SE8702364A0 - Sätt och anordning vid membranfiltrering av flytande livsmedelsprodukter - Google Patents

Abstract

Vid membranfiltrering av flytande livsmedelsprodukter, vilka fare membranfiltreringen uppNarms till far membranfiltreringen lamplig temperatur uppdelar produkten i tvl flUden som ar lika stora som koncentrat- rasp. permeatfladet frin membranfiltreringen. nesse fladen meter i var sin sektion (8, 9) av en varmebehandlingsenhet var sitt flade av koncentrat resp. permeat. .1 • • • C0.. : •0 t ,•••■ • • OP 4 ••• •• r 4:e ------- ----• r 1 -Ar4-1/3 4 44,0A • • ow .1 Al • "

Description

15 20 25 530 Den förbrukning av elenergi som krävs för att kompensera värmeförlusten har visat sig vara mycket besvärande när utrustningen används på en lant-_ gård eller i en fruktodling. Dels är anslutningseffekten till elnätet begränsad dels är energikostnaden för uppvärmning en betydande del av driftkostnaden. Att reglera eleffekten så att värmebehandlings- temperaturen blir jämn trots varierande produktflöde, såsom vid värmning av nymjölkad mjölk; är svårare när värmeväxlarverkningsgraden är låg.

Ett membranfilter som arbetar kontinuerligt har en bestämd relation mellan flödena av koncentrat och permeat även om totalflödet varierar.

Enligt uppfinningen föreslås därför att den produkt som skall membran- filtreras uppdelas i två flöden som är lika stora som koncentrat- resp. permeatflödena från membranfiltreringen; vilka i var sin sektion av en värmebehandlingsenhet möter var sitt flöde av koncentrat resp. permeat.

En anordning enligt uppfinningen omfattar en balanstank; en ledning för att via en värmebehandlingsenhet transportera livsmedelsprodukten till en cirkulationskrets innefattande en cirkulationspump samt ledningar för att transportera koncentrat resp. permeat till värmeväxlarsektionerna.

Anordningen kännetecknas av att värmebehandlingsenheten omfattar två parallellkopplade sektioner, vilka via ledningar står i förbindelse med ledningen från balanstanken samt regleringsventiler anordnade i dessa ledningar för att reglera mängden produkt till resp. värmeväxlarsektion.

.Anordningen är med fördel försedd med en trevägsventil i permeat- eller koncentratledningen för att reglera temperaturen hos livsmedelsprodukten vid inträdet i cirkulationskretsen.

För att reglera temperaturen hos den produkt som skall membranfiltreras kan ett delflöde av permeat eller koncentrat släppas förbi värmeväxlaren om temperaturen skulle bli för hög. Med hänsyn till att utrustningen måste kunna diskas effektivt är det dock bättre att ha en by-pass-ventil i permeat- eller koncentratledningen. ventilen öppnar och stänger hela I flödet vid för hög temperatur; resp. stänger och leder hela flödet genom O 10 -15 20 25 30 LO UI värmeväxlaren vid för låg temperatur. Vid diskning kan en sådan ventil öppnas och stängas av programutrustningen så att båda flödesvägarna blir- diskade.

Vid ultrafiltrering av mjölk på lantgård har den tillförda mjölken en temperatur av 35-36°C, medan filtreringen bör ske vid en temperatur över mjölkfettets smältintervall och över den temperatur där bakterie- tillväxten är snabbast. Lämplig filtreringstemperatur är därför som också sagts ovan omkring 50°C.

' Qenom att på beskrivet sätt förse filterutrustningen med en värmeåter- _ vinningssektion behövs ingen särskild värmare för den tillförda produk- ten. Värmetillförsel från den cirkulationspump som ger crossflow- strömning över filtermembranen ger tillsammans med överskottsvärme från övriga delar av utrustningen tillräcklig värmeeffekt.

En anordning för membranfiltrering av flytande livsmedelsprodukter beskrivs schematískt på bifogade ritning.

Anordningen omfattar en balanstank~l; från vilken livsmedelsprodukten transporteras av en pup 2 i en ledning 3. Ledningen 3 är ansluten till två grenledningar 4; 5; försedda med var sin reglerventil 6, 7 med vilka flödet genom ledningen regleras. Ledningen 4 för flödet till en värme- växlarsektion 8 och ledningen 5 till en värmeväxlarsektion 9. Utloppen 10 resp. ll sammankopplas från värmeväxlarsektionerna till en ledning 12 som transporterar livsmedelsprodukten till en cirkulationskrets 13 inne- fattande en cirkulationspump och ett membranfilter.

Membranfiltrets permeatsida har en ledning 15 för permeat som är ansluten till värmeväxlarsektionen 8. Från cirkulationskretsen 13 uttas via en ledning 16 och en reglerventil 17 ett koncentratflöde. Ledningen 16 är ansluten till värmeväxlarsektionen 9.

Prov med en ultrafiltreringsutrustning som arbetade kontinuerligt med mjölk, där inkommande mjölkflöde i en plattvärmeväxlare först fick möta __. _ .___ __~,_u, _,r_-__»,...- a. .,.-. ha -. -= -e-w-s-w-Å-fl-fl-fl--~.fim:«me~.~.«,-_.~. -.=.-.-_:-.=.-.- ..-:._e............_.._._.;.:...:_.'..__;; 10 '15 20 25 30 _35 nn~on o utströmande permeat och därefter utströmmande koncentrat har givit följande data.

Inkommande mjölkflöde 750 1/h har temperaturen 35°C. Ultrafiltret arbetade vid 50°C och ett permeatflöde på 375 l/h med denna temperatur värmde mjölken till 41,500 1 den första värmeväxlarsektionen.

Permeatets utloppstemperatur var då 37dC. I den därefter följande sektionen värmdes mjölken till 44.5°C av koncentratet som lämnade ultrafiltret vid 50°C och i värmeväxlaren kyldes till 43,5°C. För att bibehålla filtreringstemperaturen måste 4,8 kW värmeeffekt tillföras om man bortser från andra värmeförluster.

Genom att istället dela upp inkommande mjölkflöde på två parallella värmeväxlarsektioner där 375 1/h permeat i motström får värma 375 l/h mjölk och 375 l/h koncentrat i motström får värma resterande 375 1/h mjölk finner man att temperaturen på mjölken höjs till 48°C. Den effekt som då måste tillföras är 1,7 kw.

Man finner då vidare att effekten hos cirkulationspumpen som ger den för ultrafiltrering nödvändiga crossflow-strömningen är 3;O kW i den aktuella utrustningen. Fortsatta prov visade att temperaturen hos den aktuella filterutrustningen vid normal rumstemperatur steg till ca 50°C inom 20 min efter start. Denna temperaturstegringstakt kompenserade tämligen väl den minskning av filtreringskapacitet som alltid uppstår efter start om ultrafiltreringen fortgår vid konstant temperatur.

Diskning av ultrafilter måste alltid föregås av en mycket noggrann ursköljning så att produktrester i största möjliga mån avlägsnas. En allmän regel är att sköljvattnet bör ha en temperatur som är samma som, eller något högre än; filtreringstemperaturen.

Vid den beskrivna parallellkopplingen av värmeväxlare har det visat sig möjligt att fylla filtersystemet med varmvatten och sedan genomföra sköljningen med genomspolande kallt vatten. Inströmande kallvatten värms upp av vatten som strömmar ut genom permeat- och koncentratledningarna.

.I o o o oo oooo o oo oo ooo- 4 n n o n n o o o o o n o o o oo o o o ooo o o o o o o o o 4 o o o o o o o o o o o o o o o oo o o o o o o o o o o I o w oo o -o o o 5 _ . ....

Membranen sköljs på så sätt med varmvatten šid någorlunda konstant temperatur. En förutsättning är natutligtvis att man under sköljning har samma relationer mellan flödena 1 koncentratet och permeatledningarna som vid ultrafiltering av produkt.

Efter diskning-kan sedan dískmedelsresterna sköljas ut med samma förfarande.

Claims (3)

0 10 15 20 25 - - . . .. :oron a nu n Patentkrav

1. Sätt vid membranfiltrering av flytande livsmedelsprodukter, vilka före membranfiltreringen uppvärms till för filtreringen lämplig temperatur, k a n n e t e c k n a d a v att den produkt som skall membranfiltreras dels i två flöden som är lika stora som koncentrat- resp. permeatflödet från membranfiltreringen, vilka i var sin sektion av en värmebehandlingsenhet möter var sitt flöde av koncentrat resp. permeat.

2. Anordning för membranfiltrering av flytande livsmedelsprodukter, vilken omfattar en balanstank, en ledning för att via en värmebehand- lingsenhet transportera livsmedelsprodukten till en cirknlationskrets innefattande en cirkulationspump och ett membranfilter, samt ledningar för att transportera koncentrat resp. permeat till värmeväxlar- sektionerna, k ä n n e t elc k n a d a v att värmebehandlings- enheten omfattar två parallellkopplade sektioner, vilka via ledningar står i förbindelse med ledningen från balanstankeu samt reglerings- ventiler anordnade i dessa ledningar för att reglera mängden produkt till resp. värmeväxlarsektion. 3 I

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att en trevägsventil finns anordnad i permeat- eller koncentratledningen för att reglera temperaturen hos livsmedelsprodukten vid inträdet i cirkulationskretsen. D I Û I n I 1 u I I L r [Ibn Ira-rn nal: n n n' n nn nnnn n nn nu :non n n n n 0 n n c n n n c n n I n On n n n non I n :nu 0 0 n I 00 n n n n n i n u n I n n n n n nn n u n n n n n n n n n n 4 nn n nn nn nn :nn Sammandrag Vid membranfiltrering av flytande livsmedelsprodukter, vilka före membranfiltreringen uppvärms till för membranfiltreringen lämplig temperatur uppdelat prodükten 1 två flöden som är lika stora som koncentrat- resp. permeatflödet från membranfiltreringen. Dessa flöden möter 1 var sin sektion (8, 9) av en värmebehandlingsenhet var sitt flöde av koncentrat resp. permeat. 'X1