DE4216225C2 - Process for the removal of residues or waste from sugary, low-fat food preparations - Google Patents
Process for the removal of residues or waste from sugary, low-fat food preparationsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Resten oder Abfällen von zuckerhaltigen, fettarmen Speisezubereitungen und Getränken wie z. B. Marmeladen, Kompotten, Limonaden, Früchten, Fruchtzubereitungen oder sonstigen zuckerhaltigen Stoffen. Reste solcher Stoffe, wie Reste von Marmeladen oder Kompotten, fallen bei den Herstellern z. B. dann an, wenn Container, die mit solchen Stoffen befüllt waren, vom Abnehmer geleert zurückkommen. Vor der erneuten Füllung müssen diese Behälter sorgfältig gereinigt werden. Hierbei werden relativ große Restmengen von z. B. Marmelade oder einer Fruchtzubereitung aus solchen Behältern ausgespült. Das mit diesen Reststoffen beladene Wasser muß sodann in der Kläranlage gereinigt werden und belastet die Kläranlage hoch. In einer einzigen Marmeladenfabrik können täglich 10 bis 15 Tonnen zuckerhaltige Reststoffe anfallen. Darüberhinaus entstehen bei der Verwendung von Früchten große Abfallmengen von überreif gewordenen Früchten, die ebenfalls mit großem Aufwand entsorgt werden müssen. Ähnliche Problematiken entstehen bei der Herstellung von z. B. Limonaden. Es entstehen in den Herstellwerken Limonadenreste, die entsorgt werden müssen. Darüberhinaus geschieht es auch, daß größere, gefüllte Behälter aus irgendwelchen Gründen hygienisch nicht mehr einwandfrei sind, so daß der Inhalt ebenfalls entsorgt werden muß. Alle diese stark zuckerhaltigen Stoffe sind Problemstoffe für Kläranlagen.The invention relates to a method for removing residues or waste of sugar-containing, low-fat food preparations and drinks such as B. Jams, compotes, lemonades, fruits, fruit preparations or other sugary substances. Residues of such substances, such as residues of Jams or compotes fall among the manufacturers such. B. if Containers filled with such substances are emptied by the customer Come back. Before refilling, these containers must be carefully getting cleaned. Here, relatively large residual amounts of z. B. Jam or a fruit preparation rinsed out of such containers. The water loaded with these residues must then in the sewage treatment plant be cleaned and places a high burden on the sewage treatment plant. In one Jam factory can handle 10 to 15 tons of sugar-containing residues daily attack. In addition, large fruits arise when using fruits Amounts of waste from overripe fruits, also with large Effort must be disposed of. Similar problems arise with the Production of e.g. B. Lemonades. They arise in the manufacturing plants Leftover lemonade that must be disposed of. It also happens also that larger, filled containers are hygienic for some reason are no longer perfect, so the content can also be disposed of got to. All of these highly sugary substances are problematic for Sewage treatment plants.
Mit der Druckschrift "Enzyme arbeiten bei uns" von Helmut Uhlig, erschienen im C. Hanser Verlag, München 1991, ist auf den Seiten 287 bis 302 bekannt geworden, während des Hertellungsprozesses von Fruchtsäften und Weinen aus verschiedensten Früchten zur Verflüssigung des Fruchtmaischen, z. B. bei der Herstellung von Apfelsaftkonzentrat, einen enymatischen Pektinabbau, z. B. mittels Pektinasen, sowie eine anschließende Filtration durchzuführen. Ob und wie eine Anwendung solcher Behandlungsweisen bei der Abfall- oder Reststoffbeseitigung von zuchkerhaltigen Speisenzubereitungen oder Getränken erfolgen kann, ist jedoch dort nicht offenbart und auch sonst nicht bekannt.With the publication "Enzyme work with us" by Helmut Uhlig, published in C. Hanser Verlag, Munich 1991, is known on pages 287 to 302 become, during the production process of fruit juices and wines from various fruits to liquefy the fruit mash, e.g. B. at the production of apple juice concentrate, an enymatic pectin breakdown, e.g. B. using pectinases and a subsequent filtration. If and how to apply such treatments to waste or Removal of residues from food preparations or drinks containing zucchers can take place, however, is not disclosed there and is not otherwise known.
Ausgehend von dieser Situation liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, mit dem die Belastung der Kläranlagen mit Resten oder Abfällen der genannten Art mindestens vermindert werden kann. Auch soll eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen werden. Based on this situation, the object of the invention is therefore to propose a method of the type described at the beginning with the pollution of the sewage treatment plants with residues or waste of the above Type can at least be reduced. A facility for Implementation of this procedure will be suggested.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zuckerhaltigen Stoffe mit Wasser vermischt werden, worauf mit Hilfe geeigneter, als Biokatalysatoren wirkender Enzyme evtl. Verdickungsmittel abgebaut und anschließend das Gemisch durch einen Separator zur Trennung der Festmasse von der wäßrigen Zuckerlösung geführt wird, worauf die gewonnene wäßrige Zuckerlösung zur Wiederverwendung auf einen gewünschten Trockenstoffgehalt eingedickt wird. Die vom Separator getrennte Festmasse kann z. B. bei der Herstellung von Viehfutter verwendet werden und muß damit von der Kläranlage nicht mehr bearbeitet werden. Die durch die Abtrennung gewonnene wäßrige Zuckerlösung ist sehr stark zuckerhaltig. Im Herstellprozeß bei der Herstellung von Marmeladen, Fruchtzubereitungen, Kompotten, Limonaden oder dergl. wird eine solche Zuckerlösung in unterschiedlichen Konzentrationen benötigt. Die gewünschte Konzentration kann durch einfache Eindickung hergestellt werden. Das bei der Eindickung entzogene Wasser ist sauber und kann als Wasserdampf oder in einer sonstigen Form problemlos an die Umwelt abgegeben oder in den eigenen Betriebskreislauf zurückgeführt werden. Die stark zuckerhaltigen Lösungen werden ebenfalls wieder in den Betriebskreislauf zurückgeführt und müssen daher ebenfalls nicht mehr von der Kläranlage bearbeitet werden. Durch das gen. Verfahren wird somit einerseits die Kläranlagenbelastung gesenkt und es werden andererseits wertvolle Stoffe rückgewonnen.According to the invention, this object is achieved in that the sugary Substances are mixed with water, whereupon with the help of more suitable than Biocatalysts of active enzymes may have degraded and thickeners then the mixture through a separator to separate the solid mass is led by the aqueous sugar solution, whereupon the obtained aqueous sugar solution for reuse to a desired one Dry matter content is thickened. The solid mass separated by the separator can e.g. B. used in the production of cattle feed and must so that it is no longer processed by the sewage treatment plant. The through the Separation of the aqueous sugar solution obtained contains a lot of sugar. in the Manufacturing process in the production of jams, fruit preparations, Compotes, lemonades or the like is such a sugar solution in different concentrations needed. The desired concentration can be made by simple thickening. That with the thickening deprived water is clean and can be used as water vapor or in a other form easily released to the environment or in your own Operating cycle can be returned. The high sugar solutions are also returned to the operating cycle and must therefore also no longer processed by the sewage treatment plant. By the The process is thus, on the one hand, reduced the wastewater treatment plant load and it on the other hand, valuable substances are recovered.
Nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß das Gemisch vor dem Separator durch einen Dekanter zur Entfernung grober Bestandteile geführt wird. Dies ist nicht immer erforderlich, sollte aber durchgeführt werden, wenn das Gemisch Feststoffe wie z. B. Beerenkerne enthält.According to an embodiment of the method according to the invention, that the mixture in front of the separator through a decanter for removal coarse components is performed. This is not always necessary, but should be be carried out when the mixture contains solids such as e.g. B. berry seeds contains.
Um evtl. Farbstoffe aus der wäßrigen Zuckerlösung zu entfernen, wird vorgeschlagen, daß die wäßrige Zuckerlösung vor der Eindickung mit einer Temperatur von weniger als 40°C mit Hilfe von Adsorberharzen in einem Filter entfärbt wird. Darüberhinaus wird noch vorgeschlagen, daß die wäßrige Zuckerlösung vor der Eindickung zur Sterilisation auf mindestens 90°C erhitzt wird.In order to remove any dyes from the aqueous sugar solution, suggested that the aqueous sugar solution before thickening with a Temperature of less than 40 ° C with the help of adsorber resins in one Filter is decolored. It is also proposed that the aqueous Sugar solution before thickening for sterilization to at least 90 ° C is heated.
Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält einen mit Wasser und einer Speisezubereitung, wie Marmelade, Kompott, Früchten, Fruchtzubereitungen oder Limonaden oder sonstigen zuckerhaltigen Stoffen befüllbaren Rührkessel, der mit einem Ausgangsanschluß mit einem Separator und dieser wiederum mit einem Verdampfer verbunden ist. Mit einer solchen Einrichtung lassen sich alle Verfahrensschritte, die notwendig sind, durchführen. Falls die zuckerhaltigen Stoffe feste Bestandteile wie z. B. Fruchtkerne (Traubenkerne, Beerenkerne) enthalten, ist es sinnvoll, zwischen Rührkessel und Separator einen Dekanter anzuordnen. Weiterhin kann es notwendig sein, die wäßrige Zuckerlösung zu entfärben. Hierzu wird vorgeschlagen, zwischen Separator und Verdampfer eine Entfärbestation anzuordnen. Hier kann mit Adsorberharzen und Filtern gearbeitet werden. Ergänzend ist nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß der Verdampfer einen beheizbaren und drehantreibbaren Zylinder aufweist mit einer Auftragseinrichtung für die wäßrige Zuckerlösung und einer an der äußeren Zylinderfläche anliegenden Abstreifeinrichtung für das Konzentrat. Ergänzend ist schließlich noch vorgesehen, daß sich der Abtreifeinrichtung ein Ablaufblech und diesem eine Transportschnecke oder eine Pumpe anschließt.Contains a device for performing the method according to the invention one with water and a food preparation such as jam, compote, Fruits, fruit preparations or lemonades or other sugary Stirred kettle that can be filled with an output connection with a Separator and this in turn is connected to an evaporator. With a Such a facility can be used to perform all of the procedural steps that are necessary carry out. If the sugar-containing substances are solid components such. B. Containing fruit seeds (grape seeds, berry seeds), it is useful to choose between Stirring kettle and separator to arrange a decanter. Furthermore, it can it may be necessary to decolorize the aqueous sugar solution. To do this proposed a decolorization station between the separator and the evaporator to arrange. Here you can work with adsorber resins and filters. In addition, it is also proposed according to the invention that the evaporator has a heatable and drivable cylinder with a Application device for the aqueous sugar solution and one on the outer Scraper device for the concentrate applied to the cylindrical surface. Complementary is finally provided that the stripping device Drain plate and this connects a screw conveyor or a pump.
Verfahren und Vorrichtung sollen nachfolgend näher beschrieben werden, wobei das Verfahren im Rahmen der Beschreibung einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Anlage erläutert wird.The method and device are to be described in more detail below, the method being part of the description of one for carrying out the Process suitable plant is explained.
Bei der Beschreibung des Ausführungsbeispiels sei ausgegangen von Fruchtmarmelade oder Fruchtzubereitungen als Reststoff, der in einem in das Herstellerwerk für die Marmelade oder die Fruchtzubereitung zurück transportierten leeren Behälter 1 enthalten ist. Aus diesem Behälter 1 wird zunächst z. B. mit Hilfe von Druckluftlanzen und nachfolgend durch eine Wasserspülung der im Behälter 1 noch enthaltene Marmeladenreststoff bzw. Reststoff der Fruchtzubereitung heraus und in einen Rührkessel 2 hinein transportiert. Ist der Rührkessel ausreichend gefüllt, so wird in den Rührkessel 2 Wasser hineingegeben, etwa im Verhältnis von 1 : 1 zur Restmasse. Wasser und Restmasse werden nun kräftig im Rührkessel 2 umgerührt und es werden außerdem geeignete Enzyme dem Gemisch im Rührkessel beigegeben, die dort als Biokatalysatoren wirken und vorhandene Verdickungsmittel abbauen. Sind solche Verdickungsmittel in den Restmassen nicht vorhanden, kann auf die Zugabe der gen. Enzyme verzichtet werden. Werden Enzyme eingesetzt, wird die gen. Mischung vorzugsweise bei einer Temperatur von ca. 50°C gehalten. Die Aufenthaltsdauer im Rührkessel kann hierbei unterschiedlich sein und kann leicht durch einen Versuch ermittelt werden.In the description of the exemplary embodiment, it is assumed that fruit jam or fruit preparations as residual material, which is contained in an empty container 1 which is transported back to the manufacturing plant for the jam or fruit preparation. From this container 1 , z. B. with the aid of compressed air lances and subsequently by a water rinse the jam residue or residue of the fruit preparation still contained in the container 1 and transported into a stirred tank 2 . If the stirred tank is sufficiently filled, 2 water is added to the stirred tank, approximately in a ratio of 1: 1 to the remaining mass. Water and residual mass are now stirred vigorously in the stirred tank 2 and suitable enzymes are also added to the mixture in the stirred tank, which act there as biocatalysts and break down existing thickeners. If such thickeners are not present in the remaining masses, the addition of the genetic enzymes can be dispensed with. If enzymes are used, the mixture is preferably kept at a temperature of about 50 ° C. The length of time in the stirred kettle can vary and can easily be determined by experiment.
Soweit erforderlich, wird das ausreichend lange im Rührkessel bearbeitete Gemisch zur Entfernung von festen Stücken, wie z. B. Fruchtkernen (Traubenkernen, Beerenkernen) in einen Dekanter 3 gegeben und von dort nach Entfernung der gen. festen Teile in einen Separator 4 geführt. Im Separator 4 erfolgt dann eine vollständige Trennung der enthaltenen Fruchtmasse von der wäßrigen Zuckerlösung. Diese wäßrige Zuckerlösung enthält nun Zucker sowie möglicherweise, je nach Ausgangsstoff, noch Aroma- und Farbstoffe. Während die im Separator 4 abgetrennte Fruchtmasse z. B. bei der Herstellung von Viehfutter weiter verwertet werden kann, wird die wäßrige Zuckerlösung, falls erforderlich, in eine Entfärbestation 5 geleitet, die bei Bedarf mehrstufig ausgebildet sein kann und mit Hilfe von Adsorberharzen die Entfärbung vornimmt. Für den Fall, daß die Farbe der wäßrigen Zuckerlösung hinter dem Separator für die Weiterverwendung richtig oder bedeutungslos ist, kann die Entfärbestation entfallen. If necessary, the mixture is processed long enough in the stirred kettle to remove solid pieces, such as. B. fruit seeds (grape seeds, berry seeds) placed in a decanter 3 and from there after removal of the gen. Solid parts in a separator 4 . A complete separation of the fruit mass contained from the aqueous sugar solution then takes place in the separator 4 . This aqueous sugar solution now contains sugar and possibly, depending on the starting material, flavorings and coloring agents. While the separated fruit mass in the separator 4 z. B. can be further used in the production of cattle feed, the aqueous sugar solution is, if necessary, passed into a decolorization station 5 , which can be multi-stage if necessary and uses decolorization with the aid of adsorber resins. In the event that the color of the aqueous sugar solution behind the separator is correct or meaningless for further use, the decolorization station can be omitted.
Vom Separator 4 wird die wäßrige Zuckerlösung ggfls. durch die Entfärbestation 5 einem Verdampfer 6 zugeführt und dort bis auf eine gewünschte Konzentration eingedickt. Der hierbei entstehende Brüden enthält noch Aromastoffe und kann ohne schädliche Auswirkungen in die Umwelt entlassen werden. Die entstehende Konzentration, also der Dicksaft, kann zurück in den Produktionskreislauf geführt werden.The aqueous sugar solution is optionally separated from the separator 4 . fed through the decolorization station 5 to an evaporator 6 and thickened there to a desired concentration. The resulting vapor still contains flavorings and can be released into the environment without harmful effects. The resulting concentration, i.e. the thick juice, can be fed back into the production cycle.
Soweit die Zugabe von Enzymen erforderlich ist, ist es ratsam, eine ständige Kontrolle der Temperatur und des pH-Wertes durch entsprechende Einrichtungen vorzunehmen, um die Bedingungen zur Enzymwirkung in einem optimalen Reaktionsbereich konstant zu halten. Bei bisherigen Versuchen haben sich stärkespaltende, pektinspaltende, celluloseabbauende und pentosespaltende Enzyme bewährt. Folgende Präparate wurden hierbei eingesetzt:To the extent that the addition of enzymes is necessary, it is advisable to have a permanent one Control of the temperature and the pH value by appropriate To make facilities to the conditions for enzyme action in one to keep the optimal reaction area constant. With previous attempts have starch-splitting, pectin-splitting, cellulose-degrading and proven pentose-splitting enzymes. The following preparations were used used:
Die Enzyme haben im erwarteten Umfang die Verdickungsmittel zu löslichen und zu niedrigviskosen Produkten abgebaut. The enzymes have to dissolve the thickeners to the expected extent and broken down into low-viscosity products.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist also folgenden typischen Verfahrensablauf auf:The method according to the invention thus has the following typical Procedure on:
- a) Mischung mit Wasser und bei Bedarf enzymatischer Abbau evtl. vorhandener Verdickungsmittel.a) Mix with water and, if necessary, enzymatic degradation existing thickener.
- b) Nachfolgende Separation der Feststoffe, die bei Bedarf zweistufig mittels Dekanter und Separator durchgeführt wird.b) Subsequent separation of the solids, if necessary, two stages is carried out by means of a decanter and separator.
- c) Bei Bedarf Entfärbung der aus dem Separator enthaltenen wäßrigen Zuckerlösung über regenerierbare Adsorberharze.c) If necessary, decolorization of the aqueous contained in the separator Sugar solution over regenerable adsorber resins.
- d) Eindampfung der wäßrigen Zuckerlösung zur Gewinnung eines in der Produktion wiederverwertbaren Zuckersirups.d) evaporation of the aqueous sugar solution to obtain a in the Production of recyclable sugar syrups.
Auf ganz ähnliche Art lassen sich natürlich auch z. B. überreif gewordene Früchte oder Früchteabfälle verarbeiten, so daß ihre Verbringung auf eine Deponie vermieden werden kann. Die Verbringung solcher in der Produktion nicht mehr einsetzbaren Früchte auf eine Deponie belastet die Deponie und es geht der verwertbare Zuckeranteil verloren. Auch solche Früchte lassen sich zerkleinern, in den Rührkessel 2 geben und dort mit Wasser aufmischen. Soweit erforderlich können auch hier wieder geeignete Enzyme zugegeben werden und es kann diese im Rührkessel enthaltene Mischung nach einer geeigneten Einwirkzeit wieder bei Bedarf über den Dekanter 3 in den Separator 4 zur Abtrennung des Feststoffanteils gegeben werden. Übrig bleibt wieder eine stark zuckerhaltige wäßrige Zuckerlösung, die in einem solchen Fall in der Regel ohne Entfärbung direkt auf den Verdampfer 6 zur Eindickung gegeben werden kann. Vor der Eindickung muß auch hier ggfls. die Lösung zur Sterilisation auf ca. 90°C erhitzt werden. Hierfür kann eine separate Erhitzungsstation vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, diese Erhitzungsstation mit dem Verdampfer zu kombinieren. In a very similar way, of course, B. Process overripe fruits or fruit waste so that their transfer to a landfill can be avoided. Moving such fruit to a landfill that can no longer be used in production puts a strain on the landfill and the usable sugar content is lost. Such fruits can also be chopped, placed in the stirred kettle 2 and mixed there with water. If necessary, suitable enzymes can again be added here and this mixture contained in the stirred kettle can, after a suitable exposure time, be added again via the decanter 3 to the separator 4 to separate the solids content. What remains is a highly sugar-containing aqueous sugar solution which, in such a case, can generally be applied directly to the evaporator 6 for thickening without decolorization. Before the thickening, if necessary, the solution for sterilization is heated to approx. 90 ° C. A separate heating station can be provided for this. However, it is also possible to combine this heating station with the evaporator.
Grundsätzlich kann der Verdampfer 6 jede beliebige geeignete Bauart aufweisen. Er kann z. B. als Plattenverdampfer oder auch als Fallrohrverdampfer ausgebildet sein. Als gut brauchbar hat sich auch ein Verdampfer erwiesen, bei dem auf einen beheizten rotierenden Zylinder mit Hilfe von Auftragswalzen ein gleichmäßig dünner Produktfilm, also der Dünnsaft, aufgegeben werden kann, so daß nach kürzester Zeit die gewünschte Konzentration durchgeführt ist. Die hierbei entstehenden Brüden können über eine Brüdenhaube abgesaugt werden.In principle, the evaporator 6 can have any suitable design. He can e.g. B. be designed as a plate evaporator or as a downpipe evaporator. An evaporator has also proven to be very useful, in which a uniformly thin product film, ie the thin juice, can be applied to a heated rotating cylinder with the aid of application rollers, so that the desired concentration is carried out within a very short time. The resulting vapors can be sucked off through a vapor hood.
Ein gleichmäßig auf die Zylinderbahn gepreßtes Messer nimmt das konzentrierte Gut ab, das über ein Ablaufblech dann einer Transportschnecke oder einer Pumpe zugeführt werden kann. Der Anstelldruck und der Anstellwinkel des Messers bzw. des Messerbalkens kann hierbei eingestellt werden.A knife evenly pressed onto the cylinder track takes this concentrated goods from a discharge screw and then a screw conveyor or can be supplied to a pump. The start pressure and the The angle of attack of the knife or the cutter bar can be set here become.
Die Beheizung des Zylinders kann z. B. über Sattdampf erfolgen, der durch das Innere des Zylinders geführt wird.The heating of the cylinder can, for. B. on saturated steam, which by the Inside of the cylinder is guided.
Um die Verweildauer des Produktes auf dem Zylinder zu beeinflussen, ist dessen Drehzahl regelbar oder mindestens einstellbar. Darüberhinaus ist der Abstand der Auftragswalze zum Zylinder, durch den die aufgetragene Schichtdicke bestimmt wird, veränderbar. Auch die Auftragswalzen selbst können nach Bedarf beheizt oder gekühlt werden. Der aus der Sterilisation dem Verdampfer zugeführte Dünnsaft kann hierbei noch eine Einlauftemperatur von ca. 80°C aufweisen und enthält in der Regel bereits ca. 25% Trockenstoff. Er kann auf dem Verdampfer mühelos bis zu einem Trockenstoffgehalt von 50% sehr schnell eingedampft werden und in dieser Konzentration in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden.To influence the dwell time of the product on the cylinder is its speed adjustable or at least adjustable. In addition, the Distance of the application roller to the cylinder through which the applied Layer thickness is determined, changeable. The application rollers themselves can be heated or cooled as required. The one from sterilization thin juice supplied to the vaporizer can also be used here Inlet temperature of approx. 80 ° C and usually already contains approx. 25% dry matter. It can easily up to one on the vaporizer Dry matter content of 50% can be evaporated very quickly and in this Concentration can be returned to the production cycle.
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
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