DK169402B1 - Regenerering af kiselgur fra bryggeribranchen - Google Patents

Description

i DK 169402 B1

Opfindelsen vedrører en fremgangsmåde til genoparbejdning 5 af brugt, som filtreringsmiddel i bryggeribranchen anvendt kiselgur.

Kiselgur, der også betegnes som trippelse, bjergmel eller diatomejord, er en melagtig til fast, fortrinsvis hvid el-10 ler grøn, kridtlignende masse. Det drejer sig om de af kiselsyre bestående skaller fra encellede alger (diatoméer), der lever i vandet, og som, når de er døde, synker ned på bunden, hvor de danner aflejringer, der kan udnyttes. Skjoldene består af to halvskaller af de mest forskelligar-15 tede former og skikkelser. Indtil nu kendes flere tusinde forskellige diatomearter.

Den store betydning, som kiselgur har i teknikken i dag, beror på den store opsugningsevne, benyttelsen som bærer 20 for katalysatorer, flydende, opløste og faste stoffer og frem for alt på anvendelsen som filterhjælpemiddel og som fyldstof.

I bryggerierne opstår brugt kiselgur i betydelige mængder 25 ved filtreringen af urten og det lagrede øl.

Ved filtrering af urten anvendes kiselgurfiltre til at fjerne kuldeuklarheden. Filtreringen af urten fortages dog hyppigt også ved sedimentation i kølekarret eller påsæt-30 ningskarret. Derved tilbageholdes ca. 60% af kuldeuklarheden.

Før påfyldningen må øllet filtreres omhyggeligt endnu engang for at gøre det klart og biologisk holdbart. Kun ved 35 visse overgærede ølsorter af står man fra det for fuldt ud at bevare den aromatiske smag.

DK 169402 B1 2

Ved filtreringen med kiselgur tilblandes øllet en blanding af finere og grovere kiselgur som filterhjælpemiddel. Til forbedring af filtreringsegenskaberne tilsættes aktivt kul, 5 kiselgel og perlit. Kiselguren afsætter sig sammen med de stoffer, der forårsager uklarheden, på en filterdug og fjernes efter tilendebragt filtrering i pastaagtig eller tør tilstand.

10 Af rationelle grunde, såvel med henblik på bortskaffelsen som en senere udnyttelse, fjernes kiselguren fra filtrene i "tør" tilstand. På denne måde sparer man en del af transportomkostningerne og den nødvendige afvanding før deponeringen.

15

En sådan pastaagtig "tørgur" har efter fjernelsen fra filteret omtrent følgende sammensætning:

Fugtindhold 68 til 75% 20 Kiselgur 20 til 27%

Organiske bestanddele ca. 5%

Fugtindholdet stammer fra det efter filtreringen tilbageværende øl.

25

De af filtermassen optagene organiske bestanddele består af gær, æggehvidestoffer og humleharpikser. De har en brændværdi på ca. 5 000 kcal/kg (20 920 kJ/kg).

30 Den på bryggerierne som biprodukt opstående kiselgur bortskaffes praktisk taget fuldstændig. Kun på nogle små bryggerier sættes den til masken eller spredes som gødning på landbrugsområder.

35 Fjernelsen af kiselguren er hidtil sket ved følgende foranstaltninger: 3 DK 169402 B1 a. Udledning i et rensningsanlæg.

Her skylles kiselguren ud af filtrene med vand og 5 ledes til et rensningsanlæg. Ved et af virksomheden ejet rensningsanlæg må kiselguren ved hjælp af et køretøj med sugebeholder pumpes op af aflejringsgruben og køres til bortskaffelse. Direkte udledning i kloaksystemet fører til tilstopning.

10

Udledning i kloaksystemet er dog heller ikke af miljøgrunde holdbart i længden.

b. Udledning i et afløb.

15

Udledning af kiselguren i afløbet uden forudgående rensning turde ikke længere være tilladeligt.

c. Deponering på en losseplads.

20

Kiselguren kan fjernes fra filterrammerne i tør tilstand, dvs. ved forsigtig skrabning fra filterdugen. Ved nyere anlæg sker dette allerede automatisk. Den køres så til lossepladsen i form af en 25 tyk grød.

Det er også almindeligt kun at tørre en del af kiselguren og bringe den til lossepladsen. Den resterende mængde opstemmes da og kommes i spildvandet.

30

Fjernelsen af kiselguren i tør tilstand er let at foretage indenfor virksomhedens område og bringer den fuldstændige løsning på spildevandsspørgsmålet. Ved bortskaffelsen er der dog nogle synspunkter at tage i betragtning.

35

En deponering af kiselguren vil for fremtiden hovedsagelig 4 kun være mulig, når den leveres i stikfast tilstand. Ellers må der betales yderligere afgifter for afvandingen.

DK 169402 B1

Transporten af kiselguren giver ligeledes problemer. På 5 grund af den grødagtige tilstand kan en lastbil med åbent lad ikke benyttes, da aflæsningen og rengøringen erfaringsmæssigt er forbundet med store omkostninger. Gærindholdet og de derigennem, navnlig i sommermånederne, opstående luftarter fører til en opbobling af kiselguren og til en 10 stærk lugtbelastning. En transport kan derfor kun ske i specialkøretøjer, hvorved der opstår betydelige omkostninger.

Til løsning af disse mangesidede problemer er der også al-15 lerede forelagt det foreslag at opføre et centralt anlæg med stor kapacitet til oparbejdning af den i bryggerier eller ved kemisk rensning anvendte kiselgur. Vedrørende dette henvises der til forskningsrapporten T 77-09 fra Forbundsministeriet for Forskning og Teknologi fra juli 1977. Ved 20 hjælp af en ovn med fluidiseret leje samt en cyklonudskiller, et elektrofilter og andre stortekniske apparater sker der en forbrænding af de uskadelige indholdsstoffer.

De nødvendige temperaturer kommer op på en størrelse af ca.

25 700°C, og kapaciteten af et sådan anlæg andrager 40 tons filterremanens pr. dag, svarende til en ølproduktion på 16 millioner hl pr. år.

Foruden de høje transportudgifter for den brugte og den op-30 arbejdede kiselgur må der afholdes høje energiudgifter til forbrændingsprocessen.

En yderligere ulempe består deri, at den brugte kiselgur tilføres storanlægget fra alle mulige forskellige bryggeri-35 er, hvorved alle mulige forskellige kornstørrelser i det tilførte materiale blandes sammen.

DK 169402 B1 5

Det har vist sig, at ved filtreringsprocessen for bestemte ølsorter er et bestemt blandingsforhold af kornstørrelserne i kiselguren fordelagtig. Den oparbejdede kiselgur har et 5 derfra afvigende og ikke mere uden videre konstaterbart blandingsforhold af kornstørrelser, så genanvendelse ikke mere fører til den maksimale virkning ved filtreringsprocessen.

10 Til grund for opfindelsen ligger den opgave at angive en fremgangsmåde til oparbejdning af kiselgur, som fremkommer i bryggerier, og hvilken fremgangsmåde er økonomisk og miljøvenlig og kan gennemføres i selve bryggeriet, idet de hertil nødvendige anlæg kan tilpasses en hvilken som helst 15 kapacitet.

Til grund for opfindelsen ligger den erkendelse, at en våd kemisk oparbejdning af filterguren direkte i den forarbejdende virksomhed lader sig gennemføre væsentlig mere økono-20 misk.

Denne opgave løses ved en fremgangsmåde til genoparbejdning af brugt, som filtreringsmiddel i bryggeribranchen anvendt kiselgur, hvilken fremgangsmåde ifølge opfindelsen er sær-25 egen ved, at der til den brugte kiselgur sættes en 2 til 8%ig natronlud ved en reaktionstemperatur på fra 60 til 90°C og under en reaktionstid på fra 30 til 120 minutter udsættes for en skånende omrøring.

30 Koncentrationen af natronluden andrager fortrinsvis 4 til 5%, reaktionstemperaturen 80 til 90°C og reaktionstiden ca.

1 time.

Ved en sådan behandling i 1 time af kiselguren fjernes 35 praktisk taget alle æggehvideholdige stoffer såvel som gæren næsten fuldstændigt. Kiselguren indeholder så kun ca. 1 6 DK 169402 B1 til 2% organisk stof, som overvejende består af polysaccha-rider. Disse kan efter behov fjernes ved en syrehydrolyse med svovlsyre eller saltsyre.

5 Ved filtreringsforsøgene viste det sig dog, at disse poly-saccharider ikke forstyrrer filtreringen, så de ikke ubetinget skal fjernes.

Ved genoparbejdningen af kiselgur må der regnes med en til-10 sætning af ubrugt kiselgur i en mængde på 10 til 20%. Af denne grund kan indholdet af organisk stof i den oparbejdede kiselgur, selv ved uafbrudt oparbejdning, ikke overstige 8%. Herved påvirkes kiselgurens filtreringsvirkning på ingen måde i ugunstig retning.

15

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen gennemføres som følger.

Den brugte kiselgur fra filteret bringes over i en beholder, der kan opvarmes, og blandes med ca. 4 til 5%ig na-20 tronlud. Reaktionstemperaturen andrager herved 80 til 90°C og reaktionstiden ca. 1 time. Ved skånende omrøring eller indblæsning af luft gennemblandes substratet jævnt i reaktionstiden.

25 Fjernelsen af natronluden og skylningen af kiselguren sker fortrinsvis ved hjælp af et vakuum henholdsvis trykbåndsfilter i modstrøm i ca. 4 til 5 ekstraktionstrin. Til fuldstændig fjernelse af luden kan skyllevandet i det sidste ekstraktionstrin tilsættes indtil 0,1% svovlsyre eller 30 saltsyre.

Indtil genanvendelsen opbevares den rensede og regenererede kiselgur under vand.

35 Til supplering af tabene ved oparbejdningen må der regnes med en tilsætning af 10 til 20% ny kiselgur.

DK 169402 B1 7

De gennemførte filtreringsforsøg med indtil fem gange rege-neret kiselgur uden tilsætning af ubrugt kiselgur viste ingen ændringer i forhold til den normale filtrering.

5

Filtreringsresultaterne med regeneret kiselgur i sammenligning med original kiselgur, som er opnået ved hjælp af et laboratoriforsøgsfilter, er vist i de følgende tabeller.

10 Forsøgsfiltrering; Da der i den undersøgte virksomhed ar bejdes med en for- og efterfiltrering, skete der en adskilt oparbejdning af kiselguren fra de to filtre.

1. Oparbejdning af kiselguren fra forfilteret (grovgur).

15 I flere sammenligningsforsøg blev virksomhedens brugte kiselgur oparbejdet ifølge den beskrevne fremgangsmåde og undersøgt i sammenligning med ubrugt kiselgur (forsøg nr. 1 til 3). Desuden blev den fem gange regenerede 20 kiselgur i et yderligere forsøg anvendt til filtrering uden tilsætning af ny kiselgur (forsøg nr. 4 til 8).

Angivelsen op refererer til differentialtrykket ved samme filtreringstid.

25 30 35 8 DK 169402 B1

Tabel i

Filtreringsforsøg med regeneret kiselgur (grovgur).

5 Forsøg nr._Sammenligning ύρ regeneret gur op 1 2,1 1,8 2 4,5 2,4 3 6,0 1,0 10 4 — 1,9 5 — 1,8 6 4,0 1,8 7 2,8 4,0 8 3,8 4,1 15 2. Oparbejdning af kiselguren fra efterfilteret (blanding 20 af grov og fin kiselgur og kiselgel).

Tabel II

Forsøg nr. Sammenligning ύρ regeneret gur op 25 1 0,7 0,2 2 0,7 0,2 3 0,6 0,1 4 0,8 0,2 30

Filtreringsresultaterne viser klart, at regenereringen ingen ufordelagtig virkning havde på filterydelsen.

Ved den fine kiselgur kunne endog en tydelig forhøjelse af 35 filterydelsen opnås, uden at øllets uklarhed og kuldeuklarhed forringedes.

Claims (6)

1. Fremgangsmåde til genoparbejdning af brugt, som filtreringsmiddel i bryggeribranchen anvendt kiselgur, 5 kendetegnet ved, at der til den brugte kiselgur sættes en 2 til 8%ig natronlud ved en reaktionstemperatur på fra 60 til 90°C og under en reaktionstid på fra 30 til 120 minutter udsættes for en skånende omrøring.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at koncentrationen af natronluden andrager 4 til 5%.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at reaktionstemperaturen andrager 80 til 90°C. 15

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at den brugte kiselgur anbringes i en beholder, der kan opvarmes.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller et af de foranstående krav, kendetegnet ved, at fjernelsen af natronluden efter udløb af reaktionstiden og skylning af kiselgu-ren sker ved hjælp af et vakuum- henholdsvis trykbåndfilter i flere ekstraktionstrin. 25

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller et af de foranstående krav, kendetegnet ved, at der i det sidste ekstraktionstrin til fuldstændig fjernelse af luden tilsættes skyllevandet svovlsyre eller saltsyre i en koncentration på 30 indtil 0,1%.