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.