DE2640384B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Weinsteinausscheidung aus Weinstein enthaltenden Getränken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 2.

Weinstein, der in der fertig abgefüllten Flasche von Most, Wein, Schaumwein oder einem weinhaltigen Getränk sich in Kristallform ausscheidet, ist als Ursache für Reklamationen bei Herstellern und Verarbeitern dieser Getränke gefürchtet. Die vorbeugende Behandlung der genannten Getränke ist Aufgabe der Hersteller oder Verarbeiter. Sie stellt bislang jedoch insofern Probleme dar, als die bisher bekannten Verfahren entweder in ihrer Wirkung nicht befriedigen, keine Aussicht auf amtliche Zulassung haben oder zu teuer sind. Zu diesen Verfahren zählen: Kühlung, Kationenaustausch, Elektro-Dialyse, Umkehrosmose, Metaweinsäure-Zusatz usw.

Die Ausscheidung des Weinstein-Überschusses infolge natürlicher oder künstlicher Kühlung des Getränks stellt die weitaus häufigste Behandlung dar. Diese Behandlung führt jedoch oft genug nicht zu dem gewünschten Erfolg, weil, wie in der Literatur wiederholt beschrieben, die »Inhibitoren«, das sind vornehmlich Verbindungen höheren Molekulargewichts, die natürlicherweise in jedem Wein vorkommen, die Kristallisation behindern oder unterbinden. Das Studium der theoretischen Zusammenhänge der Kristallisation sowie zahlreiche eigene Versuche brachten entscheidende neue Erkenntnisse und führten zur Entwicklung des neuen Verfahrens, das Gegenstand dieser Anmeldung ist

Folgende Überlegungen liegen der Erfindung zugrunde.

a) Die Löslichkeit des Weinsteins (Kaüumhydrogentartrat=KHT) in Wein, Most etc. ist sehr begrenzt Sie wird von folgenden Parametern bestimmt: Gehalt des Weines an Alkohol, Weinsäure, dem pH-Wert und der

ίο Temperatur.

b) Eine Kristallisation erfolgt nur. wenn eine Übersättigung vorliegt und der Einfluß von Inhibitoren und sonstigen Widerständen überwunden ist

c) Die Kinetik wird von verschiedenen Gegebenheiten beeinflußt Die Induktion von Kristallkeimen hängt

vom Grade der relativen Übersättigung ab.

Die Geschwindigkeit der Kristallisation wird maßgebend von der absoluten Übersättigung bestimmt

d) Zur künstlichen Herbeiführung einer ausreichend großen Übersättigung ist zu sagen:

Mit Hilfe der Kühlung und der dadurch bewirkten Herabsetzung der Löslichkeitsgrenze kann die gewünschte Übersättigung häufig nicht erlangt werden, weil das Gefrieren der Flüssigkeit den Vorgang unterbricht

Eine ausreichende Übersättigung kann in jedem Fall mit Hilfe der Umkehrosmose erlangt werden (vgl. z. B. DT-OS 23 48 807). Durch Auflösen eines Zusatzes von Weinstein im angewärmten Wein mit nachfolgender Abkühlung des Weines kann ebenfalls eine ausreichend große Übersättigung erreicht werden.

e) Sobald die Kristallisation begonnen hat und sie nicht durch Änderung der Parameter gestört wird, läuft der Vorgang in jedem Fall bis zum Erreichen der

theoretischen Löslichkeit ab. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

kostengünstiges, lebensmittelrechtlich unbedenkliches und den Geschmack des behandelten Getränks nicht veränderndes Verfahren zur Weinsteinausscheidung

vorzuschlagen. Die Erfindung beschreitet keinen der vorstehend

unter d) angegebenen Wege, sondern beruht auf folgenden neuen Erkenntnissen: aa) Die Zeit für die Induktion der Kristallkeime wird auf einen Betrag nahe 0 verkürzt, wenn die relative

Überkonzentration

beträgt.

Dabei bedeutet c_r die reale Konzentration, gemessen

an der Menge an Weinstein pro Volumen des Getränks, beispielsweise in Gramm Weinstein pro Liter Getränk.

coo bedeutet die Konzentration bei Sättigung.

Die Zeit für den Ablauf der Kristallisation, bis die

Löslichkeitsgrenze so gut wie erreicht ist, wird auf etwa eine halbe Stunde verkürzt, wenn die absolute Überkonzenration g— coo > 4 beträgt.

bb) Die Diffusion von Weinstein-Molekülen aus der Lösung zu den vorhandenen Keimen oder Kristallen läuft so lange, wie sich die Lösung im Zustand der Übersättigung befindet. Die diffundierenden Weinstein-Moleküle lagern sich an den aktiven Stellen der vorhandenen Weinstein-Kristalle an. Die Lösung der Erfindungsaufgabe erfolgt durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Anspruch 2.

Es ist daher nicht nötig — wie bisher angenommen — Weinstein in angewärmtem Wein aufzulösen, um die

KeimbUdung zu induzieren und eine Kristallbildung bis zur Erreichung der Löslichkeitsgrenze zu bewirken. Man gelangt ohne den Aufwand der Erwärmung und des Auflösens sowie in kürzerer Zeit zum gleichen Ziel wenn ein abgekühlter Wein mit einer hinreichend großen Masse externer, d. h. von außerhalb zugeführter, räumlich breit verteilter Weinsteinkristalle während angemessener Zeit in Berührung gebracht wird.

Der externe Weinstein, mit dem der übersättigte Wein solchermaßen in Berührung gebracht wird, macht die Induktion von Keimen überflüssig, er reagiert mit der übersättigten Lösung in der gleichen Weise, wie der intern, d.h. im Getränk, gebildete Weinstein und die Einstellung des Gleichgewichts, d. h. das Erreichen der Löslichkeitsgrenze erfolgt in kürzerer Zeit, weil durch den Kontakt mit dem externen Weinstein die Anfangsphasen des Kristallisationsvorgangs bereits vorweg genommen sind.

hi aller Regel genügt eine Zeit von weniger als 15 Minuten, bis auf diese Weise die Löslichkei'sgrenze so gut wie erreicht ist

Das Verfahren nach der Erfindung wird wie folgt durchgeführt:

In der Praxis ist es wichtig zu wissen, daß der Most, Wein etc. auch bei Abkühlung auf eine bestimmte, niedrigste Temperatur während des späteren Lagerns oder Transportierens von beispielsweise O⁰C stabil ist, d.h. keine Weinsteinkristalle ausscheiden wird. Der Vergleich der Analyse des Weins mit dem errechenbaren oder aus der Tabelle ablesbaren Weinsäuregehalt, der bei der erstrebten Stabilitätstemperatur unschädlich ist, zeigt, ob, bezogen auf die Stabilitätstemperatur, eine Übersättigung vorliegt Dies wird in den meisien Fällen zutreffen. Zur Einstellung des erstrebten Stabilitätswertes wird das Getränk auf die erstrebte Stabilitätstempe- ratur abgekühlt Das abgekühlte Getränk wird sodann mit externem Weinstein in Kontakt gebracht, wobei der überschüssige Weinstein aus der Lösung an den externen Weinstein diffundiert und sich daran fest anlagert. Nach wenigen Minuten Kontaktzeit wird das nunmehr stabilisierte Getränk vom externen Weinstein getrennt. Der zurückbleibende externe Weinstein, vermehrt um den aus dem Getränk ausgeschiedenen Weinstein, steht nunmehr, soweit erforderlich, zur Verfügung, der übrige Weinstein kann anderweitig verwertet oder verkauft werden.

Die Kühlung des Getränks kann, je nach Betriebserfordernis, während eines Aufenthaltes in einem Behälter oder im Durchfluß erfolgen.

Der externe Weinstein kann dem gekühlten Getränk in verschiedener Weise dargeboten werden:

1) Loser, feinkristalliner Weinstein kann in das Getränk eingerührt werden. Hierbei müssen pro Liter Getränk wenigstens zwei Gramm Weinstein eingerührt werden. Ist eine schnellere Ausscheidung des Über-Schusses gewünscht, so muß die Masse des eingerührten externen Weinsteins auf drei oder gar vier Gramm pro Liter erhöht werden. Bei kleinen Getränkemengen ist es wirtschaftlicher, diskontinuierlich zu arbeiten, d. h. nach dem Einbringen des losen Weinsteins und nach Umpumpen oder Umrühren während ausreichender Kontaktzeit erfolgt das Abtrennen des Weinsteins durch Sedimentation.

Sind größere Mengen eines Getränks zu behandeln, so kann die Abtrennung des losen Weinsteins auch kontinuierlich erfolgen, indem das Getränk in bekannter Weise durch geeignete Zentrifugen oder Filter vom Weinstein getrennt wird.

2) Feinkristalliner, auf Trägern fixierter Weinstein kann mit dem gekühlten Getränk in Kontakt gebracht werden. Als Träger für den externen Weinstein können alle physiologisch unbedenklichen, im Getränk unlöslichen Stoffe dienen, wie z.B. Fasern oder Folien aus Papier, Zellulose oder Kunststoffen, sowie Fäden, Drähte, Stäbe oder Tafeln aus Zellulose, Kunststoffen, Glas, Edelstahl, etc. Die Träger können ausgebildet sein als Vliese, Gewebe, Geflechte, Gitter, Röhren oder Bahnen.

Die Fixierung des Weinsteins auf dem Träger kann erfolgen durch Benetzen mit einer Weinsteinlösung und nachfolgendem Antrocknenlassen, durch elektrostatisches Aufbringen pulverisierten Weinsteins oder andere geeignete Methoden. Es genügt in jedem Falle, auf dem Träger eine fein verteilte, dünne Schicht von Weinstein zu fixieren, um eine möglichst große Zahl aktiver Stellen zur Verfügung zu stellen.

Der Kontakt der kalten, übersättigten Lösung mit dem auf Träger fixierten Weinstein kann bei kleineren Mengen des Getränks diskontinuierlich dadurch hergestellt werden, daß Träger im Innenraum von Behältern angebracht und das Getränk anschließend eingefüllt wird oder dadurch, daß in das gekühlte übersättigte Getränk entsprechende Träger eingetaucht werden. Der Kontakt kann kontinuierlich hergestellt werden dadurch, daß das Getränk durch einen Apparat hindurchgeleitet wird, dessen Größe ausreicht, die erforderliche Kontaktzeit zu gewährleisten und in welchem Träger geeigneter Form in ausreichender Menge angebracht sind.

Die gesamte, solchermaßen behandelte Flüssigkeit gibt ihren Weinsteinüberschuß an die Träger ab, so daß das sonst erforderliche Austragen durch Einsatz von Dekantern, Separatoren oder Filter entfällt und sowohl deren lnvestitions- als auch deren Betriebskosten gespart werden.

Nach beendeter Behandlung kann der an den Trägern ausgeschiedene Weinstein dadurch vom Träger entfernt werden, daß der Träger manuell oder maschinell durch Abklopfen, Abbürsten, Abschaben etc. oder durch Ablösen vom Weinstein befreit wird. Nach Entfernung des ausgeschiedenen Weinsteins verbleibt ein feiner Belag von Weinstein auf dem Träger, demzufolge es in aller Regel möglich ist, den Träger ohne weitere Vorbereitung die nächste Weinstein-Stabilisierungsbehandlung einzusetzen.

Bei großen, kontinuierlich arbeitenden Anlagen können die wahlweise feststehend oder beweglich angebrachten Träger mit Hilfe mechanischer Vorrichtungen auch während des kontinuierlichen Getränkedurchlaufs fortlaufend oder intermittierend vom angelagerten Weinstein befreit werden. Dieser Weinstein kann in dem Apparat zu Boden sinken und von dort mittels geeigneter Vorrichtung in dickflüssiger, pasteuser, pulveriger oder bröckeliger Form ausgetragen werden.

Zur sicheren und schnellen Ausscheidung des Weinsteinüberschusses aus einem übersättigten Getränk genügt es, jeden Liter des Getränks während mehrerer Minuten mit einer Trägerfläche von zwischen 0,01 bis 0,1 qm in innigen Kontakt zu bringen.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung noci» weiter erläutert, woraus sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein diskontinuierliches Verfahren unter Einrühren von losem Weinstein in ein Gefäß;

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4, die ebenfalls zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens dient, geht ein Einlaß 10 koaxial durch den Behälter und mündet bei Pos. 11 im unteren Bereich des Behälters, der sich etwa von der Höhe dieser Mündyng ab nach unten konisch zu einem Auslaß 12 verjüngt. Koaxial zum lotrecht angeordneten Abschnitt des Einlasses 10 ist eine Stange 13 angeordnet, die in Pfeilrichtung 14 über einen geeigneten Motor gedreht wird. Mit der Stange sind übereinander und parallel zueinander mehrere Sätze von Trägern 5 verbunden. Zwischen diesen Sätzen von Trägern 5 und über dem obersten Träger sowie unter dem untersten Träger sind mit dem Behälter fest verbundene Bürsten oder andere geeignete Abstreifelemente 16 vorgesehen, die bei der Drehung der Träger den sich an ihnen bildenden kristallinen Weinstein abstreifen. Die Weinsteinkristalle, die bedeutend schwerer als das Getränk sind, sinken entgegen der Strömungsrichtung des Getränks nach unten zum Auslaß, wo sie beispielsweise über eine Förderschnecke 15 ausgetragen werden. Durch dieses Gegenstromverfahren wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß kristalliner Weinstein mit im Überschuß gelöstem Weinstein in Berührung kommt, so daß dieser sich an den Weinsteinkristallen ansetzen kann.

Es kann entweder die gesamte zu behandelnde Flüssigkeit auf die angestrebte Stabilitätstemperatur abgekühlt werden oder es wird eine Teilmenge der zu behandelnden Flüssigkeit auf eine entsprechend tiefer liegende Temperatur gekühlt. Letzteres bewirkt, daß aus der behandelten Teilmenge entsprechend mehr Weinstein ausfällt, so daß beim anschließenden Wiederzusammenführen mit der nicht behandelten Teilmenge für die Gesamtflüssigkeit der angestrebte Weinsteinge-Fig.2 ebenfalls ein diskontinuierliches Verfahren unter Einhängen eines Trägers mit festem Weinstein;

F i g. 3 ein kontinuierliches Verfahren unter Einhängen von Trägern mit festem Weinstein für die manuelle Abtragung des angesetzten Weinsteins;

F i g. 4 ebenfalls eine kontinuierliche Durchführung des Verfahrens, wobei in einem Behälter Träger mil festem Weinstein rotieren und der angesetzte Weinsteir maschinell ab- und ausgetragen wird.

In Fig. 1 ist ein oben offener Behälter 1 gezeigt, ir den ein elektrisch angetriebenes Rührwerkzeug ί eintaucht. Der Behälter ist mit dem zu behandelnder Getränk gefüllt. Loses Weinsteinpulver 3 wird in der Behälter eingeschüttet und über das Rührwerkzeug mii dem Getränk innig vermischt, wobei, wie vorstehenc beschrieben, der Weinstein dadurch ausscheidet, daß die notwendige Übersättigung der Konzentration durch die Zugabe des Weinsteinpulvers 3 herbeigeführt wurde.

In F i g. 2 bezeichnen dieselben Bezugsziffern diesel ben Bauelemente. Anstatt Weinsteinpulver in der Behälter 1 einzugeben, wird dort ein Rahmen <■ eingehängt, in dessen Ebene ein geeigneter und wie vorstehend beschrieben ausgebildeter, siebartiger Trä ger 5 eingespannt ist. In der Regel wird man mehren solcher Träger 5 verwenden. Das Verfahren lauf grundsätzlich wie vorstehend beschrieben ab.

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine kontinu ierliche Durchführung des Verfahrens, wobei der untei offene Behälter 1 einen Einlaß 6 für das zu behandelnd« Getränk hat, welches in Pfeilrichtung 7 zuströmt. E verläßt nach der Behandlung den Behälter 1 ii Pfeilrichtung 8 durch einen Auslaß 9 im oberen Bereicl des Behälters. In dem Behälter sind mehrere Träger ! eingehängt, die ebenfalls im Rahmen 4 eingespannt sind

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Weinsteinausscheidung aus Weinstein enthaltenden Getränken unter Herbeiführung einer Übersättigung an Weinstein im Getränk, worauf der Weinstein auskristailisiert und vom Getränk getrennt wird, wobei zur Herbeiführung der Kristallisation Weinstein in kristalliner, fein verteilter Form mit großer Oberfläche mit dem Getränk in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Gramm loser, feinkristalliner Weinstein in das Getränk eingerührt werden oder feinkristalliner, auf Trägern fixierter Weinstein mit dem gekühlten Getränk in Kontakt gebracht wird, wobei 0,01 bis 0,1 m² Trägerfläche pro Liter Getränk eingesetzt werden.

2. Vorrichtung zur Durchfahrung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

2.1. einen Behälter (1) für das Getränk,

22. einen koaxialen durch den Behälter (1) gehenden, im unteren Bereich des Behälters (1), der sich etwa von der Höhe dieser Mündung ab nach unten konisch zu einem Auslaß (12) verjüngt, mündeten EJnIaQ(IO),

23. einer koaxial zum lotrechten Abschnitt angeordneten, über einen Motor in Pfeilrichtung (14) drehbaren Stange (13),

2.4. mehrere Sätze von mit der Stange (13) verbundenen übereinander und parallel zueinander angeordneten Trägern (5),

2.5. zwischen diesen Sätzen von Trägern (5) und über dem obersten Träger sowie unter dem untersten Träger mit dem Behälter (1) fest verbundene Abstreif elemente (IS), und

2.6. einer Austragvorrichtung (15) für die sich am Auslaß (12) absetzenden Weinsteinkristalle.