JP2002523075A - 横流ろ過によって混合物を固体成分と液体成分に分離する方法 - Google Patents
横流ろ過によって混合物を固体成分と液体成分に分離する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
この方法の場合、植物性または動物性細胞集合体からなる圧送可能な混合物を、特に果実全体から、破砕および砕開によって原汁として用意する。この原汁は、通過させるための少なくとも１つの流路（通路）（９，９′，１０，１０′，１１，１１′，１２，１２′）と、分離された液体成分（浸透液）のための出口（３０）とを備えたろ過装置に供給される。その際、分離すべき混合物は回路内において圧力下で流路を何度も再循環させられる。この場合、液体成分がジュースとして分離される。公知のジュースプレスが省略され、原汁が直接ろ過される。
Description
【０００１】 本発明は、植物性または動物性細胞集合体からなる圧送可能な混合物を、横流
ろ過によって固体成分と液体成分に分離するための方法と、この方法を実施する
ための装置に関する。
ろ過によって固体成分と液体成分に分離するための方法と、この方法を実施する
ための装置に関する。
【０００２】 果実からジュースを製造する方法は米国特許第４，７１６，０４４号明細書（
トーマス(Thomas)他）によって知られている。その際、果実から、果実とジュー
スからなる、圧送可能な液状のピュレーが製造される。このピュレーは７〜１０
バールの圧力下で、１．６〜１５ｃｍの直径を有する剛性のある多孔性の管状ケ
ーシングを１回圧送通過される。ケーシングの内面には、所定の初期浸透性を有
する、食品に適した限外ろ過膜が取付けられている。ケーシングの出発圧力は３
〜７バールに保たれる。
トーマス(Thomas)他）によって知られている。その際、果実から、果実とジュー
スからなる、圧送可能な液状のピュレーが製造される。このピュレーは７〜１０
バールの圧力下で、１．６〜１５ｃｍの直径を有する剛性のある多孔性の管状ケ
ーシングを１回圧送通過される。ケーシングの内面には、所定の初期浸透性を有
する、食品に適した限外ろ過膜が取付けられている。ケーシングの出発圧力は３
〜７バールに保たれる。
【０００３】 ジュースプレスによる慣用の果汁製造と異なり、米国特許第４，７１６，０４
４号明細書による方法は直接ジュース圧搾と呼ばれる。その際行われる１回の通
過のために、直列に接続配置された多数の限外ろ過モジュールと、４０〜６０バ
ールの高いろ過圧力が必要である。これは、使用される膜管直径の場合、金属膜
の使用を必要とする。１回通過式の並列の多数の流路（通路）が同時に使用され
ると、限外ろ過モジュールの閉塞による個々の流路（通路）の閉塞問題が増大す
る。この方法に従って作動する装置は限外プレスと呼ばれる。この装置は上記の
欠点に基づいておよびそれが不経済であるため、産業において今まで普及してい
ない。
４号明細書による方法は直接ジュース圧搾と呼ばれる。その際行われる１回の通
過のために、直列に接続配置された多数の限外ろ過モジュールと、４０〜６０バ
ールの高いろ過圧力が必要である。これは、使用される膜管直径の場合、金属膜
の使用を必要とする。１回通過式の並列の多数の流路（通路）が同時に使用され
ると、限外ろ過モジュールの閉塞による個々の流路（通路）の閉塞問題が増大す
る。この方法に従って作動する装置は限外プレスと呼ばれる。この装置は上記の
欠点に基づいておよびそれが不経済であるため、産業において今まで普及してい
ない。
【０００４】 本発明の根底をなす課題は、公知の方法の上記の欠点を、新しい分離方法によ
って除去し、この方法を実施するための装置を提供することである。
って除去し、この方法を実施するための装置を提供することである。
【０００５】 本発明に従い、この課題の解決は、冒頭に述べた種類の方法において、植物性
または動物性細胞集合体、特に果実全体から、破砕および砕開によって原汁を用
意し、分離すべき混合物を通過させるための少なくとも１つの流路（通路）と、
分離された液体成分（浸透液）のための出口とを備えたろ過装置を準備し、用意
した原汁の少なくとも一部を、圧送可能な分離すべき混合物として、圧力下で流
路を何度も再循環させ、液体成分をジュースとして分離することによって解決さ
れる。
または動物性細胞集合体、特に果実全体から、破砕および砕開によって原汁を用
意し、分離すべき混合物を通過させるための少なくとも１つの流路（通路）と、
分離された液体成分（浸透液）のための出口とを備えたろ過装置を準備し、用意
した原汁の少なくとも一部を、圧送可能な分離すべき混合物として、圧力下で流
路を何度も再循環させ、液体成分をジュースとして分離することによって解決さ
れる。
【０００６】 この方法は特に、各々の流路（通路）の出口で、分離すべき混合物の流量およ
びまたは圧力を検出し、出口に設けた可変絞りによって圧力を目標値に制御し、
回路内の循環ポンプによって流量を目標値に制御し、この目標値が達成されない
ときに、分離された液体成分（浸透液）の流出を補助的に減少または中断させる
ように実施される。
びまたは圧力を検出し、出口に設けた可変絞りによって圧力を目標値に制御し、
回路内の循環ポンプによって流量を目標値に制御し、この目標値が達成されない
ときに、分離された液体成分（浸透液）の流出を補助的に減少または中断させる
ように実施される。
【０００７】 植物性または動物性細胞集合体からなる圧送可能な混合物、特に果物全体を破
砕および砕開して用意した原汁を、横流ろ過によって固体成分と液体成分に分離
するための本発明による装置は、少なくとも２個のろ過モジュールを備え、この
ろ過モジュールは処理すべき混合物のための残留物回路において直列に接続配置
され、ろ過モジュールは１０ｍｍ以上の内径を有する個々の管状膜を備えている
。
砕および砕開して用意した原汁を、横流ろ過によって固体成分と液体成分に分離
するための本発明による装置は、少なくとも２個のろ過モジュールを備え、この
ろ過モジュールは処理すべき混合物のための残留物回路において直列に接続配置
され、ろ過モジュールは１０ｍｍ以上の内径を有する個々の管状膜を備えている
。
【０００８】 方法と装置の変形は従属請求項に記載されている。本発明は課題を解決すると
いうほかに、次の効果を奏する。 − 使用されるろ過膜による高い流通出力（フラックス）。この出力は類似の公 知の装置の出力の２．４倍に達する。 − 適当なろ過モジュール（スーパー−コルモジュール）を使用する際、ろ過洗 浄なしに混合物の８０重量％までの高いジュース収量が達成される。 − 高い運転信頼性。 − 直接ろ過装置の非常に経済的な運転。 − 非常に少なくて済む設備コスト。 − 公知のジュースプレスを省略し、原汁を直接ろ過することできる。
いうほかに、次の効果を奏する。 − 使用されるろ過膜による高い流通出力（フラックス）。この出力は類似の公 知の装置の出力の２．４倍に達する。 − 適当なろ過モジュール（スーパー−コルモジュール）を使用する際、ろ過洗 浄なしに混合物の８０重量％までの高いジュース収量が達成される。 − 高い運転信頼性。 − 直接ろ過装置の非常に経済的な運転。 − 非常に少なくて済む設備コスト。 − 公知のジュースプレスを省略し、原汁を直接ろ過することできる。
【０００９】 次に、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００１０】 図１に示した直接ろ過装置は、特に果物源汁を生ジュースと残りかす（搾りか
す）に分離するために適している。図示していないそれ自体公知のミルは、果実
全体を破砕および再開するために役立つ。この場合、ポンプで搬送可能な原汁が
準備される。この原汁は遮断弁２を備えた管路１を経てバッチタンク３に達する
。このバッチタンクはそれ自体公知のように攪拌装置４を備えている。バッチタ
ンク３には、横流式ろ過装置を備えた製造回路が接続している。次に、この横流
式ろ過装置の構造について説明する。
す）に分離するために適している。図示していないそれ自体公知のミルは、果実
全体を破砕および再開するために役立つ。この場合、ポンプで搬送可能な原汁が
準備される。この原汁は遮断弁２を備えた管路１を経てバッチタンク３に達する
。このバッチタンクはそれ自体公知のように攪拌装置４を備えている。バッチタ
ンク３には、横流式ろ過装置を備えた製造回路が接続している。次に、この横流
式ろ過装置の構造について説明する。
【００１１】 図１に示すように、バッチタンク３の中身のために循環ポンプ５がバッチタン
ク３のすぐ下に接続されている。この中身はポンプで搬送可能な混合物として分
離可能である。循環ポンプ５はこの混合物を接続管路６から混合器７と対称な分
配器８とを経て、平行な４つの流路（通路）に搬送する。この流路は各々２個の
横流式ろ過モジュール９，９′，１０，１０′，１１，１１′，１２，１２′を
直列に備えている。４つの通路の出口には、混合物の圧力と流量を調整するため
の各々１個の制御弁１３，１４，１５，１６が設けられている。各々の制御弁１
３，１４，１５，１６には、その手前に接続配置された、混合物の流量およびま
たは圧力のためのセンサ１３′，１４′，１５′，１６′の出力信号が供給され
る。
ク３のすぐ下に接続されている。この中身はポンプで搬送可能な混合物として分
離可能である。循環ポンプ５はこの混合物を接続管路６から混合器７と対称な分
配器８とを経て、平行な４つの流路（通路）に搬送する。この流路は各々２個の
横流式ろ過モジュール９，９′，１０，１０′，１１，１１′，１２，１２′を
直列に備えている。４つの通路の出口には、混合物の圧力と流量を調整するため
の各々１個の制御弁１３，１４，１５，１６が設けられている。各々の制御弁１
３，１４，１５，１６には、その手前に接続配置された、混合物の流量およびま
たは圧力のためのセンサ１３′，１４′，１５′，１６′の出力信号が供給され
る。
【００１２】 制御弁１３，１４，１５，１６の出口は第２の対称な分配器１７を介して戻し
管路１８に接続されている。この戻し管路は、ろ過モジュール９，９′，１０，
１０′，１１，１１′，１２，１２′内で液体成分を分離した後で、混合物圧力
を調節するための逆転するポンプ１９と遮断弁２０とを経て、混合物の一部（残
留物）をバッチタンク３に戻す。ポンプ１９の出口には、回路から残留物を排出
するための管路２２が遮断弁２１を介在して設けられている。
管路１８に接続されている。この戻し管路は、ろ過モジュール９，９′，１０，
１０′，１１，１１′，１２，１２′内で液体成分を分離した後で、混合物圧力
を調節するための逆転するポンプ１９と遮断弁２０とを経て、混合物の一部（残
留物）をバッチタンク３に戻す。ポンプ１９の出口には、回路から残留物を排出
するための管路２２が遮断弁２１を介在して設けられている。
【００１３】 図１に示すように、循環ポンプ５と混合器７の間に流量センサ２３が設けられ
、混合器７と分配器８の間に圧力センサ２４が設けられ、第２の対称な分配器１
７の出口には他の圧力センサ２５が設けられている。センサ２３，２４，２５の
出力信号は、製造回路内の混合物の流量と圧力を制御するための循環ポンプ５と
逆転するポンプ１９に供給される。混合器７と分配器８の間には、循環ポンプ５
からの圧力衝撃を均一にならすための遮断弁２７を備えた容器２６が配置されて
いる。更に、ジュースの分離を終了した後で、原汁の残渣（残留物）をろ過装置
から押しのけまたはろ過洗浄すべき場合に備えて、バッチタンク３に水を供給す
るための、遮断弁２９を備えた管路２８が、原汁を供給するための管路１の隣に
設けられている。
、混合器７と分配器８の間に圧力センサ２４が設けられ、第２の対称な分配器１
７の出口には他の圧力センサ２５が設けられている。センサ２３，２４，２５の
出力信号は、製造回路内の混合物の流量と圧力を制御するための循環ポンプ５と
逆転するポンプ１９に供給される。混合器７と分配器８の間には、循環ポンプ５
からの圧力衝撃を均一にならすための遮断弁２７を備えた容器２６が配置されて
いる。更に、ジュースの分離を終了した後で、原汁の残渣（残留物）をろ過装置
から押しのけまたはろ過洗浄すべき場合に備えて、バッチタンク３に水を供給す
るための、遮断弁２９を備えた管路２８が、原汁を供給するための管路１の隣に
設けられている。
【００１４】 分離されたジュースは浸透液として、ろ過モジュール９，９′，１０，１０′
，１１，１１′，１２，１２′から管路３０を経て排出される。
，１１，１１′，１２，１２′から管路３０を経て排出される。
【００１５】 上記のろ過装置の作用は専門家に容易に理解される。分離すべき原汁が管路１
を経てバッチタンク３に適切なレベルまで充填されると、このレベルはそれ以降
の補充によって一定に保たれ、製品は処理すべき製品量が供給されるまで再循環
しながらろ過される。この場合、残渣（残留物）はその濃縮にもかかわらず引続
きポンプで圧送可能でなければならない。その際、不所望な運転状態または許容
されない運転状態を回避するために、分離方法のいろいろな変形が使用される。
を経てバッチタンク３に適切なレベルまで充填されると、このレベルはそれ以降
の補充によって一定に保たれ、製品は処理すべき製品量が供給されるまで再循環
しながらろ過される。この場合、残渣（残留物）はその濃縮にもかかわらず引続
きポンプで圧送可能でなければならない。その際、不所望な運転状態または許容
されない運転状態を回避するために、分離方法のいろいろな変形が使用される。
【００１６】 例えば、粘度が小さすぎるために、ろ過モジュール９，９′，１０，１０′，
１１，１１′，１２，１２′内の製品の圧力の目標値が達成されないと、制御弁
１３，１４，１５，１６における残留物の圧力低下を増大させたり、管路３０か
らのジュース流出をときどき中断させることができる。更に、製品の濃縮が増大
し、大きな流れ抵抗によって閉塞の危険または回路内の許容されない高い圧力が
発生すると、限定された時間の間、ろ過モジュール内で分離されたジュース（浸
透液）を、正圧下でダイヤフラムを通って再び混合物に戻すことができる。
１１，１１′，１２，１２′内の製品の圧力の目標値が達成されないと、制御弁
１３，１４，１５，１６における残留物の圧力低下を増大させたり、管路３０か
らのジュース流出をときどき中断させることができる。更に、製品の濃縮が増大
し、大きな流れ抵抗によって閉塞の危険または回路内の許容されない高い圧力が
発生すると、限定された時間の間、ろ過モジュール内で分離されたジュース（浸
透液）を、正圧下でダイヤフラムを通って再び混合物に戻すことができる。
【００１７】 更に、ポンプによる搬送性を改善し、混合物の粘度を低下させるために、回路
の適当な個所で、ガスまたはガス状の物質を混合物に混合することができる。粘
度ひいては残渣（残留物）内の圧力降下が最高許容値に達するかまたはジュース
の収量が設定値に達すると、収量を更に高めるために、分離すべき混合物に洗浄
媒体を混入することによってろ過洗浄すると有利であることが判った。ジュース
内の溶解成分が設定値を下回るかまたは所望な全体収量が達成されたときに、こ
のろ過洗浄は終了する。
の適当な個所で、ガスまたはガス状の物質を混合物に混合することができる。粘
度ひいては残渣（残留物）内の圧力降下が最高許容値に達するかまたはジュース
の収量が設定値に達すると、収量を更に高めるために、分離すべき混合物に洗浄
媒体を混入することによってろ過洗浄すると有利であることが判った。ジュース
内の溶解成分が設定値を下回るかまたは所望な全体収量が達成されたときに、こ
のろ過洗浄は終了する。
【００１８】 更に、ペクチナーゼまたはセルラーゼを用いた酵素による処理によって、原汁
の粘度を低下させることができる。原汁の粘度の一層の低下は、３０°Ｃまたは
６０°Ｃ以上に加熱することによっても達成される。その際、固体と液体の分離
の前に原汁から揮発性の香気物質を分離し、そして分離されたジュースに後で再
び混合することにより、ジュースの感覚的な品質を改善することができる。感覚
的な品質の観点から、もし必要であれば、準備された原汁の一部としての芯、茎
および皮が、再循環ろ過の前に分離される。
の粘度を低下させることができる。原汁の粘度の一層の低下は、３０°Ｃまたは
６０°Ｃ以上に加熱することによっても達成される。その際、固体と液体の分離
の前に原汁から揮発性の香気物質を分離し、そして分離されたジュースに後で再
び混合することにより、ジュースの感覚的な品質を改善することができる。感覚
的な品質の観点から、もし必要であれば、準備された原汁の一部としての芯、茎
および皮が、再循環ろ過の前に分離される。
【００１９】 図２は、図１に示した種類の直接ろ過装置の変形を概略的に示している。この
場合、図１の参照符号は図２において同じ要素を示している。図２の装置の場合
には、混合物圧力を調節するために、逆転する１個だけのポンプ１９（図１）の
代わりに、４つの流路の各々のために、固有の逆転ポンプ１９′，１９″，１９
″′，１９″″が設けられている。この各ポンプの前には、２個のセンサ、すな
わち４個の流量センサ３３，３３４，３５，３６と４個の圧力センサ３３′，３
４′，３５′，３６′が配置されている。図２のセンサの信号線の矢印が示すよ
うに、逆転ポンプ１９′〜１９″″と循環ポンプ５がセンサ２４，３３〜３６，
３３′〜３６′の出力信号によって制御される。これに対して、センサ２３の出
力信号は循環ポンプ５だけを制御する。
場合、図１の参照符号は図２において同じ要素を示している。図２の装置の場合
には、混合物圧力を調節するために、逆転する１個だけのポンプ１９（図１）の
代わりに、４つの流路の各々のために、固有の逆転ポンプ１９′，１９″，１９
″′，１９″″が設けられている。この各ポンプの前には、２個のセンサ、すな
わち４個の流量センサ３３，３３４，３５，３６と４個の圧力センサ３３′，３
４′，３５′，３６′が配置されている。図２のセンサの信号線の矢印が示すよ
うに、逆転ポンプ１９′〜１９″″と循環ポンプ５がセンサ２４，３３〜３６，
３３′〜３６′の出力信号によって制御される。これに対して、センサ２３の出
力信号は循環ポンプ５だけを制御する。
【００２０】 図２の装置の場合にも、図１の装置の場合のように、個々の流路（通路）のた
めの圧力と流量の制御が、ろ過の間と、それに続くろ過モジュール９〜１２，９
′〜１２′の洗い流しの際の製品の閉塞を回避するために役立つ。図２の装置の
図示していない変形の場合には、充分に搾った残渣（残留物）の最終排出のため
のろ過モジュール９〜１２，９′〜１２′を直列に接続することができる。この
手段により、平行に配置された個々のろ過モジュールの閉塞が回避される。しか
し、このろ過モジュールは、必要な排出圧力がろ過モジュールの許容運転圧力を
上回らないときにのみ使用可能である。
めの圧力と流量の制御が、ろ過の間と、それに続くろ過モジュール９〜１２，９
′〜１２′の洗い流しの際の製品の閉塞を回避するために役立つ。図２の装置の
図示していない変形の場合には、充分に搾った残渣（残留物）の最終排出のため
のろ過モジュール９〜１２，９′〜１２′を直列に接続することができる。この
手段により、平行に配置された個々のろ過モジュールの閉塞が回避される。しか
し、このろ過モジュールは、必要な排出圧力がろ過モジュールの許容運転圧力を
上回らないときにのみ使用可能である。
【００２１】 図１と図２には、ポンプで搬送可能な分離すべき混合物の圧力と流量を制御す
るための制御回路が、センサの信号線によって象徴的に示してある。図３は図１
の直接ろ過装置のための制御回路を詳細に示している。その際、混合物のための
入口３８と残渣のための出口３７と分離された浸透液のための出口４２を備えた
ろ過モジュール９″が１個だけ設けられている。圧力と流量を検出するために、
圧力センサ２４と流量センサ２３が入口３８に設けられ、圧力センサ２５と流量
センサ１３″が出口３７に設けられ、圧力センサ３０′が浸透液のための出口４
２に設けられている。図３のこのセンサの信号線が示すように、センサの出力信
号はすべてコントローラおよび制御ユニット４０に供給される。
るための制御回路が、センサの信号線によって象徴的に示してある。図３は図１
の直接ろ過装置のための制御回路を詳細に示している。その際、混合物のための
入口３８と残渣のための出口３７と分離された浸透液のための出口４２を備えた
ろ過モジュール９″が１個だけ設けられている。圧力と流量を検出するために、
圧力センサ２４と流量センサ２３が入口３８に設けられ、圧力センサ２５と流量
センサ１３″が出口３７に設けられ、圧力センサ３０′が浸透液のための出口４
２に設けられている。図３のこのセンサの信号線が示すように、センサの出力信
号はすべてコントローラおよび制御ユニット４０に供給される。
【００２２】 残渣用出口３７に設けた戻し管路１８には制御弁４１が配置され、出口４２か
ら浸透液を排出するための管路３０には制御弁４３が配置されている。図３に示
すように、制御弁４１，４３はコントローラおよび制御ユニット４０によって制
御線を介して調節される。この調節は、圧力と流量の目標値が達成されるように
行われる。ろ過モジュール９″の閉塞のためにこの調節が不可能であると、先ず
最初に、制御弁４３が閉鎖される。そして、他の手段として、分離された浸透液
のための出口４２に配置された調節弁４４を経て、圧力下の水がろ過ダイヤフラ
ムに供給され、それによって公知のごとく逆洗が開始される。
ら浸透液を排出するための管路３０には制御弁４３が配置されている。図３に示
すように、制御弁４１，４３はコントローラおよび制御ユニット４０によって制
御線を介して調節される。この調節は、圧力と流量の目標値が達成されるように
行われる。ろ過モジュール９″の閉塞のためにこの調節が不可能であると、先ず
最初に、制御弁４３が閉鎖される。そして、他の手段として、分離された浸透液
のための出口４２に配置された調節弁４４を経て、圧力下の水がろ過ダイヤフラ
ムに供給され、それによって公知のごとく逆洗が開始される。
【００２３】 図３の残渣用の出口３７の圧力または流量が少なすぎるかまたは個々の通路に
ついて等しくないときには、取り除かれるまで次の手段が順々に実施される。 − 制御弁４１を開放するかまたは残留物をもはや出口３７から送出しない、 − 搬送ポンプ５の回転数を上昇させることによって入口３８の流量（センサ２ ３によって測定される）を高める、 − 浸透液用の制御弁４３を閉鎖する、 − 調節弁４４から水を供給する。
ついて等しくないときには、取り除かれるまで次の手段が順々に実施される。 − 制御弁４１を開放するかまたは残留物をもはや出口３７から送出しない、 − 搬送ポンプ５の回転数を上昇させることによって入口３８の流量（センサ２ ３によって測定される）を高める、 − 浸透液用の制御弁４３を閉鎖する、 − 調節弁４４から水を供給する。
【００２４】 既に図１に基づいて説明したように、この直接ろ過装置は、パッチタンク３内
に入れられた充填製品が再循環によって汁を搾られる分離方法のために設けられ
ている。この場合、遮断弁２１は閉じたままであり、充分に汁を搾った残渣（残
留物）の排出のために初めて開放される。その際、搾りプロセス中、回路から分
離されたジュースの量に相応して、新鮮な混合物が管路１を経てバッチタンクに
絶えず供給される。
に入れられた充填製品が再循環によって汁を搾られる分離方法のために設けられ
ている。この場合、遮断弁２１は閉じたままであり、充分に汁を搾った残渣（残
留物）の排出のために初めて開放される。その際、搾りプロセス中、回路から分
離されたジュースの量に相応して、新鮮な混合物が管路１を経てバッチタンクに
絶えず供給される。
【００２５】 このバッチ運転と異なり、直接ろ過装置の連続的な運転は製品回路から残留物
を絶えず部分的に排出することによって行われる。図４は、この連続的な運転の
ための図１の装置の変形を示している。図４には、分離すべき混合物を再循環す
るための回路が概略的に示してある。この回路はろ過モジュール９″と、このろ
過モジュールの入口に設けられた再循環ポンプ５と、出口に設けられた逆転する
圧力保持ポンプ１９を備えている。図４に従って、ポンプ５に直接戻す場合には
、図１のバッチタンク３は省略される。
を絶えず部分的に排出することによって行われる。図４は、この連続的な運転の
ための図１の装置の変形を示している。図４には、分離すべき混合物を再循環す
るための回路が概略的に示してある。この回路はろ過モジュール９″と、このろ
過モジュールの入口に設けられた再循環ポンプ５と、出口に設けられた逆転する
圧力保持ポンプ１９を備えている。図４に従って、ポンプ５に直接戻す場合には
、図１のバッチタンク３は省略される。
【００２６】 圧力保持ポンプ１９の出口から循環ポンプ５の入口に至る戻し管路１８′によ
って、製造回路は閉じている。製造回路の残留物を部分的に排出するために、圧
力保持ポンプ１９の出口には、同様に逆転する排出ポンプ２１′が設けられてい
る。残留物は管路２２を経て排出され、新鮮な製品は管路１′を経て絶えず供給
される。図１の直接ろ過装置のその他の細部は、図４の概略図には図示していな
い。
って、製造回路は閉じている。製造回路の残留物を部分的に排出するために、圧
力保持ポンプ１９の出口には、同様に逆転する排出ポンプ２１′が設けられてい
る。残留物は管路２２を経て排出され、新鮮な製品は管路１′を経て絶えず供給
される。図１の直接ろ過装置のその他の細部は、図４の概略図には図示していな
い。
【００２７】 図５は図４の回路の変形を示している。この場合、排出ポンプ２１′は圧力保
持ポンプ１９とろ過モジュール９″の出口の間に接続されている。この配置構造
により、図４に示すように残留物の一部を排出することができ、また回路に戻す
ことなく全部を排出することができる。前者の場合、ポンプ１９が停止される。
これは特にバッチ運転の場合に、パッチタンク３に入れられた充填製品の残留物
が所望の収量に達した後で装置から排出されるときに生ずる。
持ポンプ１９とろ過モジュール９″の出口の間に接続されている。この配置構造
により、図４に示すように残留物の一部を排出することができ、また回路に戻す
ことなく全部を排出することができる。前者の場合、ポンプ１９が停止される。
これは特にバッチ運転の場合に、パッチタンク３に入れられた充填製品の残留物
が所望の収量に達した後で装置から排出されるときに生ずる。
【００２８】 図６は、本発明による混合物分離方法を実施するための、図１の直接ろ過装置
の変形を示している。この変形はコンパクトな構造であり、製品押しのけの際に
製品の残量を最小限にする。この場合、逆転する圧力保持ポンプ１９は出口側が
バッチタンク３に直接接続され、空間的にバッチタンクのすぐ上に配置されてい
る。更に、搬送ポンプ５とろ過モジュール９″の間と、ろ過モジュール９″と圧
力保持ポンプ１９の間の接続管路の長さはできるだけ短くなっている。
の変形を示している。この変形はコンパクトな構造であり、製品押しのけの際に
製品の残量を最小限にする。この場合、逆転する圧力保持ポンプ１９は出口側が
バッチタンク３に直接接続され、空間的にバッチタンクのすぐ上に配置されてい
る。更に、搬送ポンプ５とろ過モジュール９″の間と、ろ過モジュール９″と圧
力保持ポンプ１９の間の接続管路の長さはできるだけ短くなっている。
【００２９】 図７の直接ろ過装置の変形の場合には、図１の循環ポンプ５が４つの個々の流
路（通路）のために１個ずつ設けられた循環ポンプ５′によって置き換えられて
いる。この場合、各々の通路は直列の３個のろ過モジュール９″′を備えている
。バッチタンク３からの製品は簡単な分配管路５０と遮断弁５１を経て４個の循
環ポンプ５′に達する。４つの流路（通路）からの残渣（残留物）は簡単な捕集
管路５２と遮断弁５３と戻し管路１８と圧力保持ポンプ１９と遮断弁２０を経て
バッチタンク３に戻る。
路（通路）のために１個ずつ設けられた循環ポンプ５′によって置き換えられて
いる。この場合、各々の通路は直列の３個のろ過モジュール９″′を備えている
。バッチタンク３からの製品は簡単な分配管路５０と遮断弁５１を経て４個の循
環ポンプ５′に達する。４つの流路（通路）からの残渣（残留物）は簡単な捕集
管路５２と遮断弁５３と戻し管路１８と圧力保持ポンプ１９と遮断弁２０を経て
バッチタンク３に戻る。
【００３０】 循環ポンプ５′と４つの通路のろ過モジュール９″との間には、流量センサ２
３が１個ずつ配置されている。同様に、最後の４つのろ過モジュール９″′の出
口に各々１個の流量センサ２３′が設けられている。流量センサ２３の出力信号
は図７に示すように、圧力保持ポンプ１９に作用し、流量センサ２３′の出力信
号は４つの通路を通る流量をその目標値に制御するために４個の循環ポンプ５′
に作用する。ろ過モジュール９″′で分離された浸透液は捕集管路３０″と絞り
５４を経て、分離された果汁の排出管路５５に達する。
３が１個ずつ配置されている。同様に、最後の４つのろ過モジュール９″′の出
口に各々１個の流量センサ２３′が設けられている。流量センサ２３の出力信号
は図７に示すように、圧力保持ポンプ１９に作用し、流量センサ２３′の出力信
号は４つの通路を通る流量をその目標値に制御するために４個の循環ポンプ５′
に作用する。ろ過モジュール９″′で分離された浸透液は捕集管路３０″と絞り
５４を経て、分離された果汁の排出管路５５に達する。
【００３１】 本発明は、方法とこの方法を実施するための装置の上記実施の形態に限定され
ない。次に記載する種類の公知の手段との組み合わせは本発明の範囲を逸脱しな
い。分離すべき混合物を準備する際、皮、芯および茎を原汁から除去すると有利
である。
ない。次に記載する種類の公知の手段との組み合わせは本発明の範囲を逸脱しな
い。分離すべき混合物を準備する際、皮、芯および茎を原汁から除去すると有利
である。
【００３２】 直列に配置された複数の分離段を有するろ過装置を使用する際、透過膜圧が最
高８バールまたは１０バールに制限されるときには、第１の分離段で、低価格の
低圧ろ過モジュールを使用可能である。このようなろ過モジュールは有機材料か
らなる管状膜を含んでいる。この管状膜の支持管は帯状体を巻くことによって製
作されている。直列に配置された管状膜を有する複数のろ過モジュールを使用す
る際、各々のろ過モジュールにおいて管状膜の内径と管長がいろいろな製品粘度
に適合され、このようなろ過モジュールを回路内で架橋によって停止することが
できる。このろ過モジュールの寸法はそのときの製品粘度に適合させることが困
難である。ろ過モジュールとしては、コッホ（Koch) 社の商標スーパーコア(Sup
ercore) の市販の装置またはＰＣＩ社の商標スーパー−コル（Super-Cor)または
Ａ１９の装置が適している。
高８バールまたは１０バールに制限されるときには、第１の分離段で、低価格の
低圧ろ過モジュールを使用可能である。このようなろ過モジュールは有機材料か
らなる管状膜を含んでいる。この管状膜の支持管は帯状体を巻くことによって製
作されている。直列に配置された管状膜を有する複数のろ過モジュールを使用す
る際、各々のろ過モジュールにおいて管状膜の内径と管長がいろいろな製品粘度
に適合され、このようなろ過モジュールを回路内で架橋によって停止することが
できる。このろ過モジュールの寸法はそのときの製品粘度に適合させることが困
難である。ろ過モジュールとしては、コッホ（Koch) 社の商標スーパーコア(Sup
ercore) の市販の装置またはＰＣＩ社の商標スーパー−コル（Super-Cor)または
Ａ１９の装置が適している。
【００３３】 粘性の高い製品のための搬送ポンプとしては、偏心スクリューポンプが適して
いる。果汁を搾った残渣（残留物）を水によって分離装置から押しのけて排出す
る際に、縦方向混合器により、残留物管路内での急激な粘度上昇が回避される。
この急激な粘度上昇は互いに平行に配置された管状膜を閉塞することになる。フ
ィルタの分離領域に関して、清澄ジュースのために精密ろ過（ＭＦ）と限外ろ過
（ＵＦ）が主として使用される。マクロろ過によって、慣用のプレスによって知
られているような濁ったジュースを製造することができる。日本の市場では、原
汁の酸化低減のためにビタミンＣが添加される。
いる。果汁を搾った残渣（残留物）を水によって分離装置から押しのけて排出す
る際に、縦方向混合器により、残留物管路内での急激な粘度上昇が回避される。
この急激な粘度上昇は互いに平行に配置された管状膜を閉塞することになる。フ
ィルタの分離領域に関して、清澄ジュースのために精密ろ過（ＭＦ）と限外ろ過
（ＵＦ）が主として使用される。マクロろ過によって、慣用のプレスによって知
られているような濁ったジュースを製造することができる。日本の市場では、原
汁の酸化低減のためにビタミンＣが添加される。
【図１】 本発明による混合物分離方法を実施するための直接ろ過装置を示す図である。
【図２】 図１の直接ろ過装置の変形を示す図である。
【図３】 図１の直接ろ過装置のための制御回路を示す図である。
【図４】 図１の装置の製品回路からの残留物の部分的な排出を示す図である。
【図５】 図１の装置の製品回路からの残留物の部分的な排出または全部の排出を示す図
である。
である。
【図６】 製品押しのけ排出の際の製品残量を最小化するために、本発明の混合物分離方
法を実施する直接ろ過装置のコンパクトな構造を示す図である。
法を実施する直接ろ過装置のコンパクトな構造を示す図である。
【図７】 図１の直接ろ過装置の変形を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 61/58 Ｂ０１Ｄ 61/58 63/06 63/06 69/04 69/04 // Ａ２３Ｌ 1/212 Ａ２３Ｌ 1/212 Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＥ，ＡＬ，Ａ Ｍ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ， ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，Ｈ Ｒ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4B016 LG01 LP02 4B017 LP01 LP06 4B061 AA02 AA06 AA09 BA11 CC06 CC12 CC13 4D006 GA06 GA07 HA21 KA12 KA16 KA52 KA53 KA54 KA56 KA63 KA64 KA67 KE04P KE07P KE07Q KE09P KE09Q KE16Q KE23Q MA02 PB15 PC17
Claims (36)
- 【請求項１】 植物性または動物性細胞集合体からなる圧送可能な混合物を
、横流ろ過によって固体成分と液体成分に分離するための方法において、植物性
または動物性細胞集合体、特に果実全体から、破砕および砕開によって原汁を用
意し、分離すべき混合物を通過させるための少なくとも１つの流路（通路）（９
，９′，１０，１０′，１１，１１′，１２，１２′）と、分離された液体成分
（浸透液）のための出口（３０）とを備えたろ過装置を準備し、用意した原汁の
少なくとも一部を、圧送可能な分離すべき混合物として、圧力下で流路を何度も
再循環させ、液体成分をジュースとして分離することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 各々の流路（通路）（９，９′，１０，１０′，１１，１１
′，１２，１２′）の出口で、分離すべき混合物の流量およびまたは圧力を検出
し、出口に設けた可変絞り（１３，１４，１５，１６）によって圧力を目標値に
制御し、回路内の循環ポンプ（５，５′）によって流量を目標値に制御し、この
目標値が達成されないときに、分離された液体成分（浸透液）の流出を補助的に
減少または中断させることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 各々の流路（通路）（９，９′，１０，１０′，１１，１１
′，１２，１２′）の入口で、分離すべき混合物の圧力を検出し、出口に設けた
可変絞り（１３，１４，１５，１６）によって目標値に制御し、出口の流量およ
びまたは圧力の許容値が維持されないときに、流路（通路）の入口の流量を減少
させることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 流れ抵抗が大きすぎるために、流路（通路）（９，９′，１
０，１０′，１１，１１′，１２，１２′）が閉塞する危険が検出されるときに
、分離された液体成分（浸透液）が限定された時間にわたって正圧下で横流ろ過
の膜を通って混合物に戻されることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 分離すべき混合物（残留物流れ）の流量がその粘度（残留物
粘度）に依存して制御回路を介して調節されることを特徴とする請求項１記載の
方法。 - 【請求項６】 圧送性を改善するために、かつ分離すべき混合物の粘度を低
下させるために、ガスまたはガス状物質が混合物に混合されることを特徴とする
請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項７】 ろ過終了後、ろ過装置内で回路内を循環させられる混合物（
残留物）が粘度の低い液体によって部分的に希釈され、装置から排出されること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項８】 圧送可能な分離すべき混合物の再循環横流ろ過と同時にある
いはこのろ過に続いて、混合物の再循環ろ過洗浄が行われることを特徴とする請
求項１記載の方法。 - 【請求項９】 混合物からのジュースの収量が設定値に達したときに、ろ過
洗浄を終了することを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 分離の際にジュースの溶解物質の成分が設定された値を下
回るときに、ろ過洗浄を終了することを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１１】 砕いた果物の原汁からなる混合物を準備する際に、皮、芯
および茎を原汁から充分に分離除去することを特徴とする請求項１〜１０のいず
れか一つに記載の方法。 - 【請求項１２】 液体を混入することによって混合物または原汁の粘度を低
下させることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】 酵素による処理によって原汁の粘度を低下させることを特
徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１４】 酵素（セルラーゼ）によって原汁の固体を前処理すること
を特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１５】 原汁を３０°Ｃ以上の温度に温めることを特徴とする請求
項１記載の方法。 - 【請求項１６】 固体と液体に分離する前に、原汁から揮発性の香気物質を
分離することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１７】 原汁を６０°Ｃ以上の温度に温めることを特徴とする請求
項１記載の方法。 - 【請求項１８】 直列に配置された少なくとも２個の段を備えたろ過装置を
準備し、第１の段で、分離された液タイ分の圧力（透過膜圧）に対して分離すべ
き混合物の圧力を、最高８バールに保つことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１９】 第１の段から後続の段において分離すべき混合物（残留物
）を所定の固さ（緻密性）に濃縮することを特徴とする請求項１８記載の方法。 - 【請求項２０】 植物性または動物性細胞集合体からなる圧送可能な混合物
、特に果物全体を破砕および砕開して用意した原汁を、横流ろ過によって固体成
分と液体成分に分離するための装置において、少なくとも２個のろ過モジュール
（９，９′，１０，１０′，１１，１１′，１２，１２′）を備え、このろ過モ
ジュールが処理すべき混合物のための残留物回路において直列に接続配置され、
ろ過モジュールが１０ｍｍ以上の内径を有する個々の管状膜を備えていることを
特徴とする装置。 - 【請求項２１】 残留物回路内で直列に続く少なくとも２個のろ過モジュー
ル（９，９′，１０，１０′，１１，１１′，１２，１２′）が、管状膜を備え
、モジュール毎にこの管状膜の内径およびまたはろ過管長さが異なっていること
を特徴とする請求項２０記載の装置。 - 【請求項２２】 少なくとも１個のろ過モジュールが直列に配置された３個
以上の管状膜を備えていることを特徴とする請求項２０記載の装置。 - 【請求項２３】 少なくとも２個のろ過モジュール（９，９′，１０，１０
′，１１，１１′，１２，１２′）を備え、このろ過モジュールが残留物回路内
で並列に接続され、かつ分離された流路（通路）を形成していることを特徴とす
る請求項２０記載の装置。 - 【請求項２４】 １０バールよりも低い許容作動圧を有するろ過モジュール
を備えていることを特徴とする請求項２０記載の装置。 - 【請求項２５】 ろ過モジュール（９，９′，１０，１０′，１１，１１′
，１２，１２′）の構造が、コッホ社の商標スーパーコアまたはＰＣＩ社の商標
スーパー−コルまたはＡ１９のモジュールと同じであるかまたは類似しているこ
とを特徴とする請求項２０記載の装置。 - 【請求項２６】 残留物回路内で並列接続配置されたろ過モジュールが対称
の分配器（８，１７）を介して接続されていることを特徴とする請求項２３記載
の装置。 - 【請求項２７】 少なくとも１個の偏心スクリューポンプ（５）を備え、こ
の偏心スクリューポンプが分離すべき混合物を残留物回路に搬送することを特徴
とする請求項２０記載の装置。 - 【請求項２８】 残留物回路内に設けられた、分離すべき混合物のためのバ
ッチタンク（３）と、回路内で搬送するための少なくとも１個の残留物ポンプ（
５）とを備え、この残留物ポンプがバッチタンクの出口に直接接続されているか
あるいは残留物回路の長さよりも短い接続管を介してこの出口の後に配置されて
いることを特徴とする請求項２０記載の装置。 - 【請求項２９】 少なくとも１個の逆転するポンプ（１９）が残留物回路内
に設けられ、この逆転ポンプが残留物流れに逆らい、ろ過モジュール内の残留物
の圧力を調節する働きをすることを特徴とする請求項２０または２８記載の装置
。 - 【請求項３０】 残留物回路内において逆転するポンプ（１９）の後に配置
された分岐管路（２２）を備え、この分岐管路が他の逆転するポンプ（２１′）
を備え、かつ残留物回路から外に案内されていることを特徴とする請求項２９記
載の装置。 - 【請求項３１】 逆転するポンプ（１９）の出口がバッチタンク（３）に直
接接続され、空間的にこのバッチタンクのすぐ上に配置されていることを特徴と
する請求項２９記載の装置。 - 【請求項３２】 １個ずつの圧力センサ（３３′〜３６′）およびまたは流
量センサ（３３〜３６）を備え、このセンサが分離された各々の流路（通路）（
９，９′，１０，１０′，１１，１１′，１２，１２′）の出口に配置されてい
ることを特徴とする請求項２３記載の装置。 - 【請求項３３】 分離された流路（通路）（９，９′，１０，１０′，１１
，１１′，１２，１２′）を通る流量を個別的に制御することができる構成要素
（１９′〜１９″″）を備えていることを特徴とする請求項２３記載の装置。 - 【請求項３４】 特に戻し希釈の際に、残留物回路内のろ過モジュールの手
前において、縦方向に連続する残留物流れの部分を互いに混合することができる
構成要素を備えていることを特徴とする請求項２０〜３３のいずれか一つに記載
の装置。 - 【請求項３５】 分離された各々の流路（通路）（９，９′，１０，１０′
，１１，１１′，１２，１２′）を通る搬送流を制御するために各々１個の別個
のポンプ（５′）を備えていることを特徴とする請求項３２記載の装置。 - 【請求項３６】 管状膜が有機材料からなり、支持管が帯状体を巻くことに
よって製作されていることを特徴とする請求項２０記載の装置。
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