DE3850714T2

DE3850714T2 - Verfahren und Vorrichtung für die Entfernung von Tartraten oder ähnlichen Verunreinigungen.

Info

Publication number: DE3850714T2
Application number: DE3850714T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tanahashi; Toshiaki Tazawa; Yuzuru Wakabayashi; Masahiro Yotsumoto
Original assignee: Kansai Chemical Engineering Co Ltd; Suntory Ltd
Current assignee: Kansai Chemical Engineering Co Ltd; Suntory Ltd
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2008-04-29
Also published as: US4819552A; JPH0430832B2; EP0299597A3; JPS63269976A; DE3850714D1; EP0299597B1; US4889743A; EP0299597A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die Entfernung oder Trennung von Weinstein aus bzw. von Wein oder Traubensaft und insbesondere einen verbesserten Prozeß desselben.
Trotz umfangreicher Anstrengungen, Weinstein aus Wein, Traubensaft und ähnlichen flüssigen Getränken vor dem Abfüllen zu entfernen, tritt es häufig auf, daß Ablagerungen dazu neigen, sich nach der Füllung während der Lagerung in Flaschen zu bilden und abzusetzen. Diese Ablagerungen beeinträchtigen das Erscheinungsbild des Produktes und vermindern daher dessen Marktfähigkeit.
Es ist daher in höchstem Maße wünschenswert, ein solches Phänomen zu verhindern.
Verschiedene Verfahren zur Entfernung von Weinsteinen wurden vorgeschlagen. Diese Verfahren umfassen Kühlen, Kationenaustausch, Anionenaustausch, umgekehrte Osmose, und Elektrodialyse. Vorgeschlagen wurde ebenfalls, Ablagerungen durch die Zugabe von gewählten Zusatzstoffen zu verhindern.
Von den oben erwähnten Techniken hat nur Kühlen eine kommerzielle Anwendung gefunden, während die anderen Techniken auf Nachteile stoßen, die ihre Verwendung beeinträchtigen oder verhindern.
Unter den verschiedenen Kühltechniken ist ein Verfahren bekannt, das auf einer Erstkeimbildung von Kalium-Hydrogenweinstein basiert, der ein Hauptbestandteil von Weinstein ist. Dieses Verfahren erfordert jedoch die Aufrechterhaltung von übersättigten Lösungen für verlängerte Zeitspannen um die natürliche Keimbildung herbeizuführen.
Daher ist ein hoher anfänglicher Kapitaleinsatz für die Kühl und Speicherausrüstung erforderlich. Weiterhin ist es mit diesem Verfahren nicht möglich, schnellen oder unerwarteten Steigerungen der Nachfrage am Markt schnell gerecht zu werden.
Ein weiteres Kühlverfahren bemüht sich, die Weinsteinkonzentration zu erhöhen, indem es die Temperatur des Weines vermindert und diesen konzentriert, um die Keimbildung zu beschleunigen. Dieses Verfahren ermöglicht jedoch kein gleichbleibendes Entfernen und erhöht weiterhin die Kosten des Erstausstattungskostenaufwandts.
Um das natürliche Kristallwachstum zu beschleunigen, umfassen einige Kühlverfahren das Impfen des Weines mit weinsteinkristallen und das nachfolgende Trennen der Kristalle und der gereinigten Flüssigkeit. Diese Impfverfahren können in zwei Kategorien unterteilt werden; (1) dem Kontaktverfahren und (2) dem Trägerhaftverfahren.
Ein Beispiel des ersten Verfahrens ist in der DE-A-32 44 221 der Firma Westfalia offenbart. Diese Schrift offenbart einen Prozeß, in dem Impfkristalle aus Kalium-Hydrogenweinstein und Dikalium-DL-Weinstein zugegeben werden, um Kalziumionen abzulagern und zu entfernen, was das Wachstum von Weinsteinkristallen verhindert. Ein Beispiel für die zweite Technik ist in der JP-A-56-5157 (1981) offenbart, die von Henkel und Co.
eingereicht wurde, in der ein Verfahren offenbart ist, in dem Kalziumkarbonat als Impfmaterial verwendet wird. Bei dem in dieser Schrift offenbarten Verfahren wird herbeigeführt, daß Weinsteinkristalle an Fasern und ähnlichem haften, die als Träger wirken und dadurch das Entfernen der Kristalle erleichtern.
Zusätzlich zu dem oben erwähnten wurde mit Saugrohr-Prallblechkristallisierern (die im folgenden als DTB-Kristallisierer bezeichnet werden) des Typs, der bei allgemeinen Kristallisationsprozessen verwendet wird, experimentiert.
Ein typischer DTB-Kristallisierer ist in Fig. 3 gezeigt. Wie ersichtlich, enthält dieses Gerät einen aufrechten zylindrischen Kessel 100, in dem ein Saugrohr 102 getragen ist. Ein Flügelrad 103 ist an dem Boden des Saugrohres 102 angebracht. Dieses Flügelrad 103 wird über eine Flügelradwelle (kein Bezugszeichen) von einem Motor M angetrieben. Ein zweites Rohr 108 ist konzentrisch um das Saugrohr 102 in einer Weise angeordnet, daß es einen im Querschnitt im wesentlichen ringförmigen Durchgang festlegt.
Die Rotation des Flügelrades 103 ist ausgelegt, einen Fluß herbeizuführen, der von dem Boden des Kessels 100 innerhalb des Saugrohres 102 nach oben verläuft. Dieser Fluß ruft einen entsprechenden nach unten gerichteten Fluß durch die oder den ringförmige(n) Kristallisationszone oder -raum hervor, die oder der von den Rohren 102, 108 begrenzt ist. Der Fluß bewegt sich zu dem Boden des Kessels hin und neigt dazu, in den sich nach oben bewegenden, das Saugrohr 102 durchlaufenden Fluß wieder eingeleitet zu werden. Dies definiert natürlich einen sogenannten "schneller Aufstieg - langsamer Fall"-Kristallisationszyklus.
Die Bezugszeichennummer 105 bezeichnet ein Ablauftrennungsbein, über das die Trennung ausgeführt werden kann, während die Bezugszeichennummer 106 den Eingang eines Feinteilchen-Fallenbereichs F bezeichnet. Wie deutlich wird, wirkt das Rohr 108 ebenfalls als ein Prallblech, das die Trennung der größeren, gut entwickelten Kristalle, die dazu tendieren, in dem zirkulierenden Fluß, der das Saugrohr durchläuft, enthalten zu sein, von den Feinteilchen unterstützt.
Eine Kühlhülle J ist in der dargestellten Weise um den Kessel vorgesehen. Tieftemperaturkühlmittel wird durch diese Hülle in einer Weise zirkuliert, die die Temperatur der Flüssigkeit in dem Kessel erniedrigt.
Tests ergaben, daß der vorstehend beschriebene konventionelle Typ eines DTB-Kristallisierers jedoch ungeeignet für die Aufgabe ist, Weinstein aus Wein zu entfernen. Es wird angenommen, daß der Grund dafür der ist, daß die oben erwähnten DTB-Geräte grundsätzlich eher dafür ausgelegt sind, Kristalle zu erzeugen, die von dem Boden des Kessels über das Ablauftrennungsbein 105 entfernt werden, als die Flüssigkeit, in der die Kristalle wachsen, zu reinigen.
Zusätzlich dazu macht das ziemlich komplexe Innere dieser Geräte eine Reinigung und ähnliche Hygienemaßnahmen schwierig, die notwendig sind, um sicherzustellen, daß die in dem Gerät erzeugten Getränke zum menschlichen Konsum geeignet sind und bleiben.
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wurde eine DTB-Anordnung der in EP-A-0 216 702 offenbarten Art vorgeschlagen. In dieser Anordnung (siehe Fig. 4) ist ein einzelnes Saugrohr 220 in einer verhältnismäßig niederen konzentrischen Lage in einem im wesentlichen aufrechten zylindrischen Kessel 211 durch Träger 224 angeordnet. Eine Umrühranordnung enthält einen Motor M, eine Umrührwelle 230 und drei Flügelräder 232, 233 und 234, die auf der Welle befestigt sind. Das Flügelrad 232 ist ausgelegt, einen sich nach oben bewegenden Fluß zu erzeugen, während die anderen beiden sich nach unten bewegende Flüsse erzeugen. Wenn diese Anordnung in Betrieb genommen wird, leiten die Flügelräder 233 und 234 Flüssigkeit von einem Bereich oberhalb des Saugrohres 220 und bewegen dieselbe zu dem Boden des Kessels hin. Beim Erreichen des Bodens des Saugrohres 220 wechselwirkt der Fluß mit dem sich nach oben bewegenden Fluß, der von dem bodennächsten Flügelrad 232 erzeugt wird. Dies bewirkt, daß der Fluß, wie gezeigt, nach oben wirbelt und nachfolgend durch den ringförmigen Durchgang 236, der zwischen dem Inneren des Kessels 211 und dem Äußeren des Saugrohres 220 festgelegt ist, nach oben steigt.
Wenn der Fluß die Höhe des oberen Endes des Saugrohres erreicht, wird ein Teil des Flusses in das Saugrohr 220 zurückgeleitet, um eine Art eines geschlossenen, kontinuierlichen Kreis-Zirkulationsmusters aufzubauen. Impfmaterial wird der Flüssigkeit in dem Kessel zugegeben. Die Impfkristalle wachsen in dem sich nach oben bewegenden Fluß, der den ringförmigen Durchgang 236 durchläuft und entziehen infolgedessen das entsprechende Material aus der zu reinigenden Flüssigkeit.
Diese Anordnung weist jedoch - obwohl sie ein kontinuierliches Entfernen von Weinsteinkristallen aus Wein, Traubensaft und ähnlichen Arten von Flüssigkeiten ermöglicht und ermöglicht, daß Flüssigkeit, die von dem Gerät abgelassen wird, relativ klar ist - den Nachteil auf, daß nur ein Saugrohr 220 in dem Gerät ist, die Auslaßflußrate jenseits bestimmter Grenzen zunimmt und die obere Flüssigkeitsschicht in dem Trennungsbereich, der in dem oberen Teil des Gerätes festgelegt ist, derart gestört wird, daß eine vollständige Trennung der Kristalle nicht eintritt und eine unakzeptabel große Menge von Weinsteinkristallen dazu neigen, zu dem Überlauf oder Auslaßzugang in einer Weise hochgetragen zu werden, die dazu neigt, den Zweck des Prozesses zunichte zu machen.
Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein System zu schaffen, das erfolgreich Weinstein oder ähnliches Material von Flüssigkeiten wie jenen, die zum Abfüllen und/oder menschlichem Konsum vorgesehen sind, zu trennen, wobei das System derart sein soll, daß eine schnelle Verarbeitung von großen Volumina von Flüssigkeit schnell und ohne die Gefahr, daß Kristalle den Weg in das fertiggestellte Erzeugnis finden, durchgeführt werden kann.
Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verarbeitungssystem zum Entfernen von kristallisierbarem Material aus Flüssigkeiten vorgesehen, wobei das System einen Ausgangsflüssigkeitskessel zur Speicherung von Ausgangsflüssigkeit, einen Kristallisierer, einen Endproduktkessel zur Aufnahme und Speicherung von verarbeiteter Flüssigkeit, von der kristallisierbares Material entfernt wurde, und eine erste, zwischen dem Kristallisierer und dem Endproduktkessel angeordnete Trennanordnung umfaßt, wobei die erste Trennanordnung ausgelegt ist, die Flüssigkeit von dem Kristallisierer in einen ersten klaren Bestandteil und einen zweiten, kristalline Festkörper enthaltenen Bestandteil zu trennen, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner umfaßt einen zweiten Abscheider, der mit der ersten Trennanordnung in Fluidverbindung steht, um den zweiten Bestandteil zu empfangen und um ihn in einen zweiten klaren Bestandteil zur Zuleitung in den Endproduktkessel und einen mit kristallinem Festkörper konzentrierten Bestandteil zu trennen, und Ventil und Leitmittel, die eine Ventilanordnung enthalten, um den ersten klaren Bestandteil von der ersten Trennanordnung zu dem Endproduktkessel zu leiten und um den zweiten Bestandteil wahlweise entweder zurück zu dem Kristallisierer oder zu dem zweiten Abscheider zu führen.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Entfernen von kristallisierbarem Material aus Flüssigkeit geschaffen, wobei das Verfahren umfaßt:
die Speicherung einer Ausgangsflüssigkeit in einem Ausgangsflüssigkeitskessel; den Empfang und die Speicherung von verarbeiteter Flüssigkeit in einem Endproduktkessel;
das Entfernen einer Substanz von der Ausgangsflüssigkeit unter Verwendung eines Kristallisierers; die Trennung der Flüssigkeit von dem Kristallisierer in einen ersten klaren Bestandteil und einen zweiten, kristallinen Festkörper enthaltenden Bestandteil unter Verwendung einer ersten Trennanordnung, die zwischen dem Kristallisierer und dem Endproduktkessel angeordnet ist; und
dem Leiten des ersten klaren Bestandteils zu dem Endproduktkessel;
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner umfaßt die Verwendung eines Ventil- und Leitmittels, das enthält eine Ventilanordnung, um den zweiten Bestandteil wahlweise entweder zurück zu dem Kristallisierer oder zu einem zweiten Abscheider zu leiten, und, falls der zweite Bestandteil zu dem zweiten Abscheider geleitet wird, den zweiten Bestandteil in dem zweiten Abscheider in einen zweiten klaren Bestandteil und einen mit kristallinem Festkörper konzentrierten Bestandteil zu trennen, den zweiten klaren Bestandteil zu dem Endproduktkessel zu leiten und den mit kristallinem Festkörper konzentrierten Bestandteil zu den suspensionserzeugenden Behältern zu leiten.
Die dargestellte Ausführungsform des Systems enthält einen Multizyklon oder ähnlichen Abscheidertyp, der mit einem schneller-Fall-langsamer-Aufstieg Kristallisierer des Zirkulationstyps kombiniert ist. Diese Kombination ermöglicht eine kontinuierliche Reinigung, bei der eine kristallisierbare Substanz extrahiert wird, indem die Flüssigkeit geimpft wird und die Mischung in dem Kristallisierer zirkuliert wird und jegliche Kristalle, die mit dem Ausfluß des Kristallisierers ablaufen, von der Zyklonanordnung entfernt werden. Zusätzlich kann das System in einem Stapelprozeßmodus gefahren werden, bei dem der Inhalt des Kristallisierers ablaufen gelassen und durch die Zyklonanordnung geschickt werden kann, sofern das Ausgangsfluid verbraucht oder in seiner Menge beschränkt ist. Unter diesen Umständen wird der Kristall enthaltende Bestandteil, der von dem Multizyklonabscheider freigegeben wird, in einen zweiten Abscheider zur Trennung in eine klare Flüssigkeit und einen Bestandteil, der mit kristallinem Festkörper konzentriert ist, eingespeist. Der letztgenannte Bestandteil wird in einem Kessel gesammelt, in dem eine Impfsuspension vorbereit wird.
Die Merkmale und zugehörigen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Anordnung deutlicher verständlich, die in Verbindung mit den zugehörigen Figuren steht, in denen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm ist, das die Anordnung der Anlage zeigt, die die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung charakterisiert;
Fig. 2 einen Teilaufriß eines Kristallisierers ist, der in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung verwendet wird;
Fig. 3 ein Teilaufriß des ersten DTB-Kristallisierers des Standes der Technik ist, der in den Einführungsabschnitten der vorliegenden Offenbarung diskutiert ist; und
Fig. 4 ein Teilaufriß der zweiten DTB-Anordnung ist, die in den Einführungsabschnitten der vorliegenden Offenbarung diskutiert ist.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Anordnung sind ein Speicherkessel 1, in dem ein großes Volumen von Wein oder ähnlicher, zu verarbeitender Flüssigkeit (im folgenden als Ausgangsflüssigkeit bezeichnet) gespeichert ist; ein Kristallisierer 2; eine Reihe von Zyklonabscheidern 3 (im folgenden als Multizyklonanordnung bezeichnet) und ein Endproduktspeicherkessel 4 zur Aufnahme des gereinigten Produktes miteinander durch eine Ventil- und Leitanordnung verbunden, die die erforderliche Handhabbarkeit des unverarbeiteten, teilverarbeiteten und fertiggestellten Produktes ermöglicht.
Der oben erwähnte Multizyklon kann von jeder geeigneten konventionellen, kommerziell erhältlichen Bauart sein.
Ein Wiedergewinnungsabscheider 29 (in diesem Fall ein Abscheider vom Schraubendekantiertyp), über den Kristalle wiedergewonnen werden und zwei (in diesem Fall) Vorbereitungskessel 25, in denen die Kristalle einer Durchmischung und Suspension unterworfen werden, sind ebenfalls durch die Ventil- und Leitanordnung mit der oben erwähnten Anlage verbunden.
Ohne einer Erwähnung zu bedürfen ist es selbstverständlich, daß aus Hygienegründen und ähnlichem das in Fig. 1 dargestellte System hauptsächlich aus rostfreiem Stahl oder einem ähnlichen Material aufgebaut ist, das sowohl gegenüber einer Korrosion als auch gegenüber einer Reaktion mit der zu verarbeitenden Flüssigkeit beständig ist.
Fig. 2 zeigt den in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendeten Kristallisierer im Detail. Wie aus dieser Figur deutlich wird, legt der Kessel 5 den Hauptkörper dieser Vorrichtung fest und nimmt die Form eines im wesentlichen aufrechten, zylindrisch geformten Behälters aus rostfreiem Stahl an, der mit einer Schicht eines geeigneten wärmeisolierenden Materials bedeckt ist.
Ein zylindrisches Saugrohr 6 hängt von Trägern 7 im unteren Teil des Behälters 5 in einer im wesentlichen dazu koaxialen Weise herab. Eine Umrührwelle 8 ist ausgelegt, sich im wesentlichen entlang den Achsen des Kessels 5 und des Saugrohres 6 zu erstrecken. Ein Flügellaufrad 9 von großem Durchmesser oder ein ähnliches Umrührglied ist mit dem unteren Ende der Umrührwelle 8 verbunden. Wie gezeigt, ist dieses Flügellaufrad ausgelegt, in einer Weise ausgebildet zu sein, derart, daß es eine Form aufweist, die ähnlich zu und in Gegenüberlage mit dem Boden des Kessels 5 in einer Weise ausgebildet ist, die dazu tendiert, jegliches Sediment "wegzufegen", das dazu tendiert, sich dort während des Kristallisationsprozesses abzusetzen. Zwei weitere Flügelräder oder ähnliche Umrührglieder sind mit der Welle ß verbunden und in dem Saugrohr 6 angeordnet. In dieser Anordnung sind die beiden Flügelräder 10 und 10' jeweils nahe dem Boden und dem oberen Ende des Saugrohres angeordnet und sind ausgelegt, einen nach unten gerichteten Fluß durch das Saugrohr hervorzurufen. Dieser nach unten gerichtete Fluß wird aufgewirbelt, nachdem er den Boden des Kessels erreicht hat, und fließt durch den ringförmigen Raum, der zwischen dem äußeren Rand des Saugrohres und der inneren Wand des Kristallisationskessels 5 definiert ist, nach oben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Länge des Saugrohres 6 vorzugsweise 1/2 bis 1/4 der Länge des Kessels 5, während der Durchmesser des Saugrohres 6 1/2 bis 1/3 des Durchmessers des Kessels 5 ist.
Diese Anordnung definiert das, was als eine schneller-Fall langsamer-Aufstieg Zirkulationsanordnung bezeichnet wird, was das umgekehrte von dem ist, was gewöhnlicherweise in DTB Kristallisierern verwendet wird.
Der Kessel ist mit drei Zugängen 13, 14 und 15 ausgestattet. Der erste dieser Zugänge ist ausgelegt, zu Anfang die rohe oder vollständig unverarbeitete Ausgangsflüssigkeit in den Kristallisierer aufzunehmen, während sich der zweite Zugang 14 nahe dem oberen Ende des Kessels befindet und ausgelegt ist, als ein Ablaßzugang in Art eines Überlaufs zu wirken, über den verhältnismäßig klare Flüssigkeit entzogen werden kann. Der Zugang 15 ist auf der anderen Seite derart ausgelegt, die Zugabe einer Suspension von Impfkristall während des Anfangsstadiums des Reinigungsprozesses in die Ausgangsflüssigkeit zuzulassen. In dieser Anordnung ist der Zugang 15 ausgelegt, das Impfmaterial in den sich nach oben bewegenden Fluß einzuführen, der den Bereich durchläuft, in dem sich die Kristalle entwickeln.
Es wird darauf hingewiesen, daß mit der vorliegenden Erfindung die Höhe des Kristallisatorkessels 5 im Vergleich mit der in Fig. 4 dargestellten Anordnung verkleinert ist. Der Grund hierfür ist, daß das Vorsehen der Multizyklonanordnung es unnötig macht, einen Trennbereich per se in dem Kessel zu definieren, wie dies im folgenden klarer verständlich wird. Dementsprechend können die Abmessungen des Gerätes verkleinert werden und der Kessel kann kompakter ausgeführt sein.
Die Kühlanordnung, die in der Ausführungsform die Form einer Kühlhülle 16 annimmt, ist um den unteren Teil des Kessels 5 gebildet und ist in einer Isolierschicht eingeschlossen. Diese Hülle 16 ist ausgelegt, kaltes Kühlmittel zu empfangen, das von einer (nicht dargestellten) Quelle zur Verfügung gestellt wird.
Das dargestellte System enthält weiter eine Kühlanordnung 27, die fluidmäßig zwischen dem Ausgangsflüssigkeitsspeicherkessel 1 und dem Kristallisierer 2 angeordnet ist. Dieses Gerät ist im vorliegenden System ausgelegt, die Temperatur der Ausgangsflüssigkeit auf einen Bereich in der Größenordnung von 0 bis -3ºC zu erniedrigen und befindet sich stromabwärts der Ausgangsflüssigkeitszulieferpumpe P1 und stromaufwärts einer Ventilanordnung 31. Falls gewünscht, kann dieses Gerät ausgelegt sein, Kühlmittel tiefer Temperatur der Kühlmittelhülle 16, die um den unteren Teil des Kristallisierkessels vorgesehen ist, zuzuliefern.
In diesem System kann die Ventilanordnung 31 so betrieben werden, daß sie es ermöglicht, daß Ausgangsflüssigkeit über den Zugang 13 in den Kristallisierkessel 5 zugeführt wird, oder alternativ so betreiben werden, daß in dem Kessel 5 befindliche Flüssigkeit in die Leitung 24 abgezogen wird, die von der Ventilanordnung 31 über eine zweite Ventilanordnung 32 zu einer Pumpe 33 führt.
Die zweite Ventilanordnung 32 ist ausgeführt, in einer Weise betreibbar zu sein, die es ermöglicht, Flüssigkeit aus einem Auffangspeicher 28, der zwischen der zweiten Ventilanordnung 32 und dem Überlaufzugang 14 des Kristallisierkessels 5 angeordnet ist, zum Zwecke des Ausgleichs von auftretenden Flußschwankungen dem Einleitungszugang der Pumpe 33 über die Leitung 21 zuzuführen; oder alternativ die Leitung 21 zu schließen und die Verbindung zwischen der Pumpe 33 und dem Zugang 13 des Kristallisierkessels 5 aufzubauen.
Das System enthält ferner Pumpen P2 und P3 und Ventilanordnungen 30 und 30'. Die zuletzt erwähnten Ventilanordnungen sind stromabwärts der Multizyklonanordnung 3 angeordnet und sind ausgelegt, den Abgabebestandteil der Zyklonanordnung 3 zu steuern, der die kristallinen Festkörper in einer Weise enthält, daß sie entweder wahlweise zu dem Zugang 15 des Kristallisierkessels 5 in einer Weise zurückgeführt werden können, die die Konzentration der Impfkristalle in dem Kristallisierer 2 aufrechterhält, oder wahlweise dem Abscheider 29 des Schraubendekantiertyps zugeleitet werden.
Es ist ebenfalls möglich, die Ventilanordnung 30 derart zu betreiben, um es zu ermöglichen, daß die in den Suspensionserzeugungskesseln 25 erzeugte Suspension dem Zugang 15 eingespeist wird.
Der Betrieb des Systems ist derart, daß Traubensaft, Wein oder eine ähnliche Flüssigkeit in den Ausgangsflüssigkeitsspeicher oder Vorratskessel 1 eingefüllt wird. Zur leichteren Erläuterung wird angenommen, daß es sich bei der Ausgangsflüssigkeit um Wein handelt.
Der Ausgangswein wird zuerst über Leitung 20 und Pumpe P1 einem Kühlgerät 27 zugeführt. Die Temperatur der Flüssigkeit ist auf einen Wert innerhalb eines Bereiches von 0 bis -3ºC vermindert und wird nachfolgend dem Versorgungszugang 13 des Kristallisierkessels 5 zugeführt. Gleichzeitig wird eine die Impfkristalle enthaltende Flüssigkeit über Leitungen 23 und 26 dem Zugang 15 des Kristallisierers zugeführt. Die Menge an Impfmaterial variiert mit dem Volumen und der Temperatur der zu reinigenden Flüssigkeit in dem Kristallisierer.
Wenn beispielsweise die Flüssigkeit auf näherungsweise 0ºC abgekühlt ist, werden 7 bis 8 Gramm pro Liter als angemessen erachtet, während in dem Fall, in dem die Temperatur auf -3ºC erniedrigt ist, 3 bis 4 g/l als geeignet angesehen wird.
Es sollte beachtet werden, daß es ebenfalls möglich ist, die Menge des Impfmaterials mit der Konzentration von Kalium-Hydrogenweinstein in der "Ausgangsflüssigkeit" auszudrücken. Alternativ kann die Sättigungstemperatur der Ausgangsflüssigkeit zur Bestimmung der Konzentration verwendet werden, aber dies ist etwas kompliziert.
Wenn der Motor 12 erregt ist, verursacht dies, daß die Flüssigkeit in dem Kristallisierer durch das Saugrohr 6 unter dem Einfluß der rotierenden Flügelräder 10', 10 nach unten fließt und dann verhältnismäßig langsam um das Äußere des Saugrohrs 6 in einer durch die fettgedruckten Pfeile dargestellten Weise nach oben steigt. Nach Aufstieg auf die Höhe des oberen Endes des Saugrohres wird ein Teil des sich nach oben bewegenden Flusses wieder in das Saugrohr zurückgeleitet um einen zirkulierenden Fluß nach Art eines geschlossenen Kreises aufzubauen.
In der vorliegenden Anordnung ist die Umrührwelle ausgelegt, beispielsweise bei oder unterhalb etwa 100 UpM zu rotieren.
Da das Saugrohr in dem Kristallisierkessel 5 verhältnismäßig tief angeordnet ist, neigen die relativ dichten Impfkristalle dazu, sich in dem unteren Teil des Kristallisierers zu sammeln und werden infolgedessen in die Zirkulation aufgenommen.
Aufgrund der Wiedereinleitung des Aufwärtsflusses in das Saugrohr 6 ist der sich oberhalb des Saugrohres befindende Bereich verhältnismäßig geringen Störungen ausgesetzt und definiert infolgedessen einen ruhigen Trennbereich bzw. Trennzone.
Die meisten der Kristalle, die über die Höhe des Saugrohres 6 nach oben steigen, neigen dazu, bald wieder abzusinken und werden in die Zirkulation wieder auf genommen.
Das sich benachbart dem Boden des Kristallisierkessels 5 befindende flügelradähnliche Umrührglied 9 ist ausgebildet, das Absetzen der Kristalle darauf zu verhindern und hält infolgedessen im wesentlichen alle Kristalle in dem zirkulierenden Fluß. Während der Zirkulation wachsen die Kristalle, indem sie Weinstein von der Ausgangsflüssigkeit entfernen, und vermindern somit die Konzentration desselben darin. Zusätzlich dazu verursachen die Impfkristalle eine Zweitkeimbildung der Weinsteinkristalle, wobei deren Keime teilweise in dem Saugrohr 6 auftreten.
Nachdem die Flüssigkeit in der beschriebenen Weise einer Reinigung unterworfen wurde, wird die Flüssigkeit, die über den Zugang 14 überläuft, über den Auffangspeicher 28 und die Pumpe 33 zu dem Einlaßzugang 19 der Zyklonanordnung geleitet. Wie oben erwähnt, ist der Auffangspeicher 18 vorgesehen, Mengenänderungen des zwischen dem Kristallisierer 2 und der Zyklonanordnung 3 fließenden Fluids zu ermöglichen.
Die Zyklonanordnung 3 scheidet sämtliche Kristalle ab, die in der Flüssigkeit, die an dem Überlauf Zugang 14 des Kristallisierers 5 entnommen wurde, enthalten gewesen sein können und läßt klare, kristallfreie Flüssigkeit über die oberen Auslaßzugänge 17 aus, die an den oberen Enden der Zyklone vorgesehen sind. Diese gereinigte Flüssigkeit wird mittels der Leitung 22 in den Endproduktspeicherkessel 4 eingeleitet.
Die dem Kessel 4 zugeführte Flüssigkeit ist chemisch stabil und in der Lage, abgefüllt und für längere Zeitspannen ohne die Bildung von Ablagerungen, die darin Sedimente bilden, gelagert zu werden.
Auf der anderen Seite wird ein Teil der in die Zyklone eingespeisten Flüssigkeit über die Auslaßzugänge 18 mit sämtlichen kristallinen Festkörpern, die darin enthalten sein können, abgegeben. Wie bereits im Vorangegangenen offenbart, ist es durch eine wahlweise Auslegung der Ventilanordnungen 30 und 30' möglich, die Kristall enthaltende Flüssigkeit zu dem Zugang 15 des Kristallisierkessels 5 zurückzuleiten oder dieselbe dem Abscheider 29 zuzuführen.
In diesem Fall wird der kristalline Festkörper enthaltende Ausfluß der Zyklone zu dem Kristallisierkessel 5 zurückzirkuliert und neigt dazu, eine im wesentlichen konstante Menge von Impfkristallen in dem System ohne die Notwendigkeit, diese periodisch aus den die Suspension erzeugenden Kesseln 25 wiederaufzufrischen, aufrechtzuerhalten.
Mit dem in der oben beschriebenen Weise betriebenen System ist es möglich, Weine, Traubensaft und ähnliche Flüssigkeiten kontinuierlich in einer Weise zu reinigen, die die Konzentrationen von Weinsteinen auf Höhen reduziert, die in Produkten hoher Qualität erforderlich sind.
Nachfolgend und/oder alternativ ist es möglich, das System in einem Stapelverarbeitungsmodus zu betreiben. Wenn beispielsweise die gesamte Ausgangsflüssigkeit in dem Kessel 1 verbraucht ist, werden die Ventile 30, 30' und 31, 32 beispielsweise in einer Weise eingestellt, die eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaßzugang 19 der Zyklonanordnung und dem untersten Zugang 13 des Kristallisierkessels 5 aufbaut. Dies ermöglicht es, den letzten Teil der Ausgangsflüssigkeit, die in dem Kristallisierkessel 5 enthalten ist und die darin behandelt wurde, abzulassen und in den Multizyklonabscheider 3 zu pumpen.
Nach erfolgter Abscheidung der Kristalle in den Zyklonen der Multizyklonanordnung 3 wird das gereinigte Produkt über die Leitung 22 und die oberen Auslaßzugänge 17 zu dem Kessel 4 geleitet. Ventile 30 und 30' werden geeignet betrieben, um die Verbindung zwischen den Auslaßzugängen 18 der Zyklonanordnung und dem Zugang 15 des Kristallisierers abzutrennen und die verhältnismäßig große Menge an abgeschiedenen Kristallen zu dem Abscheider 29 zu leiten. Der Abscheider 29 des Schraubendekantiertyps trennt das Eingelassene in eine klare Flüssigkeit, die über die Pumpe P3 dem Speicherkessel 4 zugeführt werden kann und eine Suspension, in der die Kristalle konzentriert vorliegen und die über die Pumpe P2 den suspensionserzeugenden Kesseln 25 zugeführt wird.

(Beispiel)

100 kl einer Ausgangsflüssigkeit wurde in den Speicherkessel 1 gefüllt und wurde bei einer Rate von 20 kl/hr über die Leitung 20 in den Kristallisierer 2 eingebracht. Der Fluß wurde in einem plattenartigen Kühlgerät auf näherungsweise -3ºC gekühlt. In diesem Beispiel wurde ein Kristallisierkessel 5 einer Kapazität von 20 kl verwendet. Das verwendete Saugrohr 6 war 150 cm lang und 150 cm im Durchmesser. Der Kessel 5 war näherungsweise 3 m im Durchmesser und war auf eine Tiefe von näherungsweise 3 m gefüllt. Die Oberfläche der Flüssigkeit war etwa 1 m oberhalb der oberen Höhe des Saugrohres 6 ausgebildet.
Das durch die Kühlhülle 16 geleitete Kühlmittel war ausgelegt, die Temperatur der Flüssigkeit in dem Abscheider bei -3ºC zu halten. Das verwendete Impfmaterial war Kaliumhydrogenweinstein. 60 kg wurde über die Ventilanordnung 30 durch die Leitung 26 in den Kristallisierer über Zugang 15 zugeführt. Die Ventilanordnung 30 wurde dann geschlossen und der Motor 12 wurde erregt, um die Umrührelemente 9, 10 und 10' bei weniger als 100 UpM zu rotieren. Eine Flußrate von 0,6 m/hr wurde in der sich um das Äußere des Saugrohres nach oben bewegenden Flüssigkeit bewirkt. Der Überlauf von Zugang 14 wurde in dem Auffangspeicher 28 gesammelt und nachfolgend über die Pumpe 33 in den Einlaßzugang 19 der Multizyklonanordnung 3 gepumpt. Der klare Flüssigkeitsauslaß von den oberen Auslaßzugängen 17 der Multizyklonanordnung wurde einem Endproduktspeichertank 4 zugeleitet. Der Auslaß der unteren Zugänge 18 wurde über die Leitung 23 zurück zu dem Zugang 15 des Kristallisierkessels 5 geleitet. Unter Verwendung dieser Rezirkulisation wurde eine Weinsteinkonzentration größer als 3 g/l in dem Kristallisierer 2 aufrechterhalten.
Nach 5 Stunden war die Versorgung mit Ausgangsflüssigkeit aufgebraucht und 80 Kl gereinigter Wein war in dem Speicherkessel 4 gesammelt.
Nachfolgend wurde die Betriebsweise des Systems von einem kontinuierlichen Verarbeitungskreis zu einem Stapelverarbeitungstyp gewechselt. Das heißt, daß das Ventil 31 so betrieben wurde, daß eine Verbindung zwischen der Leitung 24 und dem Einlaßzugang 13 des Kristallisierkessels 5 aufgebaut wurde und die Ventilanordnung 32 so eingestellt wurde, die Leitung 21 geschlossen und eine Verbindung zwischen der Leitung 24 und dem Einlaßzugang 19 der Zyklonanordnung 3 aufgebaut wurde.
Danach wurde die Ventilanordnung 30 so betrieben, daß die Verbindung zwischen den Leitung 23 und 26 blockiert war und die Ventilanordnung 30' wurde betrieben, eine Verbindung zwischen den unteren Auslaßzugängen 18 der Zyklonanordnung 3 und dem Eingangszugang (kein Bezugszeichen) des Abscheiders 29 vom Schraubendekantiertyp aufzubauen. Mit dem derart für eine Stapelverarbeitung konditionierten System wurde die Pumpe 33 angeregt und Flüssigkeit von dem Kristallisierkessel 5 über den Zugang 13 geleitet und in den Einleitzugang 19 der Multizyklonanordnung 3 gepumpt.
Die Multizyklonanordnung 3 trennte das Eingelassene in eine klare Flüssigkeit, die über die oberen Auslaßzugänge 17 abgegeben wurde mittels der Leitung 22 in den Speicherkessel 4 geführt wurde.
Auf der anderen Seite wurde Kristall enthaltende, über die unteren Zugänge 18 ausgelassene Flüssigkeit in den Abscheider 29 des Schraubendekantiertyps eingespeist. In diesem Gerät wurde das Eingelassene in einen klaren Bestandteil getrennt, der über die Pumpe P3 und die Leitung 38 in den Speicherkessel 4 eingespeist wurde, und einem Kristalle enthaltenden Bestandteil, der über die Pumpe P2 in die suspensionserzeugenden Behälter 25 gepumpt wurde.
Bei Beendigung dieses Betriebs ergab sich, daß 100 kl Wein in dem Endproduktspeicherkessel 4 enthalten war.
Wie aus der vorstehenden Offenbarung deutlich wird, ist das System der vorliegenden Erfindung infolgedessen in der Lage, Wein und ähnliche Flüssigkeiten sowohl kontinuierlich als auch in Art eines Stapelverarbeitungsprozesses in einer Weise zu verarbeiten, die Weinsteine und ähnliches in einem Umfang entfernt, der sicherstellt, daß unerwünschte Ablagerungen während der Lagerung des Produktes nach der Abfüllung nicht auftreten werden.
Falls gewünscht, kann das System durch Zugabe von frischer Ausgangsflüssigkeit in den Ausgangsflüssigkeitsspeicherkessel 1 in dem kontinuierlichen Verarbeitungsmodus gehalten werden.
Alternativ ist es möglich, das System in dem Fall, daß die Menge der zu verarbeitenden Ausgangsflüssigkeit relativ gering und in der Größenordnung der Kapazität des Kristallisierkessels 5 ist, in dem Stapelmodus betrieben werden.

Claims

1. Verarbeitungssystem zum Entfernen von kristallisierbarem Material aus Flüssigkeit, wobei das System einen Ausgangsflüssigkeitskessel (1) zur Speicherung von Ausgangsflüssigkeit, einen Kristallisierer (2), einen Endproduktkessel (4) zur Aufnahme und Speicherung von verarbeiteter Flüssigkeit, von der kristallisierbares Material entfernt wurde, und eine erste, zwischen dem Kristallisierer (2) und dem Endproduktkessel (4) angeordnete Trennanordnung (3) umfaßt, wobei die erste Trennanordnung ausgelegt ist, die Flüssigkeit von dem Kristallisierer in einen ersten klaren Bestandteil und einen zweiten, kristalline Festkörper enthaltenen Bestandteil zu trennen, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner umfaßt einen zweiten Abscheider (29), der mit der ersten Trennanordnung (3) in Fluidverbindung steht, um den zweiten Bestandteil zu empfangen und um ihn in einen zweiten klaren Bestandteil zur Zuleitung in den Endproduktkessel (4) und einen mit kristallinem Festkörper konzentrierten Bestandteil zu trennen, und Ventil und Leitmittel, die eine Ventilanordnung (30, 30') enthalten, um den ersten klaren Bestandteil von der ersten Trennanordnung (3) zu dem Endproduktkessel (4) zu leiten und um den zweiten Bestandteil wahlweise entweder zurück zu dem Kristallisierer (2) oder zu dem zweiten Abscheider (29) zu führen.

2. Verarbeitungssystem nach Anspruch 1, in dem der Kristallisierer (2) umfaßt einen Kristallisierkessel (5), ein Saugrohr (6), das in einer verhältnismäßig niedrigen Lage in dem Kessel getragen ist, eine Mischanordnung (8, 9, 10, 10'), um einen Fluß herbeizuführen, der das Saugrohr in einer ersten Richtung durchläuft und über einen ringförmigen Durchgang, der zwischen dem Kessel (5) und dem Äußeren des Saugrohres (6) definiert ist, zurückkehrt, eine Kühlhülle (16), die zumindest um den unteren Teil des Kessels (5) angeordnet ist, einen Einlaßzugang (13), der sich nahe dem Boden des Kessels befindet und einen Überlaufablaßzugang (14), der sich in der Nähe des oberen Endes des Kessels (5) befindet, um zu ermöglichen, daß Flüssigkeit, die kristallinen Festkörper enthält, abgelassen wird.

3. Verarbeitungssystem nach Anspruch 2, in dem das Ventil und Leitmittel (31, 24, 32) betreibbar ist, in dem Kristallisierer (2) befindliche Flüssigkeit über den Einlaßzugang (13) statt über den Überlaufauslaßzugang (14) zu einem Einleitzugang (19) der ersten Trennanordnung (3) zu führen.

4. Verarbeitungssystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, das ferner umfaßt ein Kühlgerät (27), um die Ausgangsflüssigkeit, die von dem Ausgangsflüssigkeitskessel (1) zu dem Einlaßzugang (13) des Kristallisierkessels (5) geführt wird, zu kühlen.

5. Verarbeitungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, in dem der zweite Abscheider (29) ein Abscheider vom Schraubendekantiertyp ist.

6. Verarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin umfaßt Suspensionsbehälter (25), um darin eine Suspension vorzubereiten, die den der Flüssigkeit zu entziehenden kristallinen Festkörper enthält, wobei die Suspensionsbehälter (25) wahlweise entweder über das Ventil und Leitmittel mit dem Kristallisierer (2) verbindbar sind, um diesem die Kristall enthaltende Flüssigkeit zu liefern, oder mit dem zweiten Abscheider (29) verbindbar sind, um von diesem den mit kristallinem Festkörper konzentrierten Bestandteil zu empfangen.

7. Verarbeitungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Trennanordnung (3) die Form eines Multizyklons aufweist.

8. Verfahren zum Entfernen von kristallisierbarem Material aus Flüssigkeit, das umfaßt: die Speicherung einer Ausgangsflüssigkeit in einem Ausgangsflüssigkeitskessel (1);

den Empfang und die Speicherung von verarbeiteter Flüssigkeit in einem Endproduktkessel (4); das Entfernen einer Substanz von der Ausgangsflüssigkeit unter Verwendung eines Kristallisierers (2);

die Trennung der Flüssigkeit von dem Kristallisierer (2) in einen ersten klaren Bestandteil und einen zweiten, kristallinen Festkörper enthaltenden Bestandteil unter Verwendung einer ersten Trennanordnung (3), die zwischen dem Kristallisierer (2) und dem Endproduktkessel (4) angeordnet ist; und dem Leiten des ersten klaren Bestandteils zu dem Endproduktkessel (4);

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner umfaßt

die Verwendung eines Ventil- und Leitmittels, das enthält eine Ventilanordnung (30, 30'), um den zweiten Bestandteil wahlweise entweder zurück zu dem Kristallisierer (2) oder zu einem zweiten Abscheider (29) zu leiten, und, falls der zweite Bestandteil zu dem zweiten Abscheider (29) geleitet wird, den zweiten Bestandteil in dem zweiten Abscheider in einen zweiten klaren Bestandteil und einen mit kristallinem Festkörper konzentrierten Bestandteil zu trennen, den zweiten klaren Bestandteil zu dem Endproduktkessel (4) zu leiten und den mit kristallinem Festkörper konzentrierten Bestandteil zu den suspensionserzeugenden Behältern (25) zu leiten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfaßt:

die Vorbereitung einer den von der Flüssigkeit zu extrahierenden kristallinen Festkörper enthaltenden Suspension in den suspensionserzeugenden Behältern (25); und

der wahlweisen Zufuhr der Suspension von den Suspensionsbehältern (25) über das Ventil- und Leitmittel zu dem Kristallisierer (2).

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, das umfaßt das Betreiben des Ventil- und Leitmittels (31, 24, 32), um zu ermöglichen, daß in dem Kristallisierer (2) befindliche Flüssigkeit über den sich in der Nähe des Bodens eines Kristallisierkessels (5) des Kristallisierers (2) befindenden Einlaßzugangs (13) zu einem Einleitzugang (19) der ersten Trennanordnung (3) als eine Alternative der Zufuhr über einen Überlaufauslaßzugang (14) des Kristallisierers (2) zugeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Kühlen der Ausgangsflüssigkeit, die von dem Ausgangsflüssigkeitskessel (1) zu dem Einlaßzugang (13) des Kristallisierkessels (5) geführt wird, in einem Kühlgerät (27), das in Fluidverbindung zwischen dem Ausgangsflüssigkeitsspeicherkessel (1) und dem Kristallisierer (2) angeordnet ist, umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 8 unter Verwendung eines Verarbeitungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7.