Klare Lösungen

Ulrich Fischer, Matthias Helget, Birgit Lehr

Der in den Getränken eingesetzte Zuckersirup muss geruchs- und farblos sein. Eine international von Abfüllern anerkannte Anforderung besagt, dass die Farbe des Zuckersirups einen Wert von weniger als 35 ICUMSA-Einheiten haben muss. Zur Erklärung: Bei aus Zuckerrohr gewonnenem Rohzucker liegt dieser Wert teilweise bei über 200 ICUMSA-Einheiten.

Vor der Filtration wird der Zucker bei Temperaturen von 20 bis 90 °C gelöst, die Konzentration der Lösung reicht von 30 bis 75 °Brix. Die bei der Reinigung eingesetzte Filtrationstechnologie hängt von der Ausgangsqualität des Zuckers ab.

Zur Geschmacks- und Farbkorrektur ist eine Behandlung mit loser Aktivkohle oder eine Filtration mit aktivkohlehaltigen Filterschichten unumgänglich. Ebenfalls mit Filtrationsverfahren müssen Trübungen und Partikel beseitigt werden, besonders dann, wenn der Zuckersirup in klaren, fruchtfreien Getränken eingesetzt werden soll. Da kohlensäurehaltige Softdrinks meist nicht pasteurisiert werden und Rohzucker Mikroorganismen (Hefen, Schimmel, Bakterien) enthält, ist darüber hinaus eine keimreduzierende Filtration notwendig.

Für die Zuckeraufbereitung bietet SeitzSchenk ein breites Spektrum von Filteranlagen und -medien an. Die unterschiedlichen Geräte werden nicht nur konfektioniert hergestellt, sondern auch nach konkreten Vorgaben des Anwenders entworfen und gefertigt. In Kombination mit den gewünschten Filtermedien – dazu zählen Schichten, Module und Kerzen – erhält der Anwender eine für ihn optimierte Lösung.

Bei Rohzucker schlechter Qualität ist eine Geruchskorrektur und Farbreduktion notwendig. Hierzu wird lose, sehr fein gemahlene Aktivkohle eingesetzt. In Abhängigkeit von der Zuckerqualität liegt die eingesetzte Aktivkohlemenge zwischen 0,1 und 1,5 Gew.-%. Nach einer gewissen Zeit wird das Aktivkohlepulver durch Filtration abgetrennt. Um eine Verblockung des Filters zu verhindern, setzt man als Filterhilfsmittel Kieselgur ein. Für diesen Aufbereitungsschritt bietet SeitzSchenk die Anschwemmfilter der Baureihe ZHF-Z (Primus II) an (Abb. 1). Neben diesen Horizontalplattenfiltern können auch die Niro-Kieselgurrahmenfilter eingesetzt werden (Abb. 2). Letztere sind aus mehreren Filterpaketen, die aus einem Trubrahmen, der Filterschicht und einer Auslauf-Filterplatte bestehen, aufgebaut.

Eine Alternative zur geschilderten Vorgehensweise stellt der Einsatz der Seitz-Supradisc-SD-AKS-Filterschichten dar (Abb. 3). Diese Module verfügen über aktivkohlehaltige Filterschichten. Zu beachten ist allerdings, dass mit zunehmender Filtrationszeit der ICUMSA-Wert des Zuckersirups steigt, was auf eine Abnahme der Adsorptionskapazität der Aktivkohle zurückzuführen ist. Die Standzeit der AKS-Schichten wird im Wesentlichen von der Ausgangsqualität des Zuckers und natürlich auch von den Anforderungen an die Qualität des Zuckersirups bestimmt.

Aktivkohlehaltige Tiefenfilterschichten haben auch eine klärende Wirkung. In der Praxis sollte jedoch für diese Aufgabe ein Vorfilter eingesetzt werden. So lässt sich sicherstellen, dass das adsorptive Potential der Aktivkohle ausschließlich für die Entfärbung genutzt wird.

Softdrinks müssen frei von Partikeln wie Aktivkohle- und Staubteilchen sowie Fasern sein. Zu ihrer Entfernung nutzt man Filterkerzen oder Tiefenfilterschichten. Die Tiefenfilterschichten der T-Reihe verfügen durch spezielle, von SeitzSchenk entwickelte Herstellungsmethoden über ein permeables Hohlraumgefüge mit besonders hohem Partikelaufnahmevermögen (Abb. 4). Sie werden besonders zur Klärfiltration von hochviskosen Medien eingesetzt. Im Unterschied dazu dienen die Tiefenfilterschichten der K-Reihe zur Feinfiltration, beispielsweise zur Abtrennung von Aktivkohlepartikeln. Die Tiefenfilterschichten werden als Filtermedien in Niro-Schichtfilteranlagen eingebaut (Abb. 5).

Durch die Entwicklung von Modulen ist es gelungen, die Vorteile von Tiefenfiltern und geschlossenen Systemen zu verbinden. Ein Modul besteht im wesentlichen aus einer Filterzelle, dem Zentralrohr und Adaptern. Die einzelnen Filterzellen sind im Spritzgussverfahren randversiegelt oder von außen mit Hilfe von Clips verbunden. Die Module können einfach und schnell in Modulfilteranlagen eingesetzt werden.

Bei der Partikelfiltration von Zuckersirup haben sich sowohl plissierte Oberflächenfilterkerzen der Baureihe Seitz-Precart PP II als auch schmelzgeblasene Tiefenfilterkerzen der Reihen Procart A und T bewährt. Die plissierten Oberflächenfilterkerzen Seitz-Precart PP II verfügen über absolute Rückhalteraten (Validierung gemäß b(x)=5000) und sind für die sichere und zuverlässige Partikelrückhaltung konstruiert. Die schmelzgeblasenen Tiefenfilterkerzen der Reihen Procart A und T weisen eine spezielle Polypropylen-Mikrofaserstruktur auf. Sehr feine schmelzgeblasene Polypropylenfäden werden durch integral eingearbeitete Fasern größeren Durchmessers gestützt, so dass eine sehr starre Filtermatrix entsteht, die sich zudem durch eine abgestufte Porenstruktur auszeichnet. Die Filterkerzen werden stehend in Kerzenfilteranlagen der Baureihe Seitz-Velacart (Abb. 6) eingesetzt. Mit diesen Gehäusen können hohe Filterflächen auf geringer Fläche realisiert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Filtration in einem geschlossenen System stattfindet.

Keimreduzierende Tiefenfilterschichten wie die Seitz-Membracart PS II werden erfolgreich zur Entfernung von Bakterien, Hefen und Schimmel eingesetzt. Sie eignen sich für die Sterilfiltration. In der Tabelle sind die mit diesen Tiefenfilterschichten erreichbaren LRV-Werte für unterschiedliche Porengrößen zusammengefasst.