CH306361A - Verfahren zur Herstellung von raffinierten Zuckersirupen aus Früchten. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von raffinierten Zuckersirupen aus Früchten.    Der     Weltbedarf    an Zucker wird praktisch  in     Europa        dureli    Aufarbeitung der     Zellsäfte     der     Wurzeln    der     Zuckerrübe    und in     tropischen          Ländern    der Stengel des     Zuekerrohres        ge-          cleckt.    Das     Endprodukt.    der üblichen Verfah  ren ist     Saceharose    in     Form    von Kristallzucker.

    In vielen Ländern ist der Anbau von Zucker  rüben oder von Zuckerrohr gänzlich unzurei  chend zur Deckung des eigenen Zuckerbedar  fes. Daher müssen solche Länder zum Nach  teil der nationalen Wirtschaft Devisen für       den    Zuckerimport freigeben. Sehr oft.

   stehen  aber den     ztiekerimportierenden    Ländern     po-          tentielle    Zuckerquellen zur     Verfügung    in Ge  stalt von grossen     Mengen    zuckerreicher       Früelite,    die in Ermangelung eines rationellen       Verfahrens    zur Extraktion     des    Zuckergehal  tes nur in unbefriedigender Weise verwertet       werden    können.  



  Die     vorliegende    Erfindung ermöglicht,     ein-          heiniiselie    Früchte zur Deckung des eigenen       Zuel;erbedailes    heranzuziehen, z. B.     Über-          seliü"se        an    Trauben, Kernobst, Steinobst,  Bananen, Feigen, Datteln und anderer       znekeri-eicher    Früchte.

   Das in den     Mittelmeer-          liindern    in grossen Mengen     verfügbare        elohan-          nisbrot        kann    als Rohmaterial für die Gewin  nung von Zucker ausgewertet und die bei der  Herstellung von     Früchtekonserv    en     anfallen-          deii    Abfälle können auf hochwertige Zucker  sirupe aufgearbeitet werden.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zur  Herstellung von raffinierten Zuckersirupen  aus Früchten ist- dadurch gekennzeichnet, dass    die Rohzuckerlösung mittels     Calciumhydroxyd     auf einen     pH-Wert    zwischen<B>9</B> und 10 gebracht       wird,    von dem durch den     Kalkzusatz    entstan  denen Niederschlag abgetrennt wird, die  Flüssigkeit.

   sodann durch ein System von vier       hintereinandergeschalteten    Filtern geleitet  wird, wobei das erste Filter ein     Sulfogruppen          aufweisendes        Kationaustauschharz,        Jas        zweite     Filter ein schwach     basisches        Aminogruppen     aufweisendes     Anionaustauschharz,    das dritte  Filter ein stark basisches,

       Aminogriippen    auf  weisendes     Anionaustausehharz    und das     vierte     Filter ein     Sulfogruppen    aufweisendes     Kation-          austauschharz    enthält.,     dass        die    Flüssigkeit  durch das vierte Filter auf einen     pH-Wert    von  etwa 6 bis 7 eingestellt wird und sodann unter  Anwendung von Vakuum konzentriert     wird.     Man kann so aus Äpfeln, Birnen, Pflaumen,  Zwetschgen, Kirschen, Feigen, Datteln, Trau  ben, Ananas,

   Bananen und     Johannisbrot    farb  lose und     geruclifreie        Zuckersirupe    erhalten.  



  Im Gegensatz zu den aus Zuckerrüben  oder Zuckerrohr enthaltenen Säften, enthal  ten Obstsäfte hauptsächlich     illonosatehai-ide,     wie z. B.     Glukose    und Fructose. Bezeichnet       nian    :die Süsskraft der     Saccharose    mit, 1, so  beträgt die Süsskraft der Fructose etwa. 1,2  und der     GIlikose    etwa 0,8.

   Es ist zu beachten,  dass die aus Kernobst hergestellten Zucker  sirupe den Vorteil bieten, leicht     assimilier-          bare    Zuckerarten zu enthalten, keine Neigung  zum Auskristallisieren von Zucker aufzuwei  sen und zufolge ihres     Sorbitgehaltes    für man  che Zwecke nützliche, hygroskopische Eigen-           sehaften    zu besitzen.     Anderseits    sind die aus  Trauben, Feigen und Bananen hergestellten  Zuckersirupe     besonders    reich an     Glukose,    die  teilweise auskristallisiert..

   Der aus Johannis  brot hergestellte Zuckersirup enthält     haupc-          sächlich        Saecharose    und kann gegebenenfalls  zur Herstellung von Kristallzucker dienen.  Das Auskristallisieren dieses     Zuekersirulps     kann durch     Invertierunf,    verhindert. werden.  



  Die aus Früchten gewonnenen Zucker  sirupe eignen sich     vortrefflich    zur Verwen  dung als Süssmittel in der Küche, bei der Her  stellung von Getränken und Likören, Marme  laden,     Konfiseriewaren    und Biskuits. Die       fructosereiehen    Zuckersirupe aus Kernobst       eignen    sich auch zur     Verwendung    als     Feueht-          h.alter    für Konditoreiwaren sowie in der  Tabakindustrie.  



  Die Anwendung des zum Enthärten     bzw.     zur     Demineralisation    von     Gebra.ttehswasser    be  währten     Ionenaustauschverfahrens    auf die  Reinigung von rohen Zuckersäften ist an und  für sich bekannt. Es     wurde    verschiedentlich  vorgeschlagen,     Rohrzuckersäfte    auf diese  Weise zu reinigen und insbesondere von sol  chen Verunreinigungen zu befreien, welche  die     Auskristallisation    der     Saceharose    behin  dern. Der in den     Kriegsjahren    1939-1945  auftretende Zuckermangel lenkte in USA die  Aufmerksamkeit auf die Gewinnung von  Zucker aus Früchten.

   Eine     Reinigung    von  Fruchtsäften mit Hilfe des     Ionenaustausch-          verfahrens    bereitet aber, im Vergleich zur  Behandlung der aus     Zuckerrohr    erhaltenen  Säfte, .deshalb besonders grosse Schwierigkei  ten, weil die erhaltenen Säfte vielfach den  Zucker in Form von reduzierenden Zucker  arten enthalten und zudem einen erheblichen  Gehalt an organischen Säuren aufweisen, und  weil schwer zu beseitigende     Kolloidstoffe,    z. B.  Schleim und Eiweissstoffe, Farbstoffe, ent  fernt werden müssen.

   Es müssen also nicht  nur unerwünschte Kationen     und    Anionen  gegen H und OH unter Bildung von Wasser  ausgetauscht werden, sondern auch organische  Komplexe gespalten, Farbstoffe beseitigt und  ganze Moleküle aus der Lösung entfernt wer  den.         Eingehende,    zunächst mit einem aus     1Iost-          birnen    gewonnenen Rohsaft     durchgeführte     Versuche     zeigten,    dass mit Hilfe von hoch  wirksamen     Ionenaustauschharzen    das     -estellte     Problem in einwandfreier     _NVeise    gelöst wer  den kann,

   wenn der Rohsaft einer     Vorreini-          gung    unterworfen wird. und der so erhaltene  Saft. sodann einer     mehrstufig--en    Behandlung  mit     Kationenaust.aasehharzen    und Anionen  austauschharzen unterworfen und schliesslich  der fertig gereinigte Saft im Vakuum zu  einem Sirup     eingedampft    wird.  



  Die Versuche ergaben,     class    die     Vorreini-          grung        zweckmässig    dadurch erfolgt, dass der  z. B. grobfiltrierte, stark saure Saft mittels       Caleiumhydroxyd    auf einen     p11-Wert    von 9  bis 10 gebracht wird. Hierbei wird nicht nur  die Ausfällung von Schleim- und     Ehveissstof-          fen,    sondern auch eine     Ausfällung    von  Fruchtsäuren als     Caleiumsalze    erreicht. Durch  Dekantieren und     Abfiltrieren    bzw.

   Zentrifu  gieren wird einerseits ein     Filterkuchen    erhal  ten und anderseits eine Lösung, welche den  Zucker, aber daneben noch     Calciumsalze        or\-a-          niseher        Säuren,    weitere     1\iiehtzuckerstoffe,          Farbstorfe    usw. enthält. Diese     alkalischreagie-          rende    Lösung wird dann mit einem     Kationen-          austauscher    und die erhaltene stark saure  Lösung mit drei verschiedenen     Anionaustau-          sehern    behandelt.  



  Es ist zweckmässig, solche     Anionaustausch-          harze    zu verwenden, welche neben einer hohen       Anionausta.uschkapazität    ein starkes     Adsorp-          tionsvermögen    für     Kolloidstoffe    aufweisen  und demzufolge befähigt sind, Farbstoffe und  andere molekulare Verunreinigungen aus  der Lösung     chromatographiseh        ztt        entfernen.          Wichtig    für einen ausreichenden Reinigungs  effekt ist ferner die Verwendung von zwei       Anionaustauschern,

      wobei der erste ein  schwach basisches und der     zweite    ein stark  basisches     Anionaustauschharz    sein muss. Aus  gezeichnete     Ergebnisse    wurden mit einem       zweistufigen        Anionaustausehsy        stem    erzielt,  wobei als erste Stufe ein sehwach basisches  Phenol - Formaldehyd - Polyamin -     Anionaus-          tauschharz    und als zweite Stufe ein stark ba  sisches,

   salzspaltendes Polyamin - Anionaus-           taiisehliarz    verwendet     wurde.    Bei     entspre-          eltender        Regelung    der     Durchflussgesehwindig-          keit    lieferte der     zweite        Anionaustauscher     einen     farblosen,

          geruchfreien        Dünnsaft    mit  einem     pH-Wert    von etwa S bis     !l.    Schliesslich  wird der Saft durch Behandlung mit     einem          Kationaustauschharz    auf     einen        pH-Wert    von  etwa 6 bis 7 eingestellt und sodann im     Va-          kaum        zii    einem Sirup eingedampft.  



       Ähnliche    Ergebnisse wie mit rohem Birnen  saft wurden mit aus Äpfeln, Trauben, Dat  teln, Feigen und     Johannisbrot    gewonnenen  rollen Zuckerlösungen erzielt. Bei Verarbei  tung von     Johannisbrot    wird dieses zweck  mässig zerkleinert und mit.     pulverförmigem          Caleiumhydroxyd    in solcher Menge     vermischt,     dass durch Behandlung mit. Wasser ein Saft  mit einem     pH-Wert        zwischen    9 und 10 erhal  ten     wird.     



  Als     besonders    geeignet zur Verwendung  beim erfindungsgemässen Verfahren erwiesen  sich  Als     Kationaustauseher    ein     Sulfogruppen     enthaltendes     Poly        styrol-Kationaustausehharz,     als erster     Anionaustauseher    ein schwach ba  sisches     Phenol-Foimaldehyd-Poly        amin-Anion-          austausehharz,     als zweiter     Anionaustauseher    ein stark  basisches, salzspaltendes     Polyamin-Anionaus-          tauschhart.     



  Das     Kationaustausehha.rz    kann z. B. durch  Behandlung mit verdünnter Salzsäure und  das     Anionaustauschharz    durch Behandlung       iziit    verdünnter Natronlauge regeneriert wer  ; den.  



  Beim Regenerieren der     Anionatistausch-          harze    werden stark verunreinigte Lösungen  von     Natriumsalzen    organischer Säuren erhal  ten, die     geyebenenfalls    aufgearbeitet werden  können.  



  Das     erfiiidttiifsgemässe        Verfahren.    wird  durch zwei Ausführungsbeispiele näher er  läutert:  <I>Beispiel 1:</I>       HersIellicitg        eines        j'ructosereieheii        Zitcker-          sirlcps   <I>aus</I>     Hostbirnen.     



  Ein durch     Auspressen    von Birnen     erhal-          tener        Saft        mit        etwa.    8     bis        10        %        Zuckergehalt       wurde mit     Galciumhy        droxyd    bis zu einem       pH-Wert    von 9,5 versetzt. Durch Dekantieren  und     Abfiltrieren    wurde eine     vorgereinigte     Lösung erhalten, welche durch ein System von  vier     hintereina.ndergescha.lteten    Filtern gelei  tet wurde.  



  Das erste Filter enthielt ein     Sulfogruppen     aufweisendes     Polystyrol-Kationaustauschharz.     Es     lieferte    eine dunkelbraune stark saure Lö  sung mit einem     pH-Wert    unter     ?,5.     



  Das zweite Filter enthielt ein schwach     bar          sisehes        Phenol-Formaldehyd-Polyamin-Anion-          a.ustauschharz.    Es lieferte eine immer noch  mangelhaft     gereinigte    gelb gefärbte Lösung  von schwach alkalischer Reaktion.  



  Das dritte Filter enthielt ein stark basi  sches, salzspaltendes     Anionaustausehharz.    Es  lieferte zufolge der Spaltung organischer  Komplexe und der vollständigen     chromatogr        a-          phischen        Adsorption    der Farbstoffe eine farb  lose und     geruchfreie    Lösung.  



  Das vierte Filter enthielt dasselbe Kation  austauschh.arz wie das erste Filter. Es lieferte  die fertig gereinigte Lösung, eingestellt auf  den gewünschten     pH-Wert    zwischen 6 und 7.  



  Durch     Eindampfen    des fertig     gereinigten     Dünnsaftes im Vakuum auf etwa 40      B6     wurde ein Zuckersirup von angenehmem Ge  schmack gewonnen, der farblos und     geruch-          frei    ist.  



  <I>Beispiel 2:</I>       Herstellung   <I>eines</I>     saccharosereichen   <I>Zucker-</I>  <I>sirups aus</I>     Johannisbrot.     



  Das     Material    wurde     zunächst    zerkleinert  und dann in solchem Ausmasse mit pulverför  migem     Calciiimhydroxyd    vermischt, dass nach  dem Auslaugen mit Wasser ein Saft erhalten  wurde mit. einem PH-Wert zwischen 9 und 10.  Die weitere Behandlung     erfolgte    wie in Bei  spiel 1 beschrieben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zür Herstellung von raffinier ten Zuckersirupen aus Früchten, dadurch ge kennzeichnet, dass die Rohziickenlösung mit tels Calciumhydroxyd auf einen pH-Wert zwi schen 9 und 10 gebracht.

   wird, von dem durch den Kalkzusatz entstandenen Niederschlag ab- getrennt wird, die Flüssigkeit sodann durch ein System von vier hintereinandergeschalte- ten Filtern geleitet wird, wobei das erste Fil ter ein Sulfogruppen aufweisendes Kationaus- tauschharz, das zweite Filter ein schwach ba sisches, Aminogiaippen aufweisendes Anion austauschharz, das dritte Filter ein stark ba sisches,

   Aminogruppen aufweisendes Anion austauschharz und das vierte Filter ein Sulfo- gruppen aufweisendes Kationaustausehharz enthält, dass die Flüssigkeit. durch das vierte Filter auf einen p11-Wert von etwa. 6 bis 7 ein gestellt wird und sodann unter Anwendung von Vakuum konzentriert wird. UNTER-ANSPRÜCHE. 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Kationaus- tauschharz ein Sulfogruppen aufweisendes Polystyrolharz verwendet wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das zweite Filter als Anionaustauschharz ein schwach basisches Polyainin-Phenol-Formaldehydharz enthält. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da.ss das dritte Filter als Anionaustauschharz ein stark basisches, salzspaltendes Polyamin-Kuntharz enthält.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass erschöpftes Kation- austauscliharz mit Wasser ausgewasehen und durch Behandlung mit verdünnter Salzsäure regeneriert wird. 5. Verfahren nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass erschöpftes Anion- austauschliar7 naeh dem Auswaschen mit Wasser durch Behandlung mit Natronlauge regeneriert. wird.

   6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Früchte ge- presst und der so gewonnene Saft mit Cal- ciumhydr oxyd behandelt wird.

   7. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Johannisbrot in zerkleinertem Zustand mit. Calciumhydroxyd in solchem Verhältnis vermischt. wird, dass die durch Ausl.auguung erhaltene Lösung einen pirWert zwischen 9 und 10 aufweist.