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Verfahren zur Enteiweissung von zuckerhaltigen Lösungen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Enteiweissung von zuckerhaltigen Lösungen mittels Montmorillonit.
Gewisse zuckerhaltige Lösungen, Emulsionen oder dergleichen bedürfen zu ihrer technischen Weiterverarbeitung oder zu ihrer technischen Verwendung der Entfernung der in ihnen enthaltenen Proteinkörper.
Ein Beispiel hierfür ist die Molke als Ausgangsmaterial für die Milchzuckerfabrikation oder ihre Weiterverarbeitung auf Milchsäure oder zu Getränken; in allen Fällen wird es erforderlich, dass die in ihr noch enthaltenen Restproteine, die zwischen 0,7 bis 1 % betragen, möglichst vollständig entfernt werden, um ein einwandfreies Endprodukt, z. B. Milchzucker, zu erhalten.
Ein weiteres Beispiel für die Notwendigkeit der Entfernung dieser sogenannten Restproteine ergibt sich unter anderem auch bei der Herstellung von Getränken unter Verwendung von Rohr-Rohzuckern.
Es ist bekannt, dass bei diesen Zuckern, sobald sie in ein gewisses saures Milieu um etwa 4,5 pH gelangen, die Restproteine, die in ihnen noch enthalten sind, nach einiger Zeit in den Getränken ausfallen. So ergibt sich auf allen Gebieten, in denen das Auftreten oder Vorliegen solcher Restproteine im Rahmen ihrer weiteren Verwendung Schwierigkeiten bereitet, zwingend die Notwendigkeit der Entfernung dieser Eiweissstoffe.
Der bisher übliche und immer angewandte Weg der Beseitigung dieser störenden Proteinreste wird, wie z. B. auf dem grossen Gebiet der Molken-Weiter- verarbeitung zu Milchzucker und Milchsäure, auf dem Wege der Erhitzung der Flüssigkeiten auf etwa 95 C unter Zugabe von eiweissfällenden bzw. fäl- lungsfördernden Chemikalien, z. B. Soda oder Chlor- calcium, durchgeführt, wobei sich das Eiweiss in Form grober Flocken ausscheidet und rasch zu Boden sinkt.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, das es ermöglicht, die unerwünschten Proteine aus ihren Lösungen ohne Hitzeeinwirkung, ohne Erwärmung oder Erwärmung unter gleichzeitigem Druck, also bei Normaltemperaturen und im unveränderten Zustand, vollständig zu entfernen. Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden nicht nur die Kosten einer Hitzefällung eingespart, sondern auch die übrigen, oft sehr wertvollen und erwünschten Stoffe, wie z. B. die Vitamine, weitestgehend geschont und erhalten.
Neben der Hitzefällung, die in der Praxis nicht zu einer restlosen Entfernung der Proteinkörper führt, hat man weitere Verfahren zur Entfernung der Resteiweisse vorgeschlagen.
So ist es bekannt, eine Elektrodialyse mit und ohne Zusatz von Chemikalien durchzuführen; auch bakterielle Vergärungs- und Zersetzungsprozesse fanden Anwendung; es wurden auch Aufschlemmungen hydrophiler Magnesium-Silikate unter erhöhter Temperatur und Druck unter Zugabe von Alkali-Sulfit- Lösungen als Flockungsmittel, z. B. zur Klärung von Bier, vorgeschlagen; schliesslich seien noch die Fällungen des Eiweisses durch Zusatz von z.
B. Wasser- glas, Sulfit-Ablaugen, Ferrichlorid und dergleichen erwähnt.
Es ist selbstverständlich eine Grundvoraussetzung, dass bei der Entfernung der Eiweisskörper nur Substanzen Verwendung finden, die hinsichtlich ihrer chemischen, geruchlichen und geschmacklichen Eigenschaften einwandfrei sind, um die Endprodukte in keiner Weise ungünstig zu beeinflussen. Ausserdem sollen die verwendeten Substanzen die Gesetzesvor-
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Schriften erfüllen, besonders wenn es sich um Endprodukte des Lebensmittelsektors handelt; das nachstehend beschriebene Verfahren entspricht in jeder Weise diesen Voraussetzungen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, dass man die schwach saure, zuckerhaltige Lösung von normaler Temperatur zunächst mit Hilfe des Montmorillonits bis zur Erreichung eines pH-Wertes von etwa 6,2 behandelt, nach Entfernung des ausgefallenen Niederschlags die geklärte Flüssigkeit nochmals mit Montmorillonit bis zur Erreichung eines pH-Wertes von etwa 7 behandelt, daraufhin nach Entfernung der Neuausfällung mit Calciumhydroxyd versetzt und schliesslich die neuerliche Ausfällung abtrennt.
Mit Hilfe dieses progressiven Verfahrens ist es möglich, proteinhaltige Lösungen bei völlig normalen Temperaturen restlos von den Albumin- und Globu- lin-Fraktionen zu befreien.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Beispiels noch näher erläutert: 10001 frische Molke, die normalerweise ein pH um 5 herum aufweist, werden in einem Rührwerk in der ersten Fraktion mit einem bei etwa pH 8 liegenden Montmorillonit mit 1 % Gewichtsanteil trocken unter ständigem leichtem Rühren eines guten Mischers gut miteinander vermischt.
Der Mischvorgang kann sehr bald nach Einbringen des trockenen Montmoril- lonits abgebrochen werden; die erste Fraktion kann man absetzen lassen, um die darüber stehende Lösung zu dekantieren, man kann aber auch diese Fraktion über eine Zentrifuge oder eine sonstige geeignete Filteranlage von der Flüssigkeit trennen.
Nach Isolierung dieser ersten Fraktion hat sich der pH-Bereich vom Ausgangs-pH 5 auf etwa 6,2 verschoben. Gleichzeitig sind bei diesem Austauschvorgang etwa 50 % des vorhanden gewesenen Eiweisses vom Austauscher aufgenommen worden.
Die von der ersten Austauscher-Fraktion befreite Lösung wird nunmehr wiederum einem Rührwerk zugeleitet und zur Isolierung einer zweiten Fraktion nochmals mit einem 1 %igen Gewichtsanteil frischen Austauscher desselben Materials versetzt. Die Substanz wird wiederum trocken in die Lösung eingebracht, kurz gerührt und die Entfernung des Austauschers wie oben beschrieben vorgenommen. Durch die zweite Fraktionierung hat sich der pH-Be- reich bis auf Neutralpunktnähe verschoben; die zweitie Fraktion hat etwa 35 % der ursprünglich vorliegenden Eiweisssubstanz aufgenommen.
Um die noch restlich verbleibenden etwa 15 % der ursprünglich vorhanden gewesenen Gesamtmenge an Eiweiss noch zu entfernen, ist nunmehr die Einschaltung einer dritten Fraktionierung erforderlich. Nachdem die zweite Fraktion über eine Zentrifuge isoliert worden ist und die überstehende Lösung klar anfällt, wird sie unter Verwendung eines Rührwerks so lange mit pulverisiertem Calciumhydroxyd behandelt, bis die Lösung ein pH von 7,5 erreicht hat. Es genügen im allgemeinen kleine Mengen von Calciumhydroxyd; die auftretende Fällung wird in bekannter Weise entfernt.
Das aus der Filtereinrichtung ablaufende Lacto- serum-Endprodukt ist wasserklar und vollkommen eiweissfrei.
Zur Weiterverarbeitung kann das vollenteiweisste Produkt jetzt auf Milchzucker oder Milchsäure weiterverarbeitet werden, es kann auch als reines Lactoserum zu einem Getränke-Aufbau benutzt werden oder anderen vielseitig geeigneten Verwendungszwecken zugeführt werden.
Erfindungsgemäss ist es erforderlich, dass die Anwendung des leicht alkalischen Montmorillonits im leicht sauren Milieu erfolgt.
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Process for the deproteinization of sugar-containing solutions The present invention relates to a method for the deproteinization of sugar-containing solutions by means of montmorillonite.
Certain sugar-containing solutions, emulsions or the like require the removal of the protein bodies contained in them for further technical processing or for their technical use.
An example of this is whey as a starting material for milk sugar production or its processing into lactic acid or into beverages; In all cases it is necessary that the residual proteins still contained in it, which amount to between 0.7 to 1%, are removed as completely as possible in order to obtain a perfect end product, e.g. B. milk sugar to obtain.
Another example of the need to remove these so-called residual proteins can also be found in the manufacture of beverages using raw cane sugar.
It is known that with these sugars, as soon as they get into a certain acidic environment around 4.5 pH, the residual proteins that are still contained in them precipitate in the drinks after a while. In all areas in which the occurrence or presence of such residual proteins causes difficulties in the context of their further use, the necessity of removing these protein substances arises.
The previously common and always used way of eliminating these troublesome protein residues is, such as. B. in the large area of whey processing into milk sugar and lactic acid, by heating the liquids to around 95 C with the addition of chemicals that precipitate or promote precipitation, e. B. Soda or calcium chloride, carried out, whereby the protein precipitates in the form of coarse flakes and quickly sinks to the bottom.
The subject of the present invention is a method which enables the undesired proteins to be completely removed from their solutions without the action of heat, without heating or heating under simultaneous pressure, that is to say at normal temperatures and in the unchanged state. The inventive method not only saves the cost of heat precipitation, but also the other, often very valuable and desirable substances, such as. B. the vitamins, largely spared and preserved.
In addition to heat precipitation, which in practice does not lead to a complete removal of the protein bodies, further methods for removing the residual proteins have been proposed.
It is known to carry out electrodialysis with and without the addition of chemicals; bacterial fermentation and decomposition processes were also used; there have also been slurries of hydrophilic magnesium silicates at elevated temperature and pressure with the addition of alkali sulfite solutions as flocculants, e.g. B. for clarifying beer, proposed; Finally, the precipitations of the protein by adding z.
B. water glass, sulphite waste liquor, ferric chloride and the like mentioned.
It is of course a basic requirement that only substances are used when removing the protein bodies, which are flawless with regard to their chemical, odorous and taste properties, so that the end products are not adversely affected in any way. In addition, the substances used should comply with the statutory
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Fulfilling scriptures, especially when it comes to end products of the food sector; the procedure described below meets these requirements in every way.
The process according to the invention is characterized in that the weakly acidic, sugar-containing solution is first treated at normal temperature with the help of montmorillonite until a pH value of about 6.2 is reached, and after the precipitate has been removed, the clarified liquid is again treated with montmorillonite treated to achieve a pH value of about 7, then after removal of the new precipitate mixed with calcium hydroxide and finally the new precipitate is separated off.
With the help of this progressive process it is possible to completely free protein-containing solutions from the albumin and globulin fractions at completely normal temperatures.
The invention is explained in more detail below with the aid of an example: 10001 fresh whey, which normally has a pH of around 5, are dried in a stirrer in the first fraction with a montmorillonite at about pH 8 with 1% by weight, with constant gentle stirring well mixed together.
The mixing process can be stopped very soon after the dry montmorillonite has been introduced; the first fraction can be allowed to settle in order to decant the overlying solution, but this fraction can also be separated from the liquid using a centrifuge or some other suitable filter system.
After isolation of this first fraction, the pH range has shifted from the initial pH 5 to about 6.2. At the same time, about 50% of the protein that was present has been absorbed by the exchanger during this exchange process.
The solution freed from the first exchanger fraction is now again fed to a stirrer and a 1% weight fraction of fresh exchanger of the same material is again added to isolate a second fraction. The substance is again introduced dry into the solution, stirred briefly and the exchanger is removed as described above. As a result of the second fractionation, the pH range has shifted to near the neutral point; the second fraction has taken up about 35% of the originally present protein substance.
In order to remove the remaining approximately 15% of the total amount of protein originally present, it is now necessary to switch on a third fractionation. After the second fraction has been isolated using a centrifuge and the supernatant solution is clear, it is treated with pulverized calcium hydroxide using a stirrer until the solution has a pH of 7.5. Small amounts of calcium hydroxide are generally sufficient; the precipitation that occurs is removed in a known manner.
The lactoserum end product flowing out of the filter device is water-clear and completely protein-free.
For further processing, the fully proteinaceous product can now be processed into milk sugar or lactic acid, it can also be used as a pure lactoserum for a beverage or other versatile uses.
According to the invention, it is necessary that the slightly alkaline montmorillonite is used in a slightly acidic medium.