Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Klärung von Flüssigkeiten, insbesondere Rohsaft aus Obst, Trauben, Beeren oder anderen Früchten, Gemü¬ sen und Saaten oder Wein mittels Querstromfiltration und einer Einrichtung zur Reduzierung des Trübes im Re- tentat.

Durch die Aufkonzentrierung im Retentatkreiεlauf einer im Batch- oder semikontinuierlichen Verfahren betriebe¬ nen Querstromfiltrationsanlage steigt der Trubanteil im Retentat mit zunehmender Filtrationszeit an. Die Fol¬ ge davon ist eine sinkende Filtrationsleistung und ver¬ ringerte Ausbeute. Ausserdem ist die Standzeit der Quer¬ stromfiltration bis zur Reinigung der Membran relativ kurz. Die Anzahl der Reinigungs-Zyklen, die für die Mem¬ bran die Hauptbelastung darstellen, wirkt sich auf die Lebensdauer der Membran nachteilig aus.

Um diesen Schwierigkeiten entgegenzutreten, ist es be¬ kannt, im Retentatkreislauf der Querstromfiltrationsan¬ lage eine Seitenstrom-Zentrifuge anzuordnen, durch die ein grosser Teil des Trübes vom Retentat abgetrennt wird. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass der abgetrennte Trub- schlamm noch relativ feucht ist und dadurch noch keine optimale Verbesserung der Ausbeute erzielt wird. Hinzu kommen Entsorgungsprobleme bei der Beseitigung des Trub- schlamms und die relativ hohen Anschaffungskosten für die Seitenstrom-Zentrifuge, die ausserdem sehr lärmin¬ tensiv ist.

Ferner ist es bekannt, Querstromfiltrationseinrichtun- gen in mehreren Stufen hintereinander anzuordnen, um gegenüber den Batch- oder semikontinuierlichen Anlagen mit nur einer Filtrationsstufe einen kontinuierlichen Betrieb zu erreichen. Dabei wird jeweils das Retentat der vorhergehenden Stufe in die Retentatseite der nächs¬ ten Stufe eingeleitet. Voraussetzung für die Herstellung eines einheitlich klaren Produktes ist, dass alle Mem¬ branen dieselbe Trenngrenze aufweisen. Dadurch nimmt aber die mittlere Filtrationsleistung bzw. der mittlere Flux ab, was gegenüber semikontinuierlichen Anlagen zu Anlagen mit viel Membranflächen führt und sehr teuer ist. Ausserdem sind für einen optimalen Betrieb mindes¬ tens drei Stufen nötig. Dies bedeutet besonders bei klei¬ nen und mittleren Anlagegrössen höhere Anschaffungskoε- ten und komplizierteres Betreiben der Anlage. Hinzu kommt, dass die letzte Stufe ständig mit höchstem Konzentrations¬ faktor fährt und dadurch einen problemlosen Betrieb der Anlage, hinsichtlich Verstopfung der Module, gefährdet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das auf einfache und kosten¬ günstige Art und Weise eine Reduzierung des Trubgehalts im Retentat und dadurch eine Verbesserung der Filtrations¬ leistung und der Ausbeute ermöglicht.

Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Retentat der Querstromfiltration mindestens einer zweiten gröberen Querstromfiltration unterzogen wird und das Permeat aus der zweiten oder weiteren Querεtrom- filtrationen zur Retentatseite der ersten Querstromfil¬ tration zurückgeführt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die erste Querstromfiltration durch Ultra- oder Mikrofiltra-

tion und die zweite Querstromfiltration durch Mikro- oder Grobfiltration.

Dem Retentat können vor oder während der Filtration, in der zweiten Querstromfiltration Schönungs ittel zu¬ geführt werden, um die Verstopfungstendenz der Membra¬ nen zu mindern.

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer ersten Querstromfiltrationseinrichtung, deren Re¬ tentatseite über eine Leitung mit der Retentatseite ei¬ ner zweiten Querstromfiltrationseinrichtung verbunden ist, wobei von der Permeatseite der zweiten Querstrom- filtrationseinrichtung eine Leitung zur Retentatseite der ersten Querstromfiltrationseinrichtung führt. Dabei ist gemäss der Erfindung die Porengrösse der Membran der zweiten Querstromfiltrationseinrichtung grösser als .. die Porengrösse der Membran der zweiten Querstromfiltra¬ tionseinrichtung.

Vorteilhafterweise ist die zweite Querstromfiltrations¬ einrichtung mit Mikro- oder Grobfiltrations-Membranen ausgerüstet. Dabei beträgt die Porengrösse ca. 0,1 bis 20 μm.

Um bei der Mikro- oder Grobfiltration der zweiten Quer¬ stromfiltrationseinrichtung mit möglichst hohen Drücken arbeiten zu können, ist diese mit Metall- oder Keramik- Modulen ausgerüstet, deren zulässiger Transmembrandruck grösser ist als bei den Filtrations-Modulen der ersten Querstromfiltrationseinrichtung.

Vorzugsweise beträgt der maximale Transmembrandruck der Metall- oder Keramik-Module mindestens 6 bar.

Zur Vermeidung von Verstopfungen ist der Kanalguerschnitt der Filtrations-Module der zweiten Querstromfiltrations¬ einrichtung grösser als bei den Filtrations-Modulen der ersten Querstromfiltrationseinrichtung.

Vorteilhafterweise ist die zweite Querstromfiltrations¬ einrichtung mit Rohr-Modulen ausgerüstet, die einen Rohr¬ durchmesser von mindestens 6 mm aufweisen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins¬ besondere darin, dass durch die Grobfiltration in der zweiten Querstromfiltrationseinrichtung ein hoher Flux bei wenig Membranfläche erreicht wird, wobei weniger Membranϊlache eine Verringerung der Investitionskosten bedeutet. Ausserdem können die für die höheren Drücke und gröbere Trenngrenze der zweiten Querstromfiltrations¬ einrichtung verwendeten Metall-Membranen, die für kleine Trenngrenzen nicht oder nur aufwendig herstellbar sind, mit relativ billigen Kunststoff-Membranen für die erste QuerStromfiltrationseinrichtung kombiniert werden. Hin¬ zu kommt, dass mit dem Einsatz von Membranen anstelle der bekannten Seitenstrom-Zentrifuge zur Reduzierung des Trubgehalts eine bessere Trennschärfe erreicht wird. Durch die Rückführung des Permeats der zweiten Querstrom- filtrationseinrichtung zur Retentatseite der ersten Quer¬ stromfiltrationseinrichtung wird der Trubgehalt im Reten¬ tat stark reduziert und die Ausbeute verbessert. Die Standzeit der ersten Querstromfiltrationseinrichtung bis zur Reinigung wird bei relativ bescheidenen Mehrin¬ vestitionen verlängert und die Lebensdauer der Membran erhöht. Ein hoher Konzentrationsfaktor tritt erst gegen Ende des Verfahrenszyklus auf.

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

erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in sche- matischer Darstellung den Aufbau der erfindungsgemässen Anlage.

Der zu klärende Rohsaft wird über eine Zuführleitung 1 einer ersten Querstromfiltrationseinrichtung 2, die aus einer Ultra- oder einer Mikrofiltrationseinrichtung besteht, zugeführt. An einer Membranfläche 3 der Quer¬ stromfiltrationseinrichtung 2 wird der Klarsaft vom Re¬ tentat abgetrennt und durch eine Permeatabflussleitung 4 zu einer Sammelstelle abgeführt. Für die Membranflä¬ che 3 werden billige Kunststoff-Module für niedrige Drük- ke verwendet. Von der Retentatseite der Querstromfiltra¬ tionseinrichtung 2 führt eine Leitung 5 für Retentat zu einer zweiten Querstromfiltrationseinrichtung 6, die aus einer Mikro- oder Grobfiltrationseinrichtung besteht. Die Membranfläche 7 der Querstromfiltrationseinrichtung 6 wird vorzugsweise durch Metall- oder Keramik-Module gebildet, die gegenüber den Kunststoff-Modulen der ers¬ ten Querstromfiltrationseinrichtung 2 eine grössere Po¬ rengrösse von ca. 0,1 bis 20 μm aufweisen. Da bei der Grobfiltration mit höheren Drücken gearbeitet wird als bei der Ultrafiltration in der Querstromfiltrationsein¬ richtung 2, sind die Metall- oder Keramik-Module für einen maximalen Transmembrandruck von mehr als 6 bar ausgelegt. Auch die Kanalquerschnitte der Grobfiltra- tions-Module sind grösser gewählt als bei der ersten Querstromfiltrationseinrichtung 2. Vorzugsweise werden Rohr-Module mit einem Rohrdurchmesser von mindestens 6 mm verwendet.

Das an der Membranfläche 7 der Querstromfiltrationsein¬ richtung 6 abgetrennte Permeat wird über eine Leitung 8 zur Retentatseite der ersten Querstromfiltrationsein¬ richtung 2 zurückgeführt. Von der Retentatseite der zwei-

ten Querstromfiltrationseinrichtung 6 zweigt eine Lei¬ tung 9 ab, durch die das Restretentat abgeführt wird. Durch die Rückführung des Permeats zur ersten Querstrom- filtrationseinrichtung 2 entsteht ein Kreislauf, in dem der Trüb, der über die Leitung 9 ständig abgeführt wird, erheblich reduziert wird. Bei kontinuierlicher Zuführung von Rohsaft über die Zuführleitung 1 wird ein kontinuier¬ licher Betrieb mit einem konstanten Trubgehalt beim Re¬ tentat der Querstromfiltrationseinrichtung 2 erreicht. Bei Batch- oder semikontinuierlichem Betrieb erhöht sich der Trubgehalt beim Retentat der Querstromfiltrations¬ einrichtung 6 erst gegen Ende des Verfahrenszyklus dras¬ tisch, sodass sich diese Produktionsphase mit wenig Auf¬ wand überwachen lässt.

Um den Gehalt an makromolekularen Stoffen, z.B. Polyphe- nole, welche die Membranen der Membranfiltrationseinrich¬ tung 2 mit zunehmender Konzentration stärker verstopfen, im Retentat zu reduzieren und damit die Standzeit bis zur nächsten Reinigung der Filtrationsanlage weiter zu verlängern, kann vor der Membranfiltrationsanlage 6 das Retentat mit Schönungsmitteln behandelt werden. Zu die¬ sem Zwecke genügt eine Zudosierung von relativ geringen Mengen an Schönungsmitteln, vorzugsweise mittels einer Mischdüse 10, beispielsweise einer Injektionsdüse oder durch statisches Mischen, in die Retentatleitung 5. Die entstehenden Aglomerate zwischen Makromolekülen und Schö¬ nungsmitteln lassen sich mittels der zweiten Membranfil¬ trationseinrichtung 6 abtrennen.