DE4215637A1

DE4215637A1 - Verfahren zur Verbesserung der Haltbarkeit von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE4215637A1
Application number: DE4215637A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Doman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-12
Filing date: 1992-05-12
Publication date: 1993-11-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Haltbarkeit und/oder zum Verändern des Geschmacks von flüssi gen, pastösen und/oder schüttfähigen Medien und damit herge stellten und/oder behandelten Erzeugnissen. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Förderung des Wachstums von Saatgut und Pflanzen.

Flüssige Medien werden in vielfältiger Weise, beispielsweise als Nahrungsmittel, Kosmetika, pharmazeutische Präparate, oder zur Herstellung solcher Erzeugnisse verwendet. Zur Verbesse rung der Haltbarkeit solcher Medien oder der damit hergestell ten Erzeugnisse ist es bekannt, diesen chemische Konservie rungsmittel zuzusetzen. Solche Konservierungsmittel haben jedoch unerwünschte Nebenwirkungen, beispielsweise können sie bei Anwendung in Nahrungsmitteln oder Kosmetika Allergien hervorrufen. Es ist gleichfalls bekannt, die Haltbarkeit von flüssigen Medien durch Erhitzen zu verbessern. Bei hitzeemp findlichen Medien kann dieses Verfahren jedoch nicht angewen det werden, nachteilig ist auch der dafür nötige große Aufwand an Energie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das die genannten Nachtei le nicht aufweist und das einfach und kostengünstig anzuwenden ist. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Flüssigkeiten zu schaffen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Medium in einem Behälter geschüttelt wird. Unter einer Schüttelbewegung ist dabei jede Bewegung zu verstehen, bei der Änderungen sowohl der Bewegungsrichtung als auch der Beschleunigung auftreten. Zweckmäßigerweise führt der Behälter eine solche Bewegung aus und schüttelt so das Medium. Es ist aber auch möglich, stattdessen oder zusätzlich in dem Behälter eine Vorrichtung, beispielsweise eine Membran, anzuordnen, die solche Schüttelbewegungen ausführt.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß sich die Haltbarkeit der geschüttelten Medien oder damit hergestellter bzw. behan delter Erzeugnisse erhöht. Bei Nahrungsmitteln kann zudem eine Geschmacksveränderung eintreten. Mit geschütteltem Wasser angesetztes Saatgut bzw. damit gegossene Pflanzen zeigen ein kräftigeres Wachstum.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der Schüttelbewegung Änderungen der Bewegungsrichtung auftreten, in deren Verlauf auf das Medium eine größere Umkehrbeschleunigung ausgeübt wird als bei einer einer harmonischen Schwingung entsprechenden Umkehr der Bewegungsrichtung. Auf diese Weise erhält man eine besonders starke dynamische Verwirbelung aller Volumenbereiche und durch den auftretenden Pralldruck hohe Druckschwankungen im Flüssigkeitsinneren während des Schüttelvorgangs.

Vorteilhafterweise wird das Medium in Gegenwart einer Gasphase geschüttelt. Diese Gasphase kann aus dem Dampf der geschüttel ten Flüssigkeit oder aus einem anderen Gas bestehen. Es ist vorteilhaft, wenn die Gasphase Sauerstoff enthält.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Schüttelbewegung in drei Dimen sionen und auf einer reversierenden Bahn. Besonders vorteil haft ist es, wenn der Behälter auf einer räumlichen Lemnis katenbahn umgeschwenkt wird. Bei dieser räumlichen Umschwenk bewegung tritt eine chaotische Durchwirbelung der Flüssig phase, Gasphase und evtl. vorhandener Feststoffpartikel in dem geschüttelten Medium auf und führt zur Bildung und fortwähren den Umbildung von Grenzflächen, die eine sehr große Gesamt fläche besitzen.

Vorteilhafterweise wird das Medium mindestens 20 sec, vorzugs weise mindestens zwei Minuten lang bei einer Schüttelfrequenz von mindestens 35 min^-1, d. h. 35 Zyklen pro Minute, geschüttelt. Bei empfindlichen biologischen Flüssigkeiten sind Schüt telfrequenzen von 35 bis 40 min^-1 vorteilhaft, bei weniger empfindlichen nichtbiologischen Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser, können auch höhere Schüttelfrequenzen von 50 min^-1 oder höher gewählt werden. In vielen Fällen ist eine Schüt telzeit von etwa 3 min vorteilhaft. Untersuchungen zum Einfluß der Schütteldauer auf den angestrebten Erfolg (Haltbarkeits verbesserung, Geschmacksveränderung, Wachstumsförderung) haben gezeigt, daß dieser als Funktion der Schütteldauer offensicht lich asymptotisch gegen einen Grenzwert strebt. Eine Verlänge rung der Schütteldauer deutlich über die genannten 3 min hinaus bewirkt nur noch eine geringfügige Verbesserung des gewünschten Erfolgs.

Es kann zweckmäßig sein, daß während des Schüttelns ein Medium dem Behälter zugeführt oder aus diesem abgeführt wird. Auf diese Weise kann der Schüttelprozeß vollkontinuierlich durch geführt werden. Zusätzlich können an oder in dem Behälter Meßinstrumente, beispielsweise zur Erfassung des Drucks oder der Temperatur, sowie Einrichtungen zum Heizen und/oder Kühlen vorgesehen sein.

Der Innenraum des zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Behälters hat zweckmäßigerweise eine zylindrische Form. Es können aber auch andere Behälterformen verwendet werden, beispielsweise kubische oder elliptoidische Behälter oder Behälter mit einer Einschnürung im mittleren Bereich, ähnlich wie bei einer Eieruhr. Denkbar ist auch, daß der Behälter innenraum die geometrische Form verschiedener Kristallformen aufweist. Als Material für die Innenwand des Behälters sind beispielsweise Glas, Edelstahl, sonstige Edelmetalle, kerami sche Materialien, Graphit oder Teflon geeignet.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Schütteln mit einer Vorrichtung durchgeführt, die in der deutschen Patentanmeldung DE-OS 38 16 654 oder der EP 89 108 749.6 des Anmelders beschrieben ist. Der Inhalt dieser Schriften wird hiermit zum Gegenstand der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gemacht.

Nachfolgend werden einige Anwendungsbeispiele des erfindungs gemäßen Verfahrens beschrieben. Der Schüttelvorgang wurde dabei jeweils in einem auf einer räumlichen Lemniskatenbahn umgeschwenkten zylindrischen Behälter durchgeführt. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 schematisch eine solche Bahnkurve,

Fig. 2 ein zur Durchführung des Verfahrens verwendetes Gerät in sechs verschiedenen Stadien eines Schüttelzyklus.

Man erkennt, daß keine Nettorotation des Behälters stattfin det, so daß einerseits auf das geschüttelte Medium keinerlei gleichbleibende Fliehkräfte ausgeübt werden, und andererseits problemlos Leitungen, beispielsweise zum Zu- und Abführen von Medium, an den Behälter angeschlossen werden können.

I. Wäßrige Auszüge von ungetrockneten oder getrockneten Pflanzen oder zerkleinerten Pflanzenteilen, die in einer mit einem Glasstopfen verschlossenen Glasflasche von 1 l Inhalt (Füllgrad 75%) 2 min lang bei einer Schüttelfre quenz von 40 min^-1 geschüttelt wurden, zeigen eine erhöhte Haltbarkeit und Resistenz gegenüber Schimmelbildung. Diese Wirkung tritt auf unabhängig davon, ob man
- i. den Auszug mit geschütteltem Wasser ansetzt,
- ii. den Auszug unter Schütteln mit ungeschütteltem Wasser herstellt, oder
- iii. den Auszug mit ungeschütteltem Wasser herstellt, einige Zeit wartet und dann schüttelt.
Beispielsweise setzt bei einem geschüttelten wäßrigen Krappwurzelauszug die Schimmelbildung erst drei Tage später ein als bei einem ungeschüttelten Auszug.
II. In einem Glasgefäß mit einem Volumen von 20 l wurden 10 l Leitungswasser 3 min lang bei einer Schüttelfrequenz von 45 min^-1 geschüttelt. Das so behandelte Leitungswasser zeigte folgende vorteilhafte Wirkungen:
- 1. Wird das geschüttelte Wasser zur Herstellung von Brotteig verwendet, erhöht sich die Haltbarkeit des mit diesem Teig gebackenen Brotes im Vergleich zu Brot, das aus mit ungeschütteltem Wasser hergestellten Teig gebacken wurde. Insbesondere tritt ein Schimmelbefall des Brotes erst zwei Tage später ein. Desweiteren wird das Brot bei Verwendung des geschüttelten Wassers lockerer und bekömmlicher.
- 2. In geschütteltem Wasser angesetzte Getreidesamen keimen schneller und bringen Keimlinge mit kräftigerem Wachs tum hervor als in ungeschütteltem Wasser angesetzte Getreidesamen. Gleiches gilt für Gemüsesamen, z. B. Gurken, Tomaten und Kresse. Auch dabei zeigen die Jungpflanzen ein kräftigeres Wachstum.
- 3. Mit geschütteltem Wasser gegossene und besprühte Zimmerpflanzen zeigen weniger Schädlingsbefall und sind insgesamt kräftiger und widerstandsfähiger als die mit unbehandeltem Wasser gegossene Vergleichsgruppe. In einigen Fällen konnte bei zuvor mit unbehandeltem Wasser gegossenen pilzbefallenen Pflanzen durch nach folgende Behandlung mit geschütteltem Wasser ein Rückgang des Pilzbefalls bewirkt werden.
- 4. Zur Herstellung einer Öl-/Wasseremulsion wird Wasser unter Zusatz eines Emulgators mit der Ölphase verrührt. Wird dazu geschütteltes Wasser verwendet, muß zur Herstellung sowohl von Öl-in-Wasseremulsionen als auch von Wasser-in-Ölemulsionen weniger Emulgator verwendet werden, und die Stabilität und damit Haltbarkeit der hergestellten Emulsionen erhöht sich im Vergleich zu mit unbehandeltem Wasser hergestellten Emulsionen. Dies ist insbesondere von Bedeutung zur Herstellung von Emulsionen für kosmetische und medizinische Zwecke, da darin befindliche empfindliche makromolekulare Substan zen, insbesondere Pflanzenextrakte, bei der Herstellung der Emulsion nicht mehr so hohen Scherkräften ausge setzt werden müssen. Zudem können weniger Emulgatoren bzw. Stabilisatoren verwendet werden, die insbesondere bei Naturkosmetika unerwünscht sind.
- 5. Mit geschütteltem Wasser hergestellte Getränke wie Limonaden, Fruchtsäfte oder Tees zeigen im Vergleich zu mit ungeschütteltem Wasser hergestellten Getränken eine Geschmacksveränderung, die von den meisten Testpersonen als angenehm empfunden wird. In geschütteltem Wasser hergestellte Pflanzenauszüge weisen ein kräftigeres Aroma auf.
III. Ein Liter naturtrüber Apfelsaft wurde in einem 1,5 l Glas behälter 3 min lang bei einer Schüttelfrequenz von 35 min^-1 geschüttelt. Durch das Schütteln tritt eine von den meisten Testpersonen als angenehm empfundene Geschmacks veränderung ein, und die Haltbarkeit, insbesondere die Resistenz gegenüber Schimmelbildung, ist erhöht. Gleiches gilt für sonstige Fruchtsäfte.
IV. Geschüttelte Milch zeigt ebenfalls eine von den meisten Testpersonen als angenehm empfundene Geschmacksveränderung und eine erhöhte Haltbarkeit. Gleiches gilt beispielsweise für mit geschüttelter Milch hergestellten Backwaren.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung der Haltbarkeit von flüssigen, pastösen und/oder schüttfähigen Medien und damit herge stellten und/oder behandelten Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium in einem Behälter geschüt telt wird.

2. Verfahren zum Verändern des Geschmacks von flüssigen, pastösen und/oder schüttfähigen Medien und damit herge stellten und/oder behandelten Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium in einem Behälter geschüt telt wird.

3. Verfahren zur Förderung des Wachstums von Saatgut und/oder Pflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Ansetzen bzw. Gießen verwendete Wasser vorher in einem Behälter geschüttelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schüttelbewegung Änderungen der Bewegungsrichtung auftreten, in deren Verlauf auf das Medium eine größere Umkehrbeschleunigung ausgeübt wird, als bei einer einer harmonischen Schwingung entsprechenden Umkehr der Bewegungsrichtung.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium in Gegenwart einer Gasphase geschüttelt wird, die Sauerstoff enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasphase lediglich Dampf der Flüssigkeit enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasphase ein vom Dampf verschiedenes Gas, insbesondere Sauerstoff, enthält.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttelbewegung in drei Dimensio nen erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttelbewegung auf einer reversierenden Bahn erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter auf einer räumlichen Lemniskatenbahn umgeschwenkt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß das Medium mindestens 20 sec, vorzugs weise mindestens zwei Minuten bei einer Schüttelfrequenz von mindestens 35 min^-1 geschüttelt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schüttelns Medium dem Behälter zugeführt und/oder aus diesem abgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schütteln mit einer Vorrichtung gemäß Patentanmeldung P 38 16 654.2 durchgeführt wird.