-
Verfahren zur Behandlung von Aluminiumsilikaten von der Art des Montmorillonits
für die Behandlung von Bier und Würze
Es ist bekannt, zur Verbesserung der Eigenschaften
des Bieres, insbesondere seiner Widerstandsfähigkeit gegen Kältetrübungen und Pasteurisiertrübungen,
die Würze oder das Bier selbst mit Aluminiumsilikaten von der Art des Montmorillonits
zu behandeln. Unter den verschiedenen Aluminiumsilikaten dieses Typs hat sich vor
allem der natürliche Bentonit, wie er insbesondere in Amerika gefördert wird, als
geeignet erwiesen.
-
Außerdem wurde bereits vorgeschlagen, nicht quellfähige Aluminiumsilikate,
wie z. B. Calciumbentonit, dadurch in eine für die Bierbehandlung geeignete Form
überzuführen, daß sie mit Lösungen von Alkali salzen unter ständiger Erneuerung
der Flüssigkeit behandelt werden, wobei eine entsprechende Lösungskonzentration
eingehalten wird.
-
Auch das so gewonnene quellfähige Aluminiumsilikat ist für den genannten
Zweck sehr gut geeignet.
-
In einzelnen Fällen macht sich sowohl bei dem natürlichen quellfähigen
Bentonit wie auch bei den in der oben geschilderten Weise behandelten Aluminiumsilikaten
ein Gehalt an Arsen störend bemerkbar. Zwar liegt der Arsengehalt in der Größenordnung
von wenigen Milligramm pro Kilogramm Aluminiumsilikat, so daß Gesundheitsschädigungen
nicht zu befürchten sind. In einzelnen Ländern, wie z. 3. Großbritannien, sind aber
die Gesundheitsvorschriften derart streng, daß derartige Aluminiumsilikate für die
Stabilisierung von Bier nicht eingeführt werden dürfen, wenn ihr Arsengehalt eine
bestimmte Grenze überschreitet.
-
Die bekannten Verfahren, die für die Aufbereitung und Analyse von
arsenhaltigen Mineralien
angewendet werden, lassen sich nicht ohne
weiteres auf die Behandlung von Bentonit oder sonstigen Aluminiumsilikaten übertragen,
insbesondere wenn sie in einer Form erhalten werden sollen, die sie für die Behandlung
von Würze oder Bier geeignet erscheinen läßt. Es ergab sich daher das Problem, ein
geeignetes Verfahren zu entwickeln, um aus diesen Mineralien das Arsen völlig oder
zumindest so weitgehend zu entfernen, daß gegen ihre Verwendung für die Behandlung
von Würze oder Bier auch unter den schärfsten Anforderungen keine Bedenken mehr
bestehen und das Produkt trotzdem eine für die Behandlung der Getränke geeignete
Form erhält.
-
Diese Aufgabe läßt sich, wie überraschenderweise festgestellt wurde,
sehr einfach dadurch lösen, daß das arsenhaltige Aluminiumsilikat -vom Typus des
Montmorillonits mit Salzsäure behandelt wird, die das Arsen löst, und dann von dem
Aluminiumsilikat abgetrennt wird. Die Konzentration der Salzsäure soll mindestens
5 e/0 betragen und liegt vorzugsweise zwischen 10 und 15 0/o. Die Dauer der Behandlung
ist von der Natur des Aluminiumsilikates, von dessen Arsengehalt und von der Arbeitstemperatur
abhängig. Im allgemeinen -beträgt sie eine oder mehrere Stunden bis ein -oder mehrere
Tage. Die Behandlung selbst erfolgt entweder in einzelnen Ansätzen, wobei die Salzsäure
von Zeit zu Zeit dekantiert wird, oder im Durchflußverfahren, indem das Rohmaterial
in einem Gefäß .aufgeschichtet und von der Säure langsam durchflossen wird.
-
Ausführungsbeispiel Das Verfahren wurde in einer Apparatur durch-
-geführt, die aus zwei Steingutgefäßen von 100 und 400 1 Inhalt bestand. In dem
kleineren Gefäß wurden die Salzsäurelösung und später die Kochsalzlösung angesetzt,
von wo die Lösung in das mit dem zu behandelnden Aluminiumsilikat beschickte größere
Gefäß floß. Die Behandlungslösung wurde aus dem betreffe'nden- Vorratsgefäß in das
Behandlungsgefäß, an des.sen Boden ein Siphon angeschlossen war, eingefüllt und
tropenweise nachfließen gelassen, so daß die verbrauchte Lösung vom Boden durch
den Siphon ebenfalls tropfenweise abfloß. Auf den Boden des Behandlungsgefäßes wurde
eine Schicht aus Flaschenscherben. und' Porzellankugefn gebettet3 um zu vermeiden,
daß Material von der Flüssigkeit mitgerissen wird und so Substanzverluste und Verstopfungen
auftreten. Auf dieses Bett wurde das Aluminiumsilikat geschichtet. Um' die Wirksamkeit
der Behandlung festzustellen, wurden zwei Versuche durchgeführt.
-
I. 50 kg Bentonit mit'einem' Gehalt von 6,I mg As/kg wurden in grobstückigem
Zustand mit 65 1 1o0/oiger Salzsäure beschickt, so daß' das Rohmaterial von der
Flüssigkeit bedeckt war. Nachdem die Salzsäure 24 Stunden eingewirkt hatte, wurde
sie abgezogen, was ungefähr 3- Stunden- dauefte. Anschließend wurde die Säure durch
P3ehandiung des Materials mit 300 1 Io°/oiger Kochsalzlösung im Durchfluß ausgewaschen,
wozu etwa 8 bis 10 Stunden notwendig waren. Zur Unterstützung der Neutralisation
war der Kochsalzlösung etwas Ammoniak zugesetzt.
-
Das Auswaschen wurde fortgesetzt, bis das Filtrat gegen Lackmus neutral
reagierte.
-
Das fertige Material enthielt 1,2 mg As/kg.
-
2. Obgleich dieser Arsengehalt bereits unter der z.B. nach britischen
Bestimmungen zulässigen I-Iöchstgrenze von I,4 mg As/kg lag, wurde das in vorstehender
Weise behandelte Aluminiumsilikat nochmals der gleichen Behandlung unterworfen.
-
Hierfür waren nur 50 1 Io°/Oiger Salzsäure erforderlicb,.dadas Aluminiumsilikat
bereits befeuchtet war. Die Einwirkungszeit der Salzsäure betrug wiederum 24 Stunden.
Anschließend wurde wiederum mit 300 1 Io°/oiger Kochsalzlösung ausgewaschen.
-
Nach dieser zweiten Behandlung zeigte das Material einen Gehalt von
o,8 mg As/kg.
-
Die Bestimmung des Arsengehaltes erfolgt nach der von Sauger und
Black modifizierten Gutzeitmethode, wie sie in Proc. amer. ,acid. Act. u. Sc.
-
Nur.8, 1907, und Zeitschrift anorg. ChemiegS, I90g, beschrieben ist.
-
Das Ausführungsbeispiel läßt erkennen, daß durch die Behandlung mit
Salzsäure der Arsengehalt einwandfrei in dem gewünschten Maße herabgesetzt -werden
kann. Andere Versuche haben ergeben, ,daß die Salzsäurekonzentration bis auf 5 0/o
herabgesetzt werden kann. Durch die Säure behandlung' entsteht ein Gewichtsverlust
von höchstens etwa 2 O/o, was für die Wirtschaftlichkeit ohne Bedeutung ist. Die
Adsorptionsfähigkeit des Bentonits gegenüber den aus Würze oder Bier entfernten
Eiweiß stoffen wurde durch die Esbach-Reaktion festgestellt. Es zeigte sich, daß
sie durch die Salzsäurebehandlung nur in geringem Umfang sinkt. Ohne Schwierigkeit
kann diese Minderung durch eine geringe Erhöhung der Zugabemenge auf eine bestimmte
W rze- oder Biermenge ausgeglichen - werden Geht man von nicht quellfähigem Calciumbentonit
z. B. europäischer Herkunft aus, so kann die Arsenentfernung mit der Überführung
in quellfähiges Material kombiniert werden Der Calciumbentonit wird in diesem Fall
zunächst in roher Form mit Salzsäure behandelt. Nachdem der -Arsengehalt' auf' den
gewünschten Wert herab--gesetzt ist, wird anschließend in der gleichen Anlage mit
Kochsalzlösung behandelt, bis die Quellfähigkeit erreicht ist. Gleichzeitig mit
der Neutra--lisierung des Produktes erfolgt also auch der Austausch der Calciumionen
gegen Natriumionen.
-
Die in dem fertigen Produkt enthaltenen Salze liegen in so geringer
Menge vor, daß bei der Anwendung auf die Behandlung von Würze oder Bier eine geschmackliche
oder sonstige Beeinflussung nicht feststellbar ist.
-
Arbeitet man im Durchfluß, so ist durchschnittlich auf I kg Aluminiumsilikat
I 1 Salzsäure ausreichez -.. Dabei ist es möglich, die jeweils ab
íließende
Säure im Kreislauf zurückzuführen und mehrmals zu verwenden.
-
Wird dagegen mit stehender, von Zeit zu Zeit gewechselter Salzsäure
gearbeitet, so erhöht sich die angegebene Menge. Die zum Auswaschen und Regenerieren
benutzte Kochsalzlösung'hat zweckmäßig einen Gehalt von etwa I0 °/o, um Quellungselscheinungen
zu vermeiden.
-
Statt der im Ausführungsbeispiel angegebenen Steingutgefäße können
auch solche aus anderem säurefestem Material, z.B. aus Holz, säurefestem Stahl usw.,
oder Gefäße mit einem säurefesten Uberzug verwendet werden.
-
Das nach der Erfindung behandelte Material Icann nicht nur zur Behandlung
von Würze oder Bier, sondern auch für die Stabilisierung anderer Flüssigkeiten,
wie z. B. Wein, von Speiseölen usw., mit anderen Worten also überall da Anwendung
finden, wo auf Arsenfreiheit Wert gelegt wird.
-
Es sei noch erwähnt, daß es bereits bekannt ist, Bleicherden od.
dgl. mit Säure zu behandeln, um sie zu aktivieren. Diese Säurebehandlung erfolgt
jedoch in einer ganz anderen Weise. Vor allem wird dort die Säurebehandlung nicht
so lange fortgesetzt, bis der Arsengehalt unter einen bestimmten Wert gesunken ist,
sondern es erfolgt nur eine einmalige kurzzeitige Säurebehandlung. Ferner wird bei
den mit Säure aktivierten Bleicherden anschließend keine Neutralisation vorgenommen,
weil dort die Wasserstoffionenkonzentration für die Aktivität gerade wesentlich
ist.
-
PATENTANsPnOcnE: I. Verfahren zur Behandlung von Aluminiumsilikaten
von der Art des Montmorillonits zwecks Entfernung von Arsen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aluminiumsilikat mit Salzsäure extrahiert wird.