Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klärung von Flüssigkeiten, insbesondere Rohsaft aus Obst, Trauben, Beeren oder anderen Früchten und Gemüsen oder Wein, mittels Querstromfiltration und Vorschönung.

Mit der Vorschönung von Säften durch Zugabe von Schö- nungsmitteln soll die nachfolgende Trubseparation er¬ leichtert werden und alle Trübungen verursachenden Sub¬ stanzen so weit entfernt werden, dass Nachtrübungen zu einem späteren Zeitpunkt nicht mehr auftreten. Aus- serdem soll durch die Vorschönung eine Verbesserung der sensorischen Eigenschaften des Saftes und eventuell auch Farbauf ellungen erreicht werden.

Bei einem bekannten Vorschönungsverfahren wird dem Roh¬ saft Gelatine als Schönungsmittel zugegeben, bevor er in den Batch-Tank einer Querstromfiltrationsanlage zur Klärung eingeleitet wird. Gelatine wird als Schönungs¬ mittel verwendet, um die im Rohsaft enthaltenen Poly- phenole selektiv mindestens teilweise zu binden und die Filtrationseigenschaften zu verbessern. Ferner ist es bekannt, als weiteres Schönungsmittel Bentonit in Kombination mit Gelatine dem Rohsaft beizugeben. Ben¬ tonit hat die Eigenschaft, die im Rohsaft enthaltenen, Nachtrübungen verursachenden Eiweiss-Moleküle zu bin¬ den.

Ein weiteres, bekanntes Schönungsverfahren besteht dar¬ in, dass dem Rohsaft Bentonit und Gelatine in einer

im Förderstrom des Rohsaftes angeordneten Mischdüse zugeführt werden. Darauf flockt der Schönungstrub in der Leitung und im nachfolgenden Flotationstank aus. Im Flotationstank wird der Schönungstrub anstelle des konventionellen Sedimentierens mittels Flotation ent¬ fernt. Als Flotationsgas wird N2 oder Luft verwendet.

Diese bekannten Schönungsverfahren haben den Nachteil, dass der Kostenaufwand ^' durch die erforderlichen, hohen Schönungsmittel-Zugaben sehr hoch ist. Bei kombinierter Gelatine-Bentonit-Schönung ist auch der Investitions¬ und Arbeitsaufwand so hoch, dass die Rentabilität des nachfolgenden Querstromverfahrens fraglich wird. Aus- serdem besteht immer noch Unsicherheit bezüglich even¬ tueller Nachtrübungen. Hinzu kommen Entsorgungsprobleme für das Retentat wegen der zu hohen Bentonitmengen. Auf¬ grund des hochen Schönungstrubgehalts wird auch die Ausbeute in der Querstromfiltrationsanlage vermindert. Es besteht die Gefahr, dass die Retentat-Kanäle in den Modulen der Querstromfiltrationsanlage verstopfen. We¬ gen zu hohem Bentonit-Gehalt ergibt sich auch ein ver¬ minderter Flux in den Membranen und die Gefahr von ir¬ reversiblen Verstopfungen der Membranen in der Querstrom- filtrationsanlage.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und die Zugabemengen von Schönungsmitteln zu verringern, um dadurch die Ren¬ tabilität der Anlage zu erhöhen und die Qualität des Produkts zu verbessern.

Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Rohsaft im Durchlaufverfahren zunächst mit wenigstens einem ersten Schönungsmittel und nach ei¬ ner Verweilzeit mit mindestens einem weiteren Schönungs¬ mittel vermischt wird und anschliessend mittels Ultra¬ oder Mikrofiltration geklärt wird.

Um den Gehalt an phenolischen Substanzen im Rohsaft zu reduzieren, besteht das erste Schönungsmittel aus einem Polyphenole bindenden Mittel wie Gelatine, Ei- weiss, Kasein oder Kaliumkaseinat. Vorzugsweise wird hochbloomige Gelatine mit mindestens 160 Bloom verwen¬ det.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung beträgt die Verweilzeit nach der Zugabe des ersten Schönungsmit- tels mindestens 5 Minuten.

Zur Entfernung von Eiweissbruchstücken, die sich in dem mit dem ersten Schönungsmittel vermischten Rohsaft befinden und Nachtrübungen verursachen, besteht das zweite Schönungsmittel aus einem eiweissbindendem bzw. eiweissstabilisierenden Mittel wie Bentonit, Natrium- bentonit oder Mischbentonit.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Zudosierung des ersten und des zweiten Schönungs- mittels kontinuierlich und punktuell an jeweils einer Stelle in den Förderstrom des Rohsaftes erfolgt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der gemäss dem Verfahren vorgeschönte Rohsaft vor der Ultra- oder Mikrofiltration zur weiteren Reaktion in einen Batch-Tank eingebracht.

Die Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver¬ fahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohsaft in einer Mischdüse oder einer Förderpumpe mit dem ers¬ ten Schönungsmittel vermischt und über eine Leitung einem oder mehreren Verweiltanks zugeführt wird, an die sich eine weitere Mischdüse oder einer Förderpumpe für die Zudosierung des zweiten Schönungsmittels an-

schliesst, und danach der vorgeschönte Rohsaft einer Ultra- oder Mikrofiltrationseinrichtung zugeführt wird.

Vorteilhafterweise entspricht der Schlankheitsgrad der Verweiltanks einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser, das grösser ist als 4.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die aus der ersten Mischdüse, den Verweiltanks und der zweiten Mischdüse bestehende Vorschönungsanlage dem Batch-Tank der Ultra- oder Mikrofiltrationseinrichtung vorgeschal¬ tet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins¬ besondere darin, dass der gemäss dem Verfahren vorge¬ schönte und geklärte Saft in hohem Masse trubstabil ist. Es hat sich herausgestellt, dass der Verbrauch an Schönungsmittel sehr gering ist. Vor allem ist nur noch eine geringe Bentonit-Zugabe erforderlich. Dadurch wird der erzielbare Konzentrationsfaktor, der durch das Bentonit reduziert wird, nur sehr wenig verringert, so dass die Ausbeute im Vergleich mit den konventionel¬ len Verfahren, die relativ hohe Bentonit-Zugaben erfor¬ dern, verbessert wird. Da Bentonit eine Gelschicht auf den Membranen der Ultra- oder Mikrofiltrationsanlage bildet, wird durch die Verringerung der Bentonit-Zugabe auch ein höherer Membran-Flux erzielt. Durch den gerin¬ gen Bentonit-Gehalt im Retentat der Ultra- oder Mikro¬ filtrationseinrichtung treten keine Probleme mehr auf bei der Entsorgung des Retentats. Die für die erfindungs- gemässe Vorschönung erforderliche zusätzlich Apparatur zur Ultra- oder Mikrofiltrationseinrichtung ist relativ einfach und ermöglicht eine kontinuierliche Arbeitsweise.

Die Erfindung ist in der folgenden. Beschreibung und der einzigen Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.

Mit einer Zuführleitung 1 wird der Rohsaft in eine Misch¬ düse 2 eingeleitet. In der Mischdüse 2 wird über eine Leitung 3 dem Rohsaft das erste Schönungsmittel, das aus einer Gelatine-Lösung besteht, kontinuierlich zu¬ dosiert. Anstelle von Gelatine können auch andere, Po- lyphenole bindende Schönungsmittel, wie z.B. Einweiss, Kasein, Kaliumkaseinat, verwendet werden. Die Mischdüse 2 kann z.B. aus einem statischen Mischer oder einer Injektordüse bestehen. In dem verengten Durchlaufguer- schnitt der Injektor-Mischdüse 2 herrschen hohe Turbu¬ lenzen, die eine gute Durchmischung des Rohsaftes mit dem Schönungsmittel gewährleisten.

Von der Mischdüse 2 wird der mit Gelatine vermischte Rohsaft über eine Leitung 4 einem Verweiltank 5 an sei¬ ner Unterseite zugeführt. Dem Verweiltank 5 sind noch zwei weitere Verweiltanks 5 nachgeschaltet, wobei je¬ weils eine Leitung 6 vom oberen Ende des vorhergehenden Verweiltanks 5 zum unteren Ende des nächsten Verweil¬ tanks 5 führt. Die Verweiltanks 5 sind relativ schlank gebaut. Der Schlankheitgrad entspricht vorzugsweise einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser, das grösser als 4 ist. Anschliessend an die Verweiltanks 5, in denen der Rohsaft mit dem ersten Schonugnsmittel während einer Verweilzeit von ca. 5 bis 15 Minuten reagieren kann, durchläuft der vorgeschδnte Rohsaft eine weitere Misch¬ düse 7. An dieser Stelle wird dem Rohsaft das zweite Schönungsmittel über eine Leitung 8 punktuell und kon¬ tinuierlich zugeführt, das aus Bentonit, Natriumbento- nit oder Mischbentonit besteht. Es können auch andere, eiweissbindende bzw. eiweissstabilisierende Schönungs¬ mittel verwendet werden.

Der vorgeschönte Rohsaft wird anschliessend von der Mischdüse 7 über eine Leitung 9 einen Batch-Tank 10 einer Ultra- oder Mikrofiltrationseinrichtung 11 ein¬ geleitet. Im Batch-Tank 10 und in der Ultra- oder Mi- krofiltrationsanlage 11 findet eine weitere Reaktion des Rohsaftes mit den Schönungsmitteln statt. Anschlies¬ send wird die Flüssigkeit mit Hilfe einer Kreislaufpum¬ pe 12 in einem retentatseiytigen Kreislauf 13 der Ultra¬ oder Mikrofiltrationseinrichtung 11 umgewälzt und ver- lässt durch eine Leitung 14 die Permeatseite als trub- stabiler Klarsaft. Die Rückführung des Retentates in den Batch-Tank 10 erfolgt durch die Leitung 15. Die Schönungsmittel können wegen ihrer Teilchengrösse nicht durch die Membranen der Ultra- oder Mikrofiltration 11 hindurchtreten und verbleiben deshalb auf der Re- tentatseite weiterhin wirksam. Infolge des ständigen Durchlaufes des Rohsaftes durch die aus der Mischdüse 2, den Verweiltanks 5 und der Mischdüse 7 bestehende Vorschönungsanlage ist ein kontinuierlicher oder semi¬ kontinuierlicher Betrieb der Anlage auf einfache Art und Weise möglich.

Um ein Zerschlagen durch Scherkräfte und hohe Turbu¬ lenzen einer Pumpe zu vermeiden, sollten die durch Schö¬ nungsmittel und Saftkomponenten gebildeten Komplexe mittels einer auf dem Verdrängerprinzip arbeitenden Pumpe zur Ultra- oder Mikrofiltrationseinrichtung ge¬ fördert werden, beispielsweise durch eine Mono- oder Sinuspumpe.

Die Sicherheit hinsichtlich Stabilität des mit der vor¬ liegenden Anlage geklärten Saftes wird dadurch zusätz¬ lich verbessert.

Eine weitere mögliche Massnahme zur Begünstigung der Stabilität des geklärten Saftes, wird in der Anordnung einer Einrichtung erzielt, die aus ccsn Batch-Tank 10

ständig Tr b und damit auch Schönungstrub entfernt. Als Einrichtung eignet sich dafür besonders gut eine zweite, zweckmässigerweise wesentlich kleinere Querstrom-Mem- branfiltrations-Anlage, ausgerüstet mit Mikro- oder Grobfiltrationsmembranen, welche mit Retentat aus dem Batch-Tank 10 gefahren wird, wobei das Permeat wieder in den Batch-Tank 10 zurückgeführt wird.

Eine Alternative ist die Zentrifuge, die analog der zweiten Querstrom-Membranfiltration-Anlage geschaltet wird, d.h. welcher Retentat aus dem Batch-Tank 10 zu¬ geführt und die von Tr b wenigstens teilweise befreite Flüssigkeit wieder in den Batch-Tank 10 zurückgeführt wird.

Um den Betrieb der Anlage zu vereinfachen und gleich¬ zeitig den Schönungsmittelbedarf zu minimieren, wird die Menge den bzw. der ersten Schönungsmittel, z.B. Gelatine in der Leitung 3 zweckmässigerweise in Abhängigkeit von der Wirkung der Schönung geregelt.

In Abhängigkeit der Wirkung der ersten Schönungsmittel- Dosierung lassen sich auch noch weitere Schönungsmittel- Dosierungen, z.B. Bentonit durch die Leitung 8, bestim¬ men und regeln.

Bei Veryendung von z.B. Gelatine als erstes Schönungs¬ mittel, lässt sich die Wirkung der Schönung z.B. mit¬ tels einer Filtration 19 der Probestrom vorzugsweise in der Leitung 18 und einer nachfolgenden Trübungsmes¬ sung innerhalb der Regeleinrichtung 16 bestimmen. Die Zugabe von Bentonit mittels der Leitung 8 lässt sich z.B. mit einem einfachen Rechner innerhalb der Regeleinrichtung 17 bestimmen.