DE2138221C3

DE2138221C3 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Entmineralisieren von in Form einer Flüssigkeit vorhandenen Nahrungsmitteln

Info

Publication number: DE2138221C3
Application number: DE2138221A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Tokyo Tomita; Katsuharu Yokohama Kanagawa Yamazaki
Original assignee: Morinaga Nyugyo KK
Current assignee: Morinaga Nyugyo KK
Priority date: 1970-08-01
Filing date: 1971-07-30
Publication date: 1981-06-11
Also published as: US3767548A; NL7110517A; NL165637B; IE35539B1; IE35539L; DE2138221A1; AU3160071A; AU465090B2; GB1348902A; DE2138221B2; JPS4918226B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Entmineralisieren 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 Enttnineralisierungsvorrichtungen 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.

Sei 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 erzielen. Wenn sie jedoch solchen Temperaturbedingungen unterworfen wird, besteht die Gefahr, daß die Milch leicht mit Bakterien verunreinigt wird und daher sehr leicht sauer wird. Daher sollte die Milch vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 15—20°C entmineralisiert 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 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 Mineralkonzentration erreicht hat

Theoretisch könnte eine große Zahl von Dialysezellen mit Ionenaustauschermembranen 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 Entmineralisiemngsvorrichtung in ihrer Anwendung bei der Herstellung von Milchpulver beschrieben wurde, treten bei anderen Anlagen zur Verarbeitung von Nahrungsmitteln einschließlich anderen Milchverarbeitungsanlagen und Fruchtsaftverarbeitungsanlagen ähnliche Schwierigkeiten auf.

Im allgemeinen würde eine portionsweise arbeitende Entmineralisierungsvorrichtung, die zum Liefern von Rohmaterial für Milchpulver für Kleinkinder geeignet ist, etwa 7 Stunden benö%en, um 10 Tonnen Milch bei so einer Temperatur von 9° C 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 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- &o nommenem Zustand notwendig würde.

Wenn beispielsweise Milch entmineralisiert werden soll, sollte sie vom Standpunkt einer wirksamen Entmineralisierung aus vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 20 und 40°C verarbeitet werden, da die Milch 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 Dialysezellen 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 Ionenaustauschermembranen während der häufigen Reinigungen der zu diesem Zweck auseinandergenonimenen 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 Ionenaustauschermembranen 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 du;'ch 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 Ionenaustauschermembranen 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 Umlaufentmine· ralisierungseinheiten 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 Hpm ot»u/iincr*htpn Wprt cFphaltpn u/pr^An Da fprnor _o- ■- -... — . ■ -. . _o............ ............ _u».«.,.«.

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. I bis 3 ein Strömungsdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung, wobei F i g. I 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 lonenaustauschermembranenund

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 1 gespeicherte Milch wird der Entmineralisierungsvorrichtung mit Hilfe einer Pumpe 2 zugeführt Die Ausgangsleitung dieser Förderpumpe 2 ist mit einem Vorratsbehälter 6 einer ersten Umlaufentmineraüsierungseinheit durch ein Ventil 3 zur automatischen Ein-Aus-Steuening der Sfrömungsrate, 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

in sind jeweils Ausgangsleitungen vorgesehen, an die Abflußventile 6a, 7a und 8a und Förderpumpen 66. 76 und 86 respektive angeschlos sen sind. Die Ausgänge der Förderpumpen, die an die Vorratsbehälter angeschlossen sind, sind mit den Eingangsanschlüssen 10a. 11a und

Ii 12tf von Elektro-Dialysezellcn 10, H und 12 (Fig. 2) gekoppelt, die in Wirkverbhdung mit den jeweiligen Vorratsbehältern angeordnet sind. Ausgangsanschlüsse 106, 116 und 126 der lilektro-Dialysezellen sind wipHpnim an iipn 7iigphr>Hg!'n Vrirratthphäjiprn angp-

2D schlossen, um die Flüssigkeit zurückzuführen. Zusätzlich sind von Hand betätigbare Strömungsmittel-Regelventile 10c, llcund 12c, Strömungsmesser 10c/, I Ii/und 12c/ und Drucksonden 1Oe, He und 12e auf den Leitungen angeordnet, die die Förderpunpen und die Eingangsan-

j-, Schlüsse der jeweiligen Eleli;tro-Dialysezellen verbinden.

Auf ahnliche Weise wird wäßrige Natriumchloridlösung vor einem Speicherbehälter 6' (Fig. 3) durch ein Ventil 6a'zu den elektrischen Dialysezellen 10, Il und

in 12 mittels Pumpen 66', 76'bzw. 86'gepumpt. so daß die Lösung an den Eingangsanschlüssen 10a', 1 la'bzw. 12a' aufgenommen wird. Ausgangsanschlüsse 106'. 116'und 126'der Elektro-Dialysezellcn sind wiederum an dem Speicherbehälter 6' angeschlossen, um die Lösung an

ι--, diesen zurückzuführen. Wenn die MineralkonzerMration in der Salzlösung höher wird, wird sie in geeigneter Weise mit Wasser verdünnt, iüusätzlich sind Strömungssteuerventile 10c', Ilc'und lic'. Strömungsmesser 10c/'. lic/'und 12c/'und Drucksonden 1Oe. lie'und I2e'auf

4>i den Leitungen angeordnet, die die Förderpumpen 66'. 76' unii 86'und die Eingangsanschlüsse 10a'. 11a'und 12a'der Elektro-Dialysezellen verbinden.

jede der Eiektro-üiaiysezi:iien tu, Ii und υ weist eine Vielzahl untereinander verbundener Kammern

r, 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-Austauschermembra-

vt nen angeordnet. Ferner sind sie zwischen äußeren Klemmrahmenkammern F u-id 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. 8i: 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 ein-iir zentralen Steuertafel 13 angezeigt

Das Produkt, das in den Produktvorratsbehälter 9

to durch aufeinanderfolgendes Oberströmen der Vorratsbehälter 6 bis 8 eingeflossen st, wird aus diesem durch eine Pumpe 96 zu einem Verbrauchersystem herausgepumpt und die Abgabemenge wird durch ein Produktab-

gabeventii 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 £ n-Aus-Steuerung des oben erwähnten Rohmaterialzuf-jnrventiles 3 ausführen kann.

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

Im folgenden wird die Betriebsweise der beschriebenen Vorrichtung erläutert.

Die zu entmineraüsierende 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

Kr»ti)t iisKurp Ventil ά iinrl Αρη ^Irnmiinocmpccpr *fc Hnrrh

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 5°C zugeführt. Dann pumpt die Pumpe 6i> die in dem Vor itsbehälter 6 enthaltene Milch, beispielsweise 1001, 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 %b 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 Vorratsbehäjter 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

in Mineralkonzcntration 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

ι Ί Mineralkonzentration schließlich zu reduzieren.

Die auf diese Weise entmineralisierie Milch kann dann von dem Behälter 8 in den Produktvorratsbehälter 9 überströmen. Das Ventil 9a, das so ausgelegt ist. daß es αρτη'άΛ Aem FliUsiokiMKnivpaii in dem Prodiiktvorrais-

.χι behälter 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 13001/std. ausgepumpt wird.

r> Nach einem Beispiel war die Gesamtmenge der in allen Entmineralisierungseinheiten, dem Produktvorratsbehälter und den zugehörigen Leitungen vorhandenen Milch etwa 700 I. Da die Strömungsrate der Milch in der Größenordnung von 1300 I/Std. liegt, kann daher die

i» 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

fj Verfahren keine Schwierigkeiten auftreten.

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

4" auseinandernehmen zu müssen.

Mit anderen Worten ist eine Zufuhrleitung für Waschflüssigkeit (nicht gezeigt) für den Ausgleichsbehälter 1 an die Zutunneitung iur Kohmateriaimiicn angeschlossen. Die durch die Waschflüssigkeits-Zufuhrleitung zugeführte Waschflüssigkeit wird in den Tank 1 durch eine Leitung (durch gestrichelte Linien angedeutet) von einem automatischen Dreiwegventil la von einem ortsfesten Waschflüssigkeitssprüher \b eingesprühL Die Waschflüssigkeit, die zum Reinigen des

Tankes 1 verwendet wird, wird durch einen Abfluß lc

abgegeben oder andernfalls in eine 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 16ft, 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 Vorratsbehälter?. 5,7 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, pnriionsweise 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 i'rodukte 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 20°C angehoben werden, woraus sich eine im gleichen Sinne wirkende Verbesserung des F.ntmineralisierungs- Wirkungsgrades ergibt.

Bei dem erfindiingsgemäßen Verfahren und der

r> 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 ionenaustauschermem-

2<) branen im Vergleich zu der herkömmlichen Reinigung in auseinandergenommenem Zustand.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!,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 in von einem Vorratsbehälter einer ersten Einheit 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 so Vorratsbehälter der letzten Einheit überfließende, entmineralisie.le Produkt aufgenommen wird, um die gewünschte Minera'Jtonzer.'jation zu erreichen, worauf das Produkt koc'.inuierlich einem nachfolgenden Verbrauchersystem zuge^ihrt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralkonzentration der Flüssigkeit in jedem der Vorratsbehälter der Einheiten in an sich bekannter Weise als 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 Mineralkonzentration in dem erhaltenen Produkt auf einen gewünschten Wert einzureguüeren.
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 w 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, da* durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Speicherbehälter (1) für Rohmaterial aufweist, daß die Umlaufemmineralisierungseinheiien, jeweils außer einer ElektroDialysezelle (10, 11, 12) mit lonenaustauschermembranen auch einen Vorratsbehälter (6, 7, 8) für die zu entmineralisierende, den Dialysezellen kontinuierlich zuzuführende Flüssigkeit aufweisen, daß ein Produktvorratsbehälter (9) M zur Aufnahme des entmineralisierten Produktes vorgesehen ist, um die Mineralkonzentration darin auf einen gewünschten Wert zu reduzieren, daß der Speicherbehälter (t) 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 (6b, 7b, 8b) 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, ic) 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 Wertzuhalten.
6. Vorrichtung gach 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.