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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung granulierter Proteinkonzentrate aus Grünpflanzen, bei welchem Grünpflanzen mit 10 bis 25 Massen-% Trockensubstanzgehalt mechanisch aufgeschlossen werden, wobei aus dem so entstandenen Gemisch anschliessend ein Presssaft mit 5 bis 15 Massen-% Trockensubstanzgehalt abgetrennt, wahlweise koaguliert bzw. thermisch konzentriert wird.
Zur Gewinnung von Proteinkonzentraten aus Grünpflanzen sind Methoden bekannt, die sich im wesentlichen in den folgenden Verfahrensstufen zusammenfassen lassen :
1. Mechanischer Aufschluss durch Zerkleinerung der Grünpflanzen und damit Zerstörung ihrer Zellstruktur.
2. Abtrennung der gelösten Pflanzenbestandteile von der Zellulose durch Pressen, wodurch ein Presssaft und ein Pressrückstand als Futtermittel für Wiederkäuer entsteht.
3. Koagulierung des Presssaftes und Trennung des Koagulats in ein grünes, quarkähnliches
Protein-Suspensions-Lösungsgemisch und in einen braunen Saft.
4. Trocknung des Protein-Suspensions-Lösungsgemisches.
5. Verarbeitung des braunen Saftes durch Eindickung, Fermentierung usw.
Wird als Verfahrensstufe für die Weiterverarbeitung des Presssaftes eine Eindampfung gewählt, die zweckmässigerweise zur Vermeidung einer thermischen Produktschädigung unter Vakuumbedingungen erfolgt, so bleiben in dem Protein-Suspensions-Lösungsgemisch alle löslichen Stoffe enthalten und eine gesonderte Verarbeitung von braunem Saft entfällt. Da im letztbeschriebenen Falle auch Zucker im Protein-Suspensions-Lösungsgemisch verbleibt, gestaltet sich die Trocknung schwieriger.
Nach dem ungarischen VEPEX-bzw. nach dem amerikanischen Pro-Xan-Verfahren erfolgt die Trocknung sowohl des Protein-Suspensions-Lösungsgemisches als auch des braunen Saftes, bei 250 bis 300 C in einem Zerstäubungstrockner bzw. in andern konventionellen Trocknern. Das pulverförmige Proteinkonzentrat wird teilweise zu Pellets verpresst. Als eine Möglichkeit wird beim Pro-Xan-Verfahren auch die Methode verwendet, Koagulat mit 40 Massen-% Trockensubstanzgehalt zu formen und anschliessend zu trocknen.
Bei den in der Praxis bekannten Verfahren wird eine Koagulierung des Presssaftes, dessen Trennung in einen braunen Saft und in ein Protein-Suspensions-Lösungsgemisch sowie die Entwässerung des letzteren in einem Trommeltrockner vorgenommen. Die Granulation erfolgt in einer gesonderten Verfahrensstufe.
Nach der DE-OS 2832883 wird das aus dem Presssaft durch mechanisches Trennen vom braunen Saft gewonnene Protein-Suspensions-Lösungsgemisch sprühgetrocknet und nach der DE-AS 1492865 wird der Trocknung wahlweise eine Granulation nachgeschaltet und gemäss der DE-OS 2540168 wird eine Vakuumtrocknung mit anschliessender Granulation vorgeschlagen.
Bisher ist eine gleichzeitige Trocknung und Granulierung des Presssaftes oder des Protein- - Suspensions-Lösungsgemisches in nur einem Verfahrensschritt nicht bekannt. Die Schwierigkeit, eine Granulationstrocknung des Presssaftes oder des-insbesondere durch Eindampfung hergestell- ten - Protein-Suspensions-Lösungsgemisches zu realisieren, ist hauptsächlich im Zuckergehalt zu sehen.
Mit keinem der bislang bekannten Verfahren ist die völlige Vermeidung von Verlusten infolge thermischer Zersetzung gelungen, da sowohl bei der Zerstäubungs- als auch Trommeltrocknung hohe Temperaturen durch das Trocknungsmedium 250 bis 300 C und der Apparatewandungen auftreten, die örtlich zu Überhitzungen des Produktes führen können.
Weiterhin sind alle bisherigen Verfahren zur Gewinnung von Proteinkonzentraten aus Grünpflanzen mit der Entstehung lästiger Stäube verbunden, die im Produktions- und bei Transport-Umschlag-Lagerprozessen sowie während der Verfütterung und ihrer Vorbereitung technologisch schwierig beherrschbar sind.
Ein weiterer Nachteil dieser Verfahren ist es, dass die Einbringung von Zusätzen, wie Pharmazeutika, Wirkstoffe, Mineralstoffe und Zusatzfutter- oder Lebensmittelkomponenten beliebiger Ausgangskonsistenz, in die Proteinkonzentrate nicht möglich ist.
Endlich ist es durch die US-PS Nr. 3, 823, 128 bekanntgeworden, ein mit Zusätzen und arteigenem braunem Saft gemischtes Grünpflanzenprodukt zu trocknen, das Produkt wurde aber vorher gepresst bzw. der Grünsaft zentrifugiert. Auch gemäss der AU-PS 15934/76 wird aufbereitetes
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Pflanzenmaterial sprühgetrocknet und nicht granuliergetrocknet. Die chemischen und physikalischen
Bedingungen der Koagulierung und der thermischen Konzentrierung der Presssäfte werden bei der beanspruchten Granuliertrocknung als bekannt vorausgesetzt.
Alle diese bekannten Verfahren können den heutigen hohen Anforderungen zur Gewinnung solcher granulierter Proteinkonzentrate nicht genügen.
Ziel der Erfindung ist es, bei der Gewinnung von Proteinkonzentraten aus Grünpflanzen den Presssaft oder das Protein-Suspensions-Lösungsgemisch zur Granulaten mit höheren Gebrauchswerteigenschaften zu verarbeiten, in denen alle Inhaltsstoffe des Presssaftes oder des Protein- - Suspensions-Lösungsgemisches, auch die gelösten, verlustlos enthalten bleiben und in die Zusätze, wie Pharmazeutika, Wirkstoffe, Mineralstoffe und Zusatzfutter- bzw. Lebensmittelkomponenten beliebiger Ausgangskonsistenz, eingebracht werden können.
Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung zu lösen ist, besteht darin, bei der Gewinnung von Proteinkonzentraten aus Grünpflanzen den Presssaft oder das Protein-Suspensions-Lö- sungsgemisch in nur einer Verfahrensstufe gleichzeitig zu trocknen, zu granulieren und Zusätze in die Granulate einzubringen, ohne dass Stäube entstehen oder thermische Produktschädigungen auftreten. Überraschend wurde gefunden, dass die Hilfe der Wirbelschichtgranulationstrocknung direkt aus dem Presssaft oder aus dem Protein-Suspensions-Lösungsgemisch getrocknete Granulate hergestellt werden können, wenn zur Bindung der Granulatoberflächenfeuchte von im Presssaft oder im Protein-Suspensions-Lösungsgemisch enthaltener granulationsverhindernder Komponenten, wie Zucker, Zusätze, z. B. Mineralstoffgemisch, in die Wirbelschicht eingebracht werden.
Dabei darf die Temperatur der Wirbelschicht 348 K nicht überschreiten. Grünpflanzen mit 10 bis 25 Mas- sen-% Trockensubstanzgehalt erfahren einen mechanischen Aufschluss mit anschliessender Abtrennung in einen Pressrückstand und einen Presssaft, der 5 bis 15 Massen-% Trockensubstanz enthält.
Durch thermisches oder chemisch-physikalisches Konzentrieren des Presssaftes entsteht ein Protein- -Suspensions-Lösungsgemisch mit bis zu 75 Massen-% Trockensubstanzgehalt. Bei maximal 348 K Wirbelschichttemperatur wird das Protein-Suspensions-Lösungsgemisch gemeinsam mit Zusätzen beliebiger Ausgangskonsistenz, wie Wirkstoff, Mineralstoffe, Zusatzfutter- oder Lebensmittelkomponenten und Pharmazeutika, deren Menge maximal 1000 g/kg Trockensubstanzgehalt des Protein-Suspensions- - Lösungsgemisches bzw. des Presssaftes beträgt, einer Wirbelschichtgranulationstrocknung, vorzugsweise mit klassierendem Granulatabzug, unterzogen. Das Granulatprodukt weist eine Grösse zwischen 0, 1 und 30 mm Durchmesser und einen Trockensubstanzgehalt grösser oder gleich 80 Massen-% auf.
Das mit dem Trocknungsmedium ausgetragene Feinkornprodukt besitzt eine Teilchengrösse kleiner 0, 1 mm Durchmesser und einen Trockensubstanzgehalt grösser oder gleich 80 Massen-%.
Das Feinkornprodukt wird vollständig, teilweise oder überhaupt nicht in die Wirbelschicht zurückgeführt.
Die Erfindung ist demgemäss in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrennte Presssaft zusammen mit bis zu 1000 g pulverförmigen, körnigen, suspendierten, gelösten oder geschmolzenen Zusätzen, wie Wirkstoffe, Mineralstoffe, Zusatzfutter- oder Lebensmittelkomponenten und/oder Pharmazeutika pro kg Trockensubstanz als Protein-Suspensions-Lösungsgemisch in einer Wirbelschicht bei einer Temperatur von maximal 348 K zu einem Granulatprodukt von 0, 1 bis 30 mm Durchmesser mit mehr als 80 Massen-% Trockensubstanzgehalt und einem Feinkornprodukt mit einem Durchmesser kleiner 0, 01 bis 0, 1 mm mit mehr als 80 Massen-% Trockensubstanzgehalt granuliergetrocknet und das Feinkornprodukt je nach Verwendungszweck in die Wirbelschicht zurückgeführt bzw. weiter verarbeitet wird.
Die Erfindung wird nachstehend durch Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel 1 : Erntefrische Luzerne mit 20 Massen-% Trockensubstanzgehalt erfährt in einem nach dem Messerprinzip arbeitenden Apparat einen mechanischen Aufschluss. Die Abtrennung des Presssaftes vom Pressrückstand aus dem Brei, der im Ergebnis des mechanischen Aufschlusses anfällt, erfolgt in einer Schneckenpresse. Es ergeben sich, bezogen auf die erntefrische Luzerne, 50 Massen-% Presssaft mit einem Trockensubstanzgehalt von 9 Massen-%. Die weitere Verwendung des Pressrückstandes erfolgt in bekannter Weise als Futtermittel für Wiederkäuer. Ein thermisches Konzentrieren des Presssaftes in einem Vakuumverdampfer führt zu einem Protein-Suspensions-Lösungsgemisch mit 40 Massen-% Trockensubstanzanteil, in welchem neben den Proteinen auch
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die gelösten Stoffe der Luzerne enthalten sind.
Dieses noch pumpfähige Gemisch wird zusammen mit 50 g pulverförmigem Futterkalk, bezogen auf 1 kg Trockensubstanz, einer Wirbelschichtgranulationstrocknung unterzogen, wobei die Temperatur der Wirbelschicht 338 K beträgt. Hergestellt wird ein Granulatprodukt mit intensiv dunkelgrüner Färbung und 3 bis 7 mm Durchmesser, das völlig staubfrei ist, da es der Wirbelschicht mit Hilfe eines klassierend wirkenden Abzuges entnommen wird. Das gesamte im Zyklon abgeschiedene Feinkornprodukt, welches 5% der Masse des Granulatproduktes beträgt, wird in die Wirbelschichtgranulationstrocknung zurückgeführt.
Die Zusammensetzung des Granulatproduktes besteht dann aus 63 Massen-% Rohprotein, 14 Massen-% Mineralsalze, 4 Massen-% Rohfett, 5 Massen-% Rohzellulose, 3 Massen-% Restbestandteile und zulässigem Wasseranteil.
Beispiel 2 : Erntefrischer Klee mit 22 Massen-% Trockensubstanzgehalt wird mechanisch aufgeschlossen. Die anschliessende Abtrennung des Presssaftes vom Pressrückstand aus dem Brei, der im Ergebnis des Aufschlusses anfällt, erfolgt in einer Schneckenpresse. Daraus wird ein Presssaft von 60 Massen-% mit einem Trockensubstanzgehalt von 10 Massen-% gewonnen. Der Pressrückstand wird als Futtermittel weiter verarbeitet. Der gewonnene Presssaft wird koaguliert - chemisch und physikalisch konzentriert, woraus ein quarkähnliches Protein-Suspensions-Lösungsgemisch mit 50 Massen-% Trockensubstanzanteil entsteht, in welchem neben den Proteinen auch die gelösten Stoffe des Klees enthalten sind.
Diesem noch pumpfähigen Gemisch werden Mineralstoffe 1 : 20, bezogen auf den Trockensubstanzanteil, zugegeben und dann zusammen einer Wirbelschichtgranulationstrocknung unterzogen, wobei die Temperatur dabei in der Wirbelschicht 330 K beträgt.
Hergestellt wird ein klassiertes Granulat von 5 bis 10 mm Durchmesser mit dunkelgrüner Färbung in der Zusammensetzung 65 Massen-% Rohprotein, 15 Massen-% Mineralsalze, 5 Massen-% Rohfett, 5 Massen-% Rohzellulose sowie Restbestandteile mit zulässigem Wasseranteil.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung granulierter Proteinkonzentrate aus Grünpflanzen, bei welchem Grünpflanzen mit 10 bis 25 Massen-% Trockensubstanzgehalt mechanisch aufgeschlossen werden, wobei aus dem so entstandenen Gemisch anschliessend ein Presssaft mit 5 bis 15 Massen-% Trockensubstanzgehalt abgetrennt, wahlweise koaguliert bzw. thermisch konzentriert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrennte Presssaft zusammen mit bis zu 1000 g pulverförmigen, körnigen, suspendierten, gelösten oder geschmolzenen.
Zusätzen, wie Wirkstoffe, Mineralstoffe, Zusatzfutter- oder Lebensmittelkomponenten und/oder Pharmazeutika pro kg Trockensubstanz als Protein- - Suspensions-Lösungsgemisch in einer Wirbelschicht bei einer Temperatur von maximal 348 K zu einem Granulatprodukt von 0, 1 bis 30 mm Durchmesser mit mehr als 80 Massen-% Trockensubstanzgehalt und einem Feinkornprodukt mit einem Durchmesser kleiner 0, 01 oder 0, 1 mm mit mehr als 80 Massen-% Trockensubstanzgehalt granuliergetrocknet und das Feinkornprodukt je nach Verwendungszweck in die Wirbelschicht zurückgeführt bzw. weiter verarbeitet wird.