DE60000701T2

DE60000701T2 - Reinigungsverfahren für rohen Zuckerrübensaft

Info

Publication number: DE60000701T2
Application number: DE60000701T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Pezzi
Original assignee: ERIDANIA SpA; Tecnimont SpA
Current assignee: ERIDANIA SpA; Tecnimont SpA
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2020-04-05
Also published as: EP1046718A1; DK1046718T3; EP1046718B1; IT1311938B1; ATE227348T1; ITGE990043A0; DE60000701D1; ES2183760T3; ITGE990043A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsverfahren für rohen Zuckerrübensaft.
Beim herkömmlichen Reinigungsverfahren für rohe Säfte, erhalten durch Diffusion aus Zuckerrüben, werden diese Säfte zwei Behandlungen mit CaO unterzogen, genannt Vorklärung und Klärung, und zwei anschließenden Behandlungen mit CO&sub2;, jeweils einer ersten und einer zweiten Karbonatbehandlung, wie in dem Dokument WO 8908635A1 als Stand der Technik beschrieben. Wie allgemein bekannt ist, sind diese Behandlungen nachteilig sowohl im Hinblick auf die Umwelt als auch den Energiebedarf. Dennoch wird dieses Verfahren heute häufig benutzt, vor allem wegen seiner geringen Betriebskosten. Jedoch haben die gegenwärtigen Umweltvorschriften klar die Tendenz, die Entwicklung von Technologien zu fördern, die geringe Auswirkungen auf die Umwelt haben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Reinigungsverfahren für rohe Rübensäfte, das das herkömmliche Verfahren einsetzen kann, das aber die einschneidenderen Aspekte für die Umwelt begrenzt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Reinigungsverfahren für rohen Saft, der durch Diffusion aus Zuckerrüben gewonnen wird, das die Stufen der Vorklärung und Klärung mit CaO, die erste Karbonatbehandlung, die Filtrierung, die zweite Karbonatbehandlung und eine zusätzliche Filtrierung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Vorklärungsstufe ein großer Teil des durch Diffusion gewonnenen Saftes herausgenommen wird, einer Vorfiltrierung und anschließend einer Membran- Filtrierung unterzogen wird, wobei das erhaltene Filtrat mit dem klaren Saft aus der ersten Karbonatbehandlung gemischt und diese Mischung zur zweiten Karbonatbehandlung weitergeleitet wird.
Der Teil des rohen Saftes, der herausgenommen und für die alternative Behandlung vorbereitet wird, kann 50% des behandelten rohen Saftes erreichen.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Vorfiltrierung mit Porenfiltern durchgeführt, deren Öffnungen im Bereich von 50-150 um liegen.
Die Stufe der Membran-Filtrierung besteht allgemein aus einer Mikrofiltrierung oder tangentialen Ultrafiltrierung, die mit Membranen durchgeführt wird, die einen Abschneidewert von 0,2 um bis 10 kDa haben; diese Membranen können vom polymeren, keramischen, vom Mehrkanal- oder spiralförmigen Typ sein.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels dieser Erfindung ersichtlich werden, das lediglich als ein nicht begrenzendes Beispiel ausgeführt ist, mit Bezug auf die beigerügte einzige tabellarische Zeichnung, wobei:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens ist.
Die Figur zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens: die Ziffer 1 bezeichnet die Diffusionsstufe der Rüben 101. Das ausgelaugte Fruchtfleisch 301 wird zum Pressen weitergeleitet, während der rohe Saft 201 zur Vorklärung 2 mit CaO kommt. Ein Teil 108 des rohen Saftes 201, bis zu 50% des gesamten rohen Saftes, wird herausgenommen, um in den im Bereich I der Figur enthaltenen Bearbeitungsstufen behandelt zu werden, was die Neuerung des vorliegenden Verfahrens ist. Der Teil 108 wird zuerst einer Vorfiltrierung 8 unterzogen, die mit verschiedenen Filtertypen ausgeführt werden kann, wie etwa einem Filter mit Öffnungen im Bereich von 100 um, oder zwei Filtern in Reihe, einem größeren mit Porengrößen im Bereich von 200-100 um, und einem feineren mit Porengrößen im Bereich von 50-100 um. Nach dieser Vorfiltrierung 8 wird der filtrierte Saft 308 einer Membran-Mikrofiltrierung oder Ultrafiltrierung unterzogen, während die suspendierten Teile 208 mit dem ausgelaugten Fruchtfleisch 301 gemischt und zum Pressen weitergeleitet werden.
Benutzt werden können Membranen wie röhrenförmige Polymer-Membranen, keramische Mehrkanal-Membranen und Spiralmodul-Membranen mit einem Abschneidewert, der von 0,2 um bis 10 kDa reichen kann. Völlig zufriedenstellende Ergebnisse sind insbesondere mit dem letzteren Membrantyp erzielt worden, und darunter mit denjenigen, die einen Abschneidewert um 30 kDa haben.
Das Rückhalte-Produkt 109 der Membranfiltrierung kann weiteren Behandlungen unterzogen werden, wie etwa einer Diafiltrierung oder ähnlichen Behandlungen, um die Saccharose wiederzugewinnen. Andererseits wird das Filtrat 209 mit dem Saft 105 gemischt, das heißt, dem Saft der ersten Karbonatbehandlung, der bei der Filtrierung 5 der suspendierten Teile 105 erhalten wurde. Dieser Saft kommt aus dem normalen Verfahren der herkömmlichen Reinigungsmethode. Aus der Vorklärung 2 erhält man einen Saft 102, welcher wieder mit CaO (Klärung 3) behandelt wird. Der so erhaltene Saft 103 wird der ersten Karbonatbehandlung 4 unterzogen und wird dann filtriert (Filtrierung 5).
Dieser klare Saft 105, dessen pH-Wert im Bereich von 10,5 bis 11,0 liegt, wird dann mit dem Filtrat 209 gemischt, dessen pH-Wert zwischen 6,0 und 7,5 liegt, und diese Mischung wird der zweiten Karbonatbehandlung unterzogen. Der daraus hervorgehende Saft 106, dessen pH-Wert zwischen 8,5 und 9,0 liegt, wird der Filtrierung 7 unterzogen, was den gereinigten Saft 107 und die Filtrierungsrückstände 207 ergibt.

Beispiel 1

Bei einem Test hat die Membranfiltrierung des rohen Saftes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Filtrat mit der folgenden Zusammensetzung ergeben:
Qz = 84,7 pH = 6,3
Mg²&spplus; = 12,3 mmol/100 g Trockenmasse (TM)
PO&sub4;³&supmin; = 4,5 mmol/100 g Trockenmasse
C&sub2;O&sub4;²&supmin; = 3,0 mmol/100 g Trockenmasse
Dieses Filtrat wurde mit einem klaren Saft der ersten Karbonatbehandlung gemischt, der nach dem herkömmlichen Verfahren gewonnen wurde, und zwar in verschiedenen Mengen, das heißt, eine Mischung aus 90% Saft der ersten Karbonatbehandlung und 10% Filtrat, und eine Mischung aus 80% Saft der ersten Karbonatbehandlung und 20% Filtrat. Beide Mischungen wurden dann der zweiten Karbonatbehandlung unterzogen.
Tabelle 1 zeigt die Daten für den gereinigten Saft, der in den beiden Fällen gewonnen wurde, verglichen mit den Daten für den gereinigten Saft, der aus der Behandlung des Saftes der ersten Karbonatbehandlung ohne Zusatz von Filtrat gewonnen wurde. Tabelle 1

Beispiel 2

Ein anderer Test ging von einem rohen Saft mit weit höherer Reinheit aus:
Qz = 92,6 pH = 6,3
Mg²&spplus; = 3,1 mmol/100 g Trockenmasse (TM)
PO&sub4;³&supmin; = 3,5 mmol/100 g TM
C&sub2;O&sub4;²&supmin; = 1,2 mmol/100 g TM
Nach einer leichten Alkalisierung mit Natriumcarbonat und einer Ultrafiltrierungs- Behandlung mit 30 kDa-Polymer-Membranen wurde ein filtrierter Saft mit der folgenden Zusammensetzung gewonnen:
Qz = 93,6 pH = 7,1
Mg²&spplus; = 3,0 mmol/100 g Trockenmasse (TM)
PO&sub4;³&supmin; = 3,2 mmol/ 100 g TM
C&sub2;O&sub4;²&supmin; = 1,4 mmol/100g TM
Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung der gereinigten Säfte, die durch verschiedene Zugaben von Filtrat zum klaren Saft der ersten Karbonatbehandlung gewonnen wurden.
Die Mischungen aus Saft der ersten Karbonatbehandlung und filtriertem Saft wurden im Verhältnis 1 + 0,4 + 1 und 2 + 1 getestet. Tabelle 2
Wie sich aus dem angeführten Beispiel ergibt, zeigt der nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gewonnene gereinigte Saft keine sehr großen Unterschiede in Bezug auf den mit dem herkömmlichen Verfahren gewonnenen Saft. Tatsächlich liegen die Werte wie Reinheit, pH-Wert, Farbe und Alkalität im gleichen Bereich.
Aber das Reinigungspotential einer Ausrüstung, die das vorliegende Verfahren, einsetzt, ist stark erhöht, ohne dass sich der Gebrauch von Kalk erhöht, und folglich ohne eine Verstärkung der umweltrelevanten Wirkungen aufgrund von Schlamm. Außerdem wird der CO&sub2;-Verbrauch reduziert, was in der Folge die Emissionen reduziert.
Es ist auch ein Vorteil, dass ein höherer Gehalt von Mg²&spplus; im gereinigten Saft die Eigenschaften des Saftes für dessen weitere Behandlungen verbessert

Claims

1. Reinigungsverfahren für rohen Saft, der durch Diffusion aus Zuckerrüben gewonnen wird, das die Stufen der Vorklärung und Klärung mit CaO, erster Karbonatbehandlung, Filtrierung, zweiter Karbonatbehandlung und zusätzlicher Filtrierung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Vorklärungs-Stufe ein Teil von bis zu 50% des durch Diffusion gewonnenen rohen Saftes entnommen wird, einer Vorklärung und anschließend einer Membran-Filtrierung unterzogen wird, wobei das erhaltene Filtrat mit dem filtrierten Saft aus der ersten Karbonatbehandlung gemischt wird und diese Mischung zur zweiten Karbonatbehandlung weitergeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vorfiltrierung mit einem Filter mit Öffnungen im Bereich von 50-100 um durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vorfiltrierung mit einem Satz von Filtern durchgeführt wird, der aus einem grobmaschigen Filter mit Öffnungen im Bereich von 200-100 um in Reihe mit einem Filter mit Öffnungen im Bereich von 50-100 um durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Filtrierungsstufe aus einer Mikrofiltrierung oder tangentialen Ultrafiltrierung dieses Saftes mit Membranen besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem diese Membranen einen Abschneidewert besitzen, der von 0,2 um bis 10 kDa reicht und vorzugsweise 30 kDa beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem diese Membranen Spiralmodul-Membranen sind.