproduktes und Klumpenbildung in den Dialysezellen während der Entmineralisierung verursachen, so daß ein häufiges Reinigen der Vorrichtung in auseinanderge- ho nommenem Zustand notwendig würde.

Wenn beispielsweise Milch entmineralisiert werden soll, sollte sie vom Standpunkt einer wirksamen Entmineralisierung aus vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 20 und 40⁰C verarbeitet werden, da die Milch h^r> Protein und Kohlenhydrate in erheblichen Mengen enthält, so daß elektrische Entmineralisierungsverfahren notwendig sind, die sich von den bei Seewasser und Grundwasser verwendeten unterscheiden. Bei den herkömmlichen, portionsweise arbeiten Entmineralisierungsverfahren hat es sich gezeigt, daß bei Temperaturen oberhalb 12° C Schwierigkeiten, beispielsweise die Vermehrung von Bakterien und eine Zersetzung des Proteins, auftreten, so daß es unmöglich ist, die Vorrichtung für mehrere Stunden zu betreiben. Bei herabgesetzten Entmineralisierungstemperaturen zeigt sich eine Verminderung des Strom-Wirkungsgrades und ein entsprechender Abfall im Gesamtwirkungsgrad so daß die Verwendung dieser Vorrichtung von einem ökonomischen Standpunkt aus unvorteilhaft wird. Wenn schließlich überschüssiger Strom zugeführt wird, tritt eine Störung des Gleichgewichtes oder das Phänomen der Konzentrationspolarisation auf, wodurch eine Koagulation des Protein verursacht wird, und darüber hinaus erzeugen die Kalzium- und Phosphorradikale in der Milch einen Ausfall von Kalziumphosphat, so daß die Gefahr besteht, daß sie sich auf der Innenseite der Diaiysezeflen absetzen und dadurch die Dialysezellen verstopfen. Selbst wenn die Zellen nicht verstopft werden, führt das Absetzen einer großen Menge solcher Niederschläge oft zu einem Bruch der lonenaustauschermembranen während der häufigen Reinigungen der zu diesem Zweck auseinandergenommenen Entmineralisierungsvorrichtung einschließlich der Dialysezellen. Diese Schwierigkeiten unterscheiden sich wesentlich von den Schwierigkeiten, die bei der Entmineralisierung von Flüssigkeiten, beispielsweise Seewasser und Grundwasser, auftreten, die aus anorganischen Substanzen zusammengesetzt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, welche die kontinuierliche Zufuhr eines Rohmaterials ermöglichen, um das entmineralisierte Produkt selbst mit einer kleinen Zahl lonenaustauschermembranen kontinuierlich abzugeben. Selbst mit einer kleinen Zahl von Diaylsezellen soll es möglich sein, die Entmineralisierung ohne eine Beeinträchtigung des hergestellten Produktes und mit einer kürzeren Behandlungszeit des Materials in der Vorrichtung durchzuführen.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Kennzeichens des Verfahrensanspruchs 1 und durch die Konstruktion nach dem Kennzeichen des Vorrichtungsanspruchs 4 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird eine große Menge zu entmineralisierender Rohmaterialflüssigkeit in einem Speicherbehälter gespeichert, und die Flüssigkeit wird von diesem Behälter einer Vielzahl von Umlaufentmineralisierungseinheiten durch ein Abgabe-Regelventil zugeführt. Jede dieser Einheiten weist einen Vorratsbehälter mit einem verhältnismäßig kleinen Volumen und eine zugehörige Elektro-Dialysezelle auf. Das dem Vorratsbehälter zugeführte Rohmaterial wird durch eine Pumpe durch die Elektro-Dialysezelle mit Ionenaustauschermembran umgewälzt, so daß das Material in den Vorratsbehälter nach der Entmineralisierung in der Zelle zurückgeführt wird. Das Rohmaterial wird mit Hilfe einer warmen Natriumchloridlösung aufgeheizt und wirksam entmineralisiert, die zwischen den zwischengeschalteten lonenaustauschermembranen umgewälzt wird. Während die zu behandelnde Flüssigkeit in diesen Einheiten umgewälzt wird, wird gleichzeitig die Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter der ersten Einheit in den Vorratsbehälter der nächsten

Einheit in einer solchen Menge abgegeben, die der Menge des kontinuierlich der ersten Einheit zuzuführenden Rohmaterials entspricht. Auf diese Weise wird eine ähnliche Entmineralisierung der Flüssigkeit durch den Vorratsbehälter der nächsten Einheit und durch die der darauffolgenden Einheiten durchgeführt. Der Produktvorratsbehälter der letzten Einheit gibt demnach kontinuierlich ein Produkt ab, dessen Mineralkonzentration auf den gewünschten Wert reduziert ist. Die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit in jedem der Vorratsbehälter der vorhergehenden Umlaufentmineralisierungseinheiten und in dem Produktvorratsbehälter der letzten Stufe wird kontinuierlich gemessen, so daß die Meßwerte an der zentralen Steuertafel angezeigt werden und gleichzeitig das Abgabe-Regelventil zur Zufuhr des Rohmaterials in Übereinstimmung mit den Meßergebnissen geregelt wird. Auf diese Weise kann die Mineralkonzentration in dem Produkt immer auf dem gewünschten Wert gehalten werden. Da ferner die Flüssigkeitsmenge, die in jedem der Vorratsbehälter der Einheiten enthalten ist, und die Flüssigkeitsmenge in den Rohrleitungen des Umlaufsystems oder des Zufuhr- und Abgabesystems klein im Vergleich mit der Flüssigkeitsmenge ist, die in der herkömmlichen, portionsweise arbeitenden Vorrichtung gespeichert ist, kann die Zeit, während der die zu behandelnde Flüssigkeit dem Entmineralisierungsvorgang unterworfen ist, erheblich reduziert werden.

Die Erfindung eignet sich besonders zur elektrischen Entmineralisierung solcher Flüssigkeiten, bei denen die Gefahr besteht, daß Schwierigkeiten, beispielsweise eine Verschlechterung der Qualität, Koagulation, Vermehrung von Bakterien und Fäulnis auftreten. Diese Schwierigkeiten treten besonders häufig bei Milch und ähnlichen Nahrungsmitteln aufgrund der Temperaturbedingungen, der Behandlungszeit und dergleichen während der Entmineralisierung auf. Bei der Erfindung wird die Entmineralisierung mit einer verhältnismäßig kleinen Zahl von Dialysezellen in einer verhältnismäßig kurzen Zeitdauer durchgeführt, wobei ein kontinuierliches Verfahren statt der Behandlung in Portionen verwendet wird, das sich leicht zur automatischen Steuerung eignet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 bis 3 ein Strömungsdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung, wobei F i g. 1 hauptsächlich die Strömung eines zu behandelnden Materiales darstellt, das Milch ist,

F i g. 2 in dem oberen Abschnitt des Diagramms eine erste und eine zweite Entmineralisierungs-Dialysezelle mit Ionenaustauschermembranen und

F i g. 3 eine dritte Dialysezelle, einen Speichertank für Natriumchloridlösung und Umlaufströmungswege zeigt; und

F i g. 4 ein Schema, nach dem die F i g. 1 bis 3 in dieser Reihenfolge von rechts nach links zu dem Gesamt-Flußdiagramm zusammenzusetzen sind.

Rohmilch, die entmineralisiert werden soll, wird in einem Pufferbehälter oder Ausgleichsbehälter 1 (F i g. 1) gespeichert, nachdem sie der notwendigen Vorbehandlung, beispielsweise einer Sterilisation, unterworfen ist Die in dem Ausgleichsbehälter t gespeicherte Milch wird der Entmineralisierungsvorrichtung mit Hilfe einer Pumpe 2 zugeführt Die Ausgangsleitung dieser Förderpumpe 2 ist mit einem Vorratsbehälter 6 einer ersten Umlaufentmineralisierungseinheit durch ein Ventil 3 zur automatischen Ein-Aus-Steuerung der Strömungsrate, ein von Hand betätigtes Abgabe-Regelventil 4 und einen Strömungsmesser 5 verbunden.

In Nebeneinanderstellung sind neben dem ersten Vorratsbehälter 6 ein zweiter und ein dritter Vorratsbehälter 7 und 8 angeordnet. Ferner ist neben dem dritten Vorratsbehälter 8 ein Behälter 9 zur Aufnahme des Milchproduktes angeordnet, dessen Mineralkonzentration auf den gewünschten Wert reduziert ist. An dem ersten, dem zweiten und dem dritten Vorratsbehälter

ίο sind jeweils Ausgangsleitungen vorgesehen, an die Abflußventile 6a, Ta und 8a und Förderpumpen 66, 76 und 86 respektive angeschlossen sind. Die Ausgänge der Förderpumpen, die an die Vorratsbehälter angeschlossen sind, sind mit den Eingangsanschlüssen 10a, lla und !2a von Elektro-Dialysezeüen 10, !! und 12 (Fig. 2) gekoppelt, die in Wirkverbindung mit den jeweiligen Vorratsbehältern angeordnet sind. Ausgangsanschlüsse Wb, üb und 126 der Elektro-Dialysezellen sind wiederum an den zugehörigen Vorratsbehältern angeschlossen, um die Flüssigkeit zurückzuführen. Zusätzlich sind von Hand betätigbare Strömungsmittel-Regelventile 10c, 11 cund 12c, Strömungsmesser 10c/, Wdund YId und Drucksonden 1Oe, He und 12e auf den Leitungen angeordnet, die die Förderpumpen und die Eingangsan-Schlüsse der jeweiligen Elektro-Dialysezellen verbinden.

Auf ähnliche Weise wird wäßrige Natriumchloridlösung von einem Speicherbehälter 6' (F i g. 3) durch ein Ventil 6a'zu den elektrischen Dialysezellen 10, 11 und 12 mittels Pumpen 66', 76'bzw. 86'gepumpt, so daß die Lösung an den Eingangsanschlüssen 10a', lla'bzw. 12a' aufgenommen wird. Ausgangsanschlüsse 106', 116'und 126' der Elektro-Dialysezellen sind wiederum an dem Speicherbehälter 6' angeschlossen, um die Lösung an diesen zurückzuführen. Wenn die Mineralkonzentration in der Salzlösung höher wird, wird sie in geeigneter Weise mit Wasser verdünnt. Zusätzlich sind Strömungssteuerventile 10c', lic'und 12c', Strömungsmesser 10</' Ud'und 12t/'und Drucksonden 1Oe', lie'und 12e'auf den Leitungen angeordnet, die die Förderpumpen 66', 76'und 86'und die Eingangsanschlüsse 10a', 11a'und 12a'der Elektro-Dialysezellen verbinden.

Jede der Elektro-Dialysezellen 10, 11 und 12 weist eine Vielzahl untereinander verbundener Kammern zum Umwälzen der zu entmineralisierenden Flüssigkeit und eine Vielzahl ähnlicher Kammern zum Umwälzen der wäßrigen Natriumchloridlösung auf. Diese Kammern sind abwechselnd durch Zwischenschaltung einer Vielzahl von Kation- und Anion-Austauschermembranen angeordnet Ferner sind sie zwischen äußeren Klemmrahmenkammern Fund Kammern angeordnet in die eine positive Elektrode bzw. eine negative Elektrode eingetaucht ist In der Zeichnung sind jedoch die Vielzahl dieser Dialysekammern weggelassen, und statt dessen ist nur eine Flüssigkeitsumwälzkammer bzw. eine einzige Umwälzkammer für wäßrige Natriumchloridlösung dargestellt

Meßvorrichtungen 6c, 7c, 8c und 9c für die elektrische Leitfähigkeit sind vorgesehen, um die Mineralkonzentration in der Flüssigkeit in jedem der Vorratsbehälter 6, 7 und 8 und in dem Produktvorratsbehälter 9 zu messen.

Die Meßwerte werden an einer zentralen Steuertafel 13 angezeigt

Das Produkt das in den Produktvorratsbehälter 9 durch aufeinanderfolgendes Oberströmen der Vorratsbehälter 6 bis 8 eingeflossen ist wird aus diesem durch eine Pumpe 96 zu einem Verbrauchersystem herausgepumpt und die Abgabemenge wird durch ein Produktab-

gabeventil 9d geregelt, das durch den Luftdruck betätigbar ist, der gemäß dem Flüssigkeitsniveau in dem Behälter 9 steigt oder fällt.

Die Meßvorrichtung 8c für die elektrische Leitfähigkeit, die in dem Vorratsbehälter 8 angeordnet ist, um die Mineralkonzentration in dem eingeflossenen Produkt zu messen, ist auch so ausgelegt, daß sie beispielsweise eine Ein-Aus-Steuerung des oben erwähnten Rohmaterialzufuhrventiles 3 ausführen kann.

Die Produktmilch, die mit der Pumpe 96 ausgepumpt wird, wird einem nachfolgenden Verbrauchersystem nach geeigneter Kühlung oder ohne Kühlung zugeführt.

Im folgenden wird die Betriebsweise der beschriebenen Vorrichtung erläutert.

Die zu entmineralisierende Milch wird zuerst in dem Ausgleichsbehälter 1 gespeichert. Die auf diese Weise gespeicherte Rohmaterialmilch wird durch die Förderpumpe 2 herausgepumpt, so daß sie das von Hand betätigbare Ventil 4 und den Strömungsmesser 5 durch das Sperrventil 3 erreicht, das für eine automatische Ein-Aus-Steuerung ausgelegt ist. Das von Hand betätigbare Ventil 4 bestimmt die Flüssigkeitsmenge, die von den Vorratsbehältern überströmen soll, und das automatisch gesteuerte Sperrventil 3 dient dazu, die Flüssigkeitsströmung zeitweise zu sperren.

Eine festgelegte Menge von Rohmaterialmilch, die durch das Ventil 4 bestimmt wird, wird in den ersten Vorratsbehälter 6 eingelassen. Die Milch wird dem Behälter 6 mit einer Temperatur von etwa 5⁰C zugeführt. Dann pumpt die Pumpe 6b die in dem Vorratsbehälter 6 enthaltene Milch, beispielsweise 100 1, zu der elektrischen Dialysezelle 10 aus.

Die zu entmineralisierende Milch wird dann durch das von Hand eingestellte Ventil 10c in die Elektro-Dialysezelle 10 von ihrem auf der Verdünnungsseite liegenden Anschluß oder dem Eingangsanschluß 10a eingelassen. Andererseits wird wäßrige Natriumchloridlösung von dem Behälter 6', nachdem es unter der Wärme eines Dampfkreises 15 auf etwa 20°C erwärmt ist, in den Konzentrationsabschnitt der Elektro-Dialysezelle 10 eingelassen. Die Milch wird daher in einer Umgebung von etwa 20⁰C durch die Ionenaustauschermembran entmineralisiert und sodann zu dem Vorratsbehälter 6 zurückgeführt

Die in den Vorratsbehälter 6 zurückgeführte Milch wird dann mit der kontinuierlich zugeführten Rohmaterialmilch gemischt, so daß die gemischte Flüssigkeit durch die Pumpe 6b durch die Elektro-Dialysezelle 10 zurück zu dem Vorratsbehälter 6 erneut umgewälzt wird. Auf diese Weise wird die Milch so entmineralisiert, daß die Mineralkonzentration in der Milch in dem ersten Vorratsbehälter 6 allmählich auf einen vorbestimmten Wert reduziert wird. Andererseits wird, da Rohmaterialmilch kontinuierlich in den Vorratsbehälter 6 zugeführt wird, die Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter 6 dazu gezwungen, in den zweiten Vorratsbehälter 7 in einer solchen Menge überzuströmen, die der kontinuierlich zugeführten Rohmaterialmilchmenge entspricht

Die auf diese Weise in den zweiten Vorratsbehälter 7 übergeströmte Milch wird auf ähnliche Weise, wie in Verbindung mit der Milch in dem Vorratsbehälter 6 beschrieben wurde, behandelt so daß die Mineralkonzentration in der Milch, die in den dritten Vorratsbehälter 8 überströmen soll, auf einen Wert reduziert ist der unter dem Wert in der vorhergehenden Stufe liegt Ein ähnlicher Prozeß wird auch in dem Vorratsbehälter 8 wiederholt, so daß die Mineralkonzentration auf einen Wert reduziert wird, der bei einer Produktmilch benötigt wird, die von dem Vorratsbehälter 8 überfließen soll.

Die Mineralkonzentration in der Milch in jedem der Vorratsbehälter 6,7 und 8 wird durch eine Meßvorrichtung 6c, 7c und 8c respektive für die elektrische Leitfähigkeit gemessen und wird von einem Bedienungsmann an einer Steuertafel 13 überwacht, so daß das Ventil 4 so eingestellt wird, daß es die Strömungsrate auf einen richtigen Wert einreguliert. Wenn die

ίο Mineralkonzentration den vorbestimmten Wert in den Vorratsbehältern 6, 7 und 8 nicht erreicht, unterbricht das automatische Ventil 3 die Zufuhr von Rohmaterial, so daß eine verhältnismäßig größere Flüssigkeitsmenge durch die Elektro-Dialysezellen umgewälzt wird, um die

! 5 Mineralkonzentratäon schließlich zu reduzieren.

Die auf diese Weise entmineralisierte Milch kann dann von dem Behälter 8 in den Produktvorratsbehälter 9 überströmen. Das Ventil 9a, das so ausgelegt ist, daß es gemäß dem Flüssigkeitsniveau in dem Produktvorratsbehälter 9 geöffnet oder geschlossen wird, regelt die Abgabemenge, so daß die Produktmilch aus dem Behälter 9 durch die Pumpe 9b zu einem nachfolgenden Verbrauchersystem mit einer Rate von etwa 1300 1/std. ausgepumpt wird.

Nach einem Beispiel war die Gesamtmenge der in allen Entmineralisierungseinheiten, dem Produktvorratsbehälter und den zugehörigen Leitungen vorhandenen Milch etwa 7001. Da die Strömungsrate der Milch in der Größenordnung von 13001/Std. liegt, kann daher die Behandlungszeit der Milch in der Entmineralisierungsvorrichtung auf etwa 35 Minuten reduziert werden. Es besteht daher keine Gefahr einer Verschlechterung der Qualität, des Geschmackes und dergleichen bei dem erzielten Produkt, und ferner können in dem gesamten Verfahren keine Schwierigkeiten auftreten.

Die oben beschriebene Entmineralisierungsvorrichtung weist ferner zusätzliche Reinigungsleitungen auf, um eine Reinigung der Entmineralisierungsvorrichtung an Ort und Stelle zu ermöglichen, ohne die Vorrichtung auseinandernehmen zu müssen.

Mit anderen Worten ist eine Zufuhrleitung für Waschflüssigkeit (nicht gezeigt) für den Ausgleichsbehälter 1 an die Zufuhrleitung für Rohmaterialmilch angeschlossen. Die durch die Waschflüssigkeits-Zufuhr-

leitung zugeführte Waschflüssigkeit wird in den Tank 1 durch eine Leitung (durch gestrichelte Linien angedeutet) von einem automatischen Dreiwegventil la von einem ortsfesten Waschflüssigkeitssprüher \b eingesprüht Die Waschflüssigkeit die zum Reinigen des Tankes 1 verwendet wird, wird durch einen Abfluß lc abgegeben oder andernfalls in eme Abflußleitung 16a einer automatischen Umschaltvorrichtung 16 durch die Pumpe 2 abgegeben.

Andererseits werden die Vorratsbehälter 6,7 und 8 an Ort und Stelle mit einer Reinigungssubstanz gereinigt die über eine Waschflüssigkeits-Zufuhrleitung 166, die mit der automatischen Umschaltvorrichtung 16 verbunden ist und durch ein automatisch betätigtes Dreiwegeventil 17 und eine Reinigungsrohrleitung 18 eingeleitet wird. In diesem Fall werden das Rohmaterial-Zufuhrventil 3, das Handventil 4 und das automatisch betätigte Dreiwegeventil 17 ebenfalls mit einem Teil der Reinigungsflüssigkeit gereinigt der in sie eingelassen wird. Der Produktvorratsbehälter 9 wird ebenfalls wie die Vorratsbehälter 6,7 und 8 gereinigt

Die Reinigungsflüssigkeit in den Vorratsbehältern 6,7 und 8 wird in die Elektro-Dialysezellen 10,11 und 12 zur Reinigung derselben eingeleitet während die Reini-

gungsflüssigkeit in dem Vorratsbehälter 9 durch die Pumpe 9b stromab geführt wird, um die Pumpe zu reinigen.

Es ist aus dem Vorhergehenden ersichtlich, daß es gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit Elektro-Dialysezellen, deren Zahl im wesentlichen gleich der Zahl der bei der herkömmlichen, portionsweise arbeitenden Entmineralisierungsvorrichtung ist, möglich ist, die Mineralkonzentration in dem erzielten Produkt wirksam gemäß den Mineralkonzentrationen der Flüssigkeiten zu steuern, die an den Zwischenstufen eines kontinuierlichen Entmineralisierungsprozesses entmineralisiert werden, d. h. gemäß der Mineralkonzentration in der Flüssigkeit in dem ersten und dem zweiten Vorratsbehälter. Es ist auch möglich, das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung auf eine automatische zentrale Steuerung abzustimmen, die die Herstellung gleichmäßiger Produkte sicherstellen.

Das kontinuierliche Entmineralisierungsverfahren gemäß der Erfindung gewährleistet eine sehr kurze Behandlungszeit des Materiales bei im wesentlichen der gleichen Zahl von Dialysezellen wie bei der herkömmlichen, portionsweise arbeitenden Entmineralisierungsvorrichtung. Wenn die Entmineralisierung insbesondere mit den vorhergehenden und nachfolgenden Produktionsstufen kombiniert wird, so daß die Entmineralisierung als Teil eines kontinuierlichen Prozesses ausgeführt wird, kann die Verweilzeit des Materiales in der Entmineralisierungsvorrichtung wirksam reduziert werden. Daher kann die Entmineralisierungstemperatur von Milch bis auf 2O⁰C angehoben werden, woraus sich eine im gleichen Sinne wirkende Verbesserung des Entmineralisierungs-Wirkungsgrades ergibt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung können die Elektro-Dialysezellen getrennt als individuelle Einheiten behandelt werden, und diese Zellen können wirksam an Ort und Stelle gereinigt werden. Daraus folgt eine erhebliche Verminderung der Beschädigungsgefahr bei den lonenaustauschermembranen im Vergleich zu der herkömmlichen Reinigung in auseinandergenommenem Zustand.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Entmineralisieren von in Form einer Flüssigkeit vorhandenen Nahrungsmitteln, insbesondere von Milch, bei dem das Rohmaterial nacheinander einer Reihe von Dialysezellen zugeführt und jeweils mehrmals durch die Dialysezellen hindurchbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine eingestellte Menge des Rohmaterials im wesentlichen kontinuierlich von einem Vorratsbehälter einer ersten Finheit der ' Vielzahl von weiteren Umlaufentmineralisierungseinheiten zugeführt wird, wobei jede der Einheiten außer einer Elektro-Dialysezelle mit Ionenaustauschermembranen noch einen Vorratsbehälter für die zu entmineralisierende Flüssigkeit aufweist daß die Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter der ersten Einheit zur Entmineralisierung der Flüssigkeit mit einer Pumpe durch die Dialysezelle zurück in den Vorratsbehälter kontinuierlich umgewälzt wird, daß die Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter der ersten Einheit in die anschließenden Vorratsbehälter der ersten Einheit in die anschließenden Vorratsbehälter der Einheiten fortlaufend überfließt, wobei die Flüssigkeit in der Dialysezelle jeder der Einheiten gleichzeitig mit der Entmineralisierung in der ersten Einheit und entsprechend der Menge des dem Vorratsbehälter der ersten Einheit zugeführten Rohmaterials weiter entmineralisiert wird, und daß in einem Produktvorratsbehälter das von dem Vorratsbehälter der letzten Einheit überfließende, entmineralisierte Produkt aufgenommen wird, um die gewünschte Mineralkonzentration zu erreichen, worauf das Produkt kontinuierlich einem nachfolgenden Verbrauchersystem zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralkonzentration der Flüssigkeit in jedem der Vorratsbehälter der Einheiten in an sich bekannter Weise ais Änderungen in der elektrischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit gemessen wird, und daß die Zufuhr des Rohmaterials gemäß den Meßwerten der elektrischen Leitfähigkeit gesteuert wird, um dadurch die Mineralkonzentraiion in dem erhaltenen Produkt auf einen gewünschten Wert einzuregulieren.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der elektrischen Leitfähigkeit zur Steuerung der Zufuhr des Rohmaterials die Werte sind, die in dem Vorratsbehälter der letzten der Umlaufentmineralisierungseinheiten gemessen ω werden.

4. Kontinuierliche Entmineralisierungsvorrichtung für flüssige Nahrungsmittel, insbesondere Milch, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit mehreren hintereinandergeschalteten jeweils eine Elektro-Dialysezelle aufweisende Umlaufentmineralisierungseinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Speicherbehälter (1) für Rohmaterial aufweist, daß die Umlaufentmineralisierungseinheittn, jeweils tn außer einer Elektro-Dialysezelle (lü, 11, 12) mit lonenaustauschermembranen auch einen Vorratsbehälter (6, 7, 8) für die zu entmineralisierende, den Dialysezellen kontinuierlich zuzuführende Flüssigkeit aufweisen, daß ein Produktvorratsbehälter (9) bs zur Aufnahme des entmineralisierten Produktes vorgesehen ist, um die Mineralkonzentration darin auf einen gewünschten Wert zu reduzieren, daß der Speicherbehälter (1) für das Rohmaterial dem Vorratsbehälter (6) der ersten Einheit das Rohmaterial durch Ventileinrichtungen (3, 4) annähernd kontinuierlich zuführt, und daß der Vorratsbehälter jeder Einheit zur Aufnahme von Rohmaterial bzw. von von dem Vorratsbehälter der vorhergehenden der Einheiten überfließender Flüssigkeit eingerichtet ist und die Flüssigkeit in den Vorratsbehältern (6, 7,8) mit zugehörigen Pumpen (66, 7b, Sb) durch die entsprechenden Dialysezellen zurück in die Vorratsbehälter umwälzbar ist, wobei der das Produkt aufnehmende Vorratsbehälter (9) das Produkt kontinuierlich einem nachfolgenden Verbrauchersystem zuführt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsbehälter (6, 7, 8) der Umlaufentmineralisierungseinheiten mit an sich bekannten Meßeinrichtungen (6c; 7c, Sc) zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit in jedem der Vorratsbehälter (6, 7, 8) ausgerüstet sind, und daß die Ventileinrichtung (4) für die Rohmaterialzufuhr durch die Meßeinrichtungen (6c, 7c, Sc) angesteuert ist, um die Mineralkonzentration in dem in dem Produktvorratsbehälter (9) enthaltenden Produkt aus einem vorbestimmten Wert zu halten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohmaterial-Speicherbehälter (1), die Umlaufentmineralisierungseinheiten (6,7,8,10,11,12)und der Produktvorratsbehälter(9) mit getrennten Zufuhr- und Sammelleitungen für Reinigungsflüssigkeit zur Reinigung an Ort und Stelle ausgerüstet sind.