DE102014006046A1 - Method and device for producing a vegetable sweetener - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gemüse-Süßungsmittels, mit den folgenden Verfahrensschritten: Waschen des Gemüses; Zerkleinern des Gemüses; Hinzufügen von Wasser zu dem zerkleinerten Gemüse, um eine Gemüsemaische herzustellen; Erhitzen der Gemüsemaische auf eine Temperatur von bis zu 70°C; Entsaften der Gemüsemaische, um einen Gemüsesaft herzustellen; Beimengen von CaO in den Gemüsesaft; Einblasen von CO2 in den Gemüsesaft; Filtern des Gemüsesafts; Zusetzen von Aktivkohle in den Gemüsesaft; erneutes Filtern des Gemüsesafts; und Eindampfen des gefilterten Gemüsesafts, um das Gemüse-Süßungsmittel herzustellen. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The present invention relates to a process for producing a vegetable sweetener, comprising the following process steps: washing the vegetable; Mincing the vegetables; Adding water to the minced vegetables to make a vegetable mash; Heating the vegetable mash to a temperature of up to 70 ° C; Juicing the vegetable mash to produce a vegetable juice; Adding CaO to the vegetable juice; Injecting CO2 into the vegetable juice; Filtering the vegetable juice; Adding activated carbon to the vegetable juice; re-filtering the vegetable juice; and evaporating the filtered vegetable juice to produce the vegetable sweetener. The invention also relates to a device for carrying out this method.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Herstellung eines Gemüse-Süßungsmittels und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Gemüse-Süßungsmittels mit Hilfe einer Gemüse- oder Fruchtsaftgewinnungsanlage. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The present invention relates generally to a process for producing a vegetable sweetener, and more particularly to a process for producing a vegetable sweetener by means of a vegetable or fruit juice recovery plant. In addition, the invention relates to a device for carrying out the method according to the invention.
Üblicherweise werden Zuckerrüben nach der Ernte gereinigt und zerkleinert. Die entstehenden Zuckerrübenschnitzel werden in Extraktionstürmen mit heißem Wasser versetzt. Der enthaltene Zucker wird herausgelöst, wodurch ein Rohsaft entsteht. Mit Kalk und Kohlensäure werden Nichtzuckerstoffe im Saft gebunden und durch Filtration abgetrennt. Der so geklärte Dünnsaft enthält etwa 16% Saccharose und ist hellgelb. Durch Verdampfungsapparate wird so lange Wasser entzogen, bis der Zuckergehalt im nun goldbraunen zähflüssigen Dicksaft ungefähr 75% beträgt. Die weitere Eindickung geschieht mit Unterdruck, da das Wasser bereits bei 65 bis 80°C verdampft und der Zucker noch nicht karamellisiert. Nach Zusatz von Impfkristallen beginnt die Kristallisation, die bis zur gewünschten Kristallgröße läuft. In Zentrifugen wird der anhaftende Sirup (Melasse) von den Kristallen getrennt. Der weiße Zucker wird nun nochmals in Wasser gelöst und danach kristallisiert. Dadurch erhält man einen besonders reinen und weißen Zucker.Usually, sugar beets are cleaned and crushed after harvesting. The resulting sugar beet pulp is added to extraction towers with hot water. The contained sugar is dissolved out, resulting in a raw juice. With lime and carbon dioxide non-sugar substances are bound in the juice and separated by filtration. The clarified thin juice contains about 16% sucrose and is light yellow. By evaporation apparatus water is withdrawn until the sugar content in the now golden brown viscous thick juice is about 75%. The further thickening is done with negative pressure, since the water is already evaporated at 65 to 80 ° C and the sugar is not caramelized. After addition of seed crystals, the crystallization begins, which runs to the desired crystal size. In centrifuges, the adhering syrup (molasses) is separated from the crystals. The white sugar is then redissolved in water and crystallized. This gives a particularly pure and white sugar.
Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, dass eine spezielle Vorrichtung zur Herstellung von Zucker aus Zuckerrüben erforderlich ist.A disadvantage of this known method is that a special device for the production of sugar from sugar beet is required.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Gemüse-Süßungsmittels und insbesondere eines Süßungsmittels auf Basis von Zuckerrüben zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe dessen die vorstehend erläuterten Nachteile überwunden werden können. Es ist insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Gemüse-Süßungsmittels und insbesondere eines Zuckerrüben-Süßungsmittels unter Verwendung bereits vorhandener Produktionsanlagen zur Herstellung von Gemüse- und Fruchtsaftgewinnungsanlagen zur Verfügung zu stellen.It is an object of the present invention to provide a process for producing a vegetable sweetener and, in particular, a sugar beet sweetener, by means of which the disadvantages explained above can be overcome. It is a particular object of the present invention to provide a method for producing a vegetable sweetener and in particular a sugar beet sweetener using already existing production facilities for the production of vegetable and fruit juice extraction facilities available.
Diese und weitere Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Herstellung eines Gemüse-Süßungsmittels nach Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass zur Herstellung des Gemüse-Süßungsmittels eine herkömmliche Gemüse- bzw. Fruchtsaftgewinnungsanlage zum Einsatz kommt. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind bezüglich des Verfahrens in den Unteransprüchen 2 bis 13 und bezüglich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in Unteranspruch 14 angegeben.These and other objects are achieved by a method for producing a vegetable sweetener according to
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass eine herkömmliche Gemüse- oder Fruchtsaftgewinnungsanlage zur Herstellung des Gemüse-Süßungsmittels verwendet wird, wodurch die Auslastung einer solchen Anlage erhöht wird, was zu einer Reduzierung der Kosten führt.The advantages of the invention are, in particular, that a conventional vegetable or fruit juice extraction plant is used to produce the vegetable sweetener, whereby the utilization of such a plant is increased, resulting in a reduction of costs.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gemüse (zum Beispiel Zuckerrüben) zunächst gewaschen, von mitgelieferten Steinen befreit und danach beispielsweise in einer Obstmühle (Hammer- oder Rätzmühle) zerkleinert. Dem zerkleinerten (gemahlenen) Gemüse wird dann Wasser zugesetzt. Diese Mischung (auch als Maische bezeichnet) wird mit Hilfe einer Maische-Erhitzungsanlage auf eine Temperatur von vorzugsweise bis zu 70°C erhitzt. Eine höhere Temperatur ist nicht erwünscht, da sich im Wesentlichen keine Pektinstoffe herauslösen sollen. Diese heiße Gemüsemaische bzw. Zuckerrübenmaische wird anschließend in einer Fruchtsaftpresse abgepresst. Als Zwischenprodukt entsteht eine extrakthaltige Flüssigkeit mit einem relativ geringen Zuckergehalt. Die Scheidung und Saturation dieser Flüssigkeit erfolgt der Vorgehensweise in einer Zuckerfabrik (d. h. Kalk-Kohlensäure-Reinigung), jedoch vorzugsweise Batchweise und nicht kontinuierlich.In the method according to the invention, the vegetables (for example sugar beet) are first washed, freed from stones supplied and then comminuted, for example, in a fruit mill (hammer or Rätzmühle). The crushed (ground) vegetables are then added to water. This mixture (also referred to as mash) is heated to a temperature of preferably up to 70 ° C by means of a mash-heating plant. A higher temperature is not desirable, since essentially no pectin substances should dissolve out. This hot vegetable mash or sugar beet mash is then squeezed in a fruit juice squeezer. The intermediate product is an extract-containing liquid with a relatively low sugar content. The separation and saturation of this liquid is done in a sugar factory (i.e., lime-carbonic acid purification), but preferably batchwise rather than continuous.
In einem mit einem Rührwerk ausgestatteten Tank wird die zuckerhaltige Flüssigkeit mit Calciumoxid CaO (= gebrannter Kalk) versetzt. Nach etwa 15 Minuten wird dann in diese Flüssigkeit CO2 (Kohlendioxid) eingeleitet. Das Calciumoxid reagiert mit Wasser zu Calciumhydroxid (Gelöschter Kalk, Kalkwasser). Das eingeblasene Kohlendioxid reagiert mit den Calciumionen zu Calciumcarbonat (Kalk), das ausfällt und dabei viele Fremdstoffe mitreißt. Da diese Lösung stark basisch ist, fallen viele Nichtzuckerstoffe, insbesondere Eiweißstoffe aus. Die resultierende Flüssigkeit wird dann mittels einer Filtrationsanlage filtriert wird, um sie von Verunreinigungen zu befreien. Dieser filtrierten Flüssigkeit wird dann zwecks Deodorierung Aktivkohle zugesetzt. Nach einer gewissen Verweilzeit wird diese Suspension erneut filtriert. Die so gewonnene Flüssigkeit wird anschließend mit Hilfe eines Ionentauschers und unter Zuhilfenahme von Adsorberharzen gereinigt. Schließlich wird die gereinigte Flüssigkeit mit Hilfe einer Verdampferanlage auf vorzugsweise über 65% TS (TS = Trockenmassegehalt) zu einem Sirup eingedampft. Der so gewonnene Sirup kann so beispielsweise zur Süßung von Getränken Verwendung finden.In a tank equipped with a stirrer, the sugar-containing liquid is mixed with calcium oxide CaO (= burnt lime). After about 15 minutes CO 2 (carbon dioxide) is then introduced into this liquid. The calcium oxide reacts with water to form calcium hydroxide (limestone, lime water). The injected carbon dioxide reacts with the calcium ions to calcium carbonate (lime), which precipitates and thereby entrains many foreign substances. Since this solution is strongly basic, many non-sugar substances, in particular proteins, precipitate out. The resulting liquid is then filtered through a filtration unit to remove impurities. This filtered liquid is then added to deodorization activated carbon. After a certain residence time, this suspension is filtered again. The liquid thus obtained is then cleaned with the aid of an ion exchanger and with the aid of adsorber resins. Finally, the purified liquid is evaporated with the aid of an evaporator system to preferably over 65% DM (DM = dry matter content) to a syrup. The syrup thus obtained can be used, for example, for sweetening beverages.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte:
- 1. Waschen und optionales Schälen der Zuckerrüben, wobei das Schälen mechanisch und/oder unter Einsatz von Heißdampf erfolgen kann.
- 2. Zerkleinern der Zuckerrüben in einer Obstmühle (mit oder ohne Vorzerkleinerung).
- 3. Hinzufügen von Wasser zu den zerkleinerten Zuckerrüben, um eine Zuckerrübenmaische herzustellen.
- 4. Erhitzen der Zuckerrübenmaische auf eine Temperatur von vorzugsweise bis zu 70°C, wobei die Zuckerrübenmaische mit Hilfe eines Rührwerks gerührt wird.
- 5. Entsaften der Zuckerrübenmaische, wobei die Entsaftung in einer Saftpresse erfolgt. Hierbei kann jede geeignete Saftpresse verwendet werden, wie zum Beispiel eine Packpresse, eine Bandpresse oder eine hydraulische Filterpresse. Alternativ kann zum Entsaften auch ein Dekanter verwendet werden. Auf diese Weise wird ein zuckerhaltiger Zuckerrübensaft erhalten.
- 6. Beimengen von CaO (Calciumoxid) in den Zuckerrübensaft, wobei sich der Saft in einem mit einem Rührwerk versehenen Tank befindet und gerührt wird.
- 7. Einblasen von CO2 etwa 15 Minuten nach dem Beimengen des CaO, so dass das CaO etwa 15 Minuten mit dem Zuckerrübensaft reagieren kann, um mit dem Wasser zu Calciumhydroxid zu reagieren, wobei das CO2 mit den Calciumionen zu Calciumcarbonat reagiert, welches ausfällt und dabei viele Fremdstoffe mitreißt.
- 8. Filtern des resultierenden Zuckerrübensafts, um den Saft von restlichen Verunreinigungen zu befreien. Das Filtern kann mit Hilfe einer herkömmlichen Fitrationsanlage (z. B. ein Vakuumdrehfilter) erfolgen.
- 9. Zusetzen von Aktivkohle zwecks Deodorierung.
- 10. Erneutes Filtern dieser Suspension nach einer gewissen Verweilzeit.
- 11. Reinigen der so gewonnenen Flüssigkeit mit Hilfe eines Ionentauschers und mit Hilfe von Adsorberharzen.
- 12. Eindampfen des gefilterten Zuckerrübensafts mit Hilfe einer Verdampferanlage. Verwendet werden können Röhren-, Dünnschicht- oder Umlaufverdampfer. Diese Verdampfer können ein- oder mehrstufig ausgebildet sein und im Gleichstrom, Gegenstrom oder Parallelstrom arbeiten. Das Eindampfen erfolgt in einer Weise, dass der fertige Sirup einen Trockenmassegehalt von über 65% hat.
- 13. Abfüllen des fertigen Zuckerrüben-Süßungsmittels.
- 1. Washing and optional peeling of the sugar beets, wherein the peeling can be done mechanically and / or using superheated steam.
- 2. Mincing the sugar beet in a fruit mill (with or without pre-shredding).
- 3. Add water to the crushed sugar beets to make a sugar beet mash.
- 4. heating the sugar beet mash to a temperature of preferably up to 70 ° C, wherein the sugar beet mash is stirred by means of a stirrer.
- 5. Juicing the sugar beet mash, wherein the juicing is done in a juicer. Any suitable juicer may be used, such as a pack press, a belt press or a hydraulic filter press. Alternatively, a decanter can be used for juicing. In this way, a sugary sugar beet juice is obtained.
- 6. Add CaO (calcium oxide) to the sugar beet juice with the juice in a stirred tank and stir.
- 7. Blowing in CO 2 about 15 minutes after the CaO is added so that the CaO can react with the sugar beet juice for about 15 minutes to react with the water to form calcium hydroxide, the CO 2 reacting with the calcium ions to calcium carbonate which precipitates and entrains many foreign substances.
- 8. Filter the resulting sugar beet juice to rid the juice of residual contaminants. The filtering can be carried out with the aid of a conventional filtration system (eg a vacuum rotary filter).
- 9. Adding activated charcoal for deodorization.
- 10. Re-filter this suspension after a certain residence time.
- 11. Clean the liquid thus obtained with the aid of an ion exchanger and with the aid of adsorber resins.
- 12. Evaporate the filtered sugar beet juice using an evaporator system. Can be used tube, thin film or circulation evaporator. These evaporators can be designed in one or more stages and operate in cocurrent, countercurrent or parallel current. The evaporation is carried out in such a way that the finished syrup has a dry matter content of over 65%.
- 13. Bottling the finished sugar beet sweetener.
Wie in Block
In Block
Es sei angemerkt, dass neben Zuckerrüben auch andere Gemüsesorten verwendet werden können. Ferner können Mischungen aus verschiedenen Gemüsesorten verwendet werden. Ferner ist es möglich, dass auch andere Zutaten beigemengt werden können, wie zum Beispiel Aromen, Geschmackstoffe, Farbstoffe, Konservierungsstoffe, usw.It should be noted that in addition to sugar beets and other vegetables can be used. Furthermore, mixtures of different vegetables can be used. It is also possible that other ingredients may also be added, such as flavors, flavors, colors, preservatives, etc.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die folgenden Komponenten auf:
- 1. eine Einrichtung zum Waschen und (optional) zum Schälen der Zuckerrüben,
- 2. eine Einrichtung (z. B. Obstmühle) zum Zerkleinern der Zuckerrüben,
- 3. eine Einrichtung zum Beimengen von Wasser zu den zerkleinerten Zuckerrüben, um die Zuckerrübenmaische herzustellen,
- 4. eine Einrichtung zum Erhitzen der Zuckerrübenmaische auf eine Temperatur von bis zu 70°C, wobei diese Erhitzungseinrichtung vorzugsweise ein Rührwerk enthält,
- 5. eine Einrichtung zum Entsaften der Zuckerrübenmaische, wie zum Beispiel eine Pack-, Band-, oder Hydraulikpresse oder ein Dekanter, um einen Zuckerrübensaft herzustellen,
- 6. eine Einrichtung zum Beimengen von CaO,
- 7. eine Einrichtung zum Einblasen von CO2,
- 8. eine Fitrationsanlage zum Filtern des Zuckerrübensafts,
- 9. eine Einrichtung zum Zusetzen von Aktivkohle,
- 10. eine weitere Filtrationsanlage zum Filtern der Suspension,
- 11. einen Ionentauscher,
- 12. eine Verdampferanlage zum Eindampfen des gefilterten Zuckerrübensafts, so dass das fertige Süßungsmittel einen Trockenmassegehalt von vorzugsweise über 65% hat, und
- 13. eine Lagermöglichkeit des fertigen Zuckerrüben-Süßungsmittels.
- 1. a device for washing and (optionally) for peeling the sugar beet,
- 2. a device (eg fruit mill) for crushing sugar beet,
- 3. a device for adding water to the crushed sugar beets to produce the sugar beet mash,
- 4. a device for heating the sugar beet mash to a temperature of up to 70 ° C., this heating device preferably containing an agitator,
- 5. a device for juicing the sugar beet mash, such as a packing, band, or hydraulic press or decanter, to make a sugar beet juice,
- 6. a device for adding CaO,
- 7. a device for blowing in CO 2 ,
- 8. a filtration plant for filtering sugar beet juice,
- 9. a device for adding activated carbon,
- 10. another filtration system for filtering the suspension,
- 11. an ion exchanger,
- 12. an evaporator unit for evaporating the filtered sugar beet juice, so that the finished sweetener has a dry matter content of preferably over 65%, and
- 13. a storage facility of the finished sugar beet sweetener.
Es ist offensichtlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch noch weitere Komponenten enthalten kann, wie zum Beispiel Rohrleitungen, Kühleinrichtungen, Tankanlagen zum Zwischenspeichen von Zwischenprodukten. Es ist außerdem vorgesehen, dass die einzelnen Komponenten nicht direkt hintereinander geschaltet sein müssen. Es ist denkbar, dass die einzelnen Komponenten räumlich getrennt sind, und dass die Durchführung der einzelnen Verfahrensschritte zeitlich versetzt erfolgt. Es ist allerdings bevorzugt, dass die einzelnen Verfahrensschritte ohne wesentliche Unterbrechungen zeitlich aufeinander folgen, wodurch eine optimale Qualität des Produkts erreicht wird. Durch eine kontinuierliche Verarbeitung des Gemüses und durch eine kontinuierliche Abfolge der Verfahrensschritte können Verunreinigungen des fertigen Produkts vermieden und ungewollte negative Veränderungen der einzelnen Zwischenprodukte (wie zum Beispiel Oxidation) wirksam reduziert werden.It is obvious that the device according to the invention can also contain other components, such as, for example, pipelines, cooling devices, tank installations for intermediately spilling intermediates. It is also envisaged that the individual components need not be connected directly one behind the other. It is conceivable that the individual components are spatially separated, and that the implementation of the individual process steps takes place with a time offset. However, it is preferred that the individual process steps follow one another without substantial interruptions, whereby an optimum quality of the product is achieved. Through a continuous processing of the vegetables and through a continuous sequence of process steps impurities of the finished product can be avoided and unwanted negative changes of the individual intermediates (such as oxidation) can be effectively reduced.
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Zucker - Lebensenergie aus der Natur. 28.04.2010. URL: http://www.suedzucker.de/de/Zucker/Zuckergewinnung/Zucker-Lebensenergie_aus_der_Natur.pdf [abgerufen am 04.12.2014] * |
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