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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Futtermittel aus Weizen.
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Bei der Herstellung von Weizenstärke für die chemischtechnische Industrie, z.B. die Klebstoff-, Papier- oder Wellpappe-Industrie, fallen als Nebenprodukte neben den wertvollen Proteinbestandteilen (Gluten) Kleie und Keimlinge an. Es ist bereits bekannt, dass die Nebenprodukte der Stärkeherstellung aus Weizen zu einem Futtermittel weiter verarbeitet werden können.
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In der
US 4,171,384 ist ein kontinuierliches Verfahren zur Aufarbeitung von Weizen beschrieben. Bei diesem Verfahren werden die Weizenkörner zunächst trocken gemahlen. Eine Endosperm-Fraktion wird dann abgetrennt und nass weiter gemahlen. Von den nass gemahlenen Endosperm-Schlämmen werden feine Faserrückstände abgetrennt. Anschließend wird die Schlämme in eine stärkereiche Fraktion und eine proteinreiche Fraktion getrennt. Die proteinreiche Fraktion wird konzentriert und zusammen mit den abgetrennten Fraktionen aus dem ersten trockenen Mahlschritt und den in dem nassen Mahlschritt abgetrennten Faserstoffen zu einem Futtermittel getrocknet.
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Der nasse Mahlschritt hat jedoch den Nachteil, dass eine deutliche Geruchbelästigung aufgrund von Gärungsprozessen auftreten kann, welche beim Vermahlen der Endosperm-Fraktion in Gegenwart von Wasser regelmäßig stattfinden, sofern keine Konservierungsstoffe zugesetzt werden. Das bekannte Verfahren ist zudem aufgrund vorgesehener Trocknungsschritte energie- und abwasserintensiv. Es besteht daher Bedarf für ein vereinfachtes und emissionsärmeres Verfahren zur Verwertung der Nebenprodukte aus der Stärkeherstellung, das insbesondere für Betriebe konzipiert ist, die Stärke für die chemisch-technische Industrie produzieren. Bei dem Verfahren sollten möglichst wenig teuer zu entsorgende Abfälle, Abwässer sowie Geruchsemissionen anfallen.
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Als Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird daher angesehen, ein Verfahren zur Herstellung von Futtermittel aus Weizen als Nebenprodukt der Stärkeherstellung zu schaffen, bei dem der Anfall an Geruchsemissionen und Abwasser reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Weizenkörner, die gegebenenfalls vorab gesichtet und entspelzt wurden, im trockenen Zustand zunächst mechanisch zu Schrot grob zerkleinert. Für die Durchführung der Zerkleinerung eignen sich übliche Schrotmühlen, z.B. Hammermühlen, Prallmühlen, Scheibenmühlen, Stiftmühlen, oder Walzenstühle.
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Anschließend wird das so erhaltene Schrot in Kleie und Vollkornmehl getrennt. Zur Trennung des Schrots in Kleie und Vollkornmehl können typischerweise gegebenenfalls mehrstufige Siebverfahren eingesetzt werden. Noch an der Kleie haftende Mehlpartikel können zudem mit einer Kleieschleuder abgetrennt werden.
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Das so erhaltene Vollkornmehl wird dann in einem Nassverfahren in eine Stärkefraktion und eine stärkearme Fraktion getrennt. Auf ein langwieriges nasses Mahlverfahren, welches Gärungsprozesse und die damit verbundene Entstehung von unangenehmen Gerüchen begünstigt, kann für die Herstellung von Stärke für die chemischtechnische Industrie verzichtet werden. Das Auftrennen des Vollkornmehls kann durch Aufschlämmen und anschließendes Sieben und/oder Dekantieren erfolgen.
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Die Stärkefraktion wird zu Stärke getrocknet, welche für industrielle Zwecke, insbesondere in der chemischtechnischen Industrie weiterverwendet werden kann. Besonders vorteilhafterweise wird das bei der Trocknung anfallende Kondensationswasser gesammelt und in das Nassverfahren zurückgeführt. Die Ausbeute der gewonnenen Stärke beträgt nach diesem Verfahrensschritt typischerweise 40 bis 60 Gew.-% der ursprünglich eingesetzten Weizenkörner.
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Die stärkearme Fraktion, die unter anderem gelöste Bestandteile, wie Zucker, Protein, Glucane, Pentosane enthält, wird separiert, eingedampft undanschließend auf die Kleie aufgetrocknet. Besonders vorteilhafterweise wird auch in diesem Verfahrensschritt das bei der Eindampfung und Trocknung anfallende Kondensationswasser gesammelt und in das Nassverfahren zurückgeführt. Die Kleie mit den aufgetrockneten stärkearmen Bestandteilen aus dem Vollkornmehl eignet sich als Futtermittel beispielsweise für Hühner, Schweine oder Rinder. Das so gewonnene Futtermittel weist typischerweise einen Proteingehalt von 18 bis 25 Gew.-% auf.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das bei den Kondensationstrocknungsschritten kondensierte Wasser in den nassen Verfahrensschritt zur Trennung des Vollkornmehls in eine Stärkefraktion und eine stärkearme Fraktion zurückgeführt. Ein Teil der in den Kondensationsschritten frei werdenden Wärme kann zudem beispielweise mittels Wärmetauschern zum Aufheizen der Trocknungsluft genutzt werden. Durch diese Maßnahmen werden der Wasserverbrauch und der Abwasseranfall sowie der Energieverbrauch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gering gehalten.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. Darin zeigt
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1 Ein Fließdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Als Ausgangsmaterial für das in 1 schematisch dargestellte Verfahren gegebenenfalls entspelzte und vorgereinigte Weizenkörner eingesetzt. An die Qualität der Weizenkörner sind für die Futtermittelproduktion keine hohen Anforderungen zu stellen. Es können auch Weizenkörner minderer Qualität eingesetzt werden, welche sich für die Herstellung von vitalem Gluten nicht oder nur bedingt eignen.
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In einem ersten Verfahrensschritt werden die Weizenkörner in einer herkömmlichen Getreidemühle, z.B. einer Schlagmühle, Prallmühle, Scheibenmühle, Stiftmühle, oder einem Walzenstuhl zu Schrot vermahlen. Von dem Schrot wird das Vollkornmehl abgesiebt und gesammelt. Die verbleibende Kleie, der in der Regel nach einem einzigen Mahlschritt noch größere Stärkeanteile anhaften, wird zur Verbesserung der Mehlausbeute einem oder mehreren weiteren Mahlschritten in der Getreidemühle unterzogen. Zur weiteren Verbesserung der Mehlausbeute kann das nach dem letzten Mahlschritt in der Getreidemühle noch an der Kleie anhaftende Mehl mittels einer Kleieschleuder von der Kleie abgetrennt werden. In der Regel kann auf diese Weise eine Ausbeute an Vollkornmehl von mindestens 70 Gew.-%, in der Regel 85 % bezogen auf das Gewicht des Ausgangsmaterials erreicht werden.
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Die so erhaltene Kleie enthält neben Stärkeresten die Schalenbestandteile der Weizenkörner sowie den Keimling und wird in einem späteren Verfahrensschritt als Basis für ein Futtermittel eingesetzt, das sich insbesondere für Nutztiere, z.B. Hühner, Schweine und Rinder, eignet.
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Das von der Kleie abgetrennte Vollkornmehl enthält neben der Stärke noch Faserstoffe, Mineralstoffe, Schleimstoffe, z.B. Pentosane und Glucane, sowie Proteine, insbesondere Gluten. Zur Abtrennung dieser Stoffe von der Stärke wird das Vollkornmehl mit Wasser versetzt und gemischt. Das zugesetzte Wasser kann Prozesswasser enthalten, das aus späteren Verfahrensschritten zurückgewonnen wurde. Das Gluten agglomeriert in Wasser und wird, beispielsweise mittels eines Dekanters, von der flüssigen, stärkehaltigen Phase abgetrennt. Typischerweise werden zwei bis drei aufeinander folgende Phasentrennungen durchgeführt. Das abgetrennte, agglomerierte Gluten enthält noch anhaftende Stärkekörner, die sogenannte B-Stärke, sowie Faserstoffe. Die so erhaltene, stärkearme Fraktion bildet die Proteinbasis für das herzustellende Futtermittel.
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Zur weiteren Aufreinigung der stärkehaltigen Fraktion kann die stärkehaltige Fraktion beispielsweise durch eine Filterpresse filtriert werden, um noch verbliebene Faserstoffe abzutrennen. Alternativ oder zusätzlich können Bogensiebe oder Rüttelsiebe bei der Abtrennung der Stärkefraktion von der stärkearmen Fraktion eingesetzt werden.
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Die von der Stärkefraktion abgetrennten, stärkearmen und proteinreichen Fraktionen werden gesammelt und zusammen mit der Kleie einem Kondensationstrockner zugeführt, in dem die stärkearmen Fraktionen auf die zuvor abgetrennte Kleie aufgetrocknet werden. Das kondensierte Wasser wird zur Herstellung der Vollkornmehlschlämme in den Prozess zurückgeführt, sodass in diesem Verfahrensschritt kein Abwasser anfällt. Das Trocknungsendprodukt weist einen Proteingehalt von etwa 18 bis 25 Gew.-% auf und eignet sich aufgrund dieses hohen Proteingehalts hervorragend als Futtermittel beispielsweise für einen Einsatz in der Hühner-, Rinder- oder Schweinemast. Das so gewonnene Futtermittel auf Weizenbasis stellt eine ökologische Alternative gegenüber Futtermitteln auf Sojabasis dar, die vielfach gentechnisch verändertes Protein enthalten.
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Die aus dem Dekanter erhaltene, stärkereiche Fraktion wird in an sich bekannter Weise konzentriert und getrocknet, so dass als Endprodukt eine für die Verwendung in der chemisch-technischen Industrie geeignete Stärke gewonnen wird. Typischerweise wird bei diesem Verfahren eine Stärkeausbeute von etwa 45 bis 55 Gew.-% bezogen auf das Ausgangsmaterial erhalten.
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Der letzte Trocknungsschritt ist ebenfalls als Kondensationstrocknung konzipiert, sodass das abgetrennte Wasser in den Mischschritt zur Herstellung der Vollkornmehlschlämme zurückgeführt werden kann. Dadurch kann der bekanntermaßen hohe Wasserverbrauch bei der Stärkeherstellung insgesamt um wenigstens die Hälfte reduziert werden und es fällt kein Abwasser an. In besonders vorteilhafter Weise erfolgt das Eindampfen des Wassers mit einem mehrstufigen Verdampfer oder einem mechanischen Brüdenverdichter, der energetisch effizient arbeitet, wobei eine Wärmerückführung über Wärmetauscher möglich ist.
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Es versteht sich für den Fachmann, dass das beschriebene Verfahren diskontinuierlich oder kontinuierlich ausgelegt sein kann. Eine kontinuierliche Prozessführung ist bevorzugt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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