CH671144A5

CH671144A5 -

Info

Publication number: CH671144A5
Application number: CH618/87A
Authority: CH
Inventors: Werner Drebert; Hans-Joachim Dipl-Ing Radcke; Hans-Werner Krone; Harry Dr-Ing Heinz; Joachim Dipl-Ing Lochmann; Gerhard Dipl-Ing Naumann; Gerd Dipl-Ing Jahn; Werner Dr-Ing Ebert
Original assignee: Zent Warenkontor Obst Gemuese
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1989-08-15
Also published as: DD258120A3; FR2594648A1; DE3701608C2; SE8700723L; DE3701608A1; SE8700723D0

Description

BESCHREIBUNG Das Verfahren bezieht sich auf die Gewinnung von pflanzlichen Säften und Extrakten, vorzugsweise auf die Saftgewinnung von Äpfeln. DESCRIPTION The process relates to the extraction of vegetable juices and extracts, preferably the juice extraction of apples.

Bekannt sind Verfahren zur Gewinnung von Getreide-, Obst- und Gemüsesäften mittels mechanischer Pressen und diesen Pressen nachgeschaltete Extraktionsmaschinen. Die modernsten und verbreitetsten Verfahren sind in «Confruk-ta-Studien», Bd. 28 (1984) II, am Beispiel der Saftgewinnung aus Äpfeln dargestellt. In «Frucht- und Gemüsesäfte», Handbuch der Getränketechnologie von Ulrich Schobinger, Verlag Eugen Ulmer Stuttgart, 1981, sind weitere Verfahren zur Gewinnung von flüssigen Produkten aus Obst und Gemüsen dargestellt. Processes for the extraction of grain, fruit and vegetable juices by means of mechanical presses and extraction machines connected downstream of these presses are known. The most modern and widespread methods are described in “Confruk-ta-Studien”, Vol. 28 (1984) II, using the example of juice extraction from apples. In “Fruit and vegetable juices”, handbook of beverage technology by Ulrich Schobinger, publisher Eugen Ulmer Stuttgart, 1981, further processes for the production of liquid products from fruits and vegetables are presented.

Alle in diesen Literaturquellen dargestellten Saftgewinnungsverfahren basieren vorwiegend auf die Anwendung mechanischer Presskräfte für die Fruchtentsaftung, die unter Anwendung dieser Prinzipien in der Mehrzahl in diskontinuierlichen Verfahren anwendbar sind. Die Extraktion der in den Fruchtrückständen noch verbleibenden Extraktstoffe, ist in den bekannten Verfahren nur in den Pressen nachgeschalteten separaten Extrakteuren möglich, an deren Effekti-vierung international gearbeitet wird. Aus der Patentliteratur ist ein Verfahren zur Gewinnung von löslichen Stoffen aus Zellgewebe unter Vakuum bekannt. In dieser Lösung wird eine Verfahrenskombination des Extrahierens und Pressens von löslichen Stoffen aus Zellgewebe unter Vakuumeinwirkung dargestellt. Dieses Verfahren ermöglicht keine schlüssige kontinuierliche Fahrweise. Die Einwirkung des Vakuums dient in erster Linie energiewirtschaftlichen Erwägungen durch Herabsetzung der Extraktionstemperaturen und der Extraktionszeiten. Informationsquelle: DD-WP 155 868, Int.-Cl3 A 23 N 1/00. All of the juice extraction processes presented in these literature sources are based primarily on the use of mechanical pressing forces for fruit juicing, which can be applied in the majority in discontinuous processes using these principles. The extraction of the extract substances still remaining in the fruit residues is only possible in the known processes in the separate extractors connected downstream of the presses, the work of which is being worked on internationally. A method for obtaining soluble substances from cell tissue under vacuum is known from the patent literature. In this solution, a process combination of extracting and pressing soluble substances from cell tissue under vacuum is shown. This procedure does not allow a coherent, continuous driving style. The effect of the vacuum primarily serves energy management considerations by lowering the extraction temperatures and the extraction times. Information source: DD-WP 155 868, Int.-Cl3 A 23 N 1/00.

In einer weiteren Lösung wird die Kombination von Extraktions- und Pressaggregaten vorgestellt, die insgesamt durch die Einhaltung von Extraktions- und Abtropfzeiten keinen kontinuierlichen Betrieb zulassen. Das Verfahren er-fordert den Einsatz von 5 bis 6 Schneckenpressen und besitzt die Merkmale eines diskontinuierlichen, mehrstufigen Extraktionsverfahrens, bei dem eine übliche Gegenstromex-traktion gewählt wurde. Informationsquelle: DD-WP 150 427, Int.-Cl3 A 23 N 1/00. In a further solution, the combination of extraction and pressing units is presented, which overall do not allow continuous operation due to the adherence to extraction and draining times. The process requires the use of 5 to 6 screw presses and has the features of a discontinuous, multi-stage extraction process in which a conventional countercurrent extraction was selected. Information source: DD-WP 150 427, Int.-Cl3 A 23 N 1/00.

Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der technischen Unzulänglichkeiten der bekannten Entsaftungsverfahren zur Verringerung des apparativen-, energetischen- und des Arbeitsaufwandes. The aim of the invention is to eliminate the technical inadequacies of the known juicing processes in order to reduce the expenditure on apparatus, energy and labor.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Gewinnung von pflanzlichen Säften und Extrakten zu entwickeln, das kontinuierlich arbeitet und dabei den apparativen, den energetischen und den Arbeitsaufwand verringert. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das im Anspruch 1 definierte Verfahren. The object of the invention is to develop a process for the production of vegetable juices and extracts which works continuously and thereby reduces the apparatus, the energy and the workload. The subject of the present invention is the method defined in claim 1.

Erfmdungsgemäss wird der zu verarbeitende Rohstoff mit bekannten Zerkleinerungsmaschinen in Korngrössen von vorzugsweise 3 bis 10 mm zerkleinert, wenn erforderlich enzymatisch behandelt, danach mit definiertem Volumenstrom und definierter Schichthöhe mit üblichen Fördereinrichtungen auf ein endloses, kontinuierlich umlaufendes Filtrationsband aufgegeben. Im ersten Abschnitt des Filtrationsbandes erfolgt die Aufgabe des Rohstoffes in einer dem Rohstoff spezifischen Schichtdicke von vorzugsweise 10 bis 50 mm. In diesem Abschnitt wird die Abtrennung des Zellsaftes mittels Vakuum über eine perforierte Schicht des endlosen Filtrationsbandes realisiert. Nach Erreichen einer minimalen Restfeuchte des Rohstoffes wird ohne Unterbrechung des kontinuierlich transportierten Stoffstromes dem Rohstoff ein definiertes Extraktionsmittelvolumen von vorzugsweise 5 bis 50 Masseprozent zur aufgegebenen Rohstoffmasse, gleichmässig auf den vorentsafteten Rohstoff aufgegeben. Die Entsaftungsabschnitte auf dem endlosen Filtrationsband verhalten sich dabei, zwischen Rohsaft- und Extraktionssaftabschnitt, vorzugsweise im Verhältnis von 1:2. Mittels Vakuum wird dabei der noch verbliebene Rohsaft im Rohstoff durch das Extraktionsmittel verdrängt und zum grössten Teil über das perforierte Band abgetrennt. Dabei wird eine Minimierung des Extraktstoffes im Rohstoff erreicht, der in der Grössenordnung von mindestens 25% des ursprünglichen Extraktstoffgehaltes liegt. According to the invention, the raw material to be processed is comminuted with known comminution machines in grain sizes of preferably 3 to 10 mm, if necessary treated enzymatically, then fed with a defined volume flow and a defined layer height with conventional conveying devices onto an endless, continuously rotating filtration belt. In the first section of the filtration belt, the raw material is fed in a layer thickness that is specific to the raw material, preferably 10 to 50 mm. In this section, the cell juice is separated by means of a vacuum over a perforated layer of the endless filtration belt. After a minimum residual moisture of the raw material has been reached, without interrupting the continuously transported material flow, the raw material is given a defined extractant volume of preferably 5 to 50 percent by mass to the raw material mass, evenly applied to the pre-juiced raw material. The juicing sections on the endless filtration belt behave between the raw juice section and the extraction juice section, preferably in a ratio of 1: 2. The remaining raw juice in the raw material is displaced by the extracting agent by means of a vacuum and largely separated via the perforated belt. This minimizes the extract in the raw material, which is of the order of magnitude of at least 25% of the original extract content.

Durch die Einwirkung des Vakuums wird nochmals eine minimale Restfeuchte des Rohstoffes erreicht. Die Verdrängungsextraktion wird bei Temperaturen von 5 bis 50 °C durchgeführt. Der so behandelte Rohstoff wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt einer kontinuierlichen Kompression, vorzugsweise im Druckbereich von 0,1 bis 1,0 MPa, unterzogen. Damit wird ein Aufschluss des noch vorhandenen unverletzten Zellgewebes erreicht und der dabei freigesetzte Zellsaft mit seinen Extraktanteilen, mittels dem im Rohstoff verbliebenen Restextraktionsmittel über eine perforierte Wand freigesetzt. A minimal residual moisture of the raw material is again achieved by the action of the vacuum. The displacement extraction is carried out at temperatures of 5 to 50 ° C. The raw material treated in this way is subjected to continuous compression in a subsequent process step, preferably in the pressure range from 0.1 to 1.0 MPa. This enables the undamaged cell tissue that is still present to be disintegrated and the cell juice released with its extract fractions to be released via a perforated wall by means of the residual extraction agent remaining in the raw material.

Insgesamt wird bei Anwendung der Erfindung eine Extraktionsstoffausbeute von mindestens 85% der ursprüng- Overall, an extraction substance yield of at least 85% of the original

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

671144 671144

lieh im Rohstoff enthaltenen Extraktgehalte erreicht. Die verfahrensbestimmenden Parameter wie Volumenstrom. Schichtdicke. Extraktionsmittelmenge und Vakuumhöhe werden auf die jeweilige Rohstoffart und -qualität eingestellt. reached extract contents contained in the raw material. The process-determining parameters such as volume flow. Layer thickness. The amount of extractant and the vacuum level are adjusted to the respective type and quality of raw material.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel für Apfelmaische näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen die The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment for apple mash. In the accompanying drawings, the

Figur 1 den apparativen Aufbau zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens 1 shows the apparatus structure for carrying out the method according to the invention

Figur 2 die schematische Darstellung der Versuchsergebnisse aus der Tabelle I. Figure 2 is a schematic representation of the test results from Table I.

Die vermahlene Apfelmaische wird über eine Aufgabevorrichtung auf das kontinuierlich arbeitende Vakuum-Zellenbandfilter 1 aufgegeben. Die Rohsaftabtrennung erfolgt über eine bemessene Teilfläche der Gesamtfilterfläche über ein Polyestersiebgewebe in den Rohsaftabscheider 3. In diesem Rohsaftabscheider 3 wird die Vakuumluft vom Rohsaft getrennt und derselbe kann aus dem Vakuumsystem mittels Pumpe 7 zur Weiterverarbeitung gefördert werden. Die Extraktion der teilentsafteten Trester auf dem Filter findet auf der Restfläche des Filterbandes statt, wobei das definierte Extraktionswasser von vorzugsweise 6 bis 15 Masseprozent zur aufgegebenen Maischemasse, mit Hilfe von geeigneten Aufgabevorrichtungen aufgegeben wird. Der Extraktionssaft wird über den Extraktionssaftabscheider 4 und die Pumpe 6 zur Weiterverarbeitung gefördert. Die Vakuumluft wird mittels Vakuumpumpe 5 für beide Saftarten er-5 zeugt. Das als Filtermittel eingesetzte Polyestersiebgewebe wird nach der Tresterabnahme im unteren Teil des Zellbandfilters einer gründlichen Reinigung unterzogen. Die entsafteten Trester gelangen von der Abnahmeeinrichtung des Filters in eine Horizontalschraubenpresse 2 und werden auf io Grund ihrer geringen Restfeuchteanteile mit hoher Effektivität restentsaftet. Dieser gewonnene Extraktionssaft kann zur Weiterverarbeitung und die Trester zum Abtransport gefördert werden. Die ermittelten Versuchsergebnisse werden in der Tabelle 1 dargestellt. The ground apple mash is placed on the continuously operating vacuum cell belt filter 1 via a feed device. The raw juice is separated over a dimensioned partial area of the total filter area via a polyester screen fabric in the raw juice separator 3. In this raw juice separator 3, the vacuum air is separated from the raw juice and the same can be conveyed from the vacuum system by means of pump 7 for further processing. The extraction of the partially juiced pomace on the filter takes place on the remaining surface of the filter belt, the defined extraction water of preferably 6 to 15 percent by mass to the mashed mass being fed in using suitable feed devices. The extraction juice is conveyed via the extraction juice separator 4 and the pump 6 for further processing. The vacuum air is generated by means of a vacuum pump 5 for both types of juice. The polyester screen fabric used as a filter medium is subjected to thorough cleaning in the lower part of the cell belt filter after the pomace has been removed. The juiced pomace comes from the removal device of the filter into a horizontal screw press 2 and is highly juiced due to its low residual moisture content with high effectiveness. The extraction juice obtained can be conveyed for further processing and the pomace can be conveyed away. The determined test results are shown in Table 1.

i5 Für den dargestellten Versuch stand eine mittels Rätz-mühlen zerkleinerte Apfelmaische zur Verfügung, die gemäss der in der Tabelle 1 dargestellten Stoff- und Extraktbi-lanz verarbeitet wurde. i5 For the experiment shown, an apple mash chopped up by means of Rätz mills was available, which was processed according to the substance and extract balance shown in Table 1.

Aus den Versuchsergebnissen (Tabelle 1) wird ersichtlich, 20 wie die funktionelle Bedeutung jedes einzelnen Verfahrensschrittes zu bewerten ist und welche Konsequenzen das Auslassen eines Verfahrensschrittes besitzt. Die Darstellung erfolgte unter Berücksichtigung der Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte. The test results (Table 1) show 20 how the functional significance of each individual process step is to be assessed and the consequences of omitting a process step. The presentation was made taking into account the order of the individual process steps.

Tabelle 1 Table 1

Bezeichnung designation

Masse lösliche Trockensubstanz Mass of soluble dry matter

(kg) (kg)

(%) (%)

Maische mash

1000,0 1000.0

129,0 129.0

12,9 12.9

Rohsaft Raw juice

528,7 528.7

68,4 68.4

12,9 12.9

Trester 1 Marc 1

471,3 471.3

60,6 60.6

12,8 12.8

Wasser water

142,6 142.6

0,0 0.0

Trester 2 Pomace 2

613,9 613.9

60,6 60.6

9,9 9.9

Extraktionssaft I Extraction juice I

281,4 281.4

28,7 28.7

10,2 10.2

Trester 3 Pomace 3

332,5 332.5

31,9 31.9

9,6 9.6

Extraktionssaft II Extraction juice II

160,6 160.6

16,1 16.1

10,0 10.0

Trester 4 Pomace 4

171,9 171.9

15,8 15.8

9,2 9.2

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen List of the reference numerals used

1 Vakuum-Zellenbandfilter 1 vacuum cell band filter

2 Horizontalschraubenpresse 2 horizontal screw press

3 Rohsaftabscheider 3 raw juice separators

4 Extraktionssaftabscheider 4 extraction juice separators

5 Vakuumpumpe 5 vacuum pump

6 Pumpe 6 pump

7 Pumpe 7 pump

8 endloses Filterband 8 endless filter belt

9 erster Abschnitt des endlosen Filterbandes 10 zweiter Abschnitt des endlosen Filterbandes 9 first section of the endless filter belt 10 second section of the endless filter belt

55 55

65 65

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

671144

1. A process for the production of vegetable juices and extracts, characterized in that the comminuted raw material continuously with a defined volume flow and a defined layer thickness on the first section (9) of the endless, continuously rotating filter belt (8), the cell juice by means of vacuum over a perforated Separated layer of the endless filter belt (8) and after reaching a maximum juicing of the raw material, an extractant is evenly applied to the pre-juiced raw material in the second section (10) of the endless, continuously circulating filter belt (8) and thereby the raw juice remaining in the raw material by the extractant is displaced and separated by means of vacuum and in a subsequent process step, residual juicing is carried out by compression.

2. The method according to claim 1, characterized in that the comminuted raw material has a grain size of 3-10 mm.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the raw material is treated enzymatically.

4. The method according to any one of claims 1-3, characterized in that the process steps juicing and displacement extraction are carried out continuously on a machine in succession.

5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that the feed of the raw material takes place in a layer thickness of 10-50 mm specific to the raw material.

6. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that the displacement extraction with water is carried out with preferred amounts of 5-50%, based on the raw material quantity.

7. The method according to any one of claims 1-6, characterized in that the displacement extraction is carried out at temperatures of 5-50 ° C.

8. The method according to any one of claims 1-7, characterized in that volume flow, layer thickness, amount of extractant and vacuum level are set as essential process parameters according to the type and quality of raw material.