DE1069090B - - Google Patents

Description

• Verfahren zum Konvertieren von Stärke in Glukose od. ä. dextrosehaltige Erzeugnisse Es ist bekannt, Stärke in Glukose, z. B. Glukosesirup, oder ähnliche dextrosehaltige Erzeugnisse in einem kontinuierlichen Hydrolysierungsverfahren zu konvertieren, bei dem die Stärke in einem kontinuierlichen Strom zunächst durch einen Wärmeaustauscher, in dem sie ohne Einblasen von Dampf auf die Konvertierungstemperatur erhitzt wird, und anschließend durch einen Konverter geführt wird, wobei das gesamte Verfahren einschließlich der Erhitzung stattfindet, ohne daß freier Dampf zugegen ist. Wo im folgenden der Einfachheit halber das zu konvertierende Ausgangsmaterial als »Stärkemilch« und das hergestellte Erzeugnis als »Glukose« bezeichnet werden, sind unter »Stärkemilch« nicht nur Stärke bzw. Stärkebrei oder Stärkemilch, sondern auch andere Polysaccharide ähnlicher Natur, wie teilweise umgewandelte Stärke, die beispielsweise des Zwischenerzeugnis eines Konvertierungsprozesses sein kann, zu verstehen, und unter »Glukose« sollen auch ähnliche dextrosehaltige Erzeugnisse verstanden werden.
• Bei dem vorgenannten Verfahren spielt wie bei jeder Konvertierung von Stärke in Glukose die Einwirkung des Verfahrens auf die im Ausgangsmaterial vorhandenen Proteine eine bedeutende Rolle. Bei starker Erhitzung wird unter anderem eine Neigung zum Abbau der Proteine eintreten, so daß diese sich auflösen. Beim Filtrieren des erzeugten Hydrolysates, also des oben als Glukose bezeichneten Erzeugnisses, führt dies zu Schwierigkeiten. Es wird eine Tendenz zur Braunfärbung des Hydrolysates bestehen, die sich nur schwer beseitigen läßt. Ferner besteht die Gefahr der Bildung von Verbindungen zwischen Metallen und Proteinen, die z. B. beim Bonbonkochen oder bei der Lagerung zu Färbungserscheinungen Anlaß geben, und es kann auch vorkommen, daß Glukosesirup beim Kochen und Eindampfen und bei der Herstellung von Fertigwaren, z. B. Bonbons, stark schäumt. Dies bedeutet wiederum, daß man gezwungen sein kann, Zusätze zu benutzen, z. B. SO2, um eine Braunfärbung zu unterdrücken, oder Paraffin und andere Antischäummittel, um ein Schäumen zu verhindern. Die Verwendung solcher Zusätze ist aber aus anderen Gründen unerwünscht.
• Ein anderer Umstand, der berücksichtigt werden muß, ist die Bildung von Metallverbindungen in der Fertigware infolge von Angriffen der für die Hydrolisierung erforderlichen Säure auf die Metallwände des Reaktionssystems. Solche Metallverbindungen, insbesondere Eisen- und Kupferverbindungen, sind in der Fertigware unerwünscht und müssen deshalb so niedrig wie möglich gehalten werden.
• Die Erfindung bezweckt, die aus dem Abbau von Proteinen und der Bildung von Metallverbindungen herrührenden Nachteile zu vermindern. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zur Lösung dieser Aufgabe vor allem die folgenden Faktoren zu berücksichtigen sind: Es soll bei höheren Konzentrationen als üblich konvertiert werden, es soll eine kurze Aufenthaltsdauer im Reaktionssystem bei einer hohen Temperatur angewendet werden, es soll weniger Säure als üblich verwendet werden; und es soll eine gleichmäßige Behandlung aller Teilchen des Hydrosylates geschaffen werden.
• Bei geeigneter Wahl dieser Faktoren läßt sich eine schonende Behandlung der großen Proteinmoleküle erreichen, so daß diese nicht so stark wie sonst abgebaut werden, was wiederum bedeutet, daß die Zahl der Moleküle kleiner ist und daß die einzelnen Moleküle größer und weniger reaktionsaktiv sind als sonst. Da die Färbung des Hydrolysates durch Reaktionsprodukte der Proteinmoleküle verursacht wird, ergibt sich somit eine Herabsetzung der Färbungserscheinungen. Große Proteinmoleküle sind auch weniger löslich als kleine Proteinmoleküle. Die Löslichkeit der Proteine wird herabgesetzt, weil die Kohlehydratkonzentration groß ist.
• Das oben beschriebene kontinuierliche Verfahren ist an sich wohl geeignet, um die vorgenannten Faktoren in gewünschter Weise einzustellen. Wenn man aber mit einer besonders hohen Konzentration des Ausgangsmaterials arbeiten will, und zwar von etwa 21° bis sogar 24° Be, ist es andererseits vorteilhaft, dieses stark konzentrierte Material zu Beginn des Verfahrens keinem zu großen Wärmeschock auszusetzen. Dadurch könnte nämlich eine lokale Überhitzung des Materials in der unmittelbaren Nähe der Wärm.eaustauschflächen des Wärmeaustauschers erfolgen, so daß an dieser Stelle ein Abbau von Proteinen stattfindet und Säureangriffe eintreten. Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, die Stärke bis in die Nähe der Verkleisterungstemperatur, z. B. auf eine Temperatur von 40 bis 60°C, am zweckmäßigsten auf rund 502 C, vorzuwärmen, bevor sie in den Wärmeaustauscher eingeführt wird. Diese Vorwärmung erfolgt in schonenderer Weise als die Heizung im Wärineaustauscher selbst, so daß die Gefahr des Eintretens der oben beschriebenen uner-@cünschten Reaktion kleiner ist. Wenn die vorgewärmte Stärke in den Wärmeaustauscher selbst eintritt, geht sie sehr schnell in die gelatinierte oder verkleistert: Form über, die, wie sich gezeigt hat, gegen Säureangriffe auf die Metalle des Wärmeaustauschers und gegen den Abbau der Proteine eine gewisse Schutzwirkung hat. Es ist sehr wichtig, daß die Stärke so schnell wie möglich in die verkleisterte Form übergeht und daß vor allem so wenig Wasser wie möglich vorhanden ist. denn je weniger Wasser vorhanden ist, desto kleiner kann auch die Säuremenge gehalten werden.
• Eine schonende Vorwärmung kann dadurch erreicht werden, daß sie mit einem kleineren Temperaturgefälle als im Wärmeaustauscher selbst erfolgt. Wenn z. B. die Vorwärmung in einem Rohr stattfindet, das von einem Dampfmantel umgeben ist, kann Dampf mit niedrigerer Temperatur als im Wärmeaustauscher verwendet werden, so daß die Möglichkeit einer lokalen Überhitzung herabgemindert oder sogar ganz ausgeschlossen wird. Eine andere Möglichkeit, die gegebenenfalls hiermit kombiniert werden kann, besteht darin, daß die Vorwärmung in einer nichtmetallischen Vorrichtung stattfindet, so daß die Stärke in der Vorwärmungsstufe gar nicht mit Metalloberflächen in Berührung gelangt, was die Bildung von unerwünschten Metallverbindungen verhindert und auch auf die Proteine eine schützende Einwirkung hat. zumal die Berührung mit Metall, wie oben nachgewiesen, einer der Ursachen für den ungünstigen Einfluß der Proteine auf die Qualität der Fertigware ist. Es ist ein Vorteil, daß die Vorwärmung nicht unter hohem Druck erfolgen muß, weil keine Gefahr der Dampfentwicklung oder der Verkleisterung mit daraus folgenden Strömungsschwierigkeiten, die die Verwendung eines hohen Druckes bedingen könnten, besteht. Es ist deshalb ohne weiteres möglich, den Vorwärmer auf der Eingangsseite einer Hochdruckpumpe anzuordnen, mit deren Hilfe die Stärke durch den Wärmeaustauscher und den Konverter hindurchgepreßt wird. Aus diesem Grund ist es wiederum bedeutend einfacher, den Vor-«-ärmer aus nichtmetallischem Material, z. B. aus Glas oder Kunststoff, mit bedeutend geringeren Festigkeitseigenschaften als Metall herzustellen. Gegebenenfalls kann die Vorwärmung in dem Mischbehälter stattfinden, in dem die angesäuerte Stärke zubereitet wird, oder in einem Durchsaugbehälter zwischen dem Mischbehälter und der Pumpe. Der Vorwärmer kann jedoch auch aus einem Rohr bestehen, das entweder vor oder hinter der Pumpe liegen kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPACCI1E: 1. Verfahren zum Konvertieren von Stärke in Glukose oder ähnliche dextrosehaltige Erzeugnisse, wobei Stärkemilch in einem kontinuierlichen Strom zunächst durch einen Wärmeaustauscher, in dem sie ohne Einblasen von Dampf auf die Konvertierungstemperatur erhitzt wird, und anschließend durch einen Konverter geführt wird, dadurch - gekennzeichnet, daß die Stärkemilch, bevor sie in den Wärmeaustauscher eingeführt wird, in einer Konzentration von etwa 21° bis 24° Be bis dicht unter die Verkleisterungstemperatur unter Anwendung eines kleinen Temperaturgefälles zwischen den Heizmedien oder Heizflächen und der zu beheizenden Stärkemilch vorgewärmt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch Bekennzeichnet, daß die Vorwärmung unter Vermeidung einer Berührung der Stärkemilch mit Metallen durchgeführt wird.