DE4427478A1 - Process and plant for treating salt brine - Google Patents
Process and plant for treating salt brineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und Anlagen zur umweltge rechten Behandlung bzw. Weiterbehandlung von kochsalzhaltiger Salzlake, wie sie bei der Bereitung von Sauergemüsen, insbesondere Sauerkraut, anfällt. Dabei wird in einer Grundstufe das Frischkraut bzw. ein anderes Frischgemüse in zerkleinerter, insbesondere geschnittener, Form mit Kochsalz (etwa 2 Masse-%, bezogen auf Gemüsemasse) innig vermengt, und nach jeweils vorgegebener Einwirkungsdauer von maximal einigen Tagen wird zumindest ein Großteil der sich bildenden, überschüssigen Frischlake vom eingesalzenen Schnittgemüse getrennt und sollte, insbesondere vom Standpunkt der Umweltschonung aus, jedenfalls einer Weiterbehandlung bzw. -verwertung zuge führt werden.The invention relates to methods and systems for environmental right treatment or further treatment of saline brine, such as it arises when preparing pickled vegetables, especially sauerkraut. In a basic stage, the fresh cabbage or another fresh vegetable in chopped, especially cut, form with table salt (approx. 2 % By mass, based on vegetable mass) intimately mixed, and after each The specified exposure time of a maximum of a few days is at least one Most of the excess fresh brine that forms is salted Cut vegetables separately and should, especially from the standpoint of Environmental protection, in any case a further treatment or recycling leads.
Es liegt auf der Hand, daß bei der Sauerkrautherstellung bei Großerzeugern sehr große - etwa ein Drittel der Krautmasse betragende - Mengen an Frisch- bzw. Preßlaken anfallen, die aufgrund ihrer hohen Anteile (etwa 2-5 Masse-%) an organischen Stoffen und insbesondere infolge der großen Mengen (etwa 2-3 Masse-%) an NaCl bei nicht fachgerechter Entsorgung eine wesentliche Umweltbelastung darstellen.It is obvious that in sauerkraut production Large producers very large amounts - about a third of the herb mass on fresh or press sheets, which are due to their high proportions (about 2-5 % By mass) of organic substances and especially as a result of the large quantities (about 2-3% by mass) of NaCl if not properly disposed of represent significant environmental pollution.
Bisher bekannte Entsorgungskonzepte basieren im wesentlichen auf einem
mikrobiologischen, aeroben und/oder anaeroben Abbau der organischen Anteile,
um die hohen CSB-Werte der Lake zu senken. Im Fall der Sauerkrautlake haben
diese Verfahren jedoch folgende Nachteile:
Es wird das Salz nicht abgebaut und belastet die Kläranlage inklusive der
Rohrsysteme und letztlich die Umwelt. Weiters werden die Inhaltsstoffe des
Krautwassers, die, solange das Krautwasser durch Fäulnisprozesse nicht verdor
ben ist, durchaus wieder- oder weiterverwertbar sind, bei den aeroben
Verfahren nicht genützt. Der organische Anteil wird abgebaut (bei den
anaeroben Verfahren wird wenigstens Methan erzeugt, das betriebsintern
verwendet wird) und die Mineralstoffe gelangen in das Abwasser.Previously known disposal concepts are essentially based on a microbiological, aerobic and / or anaerobic decomposition of the organic components in order to reduce the high COD values of the brine. In the case of sauerkraut brine, however, these processes have the following disadvantages:
The salt is not mined and pollutes the sewage treatment plant including the pipe systems and ultimately the environment. Furthermore, the ingredients of the herb water, which can be recycled or reused as long as the herb water is not spoiled by putrefaction processes, are not used in the aerobic processes. The organic fraction is broken down (at least methane is produced in the anaerobic process, which is used in-house) and the minerals end up in the waste water.
Das Sauerkrautabwasser enthält neben dem Kochsalz Kohlenhydrate, Milch säure, Eiweißverbindungen, Vitamin C und ungelöste Stoffe. Bei längerem Stehenlassen werden durch Reduktionsvorgänge Schwefelverbindungen und andere flüchtige, organische Schwefelverbindungen gebildet, die zu äußerst unangenehmer Geruchsbelästigung führen können.In addition to table salt, sauerkraut waste water contains carbohydrates and milk acid, protein compounds, vitamin C and undissolved substances. For a long time Reduction processes leave sulfur compounds and others volatile, organic sulfur compounds formed that are extremely unpleasant smell.
Die bisher geübte Praxis, das Krautwasser einfach wieder auf die Felder auszubringen (hier stört der hohe NaCl-Gehalt), oder es als Abwasser direkt in den Vorfluter einzuleiten (hier stören die organischen Inhaltsstoffe und die dadurch bedingten hohen CSB-Werte), wird in naher Zukunft von den Behörden verschiedener Länder nicht mehr toleriert werden, bzw. ist schon jetzt ungesetzlich. Auch ein direktes Einleiten in kommunale Kläranlagen ist nicht zweckmäßig. Die hohen CSB-Werte des Krautwassers würden beispielsweise nur aus Gründen einer etwa 3 Monate dauernden Krautkampagne eine Auslegung der Kläranlage eines Dorfes für die Einwohnergleichwerte einer Kleinstadt erfor derlich machen. Außerdem wirkt das Krautwasser sehr korrosiv auf die für Rohr systeme und Kläranlagen üblicherweise verwendeten Baumaterialien.The practice so far, simply put the herb water back on the fields to discharge (here the high NaCl content is a problem), or to use it directly as waste water to discharge the receiving water (here the organic ingredients and the resulting high COD values) will be used by the authorities in the near future different countries are no longer tolerated, or is already illegal. Direct discharge into municipal wastewater treatment plants is also not possible expedient. The high COD values of the herb water, for example, would only be enough To interpret the herb campaign for about 3 months Sewage treatment plant of a village for the equivalents of a small town make such a thing. In addition, the herb water has a very corrosive effect on the pipe systems and sewage treatment plants commonly used building materials.
Es soll hier ergänzend erwähnt werden, daß aus der EP-A1 0 456 368 eine Wieder-Einsetzung von Lake, die aus einer Konservierung von Gurken stammt, für eine Konservierung einer neuen Charge bekanntgeworden ist. Bei der konkreten Durchführung fallen die real sehr niedrig gehaltene Konzentrationen der Konservierungslösungen an Kochsalz von 2% bei gleichzeitiger Anwesenheit von Essig- oder Milchsäure auf. Im wesentlichen soll bei der dort konkret zwei Monate dauernden Konservierung nur erreicht werden, daß die Gurken ihre frische Farbe und ihre Festigkeit selbst in heißen Klimazonen behalten, ein echtes Einsalzen ist dort nicht vorgesehen. Die nach der Konservierungsdauer abgezogene Lösung wird nach bloß verlustkompensierendem Salzzusatz wieder auf die ursprüngliche, an sich niedrige Konzentration gebracht und für eine neue Charge verwendet.It should also be mentioned here that EP-A1 0 456 368 Reinstatement of Lake, which comes from preserving cucumbers for conservation of a new batch has become known. With the concrete Realization of the very low concentrations of Preservative solutions of table salt of 2% in the presence of Acetic or lactic acid. Essentially there should be two Months of preservation can only be achieved by pickling their cucumbers keep fresh color and firmness even in hot climates real salting is not provided there. That after the preservation period withdrawn solution is opened again after merely adding loss-compensating salt brought the original, low concentration in itself and for a new one Batch used.
Alle konkreten angeführten Versuche zur Methode gemäß der EP-A1 betreffen nur einen Einsatz von niedrige NaCl-Konzentration aufweisenden Koch salz-Säure-Lösungen. Die Nennung von 15% NaCl als Obergrenze hat nur hypothe tischen Charakter, was sich insbesondere daraus ergibt, daß sich diese EP-A1 mit dem Problem der enormen Steigerung der Flüssigkeitsmengen bei einer Recy clierung von echten Einsalz-Laken nicht im entferntesten beschäftigt, weil es infolge der völlig andersartigen Voraussetzungen nicht erkannt wurde bzw. werden konnte. Es fehlt daher dort jegliche Angabe und jeglicher Ansatz zur Lösung dieses Mengen- und somit Entsorgungsproblems.All concrete experiments on the method according to EP-A1 affect only use of low NaCl concentration cook salt-acid solutions. The mention of 15% NaCl as the upper limit is only hypothe table character, which results in particular from the fact that this EP-A1 with the problem of the enormous increase in the amount of liquid in a recycling Real salting sheets not remotely busy because of it was not recognized due to the completely different conditions or could be. There is therefore no information and no approach to Solution to this quantity and thus disposal problem.
Worin das sich beim Herstellen von Sauerkraut durch Einsalzen zu
lösende Problem besteht, sei beispielhaft erläutert:
Beim Einsalzen von Sauerkraut bleiben bei Einsatz von etwa
25%-iger NaCl-Lösung etwa 16% des Salzes im Kraut und die restlichen etwa 8-9%
Salzmenge bilden nach dem Einsalzen und Abziehen zusammen mit der eingesetzten
Wassermenge und der dem Frischkraut selbst entzogenen Wassermenge eine Lake
mit einer Kochsalz-Konzentration von nur mehr etwa 2,5%; eine Konzentration,
die übrigens beim Verfahren gemäß EP-A1 für die Konservierung der frischen
Gurken eingesetzte Lake haben soll. Bei nur einmaliger Rückführung der Frisch
lake in die Einsalzung ist bei Sauerkraut eine Wassermenge zu beherrschen,
welche etwa dem Vierfachen der beim ersten Einsalzen eingesetzten Wasser
menge entspricht. Die allein aus dieser Anfangs-Situation abzuleitende,
exponentielle Steigerung der Flüssigkeitsmengen bei einem mehrmaligem
Recycling zeigt, daß es nur weniger Zyklen bedürfte, das Problem der zu
behandelnden Flüssigkeitsmengen völlig unbeherrschbar zu machen.The problem of solving sauerkraut by salting is explained by way of example:
When salting sauerkraut, when using about 25% NaCl solution, about 16% of the salt remains in the herb and the remaining about 8-9% salt amount forms after salting and stripping together with the amount of water used and the amount of water extracted from the fresh herb itself a brine with a salt concentration of only about 2.5%; a concentration which, incidentally, should have brine used in the process according to EP-A1 for the preservation of the fresh cucumber. With only one return of the fresh lake to the salting in sauerkraut, a quantity of water has to be mastered which corresponds to about four times the amount of water used in the first salting. The exponential increase in the amount of liquid after repeated recycling, which can be deduced solely from this initial situation, shows that it only takes a few cycles to make the problem of the amount of liquid to be treated completely uncontrollable.
Die Erfindung geht unter anderem von der bisher nirgends näher behandelten Tatsache und Erkenntnis der "rasanten" Verdünnung und Volumen zunahme aus, und sie hat sich die Aufgabe gestellt, einen wirtschaftlich sinnvollen, dem Recyclingprinzip voll entsprechenden und ökologisch vertretbaren Weg zur Beherrschung dieser Volumina anzugeben.The invention goes nowhere closer, among other things treated fact and knowledge of the "rapid" dilution and volume increase, and it has set itself the task of being economical sensible, fully in line with the recycling principle and ecological specify an acceptable way to control these volumes.
Ziel der Erfindung ist weiters insbesondere eine möglichst umweltschonende Entsorgung und gegebenenfalls Nutzung der sich aus der Preßlake ergebenden Wässer, Abwässer, Schlämme, Salze und organischen Sub stanzen, wobei, insbesondere bedingt durch die niedrigen Preise für Sauergemüse, besonders aufwendige Verfahrensschritte und Vorgangsweisen vermieden werden müssen. Auch eine Belastung durch Geruchsbelästigung in der Nähe der Anlagen, z. B. infolge unerwünschter Fermentationsprozesse, die als Folge von notwendigen Zwischenlagerungen zum Ausgleich des stoßweisen Anfallens der Preßlake, insbesondere in der Hauptsaison, auftreten, soll verhindert werden.The aim of the invention is in particular one possible environmentally friendly disposal and, if necessary, use of the Press liquor resulting waters, wastewater, sludges, salts and organic sub punch, whereby, in particular due to the low prices for Sour vegetables, particularly complex process steps and procedures must be avoided. Also a burden of odor in the Near the facilities, e.g. B. as a result of undesirable fermentation processes as Sequence of necessary intermediate storage to compensate for intermittent Accumulation of the press sheet, especially in the high season, should occur be prevented.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele unter weitgehender
Vermeidung der genannten Nachteile mit einem neuen Verfahren zur Behandlung
bzw. Weiterbehandlung von kochsalzhaltiger Salzlake, insbesondere Frisch-Lake,
aus der Bereitung von Sauergemüsen, insbesondere Sauerkraut, bei welchem in
einer Grundstufe Frisch-Gemüse, insbesondere Frisch-Kraut, in zerkleinerter,
insbesondere geschnittener, Form mit Kochsalz-Lösung versetzt wird und nach
jeweils vorgegebener Einwirkungsdauer zumindest ein Großteil der gebildeten
Salzlake vom damit behandelten Gemüse, insbesondere Kraut, getrennt und einer
weiteren Verwertung zugeführt wird, wobei zumindest ein Teil der nach Abschluß
der Grundstufe abgetrennten bzw. abgepreßten Salzlake unter kompensierender
Zugabe der vom Gemüse aufgenommenen Menge entsprechenden Menge Kochsalz in
eine Kochsalz-Behandlung von frischem Gemüse, insbesondere Kraut, recycliert
wird, erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist,daß durch aufeinander abgestimm
te Vernetzung der einzelnen Verfahrensschritte zusammen mit einer Recyclierung
des Kochsalzes, eine umweltschonende Entsalzung bzw. Demineralisierung der der
Lake zu entziehenden flüssigen Phase bei gleichzeitiger umweltgerechter Ver
wertung organischer Anteile der Lake vorgenommen wird, indem - in einer, der
genannten Grundstufe bevorzugt unmittelbar folgenden, Vorstufe
beispielsweise durch Schweretrennung, insbesondere durch Zentrifugieren oder
Filtration, aus der - infolge des durch die Salzbehandlung erfolgenden
Wasserentzuges aus dem Frisch-Gemüse wesentlich verdünnten - Lake die in ihr
enthaltenden Partikel von Schwebstoffen, Trübung verursachenden Stoffen
und/oder Fasermaterialien - zusammen mit ihnen anhaftenden und/oder
angelagerten Mikroorganismen bzw. Mikroorganismus-Agglomeraten - sowie
gegebenenfalls hochmolekulare organische Verbindungen abgeschieden und von
derselben abgetrennt werden, daß, gegebenenfalls nach Durchlaufen einer Zwi
schenstufe mit Zwischenlagerung, Zwischenreinigung od. dgl., weiters
in einer Hauptstufe die 1-3,5 Masse-%, insbesondere 1,5 bis 2,5
Masse-%, betragende Salz-Konzentration in zumindest einem Teil der derart
vorgereinigten und stabilisierten Lake selbst oder in einer mit derselben in
Wechselwirkung gebrachten Hilfslösung auf für eine Abgabe an die Umwelt
zugelassene Werte, insbesondere auf Werte von kleiner 0,2 Masse-%, gesenkt
wird ("Diluat"), wobei die Salz-Konzentration im restlichen Teil der Lake oder
in einer Hilfslösung (ohne Frisch-Salzzugabe) auf maximal 30 Masse-%,
vorzugsweise auf 5 bis 10 Masse-%, insbesondere auf 7 bis 8 Masse-%, erhöht
wird ("Konzentrat"), und daß, gegebenenfalls nach Durchlaufen einer Zwischen
stufe mit Zwischenlagerung, Zwischenreinigung od. dgl.,
in einer Endstufe die, bevorzugterweise gesamte, Menge des derart
erhaltenen Konzentrates in die Kochsalz-Behandlung des Frischgemüses,
insbesondere Schnitt-Krautes, der Grundstufe recycliert wird.According to the present invention, these objectives are largely avoided while avoiding the disadvantages mentioned with a new process for the treatment or further treatment of brine containing saline, in particular fresh brine, from the preparation of pickled vegetables, in particular sauerkraut, in which fresh vegetables, in particular, are used in a basic stage Fresh cabbage, in chopped, in particular cut, form is mixed with saline solution and, after each predetermined exposure time, at least a large part of the brine formed is separated from the vegetables treated with it, in particular cabbage, and used for further use, at least a part of the Completion of the basic stage separated or squeezed brine with compensating addition of the amount of table salt corresponding to the amount taken up by the vegetables is recycled into a table salt treatment of fresh vegetables, in particular cabbage, which is characterized in that each other Coordinated networking of the individual process steps together with recycling of the common salt, environmentally friendly desalination or demineralization of the liquid phase to be extracted from the brine with simultaneous environmentally friendly recycling of organic parts of the brine by - in one of the above-mentioned basic stages, preferably immediately following, Pre-stage, for example, by separation of gravity, in particular by centrifugation or filtration, from which - due to the water removal from the fresh vegetables, which is considerably diluted by the salt treatment - brine contains the particles of suspended matter, turbidity-causing substances and / or fiber materials contained therein - together with adherent and / or attached microorganisms or microorganism agglomerates - and, if appropriate, high-molecular organic compounds are separated and separated therefrom, that, if appropriate after passing through an intermediate stage with an intermediate layer erection, intermediate cleaning or the like, further
in a main stage, the salt concentration amounting to 1-3.5% by mass, in particular 1.5 to 2.5% by mass, in at least part of the thus pre-cleaned and stabilized brine itself or in an auxiliary solution brought into interaction with it Values approved for release to the environment, in particular to values of less than 0.2% by mass, are reduced (“diluate”), the salt concentration in the remaining part of the brine or in an auxiliary solution (without addition of fresh salt) a maximum of 30% by mass, preferably to 5 to 10% by mass, in particular to 7 to 8% by mass, is increased (“concentrate”), and that, if appropriate after passing through an intermediate stage with intermediate storage, intermediate cleaning or the like,
in a final stage the, preferably total, amount of the concentrate obtained in this way is recycled into the salt treatment of the fresh vegetables, in particular sliced cabbage, from the basic stage.
Mit der Erfindung wird die Aufgabe bewältigt, die insbesondere darin besteht, bei möglichst ökonomischem Einsatz der für die Sauergemüseherstellung außer dem Frischgemüse einzusetzenden Roh- und Hilfsstoffe und bei möglichst gering gehaltenem Energieaufwand eine vom ökologischen Standpunkt aus äußerst unerwünschte, zusätzliche Einbringung von naturfremden Stoffen, insbesondere Kochsalz, in die Umwelt durch eine Rückführung derselben und ihre Wiederver wendung im eigenen Prozeß weitestgehend zu vermeiden. Es wird damit in uner warteter Weise die außer dem Kochsalz vor allem biogene Bestandteile enthal tende Frischlake zu einem für die Frischgemüse-Einsalzung wertvollen Ausgangs stoff umfunktioniert. Gerade die biogenen Inhaltsstoffe der Laken, wie z. B. verschiedene Kohlehydrate, Eiweißbestandteile, pflanzliche Faserstoffe, orga nische Säuren, aber auch verschiedene Mikroorganismen, dürften bisher Gründe dafür dargestellt haben, daß einer weitestgehenden Recyclierung der Salzlake unter Mehrfach-Ausnützung des Kochsalzes bei der Sauerkrautherstellung noch nicht nähergetreten wurde. Bei den zur Erfindung führenden, eingehenden Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß bei flexiblem und auf die jeweiligen örtlich gegebenen Umstände abgestimmtem Einsatz von Ausgangsstof fen, Energiequellen und vorhandenen technischen Einrichtungen sowie bei ebenso variierbarer Verwendung der beim Prozeß anfallenden Neben- bzw. Abfallprodukte bei hoher Quote einer Einsparung von Kochsalz unter jedenfalls Umwelt-Um wegrentabilität sichernden ökonomischen Bedingungen ein wesentlicher Beitrag zur Umweltentlastung geleistet werden kann.With the invention the task is accomplished, in particular in it exists, with the most economical use possible for the production of sour vegetables except for the raw vegetables and auxiliary materials to be used and if possible Low energy consumption is extremely from an ecological point of view unwanted, additional introduction of non-natural substances, in particular Cooking salt, into the environment by recycling it and reusing it to avoid use in your own process as far as possible. It will be in un in addition to the table salt, which mainly contains biogenic components Fresh brine to an output that is valuable for fresh vegetable salting repurposed fabric. Especially the biogenic ingredients of the sheets, such as. B. various carbohydrates, protein components, vegetable fibers, orga African acids, but also various microorganisms, are likely to be reasons have shown that the brine is largely recycled with multiple use of table salt in sauerkraut production was not approached. With the leading to the invention, detailed Studies have shown that flexible and to the Use of raw material coordinated with the respective local circumstances fen, energy sources and existing technical facilities as well as at variable use of the by-products or waste products resulting from the process with a high rate of saving salt under environmental conditions economic conditions ensuring profitability make a significant contribution can be done for environmental relief.
Wichtiges Merkmal ist es, daß eine etwa konzentrierte bzw. gesättigte Kochsalzlösung, die das recyclierte NaCl enthält, für den Einsalzprozeß der Grundstufe eingesetzt wird. Man konzentriert die anfallende Frischlake auf etwa 8 Masse-% NaCl auf und gibt dieser die restliche, etwa zwei Drittel der zum Einsalzen nötigen NaCl-Menge entsprechende, frische Menge an NaCl zu, womit eine Einsalz-Lösung mit etwa 23-25 Masse-% NaCl erhalten wird. Das Einsalzen des Frischgemüses mit dieser Lösung erweist sich als besonders günstig, da es überraschenderweise außer der ja zu erwartenden homogenen Verteilung zu einem beschleunigten Aufbrechen der Zellwände, also zu einer Verkürzung des Einsalzschrittes selbst, beiträgt und die Qualität des erhaltenen Sauerkrautes sich nicht von jener konventionell und standardmäßig eingesalzter Vergleichschargen unterscheidet.It is an important feature that an approximately concentrated or saturated Saline solution, which contains the recycled NaCl, for the salting-in process Basic level is used. The fresh sheet is concentrated about 8% by mass NaCl and gives this the remaining, about two thirds of add a corresponding amount of fresh NaCl for the necessary amount of NaCl, with which a salt solution with about 23-25 mass% NaCl is obtained. The Salting the fresh vegetables with this solution proves to be special cheap, because it is surprisingly apart from the expected homogeneous Distribution to an accelerated breakup of the cell walls, that is to one Shortening the salting step itself, contributes and the quality of the preserved sauerkraut does not differ from that conventional and standard salted comparison batches differentiates.
Wenn eine bevorzugte, die Vorstufe betreffende Vorgangsweise, wie sie durch Anspruch 2 charakterisiert ist, zur Anwendung gelangt, läßt sich ein bisher nicht bekanntgewordener Effekt nutzen: Es wurde nämlich gefunden, daß Frischlake, von der bis jetzt nur bekannt war, daß sie in relativ kurzer Zeit in Gärung übergeht, dann problemlos stabil gehalten und bis zu zwei Wochen gelagert bzw. zwischengelagert werden kann, wenn sie von den in ihr enthaltenen Schwebstoff- und Faserteilchen in wesentlichem Maß befreit ist, wobei eine wie bisher überlicherweise versuchte Stabilisie rung mittels Oxidationsmittel, z. B. H₂O₂, gänzlich unterbleiben kann. Grund für diesen überraschenden Effekt dürfte die Tatsache bilden, daß die pathogenen Mikroorganismen, welche zu einer vorzeitigen Gärung und damit zu störender Geruchsentwicklung der Frischlake führen, im wesentlichen an die in ihr enthaltenen Schweb- und Faserstoffe adhäsiv gebunden sind. Somit können bei der vorgesehenen Abtrennung derselben ganz wesentliche Anteile dieser stö renden Organismen aus der Lake eliminiert werden. Damit ist das infolge sai sonbedingten, stoßweisen Anfallens großer Volumina von Preßlake auftretende Problem notwendiger Zwischenlagerungen nunmehr elegant lösbar.If a preferred pre-stage approach like this characterized by claim 2, can be used make use of an effect that has not yet become known: namely, it was found that fresh brine, until now only known to be in goes into fermentation for a relatively short time, then is kept stable without any problems and can be stored or temporarily stored for up to two weeks if it of the suspended particles and fiber particles contained in it in essentials Measure is exempted, whereby a stabilization tried as usual so far tion by means of oxidizing agents, e.g. B. H₂O₂, can be omitted entirely. reason the fact that the pathogenic microorganisms, which lead to premature fermentation and thus lead to annoying odor development of the fresh brine, essentially to the in the suspended and fibrous materials contained are bound adhesively. So you can in the proposed separation of the same, very substantial portions of these disruptions organisms from the lake. So that's because of sai son-related, intermittent accumulation of large volumes of press liquor occurring The problem of necessary intermediate storage can now be solved elegantly.
Wird in der Vorstufe eine Abtrennung der Schwebstoffe mittels Zentrifuge vorgesehen, ist der Vorteil einer Vermeidung - von unangenehmen Filter-Zusetzungen od. dgl. gegeben, sowie insbesondere auch der Vorzug einer kontinuierlich durchführbaren Abtrennung der Schwebstoffe mit den wesentlichen Anteilen an pathogenen Organismen. Der Effekt der Stabilisierung der Frischlake kann durch eine gemäß Anspruch 2 vorgesehene Feinst- Filtration wesentlich erhöht werden. Im wesentlichen sind beim Zentrifugieren etwa 1-2% Grobfaserabtrennung, bei einer Feinst-Filtration hingegen eine Ab trennung von zusätzlich bis zu etwa 0,5% Feinst- und Hochmolekular-Anteilen zu erwarten.In the preliminary stage, the suspended matter is separated by means of a centrifuge provided, the advantage is to avoid - unpleasant Filter additions or the like. Given, and in particular also the preference of a continuous separation of the suspended matter with the essential Shares in pathogenic organisms. The effect of stabilizing the Fresh brine can be produced by a very fine Filtration can be increased significantly. Essentially, when centrifuging about 1-2% coarse fiber separation, with a fine filtration, however, an Ab Separation of up to about 0.5% extra fine and high molecular fractions expect.
Eine dem Naturhaushalt durchaus entsprechende Entsorgung der - wie be schrieben - in der Vorstufe abgetrennten Schweb- und Faserstoffe kann in vor teilhafter Weise bei einem Vorgehen gemäß Anspruch 3 erzielt werden.Disposal of the - as be wrote - suspended and fibrous matter separated in the preliminary stage can in before can be achieved in a procedure according to claim 3.
Da diese Schwebstoffe usw. wertvolle, teils auch leicht verdauliche Bestandteile beinhalten, hat sich insbesondere bei räumlicher Nähe von Tier haltung und Sauergemüsebereitung ein Einsatz derselben als Tierfutter als vorteilhaft erwiesen. Durch Trocknen läßt sich aus diesen Rückständen auch ein Ballaststoff-angereicherter Tierfutterzusatz gewinnen.Because these suspended solids etc. are valuable, sometimes easily digestible Components have been found, especially when animals are in close proximity husbandry and sour vegetable preparation use as animal feed as proven advantageous. These residues can also be removed by drying Win fiber-enriched animal feed additive.
Was nun die Hauptstufe des neuen recyclierenden Verfahrens betrifft, sind dem Einsatz von Prozessen zur Aufkonzentrierung der Salzlake vom rein techni schen Standpunkt her kaum Grenzen gesetzt. Dieser Schritt ist jedenfalls mit beträchtlichem Energieaufwand verbunden und stellt daher einen wesentlichen Kostenfaktor dar, der selbstverständlich je nach Rahmenbedingungen, z. B. wenn lokal anderweitig schwer zu verwertendes Stroh oder in Nachbarschaft erzeugtes Biogas als Energiequelle für eine kalorische Lake-Einengung zur Verfügung steht, stark variieren kann.As for the main stage of the new recycling process, there are the use of processes to concentrate the brine from the purely techni there are hardly any limits from a standpoint. This step is in any case with considerable energy expenditure and therefore represents an essential Cost factor, which of course depends on the general conditions, e.g. B. if straw that is otherwise difficult to use locally or that is produced in the neighborhood Biogas is available as an energy source for caloric lake constriction stands, can vary widely.
Vom Standpunkt der Umweltschonung und einer Energieverbrauchsminimierung bei vertretbarem infrastrukturellem Aufwand aus, hat sich zur Erhöhung der Kochsalzkonzentration der Einsatz eines Elektrodialyse- und/oder Umkehrosmose- Prozesses - wie er gemäß Anspruch 4 vorgesehen ist - als besonders vorteilhaft und im Rahmen der Lakeverwertung und Flüssigphase-Aufbereitung selbst als praktisch maßgeschneidert erwiesen.From the point of view of environmental protection and minimizing energy consumption with reasonable infrastructural effort, has increased the Sodium chloride concentration using an electrodialysis and / or reverse osmosis Process - as it is provided according to claim 4 - as special advantageous and in the context of brine recycling and liquid phase processing itself proved to be practically tailored.
Damit kann jenes bisher verlorene oder nur problematisch verwertbare Drittel der Kochsalzmenge, die insgesamt zum Einsalzen des Frischkrautes zum Einsatz gelangt, auf günstige Weise in diesen Einsalzprozeß recycliert werden.This means that the third that has been lost or can only be used with difficulty the amount of common salt used to salt the fresh herb in total reached, can be recycled in a favorable manner in this salting process.
Es sei etwa folgende Arbeitsweise des Elektrodialyse-Prozesses als typisch
skizziert:
Das Salz der Frischlake wird mit Hilfe einer Elektrodialyseanlage im
elektrischen Feld durch Kationen- und Anionenmembranen auf der Konzentrat
seite angereichert (z. B. bis zu 10 Masse-% NaCl in der Lösung), während
gleichzeitig die restliche Lake auf der sogenannten Diluatseite weitgehend
entsalzt wird (z. B. bis auf ein Zwanzigstel der ursprünglichen Konzentration,
z. B. auf kleiner als 0,1 Masse-% NaCl). Das Salzkonzentrat wird nach Zugabe
der erforderlichen Frischsalzmenge quantitativ für die Einsalzung des
Frischkrauts in der Grundstufe eingesetzt.The following mode of operation of the electrodialysis process is outlined as typical:
The salt of the fresh brine is enriched with the help of an electrodialysis system in the electric field by cation and anion membranes on the concentrate side (e.g. up to 10% by mass NaCl in the solution), while at the same time the remaining brine on the so-called diluate side is largely desalinated (e.g. down to one twentieth of the original concentration, e.g. less than 0.1% by mass NaCl). After adding the required amount of fresh salt, the salt concentrate is used quantitatively for salting the fresh herb in the basic stage.
Wenn man annimmt, daß die Frischlake etwa ein Drittel der Menge des Speisesalzes enthält, die beim Einschneiden des Krautes zugegeben wurde und daß nunmehr diese Menge fast quantitativ (d. h. zu ca. 95%) aus der Frischlake durch die Elektrodialyse zurückgewonnen werden kann (in Form des oben erwähn ten Konzentrats), dann steht diese Menge zur Wiedereinsalzung zur Verfügung. Der Frischsalzzusatz reduziert sich somit praktisch um knapp ein Drittel, was neben der Schonung der Umwelt durch nicht-ausgebrachte Salzmengen auch auf der realen Kostenseite positiv zu Buche schlägt. Das Diluat kann, da es fast nur mehr die organischen Bestandteile des Krautes beinhaltet, auf die abgeernteten Krautfelder ausgebracht werden. Auch verschiedene andere Verwertungs möglichkeiten, wie sie im Rahmen dieser Erfindung vorgesehen sind, bieten sich an.Assuming that the fresh sheet is about a third of the amount Contains table salt that was added when the herb was cut and that now this amount is almost quantitative (i.e. about 95%) from the fresh brine can be recovered by electrodialysis (in the form of the above mentioned This concentrate is then available for re-salting. The fresh salt addition is thus reduced by almost a third, what in addition to protecting the environment through undissolved amounts of salt also on the real costs side has a positive impact. The diluate, since it is almost only contains more of the organic components of the herb on the harvested Herb fields are spread. Also various other recovery Possibilities, as they are provided in the context of this invention, are available at.
Neben der durch Elektrodialyse erreichbaren Senkung des Energieaufwandes bieten solche Anlagen auch den Vorteil, daß sie sich für dezentralen Einsatz wesentlich besser eignen als kalorische Systeme.In addition to the reduction in energy expenditure achievable by electrodialysis offer such systems also the advantage that they are suitable for decentralized use are much better suited than caloric systems.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Elektrodialyse im Rahmen des neuen Verfahrens ist, neben der kontinuierlichen Betriebsweise und dem minimierten Energieaufwand (z. B. von etwa 28 kW/t Lake) für die Aufkonzentrierung, darin gelegen, daß sie eine gleichzeitige Trennung in eine praktisch nur mehr orga nische Lakekomponenten enthaltende Schlempe bzw. Mulpe und eine von denselben freie, praktisch nur Salz enthaltende Konzentratlösung, welche also im we sentlichen keine den Einsalzvorgang eventuell störenden, organischen Stoffe aufweist, ermöglicht. Schließlich kann auch der Aufwand zur Erhaltung der Funktionstüchtigkeit der Anlage gering gehalten werden, da selbst bei einem Zusetzen der Dialysemembranen durch Polumkehr solche Verblockungen problemlos gelöst werden können.Another important advantage of electrodialysis as part of the new The process is, in addition to the continuous operation and the minimized Energy expenditure (e.g. of about 28 kW / t brine) for the concentration, therein located that they have a simultaneous separation into a practically only more orga Mash and mulch containing niche brine components and one of the same free concentrate solution containing practically only salt, no significant organic substances that may interfere with the salting process has enabled. Finally, the effort to maintain the Functionality of the system can be kept low because even with one Clogging of the dialysis membranes by reversing the polarity easily blocks such blocks can be solved.
In ähnlicher Weise sind Umkehrosmose-Prozesse, insbesondere mit modernen, mechanisch stabilen Membranen von Vorteil, wobei besondere Synergieeffekte, sowohl bei der Entsalzung des ausgebrachten Flüssigphase-Anteils als auch insbesondere auf der wirtschaftlichen Seite, z. B. bei einer Minimierung teurer Membranfläche, erreichbar sind. In a similar way, reverse osmosis processes, especially with modern, mechanically stable membranes are advantageous, with special synergy effects, both in the desalination of the liquid phase portion as well as especially on the economic side, e.g. B. more expensive with minimization Membrane area, are accessible.
In diesem Sinne bieten sich für die Elektrodialyse-Prozesse der Hauptstufe folgende Grundtypen von vorteilhaften Verfahrensweisen an.In this sense, the electrodialysis processes offer Main level following basic types of advantageous procedures.
-
1. Batchverfahren (konzentrat - wie diluatseitig):
Konzentrat - wie diluatseitig werden die Kammern mit Frischlake befüllt und solange ab- bzw. angereichert, bis die angestrebten Austragskonzentratio nen im Diluat bzw. Konzentrat erreicht sind. Dabei wird die Stromdichte, d.s. ca. 80% der jeweils der Diluatleitfähigkeit zuzuordnenden (bestimmten) Grenz stromdichte der jeweiligen Diluatleitfähigkeit angepaßt. Bei Erreichen der Austrags-Konzentration wird die Kammer vollständig geleert und mit Frischlake wieder befüllt. Wird mehrstufig gefahren, ist darauf zu achten, daß die hydraulische Schaltanordnung von Konzentrat und Diluat so getroffen wird, daß das Konzentrationsgefälle in den Zellen zwischen Konzentrat und Diluat möglichst gering ist.1. Batch process (concentrate - like diluate side):
Concentrate - like the diluate side, the chambers are filled with fresh brine and enriched or enriched until the desired discharge concentrations in the diluate or concentrate are reached. The current density, ie approx. 80% of the (specific) limit current density to be assigned to the diluate conductivity, is adapted to the respective diluate conductivity. When the discharge concentration is reached, the chamber is completely emptied and refilled with fresh brine. If driving in several stages, make sure that the hydraulic switching arrangement of concentrate and diluate is made in such a way that the concentration gradient in the cells between concentrate and diluate is as small as possible. -
2. Batchverfahren (diluatseitig):
Bei diesem Verfahren wird konzentratseitig nach Einstellung der Austrags konzentration bei minimaler Hysterese intervallmäßig soviel Frischlake zuge führt, wie Konzentrat ausgetragen wird. Diese Verfahrensweise wird Feed & Bleed genannt. Diluatseitig wird wie im Pkt. 1. batchweise unter Angleichung der jeweilig der Leitfähigkeit angepaßten Stromdichte ausgetragen.
Diese beiden vorteilhaften Varianten sind vom Anspruch 6 umfaßt, wobei der Vorteil eines besonders ökonomischen Membran-Einsatzes mit Membranflächen-Einsparung gegeben ist.2. Batch process (diluate side):
In this method, on the concentrate side, after the discharge concentration has been set with minimal hysteresis, as much fresh brine is fed in as the concentrate is discharged. This procedure is called Feed & Bleed. On the diluate side, as in point 1., is carried out in batches by adjusting the current density which is respectively adapted to the conductivity.
These two advantageous variants are covered by claim 6, with the advantage of a particularly economical membrane insert with a membrane area saving. -
3. Feed & Bleed-Verfahren:
Bei diesem Verfahren wird sowohl konzentrat- als auch diluatseitig im Feed & Bleed gefahren, wobei die Stromdichte sich nach der vorgegebenen Diluataustrags-Konzentration richtet und auf Grund der geringen Hysterese während des Betriebs nahezu konstant bleibt.
Bei mehrstufigen Anlagen ist wiederum darauf zu achten, daß die Konzentrationsgefälle zwischen Retentat und Diluat in den Stacks möglichst gering sind.
Durch Variation der Hysterese können auch Zwischenstufen zwischen Batch- und Feed & Bleed-Verfahrensweise gefahren werden.
Diese im Betrieb weniger aufwendige, günstige Variante ist vom An spruch 7 umfaßt.3. Feed & Bleed process:
In this method, both the concentrate and the diluate side are operated in the feed & bleed, the current density being based on the predefined diluate discharge concentration and, due to the low hysteresis, remaining almost constant during operation.
In the case of multi-stage systems, it is again important to ensure that the concentration gradient between the retentate and the diluate in the stacks is as small as possible.
By varying the hysteresis, intermediate stages between batch and feed & bleed procedures can also be carried out.
This less expensive, less expensive operation is included in claim 7. -
4. Zwei- bzw. mehrstufiges Feed & Bleed-Verfahren mit Stufenvariation mit
unterschiedlichen Stromdichten:
Mit einer diluatseitig optimal aufeinander abgestimmten Folge von Ein- und Austragskonzentrationen kann Membranfläche eingespart werden. Die Idee dazu ist, den Vorteil der membran-schonenden Fahrweise des Feed & Bleed-Ver fahrens mit einer Reduzierung der Membranfläche zu vereinen. Der Salzgehalt der Frischlake wird konzentratseitig in einer ersten Stufe auf eine Zwischenkonzentration, die sich aus der Ausgangskonzentration und den angestrebten Endkonzentrationen errechnen läßt, angereichert und nach Austrag in der zweiten Stufe bei der gewünschten Endkonzentration ausgetragen. Diluat seitig wird der Salzgehalt in der Frischlake zuerst in der zweiten Stufe auf eine Zwischenkonzentration abgereichert und in der ersten Stufe bei Erreichen der Endkonzentration ausgetragen. Durch individuelle Anpassung der Stromdichten in den Stufen 1 und 2 wird Membranfläche eingespart, durch die verschiedene Reihenfolge der Stufenwahl zwischen Retentat und Diluat wird das Konzentrationsgefälle zwischen den Zellen in den Stacks verringert. Die optimale Zwischenkonzentration (Minimum an Membranfläche, errechnet sich wie folgt:4. Two-stage or multi-stage feed & bleed process with stage variation with different current densities:
The membrane area can be saved with a sequence of entry and discharge concentrations that is optimally coordinated on the diluate side. The idea for this is to combine the advantage of the membrane-gentle driving style of the feed & bleed process with a reduction in the membrane area. The salt content of the fresh brine is enriched on the concentrate side in a first stage to an intermediate concentration, which can be calculated from the initial concentration and the desired final concentrations, and is discharged at the desired final concentration in the second stage after discharge. On the diluate side, the salt content in the fresh brine is first reduced to an intermediate concentration in the second stage and discharged in the first stage when the final concentration is reached. Individual adjustment of the current densities in stages 1 and 2 saves membrane area, and the different order of the stage selection between retentate and diluate reduces the concentration gradient between the cells in the stacks. The optimal intermediate concentration (minimum membrane area, is calculated as follows:
Als allgemeine Formel für die Berechnung der Membranfläche giltThe general formula for the calculation of the membrane area applies
Die für die vorliegende Betrachtung unbedeutenden (nicht-variablen) Parameter werden in der Konstante B zusammengefaßt.The (non-variable) parameters that are insignificant for the present consideration are summarized in constant B.
Da die Grenzstromdichte annähernd proportional der Konzentration ist, gilt fol gende Beziehung:Since the limit current density is approximately proportional to the concentration, fol relationship:
i(c) = m · c Gl. 3i (c) = m · eq. 3rd
Das ergibt für eine zweistufige Anlage bei der in der ersten Stufe diluatseitig bis zur Konzentration cx abgereichert wird, folgende vereinfachte Gleichungs- Darstellung:For a two-stage system in which the diluate side is depleted up to the concentration c x in the first stage, the following simplified equation representation results:
Zur Ermittlung der benötigten Minimum-Membrananzahl wird die Gleichung nach dA/dx abgeleitet. Für die Minimum-Anzahl an Membranen ergibt sich folgende Gleichung:The equation is used to determine the required minimum number of membranes dA / dx derived. The following results for the minimum number of membranes Equation:
Somit gilt für die optimale Konzentrationsabstufung cx:The following applies to the optimal concentration gradation c x :
cx(min) = (Ca · Ce)1/2 Gl. 6c x (min) = (C a · C e ) 1/2 Eq. 6
Dabei sind:Here are:
Q = Diluatmenge
z = Ladungszahl
F = Faraday′sche Konstante
Ca = Anfangskonzentration
Ce = Endkonzentration (Diluat)
i(ce) = Stromdichte bei Austragskonzentration (Diluat)
w = Stromausbeute
i(c) = Stromdichte bei Diluat-Konzentration (c)
m = Proportionalitätsfaktor
cx = Austragskonzentration (Zwischenstufe Diluat).Q = amount of diluate
z = number of charges
F = Faraday constant
C a = initial concentration
C e = final concentration (diluate)
i (ce) = current density at discharge concentration (diluate)
w = current efficiency
i (c) = current density at diluate concentration (c)
m = proportionality factor
c x = discharge concentration (intermediate stage diluate).
Die einzustellende Diluatzwischenkonzentration errechnet sich somit aus dem geometrischen Mittelwert der Anfangs- und angestrebten Endkonzentration. Alle anderen Austrags-Konzentrationen ergeben sich aus der Mengenbilanz.The intermediate diluate concentration to be set is thus calculated from the geometric mean of the initial and target final concentration. All other discharge concentrations result from the volume balance.
Diese vorteilhafte Mehrstufen-Methode ist vom Anspruch 8 um faßt.This advantageous multi-stage method is around claim 8 sums up.
Die Verfahrensweisen für die Umkehrosmose sind prinzipiell ähnlich. Wie
bei der Elektrodialyse kann auch die Umkehrosmose entweder im Batch- oder im
Feed & Bleed-Verfahren betrieben werden. Die zu wählende Verfahrensweise rich
tet sich individuell nach den vorgegebenen Randbedingungen, wie Permeatmenge,
Durchsatz, Konzentrierungsfaktor u. dgl.
Eine besonders vorteilhafte Kombination stellt eine Salzanreicherung
durch Elektrodialyse nach Feinstfiltration mit einer nachfolgenden Behandlung
des ED-Diluats mit Umkehrosmose dar.The procedures for reverse osmosis are basically similar. As with electrodialysis, reverse osmosis can also be carried out using either the batch or feed & bleed process. The procedure to be selected depends on the given boundary conditions, such as the amount of permeate, throughput, concentration factor and the like. the like
A particularly advantageous combination is salt enrichment by electrodialysis after ultra-fine filtration with subsequent treatment of the ED diluate with reverse osmosis.
Die Lake wird in der Vorstufe vorgereinigt, feinstfiltriert und in der Hauptstufe einer elektrodialytischen Behandlung unterzogen. Das organisch belastete Diluat wird sofort durch Umkehrosmose unter Ausnützung der Tangentialanströmung, insbesondere der Anwendung vom Disk-Tube-Modulsystem von den restlichen organischen Stoffen inklusive den CSB-verursachenden Anteil und den Restsalzgehalt weitgehend (< 95%) abgetrennt. Das Permeat, das die Qualität eines teilentsalzten Wassers hat, kann bedenkenlos in den Kanal eingeleitet werden oder als teilentsalztes Wasser verwendet werden. Das Konzentrat wird in die Grundstufe recycliert. The brine is pre-cleaned in the preliminary stage, finely filtered and in the Main stage subjected to electrodialytic treatment. The organic Diluate is immediately contaminated by reverse osmosis using the Tangential flow, especially when using the Disk-Tube module system from the remaining organic substances including the proportion that causes COD and largely removed the residual salt content (<95%). The permeate that the Quality of partially demineralized water can safely enter the sewer be introduced or used as partially demineralized water. The Concentrate is recycled to the basic level.
Diese technisch günstige, betriebstechnisch wenig aufwendige, verfahrenstechnologisch leicht beherrschbare und kostengünstige Verfahrenswei se wird von den Ansprüchen 9 und 10 umfaßt.This technically favorable, operationally inexpensive, Technologically easy to control and inexpensive procedure se is covered by claims 9 and 10.
Eine weitere, insbesondere durch die rasche Entwicklung auf dem
Membransektor ermöglichte, hohe Anreicherungsquoten zulassende und daher
günstige Verfahrensart stellt die Hochdruck-Umkehrosmose nach druckbetriebener
Feinstfiltration dar:
Die Frischlake wird wie in der Vorstufe vorgereinigt und
feinstfiltriert, und das Permeat wird sofort einer Hochdruck-Umkehrosmose bei
120-180 bar, insbesondere 140-160 bar, Arbeitsdruck, unter Ausnützung der
Tangentialanströmung, insbesondere der Anwendung des Disk-Tube-Modulsystem, im
Batchbetrieb unterzogen. Dabei wird konzentratseitig eine Salzanreicherung auf
etwa 8% NaCl angestrebt. Das Permeat wird, falls die CSB-Werte noch zu hoch
sind, einer weiteren UO-Stufe zugeführt.A further type of process, which is made possible by the rapid development in the membrane sector and which permits high enrichment rates and is therefore inexpensive, is high-pressure reverse osmosis after pressure-operated fine filtration:
The fresh brine is pre-cleaned and finely filtered as in the preliminary stage, and the permeate is immediately subjected to high-pressure reverse osmosis at 120-180 bar, in particular 140-160 bar, working pressure, using the tangential flow, in particular using the disk tube module system in the Subjected to batch operation. In this case, salt enrichment to about 8% NaCl is aimed at on the concentrate side. If the COD values are still too high, the permeate is fed to another UO stage.
Das Konzentrat wird nach Rückführung auf 24-26% NaCl-Gehalt, aufgesalzen und zur Naßeinsalzung einer neuen Charge Sauerkraut in der Grund stufe zurückgeführt.The concentrate is returned to 24-26% NaCl content, Salted up and for the wet salting of a new batch of sauerkraut in the ground level returned.
Das Permeat, das die Qualität eines teilentsalzten Wassers hat, kann bedenkenlos in den Kanal eingeleitet werden oder als teil-entsalztes Wasser verwendet werden.The permeate, which has the quality of partially demineralized water, can be discharged into the sewer without hesitation or as partially demineralized water be used.
Diese vorteilhafte Verfahrensart wird vom Anspruch 11 umfaßt.This advantageous type of procedure is covered by claim 11.
Besonders bevorzugt ist ein kombiniertes Verfahren mit folgendem praktischen Ablauf: Nach Vorreinigung und Feinstfiltration in der Vor-Stufe wird das Mikro- oder Ultra-Filtrations-Permeat durch Umkehrosmose (UO) unter Ausnützung der Tangentialanströmung bis auf eine Konzentration von etwa 4% NaCl eingedickt. Das UO-Permeat kann entweder als Brauchwasser verwendet werden oder in eine Kläranlage eingeleitet werden. Das Retentat wird in ent sprechendem Mengenverhältnis einer Elektrodialyse zugeführt und retentatseitig auf etwa 8% NaCl aufgesalzen bzw. diluatseitig auf etwa 2% NaCl abgereichert.A combined method with the following is particularly preferred Practical procedure: After pre-cleaning and fine filtration in the pre-stage is the micro or ultra filtration permeate by reverse osmosis (UO) under Utilization of the tangential flow up to a concentration of about 4% NaCl thickened. The UO permeate can either be used as process water or are discharged into a sewage treatment plant. The retentate is in ent speaking proportions of an electrodialysis and retentate side Salted to about 8% NaCl or on the diluate side to about 2% NaCl depleted.
Das Retentat wird in die Grundstufe zur Naßeinsalzung einer neuen Charge eingesetzt. Das Diluat wird zur neuerlichen Feinstfiltration rückgeführt und wie oben beschrieben weiterbearbeitet. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß für die UO, da nur bis zu einer Konzentration von etwa 4% NaCl aufgesalzen wird, niedrigere Drücke aufgewendet werden müssen. Außerdem kann die Elektro dialyse aufgrund der diluatseitig hohen Austragskonzentration mit hohen Strom dichten gefahren, und damit geringer Membranfläche und mengenspezifisch günstigen Energieaufwand, betrieben werden.The retentate is in the basic stage for the wet salting of a new batch used. The diluate is returned to the new fine filtration and processed as described above. This method has the advantage that for the UO, since only salted up to a concentration of about 4% NaCl lower pressures will have to be applied. In addition, the electro dialysis due to the high discharge concentration on the diluate side with high current dense driving, and thus a small membrane area and quantity-specific favorable energy expenditure, operated.
Der organische Restanteil im Retentat der MF- bzw. UF wird mit Frisch wasser salzfrei gespült und kann danach ausgetragen werden.The remaining organic part in the retentate of the MF or UF is fresh water rinsed salt-free and can then be discharged.
Diese besonders wirtschaftlich zu betreibende, vorteilhafte Verfahrens-Variante wird allgemein und spezifisch von den Ansprüchen 12 und 13 umfaßt.This particularly economical to operate, advantageous Process variant is general and specific from the claims 12 and 13 includes.
Steht eine billige Energiequelle, z. B. im wesentlichen in situ anfallende landwirtschaftliche Abfallprodukte mit geringen anderweitigen Ein satzmöglichkeiten, wie z. B. Holzabfälle, Stroh, Maisstroh, Biogas, zur Ver fügung, kann die Aufkonzentrierung oder eine Zwischen-Aufkonzentrierung der Lake in der Hauptstufe auf kalorischem Wege, insbesondere mittels Turbo-Kompressions-Verdampfung unter Vakuum oder mittels Vakuum-Verdampfen mit Wärmepumpe vorgenommen werden. Dabei ist, grob geschätzt mit einem Energieaufwand von unter 250 kWh/t Lake zu rechnen. Beim Einsatz einer Anlage mit elektrischen Wärmepumpen reduziert sich der Energieaufwand auf 120 kWh/t, mit einem Turbokompressor auf etwa 50 kWh/t.Is there a cheap energy source, e.g. B. substantially in situ agricultural waste products with little other input set options, such as B. wood waste, straw, maize straw, biogas, for ver addition, the concentration or an intermediate concentration of the Lake in the main stage by caloric means, especially by means of Turbo compression evaporation under vacuum or by means of vacuum evaporation Heat pump can be made. It is roughly estimated with one Expect energy expenditure of less than 250 kWh / t brine. When using a system with electric heat pumps the energy expenditure is reduced to 120 kWh / t, with a turbo compressor to about 50 kWh / t.
Wenn vorgesehen ist, einzelne, insbesondere jedoch alle Verfahrensstufen kontinuierlich durchzuführen, was bei einer Stabilisierung der Frischlake in der Vorstufe durch Ausgleichung von Produktionsspitzen besonders leicht erreichbar ist, da Zwischenlagerungen problemlos sind, können Anlagenkapazitäten und Produktionszeit besonders günstig genützt werden.If provided, individual, but in particular all process stages to carry out continuously what in stabilizing the fresh brine in the preliminary stage by balancing production peaks particularly easily is achievable, since temporary storage is no problem Plant capacities and production time can be used particularly cheaply.
Wenn nicht alle Konzentrat-Anteile für eine Rückführung in die Grundstufe vorgesehen sind, z. B. nach einer höheren Zahl von Zyklen, kann ein Verwerfen dieser aus dem Kreislauf gebrachten, also ausgekoppelten Laken auf die im Anspruch 14 angeführte Weise vorteilhaft vermieden werden. Damit kann in ein Tierfutter selbst gleich ein erhöhter Mineralstoffanteil und insbesondere das für die Gesundheit der Tiere ohnedies notwendige Kochsalz (Lecksalz) integriert werden. Es wird dabei verdauungsförderndes Tierfutter erzielt.If not all concentrate parts for a return to the Basic level are provided, e.g. B. after a higher number of cycles, a Discard these sheets that have been taken out of the cycle, i.e. uncoupled the manner stated in claim 14 can advantageously be avoided. This means that an increased mineral content can be found in animal feed itself and especially the table salt that is necessary for animal health (Leaking salt) can be integrated. It becomes digestive animal feed achieved.
Bei Vorsehen der Verfahrensführung gemäß Anspruch 15 wird eine problemlose Neutralisierung von zu sauren Konzentraten und eine gezielte Mineralstoffeinbringung in die mit der Salzlake behandelten Futter- bzw. Landwirtschaftsabfallstoffe für Futterzwecke ermöglicht.Providing the procedure according to claim 15 neutralization of too acidic concentrates and a targeted introduction of minerals into the brine-treated feed or agricultural waste for feed purposes.
Ein zusätzlicher Aufwand einer Trocknung kann vermieden werden, wenn im Lakekonzentrat die Salzkonzentration hoch genug ist, um von vorneherein eine ausreichende Lagerstabilität zu sichern. Das Konzentrat kann beim Verbraucher zum Zeitpunkt - der Fütterung direkt dem Futter, z. B. Heu, Maissilage oder Stroh, das Ballaststoff-Funktion hat, zugesetzt werden. Mehr wöchige Fütterungstests haben gezeigt, daß die Rinder stets eine mit dem Salz lakekonzentrat versetzte Maissilage bevorzugten, wobei deren Milch jedoch keine geschmackliche oder sonstige Veränderung aufwies.Additional drying effort can be avoided if in the brine concentrate the salt concentration is high enough to start with to ensure adequate storage stability. The concentrate can Consumers at the time - feeding directly the feed, e.g. B. hay, Corn silage or straw, which has fiber function, can be added. More Weekly feeding tests have shown that the cattle always have one with the salt lak Concentrate preferred corn silage, but their milk showed no change in taste or other.
Eine weitere Variante zur Wiederverwertung von überschüssigen Salzlake konzentraten stellt das Verfahren gemäß Anspruch 16 dar, wobei der Vorteil gegeben ist, daß das Salz dann verdauungsanregende, organische Bestandteile enthält.Another way to recycle excess brine Concentrates is the method according to claim 16, wherein the The advantage is that the salt is then digestive, organic Contains ingredients.
Schließlich ist eine Verwertung der in der Vor- und Hauptstufe abgetrenn ten Fasern und Partikel als Tierfutter gemäß Anspruch 17 vorteilhaft.Finally, recycling is separated in the preliminary and main stages ten fibers and particles as animal feed according to claim 17 advantageous.
Einen wesentlichen Gegenstand der Erfindung bildet weiters eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch in seinen Varianten geeig nete Anlage, wie sie durch den Anspruch 18 umrissen ist. Besonderer Vorteil einer derartigen Anlage ist ihre hohe Flexibilität und bei integrierter Elektrodialyse bzw. Umkehrosmose auch deren dezentrale Einsatz möglichkeit.Another essential object of the invention is a Execution of the method according to the invention also suitable in its variants nete system, as outlined by claim 18. More special The advantage of such a system is its high flexibility and Integrated electrodialysis or reverse osmosis, including their decentralized use possibility.
Eine bevorzugte Anlagen-Ausführungsform, welche die vom Anspruch 19 umfaßten Merkmale aufweist, ermöglicht aufgrund ihrer kostengünstigen Grundstruktur eine ökonomisch vertretbare Verfahrensführung, ohne wesentliche ökologische Aspekte zu vernachlässigen.A preferred plant embodiment, which of the claim 19 features included, enables because of their inexpensive Basic structure of an economically justifiable procedure, without essential to neglect ecological aspects.
Dies gilt im wesentlichen auch für die Anlagen-Variante gemäß An spruch 20, mit welcher auch strenge Umwelt-Auflagen noch ökonomisch erfüllbar sind.This essentially also applies to the system variant according to An Proverb 20, with which even strict environmental requirements are still economical are achievable.
Besonders hohen Ansprüchen hinsichtlich der Reinigung von aus der er findungsgemäßen Anlage ausgeschleusten Materialströme zu genügen imstande ist eine gemäß Anspruch 21 aufgebrachte, eine interne Maximal-Rückführung von belasteten Materialströmen sicherstellende Anlage.Particularly high demands with regard to cleaning from which he system according to the invention discharged material flows is capable one applied according to claim 21, an internal one System ensuring maximum return of contaminated material flows.
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung der frischen Salz- bzw. Preßlake aus der Sauergemüse-Bereitung und insbesondere von deren Konzentraten durch recyclierende Wiedereinführung in die Salzbehandlung, wie sie von den Ansprüchen 22 und 23 mit den dort angegebenen Maßgaben umfaßt ist.Finally, the subject of the invention is the use of the fresh Brine or press brine from sour vegetable preparation and especially from it Concentrates by recycling reintroduction into salt treatment, such as them from claims 22 and 23 with those specified there Is included.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung, insbesondere die Anlage zur Durchführung des Verfahrens, näher erläutert.The invention, in particular the system for Implementation of the procedure, explained in more detail.
Gemäß dem Schema der Fig. 1 werden in einen Behälter 1 über Fördereinrichtungen bzw. Zuführungen 2, 3 frisch geschnittenes Kraut und Kochsalz sowie Kümmel und andere Gewürze eingebracht, wo sie nach entsprechender Vermengung für eine vorgesehene Einwirkzeit verbleiben. Die sich aus dem Frischgemüse abscheidende, kochsalzhaltige Frischlake wird über eine Leitung 5 abgeführt, das eingesalzene Sauerkraut wird schließlich mittels Austragseinrichtung 4 aus dem Behälter 1 ausgebracht. Die Frischlakeleitung 5 mündet bei der gezeigten Anordnung in eine Faser- und Schwebstoffabtrenneinrichtung 10, z. B. eine Zentrifuge, in welcher etwa 1% sogenannte Grobfaser von der Frischlake abgetrennt und über eine Abführung 11 als stichfähiger, fester Schlamm mit etwa 50% Wassergehalt ausgebracht und z. B. einer Futtermittelzugabe oder einer Kompostierung zugeführt werden kann. Innerhalb der aus der Trenneinrichtung 10 kommenden Leitung 15 kann zur Ergänzung eine - mit unterbrochener Linie angedeutete - Ultrafiltrationseinrichtung 13 vorgesehen sein, aus welcher über eine Abführung 14 etwa bis zu 0,5% Fein- bzw. Feinststoffanteile, in Form einer Suspension, abgeführt werden. Letztlich gelangt die in der beschriebenen Vorstufe geklärte Salzlake über die Leitung 15 in die Hauptstufe mit einer Einrichtung 20 zur Einengung der Frischlake, bei gleichzeitiger Erhöhung der Kochsalzkonzentration unter Bildung eines Salz- bzw. Salzlakekonzentrates. Die Einrichtung 20 ist in bevorzugter Weise eine Elektrodialyse-Einrichtung, aus ihr wird über Leitungen 21, 22 infolge geringen Kochsalzgehaltes problemlos entsorgbares, die organischen Bestandteile enthaltendes Diluat und über eine Austragsleitung eventuelles- nicht recyclierbares Konzentrat abgeführt, während über eine die Rückführungsstufe bildende Recyclierleitung 30, innerhalb welcher ein Zwischenlagertank 31 angeordnet sein kann, das Salzkon zentrat in den Behälter 1 zum Einsalzen des Frischgemüses recycliert wird. Die ergänzenden Kochsalzmengen werden über eine Zuführung 32 in das Lakekonzentrat zur Bereitung einer etwa 25%-igen Kochsalzlauge für das Einsalzen des Frischgemüses eingebracht.According to the diagram in FIG. 1, freshly cut cabbage and table salt, as well as caraway seeds and other spices are introduced into a container 1 via conveying devices or feeders 2 , 3 , where they remain after appropriate mixing for an intended contact time. The saline-containing fresh brine separating from the fresh vegetables is discharged via a line 5 , the salted sauerkraut is finally discharged from the container 1 by means of the discharge device 4 . The fresh liquor line 5 opens in the arrangement shown into a fiber and suspended matter separation device 10 , for. B. a centrifuge in which about 1% of so-called coarse fiber is separated from the fresh brine and applied via a discharge 11 as a sturdy, solid sludge with about 50% water content and z. B. can be fed a feed or composting. Within the line 15 coming from the separating device 10 , an ultrafiltration device 13 - indicated by a broken line - can be provided, from which approximately up to 0.5% of fine or very fine material fractions, in the form of a suspension, are removed via a discharge 14 . Ultimately, the brine clarified in the precursor described passes through line 15 into the main stage with a device 20 for concentrating the fresh brine, while at the same time increasing the sodium chloride concentration to form a brine or brine concentrate. The device 20 is preferably an electrodialysis device; from it, diluates which contain the organic constituents and can be disposed of easily via lines 21 , 22 due to low saline content and possibly a non-recyclable concentrate are discharged via a discharge line, while via a recycling line 30 forming the recycle stage , within which an intermediate storage tank 31 can be arranged, the salt concentrate is recycled into the container 1 for salting the fresh vegetables. The additional amounts of common salt are introduced via a feed 32 into the brine concentrate to prepare an approximately 25% sodium hydroxide solution for salting the fresh vegetables.
Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm, betreffend das Entsalzungsverhalten einer Kraut-Frischlake in einer mit 1 Volt betriebenen Elektrodialyseanlage gemäß Beispiel 2, wobei auf der Ordinate die elektrische Leitfähigkeit in mS/cm und der NaCl-Gehalt in Masse-% und auf der Abszisse die Zeit in Stunden aufgetragen sind. Sie zeigt die hohe Effizienz der Entsalzung der Lake im Verein mit der für die Einsalzung der Grundstufe wichtige Aufkonzentrierung des aus der Dialyse ausgebrachten Elektrolyten, womit der bei der Einsalzung mit der Lake ausgebrachte Salzgehalt weitestgehend recycliert wird. Fig. 2 shows a diagram relating to the desalination performance of a herb-Frisch Lake in a powered with 1 volt electrodialysis system according to Example 2, wherein on the ordinate the electric conductivity in mS / cm, and the NaCl content in mass% and the abscissa the time is plotted in hours. It shows the high efficiency of the desalination of the brine in combination with the concentration of the electrolyte released from the dialysis, which is important for the salination of the basic stage, with which the salt content released during the salination with the brine is largely recycled.
Fig. 3 zeigt das Schema eines zweistufigen Elektrodialyse-Prozesses der Hauptstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie er, insbesondere wegen der Membranflächen-Minimierung bevorzugt ist, wobei dort die %-Zahlen nur beispielhaft die Kochsalz-Konzentration der einzelnen Materialströme angeben. In die erste Stufe 31 der Hauptstufe 3 wird diluatseitig "d", die von der Vor stufe 2 kommende vorgereinigte Frischlake als Flüssigphase-Strom 231 einge bracht, durchläuft diese nach einer ersten Verminderung der Salzkonzentration, durchläuft schließlich die zweite Stufe 31′ ebenfalls diluatseitig "d" und verläßt die Anlage 3 als bis auf 0,1% entsalztes, praktisch umwelt-unbedenkliches (Ab-)Wasser. Fig. 3, the diagram shows a two-stage electrodialysis process, the main stage of the process as, in particular because the membrane surfaces minimization is preferred, where the% -numbers specify only by way of example the sodium chloride concentration of the individual material streams. In the first stage 31 of the main stage 3 , "d" on the diluate side, the pre-cleaned fresh brine coming from the pre-stage 2 is introduced as a liquid phase stream 231 , it passes through after a first reduction in the salt concentration, finally passes through the second stage 31 'also on the diluate side " d "and leaves plant 3 as desalinated, practically environmentally safe (waste) water except for 0.1%.
Ein Teilstrom (etwa 30%) des Flüssigkeitsstromes 231 wird über Leitung 231′ zuerst der zweiten Stufe 31′ der Elektrodialyse 3 zugeführt, durchläuft dieselbe konzentratseitig "K", verläßt sie mit angehobener Salz- Konzentration, wird dann der ersten Stufe 31 ebenfalls konzentratseitig "k" zugeführt und verläßt dieselbe als zur Rückführung in die Grundstufe der Kraut-Einsalzung geeignete Salzkonzentration von etwa 8 Masse-% aufweisendes Konzentrat.A partial flow (about 30%) of the liquid flow 231 is first fed to the second stage 31 'of the electrodialysis 3 via line 231 ', passes through the same on the concentrate side "K", leaves it with increased salt concentration, then becomes the first stage 31 also on the concentrate side " k "and leaves the same as a salt concentration of about 8% by mass suitable for recycling into the basic stage of herb salting.
Grundsätzlich kann diese Anlage auch mehr als zwei Stufen aufweisen und sie kann sowohl im Batch als auch insbesondere im Feed und Bleed gefahren werden.In principle, this system can also have more than two stages and it can be run both in batch and in particular in feed and bleed become.
Die Fig. 4 zeigt eine einfache Anlagen-Ausführungsform, wie sie zur Realisierung eines zentralen Verwertungskonzeptes für Frischlake gemäß der Er findung vorteilhaft geeignet ist. Fig. 4 shows a simple plant embodiment as it is advantageously suitable for realizing a central utilization concept for fresh brine according to the invention.
Die von Einsalz-Silos S₁, S₂ . . . Sn der Grundstufe 1 mit Einsalz- Lösungs-Aufbringung, z. B. Einsprühvorrichtungen 9, kommenden Frischlaken werden in einer Sammelleitung 111 zusammengefaßt und gelangen über Feinfilter 12 in Puffer-Tanks 11, von wo die Lake über Leitung 121 einer Ultrafiltrations-Einrichtung 21 der Vorstufe 2 zugeführt wird. Das dort abge trennte Retentat kann über Leitung 217 auf eine Agrarfläche 7 ausgebracht oder einem Tierfutter 7′ beigefügt werden. Aus der Filtration 21 gelangt die nun vorgereinigte Lake über Leitung 231 in die Elektrodialyse-Einrichtung 31 der Hauptstufe 3, wobei diluatseitig abgezogene Flüssigphase über Leitung 317 an die Umwelt, z. B. auf eine Agrarfläche, abgegeben werden kann, während das Kon zentrat über Leitung 314 in den Konzentrattank 41 der Endstufe 4 (Recycling) gelangt und nach kompensatorischer Zugabe von Kochsalz, NaCl, über Leitung 419 den Salzlösungs-Sprüheinrichtungen 9 der Einsalz-Silos S₁ bis Sn zugeführt wird.The one-salt silos S₁, S₂. . . S n of basic level 1 with salt application, z. B. spraying devices 9 , coming fresh sheets are combined in a manifold 111 and pass through fine filters 12 in buffer tanks 11 , from where the brine is fed via line 121 to an ultrafiltration device 21 of the preliminary stage 2 . The retentate separated there can be applied via line 217 to an agricultural area 7 or an animal feed 7 'added. From the filtration 21 , the now pre-cleaned brine passes via line 231 into the electrodialysis device 31 of the main stage 3 , the liquid phase drawn off on the diluate side via line 317 to the environment, e.g. B. on an agricultural area, can be dispensed while the concentrate passes via line 314 into the concentrate tank 41 of the final stage 4 (recycling) and after compensatory addition of sodium chloride, NaCl, via line 419 the saline spray devices 9 of the salt-in silos S₁ until S n is supplied.
Eine weitere verfeinerte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen An lage gemäß Fig. 5 weist bei sonst bezüglich Fig. 4 gleichbleibender Bezeichnungsweise eine der Elektrodialyse 31 diluatseitig über Leitung 332 nachgeschaltete Umkehrosmose Einrichtung 32 für eine Diluat-Nachreinigung mit Retentat-Rückführleitung 322 zur eingangsseitigen Zuleitung 121 für Frischlake in die Filtrationseinrichtung 21 der Vorstufe 2 auf, von welcher diluatseitig über Leitung 327 eine Ausbringung, z. B. gleich in ein Gewässer od. dgl., erfol gen kann, da die nachgeschaltete Umkehrosmose einen zusätzlichen Reinigungs effekt bringt.A further refined embodiment of a system according to the invention as shown in FIG. 5, with a designation that otherwise remains the same with respect to FIG. 4, has a reverse osmosis device 32 downstream of the electrodialysis 31 on the diluate side via line 332 for a diluate post-cleaning with retentate return line 322 to the inlet side supply line 121 for fresh brine the filtration device 21 of the preliminary stage 2 , from which the diluate side via line 327 an output, for. B. the same in a body of water. Like., Success conditions, since the downstream reverse osmosis brings an additional cleaning effect.
Die Fig. 6 schließlich betrifft eine bezüglich Flüssigphase-Reinigung besonders effektive Anlage, deren wesentlicher Teil - bei sonst gleichbleiben der Bezeichnungsweise gemäß Fig. 4 und 5 - schematisch dargestellt ist, wobei hier in der Hauptstufe 3 eine Umkehrosmose-Einrichtung 32 mit Austragsleitung 327, die über Zuleitung 121, ein Mikro- bzw. Ultrafilter 21 der Vorstufe 2 und Leitung 232 mit vorgereinigter Lake versorgt wird, einer Elektro-Dialyse- Einrichtung 31 vorgeschaltet ist und diese über zwei Leitungen 332, 332′ sowohl diluat- wie konzentrat-seitig mit Lake gleicher, vorerhöhter Salz-Konzentration versorgt. Diluatseitig wird bloß auf eine Salzkonzentration, welche etwa der Fischlake-Salzkonzentration entspricht, ab gereichert und das Diluat entweder über eine Leitung 311 in die eingangs seitige Lake-Zuleitung 121 zur Filtrationseinrichtung 21 oder aber über 323 bevorzugt in die Zuleitung 232 zur Umkehrosmose-Einrichtung 32 zurückgeführt wird, während das Konzentrat der Elektrodialyse 31 über eine Rückführleitung 314 der Endstufe 4 in die Einsalzungs-Grundstufe 1 zurückgeführt wird.Finally, FIG. 6 relates to a system which is particularly effective with regard to liquid phase cleaning, the essential part of which - while the designation according to FIGS. 4 and 5 remains the same - is shown schematically, here in the main stage 3 a reverse osmosis device 32 with discharge line 327 , which is supplied via line 121 , a micro or ultrafilter 21 of the preliminary stage 2 and line 232 with pre-cleaned brine, is connected upstream of an electro-dialysis device 31 and this is connected via two lines 332 , 332 'with both the diluate and the concentrate side Lake supplied equal, pre-increased salt concentration. On the diluate side, only a salt concentration, which corresponds approximately to the fish brine salt concentration, is enriched, and the diluate is either via a line 311 into the inlet line 121 on the inlet side to the filtration device 21 or, preferably, via 323 into the line 232 to the reverse osmosis device 32 is returned while the concentrate of the electrodialysis 31 is returned to the basic salting stage 1 via a return line 314 of the final stage 4 .
Eine weitere nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt durch die folgenden Beispiele.A further detailed explanation of the invention is given by the following examples.
300 kg Sauerkraut wurden in zwei Krautfässern zu je 150 kg Inhalt unter gleichmäßiger Zumischung von insgesamt 6 kg kristallinem Speisesalz (und etwas Kümmel und Wacholderbeeren) eingeschnitten. Innerhalb der ersten 72 Stunden nach dem Einschneiden fielen 60 l Salzlake mit einem Gesamtsalzgehalt von 2,14 kg NaCl und 0,13 kg KCl an. Die Preßlake wurde mittels Zentrifuge von 5,7 kg Schweb- und Faserstoffteilchen befreit und konnte problemlos ohne Stabilisierung bis zu 72 h ohne Qualitätsverlust infolge Einsetzen von Gärung und ohne merkliche Geruchsverschlechterung zwischengelagert werden. Unter Überdruck wurde sie mittels Dünnschichtverdampfer auf 21,4% ihres Ausgangs volumens aufkonzentriert.300 kg sauerkraut were in two herb barrels, each with a content of 150 kg with a constant addition of a total of 6 kg of crystalline table salt (and some caraway and juniper berries). Within the first 72 Hours after cutting, 60 liters of brine with a total salt content fell of 2.14 kg NaCl and 0.13 kg KCl. The press sheet was centrifuged freed from 5.7 kg of suspended and fibrous particles and could do without Stabilization up to 72 h without loss of quality due to the onset of fermentation and stored temporarily without any noticeable deterioration in odor. Under It was overpressured to 21.4% of its output using a thin film evaporator concentrated volume.
In 60% des Konzentrates (1,3 kg Kochsalzgehalt) wurden 1,3 kg kristallines Speisesalz gelöst. Diese Lake, die das aus dem beschriebenen Ein schnitt stammende und das frische Salz enthielt, wurde zum Einsalzen von 140 kg Frischkraut herangezogen, also in Grundstufe recycliert.In 60% of the concentrate (1.3 kg saline) was 1.3 kg crystalline table salt dissolved. This Lake, which is the one described cut and containing the fresh salt was salted to 140 kg Fresh herb grown, i.e. recycled in the basic level.
Dabei fielen in den ersten 72 Stunden 40 l Lake (Frischlake) an.This resulted in 40 l of lake (fresh brine) in the first 72 hours.
Das fertig vergorene Sauerkraut aus Einschnitt 1 und Einschnitt 2 zeigte geschmacklich keinen Unterschied.The finished fermented sauerkraut from incision 1 and incision 2 showed no difference in taste.
Diese Art der Recyclierung konnte in gleicher Weise bis zu fünfmal ohne merklichen Geschmacksverlust des aus dem mit der jeweils abgezogenen und nach Einengen recyclierten Salzlake immer wieder behandelten Frischkraut gewonnenen Sauerkrautes durchgeführt werden.This type of recycling could be done up to five times in the same way without noticeable loss of taste from the one with the and the after concentrating recycled brine, fresh herb treated again and again won sauerkraut be carried out.
Mit einer Elektrodialyse (ED)-Laboranlage wurde ein Batchversuch durchgeführt, bei dem 10 l Lake entsalzt (diluatseitig) und auf 2 l aufkon zentriert (konzentratseitig) wurden. Als Betriebsparameter wurden 1 Volt/Zelle und eine Überströmgeschwindigkeit von 10 cm/s gewählt. Von Interesse war auch die Entsalzungszeit, aus der die Daten für eine großtechnische Anlage abzuleiten sind und das Verhalten der Membranen gegenüber Sauerkrautlake.A batch test was carried out with an electrodialysis (ED) laboratory system carried out, desalted on the 10 l brine (diluate side) and concentrated to 2 l centered (on the concentrate side). The operating parameters were 1 volt / cell and selected an overflow rate of 10 cm / s. Also of interest the desalination time from which the data for a large-scale plant are to be derived and the behavior of the membranes towards sauerkraut brine.
In Fig. 2 ist die Abnahme der Leitfähigkeit im Diluat in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Der ursprüngliche Wert von 39 mS/cm (entsprechend einer Salzkonzentration von 1,50% NaCl) sank innerhalb von 8 Stunden auf 2 mS/cm (0,8% NaCl) ab. Die gemessene Stromstärke betrug 2,5 A zu Beginn des Experiments und 0,5 A zu dessen Ende. Konzentratseitig ergab sich ein Anstieg der Leitfähigkeit auf 105 mS/cm. Das entspricht einer Salzkonzentration von 6,43% NaCl. Die Stromausbeute (elektrochemisch) für dieses Experiment betrug ca. 50%. Nachstehend sind die Analysenwerte von Aus gangslake, Konzentrat und Diluat tabellarisch zusammengefaßt.In FIG. 2, the decrease in conductivity in the diluate in function of time is illustrated. The original value of 39 mS / cm (corresponding to a salt concentration of 1.50% NaCl) dropped to 2 mS / cm (0.8% NaCl) within 8 hours. The measured current was 2.5 A at the beginning of the experiment and 0.5 A at the end. On the concentrate side, the conductivity increased to 105 mS / cm. This corresponds to a salt concentration of 6.43% NaCl. The current yield (electrochemical) for this experiment was approximately 50%. The analysis values of the starting brine, concentrate and diluate are summarized in a table below.
Im Diluat verminderte sich der CSB-Wert etwa um 20% gegenüber der Ausgangslake. Das erklärt sich daraus, daß nur ein kleiner Teil der organischen Substanz in ionischer Form vorliegt. Diluatseitig wurde die Lake auf ca. 1/20 ihres ursprünglichen NaCl-Gehaltes abgereichert. Das Konzentrat (6,43% NaCl) wies auch nach längerer Lagerzeit bei Raumtemperatur keinen Fäulnisgeruch auf, besitzt also gute Lagerfähigkeit.In the diluate, the COD value decreased by about 20% compared to the Starting sheet. This can be explained by the fact that only a small part of the organic substance is present in ionic form. The Lake became the diluate depleted to about 1/20 of their original NaCl content. The concentrate (6.43% NaCl) showed none even after a long storage period at room temperature The smell of putrefaction has a good shelf life.
Zusammenfassend ist festzuhalten:To summarize:
- - Die Entsalzung der Sauerkrautlake ist wirtschaftlich durchführbar.- Desalination of the sauerkraut brine is economically feasible.
- - Eine ca. 5-fache Salzaufkonzentrierung ist möglich.- An approx. 5-fold salt concentration is possible.
- - Der Gesamtenergieverbrauch liegt, reichert man im Diluat die Salzkonzentration der Krautlake von 1,5% NaCl auf 0,08% NaCl ab, bei etwa 28 kWh/m³ Diluat (Wasserausbeute ca. 80%).- The total energy consumption is, if you enrich the diluate Salt concentration of the cabbage sheet from 1.5% NaCl to 0.08% NaCl, at about 28 kWh / m³ diluate (water yield approx. 80%).
Bei dieser Art der Aufbereitung der Lake konnte selbst nach acht maligem Recyclierungszyklus, bei dem für das Einsalzen eine etwa 24%-ige NaCl-Lösung bereitet wurde, keinerlei Qualitätsminderung des auf diese neue Weise hergestellten Sauerkrautes beobachtet werden.With this type of preparation, the lake could even after eight times recycling cycle, in which for salting an approximately 24% NaCl solution was prepared, no quality reduction on this new one Sauerkraut produced in this way can be observed.
Was Änderungen der Zusammensetzung der Lake nach mehreren Recyclie
rungsschritten betrifft, wurde folgendes gefunden.:
Bis zu neun Recyclierstufen wurden der CSB-Gehalt und das Ma⁺/K⁺-
Verhältnis in den Frischlaken beobachtet und das Sauerkraut auf seine ge
schmackliche Qualität und Konsistenz geprüft. Dabei wurden jeweils mit dem
Lakenkonzentrat der vorhergehenden Stufe pro Versuch etwa 17-23 t Rohkraut naß
eingesalzen. Abgesehen von einer gewissen Streuung, war mit zunehmender Zahl
an Recyclierstufen keine Änderung der Werte erkennbar. Auch der Geschmack und
die Konsistenz des Sauerkrautes blieben unverändert.The following was found regarding changes in the composition of the brine after several recycling steps:
The COD content and the Ma⁺ / K⁺ ratio in the fresh sheets were observed up to nine recycling stages and the sauerkraut was tested for its tasty quality and consistency. About 17-23 tons of raw cabbage were each salted wet with the brine concentrate from the previous stage. Apart from a certain spread, no change in the values was discernible with an increasing number of recycling stages. The taste and consistency of the sauerkraut also remained unchanged.
Die folgende Tabelle 1 zeigt als Beispiel konkret erreichte Anlagen leistungen für Mikro- und Ultrafiltration, Umkehrosmose und Elektrodialyse, abhängig vom NaCl-Gehalt der Frischlake. The following Table 1 shows an example of plants actually achieved services for micro and ultrafiltration, reverse osmosis and electrodialysis, depending on the NaCl content of the fresh brine.
Claims (23)
- - in einer, der genannten Grundstufe bevorzugt unmittelbar folgenden, Vorstufe, beispielsweise durch Schweretrennung, insbesondere durch Zentrifugieren oder Filtration, aus der - infolge des durch die Salzbehandlung erfolgenden Wasserentzuges aus dem Frisch-Gemüse wesentlich verdünnten - Lake die in ihr enthaltenen Partikel von Schwebstoffen, Trübung verursachenden Stoffen und/oder Fasermaterialien - zusammen mit ihnen anhaftenden und/oder angelagerten Mikroorganismen bzw. Mikroorganismus-Agglomeraten - sowie gegebenenfalls hochmolekulare organische Verbindungen abgeschieden und von derselben abgetrennt werden, daß, gegebenenfalls nach Durchlaufen einer Zwischenstufe mit Zwischenla gerung, Zwischenreinigung od. dgl., weiters
- - in einer Hauptstufe die 1-3,5 Masse-%, insbesondere 1,5-2,5 Masse-%, betragende Salz-Konzentration in zumindest einem Teil der derart vorgereinigten und stabilisierten Lake selbst oder in einer mit derselben in Wechselwirkung gebrachten Hilfslösung auf für eine Abgabe an die Umwelt zugelassene Werte, insbesondere auf Werte von kleiner als 0,2 Masse-%, ge senkt wird ("Diluat"), wobei die Salz-Konzentration im restlichen Teil der Lake oder in einer Hilfslösung (ohne Frisch-Salzzugabe) auf maximal 30 Masse-%, vorzugsweise auf 5-10 Masse-%, insbesondere auf 7-8 Masse-%, erhöht wird ("Konzentrat"), und daß, gegebenenfalls nach Durchlaufen einer Zwischenstufe mit Zwischenlagerung, Zwischenreinigung od. dgl.,
- - in einer Endstufe die, bevorzugterweise gesamte, Menge des derart erhaltenen Konzentrates in die Kochsalz-Behandlung des Frischgemüses, insbesondere Schnitt-Krautes, der Grundstufe recycliert wird.
- - in a precursor, which immediately follows the basic step mentioned, for example by separation of gravity, in particular by centrifugation or filtration, from which - as a result of the water being removed from the fresh vegetables by salt treatment - brine the particles of suspended matter contained therein, Turbidity-causing substances and / or fiber materials - together with adhering and / or attached microorganisms or microorganism agglomerates - and possibly high-molecular organic compounds are separated and separated therefrom, that after passing through an intermediate stage with intermediate storage, intermediate cleaning or the like ., further
- - In a main stage, the salt concentration amounting to 1-3.5% by mass, in particular 1.5-2.5% by mass, in at least part of the thus pre-cleaned and stabilized brine itself or in an auxiliary solution brought into interaction with it to values approved for release to the environment, in particular to values of less than 0.2% by mass ("diluate"), the salt concentration in the remaining part of the brine or in an auxiliary solution (without fresh Salt addition) to a maximum of 30% by mass, preferably to 5-10% by mass, in particular to 7-8% by mass ("concentrate"), and that, if necessary after passing through an intermediate stage with intermediate storage, intermediate cleaning or the like .,
- - In a final stage, the preferably total amount of the concentrate obtained in this way is recycled into the salt treatment of the fresh vegetables, in particular sliced cabbage, of the basic stage.
daß die so erhaltene Lake im Rahmen der Hauptstufe zuerst einem Umkehrosmose-Prozeß unterworfen wird, wobei entsalztes bzw. demineralisiertes Wasser, beispielsweise für eine Verwendung als Brauchwasser, abgezogen wird, daß die konzentratseitig abgezogene Lake mit gegenüber der Frischlake erhöhter Salz-Konzentration in zwei Ströme geteilt wird, welche jeweils konzentratsei tig und diluatseitig einem Elektrodialyse-Prozeß zugeführt werden,
daß schließlich im Rahmen der Endstufe das weiter erhöhte Salz- Konzentration aufweisende Konzentrat unter kompensatorischer Ergänzung des Kochsalzes in die Grundstufe zur Einsalzung des Frischgemüses, insbesondere Frischkrautes, recycliert wird, während das elektrodialytisch etwa auf die Salz-Konzentration der Frischlake abgereicherte Diluat, gegebenenfalls vor Eintritt der Frischlake in die Vorstufe, bevorzugterweise jedoch in die von Partikeln befreite Lake vor deren Eintritt in den Umkehrosmose-Prozeß der Hauptstufe, rück- bzw. wiedereingeführt wird. (Fig. 6).12. The method according to any one of claims 1 to 22, characterized in that the fresh brine coming from the basic stage is freed in the preliminary stage by micro- and / or ultra-filtration of suspended, turbid and / or fiber material particles, which may be applied after salt-free washing, for example on an agricultural area,
that the brine thus obtained is first subjected to a reverse osmosis process in the course of the main stage, with demineralized or demineralized water, for example for use as process water, being drawn off, that the brine drawn off on the concentrate side, with an increased salt concentration compared to the fresh brine, in two streams is divided, which are fed on the concentrate side and diluate side to an electrodialysis process,
that finally, in the final stage, the concentrate, which has a further increased salt concentration, is compensated for by supplementing the table salt in the basic stage for salting the fresh vegetables, in particular fresh cabbage, while the diluate, which is electrodialytically depleted in the salt concentration of the fresh brine, optionally before entry the fresh brine is returned or reintroduced into the preliminary stage, but preferably into the brine freed from particles before it enters the reverse osmosis process of the main stage. ( Fig. 6).
- - eine Vorstufe bildende Einrichtung (10) zur Abtrennung von Schweb-, Trü bungs- und/oder Faserstoff-Teilchen und gegebenenfalls hochmolekularen organischen Substanzen von der Frischlake mit Fördereinrichtung (11) zur Abführung der genannten Feststoffanteile und Ableitung (15) der geklärten Frischlake - vorzugsweise mit in dieser angeordneten Feinst- und/oder Ultrafiltrations-Einrichtung (13) mit Abführung (14) für dort abgetrennte Feststoff-Teilchen - in eine
- - eine Hauptstufe bildende Einrichtung (20), insbesondere Elektrodialyse und/oder Umkehrosmose-Anlage, zur Anhebung der Salz-Konzentration der aus der Vorstufe zugeführten Frischlake oder einer Hilfslösung geführt ist, von welcher Hauptstufe neben einer Ableitung (21) für zumindest teil demineralisiertes Wasser und einer solchen zur Abführung von verbrauchten und/oder nicht recyclierten Konzentrat-Anteilen (22)
- - eine Endstufe bildende Leitung (30) zur Recyclierung zumindest eines Haupt-Teiles des aus der Hauptstufe geführten Konzentrates ausgeht, und in den Frischeinschnitt- bzw. Einsalz-Behälter (1) der Grundstufe mündend ausgebildet ist, wobei jeweils zwischen den bzw. innerhalb der genannten Stufen Förder-Einrichtungen, Lager-, Zwischenlager- bzw. Puffer-Behälter (31) od. dgl. angeordnet sein können.
- - A preliminary stage device ( 10 ) for separating suspended, turbid and / or fibrous particles and possibly high-molecular organic substances from the fresh brine with conveying device ( 11 ) for removing the said solids and discharging ( 15 ) the clarified fresh brine - preferably with very fine and / or ultrafiltration device ( 13 ) arranged in this with discharge ( 14 ) for solid particles separated there - into one
- - A device ( 20 ) forming a main stage, in particular electrodialysis and / or reverse osmosis system, for increasing the salt concentration of the fresh brine supplied from the preliminary stage or an auxiliary solution, from which main stage in addition to a discharge line ( 21 ) for at least partially demineralized water and one for removing used and / or non-recycled concentrate parts ( 22 )
- - A line ( 30 ) forming a final stage for recycling at least a main part of the concentrate led from the main stage, and is designed to open into the fresh incision or salting container ( 1 ) of the basic stage, in each case between or within the mentioned stages conveyor devices, storage, intermediate storage or buffer containers ( 31 ) or the like. Can be arranged.
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