PL89016B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania bentonitu przeznaczonego do klarowania i utrwa¬ lania napojów, zwlaszcza wina.Wiadomo od dawna, ze niektóre rodzaje glin, zwlaszcza bentonity, korzystanie stosuje sie do kla¬ rowania napojów, zwlaszcza win. Wiadomo ró¬ wniez, ze bentonity adsorbuja substancje bialko¬ we, co korzystnie wplywa na trwalosc wina. Je¬ dnak dotychczasowy stan wiedzy nie pozwala na rozstrzygniecie problemu, który gatunek bentoni¬ tu wskazuje najkorzystniejsze wlasciwosci w wa¬ runkach przemyslowych. Wedlug niektórych bada¬ czy do tego celu nadaja sie bentonity sodowe o duzych zdolnosciach pecznienia, bowiem podczas procesu pecznienia rozwija sie wewnetrzna po¬ wierzchnia mineralu, co umozliwia adsorpcje wie¬ kszych ilosci substancji bialkowych.W sposobie znanym z wloskiego opisu patento¬ wego Nr 526 328 kopalne bentonity wapniowe lub magnezowe przeksztalca sie w bentonity sodowe i w tej postaci stosuje sie do klarowania napojów.W sposobie znanym z niemieckiego opisu paten¬ towego Nr 682 788 zacier piwny albo piwo traktu¬ je sie glinokrizemianeim, rodzaju montmoryloniitu, który uprzednio wytrawiono kwasem albo poddano szlamowaniu.W wegierskim opisie patentowym Nr 155 522 opisano sposób wytwarzania odpowiednich srodków adsorpcyjnych nadajacych sie do obróbki napojów, fermentacyjnych. Wiadomo, ze bentonit sodowy juz wczesniej byl stosowany do obróbki piwa, ale wy¬ kazal on dwie wady, a mianowicie: adsortouje on substancje bialkowe, które powoduja pienienie sie piwa oraz trudno go oddzielic od piwa za pomoca filtracji, lecz jedynie przez dlugotrwala, wielodnio¬ wa sedymentacje.Bentonit wapniowy nie wykazuje tych wad, ale jest o wiele mniej skuteczny w porównaniu z bentonitem sodowym. Wedlug opdisu patentowego do stabilizowania win poprzez adsorpcje substancji bialkowych najlepiej nadaje sie bentonit sodowy silnie peczniejacy.Jednak nie zaleca sie jego stosowania do tych celów, bowiem wskutek wymiany jonowej z solami zawartymi w winie zostaje znieksztalcony wynik analizy na zawartosc popiolu.W znanym sposobie, otrzymuje sie odpowiedni srodek adsorpcyjny aktywujac specznialy bento¬ nit za pomoca kwaisu.W tym celu zawiesine naturalnego bentonitu wapniowego w kwasie nieorganicznym utrzymu¬ je sie w okreslonym czasie w stanie wrzenia, po czym odsacza sie mineral, przemywa i czesciowo odwadnia przez odcisniecie i odessanie. Na 140 g suchej glinki stosuje sie 140 ml stezonego kwasu solnego.Wielu badaczy stwierdzilo, ze wlasciwosci klaru¬ jace i wiazace substancje bialkowe, bentonitu nie sa zalezne od jego zdolnosci do pecznienia.L. Jakob, który badal zawartosc substancji bial- 89 01689 Alt kowych w winach klarowanych za pomoca bento¬ nitu (Die Weinwiissensch., T. 23, s. 255—273/1968), ustalil, ze dla win wykazujacych rózne wartosci pH nalezy stosowac rózne ilosci tego samego ro¬ dzaju bentonitu, aby uzyskac taka sama ich trwa¬ losc. Bóznice we wlasciwosciach stabilizujacych bentonitów wapniowych, sodowych i wodorowych nie sa tak wyrazne, jezeli traktujemy nimi wina bardziej kwasne.Bentonit sodowy jest nieodpowiedni do dalszej obróbki wina ze wzgledu na zdolnosc wymiany jo¬ nowej,, z protonami, zawartymi w winie. Innymi slowy, ziemia folauska otrzymana po obróbce kwa¬ sem mineralów glinowych nie ma struktury warstwo¬ wej bentonito-podobnej {mantmoryloniitu). Struk- tuTaarkuszo-podobna jest zniszczona podczas ob- róbjg^|ts«M?;ic2esc jonów glinu zostaje usunie¬ sz^fc^^^^z^W2 tego powodu ziemia folarska j if ¦¦ ^HJpjMujii^dgifr d0 obróbki wina. Nalezy przy tyni zaznaczyc, ze bentonity majace zdolnosc pecz¬ nienia w obecnosci (jednowartosciowych) jonów sodu sa nieodpowiednie do obróbki wina i stabiliza¬ cji zawartych w nim bialek, z powodu 8—il5°/o sedymentacji bentonito-podobnego adsorlbenta (co jest równoznaczne ze strata ilosciowa wina podda¬ nego obróbce) i poniewaz sedymentacja adsorbenta wymaga kilku dni, a ponadto zwiekszy sie zawar¬ tosc popiolu w winie.W przeciwienstwie do powyzszego bentonit wy¬ twarzany sposobem wedlug wynalazku jest pozba¬ wiony wyzej wymienionych wad, natomiast ma wiecej zalet niz znane, stosowane dotychczas adsor¬ benty.Podczas badan prowadzonych nad opracowaniem wynalazku stwierdzono, ze pecznienie bentonitów ii zwiazana z tym dezagregacja plytek montmory- lonitowych jest warunkiem konieoznym, ale nie wy¬ starczajacym do zapewnienia wlasciwosci stabili¬ zujacych. Stwierdzono, równiez, ze istnieje scisla zaleznosc pomiedzy ladunkiem rozwinietej podczas pecznienia powierzchni wewnetrznej i wlasciwoscia¬ mi stabilizujacymi bentonitów, co wyjasnia wynik badan L. Jakoba.Obecnie stwierdzono, takze, ze poddajac pecz¬ nieniu w elektrolicie, korzystnie w soli sodowej bentonit wapniowy, a nastepnie zmniejiszajac la¬ dunek rozwinietej powierzchni wewnetrznej minera¬ lu przez traktowanie kwasem, otrzymuje sie srodek adsorbujacy o korzystnych wlasciwosciach klamruja¬ cych i stabilizujacych, nie wykazujacy wad srod¬ ków stosowanych dotychczas w tym celu.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze na¬ turalny bentonit metalu ziem alkalicznych podda¬ je sie dzialaniu peptyzujaco dzialajacego elektroli¬ tu w postaci soli sodowej o stezeniu 10%, w prze¬ liczeniu na sucha mase bentonitu, po czym w celu zmniejszenia liczby ladunków powierzchni adsor- pcyjnej ustala sie wartosc pH 5—7 przez dodanie rozcienczonego dobrze dysocjujacego kwaisu.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze naturalny bentonit wapniowy o zawartosci co naj¬ mniej 10*/o wody, poddaje sie pecznieniu czescio¬ wemu w elektrolicie, korzystnie w soli sodowej, a nastepnie, po dezagregacji plytek, traktujac roz¬ cienczonym kwasem obniza sie liczbe ladunków powierzchniowych tak dalece, ze wystarcza to je¬ dnak do adsorpcji elektrolitu, to jest jonów sodo¬ wych, koniecznego dla utrzymania odjpowiedniego stopnia dezagregacji czastek a oprócz tego do ad- sorpcji mozliwie najwiekszych ilosci substancji bialkowych.W sposobie wedlug wynalazku naturalny bento¬ nit metalu ziem alkalicznych specznia sie w elektrolicie o stezeniu najwyzej !©•/•, korzystnie w io 3—5 Bentonit potraktowany w sposób wedlug wynalaz¬ ku przechodzi w bentonit mieszany, w którym wy¬ stepuja, obok kationów metalu alkalicznego, ró¬ wniez kationy metalu ziem alkalicznych.Stwierdzono, ze w sposobie wedlug wynalazku jako elektrolit speczniajacy korzystnie stosuje sie sole sodowe takie jak weglan sodowy, fosforan sodowy, heksametafosfbran sodowy albo ich mie¬ szaniny.Kazdy kopalny bentonit metalu ziem alkalicz¬ nych, który zawiera co najmniej 10% wilgoci, na¬ daje sie do uszlachetnienia w sposób wedlug wy¬ nalazku. Elektrolit korzystnie miesza sie z bento¬ nitem waipniowym w postaci roztworu wodnego Proces pecznienia mozna ewentualnie przyspie¬ szyc ogrzewajac bentonit wymieszany z elektroli¬ tem.Sposób wedlug wynalazku obejmuje wiec wy¬ miane jonowa tylko w pewnym stopniu. Ta obróbka dotyczy tylko wewnetrznej powierzchni substancji mineralnej arkuiszo^poldobnej.Te wewnetrzne powierzchnie poddaje sie obróbce -podczas wymiany jonowej, dlatego ladunek elek¬ tryczny tych powierzchni za pomoca kwasu miine- ralnego lub organicznego jest doprowadzony do wartosci bliskiej punktu izoelefetrycznego przy pH 6—7. W wyniku takiej obróbki wytworzony produkt jest mieszanina bentonitów sodowego, wap¬ niowego i wodorowego, odpowiednia do oczyszcza- 40 nia i utrwalania bialka zawartego w winie, stwier¬ dzono, ze jony wapnia zostaja wymienione nie jony jednowartosciowe w materiale glinowym i co jest bardzo wazne, nie powoduja zwiekszenia zdol¬ nosci pecznienia bentonitu sodowego, który pozo- 45 staje i w ten sposób powoduje wzrost ilosci cieczy spowodowanej stratami w procesie oczyszczania wi¬ na.Bentonit poddany dezagregacji w sposób wedlug wynalazku wykazuje wysoka zdolnosc do pecznie- 50 nia i zwiekszona liczbe ladunków powierzchnio¬ wych. Wartosc pH srodowiska ustala sie w zakre¬ sie 5—7 za pomoca kwasu nieorganicznego lub or¬ ganicznego. Zmniejsza to liczbe ladunków po¬ wierzchniowych tak, ze otrzymany srodek odsorbu- 55 jacy zawiera oprócz jonów metalu ziem alkalicz¬ nych i wodorowych odpowiednia ilosc jonów me¬ talu alkalicznego. Ilosc ta powinna zapewnic utrzy¬ manie sie rozwinietej wskutek dezagregacji po¬ wierzchni, na której znajduje sie zmniejszona licz- 60 ba ladunków elektrycznych. W celu zmniejszenia liczby ladunków elektrycznych stosuje sie kwasy dobrze dysocjujace, korzystnie kwas solny, fosforo¬ wy albo winowy.Stwierdzono, ze bentonit potraktowany w sposób 65 wedlug wynalazku, który jest mieszanym bento-89 616 6 nitem metalu ziem alkalicznych, metalu alkalicz¬ nego oraz wodoru,, nie wykazuje wad dotychczas stosowanych bentonitów i wykazuje korzystne wla¬ sciwosci klarujace oraz stabilizujace napoje.Bentonit wytworzony sposobem wedlug wyna¬ lazku wykasuje lepsze wlasciwosci klarujace i stabilizujace napoje anizeli bentonity wapniowe, sodowe albo wodorowe, latwo sedymentuje, a obje¬ tosc osadu jest znacznie mniejislza od objetosci osa¬ dów silnie peczniejacych bentonitów.Zawartosc popiolu w winie klarowanym za po¬ moca bentonitu wytwarzanego sposobem wedlug wynalazku nie zmienia sie. Bentonit ten latwo od¬ sacza sie, a objetosc osadu i zwiazane z tym stra¬ ty wina sa korzystnie male.Odipowiednia klarownosc i trwalosc wina uzysku¬ je sie stosujac znacznie mniejsze ilosci (20—40 g/hl) bentonitu wytwarzanego sposobem wedlug wyna¬ lazku jako srodka adsorbujacego w porównaniu ze srodkami dotychczas stosowanymi.Bentonit wytworzony w sposób wedlug wynalaz¬ ku wylkazuje taki stopien dezagregacji plytek montmorylonitowych, ze zapewnia to mozliwosc do¬ tarcia dlo osrodków adsorpcji znajdujacych sie we¬ wnatrz czastek pierwotnych, co stwarza, lacznie ze zmniejszeniem sie liczby ladunków powierzchnio¬ wych, korzystne warunki dla adsorpcji substancji bialkowych.Nizej zamieszczone przyklady zilustruja blizej wynalazek nie ograniczajac zakresu jego stosowa¬ nia.Przyklad I. Do zawiesiny 10 g kopalnego ben¬ tonitu metalu ziem alkalicznych, o naturalnej wil¬ gotnosci, w 20 ml Wody, malymi porcjami dodaje sie, stale mieszajac, roztworu 0,5 g weglanu so¬ dowego w 5 ml wody. Otrzymana mieszanine odpa¬ rowuje sie do sucha na lazni wodnej, a pozosta¬ losc wymieszana ze 100 ml wody pozostawia sie na 6 godzin w celu specznienia. Nastepnie miesza sie calosc energicznie tak, aby uzyskac zawiesine wodna mineralu i zobojetnia sie ja do wartosci pH 7 dodajac 0,1 n roztworu kwasu solnego. ml zawiesimy potraktowanej kwasem, zawiera¬ jacej 0,5 g bentonitu, dokladnie wytrzasa sie w rozdzielaczu pojemnosci 1 1 z jednokrotnie obcia¬ ganym winem miarki Dorgieser Riesling. Po kilku minutach bentonit zaczyna flokulowac, a po 12 go¬ dzinach calkowicie sedymentuje.Wzgledne zmetnienie potraktowanego wina zmniejsza sie z 550 do 208, a calkowita zawartosc azotu z 273 do 258 mg/l, podczas gdy kwasowosc wina, miareczkowanie i zawartosc popiolu nie zmieniaja sie.Przyklad II. Eto roztworu 0,3 g fosforanu so¬ dowego i 0,2 g heksametafosforanu sOdOwego w 200 ml wody, o temperaturze &0°C. dodaje sie ma¬ lymi porcjami energicznie mieszajac, 10 g bento¬ nitu metalu ziem alkalicznych wysuszonego na powietrzu i zmielonego. Otrzymana zawiesine po¬ zostawia sie na 4 godziny, po czym ponownie do¬ kladnie miesza sie i doprowadza jej wartosc pH do 5 za pomoca kwasu winowego. 1 litr bialego wytrawnego Wina dokladnie wy¬ trzasa sie w rozdzielaczu z 6 ml otrzymanej zawie¬ siny zawierajacej 0,3 g bentonitu. Bentonit calko¬ wicie sedymentuje po 12 godzinach. Wzgledne zmet¬ nienie potraktowanego wina zmniejsiza sie z 200 do 45, a calkowita zawartosc azotu ze 185 do 176 mg/l, podczas gdy kwasowosc wina, miareczkowanie i zawartosc popiolu nie zmieniaja sie.Przyklad III. Kopalny bentonit metalu ziem alkalicznych, o naturalnej wilgotnosci i w ilosci Odpowiadajacej 1 kg suchej substancja dokladnie miesza sie w prasie slimakowej z 20 g weglanu so¬ dowego i 30 g fosforanu sodowego. Z otrzymanej mieszaniny, utrzymywanej wstepnie w temperaturze 100—lil0°C w ciagu 4 godzin, sporzadza sie zawie- sine w 20 1 Wody, po czym doprowadza sie jej wartosc pH do 6 za pomoca 0,1 n kwasu fosforo¬ wego. 1 litrowe porcje dwukrotnie obciaganego wina marki Badacsonyer Grauen Mónch wytrzasa sie odpowiednio z 4, 8, 12, 16 albo 20 ml otrzymarnej zawiiesiny (20—100 g bentonitu na 1 hektolitr). Po osadzeniu sie bentonitu oznacza sie jego zdolnosci klarujace i stabilizujace. Ustalono, ze optymalny efekt uzyskuje sia stosujac 40 g bentonitu na 1 hektolitr. litrów zawiesiny zawierajacej 1 kg bentonitu dodaje .sie energicznie mieszajac, ido 25 hektolitrów wina marki Badacsonyer Grauen Mónch i pozosta¬ wia na 1—2 dni.Wzgledne zmetnienie potraktowanego wina zmniejsza sie z 293 dO 68, a calkowita zawartosc azotu z 251 do 226 mg/l, podczas gdy kwasowosc wina (miareiczkowanie) i zawartosc popiolu nie zmie¬ niaja sie. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania bentonitu przeznaczonego do klarowania i utrwalania napojów, zwlaszcza win, droga wymiany jonowej przez dzialanie ele- 40 ktrolitów na maturalny bentonit metalu ziem alka¬ licznych z pewna zawartoscia wilgoci, znamienny tym, ze naturalny bentonit metalu ziem alkalicz¬ nych poddaje sie dzialaniu elektrolitu w postaci soli sodowej o stezeniu 10%, w przeliczeniu na su- 45 cna mase bentonitu, po czym ustala sie wartosc pH = 5—7 przez dodanie rozcienczonego, dobrze dysocjujacego kwasu.
2. 2. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze proces pecznienia i ustalania wartosci pH przepro- 50 wadza sie wobec co najmniej 10% wody.
3. 3. Stposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako elektrolit stosuje sie sól sodowa taka jak we¬ glan sodowy, fosforan sodowy, polifosforan sodowy lub heksametafosforan sodowy albo ich miesza- 55 niny w dowolnych stosunkach ilosciowych.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie kwas solny, fosforowy, octowy lub wino¬ wy albo ich mieszaniny w dowolnych stosunkach ilo¬ sciowych. 60
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze procesy pecznienia i ustalania wartosci pH prze¬ prowadza sie w temperaturze 20—100°C, korzystnie 40^80°C. PL