DD254024A1

DD254024A1 - METHOD FOR CONCENTRATING LIQUID LIQUID CYM

Info

Publication number: DD254024A1
Application number: DD29664386A
Authority: DD
Inventors: Ines Braun; Horst Kunath; Olaf Stiebitz; Werner Kirchhuebel
Original assignee: Ostra Veb
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1988-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konzentrierung von Fluessiglabenzym fuer die Milchdicklegung. Ziel der Erfindung ist es, die den bekannten Verfahren zur Konzentrierung anhaftenden Maengel bezueglich der Wirtschaftlichkeit der Verfahren, der Verluste, des Energiebedarfes und der Umweltbelastung zu beseitigen. Erfindungsgemaess wird das dadurch geloest, dass niedrigkonzentrierte Labloesungen mittels Ultrafiltration bei Retentatueberstroemungen unter 0,5 m3/m2h an Plattenmodulen auf Konzentrierungsgrade zwischen 1:1 und 50:1 gebracht werden und die bei der Ultrafiltration von extraktiv gewonnenen Labloesungen anfallenden Permeate wieder zur Extraktion eingesetzt werden.The invention relates to a method for the concentration of fluessiglabenzym for the milk thickening. The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the known methods of concentration with regard to the economy of the process, the losses, the energy demand and the environmental impact. According to the invention, this is achieved by bringing low-concentration lab solutions by ultrafiltration in the case of retentate surges of less than 0.5 m3 / m.sup.2 to plate modules to concentration levels between 1: 1 and 50: 1 and reusing the permeates obtained in the ultrafiltration of extractively obtained lab solutions for extraction ,

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konzentrierung von Flüssiglabenzym für die Milchdicklegung. Die Erfindung ist also anwendbar in Betrieben und Einrichtungen, die Gerinnungsenzym Lab für die milchverarbeitende Industrie herstellen.The invention relates to a method for concentrating liquid lab enzyme for milk thickening. Thus, the invention is applicable to establishments and institutions producing coagulation enzyme lab for the dairy industry.

Characteristic of the known technical solutions

Lablösungen, die durch Extraktion aus Schlachttiergeweben gewonnen werden, müssen konzentriert werden, um eine ausreichende Haltbarkeit und Applikationsaktivität zu gewährleisten.Lapping solutions obtained by extraction from slaughterhouse tissues must be concentrated to ensure adequate shelf life and application activity.

Als übliches Konzentrierungsverfahren wird dabei die Vakuumdestillation angewendet; teilweise findet noch die stufenweise Nachextraktion labhaltigen Gewebematerials in bereits angereicherten Lösungen Anwendung (P53e/2321, P53e/7469). Die Vakuumdestillation hat den erheblichen Nachteil, daß außer einem hohen Anlagenwertvermögen große Energieaufwendungen erforderlich sind und ein großer Teil des Enzyms durch die Temperaturbelastung inaktiviert wird. Das wirkt sich einschränkend auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens aus. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist eine unerwünschte Anreicherung aller herkunftsbedingter Begleitstoffe im Endprodukt. Dadurch können die hochkonzentrierten Lablösungen so viskos werden, daß sie nur sehr schwer filtrierbar sind, was für die Konfektionierung erschwerend und verteuernd wirkt. Besondere Bedeutung für die Erhaltung der Lagerstabilität und der milchgerinnenden enzymatischen Aktivität hat die Einstellung auf Aufrechterhaltung eines speziellen ionischen Profiles der Lablösung. Bei der Anwendung derVakuumdestillatin wird dieses im Sumpfprodukt verändert und es kommt zu zusätzlichen Verlusten, besonders im Hinblick auf die Lagerstabilität. Durch konservierungsmittelhaltige Brüden, besonders bei der Anwendung von Ameisensäure und deren Salzen, treten Korrosionsschäden an den brüdenableitenden Anlagenteilen und Umweltbelastungen auf.As a usual concentration method while the vacuum distillation is applied; In some cases the gradual re-extraction of lab-containing tissue material in already enriched solutions is still used (P53e / 2321, P53e / 7469). The vacuum distillation has the considerable disadvantage that in addition to a high plant value assets large energy costs are required and a large part of the enzyme is inactivated by the temperature load. This has a limiting effect on the cost-effectiveness of the process. Another significant disadvantage is an undesirable enrichment of all ancillary substances in the end product. As a result, the highly concentrated Lablösungen can be so viscous that they are very difficult to filter, which is aggravating and expensive for the packaging. Of particular importance for the maintenance of storage stability and milk-clotting enzymatic activity is the setting for maintenance of a specific ionic profile of the leaf solution. When using the vacuum distillate this is changed in the bottom product and there are additional losses, especially with regard to the storage stability. By preservative-containing vapors, especially in the application of formic acid and its salts, occur corrosion damage to the Bruedenableitenden plant parts and environmental pollution.

Bei der Aufkonzentrierung niedrigkonzentrierter Lablösungen durch Nachextraktion frischen Gewebematerials verbleibt in den Geweben ein hoher, dem Diffusionsgleichgewicht entsprechender Mengenanteil an Enzym. Dadurch erfolgt keine vollständige Auslaugung der Rohstoffe, es entstehen ökonomische Verluste. Werden diese teilausgelaugten Gewebe dann wieder mit frischer Extraktionslösung weiterextrahiert, erhält man wiederum nur niedrigkonzentrierte Lablösungen geringer Labstärke. Dieser stufenweise geführte Prozeß ist nicht nur zeitaufwendig, sondern begünstigt neben einem mikrowellen Befall und damit verbundenem Verderb der Enzymlösung auch die Auslaugung unerwünschter Gewebebestandteile, insbesondere Schleimstoffe und Fremdproteine durch die lange Kontaktierungszeit mit der Extraktionslösung. Bei der Nachextraktion ist weiterhin von Nachteil, daß keine exakte Einstellung der Labstärke des Endproduktes vorgenommen werden kann. Der Anwender des Präparates muß bei wechselnder Labstärke die erforderliche Dosierung ständig neu ermitteln, dadurch kann es zu Zeit- und Rohstoffverlusten bei der Käseherstellung kommen.In the concentration of low-concentration Lablösungen by Nachextraktion fresh tissue material remains in the tissues a high, the diffusion equilibrium corresponding proportion of enzyme. As a result, there is no complete leaching of raw materials, there are economic losses. If these partially leached tissues are then further extracted with fresh extraction solution, again only low-concentration loosening solutions of low rennet strength are obtained. This step-by-step process is not only time-consuming but, in addition to microwelling and associated spoilage of the enzyme solution, also facilitates the leaching of unwanted tissue constituents, in particular mucilages and foreign proteins, through the long contacting time with the extraction solution. In the post-extraction is also a disadvantage that no exact adjustment of the rennet strength of the final product can be made. The user of the preparation must constantly re-determine the required dosage with changing Labstärke, thereby it can lead to time and raw material losses in cheese production.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die den bekannten Verfahren zur Konzentrierung anhaftenden Mangel bezüglich der Wirtschaftlichkeit der Verfahren, der Verluste, des Energiebedarfes und der Umweltbelastung zu beseitigen.The aim of the invention is to eliminate the deficiencies inherent in the known methods of concentration in terms of process economics, losses, energy requirements and environmental impact.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Konzentrierung von Flüssig lab zu schaffen, bei dem die erforderliche Anreicherung schnell, mit geringem Energieaufwand und ohne wesentliche Ausbeuteverluste erreicht wird. Es soll gewährleistet werden, daß die vorhandenen Rohstoffe schnell und vollständig ausgebeutet werden. Essollen hochkonzentrierte, lagerstabile Lablösungen definierter Labstärke gewonnen werden.The invention has for its object to provide a method for the concentration of liquid lab, in which the required enrichment is achieved quickly, with low energy consumption and without significant yield losses. It should be ensured that the raw materials available are quickly and completely exploited. Essollen highly concentrated, storage-stable Lablösungen defined Labstärke be obtained.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß niedrigkonzentrierte Lablösungen mittels Ultrafiltration bei Retentatüberströmungen unter 0,5 m³/m²h an Plattenmodulen'auf Konzentrierungsgrade zwischen 1:1 und 50: !,vorzugsweise 10:1 gebracht werden und die bei der Ultrafiltration von extraktiv gewonnenem Lab anfallenden Permeate wieder zur Extraktion eingesetzt werden.According to the invention the object is achieved in that low-concentration Lablösungen by ultrafiltration at Retentatüberströmungen below 0.5 m ³ / m ² h of Plattenmodulen'auf degrees of concentration between 1: 1 and 50:!, Preferably 10: 1 brought and in the ultrafiltration of Extractively obtained Lab accruing Permeate be used again for extraction.

Das erhaltene Flüssiglab ist lagerstabil und hochkonzentriert. Die nachträgliche Zugabe weiterer Stabilisatoren und Konservierungsmittel gegen mikrowellen Befall und von die Milchgerinnung günstig beeinflussenden Substanzen wird nicht ausgeschlossen.The resulting liquid is storage stable and highly concentrated. The subsequent addition of further stabilizers and preservatives against microwave infestation and of the milk coagulation favorably influencing substances is not excluded.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in der Anwendung der an sich bekannten Ultrafiltration zur Reinigung und Konzentrierung von Enzymen derart, daß durch den Einsatz von für Ionen ohne Einschränkung permeablen Membranen, durch die Wahl des Arbeitsdruckes zwischen 0,2 und 0,4, vorzugsweise 0,3MPa und der Überströmung des Retentates am Plattenmodul unter 0,5 m³/m²h, vorzugsweise 0,47 m³/m²h das lonenprofil und der pH-Wert der Konzentrate im Vergleich zu den Ausgangslösungen nicht verändert werden und herkunftsbedingte und/oder verfahrensbedingte Begleitstoffe nicht angereichert werden, sofern deren Molekulargewicht kleiner als die Ausschlußgrenze der Membranen ist.The inventive method consists in the application of the known ultrafiltration for the purification and concentration of enzymes such that by the use of membranes permeable to ions without restriction, by the choice of the working pressure between 0.2 and 0.4, preferably 0.3MPa and the overflow of the retentate on the plate module under 0.5 m ³ / m ² h, preferably 0.47 m ³ / m ² h, the ion profile and the pH of the concentrates are not changed compared to the starting solutions and origin-related and / or process-related impurities are not enriched, provided that their molecular weight is smaller than the exclusion limit of the membranes.

Ein zusätzlicher wirtschaftlicher Vorteil entsteht in der möglichen Wiederverwendung der im Fall von extraktiv gewonnenen Lablösungen anfallenden Permeate für den Extraktionsprozeß.An additional economic advantage arises in the possible reuse of incurred in the case of extractively recovered Lablösungen permeates for the extraction process.

Ein energetischer Vorteil entsteht, da die Ultrafiltration ohne Thermisierung stattfinden kann.An energetic advantage arises because the ultrafiltration can take place without thermification.

Mit der Wahl des Konzentrierungsgrades ist die anzustrebende Labstärke des Konzentrates exakt einstellbar.By choosing the degree of concentration, the desired lab strength of the concentrate can be set exactly.

embodiment

1 500I aus Schlachttiergewebe extrahierte und geklärte Lablösung einer Labstärke von 1:2200 werden in einem Plattenapparat UFI 3000 mit 19,2 m² Membranfläche an Celluloseacetatmembranen CAM UF 120 CP NL diskontinuierlich ultrafiltriert. Bei einem Arbeitsdruck von 0,30MPa und einer Retentatüberströmung von 0,47m³/m²h wird die Lösung auf 10:1 konzentriert. Dabei werden bei einer Filtratstromdichte von 62 l/m²h in 75 Minuten 1 350I Permeat abgetrennt.1,500 l of laboratory solution of 1: 2200 extracted from slaughter animal tissue are discontinuously ultrafiltered on a UFI 3000 slab apparatus with 19.2 m ^{2 of} membrane surface on cellulose acetate membranes CAM UF 120 CP NL. At a working pressure of 0.30 MPa and a retentate overflow of 0.47 m ³ / m ² h, the solution is concentrated to 10: 1. In this case, at a filtrate current density of 62 l / m ² h in 75 minutes 1 350I permeate separated.

Das dünnflüssige, klare Retentat, 1451 Flüssiglab einer Labstärke von 1:20000 wird sterilfiltriert und konfektioniert. Dasenzym- und eiweißfreie Permeat wird wieder zur Extraktion von Schlachttiergeweben eingesetzt.The low-viscosity, clear retentate, 1451 Flüssiglab a Labstärke of 1: 20000 is sterile filtered and formulated. The enzyme-free and protein-free permeate is again used for the extraction of slaughter animal tissues.

In der Ultrafiltrationsanlage verbleiben 51 Totraumverlust, die Enzymverluste durch Konzentrationspolarisation betragen 10%.In the ultrafiltration plant remain 51 dead space loss, the enzyme losses by concentration polarization are 10%.

Claims

1. A process for the concentration of Flüssiglabenzym, characterized in that low-concentrated Lablösungen by ultrafiltration at Retentatüberströmungen below 0.5m ³ / m ² h of plate modules to concentration levels between 1: 1 and 50: 1, preferably 10: 1 brought and in the Ultrafiltration of extractively obtained Lablösungen resulting permeate be used for extraction again.

2. The method according to item 1, characterized in that the ultrafiltration is carried out batchwise or continuously.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the ultrafiltration is carried out in one or more stages of the same or different selective membranes.

4. The method according to item 1, 2 and 3, characterized in that successively flowed on an ultrafiltration apparatus modules with different selective membrane assembly.