Geschmacksschutz für Durstlöscher - Vakuumentgasung entfernt störende Bestandteile aus Flüssigkeiten

Geschmacksschutz für Durstlöscher - Vakuumentgasung entfernt störende Bestandteile aus Flüssigkeiten

In Flüssigkeiten gelöste Gase können ziemlich störend sein. Sauerstoff lässt Getränke schal werden, Kohlendioxid verändert den pH-Wert und kann beim Abfüllen hinderlich werden. Mit Vakuum kann man die Gase entfernen.
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Wer schon einmal ein frisches Glas Leitungswasser bei Zimmertemperatur stehengelassen oder einen Topf mit Wasser erwärmt hat, kennt das Phänomen: Mit steigender Wassertemperatur bilden sich Gasbläschen an der Glaswand oder am Topfboden. Sie enthalten vor allem Kohlendioxid und Sauerstoff. Die Gase gelangen aus der Luft ins Wasser, zum Großteil schon im Wasserwerk. Dort wird das Wasser bei der Aufbereitung immer wieder belüftet. Dabei lösen sich vor allem diese beiden Luftgase in der Flüssigkeit. Der britische Chemiker William Henry hat bereits Anfang des 19. Jahrhunderts erkannt, dass die Löslichkeit vom Partialdruck des Gases und der Temperatur der Flüssigkeit abhängt. Sie steigt mit der Temperatur, nimmt dagegen bei sinkendem Druck ab.

Gase beeinträchtigen Haltbarkeit und Geschmack

Schon geringe Gasmengen entwickeln sich bei der Herstellung von Saft, Wein, Bier und Erfrischungsgetränken rasch zu Störfaktoren. Gelöster Sauerstoff etwa fördert das Keimwachstum und zerstört Vitamin C sowie andere antioxidative Substanzen. Darunter leiden Geruch, Geschmack und Haltbarkeit der Getränke. Außerdem kann es zu unappetitlichen Verfärbungen kommen. Gelöstes Kohlendioxid lässt Faseranteile und Fruchtstückchen aufschwimmen, die sich dann an der Oberfläche ablagern. Freie Gasbläschen verstärken zudem die Schaumbildung, besonders bei Getränken, die zuvor erhitzt wurden. In diesem Fall muss man die Abfüllgeschwindigkeit oft drastisch reduzieren.

Mit Vakuum lassen sich die unerwünschten Gase elegant aus den verarbeiteten Flüssigkeiten entfernen. Dabei wird zum Beispiel bei der Sprühentgasung das Wasser durch Sprühdüsen in einen Vakuumbehälter gegeben, in dem ein Druck von weniger als 300 Millibar herrscht. Im Unterdruck der Entgasungseinheit expandieren die Gasbläschen und zerplatzen. Das freiwerdende Gas wird anschließend von einer Vakuumpumpe abgesaugt.

Mit und ohne Strippgas

Die sogenannte Membranentgasung wird vor allem für die Herstellung von Saft, Wein und Bier angewandt: In einer Kolonne umfließt die Getränkflüssigkeit eine Hohlfasermembran, die nur Gase durchlässt. Die gelösten Gase dringen durch die Membran und werden mittels einer Vakuumpumpe abgesaugt. Um einen möglichst niedrigen Restgasgehalt zu erreichen, kann man auf der Gasseite zusätzlich ein sogenanntes Strippgas verwenden. Meistens wird dafür Stickstoff eingesetzt. In jedem Fall wird auf der Gasseite ein Vakuum angelegt. Das Druckgefälle „zieht" die gelösten Gase aus der Flüssigkeit.

Für die Herstellung von stillem Mineralwasser, bei dem ein besonders niedriger Restgehalt an Sauerstoff und Kohlendioxid angestrebt wird, erfolgt die Entgasung durch Hintereinanderschalten mehrerer Kolonnen. Ähnliche Prozesse gibt es auch in der chemischen Industrie, wo unerwünschte Reaktionen von Flüssigkeitsbestandteilen vermieden werden müssen.

Fernwärmenetze benötigen nicht nur von Feststoffen und Salzen gereinigtes, sondern auch entgastes und entlüftetes Wasser. Das ist vor allem eine ökonomische Frage, denn gashaltiges Kreislaufwasser lässt die Betriebskosten steigen: Gelöstes Kohlendioxid macht das Wasser zu einer Säure, die vor allem Metallteile schneller korrodieren lässt. Um das zu verhindern, werden Ionentauscher eingesetzt, die wiederum eine ständige Zufuhr von Chemikalien zur Regeneration brauchen. Wird das Wasser im Leitungsnetz entgast, ist diese Maßnahme überflüssig. Das Verfahren verhindert auch die unerwünschten Wirkungen des Sauerstoffs. Dieser fördert ebenfalls die Korrosion und darüber hinaus auch das Keimwachstum. Letzteres kann zur Entstehung von sogenannten Biofilmen führen, die zum Beispiel Filter verstopfen oder den Querschnitt von Ventilen und Leitungen verengen.


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