Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
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Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung

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Kapitel 4 Abbildung 4.76: Prinzip der Cross-Flow-Filtration im Vergleich zur Dead-End-Filtration Das Cross-Flow-Prinzip kann je nach Porengröße der Membran in der Umkehrosmose, der Nanofiltration, der Ultrafiltration und der Mikrofiltration angewandt werden (siehe auch Abschnitt 4.5.4.6). Erreichbare Umweltvorteile Bei einer Cross-Flow-Filtration kann der Zustrom wiederverwertet und Material rückgewonnen werden. Medienübergreifende Effekte Energieverbrauch. Betriebsdaten Die Cross-Flow-Filtration hat einen hohen Energieverbrauch, da der gesamte Zustrom unter Druck stehen muss. Im Vergleich zur Dead-End-Filtration, bei der das gesamte Wasser durch den Filter läuft und die Rückstände sich auf dem Filter sammeln, hat die Cross-Flow-Filtration den Vorteil eines geringeren Foulings. Der Filter ist gegenüber Fouling relativ resistent und kann leicht gereinigt werden. Es wird berichtet, dass der größte Vorteil der Cross-Flow-Filtration bei der Weinherstellung darin liegt, dass fast alle Bakterien aus dem Wein entfernt werden. In einer Studie wurde gezeigt, dass unfiltrierte Weine eine hohe Keimzahl aufweisen und bei höheren Temperaturen entsprechend verderbsanfälliger sind. Bei einer Cross-Flow- Filtration durch eine Membran mit einer Porengröße von 0.22 µm wurden fast alle Bakterien entfernt und damit die Gefahr des bakteriellen Verderbs der Weine bei höheren Temperaturen ausgeschlossen. Die geringen Veränderungen beim Alkoholgehalt, beim Gehalt an titrierbarer Säure, im Extrakt und in der Farbe, die durch die Cross-Flow-Filtration hervorgerufen werden, lassen sich dadurch erklären, dass die Weine sauberer sind als die entsprechenden nicht filtrierten Weine. Oxidative Veränderungen der Weine durch die Cross-Flow-Filtration wurden nicht festgestellt. Bei der sensorischen Prüfung von Weinen der Sorten Pinotage, Shiraz und Cabernet Sauvignon wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt zwischen unfiltrierten Weinen und Weinen, die einer Cross-Flow-Filtration unterzogen worden waren. Anwendbarkeit Breiter Anwendungsbereich der Nahrungsmittelproduktion. Beispielanlagen In Brauereien, Weinkellereien, Molkereien und Kläranlagen anwendbar. Referenzliteratur [13, Environment Agency of England and Wales, 2000, 23, Envirowise (UK) and Dames & Moore Ltd, 1998, 236, Ellis L., 2002] 4.7.9.4.3 Rückgewinnung von Filtermaterial, wenn das Produkt durch natürliche mineralische Adsorptionsmaterialien gefiltert wird Beschreibung Während der Herstellung von Getränken wird in verschiedenen Prozessstufen filtriert, z. B. beim Schönen und vor dem Abfüllen, um restliche Feststoffe, unlösliche trübende Substanzen und Mikroorganismen zu entziehen. 572 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL

Kapitel 4 Die Filtration durch natürliche mineralische Stoffe wie Bentonit und Kieselgur ist nur eine Grobfiltration, bei der einige Stoffe im Produkt verbleiben. Es wird berichtet, dass dieses Verfahren die Weinqualität verbessert. Das Filtermaterial kann gesammelt werden, damit es nicht in die Kläranlage gewaschen wird. Es wird berichtet, dass es je nach Zusammensetzung für die erneute Verwendung aufbereitet, kompostiert, im Weinberg ausgebracht oder destilliert werden kann. Medienübergreifende Effekte Sofern der Filter nicht getrennt gesammelt wird, gelangt das Material in die Kläranlage und verunreinigt das Abwasser. Betriebsdaten Aus dem Bereich der Weinherstellung wird berichtet, dass die Filtration mit natürlichen mineralischen Adsorptionsmaterialien eine hohe Weinqualität ermöglicht; je intensiver beispielsweise die Filtration ist, desto schlechter wird der Wein. Es wird berichtet, dass Kieselgur entwässert und dann in einen Reaktor geleitet werden kann, in dem es mit einem Heißluftstrom schonend getrocknet und ausgeglimmt wird. Danach kann das Kieselgur wieder vollständig für Filtrationszwecke eingesetzt werden. Das aus dem Reaktor kommende Abgas muss behandelt werden. Da Kieselgur viele Male wiederverwendet werden kann, reduzieren sich die Kosten für die Filtration und Entsorgung. Anwendbarkeit Anwendbar in Anlagen zur Herstellung von Getränken, wenn eine Grobfiltration des Produktes erforderlich ist, z. B. in der Weinherstellung. Beispielanlagen Wird bei der Herstellung von Wein, Bier und Apfelsaft eingesetzt. Anlass für die Umsetzung Geringerer Produktverlust. Referenzliteratur [134, AWARENET, 2002, 200, CIAA, 2003, 255, Germany, 2005] 4.7.9.5 Abfüllung in Flaschen Innerhalb der Abfüllung ist die Flaschenreinigungsanlage der größte Verbraucher von Frischwasser und damit auch der größte Abwassererzeuger. 4.7.9.5.1 Integrierte Abfüllanlage Beschreibung In einer Beispielanlage werden Branntweine, Neutralalkohol, Getreidespirituosen, Essenzen sowie destillierter Rum und Whisky hergestellt. Die jährliche Produktionsmenge beträgt 70 Million 0,7-l-Standardflaschen. Zur Verringerung des Energieverbrauchs wurde eine neue Flaschenabfülllinie installiert. Derzeit wird die angelieferte Rohware auf die Einhaltung der Qualitätsvorgaben überprüft. Vor der Verarbeitung werden die flüssigen Rohstoffe in großen Stahltanks, die festen Rohstoffe auf Paletten gelagert. Die Rohstoffe werden dann entsprechend der jeweiligen Rezeptur gemischt. Dies geschieht in Spezialtanks. Die Dosierung aller Rohstoffe einschließlich des vorbehandelten Produktwassers wird über das Gewicht und mit Hilfe eines Computersystems gesteuert. Zur Entfernung der suspendierten Feststoffe werden die Ansätze dann in Bettfiltern filtriert. Für die einzelnen Spirituosen werden unterschiedliche Filterbetten mit unterschiedlicher Trennschärfe eingesetzt. Nach einer Qualitätsprüfung im Analyselabor wird das fertig gemischte und gefilterte Produkt zur Abfülllinie geleitet. Abbildung 4.77 zeigt ein Fließbild dieses Verfahrens. RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL Januar 2006 573

Kapitel 4<br />

Abbildung 4.76: Prinzip <strong>der</strong> Cross-Flow-Filtration im Vergleich zur Dead-End-Filtration<br />

Das Cross-Flow-Prinzip kann je nach Porengröße <strong>der</strong> Membran in <strong>der</strong> Umkehrosmose, <strong>der</strong> Nanofiltration, <strong>der</strong><br />

Ultrafiltration <strong>und</strong> <strong>der</strong> Mikrofiltration angewandt werden (siehe auch Abschnitt 4.5.4.6).<br />

Erreichbare Umweltvorteile<br />

Bei einer Cross-Flow-Filtration kann <strong>der</strong> Zustrom wie<strong>der</strong>verwertet <strong>und</strong> Material rückgewonnen werden.<br />

Medienübergreifende Effekte<br />

Energieverbrauch.<br />

Betriebsdaten<br />

Die Cross-Flow-Filtration hat einen hohen Energieverbrauch, da <strong>der</strong> gesamte Zustrom unter Druck stehen muss.<br />

Im Vergleich zur Dead-End-Filtration, bei <strong>der</strong> das gesamte Wasser durch den Filter läuft <strong>und</strong> die Rückstände<br />

sich auf dem Filter sammeln, hat die Cross-Flow-Filtration den Vorteil eines geringeren Foulings. Der Filter ist<br />

gegenüber Fouling relativ resistent <strong>und</strong> kann leicht gereinigt werden.<br />

Es wird berichtet, dass <strong>der</strong> größte Vorteil <strong>der</strong> Cross-Flow-Filtration bei <strong>der</strong> Weinherstellung darin liegt, dass fast<br />

alle Bakterien aus dem Wein entfernt werden. In einer Studie wurde gezeigt, dass unfiltrierte Weine eine hohe<br />

Keimzahl aufweisen <strong>und</strong> bei höheren Temperaturen entsprechend ver<strong>der</strong>bsanfälliger sind. Bei einer Cross-Flow-<br />

Filtration durch eine Membran mit einer Porengröße von 0.22 µm wurden fast alle Bakterien entfernt <strong>und</strong> damit<br />

die Gefahr des bakteriellen Ver<strong>der</strong>bs <strong>der</strong> Weine bei höheren Temperaturen ausgeschlossen. Die geringen<br />

Verän<strong>der</strong>ungen beim Alkoholgehalt, beim Gehalt an titrierbarer Säure, im Extrakt <strong>und</strong> in <strong>der</strong> Farbe, die durch<br />

die Cross-Flow-Filtration hervorgerufen werden, lassen sich dadurch erklären, dass die Weine sauberer sind als<br />

die entsprechenden nicht filtrierten Weine. Oxidative Verän<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> Weine durch die Cross-Flow-Filtration<br />

wurden nicht festgestellt. Bei <strong>der</strong> sensorischen Prüfung von Weinen <strong>der</strong> Sorten Pinotage, Shiraz <strong>und</strong> Cabernet<br />

Sauvignon wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt zwischen unfiltrierten Weinen <strong>und</strong> Weinen, die<br />

einer Cross-Flow-Filtration unterzogen worden waren.<br />

Anwendbarkeit<br />

Breiter Anwendungsbereich <strong>der</strong> Nahrungsmittelproduktion.<br />

Beispielanlagen<br />

In Brauereien, Weinkellereien, Molkereien <strong>und</strong> Kläranlagen anwendbar.<br />

Referenzliteratur<br />

[13, Environment Agency of England and Wales, 2000, 23, Envirowise (UK) and Dames & Moore Ltd, 1998,<br />

236, Ellis L., 2002]<br />

4.7.9.4.3 Rückgewinnung von Filtermaterial, wenn das Produkt durch natürliche mineralische<br />

Adsorptionsmaterialien gefiltert wird<br />

Beschreibung<br />

Während <strong>der</strong> Herstellung von Getränken wird in verschiedenen Prozessstufen filtriert, z. B. beim Schönen <strong>und</strong><br />

vor dem Abfüllen, um restliche Feststoffe, unlösliche trübende Substanzen <strong>und</strong> Mikroorganismen zu entziehen.<br />

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