AT395251B

AT395251B - Verfahren zur aufbereitung fettreicher oelsamen

Info

Publication number: AT395251B
Application number: AT54887A
Authority: AT
Original assignee: Thaelmann Schwermaschbau Veb
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1987-03-09
Publication date: 1992-11-10
Also published as: CH675128A5; ATA54887A; DE3707541C3; DD249917A1; DE3707541A1; DE3707541C2

Description

AT 395 251B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung fettreicher Ölsamen, vorzugsweise von Sonnenblumen und Rapssamen, zwecks Effektivierung der Schälung sowohl im Hinblick auf eine Qualitätsverbesserung der Endprodukte Rohöl und Extraktionsschrot, als auch auf die Gewinnung ein»- reinen, d. h. nahezu schalenfreien Kemfraktion.

Die resultierenden Endprodukte sind nahezu schalenfrei und im direkten Einsatz als Nuß- oder Mandelsubstitut sowie zur Weiterverarbeitung zu proteinangereicherten Folgeprodukten, wie Samenmehle, Proteinkonzentrate oder -isolate, prädestiniert

Traditionelle Aufbereitungsverfahren für Ölsamen beinhalten bekanntlich in der Regel eine partielle Schälung und thermische Konditionierung der zerkleinerten Samen vor der Pressung und/oder Extraktion. Die Entfettung ölreicher Samen durch Direktextraktion erfordert daneben spezielle Aufbereitungsverfahren, wie eine Druckkonditionierung und Zwischenzerkleinerung; solchermaßen gewonnene Extraktionsschrote weisen allerdings eine starke Proteindenaturierung auf und sind meist nur noch für die Tiemahrung einsetzbar.

Moderne Aufbereitungsverfahren, die auch auf eine Nutzbarmachung der Schilfer oder Extraktionsschrote als Rohstoffquellen zur Proteingewinnung für die Humanemährung oder eine physikalische Raffination von Rohölen abzielen, benötigen gleichfalls spezielle Schäl- und Konditionierungsverfahren. Erstem haben eine weitgehende Schalenabtrennung, letztere eine Enzymaktivierung und Intensivierung von Diffusionsvorgängen vor oder während der Entfettung zu ermöglichen, um hohe Öl- und Phosphatidausbeuten bei zugleich hohen Materialdurchsätzen zu garantieren.

Effektive Schälverfahren setzen Zerkleinerungsmaschinen mit spezieller Walzenanordnung oder speziellen Prall- und Beschleunigungs- oder Druck- und Entspannungsvorrichtungen voraus, die nur geringe Anteile an ungeschälten Samen und Fruchtfleischpartikeln mit anhaftender Schale bedingen. Diesbezügliche Schälverfahren, die auf eine Reduzierung des Schalengehaltes von Samen auch unter 3 % orientieren, sehen im weiteren eine mehrfache Fraktionierung der gebrochenen Samen mittels Sieb- und/oder Windsichtanlangen vor, wobei neuerdings die elektostatische Abscheidung als Verfahren der Wahl herausgehoben wird.

Alternative Verfahren zur effektiven Schalenabtrennung sind weiterhin die Sedimentation in wäßrigen/nicht-wäßrigen Medien und die Flotation.

Praxisrelevante S chäl verfahren zur Anreicherung von Extraktionsschroten mit Rohproteinen unter gleichzeitiger Eliminierung von Rohfaserkomponenten sind darüber hinaus die Fraktionierung entfetteter Samenmehle mittels spezieller Sichter nach Feinzerkleinerung.

Eine Verbesserung u. a. des Schäleffektes, insbesondere von Sojabohnen, soll durch Tempern, d. h. einem Feuchtigkeitsausgleich zwischen der Schalen- und Kemfraktion unter bestimmten Lagerungsbedingungen, erreicht werden, und bei Sonnenblumensamen soll sich eine Herabsetzung des Feuchtigkeitspotentials zwischen der Schalen-und Kemfraktion auf 6 - 7 % durch Trocknung als vorteilhaft erweisen.

AlsgravierendeNachteile genannter Schälverfahren isteinegeringe Effektivität hinsichtlich derSchalenabtrennung der Durchsatzleistung oder ein hoher verfahrenstechnischer Aufwand hervorzuheben.

Das Ziel der Erfindung ist daher einmal die Effektivierung des traditionellen Schälprozesses von Ölsamen, vorzugsweise von Sonnenblumen- und Rapssamen, duch Reduzierung des Anteils ungebrochene oder anhaftende SchalenpartikelausweisenderSamen,zum anderen alternativ dazu dieGewährleistungeinersogenanntenNullschälung, d. h. weitgehenden Schalenabtrennung.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Verfahrensbedingungen aufzuzeigen, die eine partielle oder nahezu vollständige Schalenabtrennung und demzufolge eine Verbesserung der Öl- und Schrotqualität durch Senkung des Sterol- und Rohfaser- bzw. Erhöhung des Proteingehaltes ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem intakte gereinigte fettreiche Ölsamen, vorzugsweise Sonnenblumen- und Rapssamen, durch Kombination von Befeuchtung, Tempern undTrocknen nach einer Größenklassierung sukzessive duch Feuchtigkeitszugabe und -angleichung mit nachfolgendem Feuchtigkeitsentzug bei einem so aufeinander abgestimmten Temperatur-Zeit-Regime aufbereitet werden, daß die originäre positive Feuchtig-keits-Potential-Differenz zwischen den Feuchtigkeiten der Schalen- und Kemfraktion duch Tempern nach Zusatz von Wasser, vorzugsweise in Form von Wasserdampf, in einem geschlossenen System einander angeglichen und durch Trocknen in negative Bereiche der Feuchtigkeits-Potential-Differenz von Schalen- und Kemfraktion, d. h. zugunsten der Kemfraktion, verschoben wird.

Wie nämlich gefunden wurde, besteht zwischen der Kern- und Schalenffaktion fettreicher Ölsamen, wie Sonnenblumen- undRapssamen, aber im Gegensatz zu fettarmen Leguminosesamen, wie Sojabohnen undLupinen, eine relativ hohe artspezifische Feuchtigkeits-Potential-Differenz, die bei ausgewählten Samen nachfolgende Größenordnungsbereiche umfaßt: -2-

AT395 251B

Wassergehalte bei Öl- und Leguminosesamen

Substrat Wassergehalt % Schalenfraktion Wassergehalt % Kemfraktion Wassergehalt % Samen, total Potential Differenz % Sonnenblumen- 10-12 5-7 7-10 ca. 5 samen Rapssamen 8-10 6-8 7-10 ca. 2 Sojabohnen 9-11 9-11 9-12 0 Lupinen 8-10 8-10 8-11 0

Bei der fiblicherweise unabhängig von einer Schälung vorgenommenen Temperung wird diesePotentialdifferenz nur geringfügig verändert, so daß nach wie vor die an sich bekannten Probleme einer zu geringen Sprödigkeit der Schalenfraktion auftreten, die sich in einem hohen Schalenanteil nach der Schälung manifestieren. Bei einer vorgeschlagenen ausschließlichen Trocknung gemäß der später veröffentlichten DD-PS 217 999 wird zwar die originäre Potentialdifferenz erniedrigt, jedoch ist damit gleichfalls eine starke Abnahme des Wassergehaltes der Kemfraktion verbunden, wodurch wiederum ein hoher Anteil an Kembruch resultiert

Durch das erfindungsgemäße Vorgehen einer aufeinander abgestimmten Kombination von Befeuchtung, Tempern und Trocknen wird sowohl die notwendige hoheElastizität der Kemfraktion, als auch einehohe Sprödigkeit der Schalenfiaktion gewährleistet wobei sich die Einstellung einer Feuchtigkeits-Potential-Differenz zwischen den Feuchtigkeiten von Schalen· und Kemfraktion nach dem Tempern von höchstens+2% und nach dem Trocknen von mindestens - 2 % als besonders zweckmäßig erwiesen hat

Das Befeuchten, Tempern und Trocknen der Ölsamen als notwendige Voraussetzung für die Effektivierung des Schälprozesses erfolgt erfindungsgemäß in mehreren voneinander unabhängigen oder miteinander gekoppelten Prozeßstufen, vorzugsweise unter Anwendung des Fließbett· oder Wirbelschichtprinzips. Dabei wird während des Befeuchtens die Erhöhung des Wassergehaltes in den Samen zwischen 10 und 20 %, bezogen auf die Gesamtsamenmasse, vorzugsweise 12 bis 15 %, gegebenenfalls durch Kurzzeiterhitzung mit gesättigtem Wasserdampf über Zeiträume von 0,5 bis 5 min, vorzugsweise 1 bis 3 min, bewerkstelligt; die Feuchtigkeitsangleichung wird durch Tempern in einem geschlossenen System bei Temperaturen von 20 bis 80°, vorzugsweise40bis 60 °C, über Zeiträume von 1 bis 48 h, vorzugsweise 3 bis 12 h, vorgenommen, und der Feuchtigkeitsentzug erfolgt durchTrocknen unter Einstellung von Wassergehalten zwischen 5 und 10 %, vorzugsweise 6 bis 8 %, mittels Schockerhitzung bei Temperaturen von 100 bis 150° C, vorzugsweise 110 bis 120° C, über Zeiträume von 0,5 bis 5 min., vorzugsweise 1 bis 2 min.

Wie weiterhin gefunden wurden, ist eine vorherige Größenklassierung der Samen in mindestens 2 Fraktionen mit nahezu einheitlicher Samengröße vor der eigentlichen Schälung als eine hinreichende Voraussetzung für die Erzielung hoher Schäleffektebeim erfindungsgemäßen Verfahren anzusehen. Unter den genannten Voraussetzungen der Verfahrensführung beim Befeuchten, Tempern und Trocknen erweisen sich die nachzuschaltenden Prozeßstufen der eigentlichen Schalenablösung und -abtrennung als unkritisch, jedoch ist der Einsatz von Gummiwalzen- oder Schlagleistenschälern, in Kombination mitSieb- undWindsichtungsanlangen,gegebenenfallsauchElektroabscheidem, besonders vorteilhaft.

Ausflihtungstoispiei

Die Erfindung wird anhand folgender Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Beispiel 1 100 kg Sonnengblumensamen (Schalengehalt 29,3 %) werden duch Siebung in 3 Fraktionen klassiert, wobei eine Hauptfraktion mit einem mittleren Samendurchmesser zwischen 3 bis 5 mm (ca. 70 %) neben größeren und kleinen Samen, Bruch und Besatz anfällt. Diese Hauptfraktion wird nach Vorerwärmung auf 70 °C 2 min mit Sattdampf unter gleichzeitiger Erhöhung des Wassergehaltes befeuchtet und 12 h bei 40 °C im geschlossenen System getempert.

Die getemperten Samen werden 2 min in Fließbetttrockner bei 120 °C getrocknet, mittels Schlagleistenschäler angeschlagen und durch Plan- und Windsichtung weiterfraktioniert. -3-

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In den einzelnen Prozeßstufen resultieren nachstehende Wassergehalte in % in den intakten Samen sowie der Schalen· und Kemfraktion:

Prozeßstufe Samen Schalen Krane Potentialdifferenz % vor Befeuchtung 8,4 10,8 5,6 + 53 nach Befeuchtung 15,8 18,2 13,2 + 5,0 nach Tempern 15,7 16,0 15,5 + 03 nach Trocknen 8,0 6,8 93 - 23

Die nach der Schalenabtrennung durch Siebung und Sichtung jeweils anfallende Hauptfraktion weist folgende Massen und Schalengehalte auf:

Siebfraktion Sichtfiaktion (2-4 mm) (24 mm) Masse-% Schalen-% Masse-% Schalen-% 553 12,8 41,6 0,5

Beispiel 2 100 kg Rapssamen (Schalengehalt 15,7 %) werden durch Siebung in 2 Fraktionen klassiert, wobei u. a. eine Hauptfraktion mit einem mittleren Samendurchmesser zwischen 1,6 und 2,6 mm (ca 90 %) anfällt. Diese Hauptfraktion wird mittels Sattdampf 1 min unter gleichzeitiger Erhöhung des Wassergehaltes befeuchtet und 3 h bei 60 °C in einem geschlossenen System getempert Nachfolgend wird 3 min in der Wirbelschicht bei 110 °C getrocknet, mittels Gummiwalzenschäler geschält, durch Windsichtung vorfraktioniert und mittels Elektroabscheider feinfraktioniert

Nach den einzelnen Prozeßstufen resultieren nachstehende Wassergehalte in % in den intakten Samen sowie der Schalen- und Kemfraktion:

Prozeßstufe Samen Schalen Kerne Potentialdifferenz % vor Befeuchtung 73 9,3 6,4 + 2,9 nach Befeuchtung 17,1 193 16,7 + 2,5 nach Tempern 173 17,4 173 + 03 nach Trocknen 9,0 7,3 9,3 - 2,0

Die nach der Schalenabtrennung durch Sichtung undElektroabscheidung jeweils anfallende Hauptfraktion weist folgende Massen und Schalengehalte auf:

Sichtfraktion Elektroabscheiderfraktion (1-2 mm) (1-2 mm) Masse-% Schalen-% Masse-% Schalen-% 75,6 7,3 68,4 0,9 -4-

Claims

AT 395 251B PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Aufbereitung fettreicher Ölsamen, vorzugsweise von Sonnenblumen- und Rapssamen, zwecks Schälung und Entfettung, durch Kombination von Befeuchten, Tempern und Trocknen, dadurch gekennzeichnet, daß intakte gereinigte Samen nach einer Größenklassierung sukzessive durch Feuchtigkeitszugabe und nachfolgendem Feuchtigkeitsenzug bei einem so aufeinander abgestimmten Temperatur-Zeit-Regime aufbereitet werden, daß die ursprünglich positive Feuchtigkeits-Potential-Differenz zwischen den Feuchtigkeiten der Schalen- und Kemfraktion durch Tempern in einem geschlossenen System nach Zusatz von Wasser, vorzugsweise Wasserdampf, einander angeglichen und nachfolgend durchTrocknen unter SchockerhitzungmnegativeBereichederFeuchtigkeits-Potential-Differenz von Schalen- und Kemfraktion verschoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Samen vor der Schälung einer Größenklassierung in mindestens 2 Fraktionen mit nahezu einheitlicher Samengröße unterworfen und diese Fraktionen gesondert verarbeitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß klassierte Samen auf Wassergehalte zwischen 10 und 20 %, bezogen auf die Gesamtsamenmasse, vorzugsweise 12 bis 15 %, gegebenfalls unter Kurzzeiterhitzung mit gesättigtem Wasserdampf über Zeiträume von 0,5 bis 5 min, vorzugsweise 1 bis 3 min, eingestellt werden und nachfolgend durch Temperung eine Feuchtigkeitsangleichung bei Temperaturen von 20 bis 80 °C, vorzugsweise 40 bis 60 °C, über Zeiträume von 1 bis 48 h, vorzugsweise 3 bis 12 h, erfolgt
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen der getemperten Samen unter Einstellung eines Wassergehaltes von 5 bis 10 %, vorzugsweise 6 bis 8 %, durch Schockerhitzung bei Temperaturen von 100 bis 150 °C, vorzugsweise 1 lObis 130 °C, über Zeiträume von 0,5 bis 5 min, vorzugsweise 1 bis2min, erfolgt
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieFeuchtigkeits-Potential-Differenz zwischen den Feuchtigkeiten der Schalen- und Kemfraktion nach dem Tempern höchstens + 2 %, nach dem Trocknen mindestens -2% beträgL
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befeuchten, Tempern und Trocknen in mehreren voneinander unabhängigen oder untereinander gekoppelten Prozeßstufen durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die getemperten und getrockneten Samen unmittelbar nach an sich bekannten Verfahren geschält und in Samenkeme und Schalen getrennt werden. -5-