WO2000012199A1 - Method and device for separating a mixture into solid and liquid parts by cross-flow filtration - Google Patents

Method and device for separating a mixture into solid and liquid parts by cross-flow filtration Download PDF

Info

Publication number
WO2000012199A1
WO2000012199A1 PCT/CH1999/000381 CH9900381W WO0012199A1 WO 2000012199 A1 WO2000012199 A1 WO 2000012199A1 CH 9900381 W CH9900381 W CH 9900381W WO 0012199 A1 WO0012199 A1 WO 0012199A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mixture
separated
flow
retentate
filtration
Prior art date
Application number
PCT/CH1999/000381
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Eduard Hartmann
Original Assignee
Bucher-Guyer Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bucher-Guyer Ag filed Critical Bucher-Guyer Ag
Priority to PL99340343A priority Critical patent/PL340343A1/en
Priority to CA002307673A priority patent/CA2307673A1/en
Priority to AU51460/99A priority patent/AU5146099A/en
Priority to JP2000567294A priority patent/JP2002523075A/en
Priority to EP99936229A priority patent/EP1027138A1/en
Priority to HU0100341A priority patent/HUP0100341A3/en
Publication of WO2000012199A1 publication Critical patent/WO2000012199A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/149—Multistep processes comprising different kinds of membrane processes selected from ultrafiltration or microfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
    • A23L2/02—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation containing fruit or vegetable juices
    • A23L2/04—Extraction of juices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
    • A23L2/70—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter
    • A23L2/72—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter by filtration
    • A23L2/74—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter by filtration using membranes, e.g. osmosis, ultrafiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • B01D61/146—Ultrafiltration comprising multiple ultrafiltration steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147—Microfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/16—Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/20—Accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/16—Flow or flux control

Definitions

  • the invention relates to a method for separating a pumpable mixture of plant or animal cell groups into solid and liquid components by crossflow filtration, and an apparatus for carrying out the method.
  • a method of making fruit juices is known from U.S. Patent 4,716,044 (Thomas et al.).
  • the fruit is used to create a pumpable liquid puree consisting of fruit and juice.
  • This puree is pumped under a pressure between 7 bar and 70 bar in a single pass through a rigid porous tubular housing with a diameter between 1.6 cm and 15 cm.
  • a food-grade ultrafiltration membrane with a certain initial permeability is attached to the inside of the housing.
  • the outlet pressure at the housing is kept between 3 bar and 7 bar.
  • the invention has for its object to avoid the disadvantages of the known method by a new separation method and to provide a device for carrying it out.
  • this object is achieved in a method of the type mentioned at the outset by preparing a mash from plant or animal cell groups, in particular from whole fruits, by comminution and digestion, that a filtration system with at least one flow path (pass) for the Flow of the mixture to be separated and an outlet for separated liquid components (permeate) is provided and that at least a part of the prepared mash as a pumpable mixture to be separated is circulated several times through the flow paths
  • the method is preferably carried out in such a way that the flow and / or pressure of the mixture to be separated is detected at the outlet of each flow path (passport) and regulated in such a way that the pressure by means of a variable throttle at the outlet and the flow through at least one circulation pump in the circuit to set values are controlled, and that if these setpoints are not reached, the outflow of the separated liquid fractions (permeate) is alternatively reduced or interrupted.
  • a device according to the invention for separating a pumpable mixture of plant or animal cell groups, in particular a mash prepared from whole fruits by comminution and digestion into solid and liquid fractions by crossflow filtration comprises at least two filtration modules which are connected in series in a retentate circuit for the mixture to be separated , wherein the filtration modules comprise individual tubular membranes with an inner diameter of more than 10 mm.
  • FIG. 1 shows a diagram of a direct filtration system for carrying out the separation process of a mixture according to the invention
  • FIG. 2 shows a variant of the direct filtration system according to FIG. 1, 3 is a diagram of control loops for a direct filtration system ge ass Fig. 1,
  • FIG. 4 shows a diagram of a partial removal of retentate from the product cycle of a system according to FIG. 1,
  • FIG. 5 shows a diagram of a partial or total removal of retentate from the product cycle of a system according to FIG. 1,
  • FIG. 6 shows a diagram of a direct filtration system for carrying out the separation process according to the invention of a mixture in a compact design for minimizing residual product quantities in the event of a product displacement and
  • FIG. 7 shows a variant of the direct filtration system according to FIG. 1.
  • the direct filtration system shown schematically in FIG. 1 is particularly suitable for separating a fruit mash into a raw juice and a residue (pomace).
  • a mill which is not shown and is known per se, is used for comminuting and disintegrating whole fruits, with a pumpable mash being prepared.
  • This mash passes through a line 1 with a shut-off valve 2 into a batch tank 3, which is provided with a stirring device 4 in a manner known per se.
  • a product circuit with a cross-flow filtration system is connected to the batch tank 3, the structure of which is described below.
  • a circulation pump 5 for the contents of the batch anchor 3, which is to be separated as a pumpable mixture.
  • the circulation pump 5 conveys this mixture via a connecting line ⁇ , a mixer 7 and a symmetrical distributor 8 into four parallel flow paths (passe), which each have two cross-flow filtration modules 9, 9 ', 10, 10 ', 11, 11', 12, 12 'in series.
  • a control valve 13, 14, 15, 16 for controlling the pressure and flow of the mixture is provided at the outputs of the four yokes.
  • Each control valve 13, 14, 15, 16 is supplied with the output signal of a sensor 13 ', 14', 15 ', 16' connected upstream for flow and / or pressure of the mixture.
  • the outputs of the control valves 13, 14, 15, 16 are connected to a via a second symmetrical distributor 17
  • the return line 18 leads a part (retentate) of the mixture after separation of a liquid portion in the filtration modules 9, 9 ', 10, 10', 11, 11 ', 12, 12' via a reverse pump 19 for setting the mixture pressure and a shut-off valve 20 back into batch tank 3.
  • a line 22 for removing retentate from the circuit is also arranged via a shut-off valve 21.
  • a flow sensor 23 is provided between the circulation pump 5 and the mixer 7, a pressure sensor 24 between the mixer 7 and the distributor 8 and a further pressure sensor 25 at the output of the second symmetrical distributor 17.
  • the output signals of the sensors 23, 24 and 25 are supplied to the circulation pump 5 and the reverse pump 19 for controlling the flow and pressure of the mixture in the product circuit.
  • a vessel 26 with a shut-off valve 27 is provided between the mixer 7 and the distributor 8 to compensate for pressure surges from the circulation pump 5.
  • a line 28 with a shut-off valve 29 for supplying water to the batch tank 3 is also provided if the residue of the mash (retentate) is to be displaced from the filtration system or diafiltered after the juice separation has ended.
  • the separated juice is removed from the filtration modules 9, 9 ', 10, 10', 11, 11 ', 12, 12' as a permeate by means of lines 30.
  • a gas or a gaseous substance can be added to the mixture at a suitable point in the circuit. If the viscosity and thus the pressure drop in the residue (retentate) reaches a maximum permissible value or the yield of juice reaches a predetermined value, then diafiltration with the addition of a washing-out agent into the mixture to be separated may prove advantageous to further increase the yield. This diafiltration is terminated if the soluble fractions in the juice fall below a predetermined value or if a desired overall yield is reached.
  • the viscosity of the mash can also be measured Reduce enzymatic treatment with pectinases or cellulases. An additional reduction in the viscosity of the mash is also achieved by heating to more than 30 ° C or 60 ° C.
  • the sensory quality of the juice can be improved by using the solid / liquid
  • Fig. 2 shows schematically a variant of the
  • Direct filtration system of the type described in relation to FIG. 1, reference numerals from FIG. 1 denoting corresponding components in FIG. 2.
  • a separate backward-running pump 19 ', 19' ', 19' '', 19 '' '' is provided for setting the mixture pressure for each of the four flow paths .
  • Two sensors are arranged in front of each of these pumps, namely four flow sensors 33, 34, 35, 36 and four pressure sensors 33 ', 34', 35 ', 36'.
  • the output signals of the sensors 24, 33-36 and 33 '-36' control the reverse pumps 19 '-19' '''and the circulation pump 5, by which Output signals of the sensor 23, on the other hand, only the circulation pump 5.
  • the pressure and flow controls for the individual flow paths also serve to avoid blockages of the product during the filtration and subsequent flushing of the filtration modules 9-12, 9 with that according to FIG. 2 '- 12'.
  • the filtration modules 9-12, 9 '-12' can be connected in series for a final discharge of the largely juiced residue (retentates). This measure prevents blockage of individual filtration modules lying in parallel, but it is only useful if the required discharge pressure does not exceed the permissible operating pressure of the filtration modules.
  • Fig. 1 and Fig. 2 are the control loops for controlling the pressure and flow of the pumpable to be separated
  • FIG. 3 now shows a diagram of control loops for a direct filtration system according to FIG. 1 in detail. Only one filtration module 9 ′′ is provided, which has an inlet 38 for the mixture, as well as an outlet 37 for the residue and an outlet 42 for the separated permeate. To detect pressure and flow, a pressure sensor 24 and a flow sensor 23 are arranged at the inlet 38, a pressure sensor 25 and a flow sensor 13 ′′ at the outlet 37 and a pressure sensor 30 ′ at the outlet 42 for the permeate. 3, the output signals are all fed to a regulator and control unit 40.
  • a control valve 41 is switched on in the return line 18 at the outlet 37 for the residue and a control valve 43 in the line 30 for discharging the permeate from the outlet 42.
  • the control valves 41, 43 are operated by the regulator and control unit 40 ago set via control lines. These settings are made so that the setpoints of pressure and flow are reached. If this is not possible due to blocking in the filtration module 9 ′′, the control valve 43 is first closed. As a further measure, pressurized water is then applied to the filtration membranes on the permeate side via an adjusting valve 44 arranged at the outlet 42 for the separated permeate, and thus backwashing is initiated in a manner known per se.
  • Direct filtration system for a separation process in which a product batch introduced into the batch tank 3 is juiced by recirculation, the shut-off valve 21 remaining closed and being opened only for expelling the largely juiced residue (retentate). According to the amount of juice separated from the cycle, the
  • FIG. 1 shows FIG. 4.
  • a circuit for the recirculation of the mixture to be separated which comprises a filtration module 9 ′′, as well as a recirculation pump 5 at its input and one at its output, is shown schematically here backward-running pressure maintenance pump 19.
  • the batch tank 3 according to FIG. 1 is omitted when it is returned directly to the pump 5 according to FIG. 4.
  • the product circuit is closed by a return line 18 'from the outlet of the pressure-maintaining pump 19 to the inlet of the recirculation pump 5.
  • a discharge pump 21 ′ which also runs backwards, is arranged at the outlet of the pressure-maintaining pump 19.
  • the retentate is discharged via a line 22, and fresh product is continuously fed accordingly via a line 1 '. Further details of the direct filtration system measured Fig. 1 are not shown in the schematic representation of Fig. 4.
  • FIG. 5 shows a variant of the circuit according to FIG. 4, in which the discharge pump 21 'is connected between the pressure-maintaining pump 19 and the outlet of the filtration module 9' '.
  • FIG. 6 shows a schematic of a variant of a direct filtration system according to FIG. 1 for carrying out the separation process according to the invention of a mixture in a compact design for minimizing residual product quantities in the event of product displacement.
  • the reverse-running pressure-maintaining pump 19 is directly connected to the batch tank 3 on the output side and is arranged spatially directly thereon.
  • the length of the connecting lines between the feed pump 5 and the filtration module 9 ′′ and between the filtration module 9 ′′ and the pressure-maintaining pump 19 is kept as small as possible.
  • the circulating pump 5 according to FIG. 1 is replaced by a circulating pump 5 'for the four individual flow paths (yoke).
  • each pass comprises three filtration modules 9 '''in series.
  • the product from the batch tank 3 reaches the four circulation pumps 5 'via a simple distribution line 50 and shut-off valves 51.
  • the residues from the four flow paths (pass) return to the batch tank 3 via a simple manifold 52 and shut-off valves 53, a return line 18, a pressure maintenance pump 19 and a shut-off valve 20.
  • a flow sensor 23 is arranged between the circulation pumps 5 'and the first filtration modules 9''' of the four passages, as is a flow sensor 23 'at the outputs of the last four filtration modules 9'''. As shown in FIG. 7, the output signals of the flow sensors 23 act on the pressure-maintaining pump 19 and the output signals of the flow sensors 23 'act on the four circulation pumps 5' for regulating the flows through the four passages on them
  • the permeates separated in the filtration modules 9 ′′ ′′ pass via manifolds 30 ′′ and throttles 54 into an outlet line 55 for the separated fruit juice.
  • filtration modules When using a filtration system with several separation stages in series, inexpensive low-pressure filtration modules can be used in the first stage if the transmembrane pressure is limited to a maximum of 8 bar or 10 bar.
  • Such filtration modules include tubular membranes made of organic material, the support tubes of which are produced by winding a band. If several filtration modules with tube membranes are used in series, the inside diameter and tube length of the tube membranes in each filtration module are adapted to a different product viscosity, and such filtration modules can be shut down in the circuit by bridging, the dimensions of which are poorly adapted to the product viscosity just present.
  • Suitable filtration modules are commercially available devices from the Supercore brand from Koch or the brand Super-Cor or A 19 from PCI. Eccentric screw pumps are suitable as feed pumps for products with higher viscosity.
  • Macrofiltration can also be used to produce cloudy juices, as are known from conventional presses.
  • vitamin C is added to reduce the oxidation.

Abstract

The invention relates to a method according to which a pumpable mixture of vegetable or animal cell units, notably of whole fruit, is prepared by crushing and digestion to yield a mash. Said mash is fed to a filtration installation having at least one flow path (pass) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') for the flow and an outlet (30) for separated liquid parts (permeate). The mixture to be separated is circulated several times under pressure in the flow paths of a cycle system, the liquid parts being separated as juice. No use is made of known juice extractors and the mash is filtered directly.

Description

Verfahren zur Trennung eines Gemisches in feste und flüssige Anteile durch OuerstromfiltrationProcess for separating a mixture into solid and liquid components by cross flow filtration
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung eines pumpfähigen Gemisches aus pflanzlichen oder tierischen Zellverbänden in feste und flüssige Anteile durch Querstromfiltration, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .The invention relates to a method for separating a pumpable mixture of plant or animal cell groups into solid and liquid components by crossflow filtration, and an apparatus for carrying out the method.
Ein Verfahren zur Herstellung von Säften aus Früchten ist aus US-PS 4,716,044 (Thomas et al . ) bekannt. Dabei wird aus den Früchten ein pumpfähiges flüssiges Püree bestehend aus Früchten und Saft erzeugt. Dieses Püree wird unter einem Druck zwischen 7 bar und 70 bar in einem einmaligen Durchgang durch ein starres poröses rohrförmiges Gehäuse mit einem Durchmesser zwischen 1,6 cm und 15 cm gepumpt. Auf den Innenflächen des Gehäuses ist eine für Nahrungsmittel geeignete Ultrafiltrations-Membrane mit bestimmter Anfangspermeabilität angebracht. Der Ausgangsdruck am Gehäuse wird zwischen 3 bar und 7 bar gehalten.A method of making fruit juices is known from U.S. Patent 4,716,044 (Thomas et al.). The fruit is used to create a pumpable liquid puree consisting of fruit and juice. This puree is pumped under a pressure between 7 bar and 70 bar in a single pass through a rigid porous tubular housing with a diameter between 1.6 cm and 15 cm. A food-grade ultrafiltration membrane with a certain initial permeability is attached to the inside of the housing. The outlet pressure at the housing is kept between 3 bar and 7 bar.
Im Gegensatz zur konventionellen Fruchtsaftgewinnung mittels Saftpressen wird das Verfahren gemass US-PS 4,716,044 als Direktentsaftung bezeichnet. Infolge des dabei durchgeführten einmaligen Durchganges ist eine grosse Anzahl von in Serie geschalteten Ultrafiltrations-Modulen, sowie ein hoher Filtrationsdruck im Bereich 40 bar - 60 bar erforderlich. Dies bedingt bei den verwendeten Membranrohr- Durchmessern den Einsatz von Metallmembranen. Werden gleichzeitig mehrere Fliesswege (Passe) parallel mit einmaligem Durchgang verwendet, so tritt vermehrt das Problem der Blockierung einzelner Fliesswege (Passe) durch Verstopfung von Ultrafiltrations-Modulen auf. Eine gemass diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung ist als Ultrapresse bekannt. Sie fand aufgrund der genannten Nachteile und wegen ihrer Unwirtschaftlichkeit in der Industrie bisher keine Verbreitung.In contrast to conventional fruit juice extraction using juice presses, the process according to US Pat. No. 4,716,044 is referred to as direct juicing. As a result of the one-time pass, a large number of ultrafiltration modules connected in series and a high filtration pressure in the range 40 bar - 60 bar are required. With the membrane tube diameters used, this requires the use of metal membranes. Become If several flow paths (passe) are used simultaneously with a single pass, the problem of blocking individual flow paths (passe) due to clogging of ultrafiltration modules is increasing. A device operating according to this method is known as an ultrapress. Because of the disadvantages mentioned and because of its inefficiency in industry, it has so far not been widely used.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des bekannten Verfahrens durch ein neues Trennverfahren zu vermeiden und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung anzugeben.The invention has for its object to avoid the disadvantages of the known method by a new separation method and to provide a device for carrying it out.
Gemass der Erfindung wird die Lösung dieser Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass aus pflanzlichen oder tierischen Zellverbänden, insbesondere aus ganzen Früchten durch Zerkleinerung und Aufschluss eine Maische vorbereitet wird, dass eine Filtrationsanlage mit mindestens einem Fliessweg (Pass) für den Durchfluss des zu trennenden Gemisches und einem Ausgang für abgetrennte flüssige Anteile (Permeat) bereitgestellt wird und dass mindestens ein Teil der vorbereiteten Maische als pumpfähiges zu trennendes Gemisch in einem Kreislauf mehrfach durch die Fliesswege unterAccording to the invention, this object is achieved in a method of the type mentioned at the outset by preparing a mash from plant or animal cell groups, in particular from whole fruits, by comminution and digestion, that a filtration system with at least one flow path (pass) for the Flow of the mixture to be separated and an outlet for separated liquid components (permeate) is provided and that at least a part of the prepared mash as a pumpable mixture to be separated is circulated several times through the flow paths
Druck rezirkuliert wird, wobei die flüssigen Anteile als Saft abgetrennt werden.Pressure is recirculated, the liquid portions being separated as juice.
Das Verfahren wird vorzugsweise so ausgeführt, dass am Ausgang jedes Fliessweges (Passes) Durchfluss und/oder Druck des zu trennenden Gemisches erfasst und derart geregelt werden, dass der Druck durch eine variable Drossel am Ausgang und der Durchfluss durch mindestens eine Zirkulationspumpe im Kreislauf auf Sollwerte gesteuert werden, und dass, falls diese Sollwerte dabei nicht erreicht werden, hilfsweise der Ausfluss der abgetrennten flüssigen Anteile (Permeat) reduziert oder unterbrochen wird. Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Trennung eines pumpfähigen Gemisches aus pflanzlichen oder tierischen Zellverbänden, insbesondere einer aus ganzen Früchten durch Zerkleinerung und Aufschluss vorbereiteten Maische in feste und flüssige Anteile durch Querstromfiltration umfasst mindestens zwei Filtrationsmodule, welche in einem Retentatkreislauf für das zu trennende Gemisch in Serie geschaltet sind, wobei die Filtrationsmodule einzelne Rohrmembranen mit einem Innendurchmesser von mehr als 10 mm umfassen.The method is preferably carried out in such a way that the flow and / or pressure of the mixture to be separated is detected at the outlet of each flow path (passport) and regulated in such a way that the pressure by means of a variable throttle at the outlet and the flow through at least one circulation pump in the circuit to set values are controlled, and that if these setpoints are not reached, the outflow of the separated liquid fractions (permeate) is alternatively reduced or interrupted. A device according to the invention for separating a pumpable mixture of plant or animal cell groups, in particular a mash prepared from whole fruits by comminution and digestion into solid and liquid fractions by crossflow filtration comprises at least two filtration modules which are connected in series in a retentate circuit for the mixture to be separated , wherein the filtration modules comprise individual tubular membranes with an inner diameter of more than 10 mm.
Weitere Varianten des Verfahrens und der Vorrichtung zu dessen Durchführung sind in den Patentansprüchen gekennzeichnet . Neben der aufgabengemässen Lösung bietet ' die Erfindung noch folgende Vorteile:Further variants of the method and the device for carrying it out are characterized in the claims. In addition to the task solution according to 'the invention offers the following advantages:
Eine hohe Durchflussleistung (Flux) durch die verwendeten Filtrationsmembranen, welche bis zum 2,4-fachen der Leistung vergleichbarer bekannter Anlagen beträgt,A high flow rate (flux) through the filtration membranes used, which is up to 2.4 times the performance of comparable known systems,
Eine hohe Saftausbeute, bereits ohne Diafiltration bis zu 80 Gew.% des Gemisches bei Verwendung geeigneter Filtrationsmodule (Super-Cor Module) ,A high juice yield, even without diafiltration, up to 80% by weight of the mixture when using suitable filtration modules (Super-Cor modules),
Eine hohe Betriebssicherheit,A high level of operational security,
Einen wesentlich wirtschaf licheren Betrieb von Direk filtra ionsanlagen, - Wesentlich geringere Investitionskosten,A significantly more economical operation of direct filtration systems, - significantly lower investment costs,
Es wird auf bekannte Saftpressen verzichtet und die Maische direkt filtriert.Known juicers are dispensed with and the mash is filtered directly.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung und den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail in the following description and the figures of the drawing. Show it:
Fig. 1 ein Schema einer Direktfiltrationsanlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Trennverfahrens eines Gemisches,1 shows a diagram of a direct filtration system for carrying out the separation process of a mixture according to the invention,
Fig. 2 eine Variante der Direktfiltrationsanlage gemass Fig. 1, Fig. 3 ein Schema von Regelkreisen für eine Direktfiltrationsanlage ge ass Fig. 1,2 shows a variant of the direct filtration system according to FIG. 1, 3 is a diagram of control loops for a direct filtration system ge ass Fig. 1,
Fig. 4 ein Schema einer teilweisen Retentatabführung aus dem Produktkreislauf einer Anlage gemass Fig. 1,4 shows a diagram of a partial removal of retentate from the product cycle of a system according to FIG. 1,
Fig. 5 ein Schema einer teilweisen oder totalen Retentatabführung aus dem Produktkreislauf einer Anlage gemass Fig. 1,5 shows a diagram of a partial or total removal of retentate from the product cycle of a system according to FIG. 1,
Fig. 6 ein Schema einer Direktfiltrationsanlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Trennverfahrens eines Gemisches in kompakter Bauweise zur Minimalisierung von Produkt-Restmengen bei einer Produk Verdrängung und6 shows a diagram of a direct filtration system for carrying out the separation process according to the invention of a mixture in a compact design for minimizing residual product quantities in the event of a product displacement and
Fig. 7 eine Variante der Direktfiltrationsanlage gemass Fig. 1.7 shows a variant of the direct filtration system according to FIG. 1.
Die in Fig. 1 schematisch gezeigte Direktfiltrationsanlage eignet sich insbesondere zur Trennung einer Fruchtmaische in einen Rohsaft und einen Rückstand (Trester) . Eine nicht mit gezeigte, an sich bekannte Mühle dient zur Zerkleinerung und zum Aufschluss von ganzen Früchten, wobei eine pumpfähige Maische vorbereitet wird. Diese Maische gelangt über eine Leitung 1 mit einem Absperrventil 2 in einen Batchtank 3, welcher in an sich bekannter Art mit einer Rührvorrichtung 4 versehen ist. An den Batchtank 3 angeschlossen ist ein Produktkreislauf mit einer Querstromfiltrationsanlage, deren Aufbau nachfolgend beschrieben wird.The direct filtration system shown schematically in FIG. 1 is particularly suitable for separating a fruit mash into a raw juice and a residue (pomace). A mill, which is not shown and is known per se, is used for comminuting and disintegrating whole fruits, with a pumpable mash being prepared. This mash passes through a line 1 with a shut-off valve 2 into a batch tank 3, which is provided with a stirring device 4 in a manner known per se. A product circuit with a cross-flow filtration system is connected to the batch tank 3, the structure of which is described below.
Direkt unten am Batchtank 3 angeschlossen ist, wie Fig. 1 zeigt, eine Umwälzpumpe 5 für den Inhalt des Batch anks 3, welcher als pumpfähiges Gemisch zu trennen ist. Die Umwälzpumpe 5 fördert dieses Gemisch über eine Verbindungsleitung β, einen Mischer 7 und einen symmetrischen Verteiler 8 in vier parallele Fliesswege (Passe), welche je zwei Querstrom-Filtrationsmodule 9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12' in Serie umfassen. An den Ausgängen der vier Passe ist je ein Regelventil 13, 14, 15, 16 zur Regelung von Druck und Durchfluss des Gemisches vorgesehen. Jedem Regelventil 13, 14, 15, 16 ist das Ausgangssignal eines ihm vorgeschalteten Sensors 13', 14', 15', 16' für Durchfluss und/oder Druck des Gemisches zugeführt .Connected directly to the bottom of the batch tank 3, as shown in FIG. 1, is a circulation pump 5 for the contents of the batch anchor 3, which is to be separated as a pumpable mixture. The circulation pump 5 conveys this mixture via a connecting line β, a mixer 7 and a symmetrical distributor 8 into four parallel flow paths (passe), which each have two cross-flow filtration modules 9, 9 ', 10, 10 ', 11, 11', 12, 12 'in series. A control valve 13, 14, 15, 16 for controlling the pressure and flow of the mixture is provided at the outputs of the four yokes. Each control valve 13, 14, 15, 16 is supplied with the output signal of a sensor 13 ', 14', 15 ', 16' connected upstream for flow and / or pressure of the mixture.
Die Ausgänge der Regelventile 13, 14, 15, 16 sind über einen zweiten symmetrischen Verteiler 17 an eineThe outputs of the control valves 13, 14, 15, 16 are connected to a via a second symmetrical distributor 17
Rückführleitung 18 angeschlossen. Die Rückführleitung 18 führt einen Teil (Retentat) des Gemisches nach Abtrennung eines flüssigen Anteiles in den Filtrationsmodulen 9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12' über eine rückwärtslaufende Pumpe 19 zur Einstellung des Gemischdruckes und ein Absperrventil 20 in den Batchtank 3 zurück. Am Ausgang der Pumpe 19 ist über ein Absperrventil 21 auch eine Leitung 22 zur Abführung von Retentat aus dem Kreislauf angeordnet.Return line 18 connected. The return line 18 leads a part (retentate) of the mixture after separation of a liquid portion in the filtration modules 9, 9 ', 10, 10', 11, 11 ', 12, 12' via a reverse pump 19 for setting the mixture pressure and a shut-off valve 20 back into batch tank 3. At the outlet of the pump 19, a line 22 for removing retentate from the circuit is also arranged via a shut-off valve 21.
Wie Fig. 1 zeigt, ist zwischen der Umwälzpumpe 5 und dem Mischer 7 ein Durchflussensor 23 vorgesehen, zwischen dem Mischer 7 und dem Verteiler 8 ein Drucksensor 24 und am Ausgang des zweiten symmetrischen Verteilers 17 ein weiterer Drucksensor 25. Die Ausgangssignale der Sensoren 23, 24 und 25 sind der Umwälzpumpe 5 und der rückwärtslaufenden Pumpe 19 zur Steuerung von Durchfluss und Druck des Gemisches im Produktkreislauf zugeführt . Zwischen dem Mischer 7 und dem Verteiler 8 ist ein Gefäss 26 mit Absperrventil 27 zum Ausgleich von Druckstδssen von der Umwälzpumpe 5 her angeordnet. Neben der Leitung 1 zur Zuführung der Maische ist noch eine Leitung 28 mit einem Absperrventil 29 zur Zuführung von Wasser in den Batchtank 3 vorgesehen, falls der Rückstand der Maische (Retentat) nach Ende der Saftabtrennung aus der Filtrationsanlage verdrängt oder diafiltriert werden soll. Der abgetrennte Saft wird aus den Filtrationsmodulen 9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12' als Permeat mittels Leitungen 30 abgeführt.As shown in FIG. 1, a flow sensor 23 is provided between the circulation pump 5 and the mixer 7, a pressure sensor 24 between the mixer 7 and the distributor 8 and a further pressure sensor 25 at the output of the second symmetrical distributor 17. The output signals of the sensors 23, 24 and 25 are supplied to the circulation pump 5 and the reverse pump 19 for controlling the flow and pressure of the mixture in the product circuit. Between the mixer 7 and the distributor 8 there is a vessel 26 with a shut-off valve 27 to compensate for pressure surges from the circulation pump 5. In addition to the line 1 for supplying the mash, a line 28 with a shut-off valve 29 for supplying water to the batch tank 3 is also provided if the residue of the mash (retentate) is to be displaced from the filtration system or diafiltered after the juice separation has ended. The separated juice is removed from the filtration modules 9, 9 ', 10, 10', 11, 11 ', 12, 12' as a permeate by means of lines 30.
Die Arbeitsweise der soweit beschriebenen Filtrationsanlage ergibt sich für den Fachmann ohne weiteres. Ist der Batchtank 3 mit der zu trennenden Maische über die Leitung 1 bis zu einem geeigneten Pegel gefüllt, wird dieser Pegel durch weiteres nachfüllen konstant gehalten und das Produkt unter Rezirkulation so lange gefiltert, bis die zu verarbeitende Produktmenge zugeführt ist, wobei der Rückstand (Retentat) infolge der Eindickung noch pumpfähig bleiben muss . Zur Vermeidung unerwünschter oder unzulässiger Betriebszustände werden dabei verschiedene Varianten des Trennverfahrens verwendet.The operation of the filtration system described so far is readily apparent to those skilled in the art. If the batch tank 3 is filled with the mash to be separated via line 1 to a suitable level, this level is kept constant by further refilling and the product is filtered with recirculation until the amount of product to be processed is added, the residue (retentate ) must remain pumpable due to the thickening. In order to avoid undesired or impermissible operating states, different variants of the separation process are used.
Werden beispielsweise Sollwerte für den Druck des Produktes in den Filtrationsmodulen 9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12' infolge zu geringer Viskosität nicht erreicht, so kann man den Druckabfall des Retentates an den Regelventilen 13, 14, 15, 16 erhöhen oder auch den Saftabfluss durch die Leitungen 30 zeitweise unterbrechen. Entsteht andererseits bei zunehmender Eindickung des Produktes infolge des grossen Durchflusswiderstandes eine Verblockungsgefahr oder ein unzulässig hoher Druck im Kreislauf, so kann man für eine beschränkte Zeitdauer den in den Filtrationsmodulen abgetrennten Saft (Permeat) unter Überdruck durch die Membranen wieder in das Gemisch rückführen.If, for example, setpoints for the pressure of the product in the filtration modules 9, 9 ', 10, 10', 11, 11 ', 12, 12' are not reached due to the viscosity being too low, the pressure drop of the retentate at the control valves 13, 14 can be measured , 15, 16 increase or temporarily interrupt the juice drain through the lines 30. On the other hand, if there is a danger of blocking or an impermissibly high pressure in the circuit due to the increasing thickening of the product due to the high flow resistance, the juice (permeate) separated in the filtration modules can be returned to the mixture under excess pressure through the membranes for a limited period of time.
Auch lässt sich zur Verbesserung der Pumpfähigkeit und zur Verminderung der Viskosität des Gemisches diesem an passender Stelle im Kreislauf ein Gas oder ein gasartiger Stoff beimischen. Erreicht die Viskosität und damit der Druckabfall im Rückstand (Retentat) einen maximal zulässigen Wert oder erreicht die Ausbeute an Saft einen vorgegebenen Wert, so kann sich zur weiteren Ausbeutesteigerung eine Diafiltration mit Einmischung eines Auswaschmittels in das zu trennende Gemisch als vorteilhaft erweisen. Diese Diafiltration wird beendet, falls die löslichen Anteile im Saft einen vorgegebenen Wert unterschreiten oder wenn eine gewünschte Gesamtausbeute erreicht ist.In order to improve the pumpability and to reduce the viscosity of the mixture, a gas or a gaseous substance can be added to the mixture at a suitable point in the circuit. If the viscosity and thus the pressure drop in the residue (retentate) reaches a maximum permissible value or the yield of juice reaches a predetermined value, then diafiltration with the addition of a washing-out agent into the mixture to be separated may prove advantageous to further increase the yield. This diafiltration is terminated if the soluble fractions in the juice fall below a predetermined value or if a desired overall yield is reached.
Weiterhin lässt sich die Viskosität der Maische durch enzymatische Behandlung mit Pektinasen oder Zellulasen reduzieren. Eine zusätzliche Reduktion der Viskosität der Maische wird auch durch Erwärmung auf mehr als 30 °C oder 60 °C erreicht. Dabei lässt sich die sensorische Qualität des Saftes verbessern, indem man vor der Fest/flüssig-The viscosity of the mash can also be measured Reduce enzymatic treatment with pectinases or cellulases. An additional reduction in the viscosity of the mash is also achieved by heating to more than 30 ° C or 60 ° C. The sensory quality of the juice can be improved by using the solid / liquid
Trennung flüchtige Aromastoffe von der Maische abtrennt und- dem abgetrennten Saft später wieder zumischt. Im Hinblick auf die sensorische Qualität werden, falls erforderlich, auch Kerne, Stiele und Schalen als Teil der vorbereiteten Maische vor der rezirkulierenden Filtration abgetrennt.Separation of volatile aroma substances from the mash and later added to the separated juice. With regard to the sensory quality, if necessary, kernels, stems and shells are also separated as part of the prepared mash before the recirculating filtration.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Variante derFig. 2 shows schematically a variant of the
Direktfiltrationsanlage der zu Fig. 1 beschriebenen Art, wobei Bezugszeichen aus Fig. 1 in Fig. 2 entsprechende Bauelemente bezeichnen. Bei der Anlage gemass Fig. 2 ist anstelle nur einer rückwärtslaufenden Pumpe 19 (Fig. 1) zur Einstellung des Gemischdruckes für jeden der vier Fliesswege eine eigene rückwärtslaufende Pumpe 19', 19'', 19''', 19'''' vorgesehen. Vor jeder dieser Pumpen sind zwei Sensoren angeordnet, nämlich vier Durchfluss-Sensoren 33, 34, 35, 36 und vier Druck-Sensoren 33', 34', 35', 36'. Wie die Pfeile an den Signalleitungen der Sensoren gemass Fig. 2 symbolisieren, werden durch die Ausgangssignale der Sensoren 24, 33-36 und 33' -36' die rückwärtslaufenden Pumpen 19' -19'''' und die Umwälzpumpe 5 angesteuert, durch die Ausgangssignale des Sensors 23 hingegen nur die Umwälzpumpe 5.Direct filtration system of the type described in relation to FIG. 1, reference numerals from FIG. 1 denoting corresponding components in FIG. 2. In the system according to FIG. 2, instead of only one backward-running pump 19 (FIG. 1), a separate backward-running pump 19 ', 19' ', 19' '', 19 '' '' is provided for setting the mixture pressure for each of the four flow paths . Two sensors are arranged in front of each of these pumps, namely four flow sensors 33, 34, 35, 36 and four pressure sensors 33 ', 34', 35 ', 36'. As the arrows on the signal lines of the sensors according to FIG. 2 symbolize, the output signals of the sensors 24, 33-36 and 33 '-36' control the reverse pumps 19 '-19' '' 'and the circulation pump 5, by which Output signals of the sensor 23, on the other hand, only the circulation pump 5.
Wie bei der Anlage gemass Fig. 1 dienen auch bei jener gemass Fig. 2 die Druck- und Durchfluss-Steuerungen für die einzelnen Fliesswege (Passe) der Vermeidung von Verblockungen des Produktes während der Filtration und beim anschliessenden Freispülen der Filtrationsmodule 9-12, 9'- 12' . Bei einer nicht gezeigten Variante der Anlage gemass Fig. 2 lassen sich die Filtrationsmodule 9-12, 9' -12' für einen Endausstoss des weitgehend entsafteten Rückstandes (Retentates) in Serie schalten. Durch diese Massnah e lässt sich ein Verblocken einzelner parallel liegender Filtrationsmodule vermeiden, sie ist aber nur brauchbar, wenn der dabei erforderliche Ausstossdruck den zulässigen Betriebsdruck der Filtrationsmodule nicht übersteigt.As with the system according to FIG. 1, the pressure and flow controls for the individual flow paths (passe) also serve to avoid blockages of the product during the filtration and subsequent flushing of the filtration modules 9-12, 9 with that according to FIG. 2 '- 12'. In a variant of the plant according to FIG. 2, not shown, the filtration modules 9-12, 9 '-12' can be connected in series for a final discharge of the largely juiced residue (retentates). This measure prevents blockage of individual filtration modules lying in parallel, but it is only useful if the required discharge pressure does not exceed the permissible operating pressure of the filtration modules.
In Fig. 1 und Fig. 2 sind die Regelkreise zur Regelung von Druck und Durchfluss des zu trennenden pumpfähigenIn Fig. 1 and Fig. 2 are the control loops for controlling the pressure and flow of the pumpable to be separated
Gemisches durch die Signalleitungen der Sensoren nur symbolisch dargestellt. Fig. 3 zeigt nun ein Schema von Regelkreisen für eine Direktfiltrationsanlage gemass Fig. 1 im Detail. Dabei ist nur ein Filtrationsmodul 9'' vorgesehen, welches einen Eingang 38 für das Gemisch aufweist, sowie einen Ausgang 37 für den Rückstand und einen Ausgang 42 für das abgetrennte Permeat. Zur Erfassung von Druck und Durchfluss sind am Eingang 38 ein Drucksensor 24 und ein Durchflussensor 23 angeordnet, am Ausgang 37 ein Drucksensor 25 und ein Durchflussensor 13'' und am Ausgang 42 für das Permeat ein Drucksensor 30'. Wie die Signalleitungen dieser Sensoren ge ass Fig. 3 zeigen, sind deren Ausgangssignale alle einer Regler- und Steuereinheit 40 zugeführt.Mixture represented only symbolically by the signal lines of the sensors. FIG. 3 now shows a diagram of control loops for a direct filtration system according to FIG. 1 in detail. Only one filtration module 9 ″ is provided, which has an inlet 38 for the mixture, as well as an outlet 37 for the residue and an outlet 42 for the separated permeate. To detect pressure and flow, a pressure sensor 24 and a flow sensor 23 are arranged at the inlet 38, a pressure sensor 25 and a flow sensor 13 ″ at the outlet 37 and a pressure sensor 30 ′ at the outlet 42 for the permeate. 3, the output signals are all fed to a regulator and control unit 40.
In die Rückführleitung 18 am Ausgang 37 für den Rückstand ist ein Regelventil 41 eingeschaltet und in die Leitung 30 zur Abführung des Permeates vom Ausgang 42 ein Regelventil 43. Wie Fig. 3 zeigt, werden die Regelventile 41, 43 von der Regler- und Steuereinheit 40 her über Steuerleitungen eingestellt. Diese Einstellungen erfolgen so, dass die Sollwerte von Druck und Durchfluss erreicht werden. Sollte dies infolge einer Verblockung im Filtrationsmodul 9'' nicht möglich sein, so wird zunächst das Regelventil 43 geschlossen. Als weitere Massnahme wird dann über ein am Ausgang 42 für das abgetrennte Permeat angeordnetes Stellventil 44 permeatseitig Druckwasser auf die Filtrationsmembranen gegeben und damit in an sich bekannter Weise eine Rückspülung eingeleite .A control valve 41 is switched on in the return line 18 at the outlet 37 for the residue and a control valve 43 in the line 30 for discharging the permeate from the outlet 42. As FIG. 3 shows, the control valves 41, 43 are operated by the regulator and control unit 40 ago set via control lines. These settings are made so that the setpoints of pressure and flow are reached. If this is not possible due to blocking in the filtration module 9 ″, the control valve 43 is first closed. As a further measure, pressurized water is then applied to the filtration membranes on the permeate side via an adjusting valve 44 arranged at the outlet 42 for the separated permeate, and thus backwashing is initiated in a manner known per se.
Wenn Druck oder Durchfluss am Ausgang 37 für den Rückstand gemass Fig. 3 zu gering, oder für einzelne Passen zu ungleich sind, werden folgende Massnahmen nacheinander bis zur Abhilfe durchgeführt: Regelventil 41 öffnen oder am Ausgang 37 mehr Retentat abpumpen,If the pressure or flow at outlet 37 is too low for the residue according to Fig. 3, or too unequal for individual fits, the following measures are carried out one after the other until remedied: Open control valve 41 or pump out more retentate at outlet 37,
Durchfluss am Eingang 38 (mit Sensor 23 gemessen) durch Drehzahlerhöhung der Förderpumpe 5 erhöhen, - Regelventil 43 für das Permeat schliessen, über Stellventil 44 Wasser zuführen.Increase flow at inlet 38 (measured with sensor 23) by increasing the speed of feed pump 5, - close control valve 43 for the permeate, supply water via control valve 44.
Wie bereits zu Fig. 1 beschrieben, ist dieseAs already described for Fig. 1, this is
Direktfiltrationsanlage für ein Trennverfahren vorgesehen, bei dem eine in den Batchtank 3 eingebrachte Produkt-Charge durch Rezirkulation entsaftet wird, wobei das Absperrventil 21 geschlossen bleibt und erst für einen Ausstoss des weitgehend entsafteten Rückstandes (Retentat) geöffnet wird. Entsprechend der Menge von aus dem Kreislauf abgetrenntem Saft wird dabei während des Prozesses derDirect filtration system is provided for a separation process in which a product batch introduced into the batch tank 3 is juiced by recirculation, the shut-off valve 21 remaining closed and being opened only for expelling the largely juiced residue (retentate). According to the amount of juice separated from the cycle, the
Entsaftung über die Leitung 1 laufend frisches Gemisch in den Batchtank eingeführt.Juicing through line 1 continuously introduced fresh mixture into the batch tank.
Im Gegensatz zu diesem Batch-Betrieb arbeitet eine kontinuierliche Fahrweise der Direktfiltrationsanlage mit einer laufenden teilweisen Retentatabführung aus dem Produktkreislauf. Ein Schema einer hierfür bestimmten Variante der Anlage gemass Fig. 1 zeigt Fig. 4. Hier ist ein Kreislauf zur Rezirkulation des zu trennenden Gemisches schematisch dargestellt, welcher ein Filtrationsmodul 9'' umfasst, sowie an dessen Eingang eine Rezirkulationspumpe 5 und an dessen Ausgang eine rückwärtslaufende Druckhaltepumpe 19. Der Batchtank 3 gemass Fig. 1 entfällt bei der Rückführung direkt zur Pumpe 5 gemass Fig. 4.In contrast to this batch operation, a continuous mode of operation of the direct filtration system works with an ongoing partial removal of retentate from the product cycle. 1 shows FIG. 4. A circuit for the recirculation of the mixture to be separated, which comprises a filtration module 9 ″, as well as a recirculation pump 5 at its input and one at its output, is shown schematically here backward-running pressure maintenance pump 19. The batch tank 3 according to FIG. 1 is omitted when it is returned directly to the pump 5 according to FIG. 4.
Durch eine Rückführleitung 18' vom Ausgang der Druckhaltepumpe 19 zum Eingang der Rezirkulationspumpe 5 ist der Produktkreislauf geschlossen. Zur teilweisen Retentatabführung aus dem Produktkreislauf ist am Ausgang der Druckhaltepumpe 19 eine ebenfalls rückwärtslaufende Abführpumpe 21' angeordnet. Das Retentat wird über eine Leitung 22 abgeführt, und frisches Produkt wird entsprechend über eine Leitung 1' laufend zugeführt. Weitere Einzelheiten der Direktfiltrationsanlage gemass Fig. 1 sind in der schematischen Darstellung der Fig. 4 nicht mit gezeigt.The product circuit is closed by a return line 18 'from the outlet of the pressure-maintaining pump 19 to the inlet of the recirculation pump 5. For the partial removal of retentate from the product circuit, a discharge pump 21 ′, which also runs backwards, is arranged at the outlet of the pressure-maintaining pump 19. The retentate is discharged via a line 22, and fresh product is continuously fed accordingly via a line 1 '. Further details of the direct filtration system measured Fig. 1 are not shown in the schematic representation of Fig. 4.
Fig. 5 zeigt eine Variante des Kreislaufes gemass Fig. 4, bei der die Abführpumpe 21' zwischen der Druckhaltepumpe 19 und dem Ausgang des Filtrationsmoduls 9'' angeschlossen ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, das Retentat teilweise, wie gemass Fig. 4, oder auch total ohne Rückführung im Kreislauf abzuführen. Für den zuletzt genannten Fall wird einfach die Pumpe 19 stillgesetzt.FIG. 5 shows a variant of the circuit according to FIG. 4, in which the discharge pump 21 'is connected between the pressure-maintaining pump 19 and the outlet of the filtration module 9' '. With this arrangement, it is possible to discharge the retentate partially, as shown in FIG. 4, or completely without recirculation. In the latter case, the pump 19 is simply stopped.
Dieser Fall tritt insbesondere beim Batch-Betrieb ein, wenn das Retentat einer in den Batchtank 3 eingebrachten Charge des Produktes nach Erreichen einer gewünschten Ausbeute aus der Anlage ausgestossen wird.This occurs in particular in batch operation when the retentate of a batch of the product introduced into the batch tank 3 is ejected from the system after a desired yield has been reached.
Fig. 6 zeigt in einem Schema eine Variante einer Direktfiltrationsanlage gemass Fig. 1 zur Durchführung des erfindungsgemässen Trennverfahrens eines Gemisches in kompakter Bauweise zur Minimalisierung von Produkt- Restmengen bei einer Produktverdrängung. Hierbei ist die rückwärtslaufende Druckhaltepumpe 19 ausgangsseitig direkt mit dem Batchtank 3 verbunden und räumlich direkt auf diesem angeordnet. Auch ist die Länge der Verbindungsleitungen zwischen Förderpumpe 5 und Filtrationsmodul 9'', sowie zwischen Filtrationsmodul 9'' und Druckhaltepumpe 19 möglichst klein gehalten.FIG. 6 shows a schematic of a variant of a direct filtration system according to FIG. 1 for carrying out the separation process according to the invention of a mixture in a compact design for minimizing residual product quantities in the event of product displacement. In this case, the reverse-running pressure-maintaining pump 19 is directly connected to the batch tank 3 on the output side and is arranged spatially directly thereon. The length of the connecting lines between the feed pump 5 and the filtration module 9 ″ and between the filtration module 9 ″ and the pressure-maintaining pump 19 is kept as small as possible.
Bei einer Variante der Direktfiltrationsanlage gemass Fig. 7 ist die Umwälzpumpe 5 gemass Fig. 1 durch je eine Umwälzpumpe 5' für die vier einzelnen Fliesswege (Passe) ersetzt. In diesem Fall umfasst jeder Pass drei Filtrationsmodule 9''' in Serie. Das Produkt aus dem Batchtank 3 gelangt über eine einfache Verteilleitung 50 und Absperrventile 51 zu den vier Umwälzpumpen 5'. Die Rückstände (Retentate) aus den vier Fliesswegen (Passen) gelangen über eine einfache Sammelleitung 52 und Absperrventile 53, eine Rückführleitung 18, eine Druckhaltepumpe 19 und ein Absperrventil 20 in den Batchtank 3 zurück. Zwischen den Umwälzpumpen 5' und den ersten Filtrationsmodulen 9''' der vier Passen ist je ein Durchflusssensor 23 angeordnet, ebenso wie an den Ausgängen der vier letzten Filtrationsmodule 9' ' ' je ein Durchflussensor 23'. Die Ausgangssignale der Durchflussensoren 23 wirken, wie Fig. 7 zeigt, auf die Druckhaltepumpe 19 und die Ausgangssignale der Durchflussensoren 23' auf die vier Umwälzpumpen 5' zur Regelung der Durchflüsse durch die vier Passen auf ihreIn a variant of the direct filtration system according to FIG. 7, the circulating pump 5 according to FIG. 1 is replaced by a circulating pump 5 'for the four individual flow paths (yoke). In this case, each pass comprises three filtration modules 9 '''in series. The product from the batch tank 3 reaches the four circulation pumps 5 'via a simple distribution line 50 and shut-off valves 51. The residues from the four flow paths (pass) return to the batch tank 3 via a simple manifold 52 and shut-off valves 53, a return line 18, a pressure maintenance pump 19 and a shut-off valve 20. A flow sensor 23 is arranged between the circulation pumps 5 'and the first filtration modules 9''' of the four passages, as is a flow sensor 23 'at the outputs of the last four filtration modules 9'''. As shown in FIG. 7, the output signals of the flow sensors 23 act on the pressure-maintaining pump 19 and the output signals of the flow sensors 23 'act on the four circulation pumps 5' for regulating the flows through the four passages on them
Sollwerte. Die in den Filtrationsmodulen 9''' abgetrennten Permeate gelangen über Sammelleitungen 30'' und Drosseln 54 in eine Ausgangsleitung 55 für den abgetrennten Fruchtsaft.Setpoints. The permeates separated in the filtration modules 9 ″ ″ pass via manifolds 30 ″ and throttles 54 into an outlet line 55 for the separated fruit juice.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenenThe invention is not based on those described
Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der Vorrichtungen zu seiner Durchführung beschränkt. Kombinationen mit an sich bekannten Massnahmen der nachfolgend angegebenen Art verlassen den Rahmen der Erfindung nicht: Bei der Vorbereitung des zu trennenden Gemisches können mit Vorteil Schalen, Kerne und Stiele aus der Maische entfernt werden.Embodiments of the method and the devices for its implementation limited. Combinations with measures known per se of the type specified below do not leave the scope of the invention: When preparing the mixture to be separated, shells, cores and stems can advantageously be removed from the mash.
Bei Verwendung einer Filtrationsanlage mit mehreren Trennstufen in Serie können in der ersten Stufe preiswerte Niederdruck -Filtrationsmodule verwendet werden, wenn hier der Transmembrandruck auf maximal 8 bar oder 10 bar begrenzt wird. Solche Filtrationsmodule umfassen Rohrmembranen aus organischem Material, deren Stützrohre durch wickeln eines Bandes hergestellt sind. Bei Verwendung mehrerer Filtrationsmodule mit Rohrmembranen in Serie sind in jedem Filtrationsmodul Innendurchmesser und Rohrlänge der Rohrmenbranen an eine andere Produktviskosität angepasst, und es können solche Filtrationsmodule im Kreislauf durch Überbrücken stillgelegt werden, deren Dimensionierung an die gerade vorliegende Produktviskosität schlecht angepasst ist. Als Filtrationsmodule eignen sich handelsübliche Vorrichtungen der Marke Supercore der Firma Koch oder der Marke Super-Cor oder A 19 der Firma PCI. Als Förderpumpen für Produkte höherer Viskosität eignen sich Exzenterschnecken-Pumpen.When using a filtration system with several separation stages in series, inexpensive low-pressure filtration modules can be used in the first stage if the transmembrane pressure is limited to a maximum of 8 bar or 10 bar. Such filtration modules include tubular membranes made of organic material, the support tubes of which are produced by winding a band. If several filtration modules with tube membranes are used in series, the inside diameter and tube length of the tube membranes in each filtration module are adapted to a different product viscosity, and such filtration modules can be shut down in the circuit by bridging, the dimensions of which are poorly adapted to the product viscosity just present. Suitable filtration modules are commercially available devices from the Supercore brand from Koch or the brand Super-Cor or A 19 from PCI. Eccentric screw pumps are suitable as feed pumps for products with higher viscosity.
Bei einer Verdrängung eines bereits entsafteten Rückstandes (Retentat) aus der Trennanlage durch Wasser lassen sich durch Längsmischer in einer Retentatleitung abrupteIf an already juiced residue (retentate) is displaced from the separation system by water, longitudinal mixers in a retentate line can abruptly abruptly
Viskositätssprünge vermeiden, welche zu einer Verblockung zueinander parallel liegender Rohrmembranen führen können. Hinsichtlich des Trennbereiches der Filter liegt die Hauptanwendung in der Mikrofiltration (MF) und Ultrafiltration (UF) für klare Säfte. Mit einerAvoid sudden changes in viscosity, which can lead to the blocking of mutually parallel tubular membranes. With regard to the separation area of the filters, the main application is in microfiltration (MF) and ultrafiltration (UF) for clear juices. With a
Makrofiltration lassen sich auch trübe Säfte herstellen, wie sie von konventionellen Pressen her bekannt sind. Für den japanischen Markt wird zur Oxidationsreduktion der Maische Vitamin C hinzugefügt. Macrofiltration can also be used to produce cloudy juices, as are known from conventional presses. For the Japanese market, vitamin C is added to reduce the oxidation.

Claims

PATENTANSPRUECHE PATENT CLAIMS
1. Verfahren zur Trennung eines pumpfähigen Gemisches aus pflanzlichen oder tierischen Zellverbänden in feste und flüssige Anteile durch Querstromfiltration, dadurch gekennzeichnet, dass aus pflanzlichen oder tierischen Zeilverbänden, insbesondere aus ganzen Früchten durch Zerkleinerung und Aufschluss eine Maische vorbereitet wird, dass eine Filtrationsanlage mit mindestens einem Fliessweg (Pass) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') für den Durchfluss des zu trennenden Gemisches und einem Ausgang (30) für abgetrennte flüssige Anteile (Permeat) bereitgestellt wird und dass mindestens ein Teil der vorbereiteten Maische als pumpfähiges zu trennendes Gemisch in einem Kreislauf mehrfach durch die Fliesswege unter Druck rezirkuliert wird, wobei die flüssigen Anteile als Saft abgetrennt werden.1. A method for separating a pumpable mixture of plant or animal cell associations into solid and liquid components by cross-flow filtration, characterized in that a mash is prepared from plant or animal cell associations, in particular from whole fruits, by crushing and digestion, that a filtration system with at least one Flow path (pass) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') is provided for the flow of the mixture to be separated and an outlet (30) for separated liquid components (permeate) and that at least Part of the prepared mash is recirculated under pressure several times in a circuit as a pumpable mixture to be separated through the flow paths, with the liquid portions being separated off as juice.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang jedes Fliessweges (Passes) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') Durchfluss und/oder Druck des zu trennenden Gemisches erfasst und derart geregelt werden, dass der Druck durch eine variable Drossel (13, 14, 15, 16) am Ausgang und der Durchfluss durch mindestens eine Zirkulationspumpe (5, 5') im Kreislauf auf Sollwerte gesteuert werden, und dass, falls diese Sollwerte dabei nicht erreicht werden, hilfsweise der Ausfluss der abgetrennten flüssigen Anteile (Permeat) reduziert oder unterbrochen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that at the exit of each flow path (pass) (9, 9 ', 10, 10', 11, 11', 12, 12') the flow and / or pressure of the mixture to be separated is recorded and can be regulated in such a way that the pressure is controlled to setpoint values by a variable throttle (13, 14, 15, 16) at the outlet and the flow rate is controlled to setpoint values by at least one circulation pump (5, 5') in the circuit, and that if these setpoint values are not met can be achieved, alternatively the outflow of the separated liquid components (permeate) is reduced or interrupted.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang jedes Fliessweges (Passes) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') der Druck des zu trennenden Gemisches erfasst und über eine variable Drossel (13, 14, 15, 16) am Ausgang auf einen Sollwert geregelt wird, und dass, falls die zulässigen Werte von Durchfluss und/oder Druck am Ausgang dabei nicht eingehalten werden können, der Durchfluss am Eingang der Fliesswege (Passe) reduziert wird.3. The method according to claim 1, characterized in that at the entrance of each flow path (pass) (9, 9 ', 10, 10', 11, 11', 12, 12') the pressure of the mixture to be separated is recorded and via a variable Throttle (13, 14, 15, 16 ) at the output is regulated to a setpoint, and that if the permissible values of flow and / or pressure at the output cannot be maintained, the Flow at the entrance to the flow paths (passes) is reduced.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Erfassung einer Verblockungsgefahr der4. The method according to claim 1, characterized in that when a risk of blocking is detected
Fliesswege (Passe) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') für das zu trennende Gemisch infolge zu grossen Durchflusswiderstandes die abgetrennten flüssigen Anteile (Permeat) für eine beschränkte Zeitdauer durch die Membranen der Querstromfiltration hindurch mit Überdruck in das Gemisch rückgeführt werden.Flow paths (passes) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') for the mixture to be separated due to excessive flow resistance, the separated liquid components (permeate) for a limited period of time through the membranes of the cross-flow filtration be returned to the mixture with excess pressure.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchfluss des zu trennenden Gemisches (Retentatfluss) in Abhängigkeit von dessen Viskosität5. The method according to claim 1, characterized in that the flow of the mixture to be separated (retentate flow) depends on its viscosity
(Retentatviskosität) über Regelkreise eingestellt wird.(Retentate viscosity) is adjusted via control loops.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Pumpfähigkeit und zur Verminderung der Viskosität des zu trennenden Gemisches diesem ein Gas oder ein gasartiger Stoff zugemischt wird.6. The method according to any one of claims 1 - 5, characterized in that in order to improve the pumpability and to reduce the viscosity of the mixture to be separated, a gas or a gaseous substance is added to it.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der Filtration das in der Filtrationsanlage im Kreislauf zirkulierende Gemisch (Retentat) mit einer niederviskosen Flüssigkeit teilweise verdünnt und aus der Anlage ausgestossen wird.7. The method according to any one of claims 1 - 6, characterized in that after completion of the filtration, the mixture (retentate) circulating in the filtration system is partially diluted with a low-viscosity liquid and expelled from the system.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der rezirkulierenden Querstromfiltration des zu trennenden pumpfähigen Gemisches oder anschliessend an dieselbe eine rezirkulierende Diafiltration des Gemisches durchgeführt wird.8. The method according to claim 1, characterized in that a recirculating diafiltration of the mixture is carried out simultaneously with the recirculating cross-flow filtration of the pumpable mixture to be separated or subsequently.
9 .Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Diafiltration beendet wird, wenn die Gesamtausbeute an Saft einen vorgegebenen Wert erreicht. 9 .The method according to claim 8, characterized in that the diafiltration is ended when the total yield of juice reaches a predetermined value.
10.Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Diafiltration beendet wird, wenn der Anteil an löslichen Stoffen im Saft bei der Abtrennung einen vorgegebenen Wert unterschreitet.10.The method according to claim 8, characterized in that the diafiltration is ended when the proportion of soluble substances in the juice falls below a predetermined value during separation.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorbereitung des Gemisches aus einer Fruchtmaische aus gemahlenen Früchten Schalen, Kerne und Stiele weitgehend von der Maische abgetrennt werden.11. The method according to any one of claims 1 - 10, characterized in that when preparing the mixture from a fruit mash made from ground fruits, peels, seeds and stalks are largely separated from the mash.
12.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des Gemisches oder der Maische durch Einmischung einer Flüssigkeit reduziert wird.12.The method according to claim 1, characterized in that the viscosity of the mixture or mash is reduced by mixing in a liquid.
13.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität der Maische durch enzymatische Behandlung reduziert wird.13.The method according to claim 1, characterized in that the viscosity of the mash is reduced by enzymatic treatment.
14.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffe der Maische mit Enzymen (Zellulasen) vorbehandelt werden.14.The method according to claim 1, characterized in that the solids of the mash are pretreated with enzymes (cellulases).
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maische auf eine Temperatur von mehr als 30 °C erwärmt wird.15. The method according to claim 1, characterized in that the mash is heated to a temperature of more than 30 °C.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Fest/flüssig-Trennung flüchtige Aromastoffe von der Maische abgetrennt werden.16. The method according to claim 1, characterized in that volatile aromatic substances are separated from the mash before the solid/liquid separation.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maische auf eine Temperatur von mehr als 60 °C erwärmt wird.17. The method according to claim 1, characterized in that the mash is heated to a temperature of more than 60 ° C.
18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Filtrationsanlage mit mindestens zwei Stufen in Serie bereitgestellt wird und dass in der ersten Stufe der Druck des zu trennenden Gemisches gegenüber dem Druck der abgetrennten flüssigen Anteile (Transmembrandruck) auf maximal 8 bar gehalten wird.18. The method according to claim 1, characterized in that a filtration system with at least two stages is provided in series and that in the first stage the pressure of the mixture to be separated is compared to the Pressure of the separated liquid components (transmembrane pressure) is kept at a maximum of 8 bar.
19.Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das zu trennende Gemisch (Retentat) aus der ersten Stufe in einer nachfolgenden Stufe auf eine bestimmte Festigkeit (Stichfestigkeit) eingedickt wird.19.The method according to claim 18, characterized in that the mixture to be separated (retentate) from the first stage is thickened to a certain strength (puncture resistance) in a subsequent stage.
20.Vorrichtung zur Trennung eines pumpfähigen Gemisches aus pflanzlichen oder tierischen Zellverbänden, insbesondere einer aus ganzen Früchten durch Zerkleinerung und Aufschluss vorbereiteten Maische in feste und flüssige Anteile durch Querstromfiltration, gekennzeichnet durch mindestens zwei Filtrationsmodule (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12'), welche in einem Retentatkreislauf für das zu trennende Gemisch in Serie geschaltet sind, wobei die Filtrationsmodule einzelne Rohrmembranen mit einem Innendurchmesser von mehr als 10 mm umfassen.20. Device for separating a pumpable mixture of plant or animal cell associations, in particular a mash prepared from whole fruits by crushing and digestion, into solid and liquid components by cross-flow filtration, characterized by at least two filtration modules (9, 9 ', 10, 10', 11 , 11', 12, 12'), which are connected in series in a retentate circuit for the mixture to be separated, the filtration modules comprising individual tubular membranes with an inner diameter of more than 10 mm.
21.Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der im Retentatkreislauf in Serie aufeinander folgenden Filtrationsmodule (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') Rohrmembranen umfassen, welche sich von Modul zu Modul im Innendurchmesser und/oder in der Filterrohrlänge unterscheiden.21. Device according to claim 20, characterized in that at least two of the filtration modules (9, 9 ', 10, 10', 11, 11', 12, 12') successive in series in the retentate circuit comprise tubular membranes which extend from module to Module differ in inner diameter and/or filter tube length.
22.Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Filtrationsmodul mehr als drei in Serie angeordnete Rohrmembranen umfasst.22.Device according to claim 20, characterized in that at least one filtration module comprises more than three tubular membranes arranged in series.
23.Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch mindestens zwei Filtrationsmodule (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12'), welche im Retentatkreislauf parallel geschaltet sind und getrennte Fliesswege (Passe) bilden.23. Device according to claim 20, characterized by at least two filtration modules (9, 9 ', 10, 10', 11, 11', 12, 12'), which are connected in parallel in the retentate circuit and form separate flow paths (passes).
24.Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch24.Device according to claim 20, characterized by
Filtrationsmodule mit einem zulässigen Arbeitsdruck von weniger als 10 bar. Filtration modules with a permissible working pressure of less than 10 bar.
25.Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationsmodule (9, .9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') in ihrer Bauart gleiche oder ähnliche Module der Marke Supercore der Firma Koch oder der Marke Super-Cor oder A19 der Firma PCI sind.25.Device according to claim 20, characterized in that the filtration modules (9, .9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') are the same or similar in design to the Supercore brand from Koch or the Brand Super-Cor or A19 from PCI.
26.Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die im Retentatkreislauf parallel geschalteten Filtrationsmodule über symmetrische Verteiler (8, 17) angeschlossen sind.26.Device according to claim 23, characterized in that the filtration modules connected in parallel in the retentate circuit are connected via symmetrical distributors (8, 17).
27.Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch mindestens eine Exzenterschneckenpumpe (5) , welche das zu trennende Gemisch im Retentatkreislauf fördert.27.Device according to claim 20, characterized by at least one eccentric screw pump (5), which conveys the mixture to be separated in the retentate circuit.
28.Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen im Retentatkreislauf befindlichen Batchtank (3) für das zu trennende Gemisch und durch mindestens eine Retentatpumpe (5) zur Förderung im Kreislauf, welche unmittelbar am Ausgang des Batchtanks angeschlossen oder über eine, gegenüber der Länge des Retentatkreislaufes kurze Rohrverbindung nach diesem Ausgang angeordnet ist.28.Device according to claim 20, characterized by a batch tank (3) located in the retentate circuit for the mixture to be separated and by at least one retentate pump (5) for conveying in the circuit, which is connected directly to the outlet of the batch tank or via a, opposite the length of the Retentate circuit short pipe connection is arranged after this output.
29.Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 28, gekennzeichnet durch mindestens eine rückwärtslaufende Pumpe (19) im Retentatkreislauf, welche dem Retentatstrom entgegenwirkt und zur Druckregelung des Retentates in den Filtrationsmodulen dient.29.Device according to claim 20 or 28, characterized by at least one backward running pump (19) in the retentate circuit, which counteracts the retentate flow and serves to regulate the pressure of the retentate in the filtration modules.
30.Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch eine, im Retentatkreislauf nach der rückwärtslaufenden Pumpe (19) angeordnete Abzweigleitung (22) , welche eine weitere rückwärtslaufende Pumpe (21') aufweist und aus dem Retentatkreislauf heraus führt.30.Device according to claim 29, characterized by a branch line (22) arranged in the retentate circuit after the reverse pump (19), which has a further reverse pump (21 ') and leads out of the retentate circuit.
31.Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die rückwärtslaufende Pumpe (19) ausgangsseitig direkt mit dem Batchtank (3) verbunden und räumlich direkt auf diesem angeordnet ist . 31.Device according to claim 29, characterized in that the backward running pump (19) is connected directly to the batch tank (3) on the output side and is spatially arranged directly on it.
32.Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch je einen Drucksensor (33' - 36') und/oder Durchflussmesser (33 - 36) , welche am Ausgang jedes getrennten Fliessweges (Passes) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') angeordnet sind.32. Device according to claim 23, characterized by a pressure sensor (33' - 36') and / or flow meter (33 - 36), which are at the exit of each separate flow path (pass) (9, 9', 10, 10', 11 , 11 ', 12, 12') are arranged.
33.Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Bauelemente (19' - 19""), durch welche die Durchströmmengen durch die getrennten Fliesswege (Passen) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') einzeln steuerbar sind.33.Device according to claim 23, characterized by components (19' - 19""), through which the flow quantities pass through the separate flow paths (passes) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12' ) can be controlled individually.
3 .Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20-33, gekennzeichnet durch Bauelemente, durch welche im Retentatkreislauf vor den Filtrationsmodulen in Längsrichtung aufeinanderfolgende Anteile im Retentatstrom, insbesondere bei einer Rückverdünnung miteinander vermischbar sind.3. Device according to one of claims 20-33, characterized by components through which successive portions in the retentate stream in the longitudinal direction in the retentate circuit in front of the filtration modules can be mixed with one another, in particular during re-dilution.
35.Vorrichtung nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch je eine separate Pumpe (5') zur Steuerung des Förderstromes durch jeden der getrennten Fliesswege (Passe) (9, 9', 10, 10' , 11, 11' , 12, 12' ) .35. Device according to claim 32, characterized by a separate pump (5 ') for controlling the delivery flow through each of the separate flow paths (passes) (9, 9', 10, 10', 11, 11', 12, 12') .
36.Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrmembranen aus organischem Material bestehen, wobei die Stützrohre durch wickeln eines Bandes hergestellt sind. 36.Device according to claim 20, characterized in that the tubular membranes consist of organic material, the support tubes being made by winding a tape.
PCT/CH1999/000381 1998-08-28 1999-08-18 Method and device for separating a mixture into solid and liquid parts by cross-flow filtration WO2000012199A1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL99340343A PL340343A1 (en) 1998-08-28 1999-08-18 Method of breaking a mixture into solid and liquid fractions by means of transverse filtration
CA002307673A CA2307673A1 (en) 1998-08-28 1999-08-18 Method and device for separating a mixture into solid and liquid parts by cross-flow filtration
AU51460/99A AU5146099A (en) 1998-08-28 1999-08-18 Method and device for separating a mixture into solid and liquid parts by cross-flow filtration
JP2000567294A JP2002523075A (en) 1998-08-28 1999-08-18 Method for separating a mixture into solid and liquid components by cross-flow filtration
EP99936229A EP1027138A1 (en) 1998-08-28 1999-08-18 Method and device for separating a mixture into solid and liquid parts by cross-flow filtration
HU0100341A HUP0100341A3 (en) 1998-08-28 1999-08-18 Method for separating a mixture of solid and liquid parts by cross-flow filtration

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH176798 1998-08-28
CH1767/98 1998-08-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000012199A1 true WO2000012199A1 (en) 2000-03-09

Family

ID=4218112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CH1999/000381 WO2000012199A1 (en) 1998-08-28 1999-08-18 Method and device for separating a mixture into solid and liquid parts by cross-flow filtration

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1027138A1 (en)
JP (1) JP2002523075A (en)
CN (1) CN1277564A (en)
AR (1) AR020272A1 (en)
AU (1) AU5146099A (en)
CA (1) CA2307673A1 (en)
HU (1) HUP0100341A3 (en)
PL (1) PL340343A1 (en)
WO (1) WO2000012199A1 (en)
ZA (1) ZA200002102B (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9161560B2 (en) 2002-08-19 2015-10-20 Lycored Natural Products Industries, Ltd. Industrial tomoato process and product obtained thereof
WO2019048471A1 (en) * 2017-09-08 2019-03-14 Krones Ag Device and method for mashing and filtration for beer production
US10830740B2 (en) 2010-03-31 2020-11-10 Cytiva Bioprocess R&D Ab Parallel separation system

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10204414A1 (en) * 2002-02-04 2003-09-04 Siemens Ag Microfluidic system
ATE401009T1 (en) * 2003-10-01 2008-08-15 Campbell Soup Co METHOD FOR THE ENZYMATIC TREATMENT AND FILTRATION OF A PLANT AND PRODUCTS OBTAINED THEREFROM
WO2005094614A1 (en) * 2004-04-01 2005-10-13 Japan Science And Technology Agency Method of squeezing juice from fruit and apparatus for squeezing juice from fruit
JP4840973B2 (en) * 2006-03-23 2011-12-21 カゴメ株式会社 Reverse osmosis concentrator
CA2793723A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab A parallel separation system
JP2011115797A (en) * 2011-03-22 2011-06-16 Kagome Co Ltd Reverse osmosis concentration apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4716044A (en) * 1986-01-31 1987-12-29 Clemson University Process for obtaining juices from fruits containing same
WO1988006005A1 (en) * 1987-02-14 1988-08-25 Bucher-Guyer Ag Process for treating fruit and vegetables, in particular for juice extraction, and installation for carrying out the process
US5112489A (en) * 1990-07-04 1992-05-12 Bucher-Guyer Ag Maschinenfabrik Process and unit for clarification of liquids
WO1996012553A1 (en) * 1994-10-25 1996-05-02 Bucher-Guyer Ag Maschinenfabrik Process and device for concentrating solid/liquid mixtures by means of diaphragm technology
WO1998024331A1 (en) * 1996-12-02 1998-06-11 Barth Fruit Ag Method of processing, in particular concentrating, fruit and/or vegetable juice and arrangement for carrying out this method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4716044A (en) * 1986-01-31 1987-12-29 Clemson University Process for obtaining juices from fruits containing same
WO1988006005A1 (en) * 1987-02-14 1988-08-25 Bucher-Guyer Ag Process for treating fruit and vegetables, in particular for juice extraction, and installation for carrying out the process
US5112489A (en) * 1990-07-04 1992-05-12 Bucher-Guyer Ag Maschinenfabrik Process and unit for clarification of liquids
WO1996012553A1 (en) * 1994-10-25 1996-05-02 Bucher-Guyer Ag Maschinenfabrik Process and device for concentrating solid/liquid mixtures by means of diaphragm technology
WO1998024331A1 (en) * 1996-12-02 1998-06-11 Barth Fruit Ag Method of processing, in particular concentrating, fruit and/or vegetable juice and arrangement for carrying out this method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9161560B2 (en) 2002-08-19 2015-10-20 Lycored Natural Products Industries, Ltd. Industrial tomoato process and product obtained thereof
US10830740B2 (en) 2010-03-31 2020-11-10 Cytiva Bioprocess R&D Ab Parallel separation system
WO2019048471A1 (en) * 2017-09-08 2019-03-14 Krones Ag Device and method for mashing and filtration for beer production
DE102017215930A1 (en) * 2017-09-08 2019-03-14 Krones Aktiengesellschaft Apparatus and method for mashing and filtering for beer production

Also Published As

Publication number Publication date
CA2307673A1 (en) 2000-03-09
ZA200002102B (en) 2000-11-15
HUP0100341A2 (en) 2001-06-28
JP2002523075A (en) 2002-07-30
EP1027138A1 (en) 2000-08-16
AR020272A1 (en) 2002-05-02
HUP0100341A3 (en) 2002-01-28
PL340343A1 (en) 2001-01-29
CN1277564A (en) 2000-12-20
AU5146099A (en) 2000-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0682559B1 (en) Process and device for concentrating solid/liquid mixtures by membrane technology
EP0464506B1 (en) Process and apparatus to clarify liquids
EP1715764B1 (en) Method for the diafiltration of a product and device for carrying out said method
EP0771231B1 (en) Cross-flow filtering process for separating fluid from a free-flowing medium and installation for implementing it
EP0333807B1 (en) Process and installation for decanting liquids, in particular raw juices
DE3517886A1 (en) METHOD FOR OBTAINING LIQUID FROM A REMAINING SUBSTANCE AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE SAME
WO2000012199A1 (en) Method and device for separating a mixture into solid and liquid parts by cross-flow filtration
DE60103845T2 (en) Process and installation for concentrating processed vegetable and fruit products by reverse osmosis
DE2632045A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR SEPARATING LIQUID PARTS FROM SOLIDS OF SEEDS AND FRUIT
EP0491015B1 (en) Process for rinsing the filter module of a device for purifying liquids
EP0353422B1 (en) Process and apparatus for filtration
EP1144093A2 (en) Cross-flow filtration method and installation for carrying out said method
EP0637211B1 (en) Method of separating solid and liquid components
EP0735916B1 (en) Process and device for concentrating solid/liquid mixtures by means of diaphragm technology
EP0747111B1 (en) Method for enhancing the filtration performance of cross-flow filters in modules from filtration plants
DE3807258A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR FILTERING LIQUID MEDIA
WO1991005847A1 (en) Process for clarifying raw juice and installation for implementing it
WO2000003794A1 (en) Method and device for mixing fluids in a duct
WO1999013048A2 (en) Beer production facility with separator device
DE216634C (en)
WO2004067146A1 (en) Method and device for cross-flow filtration
DE10059925A1 (en) Animal slurry and liquid organic materials waste treatment assembly comprises ultrafiltration or microfiltration stages combined with reverse osmosis or nanofiltration stages
DE2104983A1 (en) Arrangement for mashing and/or extraction of organic - matter - eg sugar beet

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 99801506.7

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CR CU CZ DE DK EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1999936229

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2307673

Country of ref document: CA

Ref document number: 2307673

Country of ref document: CA

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09530270

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1999936229

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1999936229

Country of ref document: EP