NL2000006C2 - Werkwijze en inrichting voor het verwijderen van ongewenste zouten en/of ionen uit groentesappen. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het verwijderen van ongewenste zouten en/of ionen uit groentesappen.

De uitvinding betreft een werkwijze in overeenstemming met conclusie 1. Een werkwijze voor het concentreren van vruch-5 tensap, waarbij het vruchtensap door een membraanfilter wordt geperst en water uit het vruchtensap wordt afgevoerd is bekend. Door deze werkwijze wordt het volume van het vruchtensap verminderd zodat de transportkosten lager worden. Na transport wordt het ingedikte vruchtensap weer ver-10 dund tot zijn oorspronkelijk watergehalte en als zodanig geconsumeerd. Het is gebleken dat het toepassen van de bekende werkwijze bij groentesappen het onverwachte resultaat heeft dat het gehalte van in groentesap aanwezige ongewenste ionen zoals nitraten sterk gereduceerd wordt. Dit heeft 15 tot gevolg dat groentesappen van bepaalde groenten zoals rode bieten en zuurkool op deze wijze geschikt gemaakt kunnen worden voor consumptie.

Rodebietensap, dat is sap geperst uit rode bieten of sap geprepareerd uit kookvocht of waswater van rode bieten, be-20 vat normaliter ongeveer 1500 mg/1 nitraat (NO3) . Deze hoeveelheid nitraat is zo hoog dat consumptie door zuigelingen niet wenselijk is. Teveel nitraat vormt in het menselijk lichaam nitriet (N02) . Nitriet is in hoge concentraties giftig en verstoort het zuurstoftransport door het bloed.

25 Door het uitvoeren van de werkwijze in overeenstemming met de uitvinding wordt het nitraatgehalte in het rodebietensap tot een zodanig niveau teruggedrongen dat consumptie van rodebietensap door zuigelingen en ook voor anderen verantwoord is.

30 In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding wordt de werkwijze uitgevoerd overeenkomstig conclusie 2. Door toevoegen van een overmaat aan water dat vervolgens 2 door de membraanfiltratie verwijderd wordt, worden de ongewenste zouten en/of ionen als het ware uitgespoeld waardoor het gehalte van deze zouten verder en/of sneller verlaagd wordt.

5 In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding wordt de werkwijze uitgevoerd overeenkomstig conclusie 3. Bij deze uitvoering wordt begonnen met een overmaat aan water waardoor de ongewenste zouten en/of ionen eenvoudiger in het groentesap in oplossing gaan en vervolgens met het 10 water uit het groentesap verwijderd worden. Een toepassing kan ook zijn dat groentesap verkregen wordt uit waswater of kookwater van de groente.

In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding wordt de werkwijze uitgevoerd overeenkomstig conclusie 4.

15 door aan het ontwaterde groentesap water toe te voegen wordt het weer geschikt om verder te verwerken.

In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding wordt de werkwijze uitgevoerd overeenkomstig conclusie 5. Hierdoor kan in een ononderbroken proces het recirculerende 20 groentesap geleidelijk ontwaterd worden.

In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding wordt de werkwijze uitgevoerd overeenkomstig conclusie 6. Door het groentesap te reinigen voordat het door de mem-braanfilters geperst wordt, wordt vervuiling van de mem-25 braanfilters voorkomen.

In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding wordt de werkwijze uitgevoerd overeenkomstig conclusie 7. Door het conserveringsmiddel na de laatste persing door het membraanfilter toe te voegen wordt voorkomen dat het con-30 serveringsmiddel tijdens de persing met het water en de ongewenste zouten en/of ionen uit het groentesap verwijderd wordt.

3

Tevens omvat de uitvinding een inrichting in overeenstemming met de aanhef van conclusie 8. Een vergelijkbare inrichting is bekend voor het ontwateren van vruchtensap.

Door gebruik van de ontwateringsinstallatie met membraan-5 filtratie-elementen worden eveneens ongewenste zouten en/of ionen uit groentesap verwijderd, waardoor het met de inrichting mogelijk is groentesap met een te hoog nitraatge-halte geschikt te maken voor algemene consumptie.

In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding is 10 de inrichting uitgevoerd overeenkomstig conclusie 9. De inrichting volgens deze uitvoering waarbij de membraanfiltratie-elementen zijn uitgevoerd als langsstroomelementen blijkt bijzonder geschikt te zijn voor het ontwateren van groentesap.

15 In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding is de inrichting uitgevoerd overeenkomstig conclusie 10. Door het gebruik van dergelijke membraanfiltratie-elementen met een relatief ruime specificatie zijn de kosten van de elementen beperkt.

20 In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding is de inrichting uitgevoerd overeenkomstig conclusie 11. Door gebruik van dergelijke membraanfiltratie-elementen wordt bereikt dat er geen suikermoleculen uit het sap geperst wordt, wat de smaak van het ontwaterde groentesap ten goede 25 komt.

In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding is de inrichting uitgevoerd overeenkomstig conclusie 12. Door gebruik van dergelijke membraanfiltratie-elementen wordt bereikt dat de voor membraanfiltratie noodzakelijke druk 30 van de hogedrukpomp beperkt kan zijn.

In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding is de inrichting uitgevoerd overeenkomstig conclusie 13. Door het ontwaterde groentesap terug te leiden naar de opslag- 4 tank waar het door de hogedruk pomp uitgepompt is kan een bepaalde hoeveelheid groentesap, bijvoorbeeld een batch opgeslagen in een tankwagen, in een keer behandeld worden en van ongewenste zouten en/of ionen ontdaan worden. De con-5 centratie droge stof in het groentesap in de tankwagen zal daarbij geleidelijk toenemen.

In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding is de inrichting uitgevoerd overeenkomstig conclusie 14. Hierdoor kan aan het ontwaterde groentesap opnieuw water toege-10 voegd worden waarmee opnieuw ongewenste zouten en/of ionen met het water uit het groentesap geperst kunnen worden en de concentratie van deze zouten en/of ionen verder verlaagd kan worden.

In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding is 15 de inrichting uitgevoerd overeenkomstig conclusie 15. Hierdoor is het mogelijk om met de ontwateringsinstallatie te ontwateren tot een instelbaar drogestof gehalte waarna door de combinatie van toevoer van water en ontwatering in de ontwateringsinstallatie de concentratie van de ongewenste 20 zouten en/of ionen steeds lager kan worden.

In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding is de inrichting uitgevoerd overeenkomstig conclusie 16. Hierdoor wordt voorkomen dat verontreinigingen de membraanfil-tratie-elementen kunnen vervuilen.

25 In overeenstemming met een uitvoering van de uitvinding is de inrichting uitgevoerd overeenkomstig conclusie 17. Hierdoor wordt bederf van het ontwaterde groentesap voorkomen terwijl de bederfremmende stof niet tijdens de membraanfiltratie verwijderd wordt.

30 De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden met behulp van een tekening. In de tekening toont

Figuur 1 een blokschema van de verschillende bewerkingsfa- 5 sen van een eerste uitvoering van de uitvinding,

Figuur 2 een blokschema van de verschillende bewerkingsfa-sen van een tweede uitvoering van de uitvinding, en Figuur 3 een blokschema van de verschillende bewerkingsfa-5 sen van een derde uitvoering van de uitvinding.

In de tekening zijn overeenkomstige werkzaamheden of onderdelen zoveel mogelijk met hetzelfde verwijzingscijfer aangegeven.

De in figuur 1 getoonde eerste uitvoering van de uitvinding 10 betreft het verdere gebruik van bij bewerken van rode bieten ontstaan bietensap. Rode bieten 1 worden vanuit een opslag onder toevoeging van water 2 gekookt en/of geschild bij 3. De gekookte en/of geschilde bieten worden voor verder gebruik zoals consumptie afgevoerd bij 4. Tijdens het 15 koken en/of schillen vermengt een deel van de rode bieten 1 met het water tot rodebietensap, dit rodebietensap wordt opgeslagen in een eerste opslagtank bij 5. Vanuit de eerste opslagtank 5 wordt het rodebietensap als een voedingsstroom na een eventuele voorreiniging bij 9 ontwaterd in een ont-20 wateringsinstallatie 6, die is uitgevoerd met een hierna te beschrijven hogedruk pomp en membraanfiltratie-elementen. Bij de ontwatering in de ontwateringsinstallatie 6 ontstaat een afvalwaterstroom 7, het permeaat, waarbij in het water zouten en/of ionen zijn opgenomen. Het ontwaterde bieten-25 sap, het concentraat, wordt opgeslagen in een tweede opslagtank 8. Voor gebruik kan aan het ontwaterde bietensap water toegevoegd worden, dit is in figuur 1 aangegeven met de onderbroken lijn 2 waarna voor gebruik gereed rodebietensap ontstaat zoals aangegeven bij 11.

30 De voedingsstroom van kookwater heeft bij een eerste voorbeeld een zodanig drogestofgehalte dat de BRIX waarde 2,8 is en een nitraatgehalte van 300 mg/1. De afvalwaterstroom 7, die bij de membraanfiltratie vrijkomt, het permeaat, 6 heeft een BRIX waarde 1,4 en een nitraatgehalte van 230 mg/1. Het ontwaterde bietensap, het concentraat of reten-taat, heeft een BRIX waarde van 19,5 en een nitraatgehalte van 500 mg/1. Na verdunning van het concentraat tot de oor-5 spronkelijk BRIX waarde van 2,8 is het nitraatgehalte 72 mg/1, dat is dus een reductie met 76%.

De voedingsstroom van kookwater heeft bij een tweede voorbeeld een zodanig drogestofgehalte dat de BRIX waarde 7 is en het nitraatgehalte 730 mg/1. De afvalwaterstroom 7 die 10 bij de membraanfiltratie vrijkomt, het permeaat, heeft een BRIX waarde van 0,6 en een nitraatgehalte van 930 mg/1. Het ontwaterde bietensap, het concentraat of retentaat heeft een BRIX waarde van 22,2 en een nitraatgehalte van 670 mg/1. Na verdunning van het concentraat tot de oorspronke-15 lijke BRIX waarde van 7 heeft het rodebietensap een nitraatgehalte van 211 mg/1, dat is dus een reductie met 71 %.

De in figuur 2 getoonde tweede uitvoering van de uitvinding betreft het maken van nitraatarm bietensap uit rode bieten. 20 De rode bieten 1 worden in een pers 12 tot rodebietensap geperst, waarbij de ontstane pulp afzonderlijk wordt afgevoerd zoals getoond met lijn 13. Het rodebietensap wordt eventueel gereinigd bij 9 om vervuiling van de membraanfil-tratie-elementen te voorkomen en vervolgens ontwaterd in de 25 ontwateringsinstallatie 6 en opgeslagen in de tweede opslagtank 8. Door toevoegen van water met de waterstroom 2 wordt het rodebietensap weer voor gebruik gereed gemaakt waarbij het min of meer hetzelfde drogestofgehalte krijgt als voor de ontwatering.

30 Bij de hiervoor besproken uitvoeringsvoorbeelden is het proces besproken aan de hand van de groente rode bieten.

Het zal de vakman duidelijk zijn dat dezelfde of vergelijkbare werkwijzen en/of apparatuur ook toegepast kunnen wor- 7 den bij andere groentesappen. Een voorbeeld daarvan is zuurkoolsap.

Figuur 3 toont een derde uitvoering van de uitvinding waarbij in het bijzonder een uitvoering is getoond van het ont-5 wateringsproces dat in figuur 1 is aangegeven met de onderbroken lijn 10. In deze uitvoering is er een buffertank 16 waarin groentesap is opgeslagen. In voorkomende gevallen kan de buffertank bijvoorbeeld gevormd worden door een tankwagen waarin het groentesap wordt aangevoerd. De buf-10 fertank 16 is door een aanzuigleiding verbonden met een ho-gedruk pomp 17. De hogedruk pomp 17 perst het groentesap onder een druk van 20 tot 30 bar door membraanfiltratie-elementen 18. De membraanfiltratie-elementen zijn bij voorkeur uitgevoerd als langsstroomfilters met een poriëngroot-15 te van 0,5 nm tot 5 nm. Om meer suikers in het groentesap te houden kunnen de poriën eventueel kleiner zijn dan 2 nm. Door de kleine poriën kan er een grote drukval optreden over de membraanfiltratie-elementen waardoor het groentesap te warm zou kunnen worden. Om de drukval te beperken zijn 20 de poriën bij voorkeur groter dan 1 nm. Eventueel zijn de membraanfiltratie-elementen bestand tegen een temperatuur van boven de 60-70 graden Celsius.

Het deels ontwaterde groentesap (het concentraat of reten-taat) wordt vanuit de membraanfiltratie-elementen terugge-25 leid met een retourstroom 19 naar de buffertank 16 en het uitgeperste water met de ongewenste zouten en/of ionen, het permeaat, wordt als afvalwater 7 afgevoerd. Door de afvoer van het afvalwater of permeaat 7 daalt het niveau van het groentesap in de buffertank 16.

30 In de buffertank 16 is een niveauregeling 15 aangebracht, die een regelkraan 14 bediend en waarmee de watertoevoer 2 zodanig wordt geregeld dat het niveau op een in te stellen peil blijft. In de situatie waarin waswater in de buffer- 8 tank 16 wordt gebracht wordt allereerst ontwaterd tot het groentesap een bepaald drogestofgehalte of BRIX waarde heeft. Daarbij zakt het niveau in de buffertank 16 tot een ingesteld peil. Vervolgens zorgt de niveauregeling 15 er 5 voor dat het niveau in de buffertank 16 op dit peil blijft en dat de hoeveelheid afgevoerd afvalwater 7 wordt aangevuld via de regelkraan 14. Hierbij wordt het groentesap als het ware schoongespoeld. In de situatie waarin het groentesap niet ontwaterd behoeft te worden maar alleen van nitra-10 ten ontdaan moet worden, wordt dezelfde hoeveelheid water als is afgevoerd als afvalwater 7 aangevuld via de regelkraan 14. Deze hoeveelheid water kan groter zijn dan de oorspronkelijk in de groente aanwezige hoeveelheid water. Het zal duidelijk zijn dat de hiervoor beschreven inrich-15 tingen voorzien zijn van diverse besturingen met regelappa-ratuur en meetinstrumenten. Eventueel is er een automatisch besturingssysteem. Ook is er een reinigingssysteem om de diverse onderdelen en leidingen en in het bijzonder de mem-braanfiltratie-elementen te reinigen. Voor het voorkomen 20 van bederf van ingedikte groentesappen kan na het beëindigen van het ontwateren een conserveringsmiddel toegevoegd worden, zoals citroenzuur.

Claims (17)

1. Werkwijze voor het verwijderen van ongewenste zouten en/of ionen uit groentesappen zoals rodebieten-sap waarbij het groentesap onder druk door een mem- 5 braanfilter wordt geperst en waarbij met door ope- ningen in het membraanfilter geperste water ongewenste zouten en/of ionen worden afgevoerd en ontwaterd groentesap overblijft.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 waarbij tijdens de 10 membraanfiltratie meer water uit het groentesap wordt geperst dan het oorspronkelijke watergehalte van de groente.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 waarbij water aan het groentesap wordt toegevoegd voordat het 15 groentesap door het membraanfilter wordt geperst.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3 waarbij aan het ontwaterde groentesap water wordt toegevoegd.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3 of 4 waarbij het ontwaterde groentesap opnieuw en eventueel her- 20 haaldelijk door het membraanfilter wordt geperst.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij het groentesap wordt gereinigd voordat het door het membraanfilter wordt geperst.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 25 waarbij na de laatste persing door het membraanfil ter aan het ontwaterde groentesap conserveringsmiddel zoals citroenzuur wordt toegevoegd.

8. Inrichting geschikt voor het uitvoeren van een werkwijze overeenkomstig een der voorgaande conclusies omvattende een eerste opslagtank voor opslag van groentesap, een hogedruk pomp met een aanzuig- 5 leiding en een persleiding waarbij de aanzuiglei- ding verbonden is met de eerste opslagtank en de persleiding met een ontwateringsinstallatie die verbonden is met een tweede opslagtank voor het opslaan van het ontwaterde groentesap, waarbij de 10 ontwaterinstallatie membraanfiltratie-elementen om vat en een afvoer van door de membraanfiltratie-elementen geperst water met ongewenste zouten en/of ionen.

9. Inrichting overeenkomstig conclusie 8 waarbij de 15 membraanfiltratie-elementen zijn uitgevoerd als langsstroomfilter.

10. Inrichting overeenkomstig conclusie 8 of 9 waarbij de membraanfiltratie-elementen zijn uitgevoerd met een poriëngrootte van 0,5 tot 5 nm (5 tot 50

20 Angstrom).

11. Inrichting overeenkomstig conclusie 8, 9 of 10 waarbij de membraanfiltratie-elementen zijn uitgevoerd met een poriëngrootte kleiner dan 2 nm (20 Angstrom).

12. Inrichting overeenkomstig conclusie 8, 9, 10 of 11 waarbij de membraanfiltratie-elementen zijn uitgevoerd met een poriëngrootte groter dan 1 nm (10 Angstrom).

13. Inrichting overeenkomstig een der conclusies 8-12 30 waarbij de eerste opslagtank en de tweede opslag tank gecombineerd zijn tot een buffertank.

14. Inrichting overeenkomstig een der conclusies 8-13 waarbij een watertoevoer voorzien is voor het toevoegen van water aan het ontwaterde groentesap.

15. Inrichting overeenkomstig conclusie 14 waarbij in 5 de buffertank een niveauregeling voorzien is om het waterniveau met behulp van de watertoevoer op een instelbare hoogte te houden.

16. Inrichting overeenkomstig een der conclusies 8-15 waarbij een voorreiniging is geplaatst in de lei- 10 ding naar de membraanfiltratie-elementen.

17. Inrichting overeenkomstig een der conclusies 8-16 waarbij de tweede opslagtank voorzien is van een doseerinstallatie voor het toevoegen van conserveringsmiddel zoals citroenzuur. 15