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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur lösungsmittelfreien Gewinnung von fettarmen proteinhaltigen Nahrungs- und Futtermitteln aus den Rückständen der ersten kontinuierlichen Hitzepressung, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstände schrittweise einer nassen Vorzerkleinerung mit einer Ultrafeinmühle unterzogen, dann mit Heisswasser bei erhöhter Temperatur kontinuierlich in einem Autoklav mit Förderschnecke behandelt werden und schliesslich die erhaltene Suspension in eine Ol-Wasserphase und in eine Feststoffphase mittels einer horizontalen Dekantierzentrifuge abgetrennt und die Feststoffe aufgearbeitet werden.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nasszerkleinerung in Teilchen von 50 bis 100 Mikron erfolgt.
3. Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung im Autoklav bei 90 bis 105 "C erfolgt.
4. Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstände Extrakte von Soja, Sesam, Erdnuss, Sonnenblumen, Raps, Lein, Baumwollsamen, Carthamou, Kokos und Palmfrüchten sind.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von fettarmen eiweisshaltigen Nahrungs- und Futtermitteln aus den Rückständen der Abtrennung nach der kontinuierlichen Pressung, ohne Verwendung von organischen Lösungsmitteln.
Bei der Herstellung von Ölen und Fetten aus ölhaltigen Samen von Pflanzen werden diese zunächst einer Waschung mit Wasser unterworfen. Danach erfolgt eine Entfernung eventuell vorhandener Schalen und anschliessend eine Grobund Feinzerkleinerung, je nach der Art der Ölfrüchte. Die so zerkleinerten Olfrüchte mit einem Fettgehalt zwischen 20 bis 40% werden thermisch behandelt und in speziell dafür vorgesehenen Pressen von Öl und den Feststoffen befreit. Das Rohöl wird filtriert und einer weiteren Raffinierung zugeführt.
Die noch 15 bis 20% Fett enthaltenden Rückstände werden mittels organischer Lösungsmittel weiter entfettet und dienen schliesslich als eiweisshaltige Futtermittel von unterschiedlicher Qualität, je nach Verwendung der Art des Lösungsmittels und den davon zurückbleibenden Lösungsmittelrückständen.
Auch das auf diese Weise gewonnene Öl enthält nach der Abdestillation des Lösungsmittels Verunreinigungen, vor allem Farbstoffe, die durch das Lösungsmittel aus den Rückständen herausgelöst wurden und im Öl zurückbleiben.
Als Lösungsmittel kommt vorzugsweise Hexan in Frage, das jedoch den Nachteil der Brennbarkeit aufweist. Der Einsatz von Chlorkohlenwasserstoffen ist für Nahrungs- und Futtermittel weitgehend nicht gestattet. Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Lösungsmitteln ist deren hoher Preis und die Notwendigkeit der Rückgewinnung, was weitere aufwendige Anlagen erfordert.
Ein weiterer grosser Nachteil der mit Lösungsmitteln arbeitenden Verfahren ist im grossen Platzbedarf zu sehen. Die Lösungsmittelrückgewinnung darf aus Sicherheitsgründen nicht im gleichen Gebäude wie die Extraktion durchgeführt werden.
Aus der CH-PS 575457 ist ein Verfahren zur lösungsmittelfreien Extraktion von Fett aus den Nüssen der tropischen Karitefrüchte bekannt. Dieses Verfahren geht von den fein gemahlenen Früchten aus und stellt eine Trennung der Fettphase und Wasserphase durch Wärmeeinwirkung bei 70 bis 80 "C dar. Bei diesem Verfahren bleiben die mechanisch nicht zerstörten Zellen intakt.
Nachteil dieses Verfahrens ist, dass neben der ungenügenden Trennung der Phasen nur Fett in sehr geringer Ausbeute gewonnen werden kann. Von einer Verwertung der Rückstände ist keine Rede.
Aufgabe der Erfindung ist die Gewinnung proteinreicher, fettarmer Rückstände aus der ersten Hitzepressung, die als Nahrungs- und Futtermittel geeignet sind, unter Ausschluss einer Lösungsmittelextraktion der Fette.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäss Patentanspruch nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstände schrittweise einer nassen Vorzerkleinerung in einer Ultrafeinmühle unterzogen, dann mit Heisswasser bei erhöhter Temperatur kontinuierlich in einem Autoklav mit Förderschnecke behandelt werden und schliesslich die erhaltene Suspension in eine Ol-Wasseiphase und in eine Feststoffphase mittels einer horizontalen Dekantierzentrifuge abgetrennt und die Feststoffe zu Nahrungs- und Futtermitteln aufgearbeitet werden.
Durch die einzelnen Schritte werden die durch die bekannte Vorbehandlung ungenügend, nur im Makrobereich aufgeschlossenen fetthaltigen Pflanzenteile weiter aufgeschlossen. Durch die Nassbehandlung in der Ultrafeinmühle werden die Fett enthaltenden Pflanzenzellen mechanisch im Mikrobereich aufgeschlossen. Die einzelnen Teilchen weisen eine Grösse zwischen 50 und 100 Mikron auf. Nun kann durch die Hitzebehandlung zwischen 90 und 105 "C im Autoklav mit einer im Gleichstrom fördernden unendlichen Schnecke das Fett bzw. Öl aus den Zellen durch Wasser verdrängt werden. Die eigentliche Phasentrennung erfolgt dann in bekannter Weise mittels einer horizontalen Dekantierzentrifuge.
Das Verfahren soll beispielhaft anhand einer Skizze ausführlich beschrieben werden.
Die Ölfrüchte werden in bekannter Weise durch Reinigung, Entfernung der Schalen, Grob- und Feinzerkleinerung vorbehandelt und einer dampfbeheitzten 1. Pressung in dem dafür vorgesehenen Filter 1 unterzogen. Die erhaltenen Rückstände enthalten noch 15 bis 20% Öl. In einer Ultrafeinmühle 2 wird unter Zuführung von Wasser aus einem Vorratsbehälter 3 die Zerkleinerung und Homogenisierung vorgenommen. Im Reaktor 4, der mit einer horizontalen Schnecke versehen ist, wird die Mischung unter Zugabe einer angesäuerten wässrigen Lösung mit pH 4 bis 7 aus Behälter 5 bei 90 bis 105 CC, vorzugsweise bei 100 0C behandelt.
Der Reaktor arbeitet im Gleichstrom und kann mit langsam laufenden Schaben versehen sein, welche ein Absetzen der Öl/Wasser/Feststoffsuspension an den Reaktorwänden verhindert. Die Suspension wird so im Gleichstrom mittels der Schnecke durch den Reaktor hindurch gefördert und über eine Leitung 6 einer horizontalen Dekantierzentrifuge 7 zugeführt. Diese Dekantierzentrifuge trennt die flüssige Phase Wasser vom Feststoffab.
Die flüssige Phase wird mittels eines Separators 8 in Öl und Wasser aufgetrennt. Das Öl wird einer Weiterverarbeitung zugeführt. Das Wasser kann anstelle von Frischwasser einem weiteren Reaktor 4' zugeführt werden, der genau in der gleichen Weise wie Reaktor 4 arbeitet. Auch die weitere Aufarbeitung erfolgt analog in dem Dekanter 7' und dem Separator 8'. Die Anzahl der Reaktoren 4, 4', 4" usw. hängt lediglich von der Art der eingesetzten Ölfrüchte ab und von dem Grad der gewünschten Entfettung. Der Behälter 5' enthält vorzugsweise eine wässrige Säurelösung und der Behälter 5" vorzugsweise eine wässrige Baselösung zur Einstellung der gewünschten pH-Werte.
Die den Reaktor 4" verlassende ölarme Suspension wird
über eine Zentrifuge 9 aufgetrennt und die festen Stoffe direkt der Tierfütterung 10 zugeführt. Die flüssige Phase 11 enthält die gewünschten löslichen Proteine, die nach Einstellung der Lösung auf pH 6,0 bis 8,5 in einem weiteren Dekanter 12 nachgereinigt werden. Das Abwasser vom Dekanter 12 wird einer Aufbereitungsanlage 18 zugeführt. Das gereinigte Protein wird in einem Behälter 13, nach Einstellung auf den isoelektrischen Punkt pH 4 bis 5, ausgefällt und über einen Separator 14 von der flüssigen Phase abgetrennt. Letztere kann als Abwasser 15 verworfen oder einer Weiterbehandlung 16 zugeführt werden. Die erhaltenen Rohproteine 17 werden getrocknet und gelagert und dienen als Rohstoff für eine Weiterverarbeitung oder direkt als menschliche oder tierische Nahrungsmittel.
Die noch Nährstoffe enthaltenden Abwässer können zusammen mit den Glycerinabwässern einer Seifenfabrik als Substrat zur Erzeugung von Einzellerproteinen dienen, die ihrerseits dem erfindungsgemässen Futtermittel zugemischt werden können.
So kann auch der im Rahmen einer Ölfabrik aus der bei der Elektrolyse zur Gewinnung von Wasserstoff für die Fetthärtung anfallende Sauerstoff direkt zur Belüftung bei der aeroben Einzellerherstellung verwendet werden.
Von besonderem Vorteil der Umgehung von Lösungsmittel ist der unbedenkliche Einsatz der so erzeugten hochproteinhaltigen Nahrungsmittel ohne Risiko von den durch diese eingebrachten Fremdstoffe.
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PATENT CLAIMS
1. A process for the solvent-free extraction of low-fat protein-containing foods and feeds from the residues of the first continuous heat pressing, characterized in that the residues are gradually subjected to wet pre-comminution with an ultrafine mill, then continuously treated with hot water at elevated temperature in an autoclave with a screw conveyor and finally the suspension obtained is separated into an oil-water phase and into a solid phase by means of a horizontal decanter centrifuge and the solids are worked up.
2. The method according to claim 1, characterized in that the wet comminution takes place in particles of 50 to 100 microns.
3. The method according to claims 1 to 2, characterized in that the treatment in the autoclave at 90 to 105 "C.
4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the residues are extracts of soy, sesame, peanut, sunflowers, rapeseed, linseed, cottonseed, Carthamou, coconut and palm fruits.
The invention relates to a method for obtaining low-fat protein-containing food and feed from the residues of the separation after the continuous pressing, without using organic solvents.
In the production of oils and fats from oily seeds of plants, these are first subjected to a wash with water. This is followed by the removal of any peels that may be present and then a coarse and fine comminution, depending on the type of oil fruit. The shredded olives with a fat content of between 20 and 40% are thermally treated and freed of oil and solids in specially designed presses. The crude oil is filtered and further refined.
The residues, which still contain 15 to 20% fat, are further degreased by means of organic solvents and ultimately serve as protein-containing feedstuffs of different quality, depending on the use of the solvent and the solvent residues remaining therefrom.
After the solvent has been distilled off, the oil obtained in this way also contains impurities, especially dyes, which have been removed from the residues by the solvent and remain in the oil.
The preferred solvent is hexane, which, however, has the disadvantage of flammability. The use of chlorinated hydrocarbons is largely prohibited for food and feed. Another disadvantage of using solvents is their high price and the need for recovery, which requires further complex systems.
Another major disadvantage of the solvent-based processes is the large space requirement. For safety reasons, solvent recovery must not be carried out in the same building as the extraction.
From CH-PS 575457 a method for the solvent-free extraction of fat from the nuts of the tropical karit fruits is known. This process starts from the finely ground fruits and represents a separation of the fat phase and water phase by the action of heat at 70 to 80 ° C. In this process, the mechanically undestroyed cells remain intact.
The disadvantage of this process is that, in addition to the insufficient separation of the phases, only fat can be obtained in very low yield. There is no question of recycling the residues.
The object of the invention is to obtain protein-rich, low-fat residues from the first heat pressing, which are suitable as food and feed, with the exception of solvent extraction of the fats.
The object is achieved according to the patent claim by a method which is characterized in that the residues are subjected to a step-by-step wet pre-comminution in an ultrafine mill, then are continuously treated with hot water at elevated temperature in an autoclave with a screw conveyor and finally the suspension obtained is poured into an oil Water phase and separated into a solid phase using a horizontal decanter centrifuge and the solids are processed into food and feed.
The individual steps further open up the fatty plant parts which are inadequate due to the known pretreatment and are only broken down in the macro range. The wet treatment in the ultrafine mill mechanically breaks down the fat-containing plant cells in the micro range. The individual particles are between 50 and 100 microns in size. Now the fat or oil can be displaced from the cells by water through the heat treatment between 90 and 105 "C in the autoclave with an infinite screw conveying in direct current. The actual phase separation then takes place in a known manner by means of a horizontal decanter centrifuge.
The method will be described in detail using a sketch as an example.
The oil fruits are pretreated in a known manner by cleaning, removing the skins, coarse and fine comminution and subjected to a steam-heated 1st pressing in the filter 1 provided therefor. The residues obtained still contain 15 to 20% oil. The comminution and homogenization is carried out in an ultrafine mill 2 with the supply of water from a storage container 3. In the reactor 4, which is provided with a horizontal screw, the mixture is treated with the addition of an acidified aqueous solution with pH 4 to 7 from container 5 at 90 to 105 ° C., preferably at 100 ° C.
The reactor works in cocurrent and can be provided with slow-running cockroaches, which prevent the oil / water / solids suspension from settling on the reactor walls. The suspension is thus conveyed through the reactor in cocurrent by means of the screw and fed to a horizontal decanter centrifuge 7 via a line 6. This decanter centrifuge separates the liquid phase water from the solid.
The liquid phase is separated into oil and water by means of a separator 8. The oil is sent for further processing. Instead of fresh water, the water can be fed to a further reactor 4 ′, which works in exactly the same way as reactor 4. Further processing is also carried out analogously in the decanter 7 'and the separator 8'. The number of reactors 4, 4 ', 4 "etc. depends only on the type of oleaginous fruits used and on the degree of degreasing desired. The container 5' preferably contains an aqueous acid solution and the container 5" preferably an aqueous base solution for adjustment the desired pH values.
The low-oil suspension leaving the reactor 4 "becomes
separated via a centrifuge 9 and the solid materials fed directly to the animal feed 10. The liquid phase 11 contains the desired soluble proteins, which are cleaned in a further decanter 12 after the solution has been adjusted to pH 6.0 to 8.5. The waste water from the decanter 12 is fed to a treatment plant 18. The purified protein is precipitated in a container 13, after adjustment to the isoelectric point pH 4 to 5, and separated from the liquid phase via a separator 14. The latter can be discarded as wastewater 15 or fed to a further treatment 16. The crude proteins 17 obtained are dried and stored and serve as raw material for further processing or directly as human or animal food.
The wastewater still containing nutrients, together with the glycerin wastewater from a soap factory, can serve as a substrate for the production of unicellular proteins, which in turn can be added to the feed according to the invention.
In the context of an oil factory, the oxygen generated during electrolysis to obtain hydrogen for fat hardening can also be used directly for ventilation in aerobic single-cell production.
A particular advantage of avoiding solvents is the safe use of the high protein foods produced in this way without the risk of the foreign substances introduced by them.