JP2007518410A - 製品を完全濾過する方法とこの方法を実施する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
静止作動条件でも、設定でき、それにより発生した濃度流や浸透流の質や量が条件的に影響されない方法と装置を提供すること。
【解決手段】
この発明は横断流濾過要素（１）を備える濃縮された果物ジュース用の完全濾過段に関する。この場合には、膜濾過手段（１）の製品入口（２）と製品出口（３）は循環ポンプ（５）を介して製品回路に接続されており、この製品回路には製品回路（６）を介して連続的製品が供給され、製品流出導管（８）を介して連続的製品が取り出され得る。膜濾過手段（１）の浸透液出口（４）が浸透液ポンプ（１３）をもつ帰還導管（１１）を介して製品回路と接続されるので、所望量の浸透液が製品回路に帰還され得る。そのために、洗浄液体ポンプ（１２）をもつ洗浄液体供給部（１０）が存在し、そのポンプにより所望量の水が製品回路に洗浄液体として供給され得る。供給された量の浸透液と水が互いに無関係に設定できる。この完全濾過段により、製品の洗浄度並びに発生された製品保持と発生された浸透液自体の質と量を、連続的に作動する多段大型設備のために必要であるように、幅広い範囲に設定或いは制御することが可能である。

Description

この発明は、製品を完全濾過する方法、この方法を実施する装置、この装置を備える濾過設備並びに独立特許請求項の上位概念に基づくこの装置と濾過設備の使用に関する。

完全濾過とは、洗浄液体を製品へ供給する際に膜濾過手段により製品を濾過することであり、それにより、製品内のフィルタを通過しない内容物の濃度上昇、或いはこの内容物の濃縮を強制することなしに、製品中のフィルタ通過内容物に関する濃度が減少し、つまりこの材料の洗い落し（洗浄）が生じる。洗浄液体として、例えば別に供給された水或いは溶媒のような製品と異なる洗浄液体、例えば後に接続された完全濾過段から取り出される製品固有の浸透液が使用されるか、又は両者の混合が使用される（このために、Ｆ．Ｒ．マドソン著、「衛生且つ殺菌UF -と完全濾過プラントの設計、分離と純化技術」、２００１年、２２−２３巻７９−８７頁参照［非特許文献１］）。膜濾過手段から製品流へ浸透液をもっぽら戻すことは、それらが浸透出力を制御するために適合されるように、完全濾過を意味しなく、ここでは、洗浄を生じず、むしろ回路内のフィルタ通過内容物の単なる循環を生じる。

今日公知の完全濾過方法は、すべて、製品の洗浄度が、つまり製品内のフィルタ通過内容物の度合が、それらが連続的に作動する多段大型設備にとって不可欠であるような静止作動条件では、調整できず、それにより発生した濃度流や浸透流の質や量が条件的に影響され得るという欠点を有する。
Ｆ．Ｒ．マドソン著、「衛生且つ殺菌UF -と完全濾過プラントの設計、分離と純化技術」２００１年、２２−２３巻７９−８７頁参照。 米国特許第６４４０２２２号明細書 米国特許第６５４４５７７号明細書 米国特許第５６９３２２９号明細書

それ故に、先行技術の欠点を有しないか、或いはこの欠点を少なくとも部分的に回避する方法と装置を提供することである。

この課題は、独立請求項に基づく方法、装置と濾過設備によって解決される。

この発明の第一観点は、製品を完全濾過する方法に関する。この場合には、製品流が膜濾過手段に流入前に第一と第二液体流によって希釈されるように、完全濾過すべき製品から成る流れ、例えば膜濾過手段に濾過のために供給される濃縮された果物ジュースから成る流れに、製品と異なる洗浄液体から成る第一液体流、例えば水と、製品固有の浸透液から成る第二液体流、例えば使用された濾過手段から戻された或いは別の濾過方法で準備された浸透液が供給される。この場合には、第一液体流として供給された洗浄液体と第二液体流として供給されて製品固有のフィルタ通過内容物を包含する浸透液との量比が所望の値に調整されるか、或いは制御される。これにより、製品と異なる洗浄液体の専用の供給では最大であり、製品固有の浸透液の専用の供給では最小である洗浄度が調整できるか、又は制御でき、そして発生された濃度と浸透流自体の質と量は静止作動条件では、それらが連続的に作動する多段大型設備にとって必要であるように、幅広い範囲に調整できるか、又は制御できる。洗浄度は例えば百分率で表現されて、この場合には次のように算出され得る：
洗浄度＝（Ｃ₀ ーＣ_df）×１００％
この際にＣ₀ は完全濾過前に製品内のフィルタ通過材料の開始濃度であり、Ｃ_dfは完全濾過後の製品内のフィルタ通過材料の最終濃度である。

この方法の好ましい実施態様では、その上、第一と第二液体流から成る供給された液体の全量が調整されるか、制御される、それによって膜濾過手段を停滞として離れる製品流の粘性が調整されるか、制御される。

膜濾過手段の浸透流束が測定されるならば、つまり、膜濾過手段により発生した浸透液の容積流或いは質量流及び供給された第一と第二液体流の容積流或いは質量流の総量から成る供給された液体の全量が浸透流束に依存して調整されるので、膜濾過手段を離れる製品流の所定濃縮度或いは希釈度が適切に調整されるか、制御される。膜濾過モジュールを介して浸透液として排出されるように、総括的に正確に非常に多くの液体が供給されるので、この濃縮或いは希釈が適切に回避され得る。

この方法の別の好ましい実施態様では、第一と第二液体流がそれぞれ互いに独立して調整可能な液体流として準備される。これによって互いにの液体流の関係並びに供給された液体の全量が簡単な形式に調整されるか、或いは制御される。

この方法のなお別の好ましい実施態様では、完全濾過すべき製品流は回路内で膜濾過手段を通して循環されるので、それによって、所望の場合に、フィルタ通過内容物の実際的完全洗浄或いはほぼ１００％の洗浄度が達成される。

第二液体流として、この完全濾過方法の膜濾過手段により発生される浸透液が使用されるならば、所望の場合には、フィルタ通過内容物の洗浄は完全に阻止され、それは、発生された浸透液が完全に濾過すべき製品流に戻されるまで、０％の洗浄度に一致する。この場合には、濾過すべき製品流は、前もって説明されるように、回路内で膜濾過手段により循環されるならば、洗浄度は０％と１００％の間に任意に調整され得る。

この方法のなお別の好ましい実施態様では、膜濾過手段の浸透面における圧力が実質的に一定であり、供給された浸透液と洗浄液体の全量やこれら液体流の互いの関係から開放されることが確認される。これによって負的透過膜圧の発生が阻止され、それは特に積層された膜を備える膜濾過手段の場合には膜の破壊をまねき得る。好ましくは、膜濾過手段の浸透面は大気圧に保持される、というのは、これは換気によって簡単且つ確実な形式で成就される。

この方法のなお好ましい実施態様では、製品流として準備される製品は経過的に一つ或いは複数の予め接続された完全濾過方法で洗浄される。つまり、前もって説明された完全濾過方法に別の完全濾過方法が予め接続される多段完全濾過が行われるので、前もって説明された方法のために、製品流が準備されて、既に完全濾過によってフィルタ通過内容物に離脱された。この方法では、連続的濾過処理により高い製品通過の際に良好な洗浄効率が達成され得る。

この場合には、予め接続された完全濾過方法では、洗浄液体として専ら製品固有の浸透液が使用されるときに、好ましく、その浸透液は好ましい形式ではそれぞれの完全濾過方法及び直接にこの濾過方法に続く完全濾過方法で又はそのいずれか一方で発生される。この方法では、浸透液のみが洗浄液体として使用され、その浸透液それぞれの方法で発生された浸透液と同じ量或いは僅かな量のフィルタ通過内容物を含有するので、製品と異なる洗浄液体を断念され得て、総括的に全体的直列接続された完全濾過方法に関して見れば、最小量の製品と異なる洗浄液体により浸透液内のフィルタ通過内容物の最高濃度において最高洗浄効率が達成され得る。

好ましい形式にてそのような多段完全濾過方法では、個々の予め接続された完全濾過方法にて膜濾過手段により発生された浸透液量が個別に測定され、個々の完全濾過方法で洗浄液体として供給された浸透液量がそれぞれにこの測定された浸透液量に依存して調整されるか、或いは制御される。これによって変動する製品品質でも安定な作動条件が確保され、それは連続的に作動する多段大型設備にとって経済的且つ確実な作動を保証するために最も重要である。この場合には、それぞれの完全濾過方法にて洗浄液体として供給された浸透液がこの方法で発生された浸透液量の１０％から１００％まで、特に８０％から１００％までに一致するときに、好ましく、この際に１００％より少ない値の場合に製品流の濃縮が行われる。

そのような多段完全濾過方法では、少なくとも予め接続された完全濾過方法或いはあらゆる完全濾過方法の膜濾過手段の浸透面が均一に一定圧に保持され、それにより方法管理や設備技術費用が僅かに維持されるときに、好ましい。この場合には、浸透面が実質的に大気圧に保持されるときに、好ましい、なぜならば、これは特に簡単且つ確実に成就される。

この場合には、予め接続された完全濾過方法或いはあらゆる完全濾過方法の膜濾過手段の浸透面が接続導管を介して互いに接続されるならば、特に使用された濾過設備の明瞭で確実な構成が生じる。

この方法の別の好ましい実施態様では、完全濾過方法に別の膜濾過方法が予め接続されており、しかも、好ましくはナノ、ウルトラ及びマイクロ濾過方法又はそのいずれかの濾過方法が予め接続されている。そのような方法は生産方法を意味し、その生産方法により生製品が経済的に、所望の場合には実質的に完全にフィルタ通過とフィルタ非通過の構成要素に分割され得る。

好ましい形式にて、この発明の第一観点による方法では、果物ジュース、特に核果ジュース、液果ジュース、柑橘類ジュース、パイナップルジュース、房ジュース、りんごジュース或いはなしジュースが製品として使用される。そのような製品では、この発明による方法の利点は特に今日には明確になる。

この発明の第二観点は、この発明の第一観点による方法を実施する装置に関する。この装置は、膜濾過手段を有し、例えば複数の平行且つ互いに又はそのいずれか一方で接続された膜濾過モジュールから成る配列手段を有し、そのモジュールは製品入口、製品出口と浸透液出口を備える。同様に、製品入口に製品流を供給する製品供給部、製品流に洗浄液体流を供給する洗浄液体供給部、製品流に製品固有の浸透液流を供給する浸透液供給部及び製品供給部に供給された洗浄液体流と浸透液流の互いの関係を調整或いは制御する、好ましい形式では第一と第二液体流を供給された全液体量を調整或いは制御する調整手段が存在する。この装置により、この発明の第一観点による完全濾過を実施し、発生した濃度流と浸透液流の品質と量を幅広の範囲に調整或いは制御することが可能である。

好ましい実施態様では、製品流に供給された或いは供給され得る洗浄液体流と浸透液流は互いに独立して調整できるので、これら洗浄液体流と浸透液流の互いの関係並びにこれら流れの製品流に供給された全量が調整或いは制御され得る。

この装置の別の好ましい実施態様では、この装置はさらに調整手段に付属された自動制御部を包含し、供給された洗浄液体量と供給された浸透液量から成る全量及び供給された洗浄液体量から供給された浸透液量までの関係又はそのいずれか一方は自動的に回路内で調整或いは制御され得る、好ましい形式では、連続的或いは間欠的に測定によって検出された方法パラメータ、例えば製品の粘性、膜濾過手段により発生された浸透液量或いは製品入口における圧力に依存して調整或いは制御され得る。この方法では所定の一定洗浄度や場合によっては膜濾過手段により発生する製品流の所定の一定粘度が変動し得る製品品質でも自動的に確保され得る。

好ましい形式では、浸透液供給部は膜濾過手段の浸透液出口から製品流へ浸透液を戻す浸透液帰還部として形成されている。これによって外部に準備された浸透液を断念し、洗浄液体のほかに装置の膜濾過手段により発生された浸透液を濾過前に製品を希釈化するために使用することが可能である。

この装置の別の好ましい実施態様では、膜濾過手段の製品入口と製品出口は循環ポンプによって互いに製品回路へ接続されており、それによって製品の少なくとも一部を多段にまず最初に洗浄液体と浸透液により希釈化し濾過し、それで簡単な通過濾過に比べて装置の洗浄度を明確に高めることが可能である。

この場合には、製品流を製品回路へ案内する製品供給導管や製品回路から製品流を排出する製品排出導管が存在するときに、好ましいので、装置の連続的作動が可能である。

好ましい形式では、そのような装置における製品供給導管は製品流出導管から製品回路へ連通するので、新たに製品回路に供給された製品の製品流出導管への流出が確実に阻止され、製品が流れによって膜濾過手段に供給される。

製品供給導管と製品流出導管は製品回路内で膜濾過手段の製品出口と循環ポンプとの間の領域に配置されているので、自由になるポンプ導管は全範囲に膜濾過手段に供給するために自由になる。

同様に、製品回路内の洗浄液体供給部は膜濾過手段の製品出口と循環ポンプとの間の領域に連通するときに、好ましい形式では、製品流出導管と循環ポンプとの間の領域に連通するときに、好ましい、というのは、供給された洗浄液体の製品流出導管への流出は確実に阻止され得るからである。このことは意味に即した浸透液供給部の配列に適用される。

この装置の別の好ましい実施態様では、洗浄液体供給部と浸透液供給部は二つの別の注入（連通）或いは共通の注入を介して製品流に連通され、後者の場合には、洗浄液体と浸透液が既に製品流に流入前に混合されるという利点を生じる。

なお、別の好ましい実施態様では、この装置は、濾過手段の浸透液出口における圧力が供給された洗浄液体量や浸透液量と無関係であるように構成されているので、これらの量の変更の際には浸透液出口において圧力の変更が生じない。この場合には、この装置は、浸透液出口における圧力が実質的に大気圧において一定であるように構成されるときに、好ましい、その大気圧において一定であることは例えば換気された浸透液流出管が使用されることによって成就される。この方法では、積層になった膜では膜の破壊を招き得る膜濾過手段の浸透面における圧力上昇が確実に阻止され得る。

浸透液供給部及び洗浄液体供給部又はそのいずれか一方の供給部には好ましい形式に制御できる浸透液ポンプ或いは洗浄液体ポンプが配置されているので、浸透液及び洗浄液体又はそのいずれか一方は僅かな圧力で、例えば大気圧の下のタンクから準備され得る。そのために、制御され且つ好ましい形式では容積式ポンプでは、供給された浸透液量及び洗浄液体量又はそのいずれか一方の簡単な調整或いは制御が可能である。

この発明の第三の観点は、この発明の第二の観点による装置を備える濾過装備に関し、この場合に濾過装備は好ましい形式に連続的に作動する膜濾過装備である。そのような濾過装備によってこの発明は特に有益に使用される。

好ましい実施態様では、濾過装備は、この発明の第二の観点による含有する装置に予め接続されて、一個或いは複数個の別の完全濾過段を有する。そのために、濾過装備は、別の完全濾過段に洗浄液体として専ら固有の浸透液及び通常の完全濾過段の浸透液又はそのいずれか一方の浸透液が供給され得て、この場合には、各別の完全濾過段が浸透液をその後に接続された完全濾過段に供給され得るときに、好ましい。この方法では、最小量の外部洗浄液体により最高洗浄度が達成され、浸透液内のフィルタ通過材料の最高濃度により最小の浸透液全量が発生される。

濾過装備の別の好ましい実施態様では、別の完全濾過段は調整手段を有し、その調整手段により浸透液供給部を介して個々の段に供給された浸透液量が好ましい形式に互いに無関係に調整でき、しかも、好ましい形式では、それぞれに供給された浸透液量がそれぞれの完全濾過段の浸透液出力に一致するように調整できる。この方法では、製品の粘性は各完全濾過段のために調整されて、濾過装備の確実な作動が確保され得る。

この場合には、調整手段がそれぞれに浸透液供給部を介して供給された浸透液量が好ましい形式にはそれぞれの完全濾過段の浸透液量に制御され得る自動制御部を包含するときに、好ましいので、それぞれの完全濾過段における製品の濃縮が阻止され得る。

好ましい形式では、この濾過装備は、別の完全濾過段の濾過手段の浸透面における圧力が浸透液供給部を介して供給された浸透液量と無関係であるように構成されるので、この量の変更の場合には実質的に濾過手段の浸透面における圧力の変更が生じない。これによって、透過膜圧が簡単な方法で一定に維持される。

同様に、この濾過装備の別の完全濾過段或いは全ての完全濾過段の濾過手段の浸透面が互いに接続されるときに、好ましいので、濾過手段の浸透面上の作動では、実質的に同じ圧力が存在する。これによって、設備技術的費用が減少され、処理管理が容易になる。この場合には、浸透面は圧力が実質的に大気圧と一致するように周辺と連通し得るので、これは特別に簡単な方法で成就され、負的透過膜圧の発生が阻止される。

この場合には、別の完全濾過段の濾過手段の浸透面は好ましい形式に制御可能な浸透液ポンプを介してそれぞれに予め接続された完全濾過段の浸透液供給部と接続されているならば、最適の洗浄効率が得られる。

なお、別の好ましい実施態様では、この濾過装備は、完全濾過段に予め接続されてナノ、ウルトラ及びマイクロ濾過段又はそのいずれか一つの濾過段を有する。この種の濾過装備により液状出口製品が経済的形式で、所望の場合には、実質的に完全にフィルタ通過とフィルタ非通過の材料に分割される。

この発明の第四の観点は、果物ジュース、特に核果ジュース、液果ジュース、柑橘類ジュース、パイナップルジュース、房ジュース、りんごジュース或いはなしジュースを濾過するためにこの発明の第二の観点に基づく装置或いはこの発明の第三の観点に基づく濾過装備の使用に関する。この使用では、この発明の利点は特に明確に明らかになる。

この発明の別の構成、利点と用途は、従属請求項及び図に基づく次の詳細な説明から明らかになる。

この発明の基本原理は、この発明の装置の設備概要を唯一個の完全濾過段の形態で示す図１から推定される。認識すべきであるように、完全濾過段は膜濾過手段として製品入口２、製品出口３と浸透液出口４をもつ横断流濾過要素１を有する。製品入口２と製品出口３は回路導管９を介して循環ポンプ５と製品回路に対して接続され、この際に回路導管９は要求に応じる製品供給部を形成する。この製品回路には絶えず製品供給導管６を介して供給ポンプ７によってフィルタ通過内容物をもつ製品が供給され、製品流出導管８を介してフィルタ通過内容物に関して供給された製品に比べて減少された濃度をもつ製品が取り出される。つまり、完全濾過段の連続的作動を可能とする開放型製品回路が大切である。製品流出導管８と循環ポンプ５の吸込み側の間で洗浄液体供給部１０と浸透液供給部１１が製品供給部９に、それで製品回路に連通され、この回路を介して洗浄液体ポンプ１２と浸透液ポンプ１３によって決定された量の洗浄液体（ここでは水）と浸透液が製品供給部に流入する製品流に供給され得て、この製品流を希釈化する。洗浄液体ポンプ１２がその洗浄液体を洗浄液体タンク１４から引き出されるのに対して、浸透液ポンプ１３の吸込み側が横断流濾過要素１の浸透液出口４と接続されていて、それで浸透濾過膜の浸透面と接続されている。同様に浸透液出口と浸透液流出導管１５が接続されていて、その流出導管を介して過剰な浸透液が浸透液収集容器（図示されていない）へ誘導され得る。横断流濾過要素１の浸透液出口４と浸透液供給部１１並びに洗浄液体供給部１０には貫流測定装置１６が配置され、その測定装置により濾過要素１から発生した浸透液流束と製品流に供給された量の浸透液と洗浄液体が別々に測定され得る。この貫流測定装置１６は自動制御部１７と機能接続され、その制御部は、所定量関係を供給された浸透液量と供給された洗浄液体の間に及び濾過要素１から発生した浸透液量と製品流に供給された洗浄液体と浸透液の全量の間に又はそのいずれか一方の間に設定するために、測定された貫流量に依存して所定の基準値に基づいて場合によっては制御作用を行われ得る。制御作用が必要ならば、これは浸透液供給部１１と洗浄液体供給部１０への絞り弁１８の装着によって或いは周波数形成器１９により洗浄液体ポンプ１２と浸透液ポンプ１３の回転数の制御によって行われる。図１において両可能性が概略的に図示されている。

例えば濾過要素１から生じる製品の最高濃縮度が超過されないならば、制御部は貫流測定装置１６によって濾過要素１から発生した浸透液流束並びに洗浄液体供給部１０と浸透液供給部１１を介して製品回路に供給された量の浸透液と洗浄液体を確認して、後者の量を制するので、発生した浸透液流束と浸透液と洗浄液体として供給された液体量の間の関係は所定値に設定され、この場合には、洗浄度は増加する量の洗浄液体と減少する量の浸透液により増加する。

濾過要素１から生じる製品の濃縮並びに希釈が生じるならば、供給された浸透液と洗浄液体から成る全量が濾過要素から発生した浸透液流束と同じ大きさである値に設定されるか、或いは制御される。

図２は、果物ジュース用のこの発明による多段濾過装置の概略図を示す。この濾過装置は二つの相前後して接続されたウルトラ濾過段Ｕ２，Ｕ１を所持し、それらウルトラ濾過段に図１による完全濾過段Ｄ１が後に接続されていて、ここで洗浄液体が水供給路２０から取り出されて、製品流出導管８には、容量的に搬出され且つ絞りポンプとして駆動される保持ポンプ２１が配置されている。濾過する製品は当面の場合に希釈化されない生果物ジュースからなり、装備は供給タンク２２から供給ポンプ７を介して供給される。ここに示された濾過装備の完全濾過段Ｄ１は同様に図１に示されるように、制御部を所持し、けれども、見通し利用からここで図示されていない。

両ウルトラ濾過段Ｕ１，Ｕ２は公知の形式に開放保持回路として横断流濾過要素１ｃ，１ｄと循環ポンプ５ｃ，５ｄにより構成され、完全濾過段Ｄ１の製品回路に既に濃縮された製品が供給されるように、相前後して完全濾過段Ｄ１の製品供給導管６に配置されている。両ウルトラ濾過段Ｕ１，Ｕ２の横断流濾過要素１ｃ，１ｄの浸透面が浸透液収集導管１５ａと接続されており、その導管を介してこれら段Ｕ１，Ｕ２に発生された浸透液が浸透液タンク（示されていない）へ誘導される。完全濾過段Ｄ１により発生された浸透液は、製品固有のフィルタ通過内容物の外に、製品の異なる洗浄液体を含有し、果物ジュース濾過のこの場合には、ウルトラ濾過段Ｕ１，Ｕ２の浸透液に比べて希釈した製品を図示し、浸透液収集導管１５を介して別の完全浸透液タンク或いは共通の浸透液タンク（示されていない）へ誘導される。

図３は、多段逆流濾過Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３と予め接続された多段ウルトラ濾過段Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を備える別のこの発明による濾過装備の概略図を示し、その装備は図２に示されたものと比べて、段Ｕ１とＵ２と等しい構成をもつ第三ウルトラ濾過段Ｕ３が存在し、そしてウルトラ濾過段Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３と完全濾過段Ｄ１との間に二つの完全濾過段Ｄ２，Ｄ３が配置されていることのみ相違している。この追加完全濾過段Ｄ２，Ｄ３は実際に完全濾過段Ｄ１と同じ構成を有し、洗浄水の供給部を有しないことが相違している。けれども、このために、浸透液ポンプ１３ａ，１３ｂの吸込み側には固有の濾過要素１ａ，１ｂの浸透液出口と接続されるばかりではなく、むしろ追加的にそのそれぞれに後接続された完全濾過段Ｄ２，Ｄ１の浸透液出口と接続されるので、固有の浸透液の製品回路及びそれに続く浸透液又はそのいずれか一方が洗浄液体として供給され得る。この方法では、全完全濾過段Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の濾過要素１，１ａ，１ｂの浸透液出口は互いに接続されて、過剰な完全浸透液を完全浸透液流出導管１５へ放出し、その導管は収集導管として用いられ、換気された完全浸透液収集タンク或いは浸透液収集タンク（示されていない）に連通する。換気によって収集タンクは大気圧に保持される。これは、この場合に重要である、というのは、濾過要素１，１ａ，１ｂは積層された膜を構成され、その膜は負的透過膜圧では破壊される。ウルトラ濾過段Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３の横断流濾過要素１ｃ，１ｄ，１ｅの浸透液出口は浸透液収集導管１５ａと接続されて、その収集導管を介してこれら段Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３に発生された浸透液は同様に換気される浸透液タンク（同様に示されていない）に誘導され得る。

この出願にこの発明の好ましい実施態様が記載されているけれども、この発明はこれに限定されておらず、他の方法でも、次の請求項の範囲内で実施され得ることが明白に示唆されている。特に、この発明は開放型製品回路を備える示された連続的設備タイプに限定されておらず、むしろ、他の設備が設けられ、例えば、所定洗浄度が達成されるまで製品が長く完全濾過されるので、閉鎖された製品回路を或いは製品回路なしに貫流完全濾過を備えている。

唯一個の完全濾過段の形態のこの発明による装置の概略図を示す。 一段完全濾過と予め接続された多段ウルトラ濾過を備えるこの発明による装備の概略図を示す。 多段逆流完全濾過と予め接続された多段ウルトラ濾過を備える別のこの発明による装備の概略図を示す。

符号の説明

１．．．．濾過手段
２．．．．製品入口
３．．．．製品出口
４．．．．浸透液出口
５．．．．循環ポンプ
６．．．．供給導管
７．．．．供給ポンプ
８．．．．製品流出導管
９．．．．製品供給部
１０．．．．洗浄液体供給部
１１．．．．浸透液供給部
１２．．．．洗浄液体ポンプ
１３．．．．浸透液ポンプ
１３ａ，１３ｂ．．．浸透液ポンプ
１４．．．．洗浄液体タンク
１５．．．．浸透液流出導管
１６．．．．貫流測定装置
１７．．．．自動制御部
１８．．．．絞り弁
１９．．．．周波数形成器
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３．．．完全濾過段
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３．．．ウルトラ濾過段
１，１ａ，１ｂ．．．．濾過要素
１ｃ，１ｄ，１ｅ．．．横断流濾過要素

Claims (38)

1. 製品の完全濾過方法において、ａ）製品から製品流を準備し； ｂ）製品と異なる洗浄液体から第一液体流を準備し；
   ｃ）製品固有の浸透液から第二液体流を準備し；
   ｄ）この製品流が両液体流によって希釈されるように、第一液体流と第二液体流を製品流へ導く； ｅ）第一液体流と第二液体流により希釈された製品流を膜濾過手段（１）へ導入し； ｆ）両液体流の関係を互いに調整する
   工程を包含することを特徴とする方法。
2. 第一液体流と第二液体流を供給された液体全量が調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 供給された液体全量及び両液体流の互いの関係又はそれらの一方の調整が制御回路（１６、１７，１８，１９）で自動化されて行われ、特に測定によって連続的或いは間隔的に検出された方法パラメータに依存して行われることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかの一項に記載の方法。
4. 膜濾過手段（１）の浸透流束が測定されて、第一と第二液体流を供給された液体全量が測定された浸透流束に依存して調整され、特に測定された浸透流束に一致する値に調整されることを特徴とする請求項２乃至請求項３のいずれかの一項に記載の方法。
5. 互いに無関係に調整可能な第一と第二液体流が準備されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの一項に記載の方法。
6. 製品流は回路内で膜濾過手段（１）を通して循環されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかの一項に記載の方法。
7. 第二液体流として浸透液が膜濾過手段（１）により準備されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかの一項に記載の方法。
8. 膜濾過手段（１）の浸透側への圧力は液体全量と無関係に及び両液体流の互いの関係と無関係に又はそのいずれか一方で実質的に一定に維持され、特に実質的に大気圧に保持されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかの一項に記載の方法。
9. 製品流として準備された製品は予め接続された完全濾過方法の経過で洗浄されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかの一項に記載の方法。
10. 予め接続された完全濾過方法で専ら浸透液は洗浄液体が使用され、特にこの場合に予め接続された完全濾過方法にて浸透液が使用され、その浸透液がそれぞれ完全濾過方法及びそれにの続く完全濾過方法に又はそのいずれかで発生されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 予め接続された完全濾過方法では、濾過手段（１）により発生した浸透液量が測定されていて、洗浄液体として供給された浸透液量が発生された浸透液量に依存して調整され、特に制御されて、特に発生された浸透液量の１０％から１００％までの値に制御され、特に発生された浸透液量の８０％から１００％までの値に制御されることを特徴とする請求項９或いは１０に記載の方法。
12. 予め接続された完全濾過方法にて、又はすべての完全濾過方法にて使用された膜濾過手段（１）の浸透面は均一の実質的に一定圧に保持されていて、特に実質的に大気圧に保持されていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 予め接続された完全濾過方法にて、又はすべての完全濾過方法にて使用された膜濾過手段（１）の浸透面は接続導管を介して互いに接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 完全濾過方法及び場合によっては予め接続された完全濾過方法に、別の膜濾過方法が、特にナノ、ウルトラ及びマイクロ濾過方法又はそのいずれかの濾過方法が予め接続されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 製品として果物ジュース、特に核果ジュース、液果ジュース、柑橘類ジュース、パイナップルジュース、房ジュース、りんごジュース或いはなしジュースが使用されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
16. ａ）製品入口（２）、製品出口（３）と浸透液出口（４）を備える膜濾過手段（１）と；ｂ）膜濾過手段（１）の製品入口（２）へ製品流を供給する製品供給部（９）と；
    ｃ）製品流へ洗浄液体流を供給する洗浄液体製品供給部（１０）と；
    ｄ）製品流へ生産した浸透液流を供給する浸透液供給部（１１）と；
    ｅ）製品流へ供給された洗浄液体流と浸透液流の互いにの関係を調整する調整手段（１２，１３，１６，１７，１８，１９）とを包含することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の方法を実施する装置。
17. 調整手段（１２，１３，１６，１７，１８，１９）は、供給された洗浄液体流と浸透液流が互いに無関係に調整できるように構成され、特に供給された洗浄液体量と供給された浸透量から成る全量が供給された洗浄液体量と供給された浸透量との比として調整できるように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 調整手段（１２，１３，１６，１７，１８，１９）は、自動制御部を包含し、その制御部により供給された洗浄液体量と供給された浸透液量から成る全量及び供給された洗浄液体量と供給された浸透液量との比又はそのいずれか一方が自動的に制御回路（１６，１７，１８或いは１２，１３，１６，１７，１９）にて行われ、特に連続的に或いは間隔的に測定によって検出された方法パラメータに依存して行われることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 浸透液供給部（１１）は浸透液帰還部として膜濾過手段（１）の浸透液出口（４）から製品流へ浸透液を戻すために形成されていることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の装置。
20. 膜濾過手段（１）の製品入口（２）と製品出口（３）は循環ポンプ（５）を介して製品回路に接続されていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の装置。
21. 製品回路への製品流を案内する製品供給導管（６）と製品回路から製品流を排出する製品排出導管（８）とを包含することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 製品供給導管（６）は上流で製品排出導管（８）から製品回路へ連通していることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 製品回路における製品供給導管（６）と製品排出導管（８）は膜濾過手段（１）の製品出口（３）と循環ポンプ（５）との間の領域に配置されていることを特徴とする請求項２１或いは２２に記載の装置。
24. 製品回路における洗浄液体供給部（１０）は膜濾過手段（１）の製品出口（３）と循環ポンプ（５）との間の領域に、特に製品排出導管（８）と循環ポンプ（５）との間の領域に連通していることを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれか一項に記載の装置。
25. 製品回路における浸透液供給部（１１）は膜濾過手段（１）の製品出口（３）と循環ポンプ（５）との間の領域に、特に製品排出導管（８）と循環ポンプ（５）との間の領域に連通していることを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれか一項に記載の装置。
26. 洗浄液体供給部（１０）と浸透液供給部（１１）は二つの別々の、或いは一つの共通の連通部を介して製品流に注入されることを特徴とする請求項１６乃至２５のいずれか一項に記載の装置。
27. 装置は、膜濾過手段（１）の浸透液出口（４）における圧力は供給された洗浄液体量と供給された浸透液量と無関係に、これらの量の変更の際には浸透液出口（４）における圧力の変更を生じないように構成され、特にこの装置は浸透液出口（４）における圧力が大気圧の際と実質的に一定であるように構成されることを特徴とする請求項１６乃至２６のいずれか一項に記載の装置。
28. 浸透液供給部（１１）には、特に制御可能な浸透液ポンプ（１３）が配置されていることを特徴とする請求項１６乃至２７のいずれか一項に記載の装置。
29. 洗浄液体供給部（１０）には、特に制御可能な洗浄液体ポンプ（１２）が配置されていることを特徴とする請求項１６乃至２８のいずれか一項に記載の装置。
30. 請求項１６乃至２９のいずれか一項に記載の装置を備えることを特徴とする濾過設備、特に連続的に作動する膜濾過設備。
31. 請求項１６乃至２９のいずれか一項に記載の装置（Ｄ１）には、一個或いは複数個の別の完全濾過段（Ｄ２，Ｄ３）が予め接続されており、濾過設備は、別の完全濾過段（Ｄ２，Ｄ３）に洗浄液体として専らそれぞれ固有の浸透液及びそれぞれ後に接続された完全濾過段（Ｄ２，Ｄ１）の浸透液又はそのいずれか一方が供給できるように構成されていることを特徴とする濾過設備。
32. 別の完全濾過段（Ｄ２，Ｄ３）は、それぞれ供給された浸透液量が特に互いに無関係に調整でき、そして特に供給された浸透液量がそれぞれの完全濾過段（Ｄ２，Ｄ３）の浸透流束上で調整できる調整手段（１３ａ，１３ｂ）を有することを特徴とする請求項３１に記載の濾過設備。
33. 調整手段（１３ａ，１３ｂ）は、それぞれ供給された浸透液量が自動的に制御され得る、特にそれぞれの完全濾過段（Ｄ２，Ｄ３）の浸透液量に自動的に制御され得る自動制御部（１７）を包含することを特徴とする請求項３２に記載の濾過設備。
34. 濾過設備は、別の完全濾過段（Ｄ２，Ｄ３）の濾過手段（１ａ，１ｂ）の浸透面上の圧力がそれぞれに供給された浸透液量と無関係であるように構成され、この量の変更の場合には実質的に濾過手段（１ａ，１ｂ）の浸透面上の圧力の変更が生じないように構成されることを特徴とする請求項２９乃至３３のいずれか一項に記載の濾過設備。
35. 別の完全濾過段（Ｄ２，Ｄ３）の濾過手段（１ａ，１ｂ）の浸透面或いは濾過設備のすべての完全濾過段（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）は、濾過手段（１ａ，１ｂ或いは１，１ａ，１ｂ）の浸透面上の作動にて実質的に同じ圧力が存在するように、互いに接続されており、特にこれらは、浸透面上の圧力が実質的に大気圧に一致するように周辺と連通し得ることを特徴とする請求項２９乃至３４のいずれか一項に記載の濾過設備。
36. 別の完全濾過段（Ｄ２，Ｄ３）の濾過手段（１ａ，１ｂ）の浸透面は特に制御可能な浸透液ポンプ（１３ａ，１３ｂ）を介してそれぞれに予め接続された完全濾過手段（１，１ａ）の浸透液出口と接続されていることを特徴とする請求項３５に記載の濾過設備。
37. 濾過設備は完全濾過段（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）に予め接続されたナノ、ウルトラ及びマイクロ濾過段又はそのいずれかの濾過段（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）を有することを特徴とする請求項２９乃至３６のいずれか一項に記載の濾過設備。
38. 果物ジュース、特に核果ジュース、液果ジュース、柑橘類ジュース、パイナップルジュース、房ジュース、りんごジュース或いはなしジュースを濾過するために請求項１６乃至２８のいずれか一項に記載の装置或いは請求項２９乃至３７のいずれか一項に記載の濾過設備を使用することを特徴とする使用方法。

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