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Beschreibunff Verfahren ur Herstellung von zum Klären und Stabilisieren
von Getränken, insbesondere von Weinen, brauchbaren Bentoniten Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von zum Klären und Stabilisieren von Getränken, insbesondere
von Weinen, brauchbaren Bentoniten.
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Es ist seit langem bekannt, daß einige Tonarten, insbesondere Bentonite,
in vorteilhafter Weise zum Klären von Getränken, insbesondere von Weinen, verwendet
werden können. Später wurde auch nachgewiesen, daß Bentonite Eiweiße adsorbieren
und so die Stabilisierung der Weine begünstigen. Hinsichtlich der Frage, welche
Bentonitart unter großtechnischen Bedingungen am geeignetsten
ist,
hat sich jedoch unter denWissenschaftlern kein einheitlicher Standpunkt ausgebildet.
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Nach einigen Forschern sind für diese Zwecke die sehr quellfähigen
Natriumbentonite geeignet, weil im Laufe der Quellung innere Oberflächen des Tonminerales
zugänglich werden und so zum Beispiel die Adsorption der Eiweiße in größerem MaBe
vor sich gehen kern. Damit übereinstimmend wurde in der italienischen Patentschrift
526 328 ein Verfahren, nach welchem die natürlich vorkommenden Calcium- oder Magnesiuntentonite
in Natriumbentnite überfuhrt-und diese zum Klären verwendet werden, mitgeteilt.
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Aus der deutschen Patentschrift 682 788 ist eine Behandlung von Biermaische
oder Bier mit einem mit Säure oder durch Aufschlämmen vorbehandelten montmorillonitartigen
Aluminiumsilikat bekannt.
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In der ungarischen Patentschrift 155 522 ist ein Verfahren zur Herstellung
eines für die Behandlung von vergorenen Getränken geeigneten Adsorptionsmittels
beschriebene Bekanntlich wurden fruher Natriumbentonite bei der Bierbehandlung verwendet,
sie erwiesen sich aber als nachteilig, weil einerseits auch die für die Schaumbildung
wchtigen Eiweiße adsorbiert werden und andererseits die Abtrennung der Bentonite
durch Filtration schwer geht und nur durch langdauerndes, mehrtägiges Absetzenlassen
erreicht werden kann. Calciumbentonite weisen diese Nachteile nicht auf, sind aber
wesentlich wenigerwirksam als Natriumbentonite. Nach der ungarischen Patentschrift
155 522 erwiesen sich für die Eiweißstabilisierung des Weines die stark quellenden
Natriumbentonite als am besten. Ihre Verwendung verbietet sich aber, weil wegen
des Ionenaustausches mit den im Wein enthaltenen Salzen die Werte der Weinaschenanalyse
verfälscht werden. In der ungarischen Patentschrift 155 522 wurde ein solches Herstellungsverfahren
für Adsorptionsmittel,
nach welchem der gequollene Bentonitidurch
Säure aktiviert wird, mitgeteilt. Im Laufe der Herstellung wird der mineralische
Calciumbentonit in einer Mineralsäure gekocht, danach abfiltriert, gewaschen und
durch Abpressen oder Absaugen teilweise entwässert. Für den sauren Aufschluß ist
es wesentlich, daß auf 140 g trockenen Ton 140 cm3 konzentrierte Salzsäure verwendet
werden.
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Es wurde von vielen Forschern festgestellt, daß die Klär-und Eiweißbindefähigkeit
der Bentonite nicht parallel zur Quellfähigkeit verläuft.
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Von L. Jakob wurde der Eiweißgehalt von mit Bentonit geklärten Weinen
(Die Weinwissensch., Jahrgang 23, Seite 255 bis 273, [1968]) untersucht und festgestell;,
daß bei Weinen mit unterschiedlichen pH-Werten zur Erreichung ler gleichen Stabilisierung
vom gleichen Bentonittyp voneinander wesentlich abweichende Mengen notwendig sind.
Zugleich sftd die Unterschiede in der stabilisierenden Wirkung von Cal.cium-, Watrium-und
Wasserstoffbentonit nicht so bedeutend, wenn die behandelten Weine saurer sind.
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Im Laufe der Versuche der Anmelderin wurde festgestellt, daß die
Quellung des Bentonites und die damit eintretende Desaggregation der Nontmorillonitblätter
notwendige, aber nicht ausreichende Erfordernisse für die Stabilisierungsfähigkeit
sind. Es wurde beobachtet, daß zwischen der Ladung der durch die Quellung zugänglich
gewordenen inneren Oberfläche und der Stabilisierungsfahigkeit ein enger Zusammenhang
besteht.
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Es wurde nun festgestellt, daß Adsorptionsmittel mit sehr guter Klär-
und Stabilisierungsfähigkeit, die nicht mit den Nachteilen der bisher verwendeten
Substanzen behaftet sind, erhalten werden, wenn natürlicher Calciumbentonit mit
einem
Elektrolyten, vorzugsweise einem Natriumsalz, quellen gelassen
und anschließend die so zugänglich gewordene Oberfläche durch saure Behandlung entladen
wird.
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Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung
von zum Klären und Stabilisieren von Getränken, insbesondere von Weinen, brauchbaren
Bentoniten aus natürlichen Erdalkalimetallbentoniten durch Quellen und unter Anwendung
einer Säurebehandlung, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Quellen der natürlichen
Erdalkalimetallbentonite unter Verwendung von höchstens 10% eines peptisierend wirkenden
Elektrolyten, bezogen auf das Trockengewicht, durchgeführt wird und anschließend
die Zahl der Ladungen der desaggregierten Adsorptionsoberflächen durch Einstellen
des pH-Wertes mit einer gut dissoziierenden Säure auf 5 bis 7 vermindert wird.
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Der Aschengehalt des Weines wird durch die erfindungsgemäß hergestellten
Bentonite nicht erhöht beziehungsweise verändert.
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Das Adsorptionsmittel ist gut filtrierbar und das Volumen des Bodensatzes
und damit auch die Filtrationsverluste sind verhältnismäßig gering; eine günstige
Klärung und Stabilisierung ist mit einer wesentlich geringeren (20 bis 40 g/hl)
als der üblichen Menge zu erreichen.
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Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Adsorptionsmittel
erfüllt die notwendige Anforderung, daß die Montmorillonitblätter in einem solchen
Maße desaggregiert sind, daß die Zugänglichkeit der aktiven Stellen im Inneren gewährleistet
ist und zugleich durch die Verminderung der Zahl der Ladungen die günstigsten Möglichkeiten
für die Eiweißadsorption an den aktiven Stellen gegeben sind.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also der Erdalkalibentonit,
insbesondere Calciumbentonit, mit dem Elektrolyten teilweise quellen gelassen und
anschließend nach der Desaggregation
der Blätter durch schwach
saure Behandlung die Zahl der Oberflächenladungen so weit erniedrigt, daß zur Aufrechterhaltung
der für die Adsorption notwendigen Desaggregation Elektrolyt, wie Natriumionen,
im Produkt verbleibt und daneben die Oberflächenladungen die Adsorption einer möglichst
großen Eiwe ißmenge bewirken.
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Durch das Quellen der natürlichen Erdalkalimetallbentonite nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren mit höchstens OO/o, vorzugsweise 3 bis 5%, eines Elektrolyten
wird eine Desaggregation der Lamellen erreicht, der so behandelte Bentonit wird
aber nicht in nur 1 Kationenart enthaltenden reinen Alkalirnetallbentonit überführt.
An der Oberfläche sind vielmehr neben Alkalimetallkationen auch Erdalkalimetallkationen
gebunden.
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Die in dieser Weise desaggregierte Substanz weist eine hohe Quellfähigkeit-und
eine große Zahl von Oterflächenladungen auf.
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Der pH-Wert der Substanz wird deshalb mit einer anorganischen oder
organischen Säure auf 5 bis 7 eingestellt, wobei die Zahl der Oberflächenladungen
so vermindert wird, daß das in dieser Weise gebildete Adsorptionsmittel außer Erdalkalimetall-
und Wasserstoffionen auch Alkalimetallionen-in einer solchen Menge enthält, welche
die Zugänglichkeit der eine verminderte Zahl von Ladungen aufweisenden Oberflächen
durch Aufrechterhaltung der Besaggregation gewährleistet. Zur Verminderung der Zahl
der Oberflächenladungen werden als gut dissoziierende Säuren zweckmäßigerweise Salzsäure,
Phosphorsäure, Essigsäure oder Weinsäure beziehungsweise Gemische derselben verwendet.
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Es wurde festgestellt, daß der so behandelte Bentonit, der ein gemischter
Erdalkalimetall/Alkalimetall/Wasserstoff-Bentonit ist, nicht die nachteiligen Eigenschaften
der bisher verwendeten Bentonite aufweist und eine sehr gute Elär- und Stabilisierungssubstanz
ist.
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Der erfindungsgemäß hergestellte Bentonit weist eine bessere Klär-
und Stabilisierungswirkung als Calcium-, Natrium- beziehungsweise Wasserstoffbentonite
auf, setzt sich gut ab und das Volumen des Bodensatzes ist wesentlich kleiner als
bei den stark quellenden Bentoniten.
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Es wurde festgestellt, daß es vorteilhaft ist, wenn beim erfindungsgemäßen
Verfahren als Elektrolyt zur Quellung ein-Natriumsalz, insbesondere Natriumcarbonat,
Natriumphosphat, Natriumpolyphosphat oder Natriumhexametaphosphat beziehungsweise
ein Gemisch solcher Salze, verwendet wird.
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Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren -ist mit jedem natürlichen
Erdalkalimetallbentonit durchführbar, zweckmäßigerweise soll er jedoch einen Feuchtigkeitsgehalt
von mindestens 10% aufweisen. Der Elektrolyt wird vorteilhafterweise in Form einer
wäßrigen Lösung mit dem Erdalkalimetallbentonit, wie Calciumbentonit, vermischt.
Die Quellung kann gegebenenfalls auch durch Wärmebehandlung gefördert werden. Die
Quellung und die darauffolgende pH-Einstellung werden vorzugsweise bei Temperaturen
von 20 bis 110°C, insbesondere 40 bis 800C, durchgeführt.
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Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden
Beispiele näher erläutert.
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Beispiel 1 Es wurde zu einer Suspension von 10 g eines erdfeuchten
Erdalkalimetallbentonites in 20 cm3 Wasser unter ständigem Rühren eine Lösung von
0,5 g Natriumcarbonat in 5 cm³ Wasser in kleinen Portionen zugegeben. Das so erhaltene
Gemisch wurde auf dem Wasserbad zur Trockene eingedampft, der Rückstand wurde 6
Stunden lang in 100 cm3 Wasser quellen gelassen und danach durch kräftiges Rühren
suspendiert und schließlich wurde der pH-Wert der Suspension durch Zugabe von 0,1
n Salzsäure auf 7 eingestellt.
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5 cm3 der mit Säure behandelten Suspension (0,5 g Bentonit) wurden
in einem Schüttelzylinder zu 1 1 eines 1-mal abgezogenen Dörgicser Rieslings zugegeben
und es wurde gründlich gemischt.
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Innerhalb einiger Minuten begann die Koagulation des Bentonites und
das Absetzen war in der Regel in 12 Stunden beendet.
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Durch die Behandlung wurden die relative Trübe des Weines von 550
auf 208 und der Gesamtstickstoffgehalt von 273 auf 258 mg/l vermindert, während
in der Menge der titrierbaren Säure und im Aschengehalt keine meßbaren Veränderungen
festzustellen waren.
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Beispiel 2 Es wurden 0,3 g Natriumphosphat und 0,2 g Natriumhexametaphosphat
in 200 cm3 auf 90°C erwärmtem Wasser gelöst und unter kräftigem Rühren 10 g eines
lufttrockenen gemahlenen Erdalkalimetallbentonites in kleinen Portionen zugesetzt.
Nach 4-stündigem Stehen wurde die Suspension erneut gründlich aufgerührt und es
wurde mit Weinsäure ein pH-Wert von 5 eingestellt, Es wurde in einen Schüttelzylinder
1 1 weißer Bratenwein
eingefüllt und mit 6 cm3 der oben angegebenen
Suspension (0,3 g Bentonit) versetzt. Es wurde gut durchgeschüttelt und 12 Stunden
absetzen gelassen. Durch die Behandlung wurden die relative Trübe des Weines von
200 auf 45 und der Gesamtstickstoffgehalt von 185 auf 176 mg/l vermindert, während
in der Menge der tftnerbaren Säure und im Aschengehalt keine meßbaren Veränderungen
festzustellen waren.
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Beispiel 3 Es wurde ein 1 kg Trockensubstanz enthaltender Erdalkalimetallbentonit,
so wie er in der Natur vorkommt, in einer Schneckenpresse mit 20 g Natriumcarbonat
und 30 g Natriumphosphat gut verknetet. Die Mischung wurde nach 4-stündiger Wärmebehandlung
bei 100 bis 110°C in 20 1 Wasser suspendiert und anschließend wurde der pH-Wert
mit 0,1 n Phosphorsäurelösung auf 6 eingestellt.
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Danach wurde 2-mal abgezogener Badacsonyer Grauer Mönch in Mengen
von je 1 1 in Schüttelzylinder eingefüllt und mit 4, 8, 12, 16 beziehungsweise 20
cm3 der mit Phosphorsäure behandelten Bentonitsuspension (20 bis 100 g Bentonit/hl)
versetzt. Die Proben wurden gut verrührt und der Bentonit wurde absetzen gelassen.
Danach wurden die Klär- und Stabilisierungswerte bestimmt und daraus die für die
Behandlung optimale Bentonitmenge ermittelt. In dem angeführten Fall war eine Menge
von 40 g/hl optimal.
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Dann wurden die 1 kg Bentonit enthaltenden 20 1 Suspension unter
kräftigem Rühren zu 25 hl Badacsonyer Grauer Mönch zugegeben und 1 bis 2 Tage absetzen
gelassen.
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Durch die Behandlung wurden die relative Trübe des Weines von 293
auf 68 und der Gesamtstickstoffgehalt von 251 auf
226 mg/l vermindert,
wahrend in der Menge der titrierbaren Säure und im Asohengehalt keine meßbaren Veränderungen
fest zustellen waren.
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Patentansprüche