DE2759801C2 - Verfahren zum Beseitigen überschüssigen Calciumtartrats aus Most oder Wein - Google Patents

Description

• Andererseits ist es an sich bekannt, daß die Kristallisation bei niedrigeren Temperaturen verstärkt stattfindet. Dies ist beispielsweise auch der Grund dafür, daß auf Flaschen abgefüllter Wein während der Lagerung bei Kellertemperaturen, also niedrigen Temperaturen, zum nachträglichen Auskristallisieren von zuvor in Lösung befindlichem Calciumtartrat neigt.
• Der Zeitgewinn mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann demnach dadurch noch weiter verbessert werden, daß 1. man vor dem Abtrennen der Ca-T- Kristalle Wärme abführt, d. h. kühlt. Durch Abkühlen auf niedrigere Temperatur (etwa h0°C) wird der ausscheidbare Überschuß größer (infolge Herabsetzung der Löslichkeitsgrenze); 2. während der Kontaktzeit durch Umrühren im System turbulente Strömung mit Reynolds-Zahl von vorzugsweise über 200000 aufrechterhalten wird; 3. man die Abtrennung der Ca-T-Kristalle nicht der zeitaufwendigen Selbstklärung durch Sedimentation überläßt, sondern - bereits 1 bis 2 Stunden nach Ca-T-Zusatz - durch Einsatz mechanischer Hilfen (Zyklone, Zentrifugen. Filter etc.) die Zeit für das Abtrennen auf ein Minimum zusammenrafft.
• Somit liegen bei einer zweckmäßigen Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens folgende grundsätzliche Schritte zugrunde: g a) Dem Getränk werden mindestens 2 g/l. vorzugsweise 6-8 g/l, gemahlenes Ca-Tartrat als Kontaktkristalle zugesetzt und durch Rühren in der Schwebe gehalten. b) Der Wein wird während I bis 2 Stunden Reaktionszeit bewegt, damit die Umsetzung und die Kristallisation möglichst rasch und vollständig ablaufen. c) Nach Ablauf dieser Reaktionszeit erfolgt die Abtrennung der um das ausgeschiedene Ca-Tartrat vergrößerten Kontaktkristalle. c) Die ausgeschiedenen Kristalle werden durch Mahlen wieder zerkleinert und danach erneut als Kontaktkristalle eingesetzt. e) Zur Beschleunigung kann Kälte (für Herabsetzung der Löslichkeit) eingesetzt werden.
• Das Verfahren kann man diskontinuierlich an einzelnen Behältern anwenden oder es kann halbmechanisiert im Chargenbetrieb oder vollmechanisiert im Durchlaufbetrieb betrieben werden.
• Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sowohl ortsfest als auch mobil ausgebildet sein, wobei letztere Ausführung den Vorteil hat, daß die Vorrichtung jeweils an den Ort gebracht werden kann, wo das betreffende Getränk hergestellt wird oder sich große Lagermengen befinden.
• Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen Fig. lA und B Kurven, die den Zeitgewinn verdeutlichen, F i g. 2 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung, mittels deren das Verfahren nach der Erfindung durchführbar ist (wobei zusätzlich in der Darstellung enthaltene, eine gleichzeitig vorgenommene Entsäuerung betreffende Elemente nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind). und F i g. 3 eine bevorzugte Ausführungsform des Reaktionsbehälters.
• Die Kurve gemäß Flg. 1 A verdeutlicht den Verlauf einer Entsäuerung gemäß dem Stand der Technik, als Beispiel für das Auftreten eines Calciumtartratüber- schusses in einem Getränk. Das Getränk ist Wein mit einem Alkoholgehalt von 10% des Volumens, dem zum Entsäuern 0,67 g/l Calciumcarbonat zugesetzt wurde. um den Wein 1 g/l Weinsäure zu entziehen. Das Entsäuern erfolgte bei Normaltemperatur, d. h. ohne Kühlung oder Erwärmung, also bei einer Temperatur im Bereich von etwa 15-25"C. Aus der Kurve lA ist ersichtlich, daß im Getränk nach dem Entsäuern mit dem Calciumcarbonat ein großer Teil des entstandenen Calciumtartrats sich nicht in Kristallform abscheidet, sondern gelöst im Wein verbleibt, so daß dieser eine übersättigte Lösung mit einem Calciumgehalt von etwa 220 mg/l darstellt. Da der Gehalt an Calciumtartrat sich nicht analytisch ermitteln läßt, wird stattdessen der Gehalt an Calcium bestimmt. Dieser beträgt normalerweise etwa 100 mg/l, so daß der gemessene Wert von etwa 220 mg/l ein Maß für das in Lösung befindliche Calciumtartrat ist.
• F i g. I B zeigt, daß diese übersättigte Lösung durch Zugabe von 8 g/l Kontaktkristallen in weniger als zwei Stunden auf einen zulässigen Calciumgeha't von weniger als ifl(). mg/l übergeführt werden kann. Dieser Vorgang entspricht dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn es lediglich darum geht, einen vorhandenen Calciumüberschuß zu reduzieren.
• Wie bereits erwähnt, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren diskontinuierlich. halbmechanisiert im Chargenbetrieb oder vo;lmechanisiert im Durchlaufbetrieb ausführen. Zu den beiden ersten Ausführungsarten ist nachstehendes zu bemerken, während die bevorzugte dritte Ausführungsart anschließend anhand der Vorrichtung gemäß F i g. 2 und 3 erläutert ist.
• Bei diskontinuierlicher Arbeitsweise an einzelnen Behältern werder, zweckmäßig die gesamten oben aufgeführten grundsätzlichen Schritte einzeln und weitgehend ohne mechanische Hilfsvorrichtungen ausgeführt. Die Abtrennung der Kristalle, an die während etwa 1-2 Stunden alles auszuscheidende Calciumtartrat angelagert wurde, erfolgt dann nach 1-2 Tagen Sedimentationszeit durch »Abstich« - also durch das Abziehen des klaren Mostes oder Weines.
• Im halbmechanischen Chargenbetrieb kann man zweckmäßig arbeiten, wenn die zu entsäuernde Menge nicht zu groß ist und das Entsäuern nur während eng befristeter Zeit des lahres ausgeführt wird. Man benötigt mindestens drei etwa gleichgroße Behälter.
• Man füllt den ersten Behälter mit Wein (Most), schaltet das Rührwerk ein, fügt während des Füllens oder direkt danach die Kontaktkristalle zu und sorgt durch fortgesetztes Umrühren während 1-2 Stunden für innigen Kontakt zwischen Wein (Most) und Kontaktkristallen. Unterdessen füllt man den zweiten Behälter au die gleiche Weise und verfährt mit ihm wie beschrieben.
• Nach Ablauf seiner Kontaktzeit von 1-2 Stunden wird der Inhalt des ersten Behälters über Separiervorrichung (Zyklon, Zentrifuge) und Filter geklärt und zur weiteren Verwendung fortgepumpt. Die abgetrennten Calciumtartratkristalle werden vermahlen und zur Behandlung des dritten Behälters verwendet, der bereits während des Entleerens des ersten Behälters mit der nächsten Charge Wein (Most) gefüllt wurde.
• Sobald der erste Behälter leer geworden ist, wird er mit der nächsten (vierten) Charge Wein (Most) gefüllt und mit dem inzwischen aus der zweiten Charge genommenen Calciumtartrat versetzt.
• So kann man mit drei Behältern als Arbeitsraum und mit der für zwei Behälterinhalte bemessenen Menge Calciumtartrat-Kontaktkristalle als »Startkapital« ohne großen Aufwand und innerhalb kurzer Zeit den gesamten Calciumüberschuß beseitigen.
• Im vollmechanisierten Durchlaufbetrieb (F i g. 2) flieUt der zu behandelnde Wein (Most) aus einem Vorratsbehälter A über ein Ventil 1 und eine Pumpe 2 an einer Dosiereinrichtung 4 vorbei, wo jedem Liter durchfließenden Weines (Mostes) 6 bis 8g gemahlcner Calciumtartrat-Kontaktkristalle in der Form einer konzentrierten Aufschwemmung zudosiert werden.
• Einen Reaktionsbehälter 6 (s. auch F i g. 3) durchströmt der Wein (Most) während der folgenden 1-2 Stunden, wobei durch die Anordnung von Zwischenböden, Schotten, Rührwerke etc. für ausreichende Turbulenz gesorgt ist. Während der 1-2 Stunden Kontaktzeit lagert sich das ganze überschüssige Calciumtartrat an die Kontaktkristalle an. Schließlich wird der Wein (Most) über eine Pumpe 7 weiterbefördert. In Wärmetauschern 8 und 9 wird der Wein (Most) auf niedrige Temperaturen beispielsweise :tO°C gekühlt, d. h. es wird die Löslichkeitsgrenze für Calciumtartrat herabgesetzt, so daß abermals ein Überschuß entsteht, der durch Anlagerung an die Kontaktkristalle ausgeschieden wird. Eine Druckerhöhungspumpe 10 befördert den Wein weiter. In einer mechanischen Trennvorrichtung 11, z. B. Zyklon, Zentri ge oder Filter, wird der Wein (Most) von den KristallEn getrennt. Der Wein (Most) fließt dann durch eine Rohrleitung 12 und Pumpe 13 zum Wärmetauscher 8, dort wird er durch Wärmeaustausch wieder auf Normaltemperatur gebracht, er fließt weiter durch eine Rohrleitung 14 und gelangt über ein Ventil 15 in einen Empfangsbehälter B.
• Die Vorlaufzeit, das ist die Zeit, die der erste Tropfen Wein benötigt, um vom Behälter A zum Behälter B zu gelangen, beträgt etwa 2'/2 Stunden. Die Menge Flüssigkeit. die pro Stunde durchgesetzt werden kann, d. h. die Kapazität solch einer Anlage kann je nach Erfordernis ausgelegt werden. Bei einer Anlage von 10 000 1 Stundenleistung würde es demnach etwa 21/2 Stunden dauern, bis die erste Flüssigkeit durchgelaufen ist, und es würden fortan 10 000 1 pro Stunde nachfolgen.
• Der Hauptteil der in der Trennvorrichtung 11 abgetrennten Kristalle gelangt in der Form einer Aufschwemmung über eine Rohrleitung 16 zu einer Zerkleinerungsvorrichtung 17, um danach über eine Pumpe 18 und die Dosiereinrichtung 4 im Rundlauf wieder der Reaktion zugeführt zu werden. Die übrigen Kristalle, die dem umgesetzten Calcium entsprechen, werden über einen Auslaß 19 herausgelassen.
• Zusätzlich in der Darstellung enthaltene Elemente sind ein Wärmetauscher 3, eine Dosiereinrichtung 5 und eine Wärmepumpe 20, einschließlich der die Elemente 3, 20 und 9 verbindenden Leitungen. Sie sind für die erfindungsgemäße Beseitigung eines Überschusses an Calciumtartrat nicht erforderlich, vielmehr dienen sie einer gleichzeitig vorzunehmenden Entsäuerung des Getränks durch Zugabe von Calciumcarbonat über die Dosiereinrichtung 5 und Vorwärmung des Getränks durch den Wärmetauscher 3.
• Fig.3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Reaktionsbehälters 6 der F i g. 2. Der Reaktionsbehälter weist einen im wesentlichen zylindrischen Hauptteil 21 mit zur Mitte hin leicht geneigtem Boden auf. Der obere kuppelartige Teil 22, an dessen Auslaß 22a eine Absaugpumpe 23 für Gase angeschlossen ist, betrifft eine Variante, die nicht zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich ist. Vielmehr ist bei dem Verfahren der Erfindung eine durchgehende obere Abdeckung des Behälters ausreichend. In den Hauptteil 21 sind Schikanen in Form von Zwischenböden 26 fest eingebaut, die das über einen Einlaß 24 zugeführte, mit Kontaktkristallen versehene Getränk zu einem Zickzackweg durch den Behälter zwingen. Außerdem sind Halterungen 28 für die Zwischenböden vorgesehen. Lage und Anzahl der Zwischenböden 26 können im Einzelfall geeignet gewählt werden, jedoch sollten sie sich oberhalb eines in die Behälterwand eingesetzten Rührwerks 29 befinden, das von einem Elektromotor 30 angetrieben wird. An der tiefsten Stelle des Bodens befindet sich eine von einer Kappe 27 nach oben abgeschirmte Offnung, an die eine Abzugsleitung 25 für den in diesem Reaktionsbehälter behandelten Wein angeschlossen ist. Die von dem Wein mitgeführten Kontaktkristalle mit dem im Reaktionsbehälter 6 daran angelagerten Calciumtartrat werden dann in der Trenneinrichtung 11 (Fig.2) auf mechanischem Wege entfernt.
• Die folgende »Tabelle« gibt eine vergleichende Übersicht über den Zeitbedarf für die Calciumbeseitigung gemäß dem Stand der Technik und gemäß der Erfindung für die angegebene Weinmenge. Aus dem Ergebnis dieser Tabelle ist ersichtlich, daß der gesamte Zeitaufwand von 347 Stunden gemäß dem Stand der Technik als 100% gesetzt durch das erfindungsgemäße Verfahren, je nachdem ob dieses diskontiuierlich, im Chargenbetrieb oder kontinuierlich im Durchlauf ausgeführt wird, auf 17% bzw. 3% bzw. 3% herabgesetzt werden kann.
• Tabelle Vergleichende Übersicht über den Zeitbedarf rür die Calciumbildung nach verschiedenen Verfahren Wein menge jeweils 50 000 Liter. Leistung der Pumpen bzw. Zentrifugen 5000 L/h Stand der Technik Erfindung diskontinuierlich mit diskontinuierlich mit im im Durchlauf Sedimentation Sedimentation Char- mit Zentrifugen etc. und Abstich und Abstich genbetrieb mit Zentrifugen cc'.
• Stunden Stunden Stun- Stunden den

  Vorgang

  Zusetzen von Ca-T - | | | 1.0

  (Erfindung)

  Sedimenteren 14 Tage 2 Tage 1 48 ~ Füllen der

  x24 Stunden 1 33h x24 Stunden j Anlage

  Trennen durch Abstich 10 10 10 | 0.1

  bzw. ZentriFuge oder c

  Ähnliches

  Rest-Durchlaufzeit der - 9.0 Gesamtmenge Gesamter Zeitaufwand 347 59 11 10.1 Relation 100% 17% 3% 3%

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Beseitigen überschüssigen Calciumtartrats aus Most oder Wein, bei dem eine weitergehende Kristallisation durch Zugabe von Calciumtartratkristallen unterstützt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Calciumtartratkristalle in Pulverform und in einer Menge von mindestens etwa 2 g je Liter Getränke zugesetzt und während einer Kontaktzeit von mindestens etwa einer Stunde durch Umrühren in der Schwebe gehalten werden, wobei sich das Calciumtartrat an die Kontraktkristalle anlagert und danach mit ihnen abgetrennt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Calciumtartratkristalle in einer Menge von etwa 6-8 g je Liter Getränk zugegeben werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getränk vor Beginn des Abtrennens der Kristalle auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzichnet, daß bei kontinuierlicher Betriebsweise ein Teil der abgetrennten Kristalle eingangsseitig wieder zugeführt wird.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben.

   Sowohl Most als auch Wein enthalten oft einen Calciumüberschuß in Form von gelöstem Calciumtartrat (CaC4H406 4 H2O), wie er beispielsweise als Folge einer Entsäuerung mit Calciumcarbonat entstehen kann.

   Das Calciumtartrat bildet langsam sehr feine Kristalle, die sich im Laufe vieler Tage am Boden des Fasses oder Behälters absetzen.

   Man wartet in der Regel etwa zwei Wochen oder mehr, bis ein möglichst vollständiges Absetzen des Calciumtartrats erreicht ist, um danach den Most oder Wein von diesem Bodensatz abzuziehen.

   Sehr häufig zeigt sich aber, daß ein Rest des Calciumtartrats nicht ausgeschieden wird. Dieser Rest verbleibt gelöst im Most oder Wein und kann daher auch durch Filtration nicht entfernt werden. Der Most oder Wein ist dann eine an Calciumtartrat übersättigte Lösung. Dieses Calciumtartrat ist gefürchtet, weil es später im fertig auf Flaschen abgefüllten Wein zu sehr hartnäckigen Trübungen oder zu Kristallausscheidungen führen kann.

   Da das Beseitigen des Calciumüberschusses wegen des sehr langsam ablaufenden Vorgangs des Entstehens und Absetzens der Calciumtartratkristalle viel Zeit in Anspruch nimmt, wird das Verfahren stets diskontinuierlich betrieben.

   Während der langen Wartezeit werden Faßraum und Wein biockiert; dadurch wird das Verfahren unwirtschaftlich. Hinzu kommt der weitere Nachteil, daß die unvollständige Ausfällung des Calciumtartrats, also das im Getränk verbleibende gelöste Calciumtartrat, häufig Anlaß zu unliebsamen und auch kostensteigenden Reklamationen gibt.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beseitigen überschüssigen Calciumtar- trats zu schaffen, das Sicherheit gegen spätere Trübungen und Kristallausscheidungen gibt und darüber hinaus auch schneller durchführbar ist als es bisher möglich war.

   Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Verfahren gemäß den Patentansprüchen gelöst.

   Es hat sich gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der doppelte Vorteil erreicht wird, daß nämlich die Kristallisation des Calciumtartrats sehr rasch in 1-2 Std. und außerdem praktisel vollständig erfolgt. Während bisher die Kristallisation des Calciumtartrats nur langsam erfolgte, wobei außerdem ein Anteil dieses Tartrats in gelöstem Zustand im Getränk verblieb mit der Gefahr, daß daraus späterhin Trübungen oder nachträgliche Kristallbildungen entstanden, bewirken die in relativ großer Menge zugesetzten Kontaktkristalle, daß in Lösung befindliches Calciumtartrat sich an diese Kristalle ankristallisiert. Man erhält daher in sehr kurzer Zeit ein Getränk, das praktisch keine Rückstände an Calcium mehr enthält.

   Es ist zwar generell bekannt, daß Kristallisationen beschleunigt werden können, wenn Kristallkeime zugesetzt werden. Die Meinungen über die Wirksamkeit von Kristallkeimen gehen allerdings sehr weit auseinander. Zu den Befürwortern der Verwendung von Calciumtartrat-Kristallkeimen gehören u. a. Klenk und Maurer. Sie beschäftigten sich jedoch nur mit dem Calciumüberschuß, der nach einer stattgehabten Ent. säuerung noch im Wein verbleibt, und beobachteten, daß »zur Abscheidung der Kristalle in einer vernünftigen Zeit wenigstens 100 mg/l (feingemahlenes Calciumtartrat) erforderlich« sind und daß die Zeit, die benötigt wird, um den Calciumgehalt des Weines um den Betrag von 50 mg/l zu vermindern, durch Zusatz von Kristallkeimen aus Calciumtartrat in einer Menge von 1() 100 1000 mg/l verkürzt wird ur 14 5 3 Tage Aus der Entwicklung dieser Reihe wird von den Verfassern abgeleitet, daß es sich nicht lohne, mehr als 500 mg Calciumtartrat pro Liter entsäuerten Weines als Keime zur Anregung der Kristallisation zuzusetzen.

   Im Gegensatz dazu haben eigene Versuche mit dem Verfahren nach der Erfindung gezeigt, daß die überschüssigen Calcium-Anteile sowohl sehr rasch, nämlich in wenigen Stunden, als auch vollständig auskristallisiert werden, wenn man den Most oder Wein mit einer relativ großen Menge, vorzugsweise 6000 mg/l, feinstgemahlencr Kontaktkristalle in intensive Berührung bringt.

   Aus der Verkürzung der Zeit resultiert ein weiterer, für die Praxis sehr wesentlicher Vorteil. Es kann nämlich nunmehr das Getränk in kontinuierlichem Verfahren behandelt werden, derart, daß das dem Prozeß laufend zugeführte und nach angemessener Durchlauf- bzw.

   Verweilzeit, die auf Stunden bemessen werden kann, behandelte Getränk laufend abgezogen wird.