DE1517037C - Verfahren und Vorrichtung zur kon tinuierhchen Herstellung von Spinnlosun gen fur Fleischersatzprodukte - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Spinnlösungen für Fleischersatzprodukte durch Vermischen von Proteinen und wäßrigen Alkalilösungen.

" Viele der heute verwendeten Nahrungsmittelprodukte entstehen durch Weiterverarbeitung von Naturprodukten, z. B. Getreidekörnern, Früchten, Gemüse, Fleisch, Sojabohnen, Mais usw. In einigen der bekannten Nahrungsmittelprodukte bzw. -präparate sind mehrere Naturprodukte so miteinander verbunden, daß das entstehende Produkt Geschmack und Eigenschaften aufweist, die dem Ausgangsprodukt nicht eigen sind. Bei der Herstellung derartiger Produkte bzw. Präparate ergeben sich gelegentlich Schwierigkeiten, insbesondere dann, wenn sehr unterschiedliche Ausgangsmaterialien zu Produkten einheitlicher Qualität und Eigenschaften verbunden werden sollen.

Ein Beispiel für weiterverarbeitete bzw. umgewandelte .Nahrungsmittel der vorstellend genannten Art sind sogenannte Fleischersatzprodukte, die aus eßbarem pflanzlichem Eiweiß, das aus Sojabohnen, Mais oder Erdnüssen gewonnen worden ist, oder aus tierischem Eiweiß, z. B. Casein, hergestellt worden sind. Einer der ersten Verfahrensschritte bei der Herstellung von Fleischersatzprodukten besteht in der Herstellung von Fäden oder Fasern aus Eiweiß. Diese Fäden oder Fasern werden mit geeigneten Bindemitteln, Geschmackstoffen usw. zu Bündein zusammengefaßt, die schließlich die Fleischersatz-'produkte ergeben.

Die bisher bekannten Verfahren zur Aufarbeitung der in Fäden oder Fasern umzuwandelnden Proteine bzw. Eiweißstoffe konnten nicht völlig befriedigen. Bisher hat man absatzweise Spinnlösungen hergestellt, indem man einzelne Proteine in wäßrigem Alkali auflöste und dann die so gewonnene Lösung bei einem hohen pH-Wert (im alkalischen Bereich) reifen ließ. Die absatzweise Herstellung der Spinnlösungen brachte aber mehrere Nachteile mit sich. Der Hauptnachteil ergab sich dadurch, daß es nicht möglich war, Fäden und Fasern mit gleichmäßiger Struktur und physikalischen Eigenschaften herzustellen. Einige der so gewonnenen Fasern wiesen beispielsweise sehr schlechten Geruch auf. Dieser schlechte Gefuch ist vor allem darauf zurückzuführen, daß das Protein in den Spinnlösungen durch unzureichendes Vermischen abgebaut wird bzw. sich teilweise zersetzt. Extreme Bedingungen, insbesondere höhere Temperaturen und hohe pH-Werte, beschleunigen den Abbau und das schließlich eintretende Ausmaß der Zersetzung. Wird zu einer Eiweißaiifschlämmung die zur Erzielung einer zum Verspinnen geeigneten Lösung notwendige Menge Lauge zugesetzt (hierfür muß der pH-Wert in der Mischung 10,5 oder mehr betragen), erhöht sich die Viskosität der Mischung rasch sehr stark. Je nach den angewendeten Verfahrensbedingungen, wie Durchmischungsgeschwindigkeit, Laugespiegcl, Temperatur und Feststoffgehalt, erreicht die Viskosität innerhalb weniger Minuten ihren maximalen Wert. Danach verringert sich die Viskosität allmählich, und zwar stellt diese allmähliche Viskositätsverringerung ein Maß für den Eiweißabbau durch die Lauge dar. Bei der Herstellung von Fäden und Fasern der absatzweise hergestellten Spinnlösungen sind die zunächst gewonnenen Fasern noch durchaus brauchbar, während die letzten Anteile der Spinnlösung infolge des inzwischen eingetretenen erheblichen Abbaues des Eiweißmaterials bereits einen sehr unangenehmen Geruch aufweisen. Dieser Nachteil macht sich natürlich dann besonders stark bemerkbar, wenn die Spinnlösungen in großen Ansätzen hergestellt werden.

Bei der Verarbeitung absatzweise hergestellter Spinnlösungen erhält man aber nicht nur Fasern mit ungleichmäßigen Eigenschaften, sondern muß auch

ίο erhebliche Verluste an Spinnlösung hinnehmen. In den letzten Anteilen eines Ansatzes ist das Eiweiß oftmals so weit abgebaut und die Viskosität der Lösung infolgedessen so weit erniedrigt, daß die Lösung nicht mehr versponnen werden kann. Es ist infolgedessen notwendig, kostspielige Stabilisatoren zuzusetzen, um den Eiweißabbau zu verzögern. Gelegentlich ist es sogar notwendig, einen ganzen Ansatz der Spinnlösung zu verwerfen, wenn die sofortige Verarbeitung infolge der technischen Schwierigkeiten nicht mög-Hch war. Durch das häufig notwendige Säubern und Ausspülen der Spinnapparaturen zu Beginn oder nach Beendigung der Verarbeitung eines Ansatzes • ergeben sich weitere Verluste.

Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich y.Iso bereits, daß es bei absatzweiser Herstellung von Spinnlösungen nicht möglich ist, Fäden mit gleichmäßigen Eigenschaften kontinuierlich herzustellen. Beim absatzweisen Arbeiten müssen mehrere Spinnlösungen in vorher bestimmten Zeitabständen in getrennten Gefäßen bzw. Kesseln hergestellt werden, die der Spinnmaschine dann abwechselnd als Ausgangsinaterial zugeführt werden. Die absatzweise Arbeitstechnik ist außerdem kostspielig, insbesondere auch wegen des notwendigen Aufwandes bei der notwendigen ständigen Kontrolle der Viskosität der einzelnen Ansätze der Spinnlösung.

So ist aus der britischen Patentschrift 958 873 ein Verfahren zur Herstellung proteinhaltiger Nahrungsmittelprodukte durch Ausfällen des Proteins aus einer Protein enthaltenden Lösung bekannt,· wobei das Ausfällen unter »Spinne-Bedingungen durchgeführt wird, um das ausfallende Protein in Form von Fäden zu erhalten, und wobei das Protein mit mindestens 0,25 Gewichtsprozent eines Sulfits behandelt wird.

Gemäß diesem Verfahren wird das Protein zunächst in einer wäßrigen Lösung dispergiert, gerührt und mit Natronlauge versetzt. Das erhaltene Gemisch wird gemischt, bis sich das Protein gelöst hat, und anschließend versponnen.

Weitere Beispiele für Nahrungsmittelprodukte, bei deren Herstellung ein sorgfältiges Durchmischen der Bestandteile unbedingt notwendig ist, sind Früchte- und Gemüsepasten bzw. -präparate, in denen Früchte oder Gemüse in fein zerkleinertem Zustand mit Aromastoffen, Süßstoffen, Farbstoffen und ähnlichen Bestandteilen vermischt sind. Auch bei derartigen Präparaten hängt die Qualität der Endprodukte in erheblichem Ausmaß von der bei der Verarbeitung angewendeten Mischtechnik ab. So ist das sorgfältige Durchmischen bei der Herstellung insbesondere bei Fruchtpasten notwendig, die mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt in nicht gekühltem bzw. nicht eingefrorenem Zustand in ilen Handel gebracht werden. Durch das sorgfältige Mischen wird erreicht, daß die Aromastoffe und die Konservierungsmittel mit der Fruchtpaste eine vollständige homogene Mischung bilden, ■ die sich in Geschmack und Geruch.selbst bei höheren Temperaturen nicht verändert und nicht verderben

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kann. Auch bei der Herstellung solcher Fruchtpasten mehrmaligen Massedurchgang mit einer verhältnishat sich — wie bei der Herstellung von Fleisch- mäßig dicht in ein Gehäuse eingepaßten, gleichzeitig ersatzprodukten — die absatzweise Herstellungs- Förderarbeit verrichtenden Förderschnecke und methode als nachteilig erwiesen. einem anschließenden, die Masse zwischen sich und

Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Auf- 5 einem entsprechend gestalteten Gehäuse weitergäbe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu finden, verarbeitenden, sich in Durchlaufrichtung verjüngendie die bisher auftretenden Nachteile nicht aufweisen. den Kegelkörper, der sich nicht an der Förderwirkung

Nach dem erfindungsgemäßen, kontinuierlich beteiligt, bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist der Spalt arbeitenden Verfahren wird zunächst eine grobe zwischen Kegel und Gehäuse weiter gehalten als der heterogene Mischung aus Protein und wäßriger io Spalt zwischen den Förderschneckengängen und dem Alkalilösung hergestellt und diese dann durch die Förderschnecke umschließenden Gehäuse.
Schmiermischen zwischen in geringem Abstand von- Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durcheinander angeordneten, relativ zueinander bewegten führung des vorstehend beschriebenen kontinuier-Oberflächen in eine homogene Mischung überführt, liehen Herstellungsverfahrens besteht aus einer Rührdie man altern läßt und anschließend noch einmal 15 welle, welche in einem rohrförmigen Gehäuse mit einer Schmiermischbehandlung unterwirft. Durch das zylindrischem Innenraum und einer Zuführungs-Schmiermischen zwischen in geringem Abstand von- öffnung an einem Ende und einer Auslaßöffnung am einander angeordneten relativ zueinander bewegten anderen Ende (in Förderrichtung gesehen) vor der Oberflächen wird gleichzeitig eine mischend, pres- Zuführungsöffnung mit Hilfe eines geeigneten Kraftsend, ausbreitend und schmierend wirkende Kraft auf 20 antriebes drehbar gelagert ist, sich von der Zufühdie Nahrungsmittelmischung ausgeübt. rungsöffnung bis zur Auslaßöffnung über die ganze

Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Länge des rohrförmigen Gehäuses erstreckt, und ist Verfahren die einzelnen Nahrungsmittelbestandteile dadurch gekennzeichnet, daß sie in mehrere Abin Form getrennter Ströme in die Grobmischstufe schnitte A, B, C unterteilt ist, in denen der Kern der eingeführt. Es ist weiterhin vorteilhaft, die kontinuier- 25 Rührwelle 28 verschiedene Durchmesser aufweist, lieh vereinigten, zunächst zu einem heterogenen wobei in wenigstens einem Abschnitte! bzw. C die Gemisch vermischten Ströme zum Schmiermischen Rührwelle 28 nochmals unterteilt ist, und zwar in durch einen glatten engen Durchgang zwischen den einen pumpend bzw. druckerhöhend wirkenden Absich relativ zueinander bewegenden Oberflächen hin- schnitt α bzw. d mit schraubenförmigen Mitnehmern durchzupressen, so daß die heterogene Mischung 30 bzw. Rührflügeln 27 bzw. 67 und einen Schmiermischdarin zu einem dünnen Film ausgebreitet wird. abschnitt mit glatter Oberfläche 41 bzw. 69, derart,

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen daß sich zwischen der Innenwand 29 des rohrsich pflanzliches und tierisches Eiweiß, vorzugsweise förmigen Gehäuses 26 und der Oberfläche der Rühr-Sojabohnen-Protein, und ein Alkalimaterial, Vorzugs- welle 41 bzw. 69 ein enger zylindrischer Durchgang weise Natriumhydroxyd, zu einer homogenen 35 42 bzw. 68 ergibt, und ein geeigneter Alterungs-Mischung verarbeiten, die etwa 13,37 bis 15,84 %, behälter oder ein Leichtmischabschnitt B vorgesehen vorzugsweise 15,32 % Eiweiß (Trockensubstanz), ist, in welchem schraubenförmige Rührflügel bzw. etwa 83,37 bis 84,40%, vorzugsweise 83,59% Mitnehmer 54 angeordnet sind, deren Flügeltiefe Wasser und etwa 0,79 bis 2,23 %, vorzugsweise größer ist als die Flügeltiefe der Mitnehmer in den 1,09% Natriumhydroxyd (berechnet als Feststoff) 40 Pumpabschnitten α bzw. d der Abschnitte A bzw. C. enthält. Zuerst wird eine Protein-Aufschlämmung aus

Die zunächst aus den Bestandteilen hergestellte einer Reihe von eßbaren Eiweißmaterialien herheterogene Mischung wird der Schmiermischbehand- gestellt. Die Proteine können aus Sojabohnen, Safflorlung unterworfen, gealtert, wobei während des Alterns keimen, Mais, Erdnüssen oder Erbsen gewonnen werdie Mischung gerührt werden kann, und gegebenen- 45 den; es ist auch möglich, tierisches Eiweiß, beispielsfalls noch einer weiteren Schmiermischstufe unter- weise Casein, zu verwenden. Im allgemeinen werden worfen. die Proteine in verhältnismäßig reiner Form ein-

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend an gesetzt. Bei Verwendung von Sojabohnen werden Hand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen diese zunächst geschält, dann mit einem Lösungs-Zeichnungen bedeutet 50 mittel extrahiert — für diesen Zweck wird vorzugs-

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Mischvor- weise Hexan verwendet —, um das Öl zu entfernen;

richtung gemäß vorliegender Erfindung, die so gewonnenen, im wesentlichen fettfreien

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der in Flocken bzw. das Mehl aus Sojabohnen werden in

F i g. 1 dargestellten Vorrichtung, einer ausreichenden Menge Wasser suspendiert und

F i g. 3 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 3-3 55 anschließend mit so viel Alkali oder anderen alkaliin Fig. 1, aus dem eine weitere Ausführungsform sehen Substanzen versetzt, daß sich das Protein aufdes entsprechenden Teiles der in F i g. 1 dargestellten löst und die Kohlehydrate und andere Beimengungen Vorrichtung zu entnehmen ist, in ungelöster Form zurückbleiben. Nach Abtrennung

F i g. 4 eine Teilansicht des in F i g. 3 dargestellten des Extraktes wird das Protein durch Zusatz von

Teiles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 6° sauren Verbindungen, z. B. Essigsäure, Schwefel-

F i g. 5 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 5-5 dioxyd u. ä., ausgefällt. Besonders gute Ergebnisse

in F i g. 4, werden erzielt, wenn zum Ansäuern Schwefeldioxyd

Fig. 6 ein Fließschema des Verfahrens gemäß verwendet wird, da der Niederschlag dann aus einer

vorliegender Erfindung, wäßrigen Protein-Aufschlämmung mit vorzüglichen

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 in 65 Eigenschaften, insbesondere vorzüglicher Homo-

Fig. 1. genität, besteht. Der Niederschlag wird abfiltriert

Aus der deutschen Patentschrift 648 843 ist eine oder abzentrifugiert, mit Wasser gewaschen und

Bearbeitungsmaschine für Schokolademassen für schließlich getrocknet. Das isolierte getrocknete

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Protein wird zu einer wäßrigen Protein-Aufschläm- eine heterogene Mischung der Bestandteile gebildet mung verarbeitet, die als Ausgangsmaterial für die wird, in der eine ausreichende Menge der Protein-Herstellung der Spinnlösungen dient, aus denen die aufschlämmung mit der entsprechenden Menge Lauge Fäden bzw. Fasern für die Fleischersatzprodukte her- (vorzugsweise Natriumhydroxyd) vorliegt,
gestellt werden. Der Niederschlag kann auch direkt 5 Unmittelbar im Abschluß an die Bildung der nach der Abtrennung und dem Waschen mit Wasser, heterogenen Mischung der Bestandteile wird diese mit Wasser verdünnt und direkt weiterverwendet einer weiteren sorgfältigen Durchmischung unterwerden. Schließlich ist es auch möglich, die Flocken worfen.

mit wäßrigem Alkali zu extrahieren, den Extrakt von Für das weitere sorgfältige Durchmischen den Flocken abzutrennen, aus diesem das Protein io der zunächst heterogenen Mischung wird diese auszufällen, den Niederschlag zu sammeln, direkt mit einer »Schmiermisch«-Behandlung zugeführt. Unter Wasser zu verdünnen und zur Herstellung der Spinn- Schmiermischen wird im Rahmen der vorliegenden lösung zu verwenden. Erfindung eine Behandlung verstanden, bei der die Der Feststoffgehalt in der wäßrigen Protein- heterogene Mischung kontinuierlich und gleichzeitig Aufschlämmung ändert sich je nach der Art des ver- 15 pressend, mischend, ausbreitend und wirbelnd wirwendeten Proteins. Im allgemeinen liegt der Fest- kenden Kräften ausgesetzt wird, so daß sich eine stoffgehalt zwischen etwa 10 und 35 Gewichts- homogene Mischung der Bestandteile bildet. Die prozent. Im Falle von Sojabohnen-Protein enthält Schmiermischbehandlung kann vorzugsweise so ausdie Aufschlämmung im allgemeinen etwa 15 bis geführt werden, daß man die vorstehend genannten 30 Gewichtsprozent Feststoff. 20 Kräfte auf einen dünnen Film der heterogenen

Zur Herstellung der Spinnlösung bzw. des Spinn- Mischung einwirken läßt.

teiges wird als alkalische Substanz vorzugsweise Eine weitaus wirksamere Vorrichtung zur Durch-Natriumhydroxyd verwendet, obwohl auch beliebige führung des Schmiermischens ist in den F i g. 1 andere alkalische Substanzen, die mit dem übrigen und 2 der Zeichnungen dargestellt. Gemäß Material in der Lösung verträglich sind, der Ver- 25 Fig. 1 wird zunächst eine heterogene Mischung der wendung des Endproduktes nicht entgegenstehen und Bestandteile hergestellt, indem man eine der beiden die zur Erhöhung des pH-Wertes der Lösung dienen, Bestandteile durch Leitung 19 und den zweiten der verwendet werden können. Verdünnte wäßrige beiden Bestandteile durch Leitung 22 in das rohr-Lösungen, die etwa 10 bis 20 Gewichtsprozent an förmige Gehäuse 26 der Mischvorrichtung 21 einalkalischer Substanz enthalten, werden mit besonde- 30 führt. Die heterogene Mischung wird in dem Abrem Vorteil eingesetzt. schnitt der Vorrichtung gebildet, in dem Mitnehmer Es konnte festgestellt werden, daß die Qualität des oder Rührschaufeln 27 eine zunächst grobe Durchfaserigen Proteinproduktes in erheblichem Maße von mischung der einzelnen Bestandteile bewirken,
der wirksamen Durchmischung der Proteinauf- Die Rührwelle 28 ist in drei Zonen A, B und C schlämmung mit der Alkalilösung, die zur Erhöhung 35 unterteilt,dieihrerseitswiederinUnterabschnitteabisi der Viskosität der ersteren verwendet wird, abhängt. gegliedert sind. Die Rührwelle 28 ist in dem Innen-Ungenügend durchmischte Materialien ergeben ein raum 29 des zylindrischen Gehäuses 26 gelagert. Sie Produkt, welches eine körnige Struktur aufweist; die ist mit der Antriebswelle 31 bei 32 verschraubt. Ein Proteinfasern weisen unangenehme Eigenschaften Motor 33 dient zum Antrieb der Rührwelle, die im auf. Die wäßrige Proteinaufschlämmung wird nach 40 vorliegenden Falle in Umdrehung versetzt wird. In der Herstellung in einem geeigneten Behälter von der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform ist die ausreichender Größe gelagert, so daß es möglich ist, Rührwelle 28 mit dem zylindrischen Gehäuse 26 sie aus diesem Behälter direkt einem kontinuierlichen senkrecht auf einem Gehäuse 34 befestigt. Eine Wand Spinnverfahren zuzuführen. Die Lagerung der wäß- 36 trennt die Montier- und Antriebsmittel 37 von rigen Proteinaufschlämmung ist in F i g. 6 durch die 45 der Rührwelle 28 und dem Innenraum 29 des zylin-Stufe 11 dargestellt. Eine entsprechende Menge drischen Gehäuses 26. Auf diese Weise wird verLauge, z. B. Natriumhydroxyd, wird bei 12 (F i g. 6) hindert, daß Bestandteile, die in die Mischvorrichgelagert, so daß stets eine ausreichende Menge Lauge tung eingeführt werden, in den Befestigungs- und für das kontinuierliche Vermischen mit der Protein- Antriebsteil 37 der Vorrichtung gelangen. Die aufschlämmung zur Verfügung steht. 50 Montier- bzw. Befestigungsmittel und die Antriebs-Die Menge an Proteinaufschlämmung und mittel 37 bestehen aus einer einfachen Welle und Natriumhydroxyd, die in der Leitung 16 zugeführt entsprechenden Lagern, wobei das Lager 38 so auswerden, werden mit Hilfe der Ventile 13 und 14 ein- gebildet ist, daß die Rührwelle 28 auch bei großen gestellt. In dieser Leitung bildet die Proteinauf- Umdrehungszahlen sicher gelagert ist. Das Gehäuse schlämmung mit dem Natriumhydroxyd eine hetero- 55 34 ist auf dem Fußboden 39 oder auf einer anderen gene Mischung. Aus den betreffenden Vorratstanks geeigneten Unterlage befestigt.

der beiden zu vermischenden Flüssigkeiten führen Die Mitnehmer bzw. Rührflügel 27 des Ab-

Leitungen 17 bzw. 18 zu der gemeinsamen Leitung Schnitts A sind so gestaltet, daß sich eine grobe

16, in der die Ausbildung der heterogenen Mischung Durchmischung der zugeführten Materialströme, vor

erfolgt. Es ist jedoch auch möglich, die Protein- 60 allem aber eine pumpende bzw. druckerhöhende Wir-

aufschlämmung und Natriumhydroxyd in einem kung auf das heterogene Gemisch ergibt, das auf

Mischer der in F i g. 1 dargestellten Art zu vereinigen. diese Weise durch einen engen Durchgang im Ab-

In diesem Falle würde die Leitung 16 mit der Leitung schnitt b gepreßt wird. Der Schmiermischabschnitt b

19 der Mischapparatur 21 verbunden werden, wäh- weist einen glatten Zylinder 41 auf, welcher in den

rend Leitung 18 über Leitung 22 mit dem Mischer 21 65 Innenraum 29 des zylindrischen Gehäuses 26 genau

verbunden wird. Allgemein ausgedrückt kann die eingepaßt ist. Zwischen der äußeren Oberfläche des

Proteinaufschlämmung mit der Lauge in jeder belie- Zylinders 41 und der Wand des Innenraumes 29

bigen Weise vereinigt werden, solange kontinuierlich besteht ein enger Durchgang 42, in welchem das

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Schmiermischen der heterogenen Mischung unter bunden. Die Antriebswelle ist dabei in eine Öffnung

Ausbildung einer homogenen Mischung erfolgt. Der 47 eingeschraubt. Im zylindrischen Teil 48 der Welle

Durchgang 42 ist so eng, daß auf die unter Druck 46 erfolgt das Schmiermischen in derselben Weise,

hindurchgetriebene heterogene Mischung kontinuier- wie für den zylindrischen Teil 41 in Fig. 1 be-

lich und gleichzeitig pressende, rührende, ausbrei- 5 schrieben. Der Schmiermisch-Abschnitt 48, der eine

tende und wirbelnde Kräfte einwirken. Da das glatte zylindrische Oberfläche aufweist, ist genau in

zylindrische Gehäuse 26 stationär angeordnet ist und das rohrförmige Gehäuse 49 eingepaßt, so daß sich

der Motor 33 nur die Welle 28 in Umdrehung ver- ein Durchgang 51 zwischen innerer Rohrwand und

setzt, bewegt sich die äußere Oberfläche des Zylinders Zylinderoberfläche ergibt. Nach dem Homogenisieren

41 relativ zur Oberfläche des Innenraumes 29. Bei io im Schmiermisch-Abschnitt 48 wird das Material

der dargestellten Vorrichtung bewegt sich die Ober- durch öffnung.52 aus der in Fig. 2 dargestellten

fläche 41 der Rührwelle 28 senkrecht zu der Förder- Vorrichtung entnommen.

bewegung der heterogenen Mischung durch den Erfindungsgemäß ist es notwendig, die so gebildete Durchgang 42. Die Bewegungsrichtung der Welle ist homogene Mischung zu altern. Während des Alterns in Fig. 7 dureh einen Pfeil angedeutet. In dem 15 laufen je nach Art der verwendeten Bestandteile verDurchgang 42 bildet sich ein dünner Film der hetero- schiedene Reaktionen ab. Im Falle der Verarbeitung genen Mischung. Die Stärke des Films hängt von dem einer Sojaprotein-Aufschlämmung mit Natrium-Abstand zwischen der Oberfläche des Zylinders 41 hydroxyd ist zunächst eine gewisse Zeitspanne not- und dem Durchmesser des Innenraumes 29 ab. Die wendig, damit das Natriumhydroxyd sich vollständig Stärke des Films hängt außerdem von einer Reihe 20 mit der Sojaprotein-Aufschlämmung umsetzen kann, verschiedener Faktoren ab. Zu diesen Faktoren ge- Während dieser Umsetzungszeit, die — wie gesagt — hören vor allem die Viskosität, die Feststoffkonzen- im allgemeinen als Alterung bezeichnet wird, »enttration und die Art der Feststoffe in der heterogenen knäueln sich« die Proteinmoleküle des Sojaproteins Mischung sowie die Umdrehungsgeschwindigkeit der als Folge der chemischen Umsetzung mit dem Welle 28 u. ä. Da bei einer Vergrößerung des Durch- 25 Natriumhydroxyd. Im Falle der Vermischung eines messers des zylindrischen Teils 41 der Welle 28 die festen Materials mit einer Flüssigkeit ist wiederum Umfangsgeschwindigkeit desselben steigt, erhöhen eine gewisse Zeitspanne notwendig, damit sich die sich auch die mischenden, ausbreitenden und wirbeln- festen Bestandteile in der Flüssigkeit, die einen Teil den Kräfte, die auf die in dem Durchgang 42 befind- der homogenen Mischung darstellt, lösen können, liehe heterogene Mischung einwirken. Die Länge des 30 Die Alterungszeit kann so bemessen werden, daß sich zylindrischen Abschnitts 41 und damit die Länge des die Feststoffe in einem bestimmten Ausmaß in der Durchgangs 42 können je nach Art der verarbeiteten Flüssigkeit lösen, wodurch man ein Endprodukt mit Materialien verändert werden. Die Länge ist auf jeden vorher bestimmbarer Qualität gewinnen kann. In dem Fall so zu wählen, daß das Material nach dem Aus- in F i g. 6 dargestellten Fließschema ist die Alterungstritt aus dem Durchgang 42 als homogene Mischung 35 stufe, die sich an die erste Schmiermischstufe anvorliegt, schließt, mit 53 bezeichnet. Es kann ratsam sein, die

Eine heterogene Mischung aus Sojabohnen- Alterung unter Weiterbewegung der homogenen

Protein und Natriumhydroxyd ist verhältnismäßig Mischung durchzuführen, um die Umsetzung der

flüssig; infolgedessen muß der Durchgang 42 ziem- Bestandteile zu beschleunigen. Man läßt die Alterung

lieh eng sein, um eine gute Durchmischung zu er- 40 im allgemeinen so weit fortschreiten, bis das Produkt

reichen. Es wurde gefunden, daß sich bei einer Film- die gewünschten Eigenschaften angenommen hat.

stärke von etwa 0,014 cm eine gute homogene Beim Altern einer homogenen Mischung aus einer

Mischung erzielen läßt, wenn die Mischvorrichtung Sojaprotein-Aufschlämmung und Natriumhydroxyd

einen Innendurchmesser von 20,3 cm aufweist und hat sich im allgemeinen eine Zeitspanne von 1 bis

die Welle mit einer Geschwindigkeit von etwa 45 4,5 Minuten als ausreichend erwiesen. Die Laugen-

135 Umdrehungen/Min, getrieben wird. konzentration in der homogenen Mischung beeinflußt

Nach dem Durchgang durch den Abschnitt A in erheblichem Maße den Abbau der Proteinmoleküle,

(Fig. 1) werden die jetzt in homogener Mischung wobei sich bei höherer Laugenkonzentration ein

vorliegenden Bestandteile der weiteren Behandlung rascherer Proteinabbau ergibt.

unterworfen. In dem in Fig. 6 dargestellten Fließ- 50 Die Alterung kann einfach durch ausreichend Ianschema ist zu erkennen, daß das Material direkt im ges Abstellen der homogenen Mischung in einem Anschluß an diese erste Schmiermischbehandlung geeigneten Behälter erreicht werden. Vorzugsweise entnommen werden, kann. Soll die homogenisierte führt man jedoch die Alterung kontinuierlich im Mischung bereits nach einer Schmiermischbehandlung Anschluß an die erste Schmiermischbehandlung entnommen werden, so kann eine Vorrichtung der in 55 durch, und zwar im Abschnitt B (Fi g. 1). In F i g. 1 Fig. 2 dargestellten Art verwendet werden. Die in erkennt man, daß die Rührwelle 28 im AbschnittB Fig. 2 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich der Rührvorrichtung eine Anzahl schraubenförmiger dadurch von der in Fig. 1 dargestellten, daß sie Rührflügel 54 aufweist. Diese Rührflügel 54 weisen keine Abschnittes und C aufweist. Die in Fig. 2 gleichmäßige Tiefe und Steighöhe auf. Die Rührdargestellte Vorrichtung enthält nur zwei Abschnitte, 60 flügel sind im Anschluß an das Ende 56 des Schmiernämlich die Abschnitte a' und b', die den Ab- mischzylinders 41 angeordnet und so gestaltet, daß schnitten α und b in Fig. 1 entsprechen. Eine sie die homogene Mischung, die aus dem engen heterogene Mischung verschiedener Bestandteile Durchgang 42 im Abschnitt b austritt, in einen weitekann durch Öffnung 44 auf die Rührflügel 43 auf- ren Behandlungsabschnitt fördert. Die homogene gebracht werden. Der Abschnitt a' arbeitet in der- 65 Mischung wird aber durch die Rührflügel 54 nicht selben Weise wie der Abschnitt« in Fig. 1. Die nur vorwärts bewegt, sondern gleichzeitig auch leicht Rührwelle 46 ist in derselben Weise wie die Welle 28 durchgemischt. Die Tiefe und Steighöhe der Flügel mit einer Antriebsvorrichtung 37 (nicht gezeigt) ver- 54 können verändert werden, um die Verweildauer,

ίο

d. h. die Alterungszeit, im Abschnitt B einzuregulieren. Eine Regulierung der Alterungszeit kann auch durch Veränderung der Länge des Abschnitts B erreicht werden. Entweder kann der Kern 57 der Flügel 54 einen permanenten Teil der Rührwelle 28 darstellen, oder die genannte Vorrichtung im Abschnitt B, d. h. Welle und Flügel, kann lösbar mit dem Schmiermisch-Abschnitt b im Abschnitt A verbunden sein. Im allgemeinen ist der Kern 57 in eine Vertiefung mit inneren Schraubenwindungen im zylindrischen Teil 41 der Welle 28 eingeschraubt.

Eine weitere Form des in Fig. 1 beschriebenen Alterungsabschnitts B ist in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt. Bei diesen Ausführungsformen sind die in Fig. 1 gezeigten Rührflügel54 entfernt und durch einige wenige Schaufeln 58 ersetzt. Diese Schaufeln stellen praktisch Halbkreise dar.

Die Schaufeln 58 sind, in einem solchen Abstand voneinander angeordnet,, daß die Förderwirkung jeder Schaufel noch ausreicht, die homogene Mischung durch den Alterungsabschnitt B in den nächstfolgenden Abschnitt zu treiben. Die Schaufeln 58 sind, wie gesagt, in einem Halbkreis derart angeordnet, daß sie an einem Punkt 59 beginnen und im Winkel von 180° um die Welle 61 enden. Auch diese Schaufeln dienen nicht nur der Vorwärtsbewegung der Mischung, sondern bewirken gleichzeitig auch eine leichte Durchmischung derselben.

In F i g. 4 erkennt man, in welcher Weise die Schaufeln 58 mit der Welle 61 verbunden sind. Jede der Schaufeln 58 ist außerdem mit Schabern 62 und 63. verbunden. Diese Schaber bewegen sich mit den Schaufeln 58 dicht an der Wand des Innenraumes 29 des rohrförmigen Gehäuses 26 und entfernen so alles Material, daß sich in der Innenwand festsetzen will. Die Schaber 62 und 63 sind an den Rührschaufeln 58 in der in F i g. 5 gezeigten Weise befestigt. Die Form der Schaber 62 und 63 ist vorzugsweise so, daß sich ein dreieckiger Querschnitt ergibt. Die äußere Oberfläche, die am dichtesten an der Wand des Innenraumes 29 anliegt, kann mit der äußeren Oberfläche 64 der Schaufeln 58 zusammenfallen.

Eine homogene Mischung aus einer Sojaprotein-Aufschlämmung und Natriumhydroxyd weist im Anschluß an die Alterung eine gewisse Stockigkeit auf. Unter Stockigkeit versteht man dabei die Ausbildung von gelartigen Massen, die eine höhere Viskosität aufweisen als das übrige Material. Die stockige Masse läßt sich nur schwierig oder kaum handhaben und bereitet bei der Weiterverarbeitung zu Fasern erhebliche Schwierigkeiten. Es ist daher erforderlich, noch einen weiteren Schmiermisch-Abschnitt anzuschließen, der in dem in F i g. 6 dargestellten Fließschema mit 66 bezeichnet ist. Die_r.g|älterte Mischung wird noch einmal in der bereits beschriebenen Weise einer Schmiermisch-Behandlung unterworfen. Wieder wird in dem Schmiermisch-Abschnitt ein dünner Film ausgebreitet, der jetzt aus gealtertem Material besteht. Auf diesen Film wirken dieselben Kräfte ein, wie dies weiter oben für den ersteir Schmiermisch-Abschnitt bereits erläutert worden ist.~ .

Bei kontinuierlicher Arbeitsweise unter Verwendung der in F i g. 1 ,'äargestellten Apparatur wandert das gealterte Material aus dem Abschnitts in den Abschnitt d des zweiten Schmiermisch-Abschnitts C. Im Abschnitt d wird die gealterte Mischung durch Einwirkung der Rührflügel 67 leicht durchgemischt und unter Druck gesetzt, so daß das Material durch

den Durchgang 68 gepreßt wird. Dieser Durchgang 68 befindet sich zwischen der Wand des Innenraumes 29 und der glatten Oberfläche des Zylinders 69 im Schmiermisch-Abschnitt e. Durch die erneut in diesem Schmiermisch-Abschnitt auf die gealterte Mischung einwirkenden pressenden, mischenden, ausbreitenden und wirbelnden Kräfte wird ein Material gleichmäßiger Viskosität erhalten, in dem keine stockigen Anteile mehr zu finden sind. Auch die Länge dieses zweiten Schmiermisch-Abschnitts hängt von der Art des zu behandelnden Materials, dessen Viskosität und ähnlichen Faktoren ab. Nach Durchgang durch den zweiten Schmiermisch-Abschnitt wird das Material durch die öffnung 72 aus der Mischvorrichtung entnommen und der weiteren Verarbeitung zugeführt. .

Claims (11)

Patentansprüche: ..; '

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Spinnlösungen für Fleischersatzprodukte durch Vermischen von .Proteinen und wäßrigen Alkalilösungen, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst eine grobe heterogene Mischung aus Protein und wäßriger Alkalilösung herstellt und diese dann durch Schmiermischen zwischen in geringem Abstand voneinander angeordneten, relativ zueinander bewegten Oberflächen in eine homogene Mischung überführt, die erhaltene, homogene Mischung altern läßt und anschließend noch einmal einer Schmiermischbehandlung unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die einzelnen Bestandteile in Form getrennter Ströme in die Grobmischstufe der Verfahrens einführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die kontinuierlich vereinigten, zunächst zu einer heterogenen Mischung vermischten Ströme zum Schmiermischen durch einen glatten engen Durchgang zwischen den relativ zueinander bewegten Oberflächen preßt, so daß die heterogene Mischung darin zu einem dünnen Film ausgebreitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die homogene Mischung während des Alterns gerührt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Eiweiß Sojabohnen-Protein verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalilösung Natriumhydroxyd verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis' 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die homogene Mischung etwa 1 bis 4,5 Minuten altern läßt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die heterogene Mischung etwa 13,37 bis 15,84%, vorzugsweise etwa 15,32 "VoProteinfeststofTe, etwa 83,37 bis 84,40%, vorzugsweise etwa 83,59 % Wasser und etwa 0,79 bis 2,23 %,' vorzugsweise etwa 1,09 % Natriumhydroxyd enthält.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 8, bestehend aus einer Rührwelle, welche in einem rohrförmigen Gehäuse mit zylindrischem Innenraum und einer Zuführungsöffnung an einem Ende und einer Auslaßöffnung am anderen Ende (in Förderrichtung

gesehen) vor der Zuführungsöffnung mit Hufe eines geeigneten Kraftantriebes drehbar gelagert ist, sich von der Zuführungsöffnung bis zur Auslaßöffnung über die ganze Länge des rohrförmigen Gehäuses erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß sie in mehrere Abschnitte (A, B, C) unterteilt ist, in denen der Kern der Rührwelle (28) verschiedene Durchmesser aufweist, wobei in wenigstens einem Abschnitt (A bzw. C) die Rührwelle (28) nochmals unterteilt ist, und zwar in einen pumpend bzw. druckerhöhend wirkenden Abschnitt (a bzw. d) mit schraubenförmigen Mitnehmern bzw. Rührflügeln (27 bzw. 67) und einen Schmiermischabschnitt mit glatter Oberfläche (41 bzw. 69), derart, daß sich zwischen der Innenwand (29) des rohrförmigen Gehäuses (26) und der Oberfläche der Rührwelle (41 bzw. 69) ein enger zylindrischer Durchgang (42 bzw. 68) er-

gibt, und ein geeigneter Alterungsbehälter oder ein Leichtmischabschnitt (B) vorgesehen ist, in welchem schraubenförmige Rührflügel bzw. Mitnehmer (54) angeordnet sind, deren Flügeltiefe größer ist als die Flügeltiefe der Mitnehmer in den Pumpabschnitten (a bzw. d) der Abschnitte (A bzw. C).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmigen Rührflügel bzw. Mitnehmer (54) im Leichtmischabschnitt (B) konstante Steighöhe und Flügeltiefe aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem Schabstäbe (62, 63) an der Rührwelle (28) angeordnet sind, so daß die Nahrungsmittelbestandteile bei Umdrehung der Welle (28) von der Wand des rohrförmigen Gehäuses (26) abgekratzt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen