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Verfahren zum Stabilisieren von gerbstoff- und
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eiweißhaltigen Flüssigkeiten, wie Getränken Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Stabilisieren von gerbstoff- und eiweißhaltigen Flüssigkeiten,
wie Getränken, beispielsweise Bier, Wein, Fruchtsaft und dgl., bei dem die Fltssigkeiten
vorgeklärt, wie filtriert, zentrifugiert und dgl.' und mit Stabilisierungsmitteln
behandelt werden, die aus Polyamiden zur Entfernung der Gerbstoffe und aus Eiweißstoffe
adsorbierenden Medien bestehen, wobei zur Entfernung der Gerbstoffe die vorgeklärte
Flüssigkeit mit den Polyamiden behandelt wird.
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Durch die Stabilisierung soll ein Ausflocken der Gerbstoffe undl oder
der Eiweißstoffe in der fertigen Flüssigkeit weitestgehend verhindert werden. So
ist es bei Getränken, beispielsweise Bier, bekannt, die Gerbstoffe durch Polyamide,
wie Nylon, Perlon, vernetztes, unlösliches Polyvinylpyrrolidon (PVP) oder PolyvinylpO1yrolidon
2VPX teilweise zu entfernen. Dabei werden die Gerbstoffe von den Polyamiden adsorbiert,
damit aus dem Bier entfernt, so daß sie sich nicht mehr an Eiweißstoffe anlagern
und mit diesen zusammen ausflocken können. Die Proteine, insbesondere die hochmolekularen,
eher zur Trübung neigenden Eiweißstoffe werden beispielsweise mit Kieselgelen entfernt,
d.h. von den Kieselgelen adsorbiert. Bei diesem bekannten Verfahren wird beispielsweise
beim Umdrücken des Bieres Polyamid und/oder eiweißadsorbierende Mittel (Kieselgele,
Bentonite etc.) zur Stabilisierung des Getränkes zugegeben. Die Stabilisierungsmittel
bleiben im Tank, bis
sie im Bier eine ausreichende Stabilisierungswirkung
hervorge--rufen haben. Während der Lagerung im Tank setzen sich jedoch Trubstoffe,
Hefen und die Stabilisierungsmittel am Tankboden gemeinsam ab. Ein Nachteil ist
dabei, daß die Stabilisierungsmittel verloren sind, weil sie mit den im Tank abgesetzten
Trubstoffen und den Hefen vermengt sind. Ein weiterer Nachteil besteht im unterschiedlichen
Verschmieren der Oberfläche der Stabilisierungsmittel, weshalb durch große, schwankende
Mengen von Trubstoffen bei diesem bekannten Verfahren größere Mengen an Stabilisierungsmitteln
notwendig sind. Trotzdem ist eine Dosierung mit gezielter Wirkung nicht möglich;
die Wirtschaftlichkeit wird zudem weiter verringert.
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Bei einem anderen bekannten Verfahren, der sogenannten Kontaktstabilisierung,
werde die gerbstoff- und eiweißhaltigen, noch keiten unfiltrierten flüssig in einem
Filteraggregat vorfiltriert und gleichzeitig stabilisiert. Bei dieser Kontaktstabilisierung
wird ein Kiselgurgemisch als Filterhilfsstoff zusammen mit den Stabilisierungsmitteln
während der Filtration laufend zudosiert.
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Auch bei diesem Verfahren werden große Mengen zur Kontaktstabilisierung
der Flüssig Keit benötigt, da die gleichen Nachteile wie beim Umdrücken auftreten.
Außerdem müssen auch bei diesem Verfahren nach der Filtration der Flüssig keit die
Stabilisierungsmittel, insbesondere das wertvolle Gerbstoffadsorbens, verworfen
werden. Die Stabilisierungsmittel belasten darüber hinaus quantitativ das Fllteraggregat,
so daß sich die Filterelemente schneller zusetzen und verhältnismäßig oft gereinigt
werden müssen. Dies bedingt einen oft sehr erheblichen Kapazitätsverlust. Die Stabilisierungsmittel
weisen zudem in lbren Durchlässigkeitswerten für die zu filtrierende Flüssigkeitgrößere
Streubreiten auf, so daß der Filtervorgang stark beeinträchtigt werden kann.
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Es ist ferner bekannt, die Flüssingkeiten hach der ersten Filtration
in einen Tank zu füllen und anschließend die Stabilisierungsmittel zuzugeben. Nach
entsprechender Kontaktzeit mit der Flüssigkeit. steine zweite Filtration notwendig,
um die Stabilisiekeit rungsmittel aus der BlüssigAerauszuholen Der größte Teil der
Stabilisierungsmittel setzt sich dabei im Tank ab, wird Jedoch verworfen, da die
Rückgewinnung zu zeit- und kostenaufwendig ist. Bei diesem Verfahren sind zwar geringere
Mengen an Stabilisierungsmitteln als vorher beschrieben notwendig, doch wird die
Wirtschaftlichkeit durch das Verwerfen des teuren Gerbstoffadsorbens stark vermindert.
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Es ist schließlich eine Kontaktstabilisierung filtrierter Flüssig-Weiten
bekannt, bei dem als gerbstoffadsorbierendes Medium Polyvinylpolypyrrolidon in eine
Filterschicht eingebaut ist.
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Diese Stabilisierung hat aber den Nachteil, daß die Stabilisierungswirkung
im Laufe des Filtrationsvorganges ständig geringer wird, weil sich die zur Stabilisierung
notwendige Adsorptionskraft des Stabiliserungsmittels mit fortschreitender Dauer
der Filtration von adsorbierten Gerbstoffen aus d Flüssigkeit in zunehmendem Maße
erschöpft (Bärwald, Brauwelt Jahrg. 113 (1973) Nr. 34).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art zu schaffen, mit der die kombinierte Stabilisierung von gerbstoff-
und eiweißhatigen Flüssikeiten wirt schaftlich durchgeführt werden kann.
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DIese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die vorgeklärte
Flüssigkeit gleIchzeitig mit Polyamid und einem Eiwelßstoffe adsorbierenden Medium
behandelt wird und daß wenigstens eines der ,tabilLsierungsmlttel zur Wiederverwendung
regeneriert wIrd.
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Die regenerierten Stabilisierungsmittel können erneut zur Stabilisierung
der Flüssigkeiten verwendet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit
die regenerierten Stabilisierungsmittel nahezu unbegrenzt verwendet werden, so daß
sich eine erhebliche Kosteneinsparung beim Stabilisieren von Flüssigkeiten ergibt
und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentlich erhöht wird. Ein konstant gleichbleibender
Stabilisiereffekt ist ebenfalls sichergestellt.
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Die Stabilisierungsmittel wirken außerdem als zusätzliche Fllterhilfsmittel,
wobei beim Vorklärvorgang der Flüssigkeit nicht erfaßte einzelne Hefen zurückgehalten
werden, wodurch sich eine zusätzliche Erhöhung der Flüssigkeitshaltbarkeit ergibt.
Der Wirkungsgrad der beiden Stabilisierungsmittel wird ferner dadurch erhöht, daß
mit diesen eine bereits vorgeklärte Flüssigkeit behandelt wird, die nicht zu einer
Verschmierung der Oberfläche der beiden Mittel durch Trubstoffe führen kann, wie
dies beim Stabilisieren von nicht vorgeklärten Flüssigkeiten der Fall ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Vorklärung ohne Verwendung
von Stabilisierungsmitteln. Pei bekannten Verfahren wird beim Vorklären das Eiweißstoffe
aclsorbierende Medium zugegeben. Wenn das Vorklären in einem Filtrieren besteht,
dann verändert dieses Stabilisierungsmedium die Durchlsissigkeltswerte des Fllterhilfsmlttels,
das beIspielsweise Kieselgur Ist. Dadurch wird der Flltervorgang erheblich beeinträchtigt.
Beim erfinsltlngsgemäßen Verfahren wird der Vorklärvorgang ohne Stabilisierungsmittel
durchgeführt, so daß sich keine oder nur eine geringe Beeinträchtigung des Filtervorganges
ergibt. Die die Eiweißstoffe und die Gerbstoffe adsorbierenden Stabilisierungsmittel
werden 1 nach dem Vorklärvorgang in KombnatIon elngesetzt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel wird als Polyamid zur Stabilisierung
der Gerbstoffe in einer Flüssigkeit Polyvinyl (poly)pyrrolidon (PV(P)P) verwendet.
Zur Stabilisierung der Eiweißstoffe in den Flussigkeiten wird im Ausführungsbeispiel
z.B. ein Kieselgel eingesetzt. Die zu stabilisierende Flüssigkeit wird zunächst
filtriert und von den Trubstoffen und den Hefen befreit. Anschließend werden dem
Filtrat die Stabilisierungsmittellaufend zudosiert und von einem geeigneten, nachgeschalteten
Aggregat zurückgehalten, so daß stets eine gleichbleibende Qualität de r Flüssigkeit
erreicht wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann praktisch Jede beliebige Zusammensetzung
von und Kieselgel gewählt werden, um eine optimale Anpassung an Jede Flüssigkeits/qualituäterreichen.
Die Mengenverhältnisse von PV(P)P und Kieselgel können zwischen etwa 1 : 2 bis etwa
2 :1 betragen, hängen jedoch in besonderem Maße von der Zusammensetzung der Flüssigkeit
ab. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei der Temperatur durchgeführt, bei der
auch etwa die zu stabilisierende Flüssigkeit normalerweise filtriert wird, vorzugsweise
zwischen -100C und +25 0C. Eine Stabilisierung ist aber auch über diese Temperaturgrenzen
hinaus möglich.
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Die Kontaktzeit der Stabilisierungsmittel mit der Flüssigkeit liegt
je nach Art des Stabilisierungsaggregates bei etwa 2 -etwa 10 Min. und kann entsprechend
variieren.
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Bei diesem Stabilisiervorgang setzen sich auf den Elementen des Aggregates
die Stabilisierungsmittel mit den adsorbierten Gerbstoffen und Eiweißstoffen ab.
Durch die laufende Zudosierung der Stabilisierungsmittel wird die Adsorptionskraft
im Laufe der Stabilisierung nicht verringert, so daß auch am Ende einwandfrei und
gleichmäßig stabilisiert ist.
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Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß beide
Stabilisierungsmittel, mindestens Jedoch eines, regeneriert werden können. Bei der
Wiedergewinnung nur eines der Stabilisierungsmittel wird vorteilhaft das Gerbstoffadsorbens,
im Ausführungsbeispiel PV2t, durch ein alkalisches Medium regeneriert, d.h. die
von ihm adsorbierten Gerbstoffe werden darin gelöst und somit entfernt. Das eiweißadsorbierende
Medium wird gleichzeitig bei der Regenerierung durch das alkalische Medium mit gelöst
und damit vom Gerbstoffadsorbens abgetrennt. Auf den Elementen des Stabilisierungsaggregates
verbleibt somit nur das regenerierte Gerbstoffadsorbens. Als lösliches eiweißadsorbierendes
Mittel bieten sich beispielsweise die sogenannten Hydrogele an, eine besondere Form
der Kieselgele.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist die Regenerierung beider
Stabilisierungsmittel. Im Prinzip wird dabei wie im ersten Beispiel verfahren, d.h.
durch ein alkalisches Medium werden nur die an Gerbstoff- und Eiweißadsorbens festgehaltenen
Stoffe abgelöst und damit abgetrennt. Somit stehen nach einem Regenerierungsvorgang
wiederum beide Stabilisierungsmittel für den beschriebenen Einsatz zur Verfügung.
Hierbei hat Jedoch die Praxis gezeigt, daß durch den Regenerierungsvorgang das Eiweißadsorbens
an Substanz verlieren kann und dann durch entsprechende Zusätze ergänzt werden muß.
Eine Kontrolle der Mischung nach der Regenerierung ist Jedoch mit nicht näher bezeichneten
Mitteln einfach durchführbar. Als eiweißadsorbierende, in alkalischen Medien schwerlösliche
Mittel bieten sich beispielsweise hochgetrocknete Kieselgele an.
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Dieses Verfahren stellt ein Recycling im Zuge des Umweltschutzes dar,
da die Produkte fast unbegrenzt benutzt werden können und somit die Abwasserbelastung
wesentlich geringer wird, ganz abgesehen von der Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens.
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Die Regenerierung der Stabilisierungsmittel läßt sich ohne Schwierigkeiten
mit alkalischen Medien, vorzugsweise mit Natronlauge durchführen. Die Natronlauge
kann bis zu einer Konzentration von etwa 3 %, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 %
verwendet werden. Die Behandlung mit Natronlauge wird Je nach Regenerierverfahren
in einem Temperaturbereich zwischen etwa 10 bis etwa 900C, vorzugsweise zwischen
etwa 10 bis 600C vorgenommen.
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Da mit diesen Stabilisierungsmitteln bereits filtrierte. Flüssigkeit
behandelt wird, wird der Wirkungsgrad der Stabilisierungsmittel beim erfindungsgemäßen
Verfahren im Vergleich zur bisherigen Stabilisierung mehr als verdoppelt.