-
-
Verfahren zur Herstellung von Pektinextrakten zur Gewinnung aschearmer
Reintrockenpektine nach dem Fällverfahren Bei der Herstellung von Extrakten zur
Gewinnung von gefällten Trockenpektinen sind in der Literatur die verschiedensten
Verfahren genannt worden, wobei organischen und anorganischen Säuren der Vorrang
gegeben wurde. Insbesondere wurden auch solche organischen und anorganischen Säuren
vorgeschlagen, mit deren Hilfe es nicht ohne weiteres möglich ist, nach dem Fällverfahren
aschearme Reintrockenpelçtine zu erhalten. Man war hemiiht, unerwünschte Begleitstoffe,
wie Stärke, Eiweißstoffe u. dgl., von dem Pektin zu trennen, ohne auf die anorganischen
Begleitstoffe zu achten, deren Anwesenheit entscheidenden Einfluß auf die Eigenschaften
der Pektine haben können. Die Höhe dieser anorganischen Begleitstoffe kommt in der
Menge der Asche zum Ausdruck. Diese soll so gering wie möglich gehalten werden,
da man nur damit zu wirklichen Reintrockenpektinen kommen kann. Der Einfluß von
Metallverbindungen, namentlich der Schwer- und Erdalkalimetalle, ist, besonders
in bezug auf niederveresterte Pektine, allgemein bekannt. Zur Herstellung eines
standardisierten Reintrockenpektins ist somit ein konstant niedriger Aschegehalt
unerläßlich.
-
Es wurde nun gefunden, daß aschearme Reintrockenpelrtine nur dann
erhalten werden können, wenn man zur Extraktion des Pektins aus dem Rohstoff eine
Säure verwendet, die mit Calcium und Magnesium, an welche das Pektin im Rohstoff
im wesentlichen gebunden ist, leichtwasser- und möglichst auch alkohollösliche Verbindungen
ergibt. Solche Säuren sind beispielsweise: Halogenwasserstoffsäuren und Salpetersäure,
während alle anderen Säuren wie: Citronensäure, Milchsäure,
Schwefelsäure,
schweflige Säure, Phosphorsäure usw: mehr oder weniger schlecht wasser- und alkohollösliche
Calcium- und Magnesiumverbindungen ergeben. Beim anschließenden Ausfällen des Pektins
durch ein Lösungsmittel werden die Calcium-und Magnesiumsalze der letztgenannten
Säuren ebenfalls ausgefällt, bleiben in der voluminösen Pektingallerte-hängen und
gelangen somit als Asche in das Trockenpektin.
-
Verwendet man zur Extraktion die für diesen Zweck an und für sich
bekannten Halogenwasserstoffsäuren oder Salpetersäure in einer Konzentration von
0,3 bis 0,5 °/o, dann bilden sich gut wasserlösliche und auch noch in Lösungsmittel
Wassergemischen verhältnismäßig gut lösliche Calcium- oder Magnesiumverbindungen,
die beim Fällprozeß aus dem Pektinkoagulat leicht ausgewaschen werden können. Man
kommt so zu einem außerordentlich aschearmen Pektin, dessen Aschegehalt in der Größenordnung
von 0,5 bis 1,5 0/o liegt. Bei der Benutzung von Säuren, die schwer lösliche Calcium-
oder Magnesiumverbindungen liefern, beträgt der Aschegehalt der ausgefällten Pektine
bis zu 8 o/o und darüber, und es ist schwer, nachträglich den Aschegehalt des Trockenpektins
mit saurem Lösungsmittel wieder herunterzusetzen.
-
Es ist nämlich auf chemischem Wege beispielsweise nicht möglich, Calciumsulfat,
das bei der Extraktion des Pektins mittels verdünnter Schwefelsäure oder schwefliger
Säure, oder Calciumphosphat, das bei der Extraktion mittels dünner Phosphorsäure
in großen Mengen entsteht und bei dem Fällprozeß mit dem Pektin zusammen ausfällt
und inkludiert wird, nachträglich wieder aus dem Pektin zu entfernen. Ob die Fällung
des. Pektins mittels Lösungsmittel Wassergemischen oder mit tels fällend wirkender
Metallsalze vorgenommen wird, ist hierbei gleichgültig.
-
Besonders unangenehm macht sich die Bildung von schwerlöslichen Salzen
bemerkbar, wenn man aus dem Rohstoff in mehreren Stufen das Pektin extrahiert, da
man in diesem Falle in den letzten Stufen größere Mengen an Calcium bzw. Magnesium
gebundenes Pektin extrahiert und somit eine Anreicherung von Calcium- und Magnesiumsalzen
im Extrakt erhält. Daher ist bei der Benutzung eines Mehrstufenextraktionsverfahrens
unbedingte Voraussetzung, zur Extraktion nur solche Säuren zu verwenden, die mit
den Erdalkalimetallen leicht wasserlösliche Salze bilden, da sonst Beine wirtschaftliche
Gewinnung von wirklichen Reintrockenpektinen möglich ist.
-
Bei der Benutzung eines Mehrstufenverfahrens zur Extraktion des pektinhaltigen
Rohstoffes werden Rohstoff und Extraktlösung so geführt, daß der bereits pektinhaltige
Extrakt mit frischem Rohstoff vermischt wird, Extrakt und Rohstoff in Zwischenstufen
voneinander getrennt werden und erneut die beiden Komponenten zusammengeführt werden.
Dies wird so oft wiederholt, bis der Rohstoff praktisch völlig vom Pektin befreit
ist. Die Extraktionstemperatur kann zweckmäßigerweise zwisghen-o bis iooO variieren.
Eine solche Extraktionsanlage kann beispielsweise aus drei stehenden Extraktionsgefäßen,
die mit einem Rührwerk oder Luftrührung ausgestattet sind, bestehen, wobei zwischen
den einzelnen Extraktionsapparaten Vorndltungen geschaltet werden, die es gestatten,
den Rohstoff vom Extrakt abzutrennen und jeweils mit der dünneren Extraktionslösung
wieder aufzumaischen und dem folgenden Extraktionsapparat zuzuführen. Das Einbringen
des frischen Rohstoffes geschieht in einem schnell gerührten kleinen Vorgefäß, aus
dem das Rohstoff-Extrakt-Gemisch beispielsweise mittels Membranpumpe, in den ersten
Extraktionsapparat gepumpt wird. Diesen ersten Extraktionsapparat durchläuft das
Rohstoff-Extrakt-Gemisch kontinuierlich von oben nach unten und fließt durch ein
überlaufrohr beispielsweise auf eine Siebbandpresse, auf der die Flüssigkeit aus
dem Rohstoff-Extrakt-Gemisch zwischen zwei umlaufenden Siebbändern ausgepreßt wird.
Der ablaufende Extrakt fließt dann zur Filtration und Fällanlage, während der vom
Extrakt befreite, zum Teil schon extrahierte Rohstoff mit der nächst dünneren Extraktionsflüssigkeit
angemaischt und über eine Membranpumpe zum nächsten stehenden Extrakt tionsgefäß
gepumpt wird, worauf sich der vorstehend beschriebene Vorgang wiederholt. Man kann
so in drei oder noch mehr Stufen den Rohstoff neu extrahieren und auf der Siebbandpresse
Rohstoff und Extrakt voneinander trennen, bis in der letzten Stufe warmes Wasser
auf den Rohstoff gegeben wird, so daß noch anhaftende Pektin- und Säurereste aus
dem Rohstoff ausgewaschen werden und man in der letzten Trennstufe einen praktisch
pektin- und säurefreien Rohstofirückstand und einen sdlr dünnen Extrakt erhält;
wobei der letztere zum Aufmaischen des Rohstoffes der ersten Trennstufe verwendet
wird. Bei diesem Verfahren ist es vor allen Dingen wichtig, daß in der Vorstufe,
in der der Rohstoff mit einem schon verhältnismäßig kow zentrierten Extrakt zusammengebracht
wird, rasch eingerührt wird, um eine homogene Verteilung des Rolistoffes in dem
schon verhältnismäßig viskosen Extrakt zu erreichen. In den Hauptextraktionsgefäßen
muß dagegen langsam gerührt werden, um den Trübstoffgehalt des in den Zwischenstufen
abgepreßten Extraktes möglichst niedrig zu halten.
-
Die Zugabe der Extraktionssäure geschieht in der Vorstufe, so daß
also die Säurekonzentration in dem Maße abnimmt, wie der Rohstoff vom Pektin befreit
wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, in der vorletzten Stufe Säure zuzusetzen,
so daß der pn-Wert in den nachfolgenden Stufen entsprechend tiefer liegt. Die Wahl
der Säurekonzentration hängt im wesentlichen von der Extraktionszeit und diese wiederum
von der Größe der einzelnen Extraktionsapparate ab. Man hat es daher bei diesem
Verfahren verhältnismäßig leicht in der Hand, p-Wert, Zeit und Extraktionstemperatur,
die bekamitlich die maßgebenden Größen bei der Pektingewinnung sind, zweckmäßig
aufeinander abzustimmen. Diese Abstimmung kann jedoch infolge der schwankenden Güte
des Rohstoffes nur von Fall zu Fall geschehen, da jeder Rohstoff schon bei der Extraktion
indivi-
duell behandelt werden muß. Infolgedessen lassen sich keine
festen Werte für die obengenannten Grögen angeben.