DD241546A1 - CONTINUOUS MANUFACTURING PROCESS FOR CONDITIONED FEED FROM BREWERY BY-SIDE PRODUCTS - Google Patents

CONTINUOUS MANUFACTURING PROCESS FOR CONDITIONED FEED FROM BREWERY BY-SIDE PRODUCTS Download PDF

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DD241546A1
DD241546A1 DD85281492A DD28149285A DD241546A1 DD 241546 A1 DD241546 A1 DD 241546A1 DD 85281492 A DD85281492 A DD 85281492A DD 28149285 A DD28149285 A DD 28149285A DD 241546 A1 DD241546 A1 DD 241546A1
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Guenter Roeser
Siegfried Schimpfky
Lothar Schuart
Lothar Moerl
Lothar Backhauss
Hans-Joachim Kuenne
Lothar Krell
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Rudisleben Chemieanlagenbau
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    • Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Futtergewinnung aus Brauerei-Nebenprodukten fuer die tierische Ernaehrung. Ziel der Erfindung ist es, durch die Aufarbeitung von Biertreber und Bierhefe ein hochwertiges konditioniertes Futtermittel zu gewinnen, welches eine hohe Lagerfaehigkeit besitzt und sich fuer die Verfuetterung sowohl an Wiederkaeuer als auch Monogastren eignet. Es steht hierbei die Aufgabe, den Biertreber und die Bierhefe unter guenstigen Bedingungen so zusammenzubringen und die Trocknungskinetik so zu gestalten, dass das Futtermittel die geforderten Eigenschaften erhaelt. Erfindungsgemaess wird in einem Wirbelschichttrockner die Bierhefe auf die Oberflaeche des fluidizierten feuchten Biertreber aufgeduest, bis ein Benetzungsgrad der Biertreberteilchen von 0,65-0,98 erreicht ist. Unter vorgegebenen Bedingungen erfolgt dann die Trocknung und Kuehlung des vorliegenden Agglomerats in dem Wirbelschichttrockner. Das erfindungsgemaesse Verfahren kann in Brauereien zur Anwendung kommen.The invention relates to the production of feed from brewery by-products for animal nutrition. The aim of the invention is to win by the processing of spent grains and brewer's yeast, a high-quality conditioned feed, which has a high storability and is suitable for the Verfuetterung both Wiederkaeuer and Monogastren. The task here is to combine the brewer's grains and the brewer's yeast under favorable conditions and to design the drying kinetics in such a way that the feed obtains the required properties. According to the invention, the brewer's yeast is poured onto the surface of the fluidized wet spent grain in a fluidized-bed dryer until a wetting degree of the spent grains of 0.65-0.98 is reached. Under given conditions, the drying and cooling of the present agglomerate in the fluidized bed dryer then takes place. The process according to the invention can be used in breweries.

Description

Ziel der Erfindung ist es, ein kontinuierliches Herstellungsverfahren für konditioniertes Futtermittel zu entwickeln, durch welches durch die Aufarbeitung von Biertreberund Bierhefe in dem bei der Bierherstellung gegebenen Produktverhältnis ein hochwertiges Trocken-Futtermittel produziert wird, welches auf Grund seiner Verdaulichkeit sowohl für die Verfütterung an Wiederkäuer als auch Monogastren geeignet ist und eine Lagerfähigkeit von mehreren Monaten auch unter subtropischen und tropischen Klimabedingungen aufweist, ohne daß Konservierungsmittel zum Einsatz kommen müssen. Dabei sollen die für die Anwendung des Futtermittels ungünstigen Eigenschaften, wie z. B. Verklumpungsneigung und hygroskopisches Verhalten der einzelnen Komponenten durch deren homogene Verteilung im konditionierten Futtermitte! reduziert werden.The aim of the invention is to develop a continuous production process for conditioned feed, which is produced by the processing of spent grains and brewer's yeast in the given in beer production product ratio, a high-quality dry feed, which due to its digestibility for both feeding to ruminants Also suitable Monogastren and has a shelf life of several months, even under subtropical and tropical climatic conditions, without preservatives must be used. The unfavorable for the application of the feed properties such. B. Clogging tendency and hygroscopic behavior of the individual components due to their homogeneous distribution in the conditioned feed center! be reduced.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Es steht die Aufgabe, den Biertreber und die Bierhefe unter günstigen Bedingungen so zusammenzubringen und die Trocknungskinetik so zu gestalten, daß das Futtermittel die geforderten Eigenschaften erhält.It is the task of bringing together the spent grains and the brewer's yeast under favorable conditions and to design the drying kinetics so that the feed receives the required properties.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Wirbelschichttrockner, der vorzugsweise als Wirbelbettrinne ausgebildet ist, die Bierhefe in Form von geernteter Bierhefesuspension oder thermolysierter Bierhefe, aus der vorher durch Filtrieren oder Dekantieren das Restbier weitestgehend abgetrennt wurde, auf die Oberfläche von fluidisiertem Biertreber, der Naßtreber oder vorentwässerter Biertreber sein kann, im Verhältnis von ca. 0,3 bis 3:10 Masseteilen aufgedüst wird. Dieser Vorgang erfolgt so lange, bis ein Benetzungsgrad der Biertreberteilchen von 0,65-0,98 erreicht ist. Hierbei lagert sich der Feststoffanteil der Bierhefe an den Biertreberteilchen durch Agglomeration an, während der Wasseranteil verdampft. Gleichzeitig kommt es an der nicht benetzten Oberfläche der Biertreberteilchen zu einer Verdunstung von Wasser. Ein weiterer Abschnitt der Wirbelschicht dient der ausschließlichen Trocknung des vorliegenden Agglomerate, wobei die Eintrittstemperatur des Fluidisierungsgases als Funktion der belastungsabhängigen Trocknungskinetik des Agglomerate so eingestellt wird, daß deren Oberflächentemperatur zwischen der Kühlgrenztemperatur der gegebenen Zustandsbedingungen und einem Maximalwert von 650C liegt.According to the invention the object is achieved in that in a fluidized bed dryer, which is preferably formed as a fluidized bed, the brewer's yeast in the form of harvested beer yeast suspension or thermolyzed brewer's yeast, from the previously by filtering or decanting the residual beer was largely separated, on the surface of fluidized spent grain, the wet or pre-dewatered spent grains may be in the ratio of about 0.3 to 3:10 parts by weight. This process takes place until a wetting degree of the beer grains of 0.65-0.98 is reached. In this case, the solids content of the brewer's yeast is deposited on the beer grains by agglomeration, while the water content evaporates. At the same time there is an evaporation of water on the non-wetted surface of the beer grains. Another portion of the fluidized bed is used for exclusive drying of the present agglomerates, wherein the inlet temperature of the fluidizing gas is adjusted as a function of the load-dependent drying kinetics of the agglomerates so that their surface temperature is between the cooling limit temperature of the given state conditions and a maximum value of 65 0 C.

Im letzten Abschnitt der Wirbelschicht erhält die Eintrittstemperatur des Fluidisierungsgases einen Wert, der die Temperatur des Agglomerats gleichmäßig auf max. 300C bzw. 100C über der Umgebungstemperatur absenkt, so daß kontinuierlich ein hochwertiges konditioniertes Futtermittel erhalten wird.In the last section of the fluidized bed, the inlet temperature of the fluidizing gas is given a value which equals the temperature of the agglomerate uniformly to max. 30 0 C or 10 0 C lower than the ambient temperature, so that continuously a high-quality conditioned feed is obtained.

Ausführungsbeispielembodiment

In einer Brauerei sind stündlich 3000 kg mechanisch vorentwässerter Biertreber mit 68% Wasser und 285kg thermolysierte und somit verflüssigte Überschußbierhefe mit 78% Trebersubstanzgehalt, aus der vorher das enthaltene Restbier abfiltriert wurde, zu konditioniertem Futtermittel aufzuarbeiten.In a brewery every hour 3000 kg mechanically pre-dewatered spent grains with 68% water and 285kg thermolyzed and thus liquefied excess beer yeast with 78% spent grains content, was previously filtered from the residual beer contained to work up to conditioned feed.

Diese Aufarbeitung erfolgt in einer Wirbelbettrinne, die in drei Abschnitte unterteilt ist.This work-up is carried out in a fluidized bed channel, which is divided into three sections.

Der Biertreber wird über eine Förderschnecke zur Wirbelbettrinne transportiert und über eine Zellradschleuse in den I.Abschnitt der Wirbelbettrinne eingetragen. Dort erfolgt mittels auf 13O0C vorgewärmter Luft die pneumatische Fluidisierung, wobei sich eine stabile Wirbelschicht ausbildet. Die in einem statischen Mischer thermolysierte Überschußhefe wird zur Wirbelbettrinne gepumpt und dort auf die Oberfläche des fluidisierten Biertrebers verdüst. Dabei lagern sich die Feststoffteilchen der Überschußhefe auf dem Treber an, und es bilden sich Agglomerate.The spent grain is transported via a screw conveyor to the fluidized bed channel and entered via a rotary valve in the I.Abschnitt the fluidized bed channel. There takes place by means of preheated to 13O 0 C air pneumatic fluidization, forming a stable fluidized bed. The thermolysed in a static mixer excess yeast is pumped to the fluidized bed channel and sprayed there on the surface of the fluidized spent grain sprinkler. In the process, the solid particles of the excess yeast deposit on the spent grains and agglomerates are formed.

Gleichzeitig verdampfen die Wasseranteile.At the same time, the water components evaporate.

Im 2. Abschnitt erfolgt die Trocknung, dabei wird die Temperatur der zur Fluidisierung verwendeten Luft so reguliert, daß eine Kühlgrenztemperatur von 650C nicht überschritten wird. Im 3. Abschnitt der Wirbelbettrinne wird das Agglomerat auf 300C abgekühlt.In the 2nd section, the drying takes place, while the temperature of the air used for fluidization is regulated so that a cooling limit temperature of 65 0 C is not exceeded. In the 3rd section of the fluidized bed channel, the agglomerate is cooled to 30 0 C.

Der Austrag des Trockenproduktes mit einem Restwassergehalt von 6% erfolgt mit Hilfe einer Zellradschleuse.The discharge of the dry product with a residual water content of 6% takes place with the aid of a rotary valve.

Man erhält 1090 kg Futtermittel mit einem Proteingehalt von 24% und einem energetischen Futterwert pro kg Futtermittel von 425 EF für Schweine bzw. 582 EF für Rinder. Der Lysingehalt liegt bei mindestens 2g/kg Futtermittel.This gives 1090 kg of feed with a protein content of 24% and an energetic feed value per kg of feed of 425 EF for pigs and 582 EF for cattle. The lysine content is at least 2g / kg feed.

Das erfindungsgemäß hergestellte Futtermittel ist unter allen Klimabedingungen mindestens 6 Monate auch in freier Aufschüttung lagerfähig, wenn es auf Umgebungstemperatur gekühlt und entsprechend der isothermen Gleichgewichtsfeuchte die Futtermittelfeuchte gemäß der herrschenden relativen Luftfeuchte im Trocknungsprozeß gefahren wurde.The feed produced according to the invention is storable for at least 6 months in all climatic conditions even in free landfill when it has cooled to ambient temperature and according to the isothermal equilibrium moisture feed moisture was driven according to the prevailing relative humidity in the drying process.

Das Futtermittel zeigt ein geringes hygroskopisches Verhalten und neigt nicht zur Klumpenbildung. Auch ist es auf Grund der definierten Zusammensetzung des Futtermittels möglich, bei der Tierfütterung die erforderliche Dosierung immer einzuhalten.The feed shows a low hygroscopic behavior and does not tend to form lumps. Also, it is possible due to the defined composition of the feed to always comply with the required dosage in animal feed.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man unter dem gegebenen Produktionsprozeß anfallende Verhältnisse den Biertreber und die Bierhefe aufarbeiten.With the method according to the invention, it is possible to work up the spent grains and the brewer's yeast under the given production process.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß eine gleichmäßige Verteilung von Biertreber und-hefe als Voraussetzung für eine ökonomische Trocknung erreicht wird, so daß ein günstiger Stoff- und Wärmeübergang erfolgt und ein ungleichmäßiger Trocknungseffekt auf Undefiniertem Niveau ausgeschaltet wird.Another advantage of the method is that a uniform distribution of spent grains and yeast is achieved as a prerequisite for economic drying, so that a favorable material and heat transfer takes place and an uneven drying effect is turned off at undefined level.

Claims (1)

Erfindungsanspruch:Invention claim: Kontinuierliches Herstellungsverfahren für konditioniertes Futtermittel aus Brauerei-Nebenprodukten in Form von Biertreberals Naßtreber oder vorentwässertem Biertreber und Bierhefe als geerntete Bierhefesuspension oder thermolysierter Bierhefe, aus der vorher durch Filtrieren oder Dekantieren das Restbier weitestgehend abgetrennt wurde, bei welchem Biertreber und Bierhefe zusammengebracht, getrocknet und gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Wirbelschichttrockner, der vorzugsweise als Wirbel bettrinne ausgebildet ist, die Bierhefe auf die Oberfläche des fluidisierten feuchten Biertreber im Verhältnis von 0,3 bis 3:10 Masseteilen so lange aufgebracht wird, bis ein Benetzungsgrad der Biertreberteilchen von 0,65-0,98 erreicht ist, und daß während der Trocknung die Oberflächentemperatur des vorliegenden Agglomerate zwischen der Kühlgrenztemperatur der gegebenen Zustandsbedingungen und einem Maximalwert von 650C liegt und die abschließende Kühlung ebenfalls im Wirbelschichttrockner erfolgt.Continuous production process for conditioned feed from brewery by-products in the form of spent grains wet brewer or pre-drained spent grains and brewer's yeast as harvested brewer's yeast suspension or thermolyzed brewer's yeast from which the residual beer was previously largely separated by filtering or decanting, in which spent grains and brewer's yeast are combined, dried and cooled characterized in that the brewer's yeast is applied to the surface of the fluidized wet spent grain in the ratio of 0.3 to 3:10 parts by mass in a fluidized bed dryer, which is preferably formed as a vertebrate, until a wetting degree of the beer grains of 0, 65-0.98 is reached, and that during drying, the surface temperature of the present agglomerates between the cooling limit temperature of the given state conditions and a maximum value of 65 0 C and the final cooling is also in the Fluidized bed dryer takes place. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Das kontinuierliche Herstellungsverfahren kommt zur Anwendung, wenn Brauerei-Nebenprodukte in Form von Biertreber als Naßtreber oder vorentwässertem Biertreber und Bierhefe als geerntete Bierhefesuspension oderthermolysierte Bierhefe zur Verfügung stehen und ein konditioniertes hochwertiges Futtermittel für die Tierernährung benötigt wird.The continuous production process is used when brewery by-products in the form of spent grains as wet or pre-dewatered spent grains and brewer's yeast are harvested as brewer's yeast suspension or brewer's yeast and a conditioned high-quality feed is needed for animal nutrition. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Die Verwendung von Nebenprodukten der Bierherstellung als Futtermittel ist für unterschiedlich aufbereitete Formen und Kombinationen dieser Produkte bekannt. Insbesondere werden von den anfallenden Nebenprodukten Biertreber in Form von Naßtreber und flüssige Bierhefe, speziell Überschußhefe, wegen der wertvollen Inhaltsstoffe für die Tierernährung bevorzugt. Im technologischen Prozeß der Bierherstellung fallen diese Nebenprodukte mit einem Wassergehalt (Naßtreber 65-80%, Hefesuspension 78-92%) an, der in Verbindung mit der bei diesen Bedingungen wirksamen biologischen Aktivität nur eine geringe Haltbarkeit weniger Stunden gewährleistet und eine Sofortverfütterung in der Nähe des Brauerei-Standortes notwendig macht. Mit der DE-AS-Nr.2629268 werden deshalb Maßnahmen zur teilweisen Haltbarmachung durch chemisches Konservieren, geeignete Temperaturbehandlung bzw. Luftnutzung aus den Produktabpackungen vorgeschlagen. Die Wirksamkeit der mit diesen Maßnahmen beabsichtigten Verbesserung der Haltbarkeit ist bei diesen Verfahren dadurch eingeschränkt, daß im gesamten Produkthaufwerk gleichmäßig gegebene Konservierungsbedingungen nicht realisierbar sind, was zu lokalen Produktschädigungen und bei entsprechender Lagerzeit als Ausgangspunkt für den Verderb des gesamten Produktes führt. In der DE-OS-Nr. 1792016 wird die Herstellung eines Kraftfutters auf der Grundlage von flüssiger Bierhefe und dem Zusatzstoff Biertreber offenbart, wobei das Kraftfutter über die Prozeßstufen Mischen, Erwärmen sowie über Stunden währende Trocknung nach einem definierten Temperaturregime gewonnen wird. Ein wesentlicher Punkt dieser Lösung ist, daß flüssige Bierhefe und Biertreber etwa im Verhältnis 1:1 gemischt werden. Dieses Mischungsverhältnis entspricht nicht den bei der Bierherstellung anfallenden Mengen an flüssiger Bierhefe bzw. Biertreber, wodurch sich Verluste in der Nutzung der im Biertreber enthaltenen Inhaltsstoffe ergeben. Außerdem gestattet die Mischung flüssiger Bierhefe mit Biertreber in dem genannten Verhältnis keine gleichmäßige Verteilung der beiden Komponenten als Voraussetzung für eine ökonomische Trocknung.The use of by-products of beer production as feed is known for differently processed forms and combinations of these products. In particular, of the accumulating by-products of spent grains in the form of Naßtreber and liquid brewer's yeast, especially excess yeast, preferred because of the valuable ingredients for animal nutrition. In the technological process of beer production, these by-products are obtained with a water content (wet grains 65-80%, yeast suspension 78-92%), which, in combination with the biological activity effective under these conditions, ensures only a short shelf life of a few hours and immediate immediate feeding necessary for the brewery location. Therefore, DE-AS No. 2629268 proposes measures for partial preservation by chemical preservation, suitable temperature treatment or air use from the product packaging. The effectiveness of the improvement in durability intended with these measures is limited in these processes by the fact that uniformly given preserving conditions can not be achieved throughout the product batch, which leads to local product damage and, with appropriate storage time, as the starting point for the spoiling of the entire product. In DE-OS-Nr. 1792016 discloses the production of a concentrated feed on the basis of liquid brewer's yeast and the additive Biertreber, wherein the concentrated feed is obtained via the process stages mixing, heating and drying for hours after a defined temperature regime. An essential point of this solution is that liquid brewer's yeast and spent grains are mixed approximately in a ratio of 1: 1. This mixing ratio does not correspond to the amount of liquid brewer's yeast or spent grains produced during beer production, which results in losses in the use of the ingredients contained in the spent grains. In addition, the mixture of liquid brewer's yeast with spent grains in the said ratio does not allow a uniform distribution of the two components as a prerequisite for economical drying. Die angegebene Trocknungstechnologie offenbart, daß lediglich eine Diffusionstrocknung bei schlechten Stoff- und Wärmeübergangsbedingungen durchgeführt wird, wodurch ein ungleichmäßiger Trocknungseffekt auf Undefiniertem Niveau erreicht wird.The stated drying technology discloses that only diffusion drying is performed under poor mass and heat transfer conditions, thereby achieving an uneven drying effect at an undefined level. Weiterhin ist mit der DE-PS-Nr. 2803754 ein Verfahren zur Herstellung von Viehfutter aus feuchtem Biertreber bekannt, bei dem zwar 10-15% Flüssigkeit aus dem Treber mechanisch oderthermisch entfernt, abertrotzdem zur Erzielung einer gewissen Haltbarkeit im feuchten Medium wirksame Silokonservierungsmittelund zusätzlich Absorptionsmittel beigemengt werden. · Außerdem wird die Zugabe hydrolytisch desaktivierter Bierhefe, mineralischer Korrektoren und Neben-oder Abfallprodukte aus der Nahrungsmittelindustrie vorgeschlagen. Trotz der umfangreichen Herstellungstechnologie ist das auf diese Weise gewonnene Viehfutter nur kurzfristig lagerfähig.Furthermore, with the DE-PS no. No. 2,803,754 discloses a process for producing cattle feed from wet spent grains, wherein 10-15% of liquid is removed from the spent grain mechanically or thermally, in addition to incorporating effective silo preservatives and, in addition, absorbents to provide some shelf life in the moist medium. · In addition, the addition of hydrolytically deactivated brewer's yeast, mineral correctors and by-products or waste products from the food industry is proposed. Despite the extensive production technology, the livestock feed obtained in this way can only be stored for a short time. Hinsichtlich der alleinigen Anwendung der flüssigen Bierhefe als Futtermittel werden die Walzentrocknung und die Granulationstrocknung eingesetzt, wobei aufgrund der Hygroskopizität des Produktes nur eine bedingte Lagerfähigkeit gegeben ist, eine nachträgliche Zerkleinerung des Trockenproduktes erforderlich wird und außerdem das definierte Einmischen in das Futtermittel realisiert werden muß. Dabei erweist es sich als äußerst nachteilig, daß die Trockenhefe zur Verklumpung und Verdichtung neigt. Die gemeinsame Verarbeitung von Bierhefe und Biertreber in einem mechanischen Preßverfahren liefert ein Feuchtfutter mit einem Wassergehalt von 45-55% und macht ebenfalls die Sofortverwendung erforderlich. Die bekannten technischen Lösungen offenbaren keine Erkenntnisse zur gemeinsamen Aufbereitung von Brauerei-Nebenprodukten zu einem Trocken-Futtermittel,dasfür Wiederkäuer und Schweine effektiv eingesetzt werden kann und dessen Haltbarkeit auch unter subtropischen und tropischen Klimabedingungen mehrere Monate aufweist.With regard to the sole use of liquid brewer's yeast as feed, drum drying and granulation drying are used, whereby due to the hygroscopicity of the product only a limited shelf life is given, a subsequent comminution of the dry product is required and also the defined mixing must be realized in the feed. It proves to be extremely disadvantageous that the dry yeast tends to clumping and compaction. The co-processing of brewer's yeast and spent grains in a mechanical pressing process provides a wet food with a water content of 45-55% and also requires the immediate use. The known technical solutions do not disclose any information on the co-processing of brewery by-products into a dry feed which can be used effectively for ruminants and pigs and whose shelf life is several months even under subtropical and tropical climatic conditions.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1955599A1 (en) * 2007-02-09 2008-08-13 Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG Method and device for drying by-products

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