DE2154500A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Frucht- oder Gemüsesäften - Google Patents

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Jean-Paul Richard, Paris, Prankreich

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Frucht-

oder Gemüsesäften.

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fruchtöder Gemüsesäften, das eine vollkommen kontinuierliche Herstellung ermöglicht und das, wenn geklärte Frucht- oder Gemüsesäfte hergestellt v/erden sollen, die Klärungsvorgänge(collage) unnötig macht.

Weiterhin "bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die bekannten Herstellungsverfahren von "beispielsweise Apfelsaft umfassen folgende Arbeit3schritte: Waschen der Äpfel, Zerkleinern, Entziehen des Saftes, Klären, Pasteurisieren, Aufbewahren und Zubereiten.

Während die Vorgänge des Waschens, Zerkleinerns und Entziehen des Saftes sowie der Pasteurisierung kontinuierlich erfolgen können, ist der Klärungsvorgang aufgrund seiner Natur diskontinuier-

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BAD ORtQHMAi.

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lieh. Die Klärung (clarification)umfaßt mehrere Schritte,und zwar

1) Entfernen der größten Teile, wie der Zellüberreste durch Sieben, Zentrifugieren oder kontinuierliches Dekantieren;

2) Depectinisierung, die zum Ziel hat, die pectischen Moleküle zur Begünstigung der anschließenden Filtration zu zerteilen und "bei der peetinolytische Enzyme verwendet werden;

3) Klärung (collage);wenn die Depectinisierung zur vollständigen Sfebilisierung des Saftes und zur Vermeidung einer anschliessendoii irübung nicht ausgereicht hat, führt man eine Ausfällung "bzw. Aussalzung (relargage) mit Hilfe eines Überschusses von .Tüll- und Zusatzstoffen in Form eines Proteins, wie Gelatine, Albumin, oder, eines Tannins durch;

4) Filtration, die nach der Depectinisierung und Klärung im allgemeinen zu einem vollständig klaren und durchsichtigen Saft führt.

Man stellt jedoch trotz <ier Depectinisierung und Klärung nach mehreren Wochen der Lagerung in Fasern fest, daß in dem Saft erneut eine Trübung auftritt, die eine erneute Filtration vor dem endgültigen Einfüllen in Flaschen erforderlich macht.

Von allen Arbeitsgängen der Herstellung von Fruchtsäften ist nur die Klärung notwendigerweise nicht kontinuierlich durchführbar und verhindert die Verwirklichung von vollständig kontinuierlichen und automatischen Herstellungsstraßen für trübe oder klare Fruchtsäfte.

Außerdem verursachen die Wirkungsbedindungen der pectinolytischen Enzyme, wie sie bei den bekannten Verfahren verwendet werden, geringe enzymaticche Reaktionsgeschwindigkeiten.

Die pectinolytischen Enzyme werden in den zu behandelnden Saft mit einem Verhältnis von 5 bis 50 g pectinolytischer Enzyme pro

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hl zugesetzt, und die Dauer der Depectini'sierung ändert sich zwischen 1 Std. und 8 Std. entsprechend der Temperatur, bei der dieser Vorgang durchgeführt wird.

Das Fehlen einer Steuerung für den Depectinisierungsvorgang führt dazu, daß die Wirkung der pectinolytisehen Enzyme unzureichend sein kann, so daß die Filtration erschwert wird und der Filter verstopft oder sie kann zu schnell sein, so daß in dem "behandelten Saft ausreichend kleine, negativ geladene Teilchen auftreten, die sich nach und nach mit positiv geladenen Teilchen verbinden, wobei diese Verbindung zu TJnI *.·:*-- lichkeit führt.

Theoretisch führt die Zugabe einer Überdcsis von Püll- und Zusatzstoffen in Form von Gelatine oder Tannin dazu, da.s die Stoff- · ansammlungen mitgenommen und das Auftreten einer weiteren Trübung vermieden werden. Eine übermäßige Klärung führt jedoch zu einer mehr oder weniger ausgeprägten Absorption der in dem Saft enthaltenen Aromastoffe. Eine derartige Absorption stellt keinen wesentlichen Nachteil dar, wenn der Saft ausreichend sauer ist, jedoch ist sie unzulässig, wenn der Saft wenig sauer ist, da der Geschmack verändert oder sogar vollständig unterdrückt werden kann, wie es insbesondere bei dem Saft der GOLDEN-Äpfel der Fall ist. Obwohl also die Gelatine infolge des Klärvorganges entfernt worden ist, läßt sie doch einen Geschmack in dem Saft zurück, der stärker ist als der des nicht geklärten Saftes.

Wenn schließlich die pectinolytischen Enzyme während des Depectinisierungsvorganges und des Pasteurisierungsvorganges, der dem ersteren folgt, nicht vollständig abgebaut woi'den sind, wirken sie weiter fort und führen zu einer Störung des Gleichgewichtes und damit zu einer Trübung in den Lagerfässern.

Die Erfindung ist folglich auf die Schaffung eines Verfahrens

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-A-

zur Herstellung von Frucht- oder Gemüsesäften gerichtet, das "besser den Anforderungen der Praxis entspricht als die entsprechenden bekannten Verfahren, und das insbesondere die Klärungsstufe verbessert, während derer die Depectinisierimg genau kontrolliert wird, wobei sich das oben unter 3) genannte Klärungsverfahren erübrigt und die Klärung im ganzen kontinuierlich mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt werden kann, die den Aufbau von vollständig kontinuierlichen und automatischen Herstellungsketten ermöglicht. Die Erfindung ist zugleich auf diese Vorrichtung gerichtet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Frucht- odor Gemüsesäften mit gesteuerter Klarheit ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Früchte oder Gemüse auf an sich bekannte Weise wäscht und eventuell zerkleinert, daß man den Früchten oder Gemüsen auf ebenfalls bekannte Weise den Saft entzieht, daß man aus dem extrahierten Saft die größten Teile, wie Zellreste, beispielsweise durch Sieben, Zentrifugieien, kontinuerliches Dekantieren oder dergl. entfernt, daß man die Depectinisierung des Saftes mit Hilfe von pectinolytischen Enzymen durchführt, indem man die Geschwindigkeit der enzymatischen Reaktion ausreichend hoch wählt, daß eine optimale, kontinuierliche Depectinisierung stattfindet, während zugleich eine schnelle Koagulierung der Proteine in dem Saft, und damit eine schnelle Denaturierung der pectinolytschen Enzyme erfolgt, wobei der so erhaltene depectinisierte Saft anschließend warm gefiltert wird, bevor er der Pasteurisierungsstufe zugeleitet wird.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Regelung der enzymatischen Reaktionsgeschwindigkeit durch Regelung der Temperatur des Frucht- oder Gemüsesaftes auf einen Wert, der eine optimale, kontinuierliche Filtriorimg des depectinisierten Saftes ermöglicht, und durch Regelung der Menge der dem zu behandelnden Saft zugefügten, pectinolytiuohen

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Enzyme auf einen Wert des Verhältnisses erwischen der Menge der zugefügten Enzyme und der Menge des zu "behandelnden Saftes, daß "bei der "betrachteten iDemperatur die optimale Depectinisierung in einer sehr geringen Zeit durchgeführt werden kann, die im Kahmen einer kontinuierlichen Behandlung vertretbar ist.

Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Terfahrens werden die optimale Konzentration der peetinolytisehen Enzyme in dem zu "behandelnden Saft und die Zeit- und iEemperaturwerte, die für die Bepectinisierung der Masse und der Koagulation der Proteine zugleich die Pr,s^r·- werte darstellen, erzielt, indem die .Veränderungen der Viskosität der Masse vor der Depectinisierung und nach der Depectinisierung festgestellt wird.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausbildung dieser Ausführungsform steuert das Meßergebnis der Veränderung der Viskosität der Masse vor und nach der Depectinisierung die Enzymmenge derart, daß eine bestimmte Enzytnkonzentration in den "zu behandelnden Saft eingebracht wird.

Nach einer dritten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der für den erzeugten !Frucht- oder Gemüsesaft angestrebte Klarheitsgrad so geregelt, daß man die Menge der dem zu behandelnden Fruchtsaft beigefügten pectinolytischen Enzyme sowie gegebenenfalls die Wirkungszeit der pectinolytiachen Enzyme und die Temperatur des zu behandelnden Saftes ändert.

Entsprechend einer vierten, bevorzugten Ausführungsfortn des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Ausstoß des depectinisierten Produktes am Ende der Filtrationsstufe durch c^io Kombination der Beziehungen zwischen folgenden Veränderlichen geregelt: Schnelligkeit der enzymatiiichon Reaktion - Konzentration der pectinolytischen E_nzyme in der Masse - Temperatur der Masse

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während der enzymatischem! Reaktion (diese Temperatur !bestimmt zusammen mit der Enzyrlconzentration in der Masse die Viskositätsveränderungen der letzteren). Das Herstellungsverfahren für Frucht- oder Gemüsesäfte mit genau gesteuerter Klarheit, das zuvor "beschrieben wurde, "beruht auf Untersuchungen der Anmelderin, aus denen sich eine "bestimmte Anzahl von Beziehungen zwischen den Eigenschaften des Endproduktes und den Herstellungsbedingungen ergaben haben.

So wurde erfindungsgemäß eine Beziehung zwischen der Menge des nach der Enzymwirkung und Filtration erhaltenen Endprodukts und der Schnelligkeit der enzymatischen Reaktion, der Temperatur dieser Reaktion und der Enzynikonzentxation in de/· Gebändelten Masse ergeben.

Außerdem konnte der Zusammenhang zwischen den Kurven der FiI-trationszeit für das depeetinisierte Produkt und den Kurven der Viskosität festgestellt werden.

Die Erfindung "beruht auf der Feststellung, daß die enzymatische Reaktionsgeschwindigkeit eine Exponentialfunktion der ■ Temperatur und - in gewissen Grenzen - eine lineare Funktion der Enzymkonzentration in der Masse ist.

Die Erfindung ist zugleich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Frucht- und Gemüsesäften mit steuerbarer Klarheit gerichtet.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist diese Vorrichtung gekennzeichnet durch eine Regulierungs- und gegebenenfalls eine Steuereinrichtung für die Herstellvorgänge des Saftes mit einem Wärmetauscher, in dem der zu depectinisierende Saft zirkuliert, und mit einem Dosiersystein für eine kontinuierliche Einführung einer exakt festgelegten Enzymmenge in den zu behandelnden Saft.

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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Dosiersystem durch automatische Messungen der Viskosität *Ι * und f? ₂ ^am Eingang des Wärmetauschers und am Ausgang des Filters und durch deren Differenz ^ ^— *7 ₂ > die ^m^ Hilfe von zwei Viskositätssonden festgestellt werden, deren Meßdifferenz sehr genau dio notwendige und für die kontinuierliche Depectinisierung ausreichende Enzyminenge erkennen läßt und die durch das Dosiersystem eingeleitete Enzymmenge steuert.

Bei einec »/eiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung steuert lie erwähnte Einrichtung zur Messung der Viskositätsdifferenz an zwei Punkten zugleich mit Hilfe einer geeigneten Steuervorrichtung den Saftdurchsatz im Wärmetauscher.

Mach einer dritten, bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung steuert die erwähnte Einrichtung zur Messung der Viskosiüätsdifferenz weiterhin mit Hilfe einer geeigneten Steuereinrichtang den Dampfdurchsatz in dem Wärmetauscher, so daß damit eine exakte Steuerung der Temperatur des Saftes ermöglicht wird.

Nach einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur Vermeidung der Temperaturkorrekturen aufgrund der Viskositätsmessung "bei zwei zu unterschiedlichen Temperaturen ein kleiner Wärmetauscher in einem Abzweig des Hauptsaftstroms angebracht und so aufgebaut, daß der eintretende kalte Saft durch den austretenden warmen Saft aufgeheizt wird und die Messungen in dem aufgeheizten Rohsaft und in dem abgekühlten, gefilterten Saft vorgenommen werden.

Nach einer fünften Ausführungsfora der erfindungsgeraäßen Vorrichtung steuert die Meßvorrichtung zur Feststellung der Viskos itätsdiff erenzen zugleich den Dampfdurchsatz in dem Wärmetauscher der Pasteur is ierungsstuf e, so daß zugleich die T'

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ratur der Pasteurisierungsstufe gesteuert wird.

Im folgenden werden "beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Pig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung.

Pig. 2 zeigt die Abhängigkeit zwischen Viskosität und Temperatur des Saftes.

Die Erfindung ist insbesondere auf Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Frucht- oder Gemüsesaft entsprechend den obigen Angaben sowie auf geeignete Einrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren und zur Herstellung dieser Hinrichtungen und auf Verfahren zur Herstellung der Herstellungsstraßen, auf denen die erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen eingesetzt werden, gerichtet.

Die erf iiidungsgemäße Vorrichtung, die die Regulierung des Depectinisierungsvorganges durchführt, umfaßt eine Regulierungsund Steuereinrichtung 11, die die Temperaturen, Durchsätze usv/. steuert, eine Dosierpumpe 6 für pectinolytische Enzyme, einen Wärmetauscher 7, in dem der Saft kontinuierlich umläuft und in den kontinuierlich die genau dosierte Menge der pectinolytischen Enzyme eingeführt wird, und einen kleinen Wärmetauscher 5, der in einem Abzweig des Hauptsaftkreises vorgesehen ist und der die Temperaturen des Saftes reguliert, anhand deren die Viskositätsmessungen durchgeführt worden, so daß vermieden wird, daß diese Messungen bei zu unterschiedlichen Temperaturen erfolgen.

Diese Vorrichtung ist in eine Produktionsstraße für Fruchtöder Gemüsesäfte eingefügt, die ein Zuführsystem 1 für Früchte oder Gemüse, wie eine Zuführschraube, gegebenenfalls eine Zer-

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kleinerungseinrichtung 2 (sofern eine vorangehende Zerkleinerung erforderlich ist), eine Extraktionseinrichtung 3, in der den Früchten oder Gemüsen der Saft entzogen wird und die vorzugsweise die Zellen der Früchte oder Gemüse zerreißt, umfaßt, wobei der erhaltene Saft Zellreste enthält, die insbesondefe Zellulosefraktionen und pectische Fraktionen enthalten. Anschließend an die Extraktonseinrichtung 3 ist eine Einrichtung 4 vorgesehen, durch die der Saft von den Zellulosefraktionen getrennt wird. Diese Einrichtung kann eine Zentrifuge, ein Sieb, eine kontinuierliche Dekantiereinrichtung und dergl. sein.

DerDepectinisierungsvorgang ist notwendig, da die pectischen Fraktionen, die in dem Saft enthalten sind, die Filtrierung dieses Saftes wegen der Verunreinigung der Filter behindern, deren Hauptursache sie sind.

Der Depectinisierungsvorgang wird erfindungsgemäß mit Hilfe der Vorrichtung 5-11-6-7.

Der am Ausgang des Wärmetauschers 7 erhaltene depectinisierte Saft wird sodann in einem Platten-oder Tuchfilter 9-9' mit Hilfe eines Filtrationshilfsmittels, wie beispielsweise Kieselgur, gefiltert.

Der gefilterte Saft wird sodann zu der Pasteurisierungsstufe geleitet, die kontinuierlich in dem Wärmetauscher 10 erfolgt.

Am Auslaß des Wärmetauschers 10 wird der Saft der Zubereitung oder Lagerung unter sterilen Bedingungen zugeführt.

Die Pasteurisierung bewirkt, daß

a) jede Verunreinigung, die im Laufe der Filtrierung eingetreten sein kann, unterbunden wird und

b) jede restliche, verbleibende Aktivität der Enzyme verhindert wird.

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Es ist möglich, auf die Verwendung von Kieselgur zu verzichten, indem der Saft am Ausgang der Vorheizung zentrifugiert und der zentrifugierte Saft einem Klärfilter zugeführt wird.

Am Auslaß der Pasterisierungsstufe und jeder Art von Klärstufe kann man den Saft entweder in Flaschen füllen oder in sterilen Pässern lagern.

Die Pasteurisierung sollte unter gleichermaßen festgesetzten * Bedingungen der Zeit und Temperatur erfolgen, da andernfalls eine Trubu.·^ am Schluß auftreten kann.

Wenn der Saft eite gesteuerte und stabile Trübung aufweisen soll, reicht es aus, die Bedingungen der Konzentration der Enzyme und des Bedingungspaares Zeit-Heiztemperatur so festzulegen, daß insbesondere die Koagulation, jedoch nicht nur diese, während der Heizung, jedoch während der Pasteurisierung oder der Abkühlung des Saftes erfolgt.

Der Grundsatz der Regulierung gemäß der vorliegenden Erfindung ist folgender.

Die Viskosität wird in dem Saft nach dem Zentrifugieren oder dem Sieben, das an die Extraktion erfolgt, gemessen, und sodann am Ausgang des Filters festgestellt, der ein Kieselgurfilter oder ein Klärfilter sein kann.

Zu diesem Zwecke werden zwei Viskositätssonden, beispielsweise vom Typ "Viseoson" verwendet.

Der Unterschied zwischen den beiden Viskositätswerten erlaubt eine sehr genaue Festlegung der für die kontinuierliche Depectinisierung notwendigen und ausreichenden Enzymmenge.

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Er gestattet zugleich die Steuerung der Enzymdosierpumpe 6, des Ventils, das den Dampfdurchsatz der "beiden Wärmetauscher 7 und 10 steuert, und des Saftdurchsatzes.

Zur Vermeidung von Temperaturkorrekturen aufgrund von Viskositätsmessungen, die bei zwei zu unterschiedlichen Temperaturen erfolgt sind, wird der Hauptstrom des Saftes mit einer Abzweigung versehen, die einen kleinen Wärmetauscher 5 bildet, der so aufgebaut ist, daß der eintretende kalte Saft durch den austretenden warmen Saft erhitzt wird, wobei die Messungen in dem aufgelieiLtf-ui Rohsaft und in dem gefilterten, gekühlten Saft erfolgen.

Der so auftretende Fehler kann leicht automatisch durch den Steuermechanismus kompensiert werden.

Die beiden Viskositätswerte Π.. und Yt ₂ werden aufgrund des Wärmetauschers b bei sehr nahe beieinanderliegenden Temperaturen gemessen. Die Di:.'f erenz 7 1 ~ "7 2 ^so^^^e konstant gehalten werden, und zugleich sollte der Viskositätswert 2 einen bestimmten Wert einnehmen, die von dein Saft und der Temperatur abhängt, bei der die Messung erfolgt. Es ist ohne weiteres möglich, innerhalb der Meßvorrichtung eine automatische Temperaturkorrektur vorzunehmen.

Wegen der Bedeutung des Phänomens der Koagulation einerseits und wegen der beiden Hinimumpunkte, die in der Kurve *7 = f(t,9) (Pig.2) auftreten, berücksichtigt das Ileguliersystem des Durchsatzes d^ und der Temperaturen t^ und tp, die dem Wärmetauscher 7 zugeführt werden, wobei zugleich der Durchsatz und der Druck des Dampfes bei festgelegter Differenz tp - t. und der Durchsatz des Saftes bei festgelegter Steuerzeit θ geregelt werden.

Die Temperaturdifferenz t. - t^ und der Durchsatz dp, die dem

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Wärmetauscher 10 zugeführt werden, werden zugleich mit Hilfe des Steuersystems 11 konstant gehalten.

Schließlich wird aufgrund der automatischen und kontinuierlichen Viskositätsmessungen η ^ und q ₂ und deren Differenz f? 1 - Π 2 ^^e dosierpumpe 6 so gesteuert, daß die in den Kreis eingebracht Enzymmenge den Wert Yi j, - i? « konstant und den Wert fj ^ innerhalb eines festgelegten Intervalls hält.

Außerdem werden die Wertepaare tQ der Werte, die den "beiden Wärmetauschern zugeführt werden, durch das Reguliersystem 11 konstant gehalten.

Schließlich verläuft der Saftstrom, wenn die beideu Filter 9,9' Klärfilter sind, die alternativ arbeiten, automatisch aufgrund der Wirkung des automatischen Ventils E von 9 nach 9¹, wenn der Druckwert 7T ^ den Verunreinigungs-Grenzwert annimmt. Im Falle eines kontinuierlichen Filters sind die Probleme offenbar vere infacht.

Man steuert daher

- die Durchsätze und Drücke des Dampfes durch die kontinuierliche Bestimmung der Temperaturen t^, t₂, %» */» ^^ie eventuell durch die Durchsatzmessungen d..- und dp korrigiert werden;

- die Durchsätze an den unterschiedlichen Stellen der Kette, indem die Durchsätze der Pumpen p-j»P₂»P35P4 entsprechend den Durchsätzen d^ und δ.^ verändert und die Drücke Ά~, und "^Tp und eventuell die Temperaturen t. ,tp,t-z, t. korrigiert werden;

- die Geschwindigkeiten des Zuführsystems 1, wie ei;<er Zuführschnecke, der Zerkleinerungseinrichtung 2, die eventuell in der Kette vorgesehen ist, und der Extraktionseinrichtung 3, die ebenfalls so gesteuert werden können, daß der Durchsatz d.. auf dem gewünschten Viert gehalten wird;

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- die Dosierpumpe 6 mit Hilfe der Meßwerte ^Jr)-jj¹72'*1i^^r*T ?' nachdem alle anderen Parameter geregelt sind.

Auf jeden EaIl sind alle möglichen Kombinationen zwischen den verschiedenen Parametern steuerbar, während die kontinuierliche Messung jeder Größe dem Klarheitszustand des Saftes Rechnung trägt.

Das erfindungsgemäße Reguliersystem ermöglicht somit eine Integralrteasrung einer Herstellungsice tte von Frucht- oder Gemüsesaft von der Ankunft der Früchte oder Gemüse Ms hin zur Aufbereitung oder lagerung.

tf-.iterhin ist es möglich, einen klaren oder schimmernden (Brillant) Saft, einen trüben Saft mit gesteuerter Trübung und einen pulpeförmigen, breiigen Saft zu erhalten.

Zu dem letztgenannter. Zwecke arbeitet die Pumpe 6 nicht, jedoch die Differenz "^ .. - ^Ί? ο strebt zu Null, und diese Messung steuert die Differenz t, - t^, während die Filter 9 und 9¹ und die Dekantiereinrichtung 8 aus dem Kreis genommen sind, und der Saft über die Leitung 19 entnommen wird. Dies ist insbesondere bei Tomatensäften der Fall.

Im folgenden wird ein Beispiel der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben. Es handelt sich um eine Anwendung auf die Herstellung von Apfelsaft, das jedoch nur der Erläuterung dient und nicht einschränkend wirken soll.

In eine erfindungsgemäß aufgebaute Versuchseinrichtung führt man über die Zuführung 1 250 kg Äpfel/Std. ein, die nach dem Waschen in der Zerkleinerungseinrichtung 2 behandelt werden und so einen möglichst homogenen Brei abgeben, der anschlies-

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send in die Extraktionseinrichtung 3 geleitet wird, die im dargestellten Falle durch, eine kontinuierlich arbeitende Presse gebildet wird, die auf den Brei einen Druck ausübt, der eine Zerstörung der Zellen und die Freigabe des in den Zellen enthaltenen Saftes ermöglicht.

Der entstandene Saft, der Zellresteenthält, die insbesondere Zellulose- und pectische Fraktionen umfassen, wird sodann in eine Vorrichtung geleitet, die den Saft und die Zellulose-" Fraktionen trennt, wie ein Sieb, eine Zentrifuge, eine kontinuierliche Dekantiereinrichtung oder dergl., die mit 4 "be zeichnet sind.

Der von den Zellulose-Fraktionen befreite Saft wird sodann in den Wärmetaascher 7 geleitet, der in vorteilhafter Weise, jedoch nicht notwendig, ein Plattenwärmetauscher ist. Die Temperatur des Saftes t.. vor dem Eintritt in den Wärmetauscher 7 beträgt etwa 20⁰C.

Ein kleiner Wärmetauscher 5, der in einer Abzweigung des Hauptstomes des Saftes 12 vorgesehen ist, nimmt einen Teil des Rohsaftes über die Leitung 13 und des gefilterten Saftes über die Leitung 14 auf und gleicht die Temperaturen dieser beiden Säfte soweit wie möglich an, so daß eine ausreichend genaue Messung der Viskositäten Yl ., und ft ρ ermöglicht wird.

Die Messungen der Viskositäten Fj ., und f| ₂ werden mit Hilfe von Viskositätssonden 15 und 16 durchgeführt, und die Werte werden der Regulierungs- und Steuereinrichtung 11 zugeführt, die den Durchsatz der Dosierpumpe 6 am Ausgang eines Behälters 17 für pecfcinolytische Enzyme steuert. Die pecuinolytischen Enzyme, die in genau festgelegter Menge zugegeban werden, werden in den Hauptkreis 12 vor dem Eintritt des Saftes in den Wärmetauscher 7 eingeleitet. In dem beschriebenen Beispiel beträgt die Enzymkonzentration 7_f5 g/hl Saft, wobei sich die

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Enzymkonsentration der Masse in Abhängigkeit von dem gewünschten Ergebnis in den Grenzen zwischen 3 und 8 g/hl Saft ändert, ohne daß diese Grenzen kritisch sind.

Das F -ssungsvermögen des Wärmetauschers 7 der Versuchsanordnung beträgt 200 ml, und die Berührungszeit zwischen dem Saft und den Enzymen beträgt 2 bis 4 Sek.

Der behandelte Saft tritt aus dem Wärmetauscher mit einer Temperatur t₂ der Größenordnung von 87 bis 88⁰C mit einem Durchsatz d^ von I75 i/Std. aus.

ITaGh der Dekantierung in der kontinuierlichen Dekantiereinrichtung 8j die durch eine Zentrifuge oder ein Sieb ersetzt werden kann, wird der Saft bei gleicher Temperatur in den Filtern 9,9^f gefiltert, von denen aus er über die Leitung 18 zu der Pasteurisierungsstufe gelangt, während er sich nunmehr bei einer Temperatur t₇ der Größenordnung von 70⁰C befindet. Die lasteurisierung wird in dem Wärmetauscher 10 durchgeführt, von wo aus der fertige Saft bei einer Temperatur t, von 90 bis 92°C austritt und entweder sofort in Flaschen gefüllt oder zur Lagerung in sterile Pässer geleitet wird.

Die Regulier- und Steuervorrichtung 11 steuert nicht nur die Konzentration der Enzyme in dem Saft, sondern zugleich den Durchsatz und den Druck des Dampfes, die Durchsätze der Pumpen P-pPp'P^ ^und P4» ^die ^^ie verschiedenen Durchsätze der unterschiedlichen Stufen der Kette bewirken, die Temperaturen usw.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß bei jeder Ausführungs-und Durchführungsform der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Frucht- und Gemüsesäften mit gesteuerter Klarheit geliefert werden, die im Vergleich zu den bekannten Verfahren und Vorrichtungen erhebliche Vorteile bieten, die sich neben den

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bereits genannten Vorteilen in folgenden Punkten zusammenfassen lassen:

- Es wird ermöglicht, die Herstellung von Frucht- und Gemüsesäften vollständig kontinuierlich durchzuführen. Es gibt bereits für die Herstellung von Frucht- oder Gemüsesäften kontinuierlich arbeitende Extraktionseinrichtungen,Pasteurisierungseinrichtungen, Einfülleinrichtungen, jedoch fehlte es bisher an einer kontinuierlich arbeitenden Depectinisierungsvorrichtung, so daß die Herstellungskette notwendigerweise unterbrochen werden mußte. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfinuurgsgemäße Vorrichtung ermöglichen die Schaffung von Herstellungsketten für Prucht-.lipd-Gemüsesäfte, die vollständig kontinuierlich arbeiten, So daß man^- auch die lagerfässer fortlassen kann, und daß' eine vollständig automatische Herstellungskette geschaffen werden kann.

- Die Herstellung kann erheblich wirtschaftlicher als bei bisher bekannten Verfahren durchgeführt werden, da einerseits das Verfahren kontinuierlich abläuft und andererseits die Vorrichtung aufgrund der kontinuierlichen Arbeitsweise verbilligt wird.

- Eine Klärung (Collage) wird unnötig und die entsprechenden Einrichtungen und Mittel erübrigen sich.

- Der Enzymvorgang wird wirtschaftlicher gestaltet, da mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung nur die gerade für die Depectinisierung notwendige Enzymmenge verwendet wird.

- Die Vorrichtung ist wirtschaftlich herstellbar, da sich Lagerfässer erübrigen, der Herstellungspreis für die Regulierungseinrichtung gering ist, und die kontinuierliche Herstellungskette leicht ein-

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zurichten ist.

Der Saft kann mit konstanter, vorher festgelegter stabiler Trübung hergestellt werden.

Das Verfahren und die Vorrichtung können zur Gewinnung von pulpeförmigen oder breiigen Säften, wie Orangensäften oder Tomatensäften verwendet werden, die natürliche pectinolytische Enzyme aufweisen, bei denen man sicher sein will, daß sie vor der Aufbereitung vollständig entfernt sind, wobei der Viskositätsuntevschied bei dieser Anwendung auf Null zustrebt.

Eine Bräunung aufgrund der Maillard-Reaktion wird vermieden, die auftritt, wern die Säfte gelatinegeklärt sind.

Verfahren und Vorrichtung können für zahlreiche andere Verwendungszwecke, gegebenenfalls mit einer Anpassung des Verfahrens in anderen Industriegebieten als demjenigen der Herstellung von Erucht- oder Gemüsesäften verwendet werden.

Die Qualität des Endproduktes ist sehr wesentlich gegenüber derjenigen der bekannten Frucht- oder Gemüsesäfte, die nach bisher bekannten Verfahren gewonnen werden, verbessert.

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Claims (12)

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung von !Frucht- oder Gemüsesäften mit gesteuerter Klarheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Früchte oder Gemüse auf an sich "bekannte Art gewaschen und gegebenenfalls zerkleinert werden, daß der Saft auf ebenfalls an sich "bekannte Art entzc.grtu wird, dal? der Saft von größeren Teilchen,wie Zellresten, beispielsweise durch Sieben, Zentrifugieren oder kontinuierliches ."Dekantieren oder dergl. getrennt wird, daß der Saft mit Hilfe von pectinolytischen Enzymen depectinisiert wird, indem die Enzym-Reaktionageschwindigkeit mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit gesteuert wird, daß eine optimale Depectinisierung kontinuierlich erfolgen kann und zur gleichen Zeit eine schnelle Koagulierung der in d jr Masse enthaltenen Proteine und eine schnelle Denaturierung der ptctinolytischen Enzyme erfolgt, daß der so erhaltene depectinisierte Saft anschließend warm gefiltert wird, bevor er der Pasteurisierungsstufe zugeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Enzym-Reaktionsgeschwindigkeit durch Steuerung der Temperatur des Fruchtsaftes auf einen Wert erfolgt, der eine optimale, kontinuierliche Eiltrierung des detectinisierten Saftes ermöglicht, und indem die Menge der pectinolytischen Enzyme, die dem zu behandelnden Saft zugegeben werden, so gesteuert wird, daß bei einem gegebenen Verhältnis von zugefügten Enzymen und zu behandelndem Saft die optimale Depectinisierungstemperatur während einer kurseil Zeit erreicht wird, die eine kontinuierliche Behandlung

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ermöglicht.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optimale Konzentration der pectinolytischen Enzyme in dem zu "behandelnden Saft und das für die Depectinisierung der Masse und die Koa;gulierung der Proteine optimale Wertepaar Zeit-Temperatur dadurch ■bestimmt werden, daß die Veränderungen der Viskosität der Masse vor der Depectinisierung und nach der Depectinisierung festgestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hessung der Veränderung der Viskosität der Masse vor und nach der Depectinisierung die zugegebene Ensymmenge so steuert, daß eine "bestimmte Enzymkonzen era ti on in dem Saft entsteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den gewünschten Klarheitsgrad des am Ende entstehenden Saftes durch Veränderung der dem zu "behandelnden Saft zugefügten Menge der pectinolytischen Enzyme und gegebenenfalls deriferte des Wertepaares-Wirkungszeit der pectinolytischen Enzyme - Temperatur des zu "behandelnden Saftes regelt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe des depectinisierten Produktes am Ausgang der Filtrationsstufe durch die Kombination der Beziehungen zwischen den Veränderlichen: Geschwindigkeit der enzymatischen Reaktion - Konzentration der pectinolytischen Enzyme in der Masse — Temperatur· der ^rlasse während der enzymatischen Reaktion (wobei diese Temperatur zusammen mit der Konzentration der Enzyme in der Masse und den Veränderungen der Viskosität der Masse bestimmt werden) steuert.

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7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 "bis 6, gekennzeichnet durch eine Regulier- und gegebenenfalls Steuereinrichtung für die Vorgänge der Saftherstellung mit einem Wärmeaustauscher, in dem der zu depectinisierende Saft umläuft und einem Dosiersystem für die kontinuierliche Einführung einer genau "bestimmten Enzymmenge in den zu "behandelnden Saft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

P das Dosiersystem durch automatische Messungen der Viskosität η j und η ρ am Eingang de^ri Varmeaustausohers und am Ausgang des Filters und durch ihre Differenz Π λ ~ Π ρ mit Hilfe zweier Viskositätsmeßsonden gesteuert »'r'.rd, deren Meßdifferenz eine sehr genaue Festlegung der für die kontinuierliche;3'ijpectinisierung notwendigen und ausreichenden Enzyme ermöglicht und den Durchsatz des Dosier-•systemes für die Einleitung der Enzyme in den Saft steuert.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heßvorrichtung für die Viskositätsdiffercnz an den "beiden Punkten zugleich den Saftdurchsatz des Wärmetauschers mit Hilfe einer geeigneten Steuereinrichtung steuert.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung für die Viskositätsdifferenzen zugleich mit Hilfe einer geeigneten Steuereinrichtung, den Dampfdurchsatz in dem Wärmetauscher steuert und so eine genau gesteuerte Temperaturregelung des "behandelten Saftes durchführt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 "bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner Wärmetauscher in einem Abzweig des Hauptkreises des Saftes vorgesehen ist, der so aufgebaut i.^c3t, daß der eintretende kalte Saft durch den

austretenden warmen Saft erwärmt wird und die Messungen in dem erwärmten Rohsaft und in dem abgekühlten, filtrierten Saft erfolgen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 his 11, dadurch ■ gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung für die Peststellung der Viskositätsdifferenz zugleich den Dampfdurchsatz in dem Wärmetauscher steuert, der in der Pasteurisierungsstufe vorgesehen ist, so daß auf diese Art zugleich die Temperatur der Pasteurisierungsstufe geregelt wird.

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