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Verfahren zur Verarbeitung von Rosskastanien oder ähnlich zusammengesetzten Pflanzenteilen auf
Stärke, Saponin und andere nutzbare Produkte.
Viele Pflanzen und Pflanzenteile enthalten schwer zu entfernende Geschmacks-und Giftstoffe wie Saponin u. dgl. Diese machen sie für menschliche und tierische Ernährung ungeeignet, was umso bedauerlicher ist, als manche von ihnen, wie z. B. die Rosskastanie, sehr grosse Mengen an Kohlehydraten in Form von Stärke enthalten. Man hat daher schon seit langem versucht, aus dem Samen der Rosskastanie Stärke. Saponin und andeie nutzbare Produkte zu gewinnen.
So werden gemäss dem Verfahren des D. R. P. Nr. 114283 die Früchte in Wasser geweicht, welchem schweflige Säure zugesetzt ist. Diese hemmt aber die Lösung des Saponins, wirkt auf die Eiweisskölper in ungünstigster Weise, indem sie'dieselben zum Gerinnen bringt, und ist obendrein auch schwer aus der Stärke zu entfernen, wodurch
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diese Nachteile vermeidet die Erfindung dadurch, dass von dem Zusatz von schwefliger Säure abgesehen wird, hingegen Alkalien dem Weihwasser zugesetzt werden. De Callias (Fischer-Wagners Jahresberichte der chemischen Technologie, 1857, Seite 233, 1862, S. 398) und das Verfahren des erwähnten D. R. P.
Nr. 114283 verwenden weiters zur Zerkleinerung der frischen Früchte Mühlen, wie sie zur Zelkleinerung von Mais und anderen Materialien in der Stärkefabrikation Verwendung finden, für die trockenen Früchte aber Walzen. Die Zerkleinerung gemäss vorliegender Erfindung erfolgt dagegen im Kollergang oder im Holländer und vermeidet dadurch die Nachteile der Mühlen und Walzen, da im Kollergang oder im Holländer die wechselnde Grösse der Früchte kein Hindernis beim Vermahlen bildet, wogegen Mahlwerke und Walzen der Grösse entsprechend eingestellt werden müssen, sich auch leicht verkleben, und dann unwirksam werden. Der Kollergang aber bleibt auch bei dickbreiiger Beschaffenheit des Mahlgutes gleich wirksam.
Dazu kommt noch, dass bei der Zerkleinerung gemäss dem vorliegenden Verfahren im Kollergang oder im Holländer das Mahlgut sich stets im alkalischen Weihwasser befindet und somit die zerkleineiten Teilchen des Kernes ununterbrochen ausgelaugt weiden. Ein weiterer grosser Vorteil dieser Art der Aufbereitung liegt ferner darin, dass nicht nur die braune, lederartige Samenschale, sondern auch die zarte, im trockenen Zustande sehr spröde Samenhaut durch die quetschende Wirkung der Läufer nur sehr mässig zerkleinert werden, so dass sie auf den Trommel-und Rüttelsieben leicht abtrennbar von der Stärke bleiben. Auf alle diese Vorteile wird im nachfolgenden näher eingegangen werden.
Die Erfindung ermöglicht nun aus Rosskastanien oder ähnlich zusammengesetzten Pflanzenteilen die bequeme uud wirtschaftliche Gewinnung von Saponin, weiters von zur
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Erfindungsgemäss wird das Ausgangsmaterial, im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, welches nach dem Zerkleinern der Samen das Einlegen in schwefligsäurehältiges Wasser vorschreibt, zunächst in alkalischem Wasser geweicht. Durch das jetzt erst folgende nasse Vermahlen wird der mürbe gewordene Kern in feinen Brei verwandelt, der sich durch Siebe von den Schalen leicht trennen lässt, da diese durch das Weichen zähe geworden
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sind und beim Vermahlen im Kollergang oder Holländer, zum Unterschied von dem mürben Kern, nur wenig zerkleinert werden.
Da das Vermahlen unter Zufluss von Wasser, also in nassem Zustande der Pflanzenteile erfolgt, werden aus den geöffneten Zellen die löslichen Stoffe, die nicht schon beim Weichen ausgetreten sind, herausgelöst und können von den festen Teilen (Schalen und Stärke) durch Siebe und Zentrifugen leicht getrennt werden. Aus den abfliessenden, wässrigen Lösungen werden sie durch Eindampfen gewonnen. Die erhaltene Stärke enthält genügend Eiweissstoffe, um ein backfähiges Mehl darzustellen.
Zur näheren Erläuterung des Verfahrens sei nachstehend beispielsweise dessen Anwendung zur Verarbeitung der Früchte der wildwachsenden Rosskastanie beschrieben.
Beispiel : Die Früchte werden zunächst in Wasser, das durch Zusatz von 1% Atzkali oder Natron, Kalium-oder Natriumkarbonat, Borax o. dgl. alkalisch gemacht wird, geweicht. Je nach ihrem reuchtigkeitsgrade und der Temperatur des Weichwassers dauert das Weichen verschieden lang, ist aber gewöhnlich in-'4 Stunden beendet. Die Dauer des Weichens kann zweckmässig dadurch abgekürzt werden, dass die Früchte vor dem Weichen nur so stark gequetscht werden, dass die trockene, spröde Schale Sprünge bekommt, durch die das Weichwasser leicht eintreten kann. Die Erhöhung der Temperatur des letzteren verkürzt gleichfalls die Weichdauer, doch darf die Temperatur nicht höher sein als jene, bei welcher die Verkleisterung der in den Pflanzenteilen enthaltenen Stärke eintritt.
Bei der Verarbeitung von Rosskastanien muss also unter 40 gearbeitet werden.
Nun wird das erweichte Material in nassem Zustande einer Quetschwirkung ausgesetzt, indem man es in einem Kollergang oder in einem Holländer mit verstellbarer Steingarnitur aufgibt. Die Verwendung dieser Apparate ist von wesentlich günstigerer Wirkung als das früher erwähnte Vermahlen der frischen Früchte auf Mühlen, wie sie zum Mahlen von Mais oder anderen Materialien bei der Stärkefabrikation Verwendung finden, oder als das Durchschicken der trockenen Früchte zwischen Walzen. Beide Arten von Zerkleinerungsmaschinen zertrümmern nämlich nicht nur die braune, äussere Schale, sondern, was noch unangenehmer ist, auch die zarte, spröde Samenhaut, die den Kern unmitttelbar bedeckt. Die kleinen Hautsplitter sind aber von der Stärke bei allem Schlämmen nie vollständig zu trennen und verursachen deren braunen Stich.
Durch das Weichen vor der nassen Vermahlung und die Anwendung des Kollerganges oder Holländers wird und bleibt die zarte Haut zähe und
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dass ihre Trennung von dem feinen Kernbrei mit Hilfe von Sieben leicht und bequem möglich ist. Der von den Sieben ablaufende, dünne Brei wird dann in Überlaufzentrifugen gebracht, in deren Trommel ein Rückstand verbleibt, während die saponinhältigen Laugen abfliessen. Das weitere Verfahren zerfällt in die Verarbeitung des Rückstandes in der Trommel, der saponinhältigen Laugen und der Siebrückstände.
Der Rückstand in der Trommel wird mit Wasser, in dem 1% des Kastaniengewichtes alkalisch reagierende Stoffe gelöst sind und dessen Temperatur und der Verkleisterungstemperatur der zu gewinnenden Stärke liegt, aufgeschlämmt, abermals zentrifugiert und dieser Vorgang so oft wiederholt, bis die Stärke den verlangten Reinheitsgrad aufweist. Sie wird dann abgenutscht oder in der Zentrifuge oder Filterpresse ausgedeckt. Die abfliessenden, schwach saponinhältigen Laugen werden nach dem Gegenstromprinzip auf die Siebe (Trennung der Stärke von der Schale), zum Kollergang oder Holländer und schliesslich in die Weichanlagen geleitet, um sie so weit wie möglich mit Saponin und den anderen löslichen Stoffen anzureichern und ihren Alkaligehalt weitgehendst auszunutzen.
Je nachdem die Eiweisskörper aus dem Rückstande durch das mehrmalige Aufschlämmen in alkalischem Wasser mehr oder minder vollständig entfernt werden, ergibt sich ein zur Streckung von Edelmehlen brauchbares, backfähiges Mehl oder reine Stärke.
Die an Saponin reichsten Laugen können nach erfolgter Neutralisation mit Säuren, deren Salze einen möglichst geringen Dissoziationsgrad aufweise, in Vakuum eingedampft werden, um als Rückstand ein Eiweiss, Gerbstoffe, Bitterstoffe, Glukosid usw. enthaltendes Rohsaponin zu gewinnen, welches ohneweiters der Waschmittelfabrikation zugeführt werden kann, Zur Herstellung von reinem Saponin kann man verschieden vorgehen. Ein geeigneter Weg besteht darin, dass man das Rohsaponin mit einem organischen Lösungsmittel, wie Alkohol, Azeton, Dichloräthylen o. dgl. heiss extrahiert. Aus den so erhaltenen Lösungen fallen die Saponine schon grösstenteils beim Abkühlen aus und können nach bekannten Methoden mittels Magnesiumoxyd, Barytwasser oder Bleiazetat gereinigt werden.
Ein anderer Weg zur Reinigung besteht darin, dass der durch Neutralisation und Eindampfen der saponinreichen, schwach alkalischen Laugen erhaltene Rückstand in Wasser gelöst, die Saponine mit Ammonsulfat unter Aufkochen ausgefällt und mittels Nutschen, Filterpressen o. dgl. von der Flüssigkeit getrennt werden, die wieder zu Fällungen verwendbar ist. Die Flüssigkeit, die beim Reinigen der Stärke durch mehrmaliges Aufschlämmen und
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Abscheiden derselben von den Zentrifugen abläuft, enthält infolge ihres Alkaligehaltes die Eiweisskörper gelöst und auch sehr feinkörnige Stärke, die sich durch Zentrifugieren nicht mehr abscheidet. Sie kann auf einen Klebestoff von grosser Klebkraft verarbeitet werden, indem man sie ohne vorheriges Neutralisieren eindickt.
Hierbei wird die Stärke in Kleister oder in Dextrin und nur teilweise in Zucker übergeführt und das Eiweiss abgebaut.
Die hauptsächlich aus Schalen bestehenden Siebrückstände werden scharf getrocknet und auf Mahlwerken zu einem feinen Pulver vermahlen, das sich infolge seiner grossen Aufsaugungsfähigkeit mit Melasse gut vermischen lässt und ein brauchbares Futtermittel darstellt.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Verarbeitung von Rosskastanien oder ähnlich zusammengesetzten Pflanzenteilen auf Stärke, Saponin und andere nutzbare Produkte durch Weichen und Vermahlen der zu verarbeitenden Pflanzenteile, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial zunächst in alkalischem Wasser, dessen Temperatur unter der Verkleisterungstemperatur der im Rohmateriale enthaltenen Stärke liegt, geweicht und dann nass unter gleichzeitiger Auslaugung der Saponine und anderer löslicher Stoffe durch eine etwa 1% Lösung von Soda, Pottasche, Atzkali oder-natron, Borax o. dgl., in einem Holländer, Kollergang o. dgl.
vermahlen wird, worauf die zertrümmerten Fruchtkerne von den weniger weitgehend zerkleinerten Schalenteilen getrennt und in schwach alkalischem Wasser von Fett, Saponin und anderen löslichen Stoffen befreit werden, um sodann auf mechanischem Wege die Stärke und die eiweisshältigen Rückstände von den alkalischen Saponinlaugen zu trennen, welch letztere zwecks möglichst weitgehender Anreicherung an Saponin und den übrigen löslichen Stoffen neuerlich beim Weichen und Vermahlen des Ausgangsmaterials verwendet werden können.