Verfahren und Einrichtung zur gärungsfreien Konservierung von Pflanzensäften. Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren und eine Einrichtung zur gärungs- freien Konservierung vorn Pflanzensäften, und zwar Obst-, Trauben- und Gemüsesäften, wie sie durch Auspressen erhalten werden.
Den im. Handel befindlichen konservier ten Frucht-, Trauben- und Gemüsesäften haf tet bekanntlich der Mangel an, dass sie einen andern Geschmack und Geruch aufweisen als die frisch ausgepressten. Es ist indessen bisher nicht gelungen, diese Säfte zu konservieren und in Flaschen abzufüllen, ohne sie vorher in bestimmter Weise zu behandeln.
Die bis heute bekannten. Verfahren. haben aber durch- wegs- eine Veränderung des Geschmackes und Geruches des behandelten Saftes zur Folge.
<I>Es</I> ist dies darauf zurückzuführen, dass, sobald sich im Lauf der Behandlung Anzei chen einer Gärung zeigen, durch die Irefe- pilze gewisse organische Verbindungen .des, Saftes modifiziert werden, wodurch eben der Geruch und Geschmack des frisch ausgepress- ten Saftes in nachteiliger Weise -verändert wird.
Bei bekannten Verfahren verstreicht zum Beispiel vor der Konzentrierung oder vor dem Abfüllen in Flaschen, oder vor dem Über .leiten derSäfte in Konservierungsbehälter, in welchen sie durch Kühlung oder unter Koh- lensäuredruck vor dem. Verderben geschützt werden, immer eine bestimmte Zeit, während welcher die Säfte einer Gärung unterliegen, ebenso zum Beispiel auch bei der Klärung,
beim Filtrieren und oft beim Ulträfiltrieren der Säfte.
In einzelnen Ländern ist ,die Verwendung von Chemikalien zugelassen, um: eine Trü bung durch eisen- öder kupferhaltige Nieder schläge zu verhüten und die Klärung der Säfte zu bewirken, indessen werden durch dieselben die empfindlichen Vitamine der Säfte zerstört.
Andere Chemikalien, wie Ben- zoate, deren Verwendung in einigen Ländern zugelassen ist, haben den typischen Ge schmack pharmazeutischer Präparate. Bei Verwendung von schwefliger Säure und Ka- liummetabisulfit, die ebenfalls in einigen Ländern zugelassen sind, werden die Vitamine gleichfalls zerstört und zudem erhält das Pro dukt einen unangenehmen Schwefelgeruch.
Diese Verbindungen verwandeln sich nämlich im Safte selbst teilweise in Schwefelsäure und binden einen Teil der freien oder durch die natürlichen Säuren des Saftes frei geworde nen schwefligen Säuren zu einer Verbindung, die durch Wärme allein nicht zerstört und durch Sieden nur sehr schwer zersetzt wer den kann, was jede nachträgliche Entschwefe lung stark erschwert. Weiter zersetzt sich'die so entstandene Verbindung in Gegenwart- der organischen Stoffe des Saftes mit der Zeit, und es entsteht freier Schwefelwasserstoff mit dem bekannten, ihm anhaftenden ekel haften Geruch.
Selbst bei jenen Säften, bei welchen man eine Gärung verhüten könnte, muss hin und wieder festgestellt werden, dass sieh beim Altern derselben Geschmack und Geruch ver ändern. Insbesondere die Säfte von Südfrüch ten, z. B. von Orangen, weisen nach verhält nismässig kurzer Zeit einen Schimmelge- sehmack und einen leichten Terpentingerueh auf.
Die Säfte, welche im allgemeinen sauer stoffbegierig sind und[ deren Verbindungen teilweise sehr leicht oxydieren, nehmen wäh- rendder Ausführung gewisser Behandlungen oder bei der zu ihrer Konzentration und Sta bilisierung angewendeten Erwärmung Sauer stoff auf, was eine teilweise Oxydation mit sich bringt. Diese Veränderungen haben die Entwicklung eines Kompott- oder Dörrge- sch,mackeg und eines Noch,eruches-zur Folge und - insbesondere bei den Südfrüchten -die Entstehung eines leichten Terpentin geruches.
Dies alles wird vom Konsumenten als unangenehm empfunden und veranlasst ihn, sich von konservierten Säften abzuwenden.
Werden nach gewöhnlichen Verfahren Pulprückstände etc. teilweise aus Pflanzen säften entfernt, ohne dass. der Saft während dieser Zeit absolut vor Luftzutritt geschützt 'ist und sich in einem fast luftleeere.n Raum befindet, so oxydiert er sich auch dadurch mehr oder weniger. Sofern es sich um Saft aus Südfrüchten handelt, wird er fad und "tot" und verliert den lebendigen, ausgepräg ten Geschmack des frisch ausgepressten Saftes.
Die vorliegende Erfindung beruht auf den folgenden Feststellungen, welche zum Teil neu sinid 1. Durch Pasteur ist es bekannt, dass sich einerseits die Hefe bei grosser Sauerstoffzu fuhr entwickelt, jedoch nur ganz kleine Men gen Alkohol und Kohlensäure produziert, und dass anderseits die Hefe unter normalen Ver hältnissen den Zucker fast vollständig in Kohlensäure und Alkohol verwandelt, aber ohne sich selbst stark zu vermehren.
2. Hat die Gärung ihren Anfang genom men, so beschleunigt sie sich, wenn die Flüs- s@igkeit die passende Temperatur aufweist und die Stoffe enthält, die für die Bildung der Hefepilze (Phosphorsäure, assimilierbare Stickstoffverbindungen) und für deren bio logische Funktionen (Zucker und etwas Säure) unerlässlich sind, nach einem bestimm- ten Gesetz.
Dieses rasche Fortschreiten der Gärung ergibt sich aus der Vermehrung der Hefepilze durch Spaltung, bei steigender, dem Optimum nahekommender Temperatur, sowie mit einer durch die Hefepilze hervor gerufenen Sekretion einer Substanz, die das Gärungsvermögen der Zellen und deren Le- bens- und Respirationsfähigkeit fördert. Es ergibt sich somit, dass es schwerer ist, eine einmal begonnene Gärung zu unterbinden, als ihr vorzubeugen.
3. Wenn die Flüssigkeit, in welcher die Hefepilze Eingang gefunden haben, radikal vor der Berührung mit Sauerstoff bewahrt bleibt, so geschieht folgendes: Nachdem die eingedrungenen Hefepilze den Vorrat an Sauerstoff, den sie selbst besassen, aufge- bratreht, die kleine, ihren Fähigkeiten und ihrer Lebensdauer entsprechende Quantität an Alkohol und Kohlensäure erzeugt und sieh mehr oder weniger schwach (schwach infolge deJ Sauerstoffmangels) entwickelt haben, produzieren sie Tochter-Zellen,
die scheinbar die Erinnerung an ihre Abstammung ganz oder fast ganz verloren haben und .nicht mehr fähig zu sein scheinen, Alkohol und Kohlen säure zu erzeugen. Dies hindert aber doch nicht, .dass diese Flüssigkeit, wenn sie mit fri scher Luft in Kontakt kommt, je nach ihrer Beschaffenheit und nach ,den gegebenen Tem peraturverhältnissen Sitz einer aktiven Gä rung werden kann.
4. Wenn der Saft sofort nach dem Aus pressen sehr stark, d. h. fast bis zum Gefrier punkt abgekühlt wird, zum Beispiel auf zirka -2 C, werden nicht nur die Hefepilze, die der Saft enthält, inaktiv, sondern es erfolgt in der Regel auch eine Fällung gewisser Ver bindungen, was die Klärung erleichtert.
5. Wenn der Saft vollständig von Sauer stoff befreit und gegen Zutritt von neuem Sauerstoff abgeschlossen bleibt und gleichzei tig genügend gekühlt wird, lassen sich die eingangs. erwähnten Geschmacks- und Ge ruchsveränderungen vermeiden. Erfahrungs gemäss treten :sie dann weder im Moment, noch später, noch unter dem Einfluss einer mässi gen und nicht allzulangen Erhitzung auf.
6. Wenn man eine Flüssigkeit, die gelöste Gase enthält, unter Vakuum setzt unid wenn dieses Vakuum dem absoluten Druck ent spricht, unter welchem die Flüssigkeit bei der Temperatur,,die sie besitzt, zu sieden be ginnt, so werden die in der Flüssigkeit ge lösten Gase ausgetrieben, falls die beim Sie den entstehenden Dämpfe fortwährend abge saugt werden. Die Temperatur der Flüssig keit sinkt dabei durch die Verdampfung.
7. Wenn man bei einer- Temperatur, die in der Nähe der Temperatur liegt, welche die Hefepilze zu töten vermag, die Flüssigkeit unter e@n Vakuum setzt, .das dem absoluten Druck -entspricht, unter .dem die Flüssigkeit bei dieser Temperatur zu sieden beginnt, so zeigt sich, dass .die Hefepilze dieser Tempera tur weniger gut widerstehen können als wenn sie ihr bei normalem Barometerdruck, z. B. bei 760 mm ausgesetzt worden wären.
Nach obigen Feststellungen ist es möglich, bei einer allfälligen Sterilisation des Saftes die Erhitzungszeit abzukürzen und die Ste- rilisationstemperatur herabzusetzen und fer- ner durch vollständige Austreibung .des ge lösten Sauerstoffes aus dem Saft zusammen mit einer fast bis zum Festwerdender Flüs sigkeit getriebenen Abkühlung desselben An- tiseptica, Antigärmittel und ,
chemische .Sub stanzen zur Klärung zu vermeiden, d. h. Ver änderungen im Geschmack und Geruch des Saftes auszuschliessen. Weiter kann -danach auch die Gefahr beseitigt werden, dass bei Lagerung der Säfte in Behältern, die in der Kälte oder unter Kohlensäuredruek gehalten werden, eine langsame Oxydation eintritt. Die Kohlensäure vermag an sich, auch wenn ,sie die Hefepilze .lähmt, weder die Wirkung des gelösten Sauerstoffes hindern,
noch das Eintreten eines Koch- oder Dörrgeschmackes, .der durch eine zur Konzentrierung oder Fl.a- schen,Stahilisierung des Saftes erforderliche Kochung hervorgerufen wird,
auszuschliessen. Erst die praktisch vollständige Austreibung des gelösten Sauerstoffes und die Aus- scUaltung jeglicher Ogy(lationsmöglichkeiten hemmt, wie die Erfahrung zeigt, die Ent- wicklung der Hefepilze, so dass auch die wa- nigen Tochter-Hefepilze,
die sich bilden könnten, nicht mehr zu fürchten sind. Die Unter-Null-Temperatur wird man selbstver- ständl.iah so lanze aufrechterhalten, dass auch während der allfällig .zur Flaschenabfüllung und etwaigen Stabilis@ation bei trüben Säften) erforderlichen Zeit eine Gärung nicht eintritt.
Das, erfindungsgemässe Verfahren -zur eä- rungsfreien Konservierung von Pflanzensäf- ten zeichnet sich dadurch aus, dass man in einem durch Auspressen erhaltenen Pflanzen saft die festen grobd!ispersen Pflanzenparti- kel durch Feinmahlung aufschliesst und mit ,
der Flüssigkeit homogenisiert und .den so homogenisierten Pflanzensaft in feiner Ver teilung in ein derart hohee Vakuum einleitet, .dass sich ein weitgehender Entzug der im Pflanzensaft gelösten Gase, insbesondere des Sauerstoffes, bei Herabsetzung der Tempera tur des Saftes bis unter den Nullpunkt ergibt,
wobei die erzeugten Dämpfe sowie die im iSaft gelösten Gase durch die Wirkung des Va kuums stähdig abgesaugt werden, und ein Sauerstoffzutritt zu -,der so- erhaltenen Flüs- sigkeit bis zu deren Verbrauch, d. h. bis zur Abfüllung in Behälter für die Aufbewahrung oder den Versand, vermieden wird.
Vorzugsweise werden alle zur Durchfüh rung der genannten Vorgänge dienenden Ge fässe, also auch die Aufbewahrungs- bezw. Versandgefässe, an das gleiche, für die Ent gasung benützte Vakuum angeschlossen. Durch die zweckmässig in Form einer Ver- regnung oder Zerstäubung des Saftes ausge führte, erfindungsgemässe Feinverteilung des selben in einem Vakuum kann die Austrei bung des im Saft physikalisch gelösten Sauer stoffes in einem Sekundenbruchteil erfolgen, während' gleichzeitig die Temperatur des Saf tes unter den Nullpunkt, zum Beispiel bis auf =2 C, herabgesetzt wird.
Es ist vorteilhaft, wenn auch nicht unbe dingt erforderlich, die Feinmahlung und die Homogenisierung unter dem gleichen Va kuum vor sich gehen zu lassen, unter dem die Zerstäubung oder Verregnung erfolgt, um zu verhüten, dass der Saft längere Zeit der Luft ausgesetzt bleibt.
Durch die Feinmahlung und die intensive Homogenisierung der Fruchtfleisch- und Zell- partikelchen lassen sich Unannehmlichkeiten vermeiden, wie zum Beispiel die Tätigkeit von Hefepilzen, die in solchen Fruchtfleisch- teilen verborgen sein können, unterbinden, die Gefahr einer Caramellisierung anlä,sslich einer späteren Erwärmung herabsetzen und eine bessere Befreiung des Saftes vom gelö sten Sauerstoff erzielen, indem auch der in den fraglichen Partikeln enthaltene Saft zu gänglich wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann zum Beispiel folgendermassen ausgeführt wer den: Der von der Obstpresse her zugeführte Saft wird zuerst einer weitgehenden Feinmah- lung und Homogenisierung unterworfen, welche in hohem Vakuum, zum Beispiel unter einem absoluten Druck von 4 mm Quecksilber- 5 .säule durchgeführt wird, was einer Siedetem peratur des Saftes von -2 C entspricht. Dann wird der Saft unter Wirkung seines Eigengewichtes durch ein Sieb zerstäubt.
Nun erfolgt die nahezu vollständige, d. h. prak tisch genügende Austreibung des im Saft ge lösten Sauerstoffes unter Mitwirkung des beim Sieden im genannten Vakuum abgehen den Wasserdampfes, der fortwährend abge saugt wird. Die fast bis zum Gefrierpunkt vorgetriebene Abkühlung des Saftes wird hierbei durch Verdampfung eines Teils dem im Saft befindlichen Wassers erreicht.
Alle diese Vorgänge können in rascher Aufeinanderfolge im gleichen Behälter durch geführt werden.
Klar zu liefernde Säfte werden, nachdem sie erfindungsgemäss im Vakuum zerstäubt worden sind, zweckmässig im Vakuum auf 50-60 C erwärmt zur Erzielung einer guten Klärung. Hierauf werden solche Säfte meist filtriert, unter Vakuum in Flaschen abge füllt und sterilisiert.
Eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung weist z. B. eine Kolloidmühle zur feinsten Zermahlung der grobdispersen Partikel des Saftes und deren Homogenisierung mit der Flüssigkeit auf, welche in einem luftdicht verschlossenen Behälter eingebaut ist, in welchem sich ausser dem eine Zerstäubungsvorrichtung befindet.
Der die Mühle und die Zerstäubungsvorrich- tung enthaltende Behälter ist dabei an eine Vorrichtung zur Erzeugung eines hohen Va kuums angeschlossen, welche die Gase und Dämpfe aus dem Behälter ständig absaugt, so dass der Saft durch die Verdampfung auf eine Temperatur unter 0 abgekühlt wird.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist in einem schematischen Aufriss ein Ausfüh rungsbeispiel einer solchen Vorrichtung dar gestellt, welche im folgenden zusammen mit dem erfindungsgemässen Verfahren näher er läutert wird.
Ein von einer nicht dargestellten Presse kommender, von Kernen befreiter Pflanzen saft tritt durch das Rohr 1 in das Sammel- gefäss 2 ein.
Dieses hat einen Doppelmantel 3 und einen mittleren Hohlraum 4, welche mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt sind, die durch den Rohnetutzen 5 zu und durch den %hr- stutzen 6 abgeleitet wird. Der mittlere Hohl- ,
cum 4 ist zwecks Ableitung der Kühlflüssig- keit durch ein Rohr 7 mit der Seitenwand des Sammelgefässes 2 verbunden.
In das (Sammelgefäss 2 taucht eine Saug rohrleitung 9 ein, welche dasselbe mit dem Einlauf stutzen 10 des Behälters 11 verbindet. In -die Rohrleitung 9 ist ein Ventil 13 für das Einlassen oder Absperren des Saftes einge baut, und, neben dem Ventil eine Membran 12 mit einer zentralen Öffnung für die Regelung der Zufluss@menge.
Der Einlaufstutzen 10 ist seitlich am Be hälter 11 oberhalb eines Trichters 14 ange- ,setzt, welcher dicht an die zylindrische Be- hälterwandung angeschlossen ist und den ein tretenden Saft in die zur Feinstmahlung und Homogenisierung dienende Kolloidmühle lei tet.
Diese weist einen Rotor 16 auf, der direkt auf die Welle 18 eines im obern Teil des Be hälters eingebauten Elektromotors 17 auf gesetzt ist, so dass er eine grosse Umdrehung - geschwindhgkeit besitzt. Der Strom wird dem Elektromotor mittels eines Kabels 19 zuge führt, das mittels einer Stopfhülse 20 ab gedichtet durch die Behälterwandung einge führt ist.
Der Rotor .ist zweckmässig geriffelt aus geführt und kegelstumpfförmig ausgebildet, um eine Einstellung des Luftspaltes zwischen Rotor 16 und dem festen Mahlkranz 21 zu ermöglichen.
Der Rotor 16 kann somit dem in ähnlicher Weise geriffelt ausgebildeten festen Mahlkranz 21 so stark genähert werden, dass der Luftspalt zwischen den beiden nur noch sehr klein ist, was 'eine feinste Zermablung und eine weitgehende Homogenisierung er möglicht.
Zur Feinverteilung des aus der Kolloid mühle ablaufenden Saftes ist im Behälter 11 eine mit dessen Wandung verbundene Sieb platte 22 aus rostfreiem Stahl oder emaillier tem, Blech eingesetzt, das mit einem Aus gleichsruhr 23 versehen ist. Zahl und Durch messer der Sieblöcher sind so bemessen, dass sich über dem Sieb eine Saftschicht von eini gen Zentimeter göhe ansammelt.
Der Durch lauf durch diese Löcher muss der Stunden- Leistung der Einrichtung entsprechend bemes- sen sein, welche durch die Öffnung der Loch scheibe 12 bestimmt wird und der Leistung des erzeugten. Vakuums entspricht.
An den zylindrischen Behälter 11 is-t un ten ein kegelstumpfförmiges, sich nach unten leicht erweiterndes Rohr 25 angesetzt, das in einen grösseren Behälter 24 eintaucht, in des sen Decke es exzentrisch eingesetzt ist, so dass also der Apparat zwei durch das Rohr 25 miteinander verbundene Kammern auf weist.
In der zwischen den beiden Kammern liegenden Siebplatte 22 ist ein über den Flüs sigkeitsspiegel ragendes Rohr 23 zwecks Druckausgleich eingesetzt. Die Teile 11, 25 und 24 ,des Apparates. sind, aus innenseitig emailliertem Blech.
ausgeführt, um das Ent stehen eines Metallgeschmackes im Saft zu verhüten Diametral gegenüber dem Rohr 25 befin- det sieh in der Nähe des höchsten Punktes der Seitenwandung des Behälters 24 eine grosse Austrittsöffnung 27, durch welche die beim Sieden des Saftes im Vakuum sich bil- .denden Gase und Dämpfe abziehen können. An diese Öffnung ist die das Vakuum er zeugende Vorrichtung angeschlossen.
Zur Erzeugung des Vakuums .dient eine an die Dampfleitung 50 angeschlossene Dampfstrahlpumpe 28, welche die Gase und Dämpfe aus dem Behälter 24 absaugt und in einen Flüssigkeitskondensator 29 weiterleitet. Letzterer weist einen Behälter mit einem ein- gesetzten Sieb 30 für die Verteilung des zu geführten Wassers auf.
An den Kondensator 29 ist eine zweite Strahlpumpe 32 angeschlossen, welche die Aufgabe hat, im Saft und Kondenswasser enthaltene Gase zu entfernen.
Die Strahlpumpe 32 fördert die abgesaug ten Gase in einen zweiten $ondensator <B>33</B> ähnlicher Bauart wie der erstbeschriebene.
Eine dritte, an die Austrittsöffnung des Kondensators 33 angeschlossene Strahlpumpe 36 saugt die Gase aus ersterem ab und leitet sie ins Freie.
An die beiden Kondensatoren 29 und 33 sind Wasserleitungen 37 und 38 für die Ab leitung des Kondenswassers in einen Wässer:. behälter 39 angeschlossen. Diese beiden Rohr leitungen 37 und 38 müssen eine dem mini malen Barometerdruck entsprechende Länge haben.
Zur Versorgung der beiden Kondensatoren 29 und 33 mit Wasser dient eine vom Wasser behälter 40 ausgehende Leitung 49, aus wel cher das Wasser ,durch das Vakuum in die Kondensatoren eingesaugt wird.
Am untern, trichterförmigen Teil des Be hälters 24 sitzt ein Ablaufstutzen 41, durch welchen der Saft über .einen Hahnen 43 durch die Rohrleitung 42 in den Saftbehälter 44 abläuft. Diese Rohrleitung muss etwas kür zer sein als der barometrischen Höhe entspre chen würde.
Der Saftbehälter 44 enthält eine Trenn wand 45, und am Grunde einen Anschluss- stutzen für die Saftabzugsleitung 46 zur Wei terführung des behandelten Saftes.
Falls die örtlichen Verhältnisse nicht die für die Einrichtung der beschriebenen Appa ratur erforderliche Höhe zulassen, kann man zum Abziehen von Saft und Wasser Pumpen verwenden.
Anstatt des beschriebenen Siebes 22 könnte auch eine andere Feinverteilungsvorrichtung vorgesehen sein, z. B. Tangential- oder Ver- tikalstreudüsen, welche die Flüssigkeit durch ihre Geschwindigkeit zerstäuben.
Bei der Inbetriebsetzung der Einrichtung ist darauf zu achten, dass der Dampfdruck durch einen Dampfregler geregelt und ein Wasserabscheider eingeschaltet wird, um den zuströmenden Dampf trocken zu halten.
Auch müssen die Wasserleitungen 37 und 38 mit Wasser und die Leitungen 9 und 42 mit Saft gefüllt sein. Ferner ist es wichtig, dass die zugeführten Säfte völlig frei von Fremd- körpern, wie Kernen und dergleichen, sind.
Dann öffnet man langsam und nacheinan der die Dampfventile der Dampfstrahlpumpen 36, 32 und 28. Durch das mittels der beiden Kondensatoren 29 und 33 erzeugte Vakuum soll sieh zum Beispiel einabsoluter Druck von zirka 4 mm Quecksilbersäule ergeben.
Hierauf öffnet man des Saftventil und schaltet dien Antriebsmotor 17 der Kolloid- wühle ein. Die grobdispersen, festen Pflan zenteile des Saftes werden in letzterer zer mahlen und mit der Saftflüssigkeit homo genisiert;
diese Saftsubstanz läuft durch das Sieb 22 und fällt durch das Eigengewicht re genartig in das Rohr 25, wo jeder Tropfen im Vakuum zum Sieden gebracht wird, wodurch einerseits eine Abkühlung des Saftes und anderseits die Austreibung der im Saft ent haltenen Gase und Dämpfe, die durch die 0ffnung 27 unmittelbar abgesaugt werden, bewirkt wird.
Der gekühlte und von den Gasen befreite Saft verlässt den Behälter 24 durch den Ab lauf 41 und wird durch das Rohr 42 in den Saftbehälter 44 geleitet, aus welchem er zur Lagerung, zum Abfüllen in Versandbehälter oder zur Weiterverarbeitung entnommen wer den kann, während die bei 27 abgesaugten Gase und Dämpfe die beiden Kondensatoren 29 und 33 durchströmen.
Auf die Oberfläche des, Saftes im offenen Saftbehälter 44 wird zum Beispiel eine dünne 01schioht gegossen, um jede Berührung .des Saftes mit der Luft zu vermeiden.
Der Behälter 2 bildet ein Vorratsgefäss für die Zuführung des Saftes. Die Höhe des Flüssigkeitsspiegels in diesem Behälter ist ohne Bedeutung für die Temperatur, welche der Saft im Behälter 24 annimmt.
Die Vorrichtung zur Feinverteilung der durch die Mahlung aufgeschlossenen Saftsub stanz könnte auch durch einen auf einer ver tikalen Welle sitzenden Kegel gebildet sein, an dessen Umfang turbinenschaufelartige Vorsprünge zum seitlichen Wegschleudern des hierbei zur Zerstäubung gelangenden Saftes angebracht sind.
Method and device for non-fermentation preservation of vegetable juices. The present invention relates to a process and a device for fermentation-free preservation of vegetable juices, namely fruit, grape and vegetable juices, as they are obtained by pressing.
The im. Preserved fruit, grape and vegetable juices on the market are known to be deficient in that they have a different taste and smell than the freshly squeezed. However, it has so far not been possible to preserve these juices and fill them into bottles without treating them in a certain way beforehand.
The ones known to this day. Procedure. but they all result in a change in the taste and smell of the treated juice.
<I> It </I> is due to the fact that, as soon as there are signs of fermentation in the course of the treatment, certain organic compounds of the juice are modified by the irefe mushrooms, which in turn reduces the smell and taste of the fresh Expressed juice is changed in a disadvantageous manner.
In known methods, for example, before the concentration or before filling into bottles, or before the juices are passed over into preservation containers, in which they are cooled or under carbonic acid pressure before the. Protection against spoilage, always a certain time during which the juices are subject to fermentation, also for example during clarification,
when filtering and often when ultra-filtering the juices.
In some countries the use of chemicals is permitted in order to: prevent clouding from precipitates containing iron or copper and to clarify the juices, while they destroy the sensitive vitamins in the juices.
Other chemicals, such as benzoates, the use of which are permitted in some countries, have the typical taste of pharmaceutical preparations. When using sulphurous acid and potassium metabisulphite, which are also approved in some countries, the vitamins are also destroyed and the product also has an unpleasant sulphurous odor.
In the juice itself, these compounds are partially transformed into sulfuric acid and bind some of the free sulfuric acids or those released by the natural acids in the juice to form a compound that cannot be destroyed by heat alone and is very difficult to decompose by boiling. which makes any subsequent desulphurisation very difficult. In the presence of the organic substances in the juice, the resulting compound also decomposes over time, and free hydrogen sulphide with the well-known, nauseating smell that adheres to it is formed.
Even with those juices in which fermentation could be prevented, it has to be found from time to time that the taste and smell change as they age. In particular, the juices of southern fruits, z. After a relatively short period of time, eg of oranges, show a mold and a slight turpentine smell.
The juices, which are generally greedy for oxygen and some of which oxidize their compounds very easily, take up oxygen while certain treatments are being carried out or when they are heated to concentrate and stabilize them, which leads to partial oxidation. These changes result in the development of a compote or dried dish, mackeg and a Noch, eruches, and - especially with tropical fruits - the development of a slight smell of turpentine.
All of this is perceived as unpleasant by the consumer and causes him to turn away from canned juices.
If pulp residues, etc. are partially removed from plant juices using conventional methods, without the juice being absolutely protected from the ingress of air during this time and being in an almost airless space, then it is also more or less oxidized. If it is juice from tropical fruits, it becomes bland and "dead" and loses the lively, distinctive taste of the freshly squeezed juice.
The present invention is based on the following findings, some of which are new. It is known from Pasteur that, on the one hand, yeast develops when there is high oxygen supply, but only produces very small amounts of alcohol and carbonic acid, and on the other hand, the yeast is reduced under normal conditions the sugar is almost completely converted into carbonic acid and alcohol, but without multiplying itself too much.
2. Once fermentation has started, it accelerates when the liquid has the right temperature and contains the substances necessary for the formation of the yeast fungi (phosphoric acid, assimilable nitrogen compounds) and for their biological functions ( Sugar and a little acid) are essential, according to a certain law.
This rapid progression of fermentation results from the proliferation of the yeasts through cleavage, when the temperature rises and approaches the optimum, as well as with a secretion caused by the yeasts of a substance that promotes the fermentation capacity of the cells and their ability to live and respire. The result is that it is more difficult to stop fermentation once it has started than to prevent it.
3. If the liquid in which the yeasts found their way is radically protected from contact with oxygen, the following happens: After the yeasts that have penetrated have roasted up the supply of oxygen they themselves had, the small ones, their abilities and have produced a quantity of alcohol and carbon dioxide corresponding to their lifespan and have developed more or less weakly (weak as a result of the lack of oxygen), they produce daughter cells,
who seem to have completely or almost completely lost the memory of their parentage and no longer seem to be able to produce alcohol and carbonic acid. However, this does not prevent this liquid, when it comes into contact with fresh air, from becoming the seat of active fermentation depending on its nature and the given temperature conditions.
4. If the juice is very strong immediately after pressing, i. H. If the temperature is cooled to almost freezing point, for example to around -2 C, not only do the yeasts contained in the juice become inactive, but also certain compounds are usually precipitated, which makes clarification easier.
5. When the juice has been completely freed of oxygen and is sealed off from the entry of new oxygen and is cooled sufficiently at the same time, the initial. Avoid the changes in taste and smell mentioned. According to experience: they then occur neither at the moment, nor later, nor under the influence of moderate and not too long heating.
6. If a liquid containing dissolved gases is placed under vacuum and if this vacuum corresponds to the absolute pressure under which the liquid begins to boil at the temperature it possesses, then those in the liquid are ge Dissolved gases are expelled if the vapors produced by you are continuously sucked off. The temperature of the liquid drops due to the evaporation.
7. If the liquid is placed under a vacuum at a temperature which is close to the temperature which is capable of killing the yeasts, which corresponds to the absolute pressure, under which the liquid at this temperature is closed begins to boil, it shows that .the yeasts can withstand this tempera ture less well than if they can withstand it at normal barometric pressure, e.g. B. would have been exposed at 760 mm.
According to the above findings, it is possible to shorten the heating time and lower the sterilization temperature in the event of a possible sterilization of the juice, and furthermore by completely expelling the dissolved oxygen from the juice together with cooling it down almost to the point of solidification - tiseptica, anti-fermentation agents and,
avoid chemical substances for clarification, d. H. Eliminate changes in the taste and smell of the juice. Furthermore, the risk can then be eliminated that when the juices are stored in containers that are kept in the cold or under carbonic acid pressure, a slow oxidation occurs. The carbonic acid itself, even if it paralyzes the yeast, neither prevents the action of the dissolved oxygen,
nor the occurrence of a boiled or dried taste, which is caused by a boiling necessary for concentrating or flasking, stabilizing the juice,
to exclude. Only the practically complete expulsion of the dissolved oxygen and the elimination of any ogy (lation possibilities, as experience shows, inhibits the development of the yeast fungi, so that the few daughter yeast fungi,
that could develop are no longer to be feared. The below-zero temperature will of course be maintained so that fermentation does not occur during the time required for bottling and any stabilization in the case of cloudy juices.
The method according to the invention for the non-fermentation of plant sap is characterized in that in a plant sap obtained by pressing the solid, coarsely dispersed plant particles are disintegrated by fine grinding and with,
the liquid is homogenized and. the so homogenized plant sap is finely distributed in such a high vacuum that a substantial removal of the gases dissolved in the plant sap, in particular oxygen, results when the temperature of the sap is reduced to below zero,
The vapors generated and the gases dissolved in the juice are continuously sucked off by the effect of the vacuum, and oxygen is admitted to the liquid until it is consumed, d. H. until it is filled into containers for storage or shipping.
Preferably, all of the vessels used to carry out the processes mentioned, including the storage and / or storage areas, are used. Shipping vessels connected to the same vacuum used for degassing. The fine distribution of the same in a vacuum according to the invention, expediently in the form of rain or atomization of the juice, allows the oxygen physically dissolved in the juice to be expelled in a fraction of a second, while at the same time the temperature of the juice falls below zero , for example down to = 2 C.
It is advantageous, although not absolutely necessary, to allow the fine grinding and homogenization to take place under the same vacuum under which the atomization or irrigation takes place in order to prevent the juice from being exposed to the air for a long time.
The fine grinding and the intensive homogenization of the pulp and cell particles prevent inconveniences, such as preventing the activity of yeast fungi, which can be hidden in such pulp parts, and reducing the risk of caramelization due to later heating and achieve a better removal of the dissolved oxygen from the juice by also making the juice contained in the particles in question accessible.
The method according to the invention can for example be carried out as follows: The juice supplied from the fruit press is first subjected to extensive fine grinding and homogenization, which is carried out in a high vacuum, for example under an absolute pressure of 4 mm mercury column , which corresponds to a boiling temperature of the juice of -2 C. Then the juice is atomized through a sieve under the effect of its own weight.
Now the almost complete, i.e. H. Practically sufficient expulsion of the dissolved oxygen in the juice with the help of the water vapor that is released when boiling in the vacuum mentioned, which is continuously sucked off. The cooling of the juice, which is driven almost to freezing point, is achieved by evaporation of part of the water in the juice.
All of these operations can be carried out in quick succession in the same container.
Juices to be delivered clear are, after they have been atomized in vacuo according to the invention, suitably heated in vacuo to 50-60 ° C. in order to achieve good clarification. Such juices are then usually filtered, bottled under vacuum and sterilized.
A device for carrying out the method according to the invention comprises, for. B. a colloid mill for the finest grinding of the coarsely dispersed particles of the juice and their homogenization with the liquid, which is installed in an airtight container in which there is also an atomizing device.
The container containing the mill and the atomizing device is connected to a device for generating a high vacuum, which constantly sucks the gases and vapors out of the container so that the juice is cooled to a temperature below 0 by evaporation.
On the accompanying drawing, an exemplary embodiment of such a device is shown in a schematic elevation, which he will be explained in more detail below together with the method according to the invention.
A plant juice from a press (not shown), freed from pips, enters the collecting vessel 2 through the pipe 1.
This has a double jacket 3 and a central cavity 4, which are filled with a cooling liquid which is diverted through the pipe socket 5 to and through the socket 6. The middle hollow,
Cum 4 is connected to the side wall of the collecting vessel 2 through a pipe 7 for the purpose of discharging the cooling liquid.
Into the (collecting vessel 2 a suction pipe 9 is immersed, which connects the same with the inlet port 10 of the container 11. In the pipe 9 a valve 13 is built for the inlet or shut-off of the juice, and next to the valve a membrane 12 with a central opening for regulating the flow rate.
The inlet connector 10 is attached to the side of the loading container 11 above a funnel 14, which is tightly connected to the cylindrical container wall and which leads the juice into the colloid mill used for fine grinding and homogenization.
This has a rotor 16 which is placed directly on the shaft 18 of an electric motor 17 built into the upper part of the container, so that it rotates at a high speed. The current is fed to the electric motor by means of a cable 19, which is sealed by means of a stuffing sleeve 20 through the container wall.
The rotor is expediently grooved and designed in the shape of a truncated cone in order to enable the air gap between the rotor 16 and the fixed grinding ring 21 to be adjusted.
The rotor 16 can thus be so closely approximated to the similarly corrugated fixed grinding ring 21 that the air gap between the two is only very small, which enables the finest crushing and extensive homogenization.
For fine distribution of the juice running out of the colloid mill, a sieve plate 22 made of stainless steel or enamelled system is in the container 11 in the container 11, which is provided with an equalizer 23 from. The number and diameter of the sieve holes are such that a layer of juice a few centimeters high collects over the sieve.
The passage through these holes must be measured according to the hourly output of the device, which is determined by the opening of the perforated disk 12 and the output of the generated. Vacuum.
At the bottom of the cylindrical container 11 is a frustoconical tube 25, which widens slightly downwards, which is immersed in a larger container 24, in whose ceiling it is inserted eccentrically, so that the two apparatus through the tube 25 with each other connected chambers has.
In the sieve plate 22 lying between the two chambers, a pipe 23 projecting above the liquid level is inserted for the purpose of pressure compensation. Parts 11, 25 and 24 of the apparatus. are made of sheet metal enamelled on the inside.
designed to prevent the development of a metal taste in the juice. Diametrically opposite the tube 25, near the highest point of the side wall of the container 24, there is a large outlet opening 27 through which the juice is formed when the juice is boiled in a vacuum. can escape from the gases and vapors. The vacuum generating device is connected to this opening.
A steam jet pump 28 connected to the steam line 50 serves to generate the vacuum, which sucks the gases and vapors out of the container 24 and forwards them to a liquid condenser 29. The latter has a container with an inserted sieve 30 for distributing the water to be supplied.
A second jet pump 32 is connected to the condenser 29, which has the task of removing gases contained in the juice and condensed water.
The jet pump 32 conveys the extracted gases into a second capacitor 33 of a similar type to the first described.
A third jet pump 36, connected to the outlet opening of the condenser 33, sucks the gases out of the former and directs them into the open.
To the two condensers 29 and 33 are water lines 37 and 38 for the condensation from the condensation in a water :. container 39 connected. These two pipes 37 and 38 must have a length corresponding to the mini paint barometric pressure.
To supply the two capacitors 29 and 33 with water, an outgoing line 49 from the water container 40 is used, from wel cher the water is sucked into the capacitors by the vacuum.
On the lower, funnel-shaped part of the container 24 there is a drainage nozzle 41 through which the juice runs off via a tap 43 through the pipe 42 into the juice container 44. This pipeline must be a little shorter than the barometric altitude would correspond to.
The juice container 44 contains a dividing wall 45 and, at the bottom, a connecting piece for the juice discharge line 46 for carrying on the treated juice.
If the local conditions do not allow the height required to set up the equipment described, you can use pumps to extract juice and water.
Instead of the sieve 22 described, another fine distribution device could also be provided, e.g. B. Tangential or vertical scattering nozzles, which atomize the liquid through their speed.
When commissioning the device, make sure that the steam pressure is regulated by a steam regulator and a water separator is switched on to keep the incoming steam dry.
The water pipes 37 and 38 must also be filled with water and the pipes 9 and 42 with juice. It is also important that the juices supplied are completely free of foreign bodies such as seeds and the like.
Then the steam valves of the steam jet pumps 36, 32 and 28 are opened slowly one after the other. The vacuum generated by the two capacitors 29 and 33 should result in, for example, an absolute pressure of approximately 4 mm of mercury.
The juice valve is then opened and the drive motor 17 of the colloid grinder is switched on. The coarsely dispersed, solid plant parts of the juice are ground in the latter and homogenized with the juice liquid;
this juice substance runs through the sieve 22 and falls under its own weight like a rain into the tube 25, where each drop is brought to the boil in a vacuum, which on the one hand a cooling of the juice and on the other hand the expulsion of the gases and vapors contained in the juice ent that through the opening 27 can be suctioned off immediately,
The cooled juice, freed from the gases, leaves the container 24 through the drain 41 and is passed through the pipe 42 into the juice container 44, from which it can be removed for storage, for filling into shipping containers or for further processing, while the at 27 extracted gases and vapors flow through the two condensers 29 and 33.
For example, a thin layer of oil is poured onto the surface of the juice in the open juice container 44 in order to avoid any contact of the juice with the air.
The container 2 forms a storage vessel for the supply of the juice. The height of the liquid level in this container is irrelevant for the temperature which the juice in the container 24 assumes.
The device for fine distribution of the pulverized juice substance could also be formed by a cone seated on a ver tical shaft, on the circumference of which turbine blade-like projections are attached to the lateral hurling of the juice which is atomized in this way.