DE938599C

DE938599C - Diffusionsverfahren, insbesondere fuer Zuckerruebenschnitzel

Info

Publication number: DE938599C
Application number: DEM15147A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl-Ing Heinrich
Original assignee: Maschinenfabrik Buckau R Wolf AG
Current assignee: BWS Technologie GmbH
Priority date: 1952-08-17
Filing date: 1952-08-17
Publication date: 1956-02-02

Description

Diffusionsverfahren, insbesondere für Zuckerrübenschnitzel Es hat nicht an Vorschlägen gefehlt, bei der Diffusion insbesondere von Zuckerrübenschnitzeln die Zuckerrübenschnitzel einem Vakuum auszusetzen, um die Diffusion zu beschleunigen. Hierbei wurden die frischen oder nur geringfügig erwärmten Schnitzel dem Vakuum ausgesetzt, und zwar aus der Überlegung heraus, daß die Luft und in den Zellen enthaltene Gase zunächst aus der Schnitzelmasse entfernt werden müßten, da diese Gase unvorteilhafte Einwirkungen auf den Rübensaft ausüben.
Diese Verfahren konnten nicht zu einem Erfolg führen, weil die empfindlichen Zellwände der Zuckerrübenschnitzel durch das Vakuum zerstört werden, bevor überhaupt eine Diffusion stattgefunden hat. Bekanntlich sind aber zerstörte Zellwände bei Zuckerrübenschnitzeln ungeeignet, eine schnelle Diffusion der Zuckersäfte aus der Rübe in die Diffusionsflüssigkeit zu bewirken. Der abgezogene Saft wird durch Bestandteile der Zelle verunreinigt, wodurch ein nachteiliger Einfluß auf. die Reinheit des Zuckersaftes ausgeübt wird.
Demgegenüber geht die Erfindung von folgenden Überlegungen aus: Die ausgereiften Zuckerrüben enthalten den zuckerhaltigen Saft in ihren Zellen, deren Größe zwischen 0,04 und o,z mm Durchmesser liegt. Die Zellwände der rohen Rübe sehen unter dem Mikroskop im durchschnittenen Zustand fleischig aus und sind für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig. Setzt man aber Rübenschnitzel einer Temperatur von 6o bis 8o° C aus, dann werden die Zellwände fäserig und flüssigkeitsdurchlässig, welchen Vorgang man als Plasmolyse der Schnitzel bezeichnet.
Zwischen den safthaltigen Rübenschnitzelzellen liegen langgestreckte Interzellularzellen, welche praktisch den Weg des Zellsaftes aus der durchlässig gewordenen Schnitzelzelle zur Oberfläche der Schnitzel darstellen und den Diffusionsvorgang ermöglichen. Ihre Größe liegt bei etwa 0,ö2 mm Durchmesser.
Die Entzuckerung der Rübenschnitzel erfolgte bisher in der Weise, daß die frischen Rübenzellen gebrüht werden, d. h. sie werden durch heißen Saft oder Dampf möglichst schnell auf 76 bis 8o° C gebracht und einige Minuten lang dieser Temperatur ausgesetzt. Hierdurch wird ein großer Teil der Zellen saftdurchlässig. Danach werden die Schnitzel bei etwas tiefer liegenden Temperaturen einem Gegenstrom oder Querstrom-Gegenstrom von Saft ausgesetzt und durch Diffusion entzuckert.
Die -bekannten Diffusionsverfahren z erfordern- viel Zeit und große Behälter. Erfindungsgemäß läßt sich die Diffusionszeit wesentlich verkürzen, wenn man die den Zellsaft in den Zellen, festbaltenden-Kapillarkräfte verkleinert, zu Null werden läßt oder sie zu Hilfskräften der Diffusion gestaltet: Hierzu sei folgendes vorausgeschickt : Die für den Saftstrom geeigneten Interzellularzellen sind Kapillaren von etwa 0,o2 mm Durchmesser. Die Oberflächenspannung der Flüssigkeit oder ihre Adhäsion würde in diesen Zellen, wenn man sie sich als fortlaufende Röhrchen vorstellt, die Flüssigkeit nach folgender Gleichung um die Höhe H hochsteigen lassen. Hierbei ist H = Steighöhe (mm), Q= Oberflächenspannung' r = Radius der Kapillare (mm), s = spez. Gewicht der Flüssigkeit. Q ist hier bei 75° C im Mittel. Setzt man das spezifische Gewicht mit i ,ein, dann erhält man eine, Steighöhe, die in cm-Wassersäule umgerechnet ist. Eine io°Joige Zuckerlösung hat bei 75° C einspezifisches Gewicht von 1,017, der erhaltene Rechnungswert unterscheidet sich also nicht wesentlich vom wirklichen.
Man erhält dann als Steighöhe: Diese Rechnung besagt also, daß bei 75°C die Oberflächenspannung in einer Interzellularzelle den Zuckersaft mit einer Kraft festhält, die einem Sog entspricht, der von einer 1345 cm hohen Wassersäule erzeugt wird. Würde man nun die Rübenschnitzel einer Temperatur aussetzen, die einen Dampfdruck erzeugt, der gleich oder größer ist als diese Oberflächenspannung, dann würde diese Oberflächenspannung aufgehoben. Bei den bisher bekannten Verfahren wäre hierzu eine Temperatur von 14o° C erforderlich, die für die Diffusion ungeeignet ist, da bei dieser Temperatur die Schnitzel zerstört werden würden.
Wenn man nun die im Zustand der Plasmolyse befindlichen Schnitzel auf etwa 78° C erwärmt und in einen Raum bringt, der unter Vakuum steht, dann wird der in den Zellen wirksame Dampfdruck der Zellflüssigkeit den Saft durch die durchlässig gewordene Zellwand hindurchdrücken, so daß eine beschleunigte Diffusionstätigkeit einsetzt.
. Es würde nun zu keinem wirtschaftlichen Erfolg führen; wenn man die eingemaischten Schnitzel in einen unter konstantem Vakuum stehenden Raum einführt, weil dann die Maischflüssigkeit an der Oberfläche zu sieden beginnen würde und das Vakuum nicht auf die in der Maischflüssigkeit befindlichen Schnitzel wirken kann.
Das 'Verfahren nach der Erfindung besteht nun darin, daß in. den Zustand der Plasmolyse versetzte Schnitzel einem schwankenden Unterdruck unterworfen werden und die Schnitzel während des maximalen Unterdruckes von dem Maischsaft getrennt und während des Maximaldruckes der Berührung mit heißem Maischsaft ausgesetzt sind. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn das Maximum des Unterdruckes annähernd gleich dem Siededruck der Maischflüssigkeit ist und der Maischsaft im Gegenstrom-Querstrom zur wandernden Schnitzelschicht geführt wird.
Durch das Verfahren nach der Erfindung wird eine kontinuierliche Diffusion erzielt. Die aus dem heißen Saft herausgehobenen und den bis zum Maximum ansteigenden Unterdruck unterworfenen Schnitzel stoßen ihren Saft aus, bis die den Schnitzeln hierbei entzogene Verdampfungswärme eine weitere Saftausstoßung unterbindet. Beim nachfolgenden Eintauchen oder Berieseln der Schnitzel mit heißem Maischsaft wird die entzogene Wärme wieder zugeführt, wobei der Unterdruck zurückgeht und der absolute Druck seinen Maximalwert erreicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Diffusionsverfahren, bei dem die Diffusion in einem unter Unterdruck stehenden Raum durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zustand der Plasmolyse versetzte Schnitzel einem schwankenden Unterdruck unterworfen werden und "die Schnitzel während des maximalen Unterdruckes von dem Maischsaft getrennt und während des Maximaldruckes der Berührung mit heißem Maischsaft ausgesetzt sind. -
2. Diffusionsverfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Maximum des Unterdruckes annähernd gleich dem Siededruck. der Maischflüssigkeit ist.
3. Diffusionsverfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Maischsaft im Gegenstrom-Querstromzur wandernden Schnitzelschicht geführt wird. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 219 367, 168 634, 169 984; österreichische Patentschrift Nr. 14 899; USA.-Patentschrift Nr. 514 431; französische Patentschrift Nr. 362 857.