DE3701608C2 - - Google Patents

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DE3701608C2
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Werner Ddr 3258 Loederburg Dd Drebert
Hans-Joachim Dipl.-Ing. Ddr 1100 Berlin Dd Radcke
Hans-Werner Ddr 3250 Stassfurt Dd Krone
Harry Dr.-Ing. Ddr 1034 Berlin Dd Heinz
Joachim Dipl.-Ing. Oek. Ddr 3250 Stassfurt Dd Lochmann
Gerhard Dipl.-Ing. Ddr 1136 Berlin Dd Naumann
Gerd Dipl.-Ing. Ddr 3255 Gross Boernecke Dd Jahn
Werner Dr.-Ing. Ddr 1080 Berlin Dd Ebert
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ZENTRALES WARENKONTOR OBST GEMUESE und SPEISEKARTOFFELN DDR 1058 BERLIN DD
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D36/02—Combinations of filters of different kinds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23N—MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES OR FLOWER BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING- STUFFS
    • A23N1/00—Machines or apparatus for extracting juice
    • A23N1/02—Machines or apparatus for extracting juice combined with disintegrating or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Das Verfahren bezieht sich auf die Gewinnung von pflanzlichen Säften und Extrakten, vorzugsweise auf die Saftgewinnung von Äpfeln.The process relates to the extraction of vegetable Juices and extracts, preferably for juice extraction from Apples.

Charakteristik der bekannten technischen LösungCharacteristic of the known technical solution

Bekannt sind Verfahren zur Gewinnung von Getreide-, Obst- und Gemüsesäften mittels mechanischer Pressen und diesen Pressen nachgeschaltete Extraktionsmaschinen. Die modernsten und verbreitetsten Verfahren sind in "Confrukta-Studien", Bd. 28 (1984), II, am Beispiel der Saftgewinnung aus Äpfeln dargestellt. In "Frucht- und Gemüsesäfte", Handbuch der Getränketechnologie von Ulrich Schobinger, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart, 1981, sind weitere Verfahren zur Gewinnung von flüssigen Produkten aus Obst und Gemüsen dargestellt.Processes for the production of cereals, fruit and Vegetable juices using mechanical presses and these presses downstream extraction machines. The most modern and widespread Methods are described in "Confrukta Studies", Vol. 28 (1984), II, shown using the example of juice extraction from apples. In "Fruit and vegetable juices", manual of beverage technology by Ulrich Schobinger, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart, 1981 further processes for the production of liquid products from fruit and vegetables.

Alle in diesen Literaturquellen dargestellten Saftgewinnungsverfahren basieren vorwiegend auf der Anwendung mechanischer Preßkräfte für die Fruchtentsaftung, die unter Anwendung dieser Prinzipien in der Mehrzahl in diskontinuierlichen Verfahren anwendbar sind. Die Extraktion der in den Fruchtrückständen noch verbleibenden Extraktstoffe ist in den bekannten Verfahren nur in den Pressen nachgeschalteten separaten Extrakteuren möglich, an deren Effektivierung international gearbeitet wird. Aus der Patentliteratur ist ein Verfahren zur Gewinnung von löslichen Stoffen aus Zellgewebe unter Vakuum bekannt. In dieser Lösung wird eine Verfahrenskombination des Extrahierens und Pressens von löslichen Stoffen aus Zellgewebe unter Vakuumeinwirkung dargestellt. Dieses Verfahren ermöglicht keine schlüssige kontinuierliche Fahrweise. Die Einwirkung des Vakuums dient in erster Linie energiewirtschaftlichen Erwägungen durch Herabsetzung der Extraktionstemperaturen und der Extraktionszeiten.
Informationsquelle: DD 1 55 868.All of the juice extraction processes presented in these literature sources are based primarily on the application of mechanical pressing forces for fruit juicing, which can be used in the majority in discontinuous processes using these principles. In the known processes, the extraction of the extract substances still remaining in the fruit residues is only possible in the separate extractors connected downstream of the presses, and their work is being worked on internationally. A method for obtaining soluble substances from cell tissue under vacuum is known from the patent literature. In this solution, a process combination of extracting and pressing soluble substances from cell tissue under vacuum is shown. This procedure does not allow a consistent continuous driving style. The effect of the vacuum primarily serves energy management considerations by lowering the extraction temperatures and the extraction times.
Information source: DD 1 55 868.

In einer weiteren Lösung wird die Kombination von Extraktions- und Preßaggregaten vorgestellt, die insgesamt durch die Einhaltung von Extraktions- und Abtropfzeiten keinen kontinuierlichen Betrieb zulassen. Das Verfahren erfordert den Einsatz von 5 bis 6 Schneckenpressen und besitzt die Merkmale eines diskontinuierlichen, mehrstufigen Extraktionsverfahrens, bei dem eine übliche Gegenstromextraktion gewählt wurde.
Informationsquelle: DD 1 50 427. In a further solution, the combination of extraction and pressing units is presented, which overall do not allow continuous operation due to the observance of extraction and draining times. The process requires the use of 5 to 6 screw presses and has the features of a discontinuous, multi-stage extraction process in which a customary countercurrent extraction was chosen.
Information source: DD 1 50 427.

Ziel der ErfindungAim of the invention

Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der technischen Unzulänglichkeiten der bekannten Entsaftungsverfahren zur Verringerung des apparativen, energetischen und des Arbeitsaufwandes.The aim of the invention is to eliminate the technical shortcomings the known juicing methods for reducing apparatus, energy and workload.

Darlegung des Wesens der ErfindungState the nature of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Gewinnung von pflanzlichen Säften und Extrakten zu entwickeln, das kontinuierlich arbeitet und dabei den apparativen, den energetischen und den Arbeitsaufwand verringert. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.The object of the invention is to provide a method for obtaining develop vegetable juices and extracts that continuously works and the apparatus, the energetic and reduces the amount of work. This task comes with the characteristics of claim 1 solved.

Der zu verarbeitende Rohstoff wird mit bekannten Zerkleinerungsmaschinen in Korngrößen von vorzugsweise 3 bis 10 mm zerkleinert, wenn erforderlich enzymatisch behandelt, danach mit definiertem Volumenstrom und definierter Schichthöhe mit üblichen Fördereinrichtungen auf ein endloses, kontinuierlich umlaufendes Filtrationsband aufgegeben.The raw material to be processed is made with known shredding machines in grain sizes of preferably 3 to 10 mm crushed, if necessary treated enzymatically, then with defined volume flow and defined layer height with usual Conveyors on an endless, continuously rotating Filtration belt abandoned.

Im ersten Abschnitt des Filtrationsbandes erfolgt die Aufgabe des Rohstoffes in einer dem Rohstoff spezifischen Schichtdicke von vorzugsweise 10 bis 50 mm. In diesem Abschnitt wird die Abtrennung des Zellsaftes mittels Vakuum über eine perforierte Schicht des endlosen Filtrationsbandes realisiert.In the first section of the filtration belt, the Raw material in a layer thickness specific to the raw material preferably 10 to 50 mm. In this section the Separation of the cell sap using a vacuum through a perforated Layer of the endless filtration belt realized.

Nach Erreichung einer minimalen Restfeuchte des Rohstoffes wird eine Unterbrechung des kontinuierlich transportierten Stoffstromes dem Rohstoff ein definiertes Extraktionsmittelvolumen von vorzugsweise 5 bis 50 Masseprozent zur aufgegebenen Rohstoffmasse gleichmäßig auf den vorentsafteten Rohstoff aufgegeben. Die Entsaftungsabschnitte auf dem endlosen Filtrationsband verhalten sich dabei zwischen Rohsaft und Extraktionssaftabschnitt vorzugsweise im Verhältnis von 1 : 2. Mittels Vakuum wird dabei der noch verbliebene Rohsaft im Rohstoff durch das Extraktionsmittel verdrängt und zum größten Teil über das perforierte Band abgetrennt. Dabei wird eine Minimierung des Extraktstoffes im Rohstoff erreicht, der in der Größenordnung von mindestens 25% des ursprünglichen Extraktionsgehaltes liegt.After reaching a minimum residual moisture of the raw material an interruption of the continuously transported material flow the raw material has a defined volume of extractant preferably 5 to 50 percent by mass to the given Raw material mass evenly applied to the pre-juiced raw material. The juicing sections on the endless filtration belt behave between raw juice and extraction juice section preferably in a ratio of 1: 2. Using vacuum the raw juice remaining in the raw material through the extractant displaced and for the most part over the perforated Ribbon cut off. This will minimize the extract achieved in the raw material, which is of the order of at least 25% of the original extraction content.

Durch die Einwirkung des Vakuums wird nochmals eine minimale Restfeuchte des Rohstoffes erreicht. Die Verdrängungsextraktion wird bei Temperaturen von 5 bis 50°C durchgeführt.Due to the action of the vacuum, the minimum is again minimal Residual moisture of the raw material reached. The displacement extraction is carried out at temperatures from 5 to 50 ° C.

Der so behandelte Rohstoff wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt einer kontinuierlichen Kompression, vorzugsweise im Druckbereich von 0,1 bis 1,0 MPa, unterzogen. Damit wird ein Aufschluß des noch vorhandenen unverletzten Zellgewebes erreicht und der dabei freigesetzte Zellsaft mit seinen Extraktanteilen mittels dem im Rohstoff verbliebenen Restextraktionsmittel über eine perforierte Wand freisetzt.The raw material treated in this way is used in a subsequent process step continuous compression, preferably in Pressure range from 0.1 to 1.0 MPa. This is an information of the undamaged cell tissue still present is reached and the cell juice released with its extract parts by means of the residual extractant remaining in the raw material releases a perforated wall.

Insgesamt wird bei Anwendung der Erfindung eine Extraktstoffausbeute von mindestens 85% der ursprünglich im Rohstoff enthaltenen Extraktgehalte erreicht. Die verfahrensbestimmenden Parameter wie Volumenstrom, Schichtdicke, Extraktionsmittelmenge und Vakuumhöhe werden auf die jeweilige Rohstoffart und -qualität eingestellt. Overall, when using the invention Extract yield of at least 85% of that originally in the raw material contained extract contents reached. The procedural ones Parameters such as volume flow, layer thickness, amount of extractant and vacuum level are based on the respective raw material type and -quality set.  

AusführungsbeispielEmbodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel für Apfelmaische näher erläutert werden.The invention is based on an embodiment for Apple mash are explained in more detail.

In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt dieIn the accompanying drawings, the

Fig. 1 den apparativen Aufbau zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 shows the apparatus structure for performing the method according to the invention,

Fig. 2 die schematische Darstellung der Versuchsergebnisse aus der Tabelle 1. Fig. 2 is a schematic representation of the test results from Table 1.

Die vermahlene Apfelmaische wird über eine Aufgabevorrichtung auf das kontinuierlich arbeitende Vakuum-Zellenbandfilter (1) aufgegeben. Die Rohsaftabtrennung erfolgt über eine bemessene Teilfläche der Gesamtfilterfläche über ein Polyestersiebgewebe in den Rohsaftabscheider (3). In diesem Rohsaftabscheider (3) wird die Vakuumluft vom Rohsaft getrennt, und derselbe kann aus dem Vakuumsystem mittels Pumpe (7) zur Weiterverarbeitung gefördert werden. Die Extraktion der teilentsafteten Trester auf dem Filter findet auf der Restfläche des Filterbandes statt, wobei das definierte Extraktionswasser von vorzugsweise 6 bis 15 Masseprozent zur aufgegebenen Maischemasse mit Hilfe von geeigneten Aufgabevorrichtungen aufgegeben wird. Der Extraktionssaft wird über den Extraktionssaftabscheider (4) und die Pumpe (6) zur Weiterverarbeitung gefördert. Die Vakuumluft wird mittels Vakuumpumpe (5) für beide Saftarten erzeugt. Das als Filtermittel eingesetzte Polyestersiebgewebe wird nach der Tresterabnahme im unteren Teil des Zellbandfilters einer gründlichen Reinigung unterzogen. Die entsafteten Trester gelangen von der Abnahmeeinrichtung des Filters in eine Horizontalschraubenpresse (2) und werden auf Grund ihrer geringen Restfeuchteanteile mit hoher Effektivität restentsaftet.The ground apple mash is placed on the continuously operating vacuum cell belt filter ( 1 ) via a feed device. The raw juice is separated over a dimensioned partial area of the total filter area via a polyester mesh in the raw juice separator ( 3 ). In this raw juice separator ( 3 ), the vacuum air is separated from the raw juice, and the same can be conveyed out of the vacuum system by means of a pump ( 7 ) for further processing. The extraction of the partially juiced pomace on the filter takes place on the remaining surface of the filter belt, with the defined extraction water of preferably 6 to 15 percent by mass to the mashed mass being fed in using suitable feed devices. The extraction juice is conveyed via the extraction juice separator ( 4 ) and the pump ( 6 ) for further processing. The vacuum air is generated by means of a vacuum pump ( 5 ) for both types of juice. The polyester sieve fabric used as a filter medium is thoroughly cleaned in the lower part of the cell band filter after the pomace has been removed. The juiced pomace comes from the filter's removal device into a horizontal screw press ( 2 ) and is highly juiced due to its low residual moisture content.

Dieser gewonnene Extraktionssaft kann zur Weiterverarbeitung und die Trester zum Abtransport gefördert werden. Die ermittelten Versuchsergebnisse werden in der Tabelle 1 dargestellt.This extracted extraction juice can be used for further processing and the pomace are conveyed for removal. The determined Test results are shown in Table 1.

Für den dargestellten Versuch stand eine mittels Rätzmühlen zerkleinerte Apfelmaische zur Verfügung, die gemäß in der Tabelle 1 dargestellten Stoff- und Extraktbilanz verarbeitet wurde.For the experiment shown there was a chopped up by means of Rätzmühlen Apple mash available according to the table 1 shown substance and extract balance was processed.

Aus den Versuchsergebnissen (Tabelle 1) wird ersichtlich, wie die funktionelle Bedeutung jedes einzelnen Verfahrensschrittes zu bewerten ist und welche Konsequenzen das Auslassen eines Verfahrensschrittes besitzt. Die Darstellung erfolgte unter Berücksichtigung der Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte. The test results (Table 1) show how the evaluate the functional significance of each individual process step is and the consequences of omitting one Process step has. The presentation was made taking into account the order of the individual process steps.  

Tabelle 1 Table 1

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

 1 - Vakuum-Zellenbandfilter
 2 - Horizontalschraubenpresse
 3 - Rohsaftabscheider
 4 - Extraktionssaftabscheider
 5 - Vakuumpumpe
 6 - Pumpe
 7 - Pumpe
 8 - endloses Filterband
 9 - erster Abschnitt des endlosen Filterbandes
10 - zweiter Abschnitt des endlosen Filterbandes 1 - Vacuum cell band filter
2 - horizontal screw press
3 - raw juice separator
4 - Extraction juice separator
5 - vacuum pump
6 - pump
7 - pump
8 - endless filter belt
9 - first section of the endless filter belt
10 - second section of the endless filter belt

Claims (5)

1. Verfahren zur Gewinnung von pflanzlichen Säften und Extrakten, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensstufen Entsaftungs- und Verdrängungsextraktion kontinuierlich auf einer Maschine nacheinander durchgeführt werden, indem der auf eine Korngröße von vorzugsweise 3 bis 10 mm zerkleinerte, erforderlichenfalls enzymatisch behandelte Rohstoff kontinuierlich mit definiertem Volumenstrom und definierter Schichtdicke auf den ersten Abschnitt (9) des endlosen, kontinuierlich umlaufenden Filterbandes (8) aufgegeben, der Zellsaft mittels Vakuum über eine perforierte Schicht des endlosen Filterbandes (8) abgetrennt und nach Erreichung einer maximalen Entsaftung des Rohstoffes ein definiertes Extraktionsmittel gleichmäßig auf den vorentsafteten Rohstoff im zweiten Abschnitt (10) des endlosen, kontinuierlich umlaufenden Filterbandes (8) aufgegeben wird, und dadurch der verbliebene Rohsaft im Rohstoff durch das Extraktionsmittel verdrängt und mittels Vakuum abgetrennt wird, und in einem nachfolgenden Verfahrensschritt eine Restentsaftung durch Kompression erfolgt.1. A process for the production of vegetable juices and extracts, characterized in that the process steps of juicing and displacement extraction are carried out continuously in succession on a machine by continuously reducing the raw material, if necessary comminuted to a particle size of 3 to 10 mm, if necessary, with an enzymatically treated volume flow and a defined layer thickness is applied to the first section ( 9 ) of the endless, continuously circulating filter belt ( 8 ), the cell juice is separated by means of a vacuum over a perforated layer of the endless filter belt ( 8 ) and, after maximum juicing of the raw material, a defined extractant is evenly applied to the pre-juiced raw material in the second section ( 10 ) of the endless, continuously circulating filter belt ( 8 ), and thereby the remaining raw juice in the raw material is displaced by the extractant and separated by vacuum, and in egg In the subsequent process step, residual juicing is carried out by compression. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe des Rohstoffes in einer dem Rohstoff spezifischen Schichtdicke von vorzugsweise 10 bis 50 mm erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the Task of the raw material in a specific to the raw material Layer thickness of preferably 10 to 50 mm. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungsextraktion vorzugsweise mit Wasser bei vorzugsweisen Einsatzmengen von 5 bis 50%, bezogen auf die Rohstoffausgangsmenge, durchgeführt wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that displacement extraction preferably with water, preferably Amounts of 5 to 50%, based on the raw material quantity, is carried out. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungsextraktion vorzugsweise bei Temperaturen von 5 bis 50°C erfolgt.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that displacement extraction preferably at temperatures of 5 up to 50 ° C. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Volumenstrom, Schichtdicke, Extraktionsmittelmenge und Vakuumhöhe als wesentliche Prozeßparameter entsprechend Rohstoffart und -qualität eingestellt werden.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that Volume flow, layer thickness, amount of extractant and vacuum level as essential process parameters according to the type of raw material and -Quality can be set.
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