(57)【要約】  本発明は、炭酸水素カルシウム溶液の調製のための装置、ならびに炭酸水素カルシウム溶液の連続調製のためのそのような装置の使用および水の再ミネラル化のためのそのような装置の使用に関する。
2016518980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸水素カルシウム溶液の調製のための装置であって、
ａ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの投与ユニットと、
ｂ）マルチプルバッチシステムであって、
ｘ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えたマスターバッチラインであって、
ｉ）少なくとも１つのガス投与入口、
ｉｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニット、および
ｉｉｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽
を、循環連通した状態で含むマスターバッチライン、ならびに
ｘｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つのスレーブバッチラインであって、
ｉ）少なくとも１つのガス投与入口、
ｉｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニット、および
ｉｉｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽
を、循環連通した状態で含むスレーブバッチライン
を含むマルチプルバッチシステムと、
ｃ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの膜濾過ユニットと、
を、循環連通の状態で含む、装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの投与ユニットが、給水部、および固体材料のための貯蔵容器に接続されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの出口が、前記マスターバッチラインの少なくとも１つの入口に接続されており、および前記少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの出口が、前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの入口に接続されている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記マスターバッチラインの少なくとも１つの出口が、前記少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されており、および前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの出口が、前記少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの出口が、前記少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの入口に接続されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
１つの膜濾過ユニットを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記マスターバッチラインの少なくとも１つの出口および前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの出口は、前記膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に独立に接続されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも２つの膜濾過ユニットを含んでいるか、または膜濾過ユニットの総数が、前記マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインおよびスレーブバッチラインの総数に対応する、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記マスターバッチラインおよび前記少なくとも１つのスレーブバッチラインのそれぞれは、異なる膜濾過ユニットに独立に接続されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記マスターバッチラインの前記少なくとも１つのガス投与入口が、前記マスターバッチラインの前記少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの入口に接続されており、および／または前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの前記少なくとも１つのガス投与入口が、前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの前記少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの入口に接続されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記マスターバッチラインの前記少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの出口が、前記マスターバッチラインの前記少なくとも１つの槽の少なくとも１つの入口に接続されており、および／または前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの前記少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの出口が、前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの前記少なくとも１つの槽の少なくとも１つの入口に接続されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記マスターバッチラインの前記少なくとも１つの槽の少なくとも１つの出口が、前記マスターバッチラインの前記少なくとも１つのガス投与入口に接続されており、および／または前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの前記少なくとも１つの槽の少なくとも１つの出口が、前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口に接続されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの出口が、前記マスターバッチラインの前記少なくとも１つの混合ユニットの後に位置し、および少なくとも１つの出口が、前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの前記少なくとも１つの混合ユニットの後に位置する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記マスターバッチラインの前記少なくとも１つの出口および前記少なくとも１つのスレーブバッチラインの前記少なくとも１つの出口は、前記少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に独立に接続されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
炭酸水素カルシウム溶液の調製のための、請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置の使用。
【請求項１６】
水の再ミネラル化のための、請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置の使用。
【請求項１７】
再ミネラル化されるべき水が、飲料水、レクリエーション水、例えばスイミングプールの水、処理用途のための産業水、灌漑用水、または帯水層若しくは井戸涵養のための水から選択される、請求項１６に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸水素カルシウム溶液の調製のための装置、ならびに炭酸水素カルシウム溶液の連続調製のためのこうした装置の使用および水の再ミネラル化のためのそのような装置の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料水は不足してきている。水の豊富な国々においてでさえも、すべての水源および貯水所が飲料水の製造に好適であるとは限らず、今日の多くの水源は、水質の急速な悪化に脅かされている。飲料目的に使用される給水は、最初は主に地表水および地下水であった。しかし、海水、塩水、汽水、廃水および汚染流出水の処理は、環境上および経済的な理由により一層重要性が増している。
【０００３】
飲料用の使用のために海水または汽水から水を回収するために、幾つかの方法が既知であるところ、これは乾燥地域、沿岸地方および海島にとって相当重要であり、こうした方法は、通常、蒸留、電解ならびに浸透または逆浸透方法を含む。こうした方法によって得られた水は、きわめて軟質であり、ｐＨ緩衝塩がないためにｐＨ値が低いので、反応性が高い傾向があり、処理しなければ、従来のパイプラインでの輸送中に深刻な腐食問題を生じ得る。さらに、未処理の脱塩水は、飲料水の供給源として直接使用できない。パイプラインシステムにおいて望ましくない物質の溶解を防止するために、パイプおよびバルブのような水道の腐食を避けるために、および口当たりの良い水を製造するために、水の再ミネラル化が必要である。
【０００４】
水の再ミネラル化に主に使用される従来の方法は、二酸化炭素による石灰溶解およびカルサイトコンタクタとも呼ばれる石灰石床濾過である。他の一般的でない再ミネラル化方法は、例えば消石灰および炭酸ナトリウムの添加、硫酸カルシウムおよび炭酸水素ナトリウムの添加、または塩化カルシウムおよび炭酸水素ナトリウムの添加を含む。
【０００５】
石灰方法は、ＣＯ２酸性化水を用いた石灰溶液の処理を含み、ここで以下の反応が含まれる：
【０００６】
【数１】
2016518980.tif 000003
【０００７】
上記反応スキームからわかるように、再ミネラル化のために、１当量のＣａ（ＯＨ）２をＣａ２＋および炭酸水素に転化するために２当量のＣＯ２が必要である。この方法は、アルカリ性水酸化イオンを緩衝種ＨＣＯ３−に転化するために、２当量のＣＯ２の添加に依存している。水の再ミネラル化のために、総重量に基づいて０．１から０．２重量％の、一般に石灰水と名付けられた飽和水酸化カルシウム溶液が、石灰乳（通常、最大５重量％にて）から調製される。故に、石灰水を製造するための飽和器が使用されなければならず、多量の石灰水がターゲットレベルの再ミネラル化を達成するために必要である。この方法のさらなる欠点は、消石灰が腐食性であり、適切な取扱いおよび特定の装備が必要であることである。さらに、不十分な制御下で消石灰を軟水へ添加すると、石灰の緩衝特性がないため、望ましくないｐＨシフトが起きる可能性がある。
【０００８】
石灰石床濾過方法は、軟水を顆粒石灰石床に通過させ、その水フローに炭酸カルシウムを溶解させる工程を含む。石灰石とＣＯ２酸性化水との接触は、以下に従って水を石灰化する：
【０００９】
【数２】
2016518980.tif 000004
【００１０】
石灰方法とは異なり、再ミネラル化のために、１当量のＣａＣＯ３をＣａ２＋および炭酸水素に転化するためには化学量論上１当量のＣＯ２だけが必要である。さらに、石灰石は腐食性ではなく、ＣａＣＯ３の緩衝特性により大幅なｐＨシフトが防止される。
【００１１】
石灰に比べて炭酸カルシウムの使用によるさらなる一利点は、二酸化炭素フットプリントがとても低いことである。１トンの炭酸カルシウムを製造するために、７５ｋｇのＣＯ２が放出されるが、１トンの石灰の製造のためには７５０ｋｇのＣＯ２が放出される。故に、石灰の代わりに炭酸カルシウムを使用することは、幾つかの環境上の利点を示す。
【００１２】
しかし、顆粒状炭酸カルシウムの溶解速度は遅く、これらの石灰石床濾過システムに必要とされる設置面積は相当大きくなる。
【００１３】
石灰乳または石灰スラリーを用いる水の再ミネラル化のための方法およびシステムは、ＵＳ７，３７４，６９４およびＥＰ０５２０８２６に記載されている。ＵＳ５，９１４，０４６には、流出放出物中の酸性度をパルス石灰石床を用いて低下させる方法が記載されている。
【００１４】
ＵＳ７，７７１，５９９には、脱塩システムにおける処理水の再ミネラル化の方法が記載されている。この方法は、ガス移動膜を介して脱塩工程の海水または濃縮物（塩水）から二酸化炭素ガスを捕捉する。この後、捕捉された二酸化炭素ガスは、可溶性炭酸水素カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯ３）２）の製造に使用される。ＷＯ２０１２／０２００５６Ａ１は、給水を提供する工程、およびガス状二酸化炭素およびスラリーを給水に注入する工程を含む水の再ミネラル化のための方法を対象とし、ここでスラリーは、微粉化炭酸カルシウムを含む。ＷＯ２０１０／０２３７４２Ａ２には、蒸留または逆浸透を通して海水の脱塩によって得られる脱塩水をポスト加工処理（ポスト処理）することによって口当たりの良い水を製造するための方法および器具が記載されている。この方法は、二酸化炭素を吸収させるために脱塩水に二酸化炭素を過剰に供給する二酸化炭素吸収工程、カルシウムイオンおよび炭酸水素イオンを形成するために石灰石が充填された石灰石フィルタに二酸化炭素が吸収された脱塩水を通過させる再ミネラル化工程、および空気と共に二酸化炭素を排気して、口当たりの良い水を得るために、再ミネラル化工程を通過した脱塩水に空気を供給する二酸化炭素排気工程を含む。ＷＯ２０１２／１１３９５７Ａ１は、流体の再ミネラル化のための方法に関し、ここで最終的な濁度が制御される。この方法は、試薬投与、再ミネラル化および濾過を含む工程を含む。
【００１５】
しかし、記載される装置および方法は、水の再ミネラル化および特に水の再ミネラル化に使用される炭酸水素カルシウム溶液の調製が時間依存性であるので、大きなコンタクタ槽または反応器を必要とするという欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第７，３７４，６９４号明細書
【特許文献２】欧州特許第０５２０８２６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９１４，０４６号明細書
【特許文献４】米国特許第７，７７１，５９９号明細書
【特許文献５】国際公開第２０１２／０２００５６号
【特許文献６】国際公開第２０１０／０２３７４２号
【特許文献７】国際公開第２０１２／１１３９５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
以上の観点から、水の再ミネラル化の改善は、当業者にとって依然として興味深い。特に、より効率良く、経済的で生態学的な方法で調製でき、特により小さいプラント設置面積を用いながら水の再ミネラル化に使用できる炭酸水素カルシウム溶液（水に溶解した炭酸カルシウム）の連続調製が可能である炭酸水素カルシウムの濃縮溶液の調製のための代替的なまたは改良型システムを提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前述のおよび他の目的は、炭酸水素カルシウム溶液の調製のための装置を提供することによって解決され、この装置は、
ａ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの投与ユニットと、
ｂ）マルチプルバッチシステムであって、
ｘ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えたマスターバッチラインであって、
ｉ）少なくとも１つのガス投与入口、
ｉｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニット、および
ｉｉｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽
を、循環連通した状態で含むマスターバッチライン、ならびに
ｘｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つのスレーブバッチラインであって、
ｉ）少なくとも１つのガス投与入口、
ｉｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニット、および
ｉｉｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽
を、循環連通した状態で含むスレーブバッチライン
を含むマルチプルバッチシステムと、
ｃ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの膜濾過ユニットと、
を、循環通連の状態で含む。
【００１９】
本明細書で使用される場合、用語「装置」とは、少なくとも１つの投与ユニット、マルチプルバッチシステムおよび少なくとも１つの膜濾過ユニットを含むシステムを指し、これらが循環連通を確実にするように互いに接続されている。
【００２０】
本発明で使用される場合、用語「循環連通」は、対応するユニット／システムが、ループ様システムで互いに連結されていることを意味する。従って、１つのユニット／システムから別のユニット／システムへのガスまたは液体のフロー、例えば懸濁液のフローが可能である；こうしたフローは、１つ以上の中間（特に記述も記載もされないが）コンポーネント、器具、デバイスまたは他の物品、例えば管、パイプおよびポンプによって達成できる。
【００２１】
本発明で使用される場合、用語「マルチプルバッチ」システムは、少なくとも２つの工程ライン、即ち１つのマスターバッチラインおよび１つ以上のスレーブバッチラインを含むシステムを指し、これらは互いに独立に操作できる。しかし、マスターバッチラインのパラメータはモニタリングされおよび／または制御されるが、１つ以上のスレーブバッチラインのパラメータはモニタリングおよび／または制御されないことは排除されない。
【００２２】
本発明に使用され場合、用語「再ミネラル化」は、口当たりの良い水を得るために、ごく少量のミネラルを含有するまたはミネラルを全く含有しない、または不十分な量で含有する水中のミネラルの復元を指す。再ミネラル化は、処理されるべき水に、原料として特定の炭酸カルシウムだけを少なくとも添加することによって達成できる。場合により、例えば一部の必須ミネラルおよび微量元素の適切な摂取を確実にする健康関連の利益のために、さらなる物質が、炭酸カルシウムにまたは炭酸カルシウムと混合でき、次いで再ミネラル化工程の間に水に添加できる。人の健康および飲料水質における国のガイドラインによれば、再ミネラル化された製品は、マグネシウム、カリウムまたはナトリウム、例えば炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムまたは必須微量元素を含有する他のミネラルを含有する追加のミネラルを含むことができる。
【００２３】
本発明の発明者らは、驚くべきことに、こうした装置により、当業者は効率良く、経済的に生態学的な方法で水を再ミネラル化できることを見出した。特に、本発明の発明者らは、驚くべきことに、こうした装置により、当業者は、水の再ミネラル化のためにさらに使用できる連続方法において炭酸水素カルシウム溶液を調製できることを見出した。特に、このことは、装置を構成する部分である個々のユニットが循環連通で接続されるように、少なくとも１つの投与ユニットを、マスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインを含むマルチプルバッチシステム、ならびに少なくとも１つの膜濾過ユニットと組み合わせて提供することによって達成される。故に、本発明の装置により、炭酸水素カルシウム溶液の改善された調製が可能になる。
【００２４】
本発明の別の態様によれば、炭酸水素カルシウム溶液の調製のための本明細書に定義されるような装置の使用が提供される。この装置は、炭酸水素カルシウム溶液の連続調製のために使用されることが好ましい。
【００２５】
本発明のさらなる態様によれば、水の再ミネラル化のための本明細書に定義されるような装置の使用が提供される。再ミネラル化されるべき水は、飲料水、レクリエーション水、例えばスイミングプールの水、処理用途のための産業水、灌漑用水、または帯水層もしくは井戸涵養のための水から選択されることが好ましい。
【００２６】
本発明の有利な実施形態は、対応する従属請求項に定義される。
【００２７】
以下で本発明の装置の実施形態または技術的詳細が言及される場合に、これらの実施形態または技術的詳細はまた、本明細書で定義されるような装置の本発明の使用についても言及しており、逆も同様である（適用可能である限り）ことが理解されるべきである。例えば本発明の装置の少なくとも１つの投与ユニットが給水部および固体材料のための貯蔵容器に接続されていることが示されている場合、本発明の使用における少なくとも１つの投与ユニットも、給水部および固体材料のための貯蔵容器に接続されている。
【００２８】
本発明は、特定の実施形態に関して、特定の図を参照して記載されるが、本発明はこれらに限定されず、特許請求の範囲にのみ限定される。この後に示される用語は、概ね、別段の断りがないかぎり、一般的な意味で理解されるべきである。
【００２９】
用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が本説明および特許請求の範囲で使用される場合、主要なまたは主要ではない機能的な重要性を有する他の非特定要素を排除しない。本発明の趣旨上、用語「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」は、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  ｏｆ）」の実施形態であると考慮される。この後、群が少なくとも特定数の実施形態を含むように定義される場合に、これはまた、これらの実施形態のみからなるのが好ましい群を開示することも理解されるべきである。
【００３０】
用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」が使用されるときはいつでも、これらの用語は、上記で定義されるような「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と等価であることを意図する。
【００３１】
不定冠詞または定冠詞、例えば「ａ」、「ａｎ」または「ｔｈｅ」が単数名詞について言及するときに使用される場合、これは他に特に記述されない限り、この名詞の複数を含む。
【００３２】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つの投与ユニットは、給水部および固体材料のための貯蔵容器に接続されている。
【００３３】
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの出口は、マスターバッチラインの少なくとも１つの入口に接続されており、および少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの出口は、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの入口に接続されている。
【００３４】
本発明のさらに別の実施形態によれば、マスターバッチラインの少なくとも１つの出口は、少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されており、および少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの出口は、少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されている。
【００３５】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの出口は、少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの入口に接続されている。
【００３６】
本発明の別の実施形態によれば、装置は、１つの膜濾過ユニットを含む。マスターバッチラインの少なくとも１つの出口および少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの出口は、独立に、膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されているのが好ましい。
【００３７】
本発明のさらに別の実施形態によれば、装置は、少なくとも２つの膜濾過ユニットを含むか、または膜濾過ユニットの総数が、マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインおよびスレーブバッチラインの総数に対応する。マスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインのそれぞれは、独立に、異なる膜濾過ユニットに接続されていることが好ましい。
【００３８】
本発明の１つの実施形態によれば、マスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、マスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの入口に接続されており、および／または少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの入口に接続されている。
【００３９】
本発明の別の実施形態によれば、マスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの出口は、マスターバッチラインの少なくとも１つの槽の少なくとも１つの入口に接続されており、および／または少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの出口は、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽の少なくとも１つの入口に接続されている。
【００４０】
本発明のさらに別の実施形態によれば、マスターバッチラインの少なくとも１つの槽の少なくとも１つの出口は、マスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口に接続されており、および／または少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽の少なくとも１つの出口は、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口に接続されている。
【００４１】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つの出口は、マスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの後に位置し、および少なくとも１つの出口は、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの後に位置する。マスターバッチラインの少なくとも１つの出口および少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの出口は、独立に、少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】少なくとも１つの投与ユニット、マルチプルバッチシステムおよび１つの膜濾過ユニットを含む装置の例示的な配置を示す。
【図２】少なくとも１つの投与ユニット、マルチプルバッチシステムおよび少なくとも１つの膜濾過ユニットを含む装置の例示的な配置を示し、ここで膜濾過ユニットの総数が、マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインおよびスレーブバッチラインの総数に対応する。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
ここで本発明をより詳細に記載する：
故に、本発明は、炭酸水素カルシウム溶液の調製のための装置を提供し、この装置は、
ａ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの投与ユニットと、
ｂ）マルチプルバッチシステムであって、
ｘｉｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えたマスターバッチラインであって、
ｉｖ）少なくとも１つのガス投与入口、
ｖ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニット、および
ｖｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽
を、循環連通した状態で含むマスターバッチライン、ならびに
ｘｉｉｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つのスレーブバッチラインであって、
ｉｖ）少なくとも１つのガス投与入口、
ｖ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニット、および
ｖｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽
を循環連通した状態で含むスレーブバッチライン
を含むマルチプルバッチシステムと、
ｃ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの膜濾過ユニットと
を、循環連通の状態で含む。
【００４４】
本発明の装置は、炭酸水素カルシウムのいずの溶液の調製に適用可能である。特に、本発明の装置は、炭酸水素カルシウムのいずれの溶液の連続調製に適用可能である。好ましくは本発明の装置は、水の再ミネラル化のために好適な炭酸水素カルシウムのいずれの溶液の調製に適用可能である。
【００４５】
例えば、本発明の装置において調製できる炭酸水素カルシウム溶液は、脱塩または天然軟水の再ミネラル化に好適である。
【００４６】
本発明の装置において調製された炭酸水素カルシウム溶液を用いることによって再ミネラル化できる水は、種々の供給源から誘導できる。例えば、再ミネラル化されるべき水は、飲料水、レクリエーション水、例えばスイミングプールの水、処理用途のための産業水、灌漑用水、または帯水層もしくは井戸涵養のための水から選択される。加えてまたは代わりに、再ミネラル化されるべき水は、蒸留水、脱塩水、例えば脱塩海水、汽水または塩水、処理廃水または天然水、例えば地下水、表層水または降雨から選択できる。
【００４７】
本発明の装置において調製された炭酸水素カルシウム溶液を用いることによって再ミネラル化されるべき水は予備処理できる。予備処理は、例えば水が表層水、地下水または雨水から誘導される場合には必要であり得る。例えば、飲料水のガイドラインを達成するために、汚染物質、例えば有機物および所望でないミネラルを除去するために、化学的または物理的技術の使用を通して水は処理される必要がある。例えば、オゾン処理が第１の予備処理工程として使用でき、続いて第２の処理工程として凝固、凝集、またはデカンテーションを使用できる。例えば、鉄（ＩＩＩ）塩、例えばＦｅＣｌＳＯ４またはＦｅＣｌ３、またはアルミニウム塩、例えばＡｌＣｌ３、Ａｌ２（ＳＯ４）３またはポリアルミニウムが凝集剤として使用できる。凝集した材料は、サンドフィルタまたは多層フィルタによって水から除去できる。さらに、水を予備処理するために使用できる水精製方法は、例えばＥＰ１９７５３１０、ＥＰ１９８２７５９、ＥＰ１９７４８０７、またはＥＰ１９７４８０６に記載される。
【００４８】
海水または汽水が、本発明の装置において調製された炭酸水素カルシウム溶液を用いることによって再ミネラル化されるべきである場合、海水または汽水は、外洋の取り込みまたは地下水の取り込み、例えば井戸によって、まず海からポンプ輸送され、次いで物理的予備処理、例えばスクリーニング、沈降または砂除去工程が行われる。必要とされる水質に応じて、追加の処理工程、例えば凝固および凝集は、膜上の潜在的な汚染を低減するために必要であり得る。予備処理された海水または汽水は、次いで、例えば多段階フラッシュ、多重効用蒸留または膜濾過、例えば限外濾過または逆浸透を用いて蒸留でき、残留粒子および溶解した物質を除去できる。
【００４９】
再ミネラル化されるべき水は、少なくとも部分的に微粉化炭酸カルシウムと接触させ、例えば炭酸カルシウムの水性懸濁液を得て、これを続いて本発明の装置を用いることによって炭酸水素カルシウム溶液に転化させる。炭酸水素カルシウムの得られた溶液はさらに、再ミネラル化されるべき水の主要なストリームの再ミネラル化のために使用される。これは、本発明の装置において調製された炭酸水素カルシウムの濃縮溶液を再ミネラル化されるべき水で希釈することによって行われる。
【００５０】
好ましくは、本発明の装置において調製された炭酸水素カルシウム溶液を用いることによって得られた再ミネラル化された水は、１５から２００ｍｇ／ｌ、好ましくは３０から１５０ｍｇ／ｌ、最も好ましくは１００から１２５ｍｇ／ｌ、または１５から１００ｍｇ／ｌ、好ましくは２０から８０ｍｇ／ｌ、最も好ましくは４０から６０ｍｇ／ｌの炭酸カルシウムとしてのカルシウム濃度を有する。
【００５１】
本発明の趣旨上、「懸濁液」または「スラリー」は、溶媒、即ち水性溶媒と炭酸カルシウムおよび／または炭酸水素カルシウムシムの粒子とを含む系を指し、ここで炭酸カルシウムおよび／または炭酸水素カルシウムの粒子の少なくとも一部は、水性溶媒中で不溶性の固体として存在する。この用語は、炭酸カルシウムおよび／または炭酸水素カルシウム粒子の一部が水性溶媒に溶解することを排除しない。本発明の意味において用語「溶液」は、水性溶媒と、炭酸カルシウムおよび／または炭酸水素カルシウムの粒子とを含む系を指し、ここで、炭酸カルシウムおよび／または炭酸水素カルシウムの粒子は、水性溶媒に溶解される。本発明の意味において用語「溶解した」は、区別可能な固体粒子が水性溶媒中で観察されない系を指す。
【００５２】
しかし、用語「水性溶媒」は、水性溶媒が微量の少なくとも１つの水混和性溶媒を含むことを排除しない。
【００５３】
例えば少なくとも１つの水混和性溶媒は、好ましくはメタノール、エタノール、アセトン、アセトニトリル、テトラヒドロフランおよびこれらの混合物から選択される。
【００５４】
本発明の１つの実施形態において、水性溶媒は、水性溶媒の総重量に基づいて、少なくとも８０重量％、好ましくは少なくとも９０重量％、より好ましくは少なくとも９５重量％、さらにより好ましくは少なくとも９９重量％の量で水を含む。
【００５５】
本発明の１つの実施形態によれば、本発明の装置において調製された炭酸水素カルシウム溶液を用いることによって得られる再ミネラル化水はさらに、再ミネラル化水の最終ｐＨを調節するために、少量の水酸化ナトリウムで処理できる。
【００５６】
本発明の１つの実施形態によれば、本発明の装置において調製された炭酸水素カルシウム溶液を用いることによって得られた再ミネラル化水は、−１から２、好ましくは−０．５から０．５、最も好ましくは−０．２から０．２のランゲリア飽和指数を有する。本発明の別の実施形態によれば、本発明の装置において調製された炭酸水素カルシウム溶液を用いることによって得られた再ミネラル化水は、５未満、好ましくは４未満、最も好ましくは３未満のシルト密度指数ＳＤＩ１５を有する。本発明のさらに別の実施形態によれば、本発明の装置において調製された炭酸水素カルシウム溶液を用いることによって得られた再ミネラル化水は、４未満、好ましくは２．５未満、最も好ましくは２未満の膜ファウリング指数ＭＦＩ０．４５を有する。
【００５７】
本発明に使用される場合、用語「ランゲリア飽和指数（ＬＳＩ）」は、水性液体のスケール形成性または腐食性である傾向を記載し、正のＬＳＩは、スケール形成傾向を示し、負のＬＳＩは、腐食性特徴を示す。故に、平衡化ランゲリア飽和指数、即ちＬＳＩ＝０は、水性液体が化学的な平衡状態にあることを意味する。ＬＳＩは以下：
ＬＳＩ＝ｐＨ−ｐＨｓ
のように計算され、
式中、ｐＨは、水性液体の実際のｐＨ値であり、ｐＨｓは、ＣａＣＯ３飽和での水性液体のｐＨ値である。ｐＨｓは、以下：
ｐＨｓ＝（９．３＋Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）  のように見積もることができ、
式中、Ａは、水性液体中に存在する総溶解固体（ＴＤＳ）の数値指標であり、Ｂは、Ｋ単位の水性液体の温度の数値指標であり、Ｃは、ＣａＣＯ３のｍｇ／ｌの水性液体のカルシウム濃度の数値指標であり、Ｄは、ＣａＣＯ３のｍｇ／ｌ単位の水性液体のアルカリ度の数値指標である。パラメータＡからＤは、以下：
Ａ＝（ｌｏｇ１０（ＴＤＳ）−１）／１０、
Ｂ＝−１３．１２×ｌｏｇ１０（Ｔ＋２７３）＋３４．５５、
Ｃ＝ｌｏｇ１０［Ｃａ２＋］−０．４、
Ｄ＝ｌｏｇ１０（ＴＡＣ）、
の方程式を用いて決定され、
式中ＴＤＳは、ｍｇ／ｌ単位の総溶解固体であり、Ｔは℃単位の温度であり、［Ｃａ２＋］はＣａＣＯ３のｍｇ／ｌ単位の水性液体のカルシウム濃度であり、ＴＡＣはＣａＣＯ３のｍｇ／ｌ単位の水性液体のアルカリ度である。
【００５８】
本発明で使用される場合、用語「シルト密度指数（ＳＤＩ）」は、水中の粒子状物質の量を指し、逆浸透またはナノ濾過システムのファウリング傾向と相関する。ＳＤＩは、例えば水が２０８．６ｋＰａの一定適用水圧にて通過する場合に、０．４５μｍの膜フィルタのプラッギング割合から計算できる。ＳＤＩ１５値は、１５分の間に水が２０８．６ｋＰａの一定適用水圧にて通過する場合に、０．４５μｍの膜フィルタのプラッギング割合から計算される。通常、渦巻き構造の逆浸透システムは、５未満のＳＤＩを必要とし、中空繊維逆浸透システムは３未満のＳＤＩを必要とする。
【００５９】
本発明に使用される場合、用語「修正ファウリング指数（ＭＦＩ）」は、懸濁物質の濃度を指し、逆浸透またはナノ濾過膜を汚染する水の傾向を予測するためにＳＤＩよりも正確な指数である。ＭＦＩを決定するために使用できる方法は、体積が１５分の濾過期間にわたって３０秒ごとに記録されることを除いてＳＤＩの場合と同じであることができる。ＭＦＩは、ｔ／ＶがＶに対してプロットされる場合（ｔはリットル単位のＶの体積を収集するための秒単位の時間である。）、曲線の直線部分の傾きとしてグラフから得ることができる。＜１のＭＦＩ値は約＜３のＳＤＩ値に対応し、コロイド状および粒子状ファウリングを制御するのに十分低いと考えることができる。
【００６０】
本発明の装置において調製された炭酸水素カルシウム溶液を用いることによって得られた再ミネラル化された水は、１５から２００ｍｇ／ｌ、好ましくは３０から１５０ｍｇ／ｌ、最も好ましくは１００から１２５ｍｇ／ｌ、または１５から１００ｍｇ／ｌ、好ましくは２０から８０ｍｇ／ｌ、最も好ましくは４０から６０ｍｇ／ｌの炭酸カルシウムとしてのカルシウム濃度を有することがさらに理解される。
【００６１】
本発明の装置を用いることによって炭酸水素カルシウム溶液に転化される炭酸カルシウムの水性懸濁液は、好ましくは５０から２，０００ｍｇ／ｌ、好ましくは１００から１，７５０ｍｇ／ｌ、最も好ましくは５００から１，５００ｍｇ／ｌの懸濁液中の炭酸カルシウムの初期濃度を有する。
【００６２】
炭酸カルシウムの水性懸濁液の調製のために使用される炭酸カルシウムは、好ましくは微粉化炭酸カルシウムである。
【００６３】
本発明の趣旨上、用語「微粉化」は、マイクロメートル範囲の粒径、例えば０．１から１００μｍの粒径を指す。微粉化粒子は、湿式または乾式条件下で、摩擦に基づく技術によって、例えばミル加工または粉砕によって得られることができる。しかし、いずれかの他の好適な方法、例えば沈澱、超臨界溶液の迅速な膨張、スプレー乾燥、天然砂または泥の分類または細分、水の濾過、ゾル−ゲル方法、噴霧反応合成、火炎合成または液泡合成によって微粉化粒子を製造することもできる。
【００６４】
例えば、微粉化炭酸カルシウムは、０．１から１００μｍ、０．５から５０μｍ、１から３０μｍ、好ましくは２から２５μｍ、最も好ましくは５から２５μｍの重量メディアン粒径ｄ５０を有し、または炭酸カルシウムは、１から５０μｍ、２から４０μｍ、好ましくは３から３０μｍ、最も好ましくは１０から２５μｍの重量メディアン粒径ｄ５０を有する。
【００６５】
本文書全体を通して、炭酸カルシウム生成物の「粒径」は、この粒径分布によって記載される。値ｄｘは、粒子のｘ重量％がｄｘ未満の粒径を有する直径を表す。これは、ｄ２０値は、すべての粒子の２０重量％がこの粒径よりも小さい粒径であり、ｄ７５値は、すべての粒子の７５重量％がこの粒径よりも小さい粒径であることを意味する。故にｄ５０値は、重量メディアン粒径であり、即ちすべてのグレインの５０重量％が、この粒径よりも大きいまたは小さい。本発明の趣旨上、粒径は、特に断らない限り、重量メディアン粒径ｄ５０として特定される。０．５μｍを超えるｄ５０を有する粒子の重量メディアン粒径ｄ５０を決定するために、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ，ＵＳＡ社からのＳｅｄｉｇｒａｐｈ５１００デバイスが使用できる。
【００６６】
好適な炭酸カルシウムの例は、重質炭酸カルシウム、改質炭酸カルシウムまたは軽質炭酸カルシウム、またはこれらの混合物である。
【００６７】
本発明の意味において「重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）」は、大理石、チョークまたは石灰石またはドロマイトを含む天然源から得られる炭酸カルシウムである。カルサイトは、炭酸塩材料であり、炭酸カルシウムの最も安定な多形体である。炭酸カルシウムの他の多形体は、ミネラルアラゴナイトおよびバテライトである。アラゴナイトは、３８０から４７０℃にてカルサイトに変化し、バテライトはさらに安定性が劣る。重質炭酸カルシウムは、粉砕、スクリーニングおよび／または湿式および／または乾式による細分、例えばサイクロンによる細分のような処理を通して加工処理される。重質炭酸カルシウムは、ドロマイト石灰石の場合と同様に、固有に規定濃度のマグネシウムを含有し得ることが当業者に知られている。
【００６８】
本発明の意味において「軽質酸カルシウム（ＰＣＣ）」は、一般に、水性環境での二酸化炭素および石灰の反応の後の沈澱、または水中のカルシウムおよび炭酸塩供給源の沈澱によって、またはカルシウムおよび炭酸イオン、例えばＣａＣｌ２およびＮａ２ＣＯ３の溶液からの沈澱によって得られる合成された材料である。軽質炭酸カルシウムは、３つの主要な結晶形態：カルサイト、アラゴナイトおよびバテライトで存在し、これらの結晶形態のそれぞれについて多くの異なる多形体（晶癖）がある。カルサイトは、偏三角面体形（ｓｃａｌｅｎｏｈｅｄｒａｌ）（Ｓ−ＰＣＣ）、りょう面体形（Ｒ−ＰＣＣ）、六方晶系角柱、卓面体、コロイド状（Ｃ−ＰＣＣ）、立方体、および角柱状（Ｐ−ＰＣＣ）のような典型的な晶癖を有する三方晶構造を有する。アラゴナイトは、双晶六方晶系角柱結晶の典型的な晶癖を有する斜方晶系構造であり、ならびに薄く細長い角柱、湾曲ブレード状、急勾配のピラミッド状、チゼル形結晶、分岐樹木状、およびサンゴまたは虫様形態の多用な分類を有する。
【００６９】
本発明の意味において「改質炭酸カルシウム」は、表面反応天然炭酸カルシウムであり、天然炭酸カルシウムを、場合により、少なくとも１つのケイ酸アルミニウムおよび／または少なくとも１つの合成シリカおよび／または少なくとも１つのケイ酸カルシウムおよび／または少なくとも１つの一価の塩のケイ酸塩、例えばケイ酸ナトリウムおよび／またはケイ酸カリウムおよび／またはケイ酸リチウム、および／または少なくとも１つの水酸化アルミニウムおよび／または少なくとも１つのケイ酸ナトリウムおよび／またはケイ酸カリウムの存在下、２．５以下の２５℃でのｐＫａを有する１つ以上の酸およびインサイチュで形成されたおよび／または外部供給源からのガス状ＣＯ２と反応させる方法によって得られる。表面反応天然炭酸カルシウムの調製についてのさらなる詳細は、ＷＯ００／３９２２２およびＵＳ２００４／００２０４１０Ａ１に開示され、これら参照文献の内容は、本特許出願に含まれる。
【００７０】
炭酸カルシウムは、好ましくは重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）である。炭酸カルシウムは、３．０から２５．０μｍの粒径を有する重質炭酸カルシウムであることがさらに好ましい。
【００７１】
加えて、炭酸カルシウムは、炭酸カルシウムの総重量に基づいて、０．０２から２．５重量％、０．０５から１．５重量％、または０．１から０．６重量％のＨＣｌ不溶分を含むことができる。好ましくは、炭酸カルシウムのＨＣｌ不溶分は、炭酸カルシウムの総重量に基づいて、０．６重量％を超えない。ＨＣｌ不溶分は、例えば石英、ケイ酸塩または雲母のようなミネラルであることができる。
【００７２】
炭酸カルシウムに加えて、炭酸カルシウム水性懸濁液は、微粉化ミネラルをさらに含むことができる。１つの実施形態によれば、炭酸カルシウムの水性懸濁液は、微粉化炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムマグネシウム、例えばドロマイト質石灰石、カルシウム質ドロマイトまたは半焼成ドロマイト、酸化マグネシウム、例えば焼成ドロマイト、硫酸マグネシウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムまたは必須微量成分を含有する他のミネラルを含むことができる。
【００７３】
好ましくは炭酸カルシウムの水性懸濁液は新しく調製される。炭酸カルシウムの水性懸濁液のオンサイト調製が好ましい場合がある。この理由は、炭酸カルシウムの水性懸濁液は、オンサイトおよび／または新たに調製されない場合に、さらなる試剤、例えば安定剤または殺生物剤を、炭酸カルシウムの水性懸濁液に添加することが安定性の理由から必要となり得るからである。しかし、こうした試剤は、最終的な再ミネラル化水に、例えば健康問題に関して所望でない化合物であり得る。
【００７４】
本発明の１つの実施形態によれば、炭酸カルシウムの水性懸濁液の調製と、炭酸カルシウムの水性懸濁液のマルチプルバッチシステムへのさらなる投与との間の期間は、炭酸カルシウムの水性懸濁液中での細菌増殖を回避するのに十分短い。
【００７５】
例えば、炭酸カルシウムの水性懸濁液の調製と、炭酸カルシウムの水性懸濁液のマルチプルバッチシステムへのさらなる投与との間の期間は、４８時間未満、２４時間未満、１２時間未満、５時間未満、２時間未満または１時間未満である。好ましくは、炭酸カルシウムの注入された懸濁液は、飲料水のための国のガイドラインによって特定される微生物学的品質要件に適合する。
【００７６】
炭酸カルシウムの水性懸濁液は、好ましくは本発明の装置を構成する部分である少なくとも１つの投与ユニットにおいて調製される。好ましくは、本発明の装置は、炭酸カルシウムの水性懸濁液のマルチプルバッチシステム、即ちマスターバッチラインおよび／または少なくとも１つのスレーブバッチラインへのさらなる投与に好適な１つの投与ユニットを含む。
【００７７】
本発明の装置の少なくとも１つの投与ユニットは、多様な機能を組み合わせる。特に、投与ユニットは、例えば所望の初期含有量の未溶解炭酸カルシウムを、微量の既に溶解した炭酸カルシウム、例えば炭酸水素カルシウムと共に、水性懸濁液の水相中に含む水性懸濁液を得るために、適切な比で水と炭酸カルシウムとを混合できる。さらに、本発明の装置の少なくとも１つの投与ユニットは、流体中の微粒子の均質な分布が得られるように、水と炭酸カルシウムとを最適に混合できる。混合は、好ましくはインラインミキサで行われる。インラインミキサは回転速度が制御できる。
【００７８】
故に本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つの投与ユニットは、給水部および固体材料、即ち炭酸カルシウムのための貯蔵容器に接続されている。
【００７９】
水は、当業者に既知のいずれかの従来のポンプ輸送手段によって少なくとも１つの投与ユニットに供給されるのが好ましい。本発明の１つの実施形態において、水は、当業者に既知のいずれかの従来のポンプ輸送手段によって少なくとも１つの投与ユニットに供給され、液体、即ち水のより正確な投与を可能にする。例えば、水は、好ましくは水フローの制御下、当業者に既知のフローメーターまたは計量手段のような計測手段によって少なくとも１つの投与ユニットにポンプ輸送される。
【００８０】
加えてまたは代わりに、炭酸カルシウムは、当業者に既知のいずれかの従来の供給手段によって、少なくとも１つの投与ユニットの液体、即ち水に貯蔵容器から供給される。本発明の１つの実施形態において、炭酸カルシウムは、当業者に既知の従来の供給手段によって水に供給され、固体材料、即ち炭酸カルシウムのより正確な投与を可能にする。例えば、炭酸カルシウムは、当業者に既知のスクリュー手段または計量手段のような供給手段によって水に供給される。
【００８１】
少なくとも１つの投与ユニットは、少なくとも１つの膜濾過ユニットに接続されていることがさらに理解される。好ましくは、少なくとも１つの投与ユニットは、少なくとも１つの膜濾過ユニットにて得られる残渣が、本発明の装置の少なくとも１つの投与ユニットに戻されて循環されるように少なくとも１つの膜濾過ユニットに接続されている。
【００８２】
本願の意味において用語「残渣」は、少なくとも１つの膜濾過ユニットに保持され、従って少なくとも１つの膜濾過ユニットのフィルタシステムを通過しなかった炭酸水素カルシウム溶液中に存在する未溶解部分を指す。
【００８３】
好ましくは、少なくとも１つの投与ユニットの体積は、１ｌから１，０００ｋｌ、好ましくは１０ｌから５００ｋｌ、より好ましくは１０ｌから２５０ｋｌ、最も好ましくは１０ｌから１００ｋｌの範囲である。少なくとも１つの投与ユニットの体積は、マスターバッチラインに提供された少なくとも１つの槽およびマルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインに提供された少なくとも１つの槽の総体積に比例することがさらに理解される。即ち、マスターバッチラインに加えてさらにスレーブバッチラインが、装置のマルチプルバッチシステムに提供されるにつれて、装置を構成する部分である少なくとも１つの投与ユニットの体積がさらに大きくなる。少なくとも１つの投与ユニットの体積が、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインまたは少なくとも１つのスレーブバッチラインに提供される少なくとも１つの槽の体積に対応することが好ましい。本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの投与ユニットの体積は、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインに提供される少なくとも１つの槽の体積の合計に少なくとも対応する。
【００８４】
この点に関して、少なくとも１つの投与ユニットが、炭酸カルシウムを含む懸濁液を組み合わせおよび／または混合しおよび／または撹拌しおよび／または供給するための、当業者に周知のいずれかの種類の投与ユニットであることができることが理解される。
【００８５】
例えば、少なくとも１つの投与ユニットは、Ｊ．Ｆ．Ｋｎａｕｅｒ  ＧｍｂＨ，ＧｅｒｍａｎｙからＫｎａｕｅｒ投与ステーション、ＩＫＡ混合システムＭＨＤ  ２０００またはＳｏｄｉｍａｔｅとして入手可能な投与ユニットである。
【００８６】
少なくとも１つの投与ユニットの１つの特定要件は、本発明のマルチプルバッチシステム、即ちマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインに炭酸カルシウムの水性懸濁液を供給できることである。故にマルチプルバッチシステムが少なくとも１つの投与ユニットに接続されていることが必要とされる。故にマルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは少なくとも１つの投与ユニットに接続されていることが理解される。さらに、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインは、少なくとも１つの投与ユニットに接続されていることが理解される。
【００８７】
従って、少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの出口は、マスターバッチラインの少なくとも１つの入口に接続されており、および少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの出口は、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの入口に接続されているのが好ましい。少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの出口が、個々のスレーブバッチラインの少なくとも１つの入口に独立して接続されていることが理解される。
【００８８】
本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの投与ユニットは、炭酸カルシウムの水性懸濁液を、同時に本発明のマルチプルバッチシステムのマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインに供給できる。代わりに、少なくとも１つの投与ユニットは、炭酸カルシウムの水性懸濁液を、互いに独立に、本発明のマルチプルバッチシステムのマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインに供給できる。
【００８９】
好ましくは、少なくとも１つの投与ユニットおよびマルチプルバッチシステム、即ちマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインはそれぞれ、バルブによって分離される。特に、少なくとも１つの投与ユニットならびにマルチプルバッチシステムのマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインのそれぞれは、マスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインのユニットがそれぞれ、循環連通、即ちループ様システムにおいて接続されているようにバルブによって分離されることが理解される。好ましくは、装置は、好ましくは少なくとも１つの投与ユニットと、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインとの間に位置する少なくとも１つのバルブを含む。装置は、好ましくは少なくとも１つの投与ユニットと、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインとの間に位置する少なくとも１つのバルブを含むことがさらに理解される。マルチプルバッチシステムが２つ以上のスレーブバッチラインを含む場合、システムは、好ましくは少なくとも１つの投与ユニットと、マルチプルバッチシステムの各スレーブバッチラインとの間に位置する少なくとも１つのバルブを含む。
【００９０】
本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つの投与ユニットおよびマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインはそれぞれ、少なくとも１つの背圧バルブによって分離される。好ましくは少なくとも１つの背圧バルブは、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つの投与ユニットとマスターバッチラインとの間に位置する。加えてまたは代わりに、少なくとも１つの背圧バルブは、少なくとも１つの投与ユニットと、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインとの間に位置する。装置が２つ以上のスレーブバッチラインを含む場合、装置は、好ましくは少なくとも１つの投与ユニットと、マルチプルバッチシステムを構成する部分である各スレーブバッチラインとの間に位置する少なくとも１つの背圧バルブを含む。
【００９１】
好ましくは、マルチプルバッチシステム、即ちマスターバッチラインおよび／または少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの投与ユニットからの供給は、少なくとも１つの流量計、好ましくは１つの流量計によって制御される。本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの流量計は、少なくとも１つの投与ユニットとマルチプルバッチシステム、即ちマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインとの間に位置する。好ましくは１つの流量計は、マルチプルバッチシステムの、即ちマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインの供給が流量計によって制御されるように、少なくとも１つの投与ユニットと、マルチプルバッチシステム、即ちマスターバッチラインの少なくとも１つのスレーブバッチラインとの間に位置する。
【００９２】
本発明の装置の１つの特定要件は、マルチプルバッチシステムが、循環連通で、少なくとも１つのガス投与入口、例えばＢｒｏｎｋｈｏｒｓｔデバイス、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニット、ならびに少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽を含むマスターバッチラインを含むことである。
【００９３】
マスターバッチラインにおいて、二酸化炭素は、少なくとも１つのガス投与入口によって炭酸カルシウムの水性懸濁液に注入される。次いでこの炭酸カルシウム懸濁液は、二酸化炭素と反応し、マスターバッチラインにおいて水溶液として存在する炭酸水素カルシウムに転化される。炭酸カルシウムの懸濁液を炭酸水素カルシウム溶液に転化することは、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインにおいて特定の滞留時間内で生じることが理解される。例えば、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインにおける炭酸カルシウムの懸濁液の炭酸水素カルシウム溶液への転化のための滞留時間は、好ましくは２４０分未満、より好ましくは１２０分未満、なおより好ましくは９０分未満、さらにより好ましくは６０分未満、最も好ましくは４５分未満である。例えば、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインにおける炭酸カルシウムの懸濁液の炭酸水素カルシウム溶液への転化のための滞留時間は、１から２４０分、より好ましくは１から１２０分、さらにより好ましくは１から９０分、さらにより好ましくは２から６０分、最も好ましくは２から４５分であることができる。
【００９４】
本発明の意味において「溶解炭酸カルシウム」は、平衡条件において溶解したＣＯ２の量に依存して、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）、炭酸イオン（ＣＯ３２−）、炭酸（Ｈ２ＣＯ３）ならびに溶解したＣＯ２を包含することが理解される。
【００９５】
好ましくはマルチプルバッチシステムのマスターバッチラインにで得られた炭酸水素カルシウム溶液は、ＣａＣＯ３として５０から１，０００ｍｇ／ｌ、好ましくはＣａＣＯ３として１００から８００ｍｇ／ｌ、最も好ましくはＣａＣＯ３として５００から７００ｍｇ／ｌの炭酸水素カルシウムとしてのカルシウム濃度を有する。故に、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインにて得られた炭酸水素カルシウム溶液は、炭酸水素カルシウムの濃縮溶液であることが理解される。
【００９６】
本発明の趣旨上、用語「カルシウム濃度」は、溶液中の総カルシウム含有量を指し、Ｃａ２＋またはＣａＣＯ３としてｍｇ／ｌ単位で特定される。濃度は、滴定装置を用いて測定できる。
【００９７】
加えてまたは代わりに、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインにて得られた炭酸水素カルシウム溶液は、ＭｇＣＯ３として１から１５０ｍｇ／ｌ、好ましくはＭｇＣＯ３として２から１００ｍｇ／ｌ、最も好ましくはＭｇＣＯ３として５から５０ｍｇ／ｌのマグネシウム濃度を有する。
【００９８】
本発明のさらに別の実施形態によれば、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインにて得られた炭酸水素カルシウム溶液は、２５０ＮＴＵ未満、好ましくは２００ＮＴＵ未満、より好ましくは１５０ＮＴＵ未満、最も好ましくは１００ＮＴＵ未満の濁度値を有する。例えば、マスターバッチラインにて得られた炭酸水素カルシウム溶液は、５０ＮＴＵ未満または２０ＮＴＵ未満の濁度値を有する。
【００９９】
本発明の意味において「濁度」は、一般に裸眼で視覚不可能な個々の粒子（懸濁した固体）によって生じる流体の曇りまたは濁り（ｈａｚｉｎｅｓｓ）を記載する。濁度の測定は、水の品質の重要な試験であり、比濁計を用いて行われることができる。本発明に使用される場合に較正された比濁計からの濁度の単位は、比濁分析濁度単位（ＮＴＵ）として特定される。
【０１００】
本発明のさらに別の実施形態によれば、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインにて得られた炭酸水素カルシウム溶液は、２００μＳ／ｃｍを超える、好ましくは５００μＳ／ｃｍを超える、より好ましくは７００μＳ／ｃｍを超えるまたは９００μＳ／ｃｍを超える伝導度値を有する。
【０１０１】
本発明の意味において「伝導度」は、測定された水がどの程度塩を含まない、イオンを含まないまたは不純物を含まないかの指標として使用される；水が純粋であるほど、伝導度は低くなる。伝導度は、伝導度メーターを用いて測定でき、μＳ／ｃｍで特定される。
【０１０２】
炭酸水素カルシウム溶液は、好ましくは：（ｉ）二酸化炭素発生化合物または（ｉｉ）二酸化炭素発生化合物および酸のいずれかを導入することによって調製される。
【０１０３】
本発明の趣旨上、用語「二酸化炭素発生化合物」は、ガス状二酸化炭素、液体二酸化炭素、固体二酸化炭素、二酸化炭素含有ガス、即ち少なくとも１つのガスおよび二酸化炭素の混合物ならびに熱または化学処理の際に二酸化炭素を放出する化合物を包含する。好ましくは、二酸化炭素発生化合物は、二酸化炭素および他のガス、例えば産業工程、例えば燃焼工程または焼成工程などから排気される二酸化炭素含有煙道ガスのガス状混合物であり、二酸化炭素発生化合物は、ガス状二酸化炭素である。二酸化炭素および他のガスのガス状混合物が使用される場合、二酸化炭素は、ガス状混合物の総体積に基づいて、９０から約９９体積％の範囲、好ましくは９５から９９体積％の範囲で存在する。例えば、二酸化炭素は、ガス状混合物の総体積に基づいて少なくとも９７体積％の量で存在する。
【０１０４】
本発明に使用される酸は、好ましくは硫酸、塩酸、亜硫酸、リン酸からなる群から選択される酸、好ましくは硫酸またはリン酸である。
【０１０５】
ガス状二酸化炭素は、貯蔵槽から得ることができ、ここでは液相で保持される。二酸化炭素の消費速度および環境に依存して、低温でまたは従来通り断熱された槽のいずれかで使用できる。液体二酸化炭素のガス状二酸化炭素への転化は、空気加熱気化器または電気もしくは蒸気系気化システムを用いて行われることができる。必要に応じて、ガス状二酸化炭素の圧力は、少なくとも１つのガス投与入口を介して、例えば減圧バルブを用いることによって注入工程の前に低下できる。
【０１０６】
ガス状二酸化炭素は、少なくとも１つのガス投与入口によって制御された速度で炭酸カルシウムの水性懸濁液のストリームに注入でき、ストリーム中の二酸化炭素バブルの分散液を形成し、バブルをこの中に溶解できる。例えば、液体、即ち水中の炭酸カルシウムの溶解は、炭酸カルシウムの水性懸濁液中に存在するＣａＣＯ３の総量に対して化学量論比または過剰の二酸化炭素を必要とする。過剰の二酸化炭素が注入される場合、過剰の二酸化炭素は、水性懸濁液中の初期ＣＯ２濃度に従って、ＣａＣＯ３に関する化学量論比の１から２０倍、好ましくはＣａＣＯ３に関する化学量論比の２から１０倍、最も好ましくはＣａＣＯ３に関する化学量論比の１から６倍で変動する。濃縮された炭酸水素カルシウム溶液の再ミネラル化されるべき水での希釈比は、母液（炭酸水素カルシウム溶液）の実際濃度に依存して、最終ターゲットｐＨ値（過剰のＣＯ２）および最終ターゲットカルシウム濃度（添加ＣａＣＯ３）に影響する。
【０１０７】
炭酸水素カルシウム溶液を得るために炭酸カルシウムの懸濁液の液相、即ち水中の炭酸カルシウムの溶解速度は、投与されたＣＯ２の量に依存するだけなく、温度、ｐＨ、圧力、懸濁液中の初期ＣａＣＯ３濃度、ならびにＣＯ２が炭酸カルシウムの懸濁液に導入される際の投与速度に依存することが理解される。
【０１０８】
例示的な実施形態によれば、二酸化炭素は、少なくとも１つのガス投与入口によって水の乱流領域にて炭酸水素カルシウム溶液の調製のために使用される炭酸カルシウムの水性懸濁液に導入され、ここで乱流は、例えばパイプラインの制限によって創出され得る。例えば二酸化炭素は、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインの個々のユニットと接続するパイプラインに配設されたベンチュリーインジェクタのスロートに導入できる。ベンチュリーインジェクタのスロートにてパイプラインの断面積の狭窄により、二酸化炭素を相対的に小さいバブルに破壊し、これによってこの溶解を促進するのに十分なエネルギーの乱流フローを創出する。１つの実施形態によれば、二酸化炭素は、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインの水性炭酸カルシウム懸濁液のストリームに圧力下で導入される。
【０１０９】
加えてまたは代わりに、マスターバッチラインにおいて、二酸化炭素は、５から６０℃、好ましくは１０から５０℃、最も好ましくは１０から４０℃、例えば１０から３０℃の温度を有する炭酸カルシウムの水性懸濁液に注入されることが理解される。本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインにおける炭酸カルシウムの水性懸濁液は、おおよそ室温付近、即ち１５から２５℃の温度を有する。
【０１１０】
本発明の１つの実施形態において、二酸化炭素は、おおよそ室温、即ち１５から２５℃の温度にて１から３Ｂａｒの圧力にてマスターバッチライン中の炭酸カルシウムの水性懸濁液に注入される。例えば、二酸化炭素は、約２ｂａｒの圧力にて、おおよそ室温、即ち１５から２５℃の温度にて、マスターバッチライン中の炭酸カルシウムの水性懸濁液中に注入される。
【０１１１】
故に、マスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は好ましくはＣＯ２入口であることが理解される。本発明の１つの実施形態において、マスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、ベンチュリーインジェクタである。代わりに、マスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、背圧バルブを用いたマスフローコントローラである。例えばマスフローコントローラはＢｒｏｎｋｈｕｒｓｔデバイスである。
【０１１２】
本特許出願の意味において、ベンチュリーインジェクタは、駆動流体の圧力エネルギーを速度エネルギーに転換するために収縮−膨張ノズルのベンチュリー効果を使用するポンプ様デバイスであり、これが吸引により流体を吸い込むおよび取り込む低圧力ゾーンを創出する。インジェクタのスロートを通過した後、混合流体が膨張し、速度が低下し、結果として速度エネルギーを圧力エネルギーに転換させて戻すことによって混合流体を再圧縮する。駆動流体は、液体、蒸気またはいずれかの他のガスであることができる。吸引による捕捉された流体は、ガス、液体、スラリー、または含塵ガスストリームであることができる。
【０１１３】
フローコントロールバルブまたは他の手段は、濃縮炭酸水素カルシウム溶液の調製に使用するための炭酸カルシウムの水性懸濁液への二酸化炭素の流量を制御するために使用できる。例えば、ＣＯ２投与ブロックおよび／または濁度、ｐＨ、または伝導度インライン測定デバイスおよび／またはタイマーを使用して、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインにおいて炭酸カルシウムの懸濁液に投与されるＣＯ２の速度を制御できる。
【０１１４】
二酸化炭素は、水性炭酸水素カルシウム溶液を形成することによって、炭酸カルシウムの水性懸濁液を酸性にする。炭酸カルシウムの水性懸濁液に注入される二酸化炭素の量は、水性炭酸カルシウム懸濁液中に既に存在している二酸化炭素の量に依存する。従ってこの懸濁液中に既に存在する二酸化炭素の量は、例えば炭酸カルシウムの水性懸濁液を調製するために使用される脱塩水を得るための上流での処理に依存する。例えばフラッシュエバポレーションによって脱塩されている水から調製された炭酸カルシウムの水性懸濁液は、逆浸透により脱塩されている水とは別の量の二酸化炭素を含有し、故に別のｐＨを含有する。例えば逆浸透によって脱塩されている水は、約５．２から６．６のｐＨ、および０．８から１５．９ｍｇ／ｌのＣＯ２の量を有することができる。しかし、脱塩水を得るための上流処理によれば、ＣＯ２濃度は、４５ｍｇ／ｌまたはこれ以上に到達し得る。高ＣＯ２濃度を含む最終的な再ミネラル化水は、こうした水相の攻撃性を緩和するために脱炭酸化を行うことができることがさらに理解される。
【０１１５】
好ましくは、炭酸水素カルシウム溶液を調製するために使用される炭酸カルシウムの水性懸濁液中への二酸化炭素の溶解は、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニットによって促進される。
【０１１６】
本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、１つの混合ユニット、好ましくは少なくとも２つの混合ユニット、より好ましくは２つの混合ユニットを含む。例えば、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、直列に接続された少なくとも２つの混合ユニット、好ましくは直列に接続された２つの混合ユニットを含む。
【０１１７】
この点に関して、少なくとも１つの混合ユニットは、炭酸カルシウムを含む懸濁液を組み合わせおよび／または混合しおよび／または撹拌するための当業者に周知のいずれかの種類の槽および／または容器であることができることが理解される。例えば少なくとも１つの混合ユニットは、垂直および／または水平混合ユニットまたは管状混合ユニットである。代わりに、少なくとも１つの混合ユニットは、キャビテーションのために使用されるいずれかのデバイスであることができる。例えば少なくとも１つの混合ユニットは、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＵＳＡから入手可能なキャビテーションデバイスである。
【０１１８】
本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、垂直および／または水平混合ユニットである。好ましくはマスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、垂直混合ユニットである。
【０１１９】
例えば少なくとも１つの混合ユニットは、１ｌから１，０００ｋｌ、好ましくは１０ｌから５００ｋｌ、より好ましくは１０ｌから２５０ｋｌ、最も好ましくは１０ｌから１００ｋｌの範囲の槽および／または容器である。
【０１２０】
好ましくはマスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、撹拌手段および／またはキャビテーション手段を含む。本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの混合ユニットは、撹拌手段またはキャビテーション手段を含む。好ましくは少なくとも１つの混合ユニットは、撹拌手段を含む。例えば撹拌手段は、機械的撹拌手段、例えば槽および／または容器中の炭酸カルシウムを含む懸濁液を撹拌および混合するために通常使用される撹拌ブレードから選択される。代わりに、撹拌手段は、槽および／または容器において炭酸カルシウムを含むさらに濃縮された懸濁液を撹拌および混合するために通常使用される粉末−液体混合手段から選択される。代わりに、少なくとも１つの混合ユニットが管形状の混合ユニットである場合、混合ユニットは、炭酸カルシウムの懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液の十分な混合を可能にする混合ビーズを含むことができる。
【０１２１】
本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つの静的ミキサである。好ましくは少なくとも１つの静的ミキサは、このミキサが、縦に並べられ、管軸に沿って互いに隣接して配置された複数の混合チャンバを含むことで特徴付けられる。
【０１２２】
この点に関して、少なくとも１つの静的ミキサは、炭酸カルシウムを含む懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液を完全に混合するために当業者に周知のいずれかの種類の静的ミキサであることができる。
【０１２３】
例えば、少なくとも１つの静的ミキサは、Ｓｕｌｚｅｒ  Ｃｈｅｍｔｅｃｈ  ＡＧ，ＳｗｉｔｚｅｒｌａｎｄからＳｕｌｚｅｒ  Ｍｉｓｃｈｅｒ  ＳＭＶ（商標）として入手可能な静的ミキサである。
【０１２４】
代わりに、マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つの動的ミキサである、好ましくは、動的ミキサは、このミキサが、撹拌ブレードまたは混合ビーズまたはプロペラのような混合手段を含むことで特徴付けられる。
【０１２５】
この点に関して、マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの少なくとも１つの動的ミキサは、炭酸カルシウムを含む懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液を完全に混合するために当業者に周知のいずれかの種類の動的ミキサであることができることが理解される。本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの動的ミキサは、複数の混合ビーズを含む管形状ミキサである。
【０１２６】
例えば少なくとも１つの動的ミキサは、炭酸カルシウムを含む懸濁液を組み合わせおよび／または混合しおよび／または撹拌するために当業者に周知のいずれかの種類の動的ミキサであることができる。
【０１２７】
得られた炭酸水素カルシウムの水溶液の濃度に依存して、マスターバッチライン中の滞留時間は、１から２４０分、１から１２０分、１から９０分、２から６０分、または２から４５分であることができる。マルチプルバッチシステムのマスターバッチライン中の滞留時間は、広範囲に変動でき、マスターバッチライン中の炭酸カルシウムの懸濁液に投与されたＣＯ２の量だけでなく、他の処理パラメータ、例えば温度、ｐＨ、圧力および初期の水質に依存し得ることが理解される。
【０１２８】
溶解した炭酸カルシウムの溶液、即ち濃縮された炭酸水素カルシウム溶液を形成するために、二酸化炭素の存在下、炭酸カルシウムの水性懸濁液から炭酸カルシウムのさらなる溶解のために、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽を含む。
【０１２９】
好ましくはマルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、１つの槽を含む。
【０１３０】
この点に関して、少なくとも１つの槽は、炭酸カルシウムを含む懸濁液を撹拌しおよび／または炭酸カルシウムを含む懸濁液の炭酸水素カルシウム溶液への転化を完了させるための当業者に周知のいずれかの種類の槽および／または容器であることができることが理解される。
【０１３１】
例えば、少なくとも１つの槽は、１ｌから１，０００ｋｌ、好ましくは１０ｌから５００ｋｌ、より好ましくは１０ｌから２５０ｋｌ、最も好ましくは１０ｌから１００ｋｌの範囲の槽および／または容器であることができる。
【０１３２】
マスターバッチラインの少なくとも１つの槽は、当業者に周知の開放槽または閉鎖槽であることがさらに理解される。本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの槽は閉鎖槽である。例えば、マスターバッチラインの少なくとも１つの槽が閉鎖槽の形態で提供される場合、閉鎖槽は、好ましくは圧力下で操作される、即ち炭酸カルシウムを含む懸濁液の撹拌および／または炭酸水素カルシウムを含む懸濁液の炭酸水素カルシウム溶液への転化の完了は、圧力下で行われる。マスターバッチラインの少なくとも１つの閉鎖槽内で調節できる好適な圧力は、好ましくは０．１ｂａｒから１０ｂａｒ、より好ましくは０．２から５ｋＰａ、最も好ましくは０．５から２ｋＰａの範囲である。
【０１３３】
本発明の１つの実施形態において、マスターバッチラインの少なくとも１つの槽は撹拌デバイスを含む。例えば撹拌デバイスは、機械的撹拌デバイス、例えば槽および／または容器中の炭酸カルシウムを含む懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液を撹拌するために通常使用される撹拌ブレードから選択される。
【０１３４】
本発明の１つの実施形態によれば、マスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの少なくとも１つの槽に一体化される。例えば、少なくとも１つの混合ユニットがマスターバッチラインの少なくとも１つの槽に一体化される場合、組み合わせた混合ユニット／槽は、好ましくは少なくとも１つの動的ミキサである。従って、少なくとも１つの混合ユニットがマスターバッチラインの少なくとも１つの槽、即ち動的ミキサに一体化される場合、組み合わせた混合ユニット／槽は、少なくとも１つのガス投与入口の前または後に位置する。
【０１３５】
代わりに、少なくとも混合ユニットが少なくとも１つの静的ミキサまたは管形状の少なくとも１つの動的ミキサである場合、少なくとも１つの混合ユニットおよび少なくとも１つの槽は、好ましくは互いに分離され、即ち組み合わせられない。従って、少なくとも１つの混合ユニットが少なくとも１つの静的ミキサまたは管形状である少なくとも１つの動的ミキサである場合、少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つのガス投与入口とマスターバッチラインの少なくとも１つの槽との間に位置する。
【０１３６】
本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの少なくとも１つの槽は、少なくとも１つの槽の充填レベルを調節する少なくとも１つの制御ユニットを含む。この点に関して、少なくとも１つの制御ユニットは、好ましくは炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液が槽からオーバーフローしない点において槽の充填レベルを調節することが理解される。
【０１３７】
例えば、少なくとも１つの制御ユニットは、槽が炭酸水素カルシウム溶液を含む場合に、炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液が、システムに放出される点において槽の充填レベルを調節する。炭酸水素カルシウム溶液は、好適なパラメータ、例えば設定滞留時間、温度、ｐＨ、濁度、伝導度、カルシウムイオン濃度などが炭酸水素カルシウムの調製された溶液によって適合される場合にのみシステムに放出されることが好ましい。
【０１３８】
従って、炭酸水素カルシウム溶液の調製は、好ましくはパラメータ制御される。
【０１３９】
故に、本発明の装置を構成する部分であるマルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、水性炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液のパラメータ値、例えばループ様マスターバッチラインにおける滞留時間、伝導度、温度、ｐＨ、総溶解固体、濁度、アルカリ度、総硬度、溶解した炭酸カルシウムの溶液のカルシウム濃度および／またはＣＯ２濃度を制御、即ち測定およびモニタリングするための手段を含む。
【０１４０】
本発明の１つの実施形態によれば、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、ｐＨ、濁度、伝導度、温度および／またはカルシウムイオン濃度をモニタリングする少なくとも１つの制御ユニット（例えばイオン感受性電極）を含む。
【０１４１】
加えてまたは代わりに、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、ＣＯ２の投与量、ＣＯ２の投与速度、滞留時間を、設定ｐＨ値、濁度および／または伝導度に従って調節する少なくとも１つの制御ユニットを含む。
【０１４２】
本発明の装置を構成する部分であるマルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、循環連通が達成されるように、少なくとも１つのガス投与入口、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニット、ならびに少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽を含む。
【０１４３】
故に、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、少なくとも１つの混合ユニットが少なくとも１つのガス投与入口と少なくとも１つの槽との間に位置する点において必要とされるユニットを含むことが理解される。例えば、少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つの混合ユニットが静的ミキサまたは管形状の動的ミキサである場合に、少なくとも１つのガス投与入口と少なくとも１つの槽との間に位置する。代わりにまたは加えて、少なくとも１つの槽は、少なくとも１つの混合ユニットと少なくとも１つのガス投与入口との間に位置することが理解される。代わりにまたは加えて、少なくとも１つのガス投与入口は、少なくとも１つの槽と少なくとも１つの混合ユニットとの間に位置することが理解される。
【０１４４】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つの混合ユニットは、マスターバッチラインの少なくとも１つの槽に一体化される。例えば、少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つの混合ユニットが動的ミキサである場合に、少なくとも１つの槽に一体化される。従って、少なくとも１つの混合ユニットがマスターバッチラインの少なくとも１つの槽、即ち動的ミキサに一体化される場合、組み合わせた混合ユニット／槽は、マスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口の前または後に位置する。
【０１４５】
故に、少なくとも１つの動的ミキサであるマスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つのガス投与入口と少なくとも１つの槽との間に位置するか、または代わりに少なくとも１つの槽に一体化されることが理解される。
【０１４６】
換言すれば、マスターバッチラインの個々のユニットは、流体接続管（またはパイプライン）が１つのユニットの出口から延び、別のユニットの入口と接続されるように、ユニット内、ユニットを通しておよび／またはユニット間に提供される１つ以上の管またはパイプによって直接的または間接的に接続されている。
【０１４７】
故に、本発明の１つの実施形態によれば、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、マスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの入口に接続されている。加えてまたは代わりに、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの出口は、マスターバッチラインの少なくとも１つの槽の少なくとも１つの入口に接続されている。加えてまたは代わりに、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの少なくとも１つの槽の少なくとも１つの出口は、マスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口に接続されている。
【０１４８】
代わりに少なくとも１つの混合ユニットが少なくとも１つの槽に一体化される場合、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、マスターバッチラインの組み合わせた混合ユニット／槽の少なくとも１つの入口に接続されている。加えてまたは代わりに、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインの組み合わせた混合ユニット／槽の少なくとも１つの出口は、マスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口の少なくとも１つの入口に接続されている。
【０１４９】
濃縮された炭酸水素カルシウム溶液を炭酸カルシウムの水性懸濁液から得るために、マスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は少なくとも１つの投与ユニットの後に位置するのが好ましい。
【０１５０】
本発明の意味において用語「後」は、システムの別のユニット、例えばマスターバッチラインおよび／または少なくとも１つのスレーブバッチラインの、少なくとも１つの投与ユニットおよび少なくとも１つのガス投与入口、少なくとも１つの混合ユニットまたは少なくとも１つの槽、の後ろにある後続位置を指す。この用語は、別段の断りがない限り、バルブ、制御ユニット、管、パイプ、ポンプなどの、システムのこれらのユニット間における存在を排除しない。例えば少なくとも１つのガス投与入口が少なくとも１つの投与ユニットの後に位置すると記述される場合、少なくとも１つのガス投与入口は、少なくとも１つの投与ユニットの後ろにある後続ユニットであるが；用語「後」は、例えば背圧バルブが、少なくとも１つのガス投与入口と少なくとも１つの投与ユニットとの間に位置することを排除しない。
【０１５１】
マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインを構成する部分である１つのユニットから同じラインを構成する部分である別のユニットへの流体フローは、好ましくは、１つ以上の中間（特に記述も記載もされない）デバイス、ポンプまたは器具によって達成される。さらに、こうしたフローは、例えばバルブ、スイッチ、制御ユニットおよび／または他の好適なコンポーネントによって選択的に中断可能であることができるまたは中断不可能であることができる。
【０１５２】
本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、水性炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液をマスターバッチラインの１つのユニットからこのラインを構成する部分である別のユニットに向かわせるための少なくとも１つのポンプ、好ましくは少なくとも２つのポンプ、最も好ましくは少なくとも３つのポンプを含む。例えば、マスターバッチラインは、マスターバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの前に位置する少なくとも１つのポンプを含む。加えてまたは代わりに、少なくとも１つのポンプは、マスターバッチラインの少なくとも１つの槽の後に位置する。
【０１５３】
本発明の意味において用語「前」は、システムの別のユニット、例えばマスターバッチラインおよび／または少なくとも１つのスレーブバッチラインの、少なくとも１つの投与ユニットおよび少なくとも１つのガス投与入口、少なくとも１つの混合ユニットまたは少なくとも１つの槽の、前方にある先行位置を指す。この用語は、別段の断りがない限り、バルブ、コントロールユニット、管、パイプ、ポンプなどの、システムのこれらのユニット間における存在を排除しない。例えばポンプが少なくとも１つの混合ユニットの前に位置することが記述される場合、少なくとも１つのポンプは、少なくとも１つの混合ユニットの前方に先行するユニットである。
【０１５４】
本発明の１つの実施形態において、マスターバッチラインは、少なくとも１つの混合ユニットの前且つマスターバッチラインの少なくとも１つの槽の後に位置する１つのポンプを含む。
【０１５５】
加えてまたは代わりに少なくとも１つのポンプ、好ましくは１つのポンプは、マスターバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口、例えばベンチュリーインジェクタの前または後に位置する。
【０１５６】
少なくとも１つのポンプは、好ましくは水性炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液が、再循環様式において、少なくとも１つのガス投与入口から少なくとも１つの混合ユニット、少なくとも１つの槽に向かい、さらに少なくとも１つのガス投与入口に戻るように設計される。
【０１５７】
ガス投与入口、好ましくはベンチュリーインジェクタは、マスターバッチライン内に位置する少なくとも１つのポンプの前に（即ち少なくとも１つの混合ユニットに近くに）または後に（即ち少なくとも１つの投与ユニットに近くに）位置できる。ベンチュリーインジェクタを使用することによる１つの利点は、発電によって生じるガス、例えばＣＯ２を、本発明のマルチプルバッチシステムを用いて実行できる工程に導入できることである。
【０１５８】
マスターバッチライン内の少なくとも１つのポンプのポンプ輸送能（ｍ３／合計のｈ）は、マスターバッチラインの少なくとも１つの槽の体積の０．０１から１００倍であることがさらに理解される。
【０１５９】
加えてまたは代わりに、少なくとも１つの混合ユニットに供給するマスターバッチラインの少なくとも１つのポンプによって誘導されるフローの速度は、０．２から１０ｍ／ｓ、好ましくは０．５から５ｍ／ｓ、より好ましくは１から２ｍ／ｓ、最も好ましくは１から１．５ｍ／ｓである。
【０１６０】
本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインが少なくとも１つの混合ユニットとして少なくとも１つの静的ミキサを含む場合、少なくとも１つの混合ユニットに供給するマスターバッチラインの少なくとも１つのポンプによって誘導されるフローの速度は、好ましくは１から１．５ｍ／ｓである。
【０１６１】
加えてまたは代わりに、マスターバッチラインの少なくとも１つのポンプは、１から１０ｂａｒ、好ましくは２から８ｂａｒ、最も好ましくは２から６ｂａｒの圧力で操作される。
【０１６２】
炭酸水素カルシウム溶液の調製は、パラメータ、例えばマスターバッチラインのバッチ工程の間にインライン測定される滞留時間、伝導度、ｐＨ、温度、カルシウムイオン濃度、ポンプ速度、フロー圧力、ＣＯ２投与または濁度を検出することによってモニタリングできる。例えば本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインは、滞留時間、ポンプ速度、フロー、圧力および／またはＣＯ２投与をモニタリングする少なくとも１つの制御ユニットを含む。加えてまたは代わりに、マスターバッチラインは、炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液のｐＨ、濁度、伝導度、温度および／またはカルシウムイオン濃度をモニタリングする少なくとも１つの制御ユニット（例えばイオン感受性電極）を含む。
【０１６３】
故に、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインは、好ましくは、ＣＯ２の投与量および／またはＣＯ２の投与速度および／または滞留時間を設定ｐＨ値、濁度および／または伝導度に従って調節する少なくとも１つの制御ユニットを含むことが理解される。ＣＯ２の投与量および／またはＣＯ２の投与速度および／または滞留時間を調節する少なくとも１つの制御ユニット、滞留時間、ポンプ速度、フロー、圧力および／またはＣＯ２投与をモニタリングする少なくとも１つの制御ユニットおよびｐＨ、濁度、伝導度、温度および／またはカルシウムイオン濃度をモニタリングする１つの制御ユニットは、集合的にまたは別個に操作できる。
【０１６４】
例えば、マスターバッチラインは、少なくとも１つの混合ユニットの前および／または少なくとも１つのガス投与入口の後に好ましくは位置するフローをモニタリングする制御ユニットを含む。好ましくは本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインは、ｐＨ、濁度および伝導度をそれぞれモニタリングする制御ユニットを含み、このユニットは、好ましくは少なくとも１つの混合ユニットの後および／または少なくとも１つの槽の前に位置する。
【０１６５】
本発明の１つの実施形態において、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインは、少なくとも１つの混合ユニットの前および少なくとも１つのガス投与入口の後に位置する、フローをモニタリングする制御ユニット、および少なくとも１つの混合ユニットの後およびマスターバッチラインの少なくとも１つの槽の前に位置する、ｐＨ、濁度および伝導度をそれぞれ測定する制御ユニットを含む。
【０１６６】
水性炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液の少なくとも一部が、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインから放出できることが本発明の１つの要件である。放出された炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液は、好ましくは本発明の装置を構成する部分である少なくとも１つの膜濾過ユニットによる濾過に供される。
【０１６７】
従って、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインの少なくとも１つの出口は、少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されていることが好ましい。
【０１６８】
故に本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、少なくとも１つの混合ユニットの前および／または後に位置する少なくとも１つの出口を含む。本発明の装置の少なくとも１つの膜濾過ユニットを通過する炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液は、好ましくはマスターバッチラインから、少なくとも１つの混合ユニットの後に位置する少なくとも１つの出口を通って放出される。故にマスターバッチラインは、好ましくは少なくとも１つの混合ユニットの後に位置する少なくとも１つの出口を含む。例えばマスターバッチラインは、少なくとも１つの混合ユニットの前および後に位置する少なくとも１つの出口を含む。
【０１６９】
炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液の放出は、好ましくは、炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液のフローを選択的に妨害することができるバルブ、スイッチ、制御ユニットおよび／または他の好適なコンポーネントによって制御される。
【０１７０】
本発明の装置の別の特定要件は、マルチプルバッチシステムが、循環連通にて、少なくとも１つのガス投与入口、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニット、ならびに少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽を含む少なくとも１つのスレーブバッチラインを含むことである。
【０１７１】
好ましくはマルチプルバッチシステムは、少なくとも１つのスレーブバッチライン、好ましくは少なくとも２つのスレーブバッチライン、最も好ましくは少なくとも３つのスレーブバッチラインを含む。例えばマルチプルバッチシステムは１つのスレーブバッチラインを含む。
【０１７２】
１つ以上のスレーブバッチラインのそれぞれにおいて、少なくとも１つの投与ユニットによってマルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインのそれぞれに注入された炭酸カルシウムの水性懸濁液は、炭酸水素カルシウム溶液を形成するために、水性懸濁液中に炭酸カルシウムを溶解させるように、二酸化炭素と接触させる。この炭酸カルシウムの懸濁液は、少なくとも１つのスレーブバッチラインのそれぞれにおいて炭酸水素カルシウム溶液に転化される。炭酸カルシウムの懸濁液の炭酸水素カルシウム溶液への転化は、１つ以上のスレーブバッチラインのそれぞれにおいて特定の滞留時間内で生じることが理解される。例えば、１つ以上のスレーブバッチラインそれぞれにおける炭酸カルシウムの懸濁液の炭酸水素カルシウム溶液への転化のための滞留時間は、好ましくは２４０分未満、より好ましくは１２０分未満、なおより好ましくは９０分未満、さらにより好ましくは６０分未満、最も好ましくは４５分未満である。例えば、１つ以上のスレーブバッチラインそれぞれにおける炭酸カルシウムの懸濁液の炭酸水素カルシウム溶液への転化のための滞留時間は、１から２４０分、より好ましくは１から１２０分、さらにより好ましくは１から９０分、さらにより好ましくは２から６０分、最も好ましくは２から４５分であることができる。
【０１７３】
好ましくはマルチプルバッチシステムの１つ以上のスレーブバッチラインそれぞれにて得られる炭酸水素カルシウム溶液は、ＣａＣＯ３として５０から１，０００ｍｇ／ｌ、好ましくはＣａＣＯ３として１００から８００ｍｇ／ｌ、最も好ましくはＣａＣＯ３として５００から７００ｍｇ／ｌの炭酸水素カルシウムとしてのカルシウム濃度を有する。故に、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインにて得られた炭酸水素カルシウム溶液は、炭酸水素カルシウムの濃縮溶液であることが理解される。
【０１７４】
加えてまたは代わりに、１つ以上のスレーブバッチラインそれぞれにて得られた炭酸水素カルシウム溶液は、ＭｇＣＯ３として１から１５０ｍｇ／ｌ、好ましくはＭｇＣＯ３として２から１００ｍｇ／ｌ、最も好ましくはＭｇＣＯ３として５から５０ｍｇ／ｌのマグネシウム濃度を有する。本発明のさらに別の実施形態によれば、１つ以上のスレーブバッチラインそれぞれにて得られる炭酸水素カルシウム溶液は、２５０ＮＴＵ未満、好ましくは２００ＮＴＵ未満、より好ましくは１５０未満、最も好ましくは１００ＮＴＵ未満の濁度値を有する。例えば、１つ以上のスレーブバッチラインそれぞれにて得られた炭酸水素カルシウム溶液は、５０ＮＴＵ未満または２０ＮＴＵ未満の濁度値を有する。
【０１７５】
本発明のさらに別の実施形態によれば、マルチプルバッチシステムの１つ以上のスレーブバッチラインそれぞれにて得られた炭酸水素カルシウム溶液は、２００μＳ／ｃｍを超える、好ましくは５００μＳ／ｃｍを超える、より好ましくは７００μＳ／ｃｍを超えるまたは９００μＳ／ｃｍを超える伝導度値を有する。
【０１７６】
炭酸水素カルシウム溶液は、好ましくは：（ｉ）二酸化炭素発生化合物または（ｉｉ）二酸化炭素発生化合物および酸のいずれかを導入することによって、少なくとも１つのスレーブバッチラインにて調製される。
【０１７７】
本発明の１つの実施形態において、二酸化炭素発生化合物は、二酸化炭素および他のガス、例えば産業工程、例えば燃焼工程または焼成工程などから排気される二酸化炭素含有煙道ガスのガス状混合物であるか、または、二酸化炭素発生化合物は、ガス状二酸化炭素である。二酸化炭素および他のガスのガス状混合物が使用される場合、二酸化炭素は、ガス状混合物の総体積に基づいて、９０から約９９体積％の範囲、好ましくは９５から９９体積％の範囲で存在する。例えば、二酸化炭素は、ガス状混合物の総体積に基づいて少なくとも９７体積％の量で存在する。
【０１７８】
本発明に使用される酸は、好ましくは硫酸、塩酸、亜硫酸、リン酸からなる群から選択される酸、好ましくは硫酸またはリン酸である。
【０１７９】
マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインに使用されるガス状二酸化炭素は、液相で保持される貯蔵槽から得ることができる。二酸化炭素の消費速度および環境に依存して、低温でまたは従来通り断熱された槽のいずれかで使用できる。液体二酸化炭素のガス状二酸化炭素への転化は、空気加熱気化器または電気もしくは蒸気系気化システムを用いて行われることができる。必要に応じて、ガス状二酸化炭素の圧力は、少なくとも１つのガス投与入口を介して、例えば減圧バルブを用いることによって注入工程の前に低下できる。
【０１８０】
ガス状二酸化炭素は、少なくとも１つのスレーブバッチラインに位置する少なくとも１つのガス投与入口によって制御された速度で、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインにおける炭酸カルシウムの水性懸濁液のストリームに注入でき、ストリーム中の二酸化炭素バブルの分散液を形成し、バブルをこの中に溶解できる。例えば、液体、即ち水中の炭酸カルシウムの溶解は、炭酸カルシウムの水性懸濁液中に存在するＣａＣＯ３の総量に対して化学量論比または過剰の二酸化炭素を必要とする。過剰の二酸化炭素が使用される場合、過剰の二酸化炭素は、水性懸濁液中の初期ＣＯ２濃度に従って、ＣａＣＯ３に関する化学量論比の１から２０倍、好ましくはＣａＣＯ３に関する化学量論比の２から１０倍、最も好ましくはＣａＣＯ３に関する化学量論比の１から６倍で変動する。濃縮された炭酸水素カルシウム溶液の再ミネラル化されるべき水での希釈比は、母液（炭酸水素カルシウム溶液）の実際濃度に依存して、最終ターゲットｐＨ値（過剰のＣＯ２）および最終ターゲットカルシウム濃度（添加ＣａＣＯ３）に影響する。
【０１８１】
炭酸水素カルシウム溶液を得るために、少なくとも１つのスレーブバッチラインにおける炭酸カルシウムの懸濁液の液相、即ち水中の炭酸カルシウムの溶解速度は、投与されたＣＯ２の量に依存するだけなく、温度、ｐＨ、圧力、懸濁液中の初期ＣａＣＯ３濃度、ならびにＣＯ２が、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインにおける炭酸カルシウムの懸濁液に導入される際の投与速度に依存することが理解される。
【０１８２】
例示的な実施形態によれば、二酸化炭素は、１つ以上のスレーブバッチラインそれぞれに位置する少なくとも１つのガス投与入口による水の乱流領域にて、即ちマルチプルバッチシステムの１つ以上のスレーブバッチラインそれぞれにおける炭酸水素カルシウム溶液の調製のために使用される炭酸カルシウムの水性懸濁液に導入され、ここで乱流は、例えばパイプラインの制限によって創出され得る。例えば二酸化炭素は、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの個々のユニットと接続するパイプラインに配設されたベンチュリーインジェクタのスロートに導入できる。ベンチュリーインジェクタのスロートにてパイプラインの断面積の狭窄により、二酸化炭素を相対的に小さいバブルに破壊し、これによって少なくとも１つのスレーブバッチラインにおけるこの溶解を促進するのに十分なエネルギーの乱流フローを創出する。１つの実施形態によれば、二酸化炭素は、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの水性炭酸カルシウム懸濁液のストリームに圧力下で導入される。
【０１８３】
加えてまたは代わりに、少なくとも１つのスレーブバッチラインにおいて、二酸化炭素は、５から６０℃、好ましくは１０から５０℃、最も好ましくは１０から４０℃、例えば１０から３０℃の温度を有する炭酸カルシウムの水性懸濁液に注入されることが理解される。本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの炭酸カルシウムの水性懸濁液は、おおよそ室温付近、即ち１５から２５℃の温度を有する。
【０１８４】
本発明の１つの実施形態において、二酸化炭素は、おおよそ室温、即ち１５から２５℃の温度にて１から３Ｂａｒの圧力にて少なくとも１つのスレーブバッチライン中の炭酸カルシウムの水性懸濁液に注入される。例えば、二酸化炭素は、約２ｂａｒの圧力にて、おおよそ室温、即ち１５から２５℃の温度にて、少なくとも１つのスレーブバッチライン中の炭酸カルシウムの水性懸濁液中に注入される。
【０１８５】
故に、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は好ましくはＣＯ２入口であることが理解される。本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、ベンチュリーインジェクタである。代わりに、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、背圧バルブを有するマスフローコントローラである。例えば背圧バルブを有するマスフローコントローラはＢｒｏｎｋｈｕｒｓｔデバイスである。
【０１８６】
フローコントロールバルブまたは他の手段は、少なくとも１つのスレーブバッチラインにおける濃縮炭酸水素カルシウム溶液の調製に使用されるための炭酸カルシウムの水性懸濁液への二酸化炭素の流量を制御するために使用できる。例えば、ＣＯ２投与ブロックおよび／または濁度、ｐＨ、または伝導度インライン測定デバイスおよび／またはタイマーを使用して、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインにおいて炭酸カルシウムの懸濁液に投与されるＣＯ２の速度を制御できる。
【０１８７】
好ましくは、マルチプルバッチシステムの１つ以上のスレーブバッチラインのそれぞれにおいて炭酸水素カルシウム溶液を調製するために使用される炭酸カルシウムの水性懸濁液中への二酸化炭素の溶解は、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニットによって促進される。
【０１８８】
本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムの１つ以上のスレーブバッチラインのそれぞれは、１つの混合ユニット、好ましくは少なくとも２つの混合ユニット、より好ましくは２つの混合ユニットを含む。例えば、１つ以上のスレーブバッチラインのそれぞれは、直列に接続された少なくとも２つの混合ユニット、好ましくは直列に接続された２つの混合ユニットを含む。
【０１８９】
この点に関して、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、炭酸カルシウムを含む懸濁液を組み合わせおよび／または混合しおよび／または撹拌するための当業者に周知のいずれかの種類の槽および／または容器であることができることが理解される。例えば少なくとも１つの混合ユニットは、垂直および／または水平混合ユニットまたは管状混合ユニットである。代わりに、少なくとも１つの混合ユニットは、キャビテーションのために使用されるいずれかのデバイスである。例えば少なくとも１つの混合ユニットは、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＵＳＡから入手可能なキャビテーションデバイスである。
【０１９０】
本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、垂直および／または水平混合ユニットである。好ましくはマルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、垂直混合ユニットである。
【０１９１】
例えばマルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、１ｌから１，０００ｋｌ、好ましくは１０ｌから５００ｋｌ、より好ましくは１０ｌから２５０ｋｌ、最も好ましくは１０ｌから１００ｋｌの範囲の槽および／または容器である。
【０１９２】
好ましくはマルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、撹拌手段および／またはキャビテーション手段を含む。本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの混合ユニットは、撹拌手段またはキャビテーション手段を含む。好ましくは少なくとも１つの混合ユニットは、撹拌手段を含む。例えば撹拌手段は、機械的撹拌手段、例えば槽および／または容器中の炭酸カルシウムを含む懸濁液を撹拌および混合するために通常使用される撹拌ブレードから選択される。代わりに、撹拌手段は、槽および／または容器において炭酸カルシウムを含むさらに濃縮された懸濁液を撹拌および混合するために通常使用される粉末−液体混合手段から選択される。代わりに、少なくとも１つの混合ユニットが管形状の混合ユニットである場合、混合ユニットは、炭酸カルシウムの懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液の十分な混合を可能にする混合ビーズを含むことができる。
【０１９３】
本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは少なくとも１つの静的ミキサである。好ましくは少なくとも１つの静的ミキサは、このミキサが、縦に並べられ、管軸に沿って互いに隣接して配置された複数の混合チャンバを含むことで特徴付けられる。
【０１９４】
この点に関して、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの静的ミキサは、炭酸カルシウムを含む懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液を完全に混合するために当業者に周知のいずれかの種類の動的ミキサであることができることが理解される。
【０１９５】
例えば、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの静的ミキサは、Ｓｕｌｚｅｒ  Ｃｈｅｍｔｅｃｈ  ＡＧ，ＳｗｉｔｚｅｒｌａｎｄからＳｕｌｚｅｒ  Ｍｉｓｃｈｅｒ  ＳＭＶ（商標）として入手可能な静的ミキサである。
【０１９６】
代わりに、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つの動的ミキサである、好ましくは、動的ミキサは、このミキサが、撹拌ブレードまたは混合ビーズまたはプロペラのような混合手段を含むことで特徴付けられる。
【０１９７】
この点に関して、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの動的ミキサは、炭酸カルシウムを含む懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液を完全に混合するために当業者に周知のいずれかの種類の動的ミキサであることができることが理解される。本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの動的ミキサは、複数の混合ビーズを含む管形状ミキサである。
【０１９８】
例えば、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの動的ミキサは、炭酸カルシウムを含む懸濁液を組み合わせおよび／または混合しおよび／または撹拌するために当業者に周知のいずれかの種類の動的ミキサであることができる。
【０１９９】
マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインにおいて得られた炭酸水素カルシウムの水溶液の濃度に依存して、少なくとも１つのスレーブバッチライン中の滞留時間は、１から２４０分、１から１２０分、１から９０分、２から６０分、または２から４５分であることができる。マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチライン中の滞留時間は、広範囲に変動でき、例えば、少なくとも１つのスレーブバッチライン中の炭酸カルシウムの懸濁液に投与されたＣＯ２の量に依存し得ることが理解される。
【０２００】
炭酸水素カルシウム溶液を形成するために、二酸化炭素の存在下、炭酸カルシウムの水性懸濁液から炭酸カルシウムのさらなる溶解のために、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインは、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽を含む。
【０２０１】
好ましくはマルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインは、１つの槽を含む。
【０２０２】
この点に関して、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽は、炭酸カルシウムを含む懸濁液を撹拌しおよび／または炭酸カルシウムを含む懸濁液の炭酸水素カルシウム溶液への転化を完了させるための当業者に周知のいずれかの種類の槽および／または容器であることができることが理解される。
【０２０３】
例えばマルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽は、１ｌから１，０００ｋｌ、好ましくは１０ｌから５００ｋｌ、より好ましくは１０ｌから２５０ｋｌ、最も好ましくは１０ｌから１００ｋｌの範囲の槽および／または容器であることができる。
【０２０４】
マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽は、当業者に周知の開放槽または閉鎖槽であることがさらに理解される。本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽は、閉鎖槽である。例えば、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽が閉鎖槽の形態で提供される場合、閉鎖槽は、好ましくは圧力下で操作される、即ち炭酸カルシウムを含む懸濁液の撹拌および／または炭酸カルシウムを含む懸濁液の炭酸水素カルシウム溶液への転化の完了は、圧力下で行われる。少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの閉鎖槽で調節できる好適な圧力は、０．１から１０ｋＰａ、好ましくは０．２から５ｋＰａ、最も好ましくは０．５から２ｋＰａの範囲である。
【０２０５】
本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽は撹拌デバイスを含む。例えば撹拌デバイスは、機械的撹拌デバイス、例えば槽および／または容器中の炭酸カルシウムを含む懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液を撹拌するために通常使用される撹拌ブレードから選択される。
【０２０６】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽に一体化される。例えば、少なくとも１つの混合ユニットが少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽に一体化される場合、組み合わせた混合ユニット／槽は、好ましくは少なくとも１つの動的ミキサである。従って、少なくとも１つの混合ユニットが少なくとも１つの槽、即ち動的ミキサに一体化される場合、組み合わせた混合ユニット／槽は、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口の前または後に位置する。
【０２０７】
代わりに、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも混合ユニットが少なくとも１つの静的ミキサまたは管形状の少なくとも１つの動的ミキサである場合、少なくとも１つの混合ユニットおよび少なくとも１つの槽は、好ましくは互いに分離され、即ち組み合わせられない。従って、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットが少なくとも１つの静的ミキサまたは管形状である少なくとも１つの動的ミキサである場合、少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つのガス投与入口と少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽との間に位置する。
【０２０８】
本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽は、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽の充填レベルを調節する少なくとも１つの制御ユニットを含む。この点に関して、少なくとも１つの制御ユニットは、炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液が少なくとも１つの槽からオーバーフローしない点において、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽の充填レベルを調節することが理解される。
【０２０９】
例えば、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの制御ユニットは、槽が炭酸水素カルシウム溶液を含む場合に、炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液がシステムに放出される点において対応する少なくとも１つの槽の充填レベルを調節する。
【０２１０】
本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分である１つ以上のスレーブバッチラインそれぞれは、循環連通が達成されるように、少なくとも１つのガス投与入口、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの混合ユニット、ならびに少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの槽を含む。
【０２１１】
故に、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインは、少なくとも１つの混合ユニットが少なくとも１つのガス投与入口と少なくとも１つの槽との間に位置する点において必要とされるユニットを含むことが理解される。例えば、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つの混合ユニットが静的ミキサまたは管形状の動的ミキサである場合に、少なくとも１つのガス投与入口と少なくとも１つの槽との間に位置する。代わりにまたは加えて、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽は、少なくとも１つの混合ユニットと少なくとも１つのガス投与入口との間に位置することが理解される。代わりにまたは加えて、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、少なくとも１つの槽と少なくとも１つの混合ユニットとの間に位置することが理解される。
【０２１２】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽に一体化される。例えば、少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つの混合ユニットが動的ミキサである場合に、少なくとも１つの槽に一体化される。従って、少なくとも１つの混合ユニットが少なくとも１つの槽、即ち動的ミキサに一体化される場合、組み合わせた混合ユニット／槽は、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口の前または後に位置する。
【０２１３】
故に、少なくとも１つの動的ミキサである少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットは、少なくとも１つのガス投与入口と少なくとも１つの槽との間に位置するか、または代わりに少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽に一体化されることが理解される。
【０２１４】
換言すれば、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの個々のユニットは、流体接続管（またはパイプライン）が１つのユニットの出口から延び、別のユニットの入口と接続されるように、ユニット内、ユニットを通しておよび／またはユニット間に提供される１つ以上の管またはパイプによって直接的または間接的に接続されている。
【０２１５】
故に、本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの入口に接続されている。加えてまたは代わりに、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの少なくとも１つの出口は、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽の少なくとも１つの入口に接続されている。加えてまたは代わりに、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽の少なくとも１つの出口は、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口に接続されている。
【０２１６】
代わりに、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットが少なくとも１つの槽に一体化される場合、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの組み合わせた混合ユニット／槽の少なくとも１つの入口に接続されている。加えてまたは代わりに、マスターバッチラインの組み合わせた混合ユニット／槽の少なくとも１つの出口は、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口の少なくとも１つの入口に接続されている。
【０２１７】
濃縮された炭酸水素カルシウム溶液を炭酸カルシウムの水性懸濁液から得るために、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口は少なくとも１つの投与ユニットの後に位置するのが好ましい。
【０２１８】
マルチプルバッチシステムのスレーブバッチラインを構成する部分である１つのユニットから同じスレーブバッチラインを構成する部分である別のユニットへの流体フローは、１つ以上の中間（特に記述も記載もされない）デバイス、ポンプまたは器具によって達成され得る。さらに、こうしたフローは、例えばバルブ、スイッチ、制御ユニットおよび／または他の好適なコンポーネントによって選択的に中断可能であることができるまたは中断不可能であることができる。
【０２１９】
本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインは、水性炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液を少なくとも１つのスレーブバッチラインの１つのユニットから同じスレーブバッチラインを構成する部分である別のユニットに向かわせるための少なくとも１つのポンプ、好ましくは少なくとも２つのポンプ、最も好ましくは少なくとも３つのポンプを含む。例えば、少なくとも１つのスレーブバッチラインは、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの前に位置する少なくとも１つのポンプを含む。加えてまたは代わりに、少なくとも１つのポンプは、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの槽の後に位置する。
【０２２０】
本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのスレーブバッチラインは、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの混合ユニットの前且つなくとも１つの槽の後に位置する１つのポンプを含む。
【０２２１】
加えてまたは代わりに少なくとも１つのポンプ、好ましくは１つのポンプは、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口、例えばベンチュリーインジェクタの前または後に位置する。
【０２２２】
少なくとも１つのポンプは、好ましくは水性炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液が、再循環様式において、少なくとも１つのガス投与入口から少なくとも１つの混合ユニットと、少なくとも１つの槽とに向かい、さらに少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのガス投与入口に戻るように設計される。
【０２２３】
少なくとも１つのガス投与入口、好ましくはベンチュリーインジェクタは、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチライン内に位置する少なくとも１つのポンプの前に（即ち少なくとも１つの混合ユニットに近くに）または後に（即ち少なくとも１つの投与ユニットに近くに）位置できる。
【０２２４】
少なくとも１つのスレーブバッチライン内の少なくとも１つのポンプのポンプ輸送能（ｍ３／合計のｈ）は、マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインを構成する部分である少なくとも１つの槽の体積の０．０１から１００倍であることがさらに理解される。
【０２２５】
加えてまたは代わりに、少なくとも１つの混合ユニットに供給する少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのポンプによって誘導されるフローの速度は、０．２から１０ｍ／ｓ、好ましくは０．５から５ｍ／ｓ、より好ましくは１から２ｍ／ｓ、最も好ましくは１から１．５ｍ／ｓである。
【０２２６】
マルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインが少なくとも１つの混合ユニットとして少なくとも１つの静的ミキサを含む場合、少なくとも１つの混合ユニットに供給する少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのポンプによって誘導されるフローの速度は１から１．５ｍ／ｓである。
【０２２７】
加えてまたは代わりに、少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つのポンプは、１から１０ｂａｒ、好ましくは２から８ｂａｒ、最も好ましくは２から６ｂａｒで操作される。
【０２２８】
炭酸水素カルシウム溶液の調製は、滞留時間、ポンプ速度、フロー、圧力および／またはＣＯ２投与のようなパラメータを検出することによってモニタリングできる。
【０２２９】
故に、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインは、好ましくは、集合的または別個に操作できる滞留時間、ポンプ速度、フロー、圧力および／またはＣＯ２投与をモニタリングする少なくとも１つの制御ユニットを含む。
【０２３０】
水性炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液の少なくとも一部が、本発明の装置のマルチプルバッチシステムを構成する部分である少なくとも１つのスレーブバッチラインから放出できることが本発明の１つの要件である。放出された炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液は、好ましくは本発明の装置を構成する部分である少なくとも１つの膜濾過ユニットによる濾過に供される。
【０２３１】
従って、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの出口は、少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されていることが好ましい。
【０２３２】
故に本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインは、少なくとも１つの混合ユニットの前および／または後に位置する少なくとも１つの出口を含む。本発明の装置の少なくとも１つの膜濾過ユニットを通過する炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液は、好ましくは少なくとも１つのスレーブバッチラインから、少なくとも１つの混合ユニットの後に位置する少なくとも１つの出口を通って放出される。故に少なくとも１つのスレーブバッチラインは、好ましくは少なくとも１つの混合ユニットの後に位置する少なくとも１つの出口を含む。例えば少なくとも１つのスレーブバッチラインは、少なくとも１つの混合ユニットの前および後に位置する少なくとも１つの出口を含む。
【０２３３】
少なくとも１つのスレーブバッチラインからの炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液の放出は、好ましくは、炭酸カルシウム懸濁液または炭酸水素カルシウム溶液のフローを選択的に妨害することができるバルブ、スイッチ、制御ユニットおよび／または他の好適なコンポーネントによって制御される。
【０２３４】
水性炭酸水素カルシウム溶液は、マスターバッチラインおよび／または少なくとも１つのスレーブバッチラインから放出され、装置のマルチプルバッチシステム、即ちマスターバッチラインおよび／または少なくとも１つのスレーブバッチラインのそれぞれにおいて製造された炭酸水素カルシウム溶液の濁度レベルをさらに低減するために膜濾過ユニットによって濾過されることが理解される。
【０２３５】
故に、装置は、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を備えた少なくとも１つの膜濾過ユニットを含むことが本発明の１つの要件である。従って、マスターバッチラインの少なくとも１つの出口および少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの出口は、独立に、少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されていることが理解される。
【０２３６】
本発明の１つの実施形態において、マスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインのそれぞれは、同じ膜濾過ユニットに接続されている、即ち装置は１つの膜濾過ユニットを含む。本発明の１つの実施形態において、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインのそれぞれは、本発明の装置の１つの膜濾過ユニットに炭酸水素カルシウム溶液を同時に供給できる。代わりに、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインのそれぞれは、本発明の装置の１つの膜濾過ユニットに炭酸水素カルシウム溶液を互いに独立して供給できる。
【０２３７】
従って、マスターバッチラインの少なくとも１つの出口および各スレーブバッチラインの少なくとも１つの出口は、独立に、１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されていることが理解される。好ましくは、マスターバッチラインの少なくとも１つの出口および各スレーブバッチラインの少なくとも１つの出口は、膜濾過ユニットの同じ入口に独立して接続されている、即ち膜濾過ユニットは１つの入口を含む。
【０２３８】
本発明の装置が１つの膜濾過ユニットを含む場合、貯蔵槽、好ましくは１つの貯蔵槽は、マスターバッチラインと膜濾過ユニットとの間および／または少なくとも１つのスレーブバッチラインと膜濾過ユニットとの間に位置できる。例えば１つの貯蔵槽は、マスターバッチラインと膜濾過ユニットとの間または少なくとも１つのスレーブバッチラインと膜濾過ユニットとの間に位置する。代わりに１つの貯蔵槽は、マスターバッチラインと膜濾過ユニットとの間および少なくとも１つのスレーブバッチラインと膜濾過ユニットとの間に位置する。故に、マスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインのそれぞれは、独立に同じ貯蔵槽に接続されていることが理解される。
【０２３９】
従って、マスターバッチラインの少なくとも１つの出口および少なくとも１つのスレーブバッチラインの少なくとも１つの出口は、貯蔵槽の少なくとも１つの入口に独立に接続されている。加えて、貯蔵槽の少なくとも１つの出口は、膜濾過ユニットの少なくとも１つの入口に接続されている。
【０２４０】
この点に関して、貯蔵槽は、炭酸水素カルシウム溶液を貯蔵および回収するために当業者に周知のいずれかの種類の槽および／または容器であることができることが理解される。例えば、貯蔵槽は、１ｌから１，０００ｋｌ、好ましくは１０ｌから５００ｋｌ、より好ましくは１０ｌから２５０ｋｌ、最も好ましくは１０ｌから１００ｋｌの範囲の槽および／または容器であることができる。
【０２４１】
貯蔵槽は、当業者に周知の開放貯蔵槽または閉鎖貯蔵槽であり得ることがさらに理解される。本発明の１つの実施形態において、貯蔵槽は閉鎖貯蔵槽である。例えば貯蔵槽が閉鎖貯蔵槽の形態で提供される場合、閉鎖貯蔵槽は、周囲圧力下または周囲圧力を超えて操作できる。本発明の１つの実施形態において、閉鎖貯蔵槽は、好ましくは圧力下で操作される、即ち炭酸水素カルシウム溶液の貯蔵および回収は周囲圧力を超えて行われる。少なくとも１つの閉鎖貯蔵槽内で調節できる好適な圧力は、好ましくは０．１ｂａｒから１０ｂａｒ、より好ましくは０．２から５ｋＰａ、最も好ましくは０．５から２ｋＰａの範囲である。
【０２４２】
本発明の１つの実施形態において、貯蔵槽は、貯蔵槽内の充填レベルを調節する少なくとも１つの制御ユニットを含む。この点に関して、少なくとも１つの制御ユニットは、炭酸水素カルシウム溶液が貯蔵槽からオーバーフローしない点で、貯蔵槽内の充填レベルを調節することが理解される。
【０２４３】
代わりに、装置は少なくとも２つの膜濾過ユニットを含む。例えば、装置は、２つの膜濾過ユニット、即ちマスターバッチラインに接続される１つの膜濾過ユニットおよび１つ以上のスレーブバッチラインに接続される１つの膜濾過ユニットを含む。
【０２４４】
本発明の１つの実施形態において、本発明の装置を構成する部分である膜濾過ユニットの総数は、マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインおよびスレーブバッチラインの総数に対応する。従って、マスターバッチラインおよび１つ以上のスレーブバッチラインのそれぞれは、独立に、異なる膜濾過ユニットに接続されていることが理解される。
【０２４５】
上記で既に記述されたように、マスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインそれぞれからの炭酸水素カルシウム溶液の放出は、好ましくはバルブによって制御される。
【０２４６】
故に好ましくは、装置は、少なくとも１つの膜濾過ユニットとマルチプルバッチシステム、即ちマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインとの間に位置する少なくとも１つのバルブを含む。例えば、装置が１つの膜濾過ユニットを含む場合、装置は、１つまたは２つのバルブ、好ましくは１つの膜濾過ユニットとマルチプルバッチシステムとの間に位置する１つのバルブを含む。貯蔵槽がマルチプルバッチシステム、即ちマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインと、１つの膜濾過ユニットとの間に位置する場合、装置は、好ましくは２つのバルブ、即ち貯蔵槽の前に位置する１つのバルブおよび貯蔵槽の後に位置する１つのバルブを含む。
【０２４７】
代わりに、装置が２つ以上の膜濾過ユニットを含む場合に、少なくとも１つのバルブは、マスターバッチラインおよび各少なくとも１つのスレーブバッチラインそれぞれと各膜濾過ユニットとの間に位置する。
【０２４８】
本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの膜濾過ユニットとマルチプルバッチシステム、即ちマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインとの間に位置する少なくとも１つのバルブは、少なくとも１つの背圧バルブである。
【０２４９】
本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのポンプは、マスターバッチラインと少なくとも１つの膜濾過ユニットとの間に位置し、および／または少なくとも１つのポンプは、少なくとも１つのスレーブバッチライン、好ましくは各スレーブバッチラインと、少なくとも１つの膜濾過ユニットとの間に位置する。例えば、本発明の装置が１つの膜濾過ユニットおよび貯蔵槽を含む場合、少なくとも１つのポンプ、好ましくは１つのポンプは、炭酸水素カルシウム溶液を膜濾過ユニットに向かわせるために、貯蔵槽と１つの膜濾過ユニットとの間に位置する。
【０２５０】
装置を構成する部分である少なくとも１つの膜濾過ユニットは、炭酸カルシウムを含む水性懸濁液／溶液を濾過するために通常使用され、当業者に既知のいずれかの種類の膜フィルタであることができる。例えばクロスフロー膜精密濾過デバイスおよび／またはクロスフロー膜限外濾過デバイスが使用できる。
【０２５１】
膜濾過ユニットの内側と周囲環境との圧力差が存在するので、懸濁粒子は懸濁液／溶液から分離され、クリアな溶液が得られることが理解される。好ましくは膜濾過ユニット内側の圧力は、周囲環境の圧力よりも高い。
【０２５２】
精密濾過膜は、０．１から１０μｍの孔サイズを有する膜であり、懸濁液からの懸濁粒子を分離するために通常使用される。精密濾過膜は、セラミック、ポリマーまたは他の合成材料であることができる。好ましくはこの膜はバックパルス能を有する、即ち圧力による膜を通した水性懸濁液の濃縮側への濾液の逆フローが、膜の流量を低減する傾向にある汚染物質のビルドアップを除去する。対照的に、限外濾過膜は、０．００１から０．１μｍの孔サイズを有する膜であり、懸濁液からエマルション、タンパク質および巨大分子を分離するために使用される。構築材料は、通常、精密濾過膜の場合と同じである。限外濾過膜は、上記で記載されるようにバックパルスされるか、またはある期間濾液バルブを閉じることによって逆洗される。
【０２５３】
例えば少なくとも１つの膜濾過ユニットはクロスフロー膜濾過デバイスである。本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの膜濾過ユニットはクロスフロー膜精密濾過デバイスである。加えてまたは代わりに、少なくとも１つの膜濾過ユニットはクロスフロー膜限外濾過デバイスである。例えば少なくとも１つの膜濾過ユニットはクロスフロー膜限外濾過デバイスである。
【０２５４】
クロスフロー膜濾過デバイスは、当業者に既知である。本発明の装置に好適な１つのクロスフロー膜濾過デバイスとしては、Ｍｉｃｒｏｄｙｎ−Ｎａｄｉｒ  ＧＭＢＨ，ＧｅｒｍａｎｙからＭｙｃｒｏｄｙｎ  Ｍｏｄｕｌ  ＣＭＢ  １５０として入手可能なクロスフロー膜濾過デバイス、またはＩｎｇｅからの限外濾過膜２．５’’ｄｉｚｚｅｒモジュール（ＵＦ  Ｍｏｄｕｌｅ  ｄｉｚｚｅｒ  ２５１４Ｐ  ０．５）が挙げられる。
【０２５５】
少なくとも１つの膜濾過ユニットは、少なくとも１つの板状フィルタおよび／または管フィルタおよび／またはキャピラリフィルタ膜を含むことが理解される。好ましくは少なくとも１つの膜濾過ユニットは、少なくとも１つの管フィルタ膜を含む。少なくとも１つの膜濾過ユニットが少なくとも１つの管フィルタ膜を含む場合、管フィルタ膜は、好ましくは０．０１ｍｍから２５ｍｍ、より好ましくは０．１ｍｍから１０ｍｍ、最も好ましくは０．１から７．５ｍｍの内側直径を有する。例えば管フィルタ膜は、１ｍｍから７．５ｍｍ、好ましくは２．５ｍｍから７．５ｍｍの管の内側直径を有する。
【０２５６】
本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの膜濾過ユニットは、複数のキャピラリを有するキャピラリフィルタ膜を含む。少なくとも１つの膜濾過ユニットが複数のキャピラリを有するキャピラリフィルタ膜である場合に、キャピラリは、好ましくは０．０１ｍｍから２５ｍｍ、より好ましくは０．１ｍｍから１０ｍｍ、最も好ましくは０．１から７．５ｍｍの内側直径を有する。例えば、少なくとも１つの膜濾過ユニットのキャピラリは、０．５ｍｍから５ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍから２．５ｍｍの内側直径を有する。
【０２５７】
少なくとも１つの膜濾過ユニットが複数のキャピラリを有するキャピラリフィルタ膜である場合、膜濾過ユニットは、好ましくは２から１５キャピラリ、好ましくは４から１２、最も好ましくは５から１０キャピラリを含む。例えば少なくとも１つの膜濾過ユニットは７つのキャピラリを含む。
【０２５８】
キャピラリフィルタ膜は、乱流フローが膜表面に生じる場合に、相対的に低い操作圧力および高い再循環流量での固体の分離のために優れたフロー条件を提供するので、好ましい。
【０２５９】
本発明の１つの実施形態において、キャピラリフィルタ膜は、０．０１μｍから１０μｍ、好ましくは０．０５から５μｍ、より好ましくは０．１から２μｍ、最も好ましくは０．５から２μｍの孔サイズを有する少なくとも１つの膜を含む。
【０２６０】
膜濾過ユニットは当業者に既知である。本発明のマルチプルバッチシステムに好適であることができる１つの膜濾過ユニットとしては、Ｉｎｇｅ  ｗａｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能なｄｉｚｚｅｒ（Ｒ）モジュールが挙げられる。
【０２６１】
クロスフロー膜濾過デバイスの少なくとも１つの膜を横切るフローの速度は、０．１ｍ／ｓから１０ｍ／ｓ、好ましくは０．５ｍ／ｓから５ｍ／ｓ、最も好ましくは１ｍ／ｓから４ｍ／ｓであることがさらに理解される。加えてまたは代わりに、クロスフロー膜濾過デバイスの入口での圧力は、０ｂａｒから３０ｂａｒ、好ましくは０．２ｂａｒから１０ｂａｒ、最も好ましくは０．５から５ｂａｒである。
【０２６２】
本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの膜は、焼結材料、多孔質磁器、合成ポリマー、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（Ｒ）、または変成ポリエーテルスルホンおよびこれらの混合物を含む群から選択される材料で構成される。
【０２６３】
少なくとも１つの膜濾過ユニットの後に得られた炭酸水素カルシウム溶液、即ち濾液は、好ましくは５．５から９、好ましくは５．５から８の範囲、最も好ましくは５．５から７．５の範囲のｐＨを有する。
【０２６４】
加えてまたは代わりに、少なくとも１つの膜濾過ユニットの後に得られた炭酸水素カルシウム溶液、即ち濾液は、５０から１，０００ｍｇ／ｌ、好ましくは１００から８００ｍｇ／ｌ、最も好ましくは５００から７００ｍｇ／ｌのＣａＣＯ３としてのカルシウム濃度を有する。故に、少なくとも１つの膜濾過ユニットの後に得られた炭酸水素カルシウム溶液、即ち濾液は、炭酸水素カルシウムの濃縮溶液であることが理解される。別の実施形態によれば、少なくとも１つの膜濾過ユニットの後に得られた炭酸水素カルシウム溶液、即ち濾液は、ＭｇＣＯ３として１から１５０ｍｇ／ｌ、好ましくはＭｇＣＯ３として２から１００ｍｇ／ｌ、最も好ましくはＭｇＣＯ３として５から５０ｍｇ／ｌのマグネシウム濃度を有する。
【０２６５】
本発明のさらに別の実施形態によれば、少なくとも１つの膜濾過ユニットの後に得られた炭酸水素カルシウム溶液、即ち濾液は、５．０ＮＴＵ未満、好ましくは２．０ＮＴＵ未満、最も好ましくは１．０ＮＴＵ未満の濁度値を有する。例えば、少なくとも１つの膜濾過ユニットの後に得られた炭酸水素カルシウム溶液、即ち濾液は、０．５ＮＴＵ未満の濁度値を有する。
【０２６６】
本発明のさらに別の実施形態によれば、少なくとも１つの膜濾過ユニットの後に得られた炭酸水素カルシウム溶液、即ち濾液は、２００μＳ／ｃｍを超える、好ましくは３００μＳ／ｃｍを超える、より好ましくは４００μＳ／ｃｍを超える、または５００μＳ／ｃｍを超える伝導度値を有する。
【０２６７】
装置のユニット、即ち少なくとも１つの投与ユニット、マルチプルバッチシステムおよび少なくとも１つの膜濾過ユニットは、循環連通にて、即ちループ様システムにおいて接続されて、少なくとも１つの膜濾過ユニットで得られた残渣は、本発明の装置の少なくとも１つの投与ユニットに戻されて循環されることが本発明の１つの要件である。故に、少なくとも１つの膜濾過ユニットの少なくとも１つの出口は、少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの入口に接続されていることが理解される。例えば装置が１つの膜濾過ユニットを含む場合、膜濾過ユニットの１つの出口は、少なくとも１つの投与ユニットの１つの入口に接続されている。代わりに、装置が２つ以上の膜濾過ユニットを含む場合、各膜濾過ユニットの１つの出口は、独立に、少なくとも１つの投与ユニットの少なくとも１つの入口、好ましくは１つの入口に接続されている。
【０２６８】
マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインおよび少なくとも１つのスレーブバッチラインは、互いに独立に操作できることが理解される。例えばマルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、炭酸水素カルシウム溶液を調製するために使用され、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインは、調製された炭酸水素カルシウム溶液を既に含有する。代わりに、マルチプルバッチシステムのマスターバッチラインは、調製された炭酸水素カルシウム溶液を既に含有し、マルチプルバッチシステムの少なくとも１つのスレーブバッチラインは、炭酸水素カルシウム溶液を調製するために使用される。
【０２６９】
本発明の装置の利点は、炭酸水素カルシウム溶液の連続調製が達成されることであり、水の再ミネラル化のためにさらに使用できる。特に、本発明の装置により、低減した濁度、即ち＜０．５ＮＴＵを有する濃縮された炭酸水素カルシウム溶液の連続調製が可能になる。
【０２７０】
本発明の装置における炭酸水素カルシウム溶液の有利な調製の観点から、本発明のさらなる態様は、炭酸水素カルシウム溶液の調製のための装置の使用について言及する。特に本発明は、炭酸水素カルシウム溶液の連続調製のための装置の使用について言及する。溶液は、５０から１，０００ｍｇ／ｌ、好ましくは１００から８００ｍｇ／ｌ、最も好ましくは５００から７００ｍｇ／ｌの炭酸水素カルシウムの濃度を有することが好ましい。
【０２７１】
炭酸水素カルシウムの調製された溶液は水の再ミネラル化のために使用されるのが好ましい。
【０２７２】
故に本発明の別の態様は、水の再ミネラル化のための装置において調製される炭酸水素カルシウム溶液の使用について言及する。再ミネラル化されるべき水は、飲料水、レクリエーション水、例えばスイミングプールの水、処理用途のための産業水、灌漑用水、または帯水層もしくは井戸涵養のための水から選択されることが好ましい。
【０２７３】
本発明を、マルチプルバッチシステムの１つの実施形態を参照して図と組み合わせて、以下により詳細に説明する。
【０２７４】
図１は、少なくとも１つの投与ユニット、マルチプルバッチシステムおよび１つの膜濾過ユニットを含む装置の例示的な配置を示す。この装置は、給水部（２）および固体材料のための貯蔵容器の形態の固体供給部（４）に接続されている少なくとも１つの投与ユニット（６）を含む。装置はさらに、少なくとも１つの投与ユニット（６）、マルチプルバッチシステムのそれぞれ、即ちマスターバッチライン（１０）、第１のスレーブバッチライン（１２）および個々の任意のさらなるスレーブバッチライン（１４）と接続するスラリー供給部（８）を含み、炭酸カルシウムの水性懸濁液をマルチプルバッチシステムに注入するために使用される。マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインのそれぞれは、循環連通で、ガス投与入口（１６）、少なくとも１つの混合ユニット（２６）および少なくとも１つの槽（２８）を含む。二酸化炭素を炭酸カルシウムの水性懸濁液に導入するために、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインのそれぞれは、ガス投与入口、例えばＣＯ２入口（１６）を備える。さらに、炭酸カルシウムの水性懸濁液中への二酸化炭素の溶解は、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインのそれぞれに提供された少なくとも１つの混合ユニット（２６）によって促進される。濃縮炭酸水素カルシウム溶液を形成するために二酸化炭素の存在下、炭酸カルシウムの水性懸濁液からの炭酸カルシウムのさらなる溶解のために、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインはそれぞれさらに、少なくとも１つの槽（２８）を含む。故に、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインそれぞれは、ガス投与入口（１６）が少なくとも１つの混合ユニット（２６）の少なくとも１つの入口に接続され、よび少なくとも１つの混合ユニット（２６）の少なくとも１つの出口が少なくとも１つの槽（２８）の少なくとも１つの入口に接続されるように配置されることが好ましい。さらに、少なくとも１つの槽（２８）の少なくとも１つの出口は、ガス投与入口（１６）に接続されている。
【０２７５】
水性炭酸水素カルシウム溶液の少なくとも一部は、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインのそれぞれから放出できることが１つの要件である。従って、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインはそれぞれ、炭酸カルシウムの溶液の少なくとも一部を放出し、炭酸カルシウムの溶液が供給部（２０、２２、２４）を通って少なくとも１つの膜濾過ユニット（３４）に進むようにするための出口を備えている。この出口は、好ましくは、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインの個々の少なくとも１つの混合ユニット（２６）の後に位置する。
【０２７６】
さらに、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインのそれぞれから放出された炭酸水素カルシウム溶液は、場合により、組み合わせた生成物（３２）が次いでさらに膜濾過ユニット（３４）に向けられるように、貯蔵槽（３０）において貯蔵および回収できる。従って、貯蔵槽（３０）は、マルチプルバッチシステムと膜濾過ユニット（３４）との間に位置する。
【０２７７】
装置の個々のユニット、即ち少なくとも１つの投与ユニット（６）、マルチプルバッチシステム（１０、１２、１４）および１つの膜濾過ユニット（３４）は循環連通にて提供されることが理解される。故に、少なくとも１つの投与ユニット（６）の少なくとも１つの出口は、マスターバッチライン（１０）の少なくとも１つの入口に接続され、および少なくとも１つの投与ユニット（６）の少なくとも１つの出口は、１つ以上のスレーブバッチライン（１２、１４）の少なくとも１つの入口に接続されるように装置が配置されることが好ましい。さらに、マスターバッチライン（１０）の少なくとも１つの出口は、膜濾過ユニット（３４）の少なくとも１つの入口に接続されており、および１つ以上のスレーブバッチライン（１２、１４）の少なくとも１つの出口は膜濾過ユニット（３４）の同じ入口に接続されている。循環連通を提供するために、膜濾過ユニット（３４）の少なくとも１つの出口は、少なくとも１つの膜濾過ユニット（３４）に保持される残渣を少なくとも１つの投与ユニット（６）に戻して再循環するために少なくとも１つの投与ユニット（６）の少なくとも１つの入口に接続されていることがさらに必要とされる。
【０２７８】
場合により、貯蔵槽（３０）が装置に提供される場合、マスターバッチライン（１０）の少なくとも１つの出口は、貯蔵槽（３０）の少なくとも１つの入口に接続されており、および１つ以上のスレーブバッチライン（１２、１４）の少なくとも１つの出口は、貯蔵槽（３０）の同じ入口に接続されている。これに加えて、貯蔵槽（３０）の少なくとも１つの入口は、膜濾過ユニット（３４）の少なくとも１つの入口に接続されている。
【０２７９】
膜濾過ユニット（３４）に保持される残渣が本発明の装置の少なくとも１つの投与ユニット（６）に供給部（３８）を通って戻されて循環できるように、膜濾過ユニット（３４）は、少なくとも１つの投与ユニット（６）に接続されていることが理解される。
【０２８０】
濾液、即ち膜濾過ユニット（３４）を通過した炭酸水素カルシウム溶液の一部は膜濾過ユニット（３４）から放出できる。従って、膜濾過ユニット（３４）は、炭酸カルシウムの溶液の放出のために出口（３６）を備えている。
【０２８１】
図２は、少なくとも１つの投与ユニット、マルチプルバッチシステムおよび少なくとも１つの膜濾過ユニットを含む装置の例示的な配置を示し、ここで膜濾過ユニットの総数が、マルチプルバッチシステムを構成する部分であるマスターバッチラインおよびスレーブバッチラインの総数に対応する。
【０２８２】
装置は、給水部（４２）および固体材料のための貯蔵容器の形態の固体供給部（４４）に接続されている少なくとも１つの投与ユニット（４６）を含む。装置はさらに、少なくとも１つの投与ユニット（４６）とマルチプルバッチシステムの個々のライン、即ちマスターバッチライン（５０）、第１のスレーブバッチライン（５２）および個々の任意のさらなるスレーブバッチライン（５４）とを接続するスラリー供給部（４８）を含み、炭酸カルシウムの水性懸濁液をマルチプルバッチシステムに注入するために使用される。マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインのそれぞれは、循環連通で、ガス投与入口（１６）、少なくとも１つの混合ユニット（２６）および少なくとも１つの槽（２８）を含む。二酸化炭素を炭酸カルシウムの水性懸濁液に導入するために、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインのそれぞれは、ガス投与入口、例えばＣＯ２入口（１６）を備える。さらに、炭酸カルシウムの水性懸濁液中への二酸化炭素の溶解は、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインのそれぞれに提供された少なくとも１つの混合ユニット（２６）によって促進される。濃縮炭酸水素カルシウム溶液を形成するために二酸化炭素の存在下、炭酸カルシウムの水性懸濁液からの炭酸カルシウムのさらなる溶解のために、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインはそれぞれさらに、少なくとも１つの槽（２８）を含む。故に、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインそれぞれは、ガス投与入口（１６）が少なくとも１つの混合ユニット（２６）の少なくとも１つの入口に接続され、および少なくとも１つの混合ユニット（２６）の少なくとも１つの出口が少なくとも１つの槽（２８）の少なくとも１つの入口に接続されるように配置されることが好ましい。さらに、少なくとも１つの槽（２８）の少なくとも１つの出口は、ガス投与入口（１６）に接続されている。
【０２８３】
水性炭酸水素カルシウム溶液の少なくとも一部は、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインのそれぞれから放出できることが１つの要件である。従って、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインそれぞれは、炭酸カルシウムの溶液の少なくとも一部を放出し、炭酸カルシウムの各溶液が供給部を通って異なる膜濾過ユニット（６０、６２、６４）に進むようにするための出口を備えている。この出口は、好ましくは、マスターバッチラインおよび各スレーブバッチラインの個々の少なくとも１つの混合ユニット（２６）の後に位置する。
【０２８４】
装置の個々のユニット、即ち少なくとも１つの投与ユニット（４６）、マルチプルバッチシステム（５０、５２、５４）および膜濾過ユニット（６０、６２、６４）は循環連通にて提供されることが理解される。故に、少なくとも１つの投与ユニット（４６）の少なくとも１つの出口は、マスターバッチライン（５０）の少なくとも１つの入口に接続され、および少なくとも１つの投与ユニット（４６）の少なくとも１つの出口は、１つ以上のスレーブバッチライン（５２、５４）の少なくとも１つの入口に接続されるように装置が配置されることが好ましい。さらに、マスターバッチライン（５０）の少なくとも１つの出口は、膜濾過ユニット（６０）の少なくとも１つの入口に接続されており、１つ以上のスレーブバッチライン（５２、５４）の少なくとも１つの出口は異なる膜濾過ユニット（６２、６４）に接続されている。循環連通を提供するために、各膜濾過ユニット（６０、６２、６４）の少なくとも１つの出口が、少なくとも１つの投与ユニット（４６）の少なくとも１つの入口に接続されていることがさらに必要とされる。
【０２８５】
各膜濾過ユニット（６０、６２、６４）に保持される残渣が本発明の装置の少なくとも１つの投与ユニット（４６）に供給部（８０）を通って戻されて循環できるように、各膜濾過ユニット（６０、６２、６４）は、少なくとも１つの投与ユニット（４６）に接続されていることが理解される。
【０２８６】
濾液、即ち膜濾過ユニット（６０、６２、６４）を通過した炭酸水素カルシウム溶液の一部は、互いに独立に、各膜濾過ユニット（６０、６２、６４）から放出できる。従って、各膜濾過ユニット（６０、６２、６４）は、炭酸カルシウムの溶液の放出のために出口（７０、７２、７４）を備えている。
【実施例】
【０２８７】
以下の実施例は、本発明の装置を用いて、重炭酸カルシウムとして既知の炭酸水素カルシウム水溶液を調製する異なる方法を示す。次いで得られた炭酸水素カルシウム溶液は、例えば地下水または表層水源からの天然軟水、逆浸透または蒸留からの脱塩水、雨水であることができる軟水の再ミネラル化のために使用される。本発明の装置を用いるトライアルは、炭酸水素カルシウム溶液の調製のための原料として炭酸カルシウムの２つの異なる等級を用いて行われた。両方のＣａＣＯ３等級は、９９．５重量％を超える炭酸塩含有量を有する非常に高純度の大理石生産物を生産する同じ採石場由来であった。初期スラリー水性濃度は、ＣａＣＯ３として５００ｍｇ／ｌまたは１，０００ｍｇ／ｌのいずれかであった。
【０２８８】
すべてのトライアルは、室温、即ち１５から２５℃の温度で行った。各トライアルの初期に提供されたＲＯ（逆浸透）水はおおよそ室温、即ち１５から２５℃の温度を有していたことに留意すべきである。
【０２８９】
以下の表１は、異なる等級の炭酸カルシウム、および上記で記載される本発明の装置を用いることによって行われた再ミネラル化パイロットトライアルの間に使用された初期スラリー濃度を要約する。
【０２９０】
【表１】
2016518980.tif 000005
【０２９１】
個々の微粉化炭酸カルシウムは、投与ユニットの頂部に置かれたファンネルに注がれ、投与ユニットの頂部にファンネルの底部部分を接続する投与スクリューによって投与ユニットへの粉末の正確な投与が可能になる。炭酸カルシウム懸濁液は、微粉化炭酸カルシウム粉末をＲＯ水に混合することによって投与ユニットにて調製される。ＲＯ水は、Ｃｈｒｉｓｔ，ＢＷＴ  ＰＥＲＭＡＱ  Ｐｉｃｏによって提供される逆浸透ユニットを用いてオンサイトで製造され、以下の表２に概要されるような平均品質を有していた。
【０２９２】
【表２】
2016518980.tif 000006
【０２９３】
ＲＯ水および対応する量の微粉化炭酸カルシウムでの投与ユニットの充填は、投与ユニットの槽の内側に配置されたレベルスイッチに従ってプログラミングされ、設定される。投与ユニット中の炭酸カルシウム懸濁液の初期固体含有量は、表１に記載されるようにＣａＣＯ３として５００または１，０００ｍｇ／ｌであった。ＲＯ水は、ポンプによって添加され、投与ユニットの頂部に接続されたパイプによって導入されるが、炭酸カルシウム粉末は、投与ユニットの頂部において配置された投与スクリューから投与ユニットに添加される。ＲＯ水および微粉化炭酸カルシウムの両方は、予めプレプログラミングされた比に従って比例的に投与され、投与ユニット中の炭酸カルシウムの水性懸濁液の一定の固体含有量が可能になる。
【０２９４】
スタートアップ手順において、投与ユニットは、規定の出発固体含有量にて、炭酸カルシウム懸濁液で完全に充填される。次いで炭酸カルシウム懸濁液は、投与ユニットからポンプ輸送されて、マルチプルバッチシステムの１つ以上の混合ユニットに供給され、このユニットそれぞれが１００ｌの体積を有する。初期炭酸カルシウム固体含有量に比べて異なるＣＯ２化学量論比が、本発明の装置において試験された。ＣＯ２化学量論比は、水性出発スラリーのＣａＣＯ３モル濃度のｘ倍比であり、１．７倍から５倍まで変動する（ＣＯ２は２ｂａｒの圧力にて注入された。）。これらの試験は、３０分の時間制御設定にてバッチモードに基づいて行われた。次いで、幾つかのバッチから得られた溶液は、溶解した炭酸水素カルシウムおよび一部の残留未溶解ＣａＣＯ３を含有しているが、これらを次いで、限外濾過ユニットにさらに移行する前に、貯蔵槽にポンプ輸送した。最終生成物、即ち炭酸水素カルシウム溶液からなる限外濾過ユニットによって放出された濾液、および非濾液ストリーム、即ち限外濾過ユニットに保持された残渣は、本発明の装置を構成する部分としての投与ユニットに戻されて再循環された。
【０２９５】
参照トライアル
参照トライアルは、表１に記載されるようなスラリー１（サンプルＡ、ｄ５０＝２０μｍ）をＣａＣＯ３として５００ｍｇ／ｌの初期スラリー濃度にて用いて、３０分の時間制御設定を伴うが、濾過ユニットはないバッチモードにて行った。ＣＯ２は２ｂａｒの圧力にて注入した。
【０２９６】
工程設定は、上記で記載された通りであり、以下の表３に要約した。
【０２９７】
【表３】
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【０２９８】
以下の表４は、濾過ユニットを用いることなく本発明の装置を用いて幾つかのバッチにて得られた水性炭酸水素カルシウム溶液について測定された平均パラメータを示す。
【０２９９】
【表４】
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【０３００】
少なくとも１つの濾過ユニットを含む本発明の装置の影響
本発明の装置は、循環連通のためにより高い初期スラリー濃度での作業が可能であり、膜濾過ユニットに保持された残渣は、投与ユニットに戻して循環される。
【０３０１】
両方ともＣａＣＯ３として１，０００ｍｇ／ｌの初期スラリー濃度であるスラリー２（サンプルＡ、ｄ５０＝２０μｍ）およびスラリー３（サンプルＢ、ｄ５０＝３．５μｍ）は、濾過ユニットと組み合わせて３０分の時間制御設定を有する本発明の装置のバッチモードオプションを用いて以下のトライアルのために使用された。工程設定は、以下の表５に要約され、上記の参照トライアルに関して使用したものと同様であった。しかし、初期スラリー濃度およびＣａＣＯ３濃度に対する関連ＣＯ２化学量論比は異なる。ＣＯ２は２ｂａｒの圧力にて注入した。
【０３０２】
【表５】
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【０３０３】
以下の表６は、本発明の装置を用いて幾つかのバッチにて得られた水性炭酸水素カルシウム溶液について測定された平均パラメータを示す。
【０３０４】
【表６】
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【０３０５】
表６に概要される結果は、本発明の装置が、参照トライアルに比べて低ＣＯ２化学量論比を用いることによってより高い伝導度およびアルカリ度に到達可能であることを示す。これに加えて、本発明の装置内での少なくとも１つの膜濾過ユニットの組み込みにより、得られた炭酸水素カルシウム溶液は、非常に低い濁度レベルを有する。さらに、本発明の装置において微細な炭酸カルシウム生成物、即ちスラリー３（サンプルＢ、ｄ５０＝３．５μｍ）の使用により、両方のＣＯ２化学量論比に関して、より粗い炭酸カルシウム生成物、例えばスラリー２（サンプルＡ、ｄ５０＝２０μｍ）と比べて、より高い伝導度およびアルカリ度レベルが得られる。ＣＯ２の化学量論比の増大が、得られた炭酸水素カルシウム溶液に関して測定された伝導度およびアルカリ度の増大を誘導することが、試験されたスラリーの両方についてさらにわかる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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