DE102011116564A1

DE102011116564A1 - Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Sonnenblumen-Extraktionsschrot

Info

Publication number: DE102011116564A1
Application number: DE102011116564A
Authority: DE
Inventors: Erhard Bazak; Andreas Freiherr von Tautphoeus
Original assignee: Erhard Bazak; Andreas Freiherr von Tautphoeus
Current assignee: SFE SUNFLOWER ENERGY PATENT UND LIZENZ GMBH, DE
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-04-25
Also published as: MD20140045A2; EA201400485A1; US20140314928A1; WO2013057149A1; IN2014KN00772A; EP2768930A1; BR112014008504A2; AU2012324981A1

Abstract

Mit einem Verfahren zur Aufbereitung von Sonnenblumen-Extraktionsschrot mit Erzeugung einer Fraktion mit einem geringen Proteingehalt zur Verwendung als Brennstoff mit einer Fraktion mit einem höheren Proteingehalt zur Verwendung als Futtermittel, wobei der Extraktionsschrot mehreren Lösungs- und Sichtungsstufen zugeführt wird, soll eine optimale Auftrennung von Sonnenblumen-Extraktionsschrot in mindestens eine Fraktion mit hohem Proteingehalt und mindestens eine Fraktion mit hohem Cellulosegehalt geschaffen werden. Dies wird erreicht durch – wenigstens zwei Proteinablösungsschritte bevorzugt mittels Riffelwalzen oder Hammermühlen mit nachfolgendem Sichten durch Sieben, – Sammeln des gesiebten Materiales und des verbleibenden Grobmateriales.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur Aufbereitung von Sonnenblumen-Extraktionsschrot der im Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 10 angegebenen Gattung.
Es gibt eine Reihe von Verfahren, beispielsweise aus Getreide oder Hülsenfrüchten, etwa nach Gewinnung von Ölen, den so entstandenen Extraktionsschrot in eine proteinangereicherte Fraktion und eine Fraktion geringen Proteingehaltes zu trennen, sei es, die jeweiligen Fraktionen als Futtermittel oder auch in pelletierter Form als Brennstoff zu gewinnen.
Aus der WO 02/080699 A2 ( EP 1 372 409 ) ist ein Verfahren und eine Anlage zur Aufbereitung von solchem Extraktionsschrot aus Sonnenblumensaat für die Tierernährung bekannt. Nach Zerkleinerungs- und Siebschritten folgt auch eine Trennung mittels Windsichter, wobei die erste Fraktion einen höheren Anteil an Rohprotein enthalten soll als die zweite Fraktion. Die sich ergebenden Rohfasern können mit einem Laugenaufschließverfahren aufgeschlossen werden, um deren Verdaubarkeit bzw. deren Energiewert zu erhöhen.
Aus der EP 2 163 159 A1 ist ein Verfahren zur Verwertung von Ölpflanzen beschrieben, die teilweise aufbereitet werden, um sie energetisch zu verwerten, als Brennstoff zur Erzeugung von Strom und nutzbarer Wärme.
Eine Proteinanreicherung bei Cerealien, insbesondere Getreide und Hülsenfrüchten, beschreibt die EP 0 919 294 A1 , wobei eine proteinreiche und eine proteinarme Fraktion durch Mahlung und Windsichtung erzeugt werden.
Ein Verfahren zur Extrahierung der Komponenten von Erbsenmehl beschreibt die US 2004/0091600 A1 , wobei hier teilweise eine Trennung durch Einleiten des Mehles in Wasser erfolgt.
Die vorgenannten Verfahren sind in ihrer Proteinausbeute bzw. der jeweiligen Reinheit der Fraktionen nicht zufriedenstellend und zum Teil in der Verfahrensweise sehr aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, mit der eine optimale Auftrennung von Sonnenblumen-Extraktionsschrot in mindestens eine Fraktion mit hohem Proteingehalt und mindestens eine Fraktion mit hohem Cellulosegehalt erhalten wird.
Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

– wenigstens zwei Proteinablösungsschritte mittels Riffelwalzen oder Hammermühlen mit nachfolgendem Sichten durch Sieben,
– Sammeln des gesiebten Materiales und des verbleibenden Grobmateriales.

Es hat sich gezeigt, dass sich mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise erreichen lässt, dass ein Proteingehalt der proteinreicheren Fraktion größer als 40 Gew.-% möglich ist, während die ”Brennstofffraktion” einen Proteingehalt von unter 12 Gew.-% aufweisen kann.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass unter Gew.-% der prozentuale Gewichtsanteil bezogen auf den Trockenstoff verstanden wird.
Die oben genannte Aufgabe wird auch durch eine Anlage gelöst, die sich auszeichnet durch eine erste Trocknungsanlage für das Ausgangsmaterial, einen Knollenbrecher zur Behandlung des Ausgangsmateriales, wenigstens zwei Riffelwalzen oder Hammermühlen zur Proteinablösung, wenigstens zwei Plansichtern zum Sieben des Materiales sowie mit Förder- und Sammeleinrichtungen für das jeweilige Siebprodukt und das jeweilige Mittel- bzw. Grobmaterial sowie wenigstens eine Einrichtung zum Pelletieren wenigstens einer gewonnenen Fraktion.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Werden beispielsweise größere Mengen an Vormaterial aus den Ölmühlen angeliefert, so dass eine Zwischenlagerung des Vormateriales nötig ist, sieht die Erfindung vor, dass dem ersten Proteinablöseschritt eine Trocknung des Ausgangsmateriales und ggf. Brechen von Knollen im Ausgangsmaterial vorangeht.
Erfindungsgemäß kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass nach einem Proteinablösungsschritt mit Sichten die proteinhaltigen Fraktionen abgezogen, eine Mittelfraktion dem nächsten Proteinablösungsschritt zugeführt und eine Brennstofffraktion abgezogen wird.
Werden beispielsweise Plansichter als Trenneinrichtungen eingesetzt, wie dies die Erfindung vorsieht, so sind diese zweckmäßig mit zwei Sieben ausgerüstet, derart, dass auf dem oberen Sieb mit der größeren Maschenweite eine Fraktion verbleibt, die der proteinarmen Fraktion zugeordnet wird, und auf dem zweiten Sieb eine Mittelfraktion, die einer weiteren Verarbeitung zugeführt wird, während die Partikel, die durch das zweite Sieb fallen, der proteinreichen Fraktion zugeordnet werden.
Die Erfindung sieht in Ausgestaltung vor, dass die in den Vorstufen und im letzten Schritt erzeugten Fraktionen zusammengeführt und ggf. einem Pelletierungsschritt unterworfen werden.
Mit dieser Ausgestaltung wird erreicht, dass aus jedem Behandlungsschritt die jeweiligen Produkte, soweit sie nicht einer Weiterbehandlung zugeführt werden, entnommen werden können und ggf. pelletierbar sind. So kann etwa die einen sehr geringen Proteingehalt aufweisende Fraktion zu Brennstoffpellets verarbeitet werden. Die proteinreiche Fraktion kann entsprechend pelletiert werden, um als Futtermittel-Pellets dem Verbraucher zur Verfügung gestellt zu werden.
Zweckmäßig kann es sein, dass nach der Trocknung des Ausgangsmateriales eine erste Sichtung als Vorsieben mit einem Plansichter mit einer Maschenweite von 200 bis 500 μm durchgeführt wird und/oder dass die weiteren Sichtungen nach den jeweiligen Proteinablösungsschritten mit Plansichtern mit einer ersten Maschenweite von 400 bis 1000 μm und einer zweiten Maschenweite von 200 bis 400 μm durchgeführt wird, wobei auch vorgesehen sein kann, dass die Maschenweiten von Sichtungsschritt zu Sichtungsschritt kleiner gewählt werden.
Um eine letzte Trennung der noch verbleibenden Partikel im System zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass für den letzten Sichtungsschritt eine Plansichtung mit drei Maschenweiten von 800, 500 und 200 μm eingesetzt werden.
Um eine möglichst kontinuierliche Arbeitsweise in der Praxis zu ermöglichen, kann auch vorgesehen sein, dass das aus Ölmühlen stammende Vormaterial zunächst einem Trockner und nachfolgend einer Kühleinrichtung zugeführt wird. Eine solche Maßnahme kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn das aus den Ölmühlen stammende Vormaterial nicht sofort in den Verarbeitungsprozess eingespeist werden kann, sondern einer Zwischenlagerung unterworfen werden muss.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen Figur ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das aus den Ölmühlen stammende Sonnenblumen-Extraktionsschrotausgangsmaterial wird beispielsweise bei 1 dem Verfahren zugeführt und, soll wenigstens einen Teil davon in ein Zwischenlager 2 abgeführt werden, über einer Trocknungsanlage 3 getrocknet. Das zu bearbeitende Material wird mittels Pfeil 4 einer ersten Siebstufe 5 zugeführt, wobei der feinkörnige Anteil bei 6 ausgeschleust wird, es handelt sich dabei um die proteinreiche Fraktion. Der Grobanteil wird gemäß Pfeil 7 einem ersten Lösungsschritt, z. B. mittels einer Riffelwalze, zugeführt. Dieser erste Lösungsschritt ist mit 8 bezeichnet. Hier kann z. B. auch eine Schlagprallmühle eingesetzt werden.
Das so aufbereitete Material wird gemäß Pfeil 9 einem zweiten Sichter bzw. Abscheider 10 aufgegeben, wobei das Grobmaterial gemäß Pfeil 11 ausgeschleust wird, das Zwischenmaterial wird gemäß Pfeil 7a der nächsten Lösungsstufe 8a zugeführt, während das Feinmaterial gemäß Pfeil 6a ausgeschleust wird.
Die nachfolgenden Behandlungsstufen sind in ihrem Aufbau vergleichbar. In der nächsten Stufe wird das den Lösungsschritt 8a verlassende Material einem nächsten Sichter 10a zugeführt, das Grobmaterial gemäß Pfeil 11a ausgeschleust und das Feinmaterial gemäß Pfeil 6b zu dem weiteren Feinmaterial geleitet. Wiederum wird das dem unteren Sieb entnommene ”Mittelmaterial” einer weiteren Lösungsstufe 8b zugeführt, wiederum das Grobmaterial gemäß Pfeil 11b ausgeschleust und das proteinreiche Material gemäß Pfeil 6c gesammelt.
Wie angedeutet kann das Zwischenmaterial aus der letzten Stufe zusammen mit dem Grobmaterial aus den vorangegangenen Stufen im letzten Schritt zusammengeführt werden und beispielsweise einer Pelletier anläge 12 zugeführt werden. Auch das proteinreiche Material, das gemäß der Pfeile 6, 6a, 6b und 6c abgezogen wurde, kann einer Pelletieranlage 13 oder Granulieranlage zugeführt werden, je nach Art des Einsatzes, es kann natürlich auch als Pulver zur weiteren Verwendung geführt werden ohne vorher pelletiert worden zu sein.
Durch den punktierten Pfeil 14 ist noch angedeutet, dass die hier dargestellte Anzahl an Behandlungsschritten noch erhöht werden kann, wobei dann entsprechende geänderte Siebeinrichtungen mit Sieben unterschiedlicher Maschenweite eingesetzt werden können.
Statt der Riffelwalzen, die einen Lösungsschritt bewirken, können auch andere Arten von Walzen oder Behandlungsschritte an der jeweiligen Stelle vorgesehen sein, wobei auch stufenweise unterschiedliche Arten der Beaufschlagung des zu behandelnden Sonnenblumen-Extraktionsschrot vorgesehen sein können.
Bezugszeichenliste

1: Verfahren
2: Zwischenlager
3: Trocknungsanlage
4: Pfeil
5: erste Siebstufe
6: Pfeil Feinmaterial
6a: Pfeil Feinmaterial
6b: Pfeil Feinmaterial
6c: Pfeil Feinmaterial
7: Pfeil Zwischenmaterial
7a: Pfeil Zwischenmaterial
7b: Pfeil Zwischenmaterial
8: erster Lösungsschritt
8a: Lösungsstufe
8b: Lösungsstufe
9: Pfeil
10: Sichter
10a: Sichter
10b: Plansichter
11: Pfeil Grobmaterial
11a: Pfeil Grobmaterial
11b: Pfeil Grobmaterial
12: Pelletieranlage
13: Pelletieranlage
14: weitere Behandlungsstufen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 02/080699 A2 [0003]
EP 1372409 [0003]
EP 2163159 A1 [0004]
EP 0919294 A1 [0005]
US 2004/0091600 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Aufbereitung von Sonnenblumen-Extraktionsschrot mit Erzeugung einer Fraktion mit einem geringen Proteingehalt zur Verwendung als Brennstoff mit einer Fraktion mit einem höheren Proteingehalt zur Verwendung als Futtermittel, wobei der Extraktionsschrot mehreren Lösungs- und Sichtungsstufen zugeführt wird, gekennzeichnet durch wenigstens folgende Verfahrensschritte: – wenigstens zwei Proteinablösungsschritte bevorzugt mittels Riffelwalzen oder Hammermühlen mit nachfolgendem Sichten durch Sieben, – Sammeln des gesiebten Materiales und des verbleibenden Grobmateriales.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Proteinablöseschritt eine Trocknung des Ausgangsmateriales und ggf. Brechen von Knollen im Ausgangsmaterial vorangeht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Proteinablösungsschritt mit Sichten die proteinhaltigen Fraktionen abgezogen, eine Mittelfraktion dem nächsten Proteinablösungsschritt zugeführt und eine Brennstofffraktion abgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Vorstufen und im letzten Schritt erzeugten Fraktionen zusammengeführt und ggf. einem Pelletierungs-/Granulierschritt unterworfen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Trocknung des Ausgangsmateriales eine erste Sichtung als Vorsieben mit einem Plansichter mit einer Maschenweite von 200 bis 500 μm durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Sichtungen nach den jeweiligen Proteinablösungsschritten mit Plansichtern mit einer ersten Maschenweite von 400 bis 1000 μm und einer zweiten Maschenweite von 200 bis 400 μm durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweiten von Sichtungsschritt zu Sichtungsschritt kleiner gewählt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den letzten Sichtungsschritt eine Plansichtung mit drei Maschenweiten von 800, 500 und 200 μm eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aus den Ölmühlen stammende Vormaterial zunächst einem Trockner und nachfolgend einer Kühleinrichtung zugeführt wird.
Anlage zur Aufbereitung von Sonnenblumen-Extraktionsschrot mit Erzeugung einer Fraktion mit einem geringen Proteingehalt zur Verwendung als Brennstoff mit einer Fraktion mit einem höheren Proteingehalt zur Verwendung als Futtermittel mit Einrichtungen zur Ablösung von Proteinen aus dem