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Verfahren zum Klären von zuckerhaltigen pflanzlichen Säften mit Kalk
und Säure Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Klären von zuckerhaltigen pflanzlichen
Säften, z. B. Fruchtsäften, Zuckerrohrsaft, Rübensaft, Mosten und dergleichen, durch
Behandlung mit Kalk und Säure.
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Die Erfindung gründet sich insbesondere auf den Umstand, daß zuckerhaltige
pflanzliche Säfte der genannten Art einen natürlichen pH-Wert aufweisen, sowie auf
die Beobachtung, daß in dem schwachsauren Bereich dieses pH-Wertes keine Ausflockung
auftritt.
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Es ist bereits bekannt, solche zuckerhaltigen pflanzlichen Säfte zum
Zwecke ihrer Reinigung mit verschiedenartigen chemischen Stoffen zu behandeln. So
hat man bereits mit Kalk vermischten Brei von Zuckerrüben mit Phosphorsäure oder
einer anderen geeigneten Säure neutralisiert, hierauf auf 75' C erhitzt und
abgepreßt, alsdann den von der Presse kommenden heißen Saft nochmals mit Kalk versetzt
und ihn in der üblichen Weise saturiert und gefiltert.
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Es ist ferner ein Verfahren zur Reinigung des Saftes bei der Verarbeitung
von Zuckerrüben bekannt, gemäß welchem der Rohsaft mit einer geringen Kalkmenge
versetzt sowie mit einer entsprechenden Phosphatmenge unter Zusatz von Calcium-Carbonat
neutralisiert wird. Der bei diesem Verfahren als Rückstand verbleibende Kalkschlamm,
der Calcium-Carbonat, Bicalcium-Phosphat und unlösliche Kalkverbindungen enthält,
kann als Filtermasse bei der Reinigung weiterer Saftinengen an Stelle von Caleium-Carbonat
verwandt werden.
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Man hat ferner das Klären von Zuckerlösungen in der Weise durchgeführt,
daß man nach Abtrennung gröberer Verunreinigungen durch mechanische Suspension den
eigentlichen Klärvorgang durch Zusatz poröser Kohle unter Bewegung der Flüssigkeit
durchführte. Die feine Struktur der Kohle sollte dabei auch feinere unlösliche in
der Suspension enthaltene Bestandteile absorbieren.
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Auch bei diesem Verfahren wird der ausgepreßte trübe Saft durch Zusatz
von Kalk nebst einer kleinen Menge saurer Phosphate unter Erhitzung der Mischun-
auf eine Tem eratur von 98' C unter Ab-
t> p nahme des gebildeten
Schaums und nochmaliges Kochen gereinigt.
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Die Erfindung bezweckt die Ausbildung eines verbesserten Verfahrens
zum Klären von zuckerhaltigen pflanzlichen Säften, Fruchtsäften, Zuckerrohrsäften,
Rübensäften u. dgl. mit Kalk und Säure. Die Erfindung geht dabei von dem Umstand
aus, daß Flüssigkeiten der genannten Art einen natürlichen pH-Wert aufweisen, der
in einem schwach sauren Bereich liegt, in dem eine Ausflockung von im Saft enthaltenen
Kolloiden nicht stattfindet. Es ist ferner bekannt, daß SäftedererwähntenArtStoffeamphoteren
Charakters, wie organische Säuren und deren Salze, Polypeptide, Aminosäuren sowie
Saccharose, enthalten, die als Puffersubstanzen wirksam werden können. Solche in
einem natürlichen Saft vorhandenen Stoffe bedingen u. a. die natürliche Stabilität
oder die »Lebenskraft« des Saftes, verhindern also ein zu schnelles Verderben desselben.
Bei der bisherigen Behandlung mit Kalk und Säuren wurde der pH-Wert der Säfte stark
verändert, so daß es zur Ausflockung der kolloidalen Bestandteile kam. Auch wurden
die erwähnten Puffersubstanzen schädlich beeinflußt.
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Gemäß der Erfindung, fügt man dem zu behandelnden Saft gleichzeitig
Kalk und Phosphorsäure in solcher Menge zu, daß der pH-Wert auf einer dem natürlichen
pH-Wert des Saftes möglichst benachbarten Höhe gehalten wird. Dabei bildet sich
in situ, also beim natürlichen Zustand des Saftes, Dicalcium-Phosphat. Die amphoteren
Mineralien oder organischen Stoffe werden nicht beeinflußt. Es bildet sich weder
ein Rückstand von Fremdstoffen, noch verbleiben lösliche Kalksalze im Saft. Das
Dicalcium-Phosphat wirkt lediglich durch seine absorbierenden Eigenschaften. Dennoch
wird der Reinigungseffekt erreicht, und zwar unter Bedingungen, bei denen die
ursprüngliche
Beschaffenheit des lebendigen Saftes berücksichtigt wird.
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Unter diesen Bedingungen werden die Pufferstoffe nicht mehr in Mitleidenschaft
gezogen. Nachdem einmal ihre Reinigung unter den vorstehend erläuterten Bedingungen
durchgeführt ist, d. h. indem man bei einem möglichst konstanten pH-Wert
bzw. bei einem pH-Wert, der so nahe als möglich dem Wert des ursprünglichen Saftes
kommt, arbeitet, kann die Weiterbehandlung, insbesondere die Konzentration und die
Isolierung der zu extrahierenden Stoffe, z. B. des Zuckers, in an sich bekannter
Weise durchgeführt werden. Ausführungsbeispiel Der aus einer Tonne Zuckerrohr gewonnene
Saft wird mit 50 g neutralem Natrium-Karbonat sowie zwecks Vermeidung einer
Änderung des pH-Wertes mit der erforderlichen Menge Phosphorsäure besetzt; die Reinigung
wird alsdann in der Weise durchgeführt, daß man allmählich 450 g Kalk sowie
Phosphorsäure derart hinzufügt, daß in situ eine Fällung von Dicalzium-Phosphat
hervorgerufen wird. Alsdann wird der Saft erhitzt, um die eiweißartigen Stoffe zu
koagulieren.
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Die vorstehend erläuterte Behandlungsweise ist mit den folgenden Vorteilen
verbunden.
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1. Verringerung der Gesamtmenge der eingesetzten Basen auf
500 g (450 g Kalk und 50 g CO.Na,) gegenüber einer bei der
bisherigen Behandlungsweise benötigten Menge von 1000 g Kalk.
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2. Verdoppelte Fassungskraft der Kläranlage und entsprechend erhöhter
Durchsatz.
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3. Unveränderte Aufrechterhaltung des pH-Wertes im Laufe der
Klärung und nach derselben.
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4. Fortfall von Inkrustationen; Möglichkeit der Durchführung kontinuierlicher
Arbeitsweise.
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5. Verringerung der Gewichtsmenge der anfallenden Melasse
sowie weniger reiche Melasse.
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6. Verringerung des Schlammvolumens und seiner Menge.
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7. Verringerung des Volumens der Filtrate. 8. Die Glukosen
werden nicht angegriffen.
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9. Die Ausbeute an Saccharose wird durch die Schnelligkeit
der Durchführung des Verfahrens sowie durch die Erhaltung der Glukose verbessert.
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10. Die Filtrierung des Zuckers bei der Raffinerie wird verbessert.
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11. Die anfallende Melasse ist leichter zu verarbeiten.
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12. Der erzeugte Rum hat besseren Geschmack. 13. Die Ausbeute
wächst infolge der Nichtbeeinflussung der Glukose. 14. Die Menge der dem Most zugefügten
Phosphate wird vermindert.
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15. Im Falle der Verwendung von Ammoniak wird die den Mosten
zugefügte Menge ebenfalls verringert.
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Beim Zuckersieden aus Rüben ist das erfindungsgemäße Verfahren infolge
des erhöhten pH-Wertes des Rübensaftes: pH = 6,5 besonders vorteilhaft anzuwenden.
Natürlicher Rübensaft enthält die Basen für die als Pufferstoffe erforderlichen
löslichen Salze.
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Der mit dem erfindungsgemäßenVerfahren erzielte Fortschritt ist also
mannigfaltig und wesentlich. Er beruht insbesondere darauf, daß es ohne Abbau der
Saecharose durchgeführt wird.
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Ein anderes Anwendungsgebiet, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren
eine elegante und vorteilhafte Lösung ermöglicht, ist die Verwendung von Ionenaustauschern.
Die Ionenaustauscher können nur auf vorher geklärte Säfte zur Wirkung gebracht werden.
Man kann ihre Anwendung vorteilhaft mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbinden,
nach welchem die Kolloide mit geringsten Kosten beseitigt werden, indem man die
Bildung schädlicher Kolloide vermeidet.
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Die vorstehenden Ausführungen beziehen sich vorzugsweise auf Säfte,
aus denen Zucker gewonnen wird, doch läßt sich das Verfahren mit ähnlichen Vorteilen
auf alle natürlichen oder biologischen Flüssigkeiten anwenden.