CH671144A5

CH671144A5 -

Info

Publication number: CH671144A5
Application number: CH618/87A
Authority: CH
Inventors: Werner Drebert; Hans-Joachim Dipl-Ing Radcke; Hans-Werner Krone; Harry Dr-Ing Heinz; Joachim Dipl-Ing Lochmann; Gerhard Dipl-Ing Naumann; Gerd Dipl-Ing Jahn; Werner Dr-Ing Ebert
Original assignee: Zent Warenkontor Obst Gemuese
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1989-08-15
Also published as: DE3701608A1; DE3701608C2; SE8700723D0; DD258120A3; SE8700723L; FR2594648A1

Description

BESCHREIBUNG Das Verfahren bezieht sich auf die Gewinnung von pflanzlichen Säften und Extrakten, vorzugsweise auf die Saftgewinnung von Äpfeln.

Bekannt sind Verfahren zur Gewinnung von Getreide-, Obst- und Gemüsesäften mittels mechanischer Pressen und diesen Pressen nachgeschaltete Extraktionsmaschinen. Die modernsten und verbreitetsten Verfahren sind in «Confruk-ta-Studien», Bd. 28 (1984) II, am Beispiel der Saftgewinnung aus Äpfeln dargestellt. In «Frucht- und Gemüsesäfte», Handbuch der Getränketechnologie von Ulrich Schobinger, Verlag Eugen Ulmer Stuttgart, 1981, sind weitere Verfahren zur Gewinnung von flüssigen Produkten aus Obst und Gemüsen dargestellt.

Alle in diesen Literaturquellen dargestellten Saftgewinnungsverfahren basieren vorwiegend auf die Anwendung mechanischer Presskräfte für die Fruchtentsaftung, die unter Anwendung dieser Prinzipien in der Mehrzahl in diskontinuierlichen Verfahren anwendbar sind. Die Extraktion der in den Fruchtrückständen noch verbleibenden Extraktstoffe, ist in den bekannten Verfahren nur in den Pressen nachgeschalteten separaten Extrakteuren möglich, an deren Effekti-vierung international gearbeitet wird. Aus der Patentliteratur ist ein Verfahren zur Gewinnung von löslichen Stoffen aus Zellgewebe unter Vakuum bekannt. In dieser Lösung wird eine Verfahrenskombination des Extrahierens und Pressens von löslichen Stoffen aus Zellgewebe unter Vakuumeinwirkung dargestellt. Dieses Verfahren ermöglicht keine schlüssige kontinuierliche Fahrweise. Die Einwirkung des Vakuums dient in erster Linie energiewirtschaftlichen Erwägungen durch Herabsetzung der Extraktionstemperaturen und der Extraktionszeiten. Informationsquelle: DD-WP 155 868, Int.-Cl3 A 23 N 1/00.

In einer weiteren Lösung wird die Kombination von Extraktions- und Pressaggregaten vorgestellt, die insgesamt durch die Einhaltung von Extraktions- und Abtropfzeiten keinen kontinuierlichen Betrieb zulassen. Das Verfahren er-fordert den Einsatz von 5 bis 6 Schneckenpressen und besitzt die Merkmale eines diskontinuierlichen, mehrstufigen Extraktionsverfahrens, bei dem eine übliche Gegenstromex-traktion gewählt wurde. Informationsquelle: DD-WP 150 427, Int.-Cl3 A 23 N 1/00.

Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der technischen Unzulänglichkeiten der bekannten Entsaftungsverfahren zur Verringerung des apparativen-, energetischen- und des Arbeitsaufwandes.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Gewinnung von pflanzlichen Säften und Extrakten zu entwickeln, das kontinuierlich arbeitet und dabei den apparativen, den energetischen und den Arbeitsaufwand verringert. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das im Anspruch 1 definierte Verfahren.

Erfmdungsgemäss wird der zu verarbeitende Rohstoff mit bekannten Zerkleinerungsmaschinen in Korngrössen von vorzugsweise 3 bis 10 mm zerkleinert, wenn erforderlich enzymatisch behandelt, danach mit definiertem Volumenstrom und definierter Schichthöhe mit üblichen Fördereinrichtungen auf ein endloses, kontinuierlich umlaufendes Filtrationsband aufgegeben. Im ersten Abschnitt des Filtrationsbandes erfolgt die Aufgabe des Rohstoffes in einer dem Rohstoff spezifischen Schichtdicke von vorzugsweise 10 bis 50 mm. In diesem Abschnitt wird die Abtrennung des Zellsaftes mittels Vakuum über eine perforierte Schicht des endlosen Filtrationsbandes realisiert. Nach Erreichen einer minimalen Restfeuchte des Rohstoffes wird ohne Unterbrechung des kontinuierlich transportierten Stoffstromes dem Rohstoff ein definiertes Extraktionsmittelvolumen von vorzugsweise 5 bis 50 Masseprozent zur aufgegebenen Rohstoffmasse, gleichmässig auf den vorentsafteten Rohstoff aufgegeben. Die Entsaftungsabschnitte auf dem endlosen Filtrationsband verhalten sich dabei, zwischen Rohsaft- und Extraktionssaftabschnitt, vorzugsweise im Verhältnis von 1:2. Mittels Vakuum wird dabei der noch verbliebene Rohsaft im Rohstoff durch das Extraktionsmittel verdrängt und zum grössten Teil über das perforierte Band abgetrennt. Dabei wird eine Minimierung des Extraktstoffes im Rohstoff erreicht, der in der Grössenordnung von mindestens 25% des ursprünglichen Extraktstoffgehaltes liegt.

Durch die Einwirkung des Vakuums wird nochmals eine minimale Restfeuchte des Rohstoffes erreicht. Die Verdrängungsextraktion wird bei Temperaturen von 5 bis 50 °C durchgeführt. Der so behandelte Rohstoff wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt einer kontinuierlichen Kompression, vorzugsweise im Druckbereich von 0,1 bis 1,0 MPa, unterzogen. Damit wird ein Aufschluss des noch vorhandenen unverletzten Zellgewebes erreicht und der dabei freigesetzte Zellsaft mit seinen Extraktanteilen, mittels dem im Rohstoff verbliebenen Restextraktionsmittel über eine perforierte Wand freigesetzt.

Insgesamt wird bei Anwendung der Erfindung eine Extraktionsstoffausbeute von mindestens 85% der ursprüng-

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lieh im Rohstoff enthaltenen Extraktgehalte erreicht. Die verfahrensbestimmenden Parameter wie Volumenstrom. Schichtdicke. Extraktionsmittelmenge und Vakuumhöhe werden auf die jeweilige Rohstoffart und -qualität eingestellt.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel für Apfelmaische näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen die

Figur 1 den apparativen Aufbau zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens

Figur 2 die schematische Darstellung der Versuchsergebnisse aus der Tabelle I.

Die vermahlene Apfelmaische wird über eine Aufgabevorrichtung auf das kontinuierlich arbeitende Vakuum-Zellenbandfilter 1 aufgegeben. Die Rohsaftabtrennung erfolgt über eine bemessene Teilfläche der Gesamtfilterfläche über ein Polyestersiebgewebe in den Rohsaftabscheider 3. In diesem Rohsaftabscheider 3 wird die Vakuumluft vom Rohsaft getrennt und derselbe kann aus dem Vakuumsystem mittels Pumpe 7 zur Weiterverarbeitung gefördert werden. Die Extraktion der teilentsafteten Trester auf dem Filter findet auf der Restfläche des Filterbandes statt, wobei das definierte Extraktionswasser von vorzugsweise 6 bis 15 Masseprozent zur aufgegebenen Maischemasse, mit Hilfe von geeigneten Aufgabevorrichtungen aufgegeben wird. Der Extraktionssaft wird über den Extraktionssaftabscheider 4 und die Pumpe 6 zur Weiterverarbeitung gefördert. Die Vakuumluft wird mittels Vakuumpumpe 5 für beide Saftarten er-5 zeugt. Das als Filtermittel eingesetzte Polyestersiebgewebe wird nach der Tresterabnahme im unteren Teil des Zellbandfilters einer gründlichen Reinigung unterzogen. Die entsafteten Trester gelangen von der Abnahmeeinrichtung des Filters in eine Horizontalschraubenpresse 2 und werden auf io Grund ihrer geringen Restfeuchteanteile mit hoher Effektivität restentsaftet. Dieser gewonnene Extraktionssaft kann zur Weiterverarbeitung und die Trester zum Abtransport gefördert werden. Die ermittelten Versuchsergebnisse werden in der Tabelle 1 dargestellt.

i5 Für den dargestellten Versuch stand eine mittels Rätz-mühlen zerkleinerte Apfelmaische zur Verfügung, die gemäss der in der Tabelle 1 dargestellten Stoff- und Extraktbi-lanz verarbeitet wurde.

Aus den Versuchsergebnissen (Tabelle 1) wird ersichtlich, 20 wie die funktionelle Bedeutung jedes einzelnen Verfahrensschrittes zu bewerten ist und welche Konsequenzen das Auslassen eines Verfahrensschrittes besitzt. Die Darstellung erfolgte unter Berücksichtigung der Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte.

Tabelle 1

Bezeichnung

Masse lösliche Trockensubstanz

(kg)

(%)

Maische

1000,0

129,0

12,9

Rohsaft

528,7

68,4

12,9

Trester 1

471,3

60,6

12,8

Wasser

142,6

0,0

Trester 2

613,9

60,6

9,9

Extraktionssaft I

281,4

28,7

10,2

Trester 3

332,5

31,9

9,6

Extraktionssaft II

160,6

16,1

10,0

Trester 4

171,9

15,8

9,2

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Vakuum-Zellenbandfilter

2 Horizontalschraubenpresse

3 Rohsaftabscheider

4 Extraktionssaftabscheider

5 Vakuumpumpe

6 Pumpe

7 Pumpe

8 endloses Filterband

9 erster Abschnitt des endlosen Filterbandes 10 zweiter Abschnitt des endlosen Filterbandes

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Gewinnung von pflanzlichen Säften und Extrakten, dadurch gekennzeichnet, dass der zerkleinerte Rohstoff kontinuierlich mit definiertem Volumenstrom und definierter Schichtdicke auf den ersten Abschnitt (9) des endlosen, kontinuierlich umlaufenden Filterbandes (8) aufgegeben, der Zellsaft mittels Vakuum über eine perforierte Schicht des endlosen Filterbandes (8) abgetrennt und nach Erreichung einer maximalen Entsaftung des Rohstoffes ein Extraktionsmittel gleichmässig auf den vorentsafteten Rohstoff im zweiten Abschnitt (10) des endlosen, kontinuierlich umlaufenden Filterbandes (8) aufgegeben wird und dadurch der verbliebene Rohsaft im Rohstoff durch das Extraktionsmittel verdrängt und mittels Vakuum abgetrennt wird und in einem nachfolgenden Verfahrensschritt eine Restentsaftung durch Kompression erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zerkleinerte Rohstoff eine Korngrösse von 3—10 mm aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohstoff enzymatisch behandelt ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensstufen Entsaftungs- und Verdrängungsextraktion kontinuierlich auf einer Maschine nacheinander durchgeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabe des Rohstoffes in einer dem Rohstoff spezifischen Schichtdicke von 10 — 50 mm erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungsextraktion mit Wasser bei vorzugsweisen Einsatzmengen von 5 —50%, bezogen auf die Rohstoffausgangsmenge, durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungsextraktion bei Temperaturen von 5 — 50 °C erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —7, dadurch gekennzeichnet, dass Volumenstrom, Schichtdicke, Extraktionsmittelmenge und Vakuumhöhe als wesentliche Prozessparameter entsprechend Rohstoffart und -qualität eingestellt werden.