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Verfahren zum Entfärben von Zuckersäften.
Es ist bekannt, dass Zuckerlösungen bei höherer Temperatur an und für sich unbeständig sind und Zersetzungen unter Entstehung saurer Produkte erleiden. Durch Kontaktstoffe, auch durch Aktivkohle, wird diese Zersetzung noch beschleunigt. Auch Wasserstoffsuperoxyd wirkt in der gleichen Richtung. Mit Wasserstoffsuperoxyd versetzte Zuckerlösungen werden beim Erhitzen gelb und zeigen starke saure Reaktion. Dagegen bewirkt der Zusatz von Wasserstoffsuperoxyd zu gefärbten Zuckerlösungen bei Raumtemperatur eine mit der Zeit fortschreitende Entfärbung, so dass bei mehrtägigem Stehen vollkommene Farblosigkeit der Lösungen erreicht werden kann.
Es wurde deshalb vorgeschlagen, Zuckerlösungen dadurch zu reinigen, dass man diese bei niederer Temperatur z. B. in einem Kühlmaischer mit Wasserstoffsuperoxyd behandelt. Nachdem das Wasserstoffsuperoxyd einige Zeit je nach der fortschreitenden Entfärbung eingewirkt hat und dementsprechend ganz oder grösstenteils verbraucht wurde, wurde die zuckerhaltige Lösung fast bis zum Sieden erhitzt.
Diese Arbeitsweise erfordert demnach einen erheblichen Zeitaufwand und ist deshalb technisch und wirtschaftlich nicht durchführbar.
Man hat auch bereits vorgeschlagen, Aktivkohle gleichzeitig mit Wasserstoffsuperoxyd zur Entfärbung von Zuekerlösungen zu verwenden. Die Behandlung wurde aber, um Zersetzungen zu vermeiden, bei Raumtemperatur vorgenommen, wobei zur Entfärbung der erhebliche Zeitaufwand von 5 bis 6 Stunden notwendig war. Erst nach beendeter Oxydation wurde der Syrup auf Temperaturen von 80 bis 900 erhitzt.
Der bei diesem Verfahren erreichte Effekt war zwar sehr günstig, der erhebliche Zeitaufwand verhinderte jedoch seine praktische Anwendung.
Die beschriebenen Verfahren zur Reinigung und Entfärbung von Zuckersäften unter Verwendung von Wasserstoffsuperoxyd allein oder Wasserstoffsuperoxyd und Kohle gingen also von dem Gedanken aus, dass Wasserstoffsuperoxyd bei höherer Temperatur auf Zucker in ungünstiger Weise einwirkt und schreiben daher vor, dass man mit dem Erhitzen der Lösungen warten muss, bis die Oxydation beendet, d. h. bis das Wasserstoffsuperoxyd verbraucht ist.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass man Zuckerlösungen durch gleichzeitige Anwendung von Wasserstoffsuperoxyd und oberflächenaktiven Stoffen von grosser Entfärbungskraft, wie Aktivkohle, Knochenkohle, aktive Kieselsäure usw., in kurzer Zeit entfärben kann, wenn man trotz der bestandenen Hemmungen bei erhöhter Temperatur arbeitet. Hiezu wird der Zuckersaft bei erhöhter Temperatur, z. B. bei etwa 60 bis 90 , durch ein oberflächenaktive Stoffe enthaltendes Filter, z. B. ein Kohlefilter, geleitet, mit der Massgabe, dass dem Zuckersaft vor Eintritt in das Filter geringe Mengen von Wasserstoffsuperoxyd zugegeben werden.
Das neue Verfahren kann auf Zuckersäfte verschiedener Herkunft angewandt werden, sofern sie für Raffinationszwecke geeignet sind. Man kann also auf diese Weise Rohr-, Rüben-, Holzzuckeru. dgl. Säfte reinigen. Auch die Konzentration der verwendeten Zuckerlösungen kann in weitgehenden Grenzen verändert werden. Es kann sowohl Dünnsaft als auch eingedickter Saft entfärbt werden. Die Menge des Wasserstoffsuperoxyds wird zweckmässigerweise so bemessen, dass das Wasserstoffsuperoxyd nach dem Austritt der zu entfärbenden Zuckerlösung aus dem Kohlefilter verbraucht ist, da andernfalls beim Eindampfen wieder Gelbfärbung auftreten könnte.
Der günstigste Aufwand an Wasserstoffsuperoxyd liegt bei eingedicktem Zuckerrohsaft, Stärkezuekersyrup u. dgl. bei 0'1-0'15% vom Gewicht des
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Saftes an 30% igem Wasserstoffsuperoxyd. Ein grösserer Aufwand bewirkt nur eine unwesentliche Wirkungssteigerung. Ausser einer wesentlichen Verkürzung der Einwirkungsdauer wird durch das neue Verfahren eine erhebliche Verstärkung der Entfärbungswirkung der Kohle erreicht. Es ist auf diese Weise möglich, die Wirkungsdauer der Aktivkohle auf ein Mehrfaches zu erhöhen.
Das Verfahren kann auch durchgeführt werden, indem man die oberflächenaktiven Stoffe, z. B.
Aktivkohle, mit der Wasserstoffsuperoxydlösung vermischt, das Gemisch dem Zuckersaft zusetzt, z. B. in den Zuckersaft einrührt, und den Zuckersaft nach einiger Zeit von der Kohle abfiltriert.
Beispiele :
1. Der von den Dünnsaftfilterpressen mit etwa 70 C kommende eingedickte Saft der Stärkezucker- syrup-Fabrikation wird vor dem Eintritt in das zweite Knochenkohlefilter mit 0'l-0'15% vom Gewicht des Saftes an 30% igem Wasserstoffsuperoxyd in konstanter Menge versetzt. Die Wirksamkeit des Knochenkohlefilters wird dadurch auf das Zwei-bis Dreifache gesteigert, bevor eine Regeneration erforderlich ist.
In gleicher Weise kann der von den Filterpressen kommende Rohsaft vor dem Eintritt in das erste Kohlefilter mit geringen Mengen Wasserstoffsuperoxyd versetzt werden. Man verfährt dann so, dass der ganze erforderliche Wasserstoffsuperoxydaufwand derart auf das erste und zweite Knochenkohlefilter verteilt wird, dass die beiden Filter etwa zur gleichen Zeit erschöpft. sind.
2. Rohzuckersaft von zirka 70% Trockengehalt wird bei 70-90 mit geringen Mengen an 30% igem Wasserstoffsuperoxyd, etwa 0'1-0'15% vom Gewicht des Rohsaftes, unter gleichzeitiger Anwendung von Entfärbungskohle, z. B. Hiag-Kohle UP, UP normal oder UP spezial versetzt, wobei die Einwirkung-
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Es wurde bereits vorgeschlagen, Flüssigkeiten, darunter auch Zuckersäfte, mit Wasserstoffsuperoxyd zu entfärben und hiebei, um eine vorschnelle Zersetzung des Wasserstoffsuperoxyds zu vermeiden, das Wasserstoffsuperoxyd in Kieselgur oder Infusorienerde absorbiert anzuwenden. In dieser Form kann das Wasserstoffsuperoxyd in der zu entfärbenden Flüssigkeit besser verteilt werden und sollen gleichmässigere Entfärbungsergebnisse erzielt werden. Nach diesem Verfahren wird also lediglich die an sich bekannte Aufsaugefähigkeit der Kieselgur oder der Infusorienerde ausgenutzt, um das Wasserstoffsuperoxyd zu verteilen. Das Absorptionsmittel beteiligt sich aber an der Entfärbung des Zuckersaftes nicht oder nur in sehr geringem Masse.
Im Gegensatz hiezu werden nach der Erfindung neben Wasserstoffsuperoxyd oberflächenaktive Stoffe von grosser Entfärbungskraft, wie Aktivkohle, verwendet, die gemeinsam mit Wasserstoffsuperoxyd eine weitgehende Entfärbung des Zuckersaftes bewirken.
Zum Nachweis der Überlegenheit des Verfahrens der Erfindung gegenüber dem bekannten Ver-
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und einer Farbzahl von 349 (gemessen im Komparator nach Hellige, Stock und Fonrobert) bei 950 durch- geführt. Die bei den einzelnen Versuchen verwendeten Entfärbungsmittel, ihre Menge und die Farbzahl nach der Entfärbung gehen aus folgender Tabelle hervor :
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<tb>
<tb> Entfärbungsmittel <SEP> Farbzahl <SEP> nach <SEP> der <SEP> Entfärbung
<tb> 18% <SEP> Kieselgur <SEP> 339
<tb> 0-2% <SEP> 30% <SEP> iges <SEP> H, <SEP> 0, <SEP> 229
<tb> 18% <SEP> Kieselgur <SEP> + <SEP> 0'2% <SEP> 30%iges <SEP> H202 <SEP> 211
<tb> 1% <SEP> Aktivkohle <SEP> + <SEP> 0-2% <SEP> 30% <SEP> iges <SEP> H2. <SEP> 73
<tb>
PATENT-ANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zum Entfärben von Zuckersäften durch gleichzeitige Behandlung mit Wasserstoffsuperoxyd und oberflächenaktiven Stoffen von grosser Entfärbungskraft, wie Aktivkohle, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuckersaft bei erhöhter Temperatur, z. B. bei etwa 60 bis 90 C, mit oberflächenaktiven Stoffen und Wasserstoffsuperoxyd in Berührung gebracht wird, z. B. durch ein oberflächenaktive Stoffe enthaltendes Filter, z. B. ein Kohlefilter, geleitet wird, mit der Massgabe, dass dem Zuckersaft vor Eintritt in das Filter geringe Mengen von Wasserstoffsuperoxyd zugegeben werden, zweckmässig derart, dass das Wasserstoffsuperoxyd nach Durchgang des Zuckersaftes durch das Filter im wesentlichen verbraucht ist.