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Dokumentenidentifikation DE69000790T2 19.05.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0402280
Titel Verfahren zur Herstellung von blanchiertem pflanzlichen Fruchtfleisch.
Anmelder Elf Atochem S.A., Puteaux, FR
Erfinder Devic, Michel, F-69110 Sainte-Foy-Les-Lyon, FR
Vertreter Eggert, H., Dipl.-Chem. Dr., 5000 Köln; Moser, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anwälte, 7500 Karlsruhe
DE-Aktenzeichen 69000790
Vertragsstaaten BE, CH, DE, DK, FR, GB, LI, NL, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 31.05.1990
EP-Aktenzeichen 904202629
EP-Offenlegungsdatum 12.12.1990
EP date of grant 20.01.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.1993
IPC-Hauptklasse A23L 1/277
IPC-Nebenklasse A23L 1/214   A23L 1/015   A23K 1/02   A23K 1/14   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gebleichter pflanzlicher Pulpen, insbesondere pflanzlicher Pulpen für den Lebensmittelgebrauch, die mit Hilfe von Wasserstoffperoxid in alkalischer wässriger Lösung gebleicht wurden.

Die pflanzlichen Pulpen, auf deren Bleichung die vorliegende Erfindung hinzielt, sind beispielsweise diejenigen der Zuckerrübe oder von Nicht-Zitrusfrüchten, von Obst wie Pfirsich, Birne, Apfel oder Aprikose, Ölfrüchten wie der Sonnenblume, Getreide wie Weizen, Mais oder Hafer, und Gemüse wie Erbsen, nachdem aus allen diesen der jeweilige, normalerweise verwertete Inhaltsstoff, so wie Zucker, Fruchtsaft, Pektin, Öl, Stärke oder Mehl, zuvor auf bekannte Weise extrahiert wurde.

Diese Pulpen, die extrahierte Pulpen genannt werden, und die das pflanzliche Ausgangsmaterial darstellen, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, werden im folgenden ohne weitere Präzisierung lediglich als Pulpen bezeichnet.

Sie zeichnen sich durch ihren erhöhten Lebensmittelfasergehalt aus, der mit Hilfe der bekannten enzymatischen Methode bestimmt werden kann.

Sie sind industriell zur Herstellung von Nahrungsmittelprodukten wie beispielsweise Mehl verwendbar. Die kommerzielle Entwicklung dieser Produkte wird aber leider oft durch ihre zu dunkle Farbe gebremst.

Um diesen Tatbestand zu verbessern, wurde vorgeschlagen die Pulpen der Einwirkung von Wasserstoffperoxid in alkalischer wässriger Lösung zu unterwerfen, wie es im Patent der Vereingten Staaten von Amerika Nr.4241093 vorgeschlagen worden ist. Allerdings besteht das bislang erzielte Ergebnis, selbst wenn der Behandlung mit Wasserstoffperoxid eine Wäsche in saurem Medium mit Hilfe eines Bleichmittels wie Schwefelsäureanhydrid vorausgeht, lediglich in einer Aufhellung der Pulpe, wie zum Beispiel im Fall der Rübenpulpe von grau nach gelb, wie es in dem unter Nr.2382866 veröffentlichten französischen Patent angegeben wird.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren gestattet es die vorliegende Erfindung wirklich gebleichte Pulpen von höherem Weißegrad für den betreffenden technischen Bereich zu erhalten.

Sie besteht in einem Verfahren zur Herstellung extrahierter pflanzlicher Pulpen, die mit Hilfe von Wasserstoffperoxid in alkalischer wässriger Lösung gebleicht wurden, wobei die Pulpe in saurem Milieu behandelt wurde, bevor sie der Einwirkung des Wasserstoffperoxids ausgesetzt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgend und kumulativ :

- die Behandlung der Pulpe in saurem Milieu bei einem pH-Wert gleich oder kleiner 2,5 durchgeführt wird,

- die Dauer der Behandlung der Pulpe in saurem Milieu ungefähr 10 Minuten oder mehr beträgt,

- die in saurem Milieu behandelte Pulpe mit einer Wirksamkeit von 80 % oder mehr gewaschen wird,

- die gewaschene Pulpe der Einwirkung von Wasserstoffperoxid in Gegenwart eines Stabilisators für das besagte Peroxid unterworfen wird.

Die Pulpe wird in Form einer wässrigen Suspension des pflanzlichen Materials mit einer mehr oder minder hohen Stoffdichte hergestellt.

Die Stoffdichte wird durch die Konzentration des pflanzlichen Materials beschrieben, gerechnet in Gewichtsprozent im Trockenzustand.

Zur Verwirklichung der Erfindung :

- liegt die Stoffdichte bei der sauren Behandlung zwischen 2 % und 30 %,

- wird die saure Behandlung bei einer von der Stabilität der betreffenden Pulpe abhängigen Maximaltemperatur durchgeführt. Am häufigsten liegt diese zwischen 20 ºC und 100ºC, vorzugsweise beträgt sie ungefähr gleich 60ºC oder weniger,

- wird der pH-Wert während der sauren Behandlung durch die Zugabe von Mineralsäuren oder organischen Säuren zur Pulpe erreicht, die im wesentlichen unter Chlorwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, schwefliger Säure, Essigsäure, Fluorwasserstoffsäure oder einem Gemisch dieser Säuren ausgewählt sind,

- ist die Dauer der Behandlung in saurem Milieu von der Wahl der anderen Parameter abhängig, beträgt aber meistens weniger als eine Stunde,

- kann die passende Ausrüstung für die Durchführung der Behandlung in saurem Milieu in einem Rührwerk klassischen Typs oder aber in einem Rühr/Dispergiergerät bestehen, in dem die periphere Rührbewegung langsam, die innere umgekehrt zur ersteren schnell ist. Eine solche Ausrüstung wird zum Beispiel durch die französische Gesellschaft CELLIER vertrieben. Die Behandlung in saurem Milieu kann auch in zwei Abschnitte unterteilt werden, wobei in dem einen Pulpe und Säure intensiv in einem aus einer oder mehreren schraubenförmigen Schnecken bestehenden System so gemischt werden, daß ein erhöhter Druck ereicht werden kann, während der andere Teil ein Ruheabschnitt mit oder ohne Rühren darstellt.

Der erste Teil kann zum Beispiel in einem aus der Papierindustrie bekannten Hochdruckmischer durchgeführt werden oder in einer Maschine, die im wesentlichen aus zwei ineinandergreifenden, parallele Achsen umschlingenden und im Inneren eines umgebenden Mantels in gleicher Richtung synchron rotierenden Schraubenflächen besteht, wobei in Vorschubrichtung des Materials zwischen Eintritts- und Austrittsende eine Folge von Antriebs- oder Bremszonen des Stoffes festgelegt wird, so wie es beispielsweise in den unter den Nr. 2319737, 2418295 und 2451963 veröffentlichten französischen Patenten und dem unter Nr. 2436844 veröffentlichten französischen Zusatzzertifikat beschrieben und zum Beispiel unter dem Namen "BI-VIS" von der französischen Gesellschaft CLEXTRAL vertrieben wird. Die Dauer dieses ersten Abschnitts ist im allgemeinen geringer als 1 Minute.

- Die Wäsche wird normalerweise in Wasser bei einer Tempe ratur zwischen 20ºC und 60ºC durchgeführt. Als Wäsche wird der Vorgang der Entfernung eines bestimmten Prozentsatzes der in der Pulpe vor der Wäsche enthaltenen flüssigen Phase verstanden. Die Waschwirksamkeit wird durch diesen Prozentsatz ausgedrückt. Hier ist sie gleich oder größer 90 %.

Gewöhnlich besteht die Wäsche in einer wiederholten Abfolge von Verdünnung und Trocknung der Pulpe meistens durch Filtration oder Abpressen. Für deren Ausführung ist ein wie zuvor beschriebenes Gerät des Typs "BI-VIS" gut geeignet.

- Der Stabilisator für das Wasserstoffperoxid wird in der Praxis meistens unter Natriumsilikat, Magnesium in der Form von Magnesiumoxid oder von löslichen Salzen wie Chlorid oder Sulfat ausgewählt.

Es können alle anderen Stabilisatoren für Wasserstoff peroxid in alkalischem Milieu verwendet werden, die mit einer Nutzung in Lebensmitteln vereinbar sind.

Das Natriumsilikat wird auf bequeme Weise in Form einer wässrigen Lösung der Dichte 1,33 eingesetzt. Es ist die Menge dieser Lösung, die bei allem angegeben wird, was auf das Natriumsilikat folgt. Die Menge des Natriumsilikates, ebenso wie diejenige aller noch folgenden Reagenzien, wird in Prozent bezogen auf das pflanzliche Material im trockenen Zustand angegeben. Hier beträgt sie meistens zwischen 0,5 % und 6 %, vorzugsweise zwischen 2 % und 4 %.

Magnesium wird im Verhältnis von ungefähr 0,25 % bis 1 % eingesetzt.

- Während der Einwirkung des Wasserstoffperoxids auf die gewaschene Pulpe wird der Stoffdichtewert zwischen ungefähr 5 % und 30 %, vorzugsweise größer als 10 % gewählt, und die Temperatur liegt im allgemeinen zwischen ungefähr 20ºC und 90ºC, vorzugsweise oberhalb 60ºC. In Abhängigkeit von der gewählten Temperatur beträgt die Dauer der genannten Behandlung am häufigsten zwischen einigen Minuten und mehreren Stunden. Im Fall der Rübenpulpe liegt sie zum Beispiel in der Größenordnung von 2 Stunden, wenn die gewählte Temperatur ungefähr 60ºC beträgt.

- Die obigen Anmerkungen zur Ausrüstung bei der Behandlung in saurem Milieu und zu der Möglichkeit, letztere in zwei Teilabschnitte zu unterteilen, können auch auf die Phase der Wasserstoffperoxidbehandlung übertragen werden. Die für sie erforderliche Ruhezeit kann auch in einem aus der Papierindustrie bekannten Bleichungsturm bewerkstelligt werden.

- Das Wasserstoffperoxid wird im allgemeinen im Verhältnis von 1 % bis 10 %, vorzugsweise im Verhältnis 5 % oder weniger eingesetzt.

- Das dem Wasserstoffperoxid im allgemeinen zugesetzte al kalische Reagenz ist meistens Natriumhydroxid in einem ungefähren Mengenverhältnis von zwischen 2 % und 5 %. Der pH-Wert nach der Behandlung mit Wasserstoffperoxid ist im Falle der meisten Pulpen im allgemeinen niedriger als 8,5.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird schematisch zum Beispiel durch die Aufeinanderfolge folgender Geräte verwirklicht : eine erste Maschine vom Typ "BI-VIS", in der das Gemisch von Pulpe und Säure unter den Bedingungen der Behandlung in saurem Milieu hergestellt wird, eine Verweilvorrichtung, ein zweites Gerät vom Typ "BI-VIS", in der aufeinanderfolgend die Wäsche der in saurem Milieu behandelten Pulpe und das Mischen der gewaschenen Pulpe mit Wasserstoffperoxid und den begleitenden Produkten unter den Bedingungen der Wasserstoffperoxidbehandlung erfolgt, eine Verweilvorrichtung.

Vorteilhafterweise kann die Ausgangspulpe vor der Behandlung in saurem Milieu mit Wasser gewaschen werden, um sie von Fremdkörpern wie Sand zu befreien.

Nachdem sie der Einwirkung von Wasserstoffperoxid unterworfen wurde, wird die Pulpe zur Verbesserung ihrer Haltbarkeit und Lagerfähigkeit vorteilhafterweise mit Hilfe einer Säure wie Schwefelsäureanhydrid in wässriger Lösung auf einen pH-Wert zwischen 5 und 6 gebracht, anschließend gewaschen und vor ihrer Verwendung getrocknet.

Beispiel 1 :

Eine Zuckerrübenpulpe, die nach Extraktion des Zuckers als wässrige Suspension mit einem pH-Wert von 6 und einer Stoffdichte von 5 % vorliegt, und die 10 kg pflanzliches Material im Trockenzustand enthält, wird durch Zugabe von 540 g einer 96 gew.-% Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 2 gebracht und bei diesem pH 20 Minuten bei 35ºC gerührt, bevor sie filtriert und mit Wasser über einem Schüttelsieb mit einer Wirksamkeit von 90 % gewaschen wird.

Die auf diese Art gewaschene Pulpe wird vom Filter aufgenommen und auf eine Stoffdichte von 10 % gebracht, um unter Rühren mit 0,715 kg einer 70 % (bezogen auf das Peroxidgewicht) wässrigen Wasserstoffperoxid-Lösung, 1 kg einer 20 % (bezogen auf das Hydroxidgewicht) wässrigen Natriumhydroxid-Lösung und 0,4 kg Natriumsilikat 2 Stunden lang bei 60ºC behandelt zu werden.

Nach diesen 2 Stunden beträgt der pH-Wert der Pulpe 6,8.

Anschließend wird die Pulpe mit Hilfe von Schwefeldioxid in wässriger Lösung auf einen pH-Wert von 6,0 gebracht, filtriert, gewaschen und getrocknet. Nachdem sie zu Körnern mit einem Durchmesser von unter 100 µm zerrieben worden ist, wird ein Mehl von weißem Erscheinungsbild erhalten, dessen Gewicht zu mehr als 80 % dem der Ausgangspulpe im Trockenzustand entspricht.

Der Weißegrad dieses Mehles, an gefritteten Tabletten als ISO-Weißegrad gemäß der ISO-Norm der Papierindustrie gemessen, beträgt 41,5º ISO gegenüber lediglich 34º ISO bei der unter gleichen Bedingungen gemessenen Ausgangspulpe.

Beispiel 2 :

Eine Maispulpe oder Maismalz, also der Rückstand nach der Extraktion von Maisstärke, deren Stofdichte 9,8 % beträgt, und die 7,9 kg pflanzliches Material im Trocken-Zustand enthält, wird durch Zugabe von 274 g 96 gew.-% Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 2,1 gebracht, daraufhin bei diesem pH 30 Minuten bei 30ºC gerührt, bevor sie mit einer Wirksamkeit von über 90 % gewaschen und der Einwirkung von 0,63 kg einer wässrigen 70 % Wasserstoffperoxid- Lösung, 0.88 kg einer wässrigen 20 % Natriumhydroxid-Lösung und 0,352 kg Natriumsilikat bei 60ºC 2 Stunden lang ausgesetzt wird. Nach diesen 2 Stunden beträgt der pH-Wert 7,5.

Wird anschließend ähnlich vorgegangen, wie es in Beispiel 1 für die Zuckerrübenpulpe beschrieben worden ist, so weist die Pulpe des gebleichten Mais einen Weißegrad von 43º ISO auf, während dieser bei der Ausgangspulpe nur 30º ISO betragen hatte.

Beispiel 3 :

Wird mit der gleichen Zuckerrübenpulpe und dem gleichen Prozess so wie in Beispiel 1 vorgegangen, nur daß die Behandlung in saurem Milieu mit Hilfe von Chlorwasserstoffsäure an Stelle der Schwefelsäure, bei einer Stoffdichte von 2 % anstatt 5 % erfolgt, und indem bei der Ein-wirkung von Wasserstoffperoxid eine Natriumhydroxidmenge von 3 % anstatt 2 % eingesetzt wird, so beträgt der auf die gleiche Art wie in Beispiel 1 gemessene Weißegrad der gebleichten Pulpe 46º ISO.

Wird wie oben beschrieben vorgegangen, aber entfällt die Behandlung der Pulpe in saurem Milieu, so beträgt der Weißegrad nur noch 38º ISO, und das gewonnene Mehl ist gelb.

Beispiel 4 :

Wird erfindungsgemäß wie in Beispiel 3 vorgegangen, die Chlorwasserstoffsäure jedoch durch Schwefeldioxid ersetzt, um den pH-Wert während der sauren Behandlung der Pulpe auf 2 anstatt auf 2,2 zu bringen, so beträgt der unter den gleichen Bedingungen wie in den anderen Beispielen gemessene Weißegrad der gebleichten Pulpe 45º ISO.

Beispiel 5 :

Wird wie in Beispiel 1 aber ausgehend von einer Zuckerrübenpulpe mit einem Ausgangsweißegrad von 37º ISO vorgegangen, indem die Behandlung der Pulpe in saurem Milieu bei einer Stoffdichte von 2 % durchführt, und indem die gewaschene Pulpe mit Wasserstoffperoxid (als 100 %-ig berechnet) im Verhältnis von 10 % und mit Natriumhydroxid (als 100 %-ig berechnet) im Verhältnis von 4 % behandelt, so beträgt der pH-Wert nach der Einwirkung des Waserstoffperoxids 7,6, und eine gebleichte Pulpe mit einem Weißegrad von 53º ISO wird gewonnen, während nur 44 % des eingesetzten Wasserstoffperoxids verbraucht worden sind.

Das Trockengewicht des gebleichten Materials beträgt 80 % des pflanzlichen Ausgangsmaterials im trockenen Zustand.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Herstellung von extrahierten pflanzlichen Pulpen, die mit Hilfe von Wasserstoffperoxid in alkalischer wäßriger Lösung gebleicht wurden, wobei die Pulpe in saurem Milieu behandelt wurde, bevor sie der Einwirkung des Wasserstoffperoxids ausgesetzt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgend oder kumulativ:

- die Behandlung der Pulpe in saurem Milieu bei einem pH-Wert gleich oder kleiner 2,5 durchgeführt wird,

- die Dauer der Behandlung der Pulpe in saurem Milieu 10 Minuten oder mehr beträgt,

- die in saurem Milieu behandelte Pulpe mit einer Wirksamkeit von 80 % oder mehr gewaschen wird,

- die gewaschene Pulpe der Einwirkung von Wasserstoffperoxid in Gegenwart eines Stabilisators für das Peroxid unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffdichte während der Behandlung in saurem Milieu zwischen 2 % und 30 % beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung in saurem Milieu bei einer Temperatur zwischen 20ºC und 100ºc durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur 60ºC oder weniger beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert während der Behandlung der Pulpe in saurem Milieu mit Hilfe von Mineralsäuren oder organischen Säuren erhalten wird, die einzeln oder als Gemisch angewendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure(n) unter Chlorwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, schwefliger Säure, Essigsäure und Fluorwasserstoffsäure ausgewählt sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wäsche mit Hilfe von Wasser bei einer Temperatur zwischen 20ºC und 60ºC durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungsmittel für das Wasserstoffperoxid unter Natriumsilikat, löslichen Magnesiumsalzen oder Magnesiumoxid ausgewählt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumsilikat in einer Menge von 0,5 % bis 6 % und vorzugsweise 2 % bis 4 % angewendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesium in einer Menge von 0,25 % bis 1 % angewendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einwirkung des Wasserstoffperoxids auf die gewaschene Pulpe die Stoffdichte zwischen 5 % und 30 %, die Temperatur 20ºC bis 90ºC, die eingesetzte Wasserstoffperoxidmenge zwischen 1 % und 10 % und das dem Wasserstoffperoxid zugesetzte alkalische Mittel Natriumhydroxid in einer von 2 % bis 5 % ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffdichte 10 % oder mehr, die Temperatur 60ºC oder mehr und die eingesetzte Menge Wasserstoffperoxid 5 % oder weniger beträgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil oder die gesamte Behandlung der Pulpe in saurem Milieu, der Wäsche und der Einwirkung des Wasserstoffperoxids auf die gewaschene Pulpe in einer Maschine durchgeführt werden kann, die im wesentlichen aus zwei ineinandergreifenden, parallele Achsen umschlingenden und im Inneren eines umgebenden Mantels in gleicher Richtung synchron rotierenden Schraubenflächen besteht, wobei in Vorschubrichtung des Materials zwischen Eintritts- und Austrittsende eine Folge von Antriebs- oder Bremszonen des Stoffes festgelegt wird.







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