DE2001743A1 - Process for processing whey into animal feed - Google Patents
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Description
ΛρΙ.-lng. ,Π-.Tiif MineihΛρΙ.-lng. , Π-.Tiif Mineih
P aItP aIt
HAi-. y ί; Γ: ο 1HAi-. y ί; Γ: ο 1
Bai lim j J1(If1-! 13Bai lim j J 1 (If 1 -! 13
Tel. 33 51 15Tel. 33 51 15
Fermentation Societe pour !'ExploitationFermentation Societe pour! 'Exploitation
des Procedes Lefrancois, S. A. ,des Procedes Lefrancois, S. A.,
41 rue Coquilliere, Paris ler (Frankreich)41 rue Coquilliere, Paris ler (France)
Die in Meiereien oder bei der Käseherstellung anfallende Molke ist reich an Milchzucker (Laktose) und an löslichen organischen Salzen und trotz ihres geringen Proteingehalts ein sehr wertvolles Futtermittel, vorausgesetzt, daß ihr Milchsäuregehalt nicht zu hoch ist. Molke in der Form eines durch Trocknung erhaltenen Pulvers kann dem Viehfutter zugesetzt werden. Von einem bestimmten Milchsäuregehalt an wird die Trocknung durch die Milchsäure behindert, und außerdem muß der Säuregehalt für bestimmte Futtermittelzwecke auf ein Minimum herabgesetzt sein.The whey produced in dairy farms or cheese production is rich in milk sugar (lactose) and soluble organic salts and, despite their low protein content, a very valuable animal feed, provided that you Lactic acid content is not too high. Whey in the form of a powder obtained by drying can be added to cattle feed will. From a certain lactic acid content onwards, drying is hindered by the lactic acid, and in addition, the acidity must be reduced to a minimum for certain feed purposes.
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Die Erfindung bezieht sich auf neue Verfahren, deren Zweck ist, die Milchsäure vermittels einer biochemischen Behandlung ganz oder zumindest teilweise zu unterdrücken, was in der Praxis einer Hefeentwicklung gleichkommt. Alle Hefen bauen Milchsäure schnell ab, darüber hinaus baut eine große Anzahl von Hefen auch den Milchzucker mehr oder weniger schnell ab. Es läßt sich daher ersehen, daß sich durch Auswahl einer geeigneten Entwicklungsweise der Hefe in der Molke gleichzeitig deren Milchsäuregehalt verringern und die Anreicherung an Proteinen erhöhen läßt.The invention relates to new methods, the purpose of which is to remove lactic acid by means of a biochemical treatment to suppress completely or at least partially, which in practice amounts to a yeast development. All yeasts break down lactic acid quickly, and a large number of yeasts also break down lactose to a greater or lesser extent off quickly. It can therefore be seen that by choosing an appropriate mode of development of the yeast in the whey at the same time can reduce their lactic acid content and increase the accumulation of proteins.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren zu schaffen, durch das die gleichen Ergebnisse wie mit bekannten Verfahren erhalten werden können, das jedoch im Hinblick auf diese bekannten Verfahren verbessert ist, bei denen aerobe, selbsttätig arbeitende Gärbehälter verwendet werden, in denen sich die Hefe in bestimmter Weise im Innern eines Kreislaufs entwickelt, dessen mechanische, chemische und biologische Parameter während der für das Verfahren benötigten Zeit einem konstanten Gesetz folgen. Aufgrund der Selbsttätigkeit aller Regelvorgänge werden der gewünschte Abbau, die Konzentrationen und die günstigsten Verfahrensbedingungen erhalten, und diese Bedingungen bleiben an jeder Stelle des Gärbehälters konstant.It is therefore an object of the invention to provide a new and improved method by which the same results as can be obtained by known methods, but which is improved with respect to these known methods which aerobic, automatic fermentation tanks are used, in which the yeast is in a certain way inside of a cycle, the mechanical, chemical and biological parameters of which are required for the process Time to follow a constant law. Due to the automatic activity of all control processes, the desired Degradation, the concentrations and the most favorable process conditions are maintained, and these conditions remain at each Place of the fermentation vessel constant.
Aufgrund der Erfindung hat sich jedoch gezeigt, daß es möglich ist, die bekannten Verfahren zu verbessern, indem Due to the invention, however , it has been shown that it is possible to improve the known methods by
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erfindungsgemäß die für Hefe natürliche und kennzeichnende Eigenschaft, die verschiedenen, assimilierbaren Kohlenstoff mit sich führenden Produkte mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abzubauen, ausgenutzt und die für das Verfahren verwendete Hefesorte so ausgewählt und deren Anwendung in einer solchen Weise durchgeführt wird, daß der Abbau des einen oder des anderen bestimmten Produktes beschleunigt und auf diese Weise ein Endprodukt erhalten werden kann, dessen Gehalt ™ an Milchsäure auf einen beliebig kleinen Wert verringert und dessen Gehalt an Proteinen gleichzeitig in einem Grade erhöht worden ist, der an die für Futtermittel gestellten Anforderungen angepaßt ist.according to the invention the natural and characteristic of yeast Property, the different, assimilable carbon carrying products at different rates degraded, exploited and selected the type of yeast used for the process and its application in one is carried out in such a way that the degradation of one or the other particular product accelerates and increases in this way an end product can be obtained whose content ™ in lactic acid is reduced to an arbitrarily small value and at the same time its protein content is increased to a certain extent which is adapted to the requirements for animal feed.
Der Einsatz einer ausgewählten Hefe kann beispielsweise vermittels eines Umwälzverfahrens erfolgen, durch welches die Konzentration der Hefe innerhalb des Gärbehälters und dadurch auch die Abbaugeschwindigkeiten der verschiedenen Produkte verändert werden können. Für das Verfahren können auch zwei oder mehrere Gärbehälter verwendet werden, die unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen wie z.B. der Belüftungsmenge, Turbulenz, Zustandsbedingungen und mittlere Konzentration arbeiten, wobei die Verfahrensbedingungen nicht auf diese Beispiele beschränkt sind. Die Betriebsbedingungen legen dabei die Abbaugeschwindigkeiten der verschiedenen Produkte fest.The use of a selected yeast can, for example, mediate a circulation process through which the Concentration of the yeast within the fermentation tank and thereby also the rate of degradation of the various products can be changed. For the process, two or more fermentation tanks can be used, which are under different Operating conditions such as the amount of ventilation, turbulence, state conditions and average concentration work, the process conditions are not limited to these examples. Lay the operating conditions determines the rate of degradation of the various products.
Auf diese Weise läßt sich ein gewünschter Pegelwert für denIn this way, a desired level value for the
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Endgehalt an Milchzucker, der langsamer abgebaut wird als die Milchsäure, und für den Endgehalt an Milchsäure festlegen, der beispielsweise null betragen kann. Das Verfahren gestattet außerdem, ein Produkt herzustellen, das konstant ist und eine gleichbleibende Beschaffenheit aufweist, wenn alle Gärbehälter im kontinuierlichen Betrieb arbeiten und selbsttätig geregelt werden. Es ist daher in den meisten Fällen möglich, über lange Zeiträume hinweg mit ein und derselben Hefekolonie zu arbeiten, wobei die Entwicklung der Hefe durch das Verfahren selbst gewährleistet ist.Final lactose content, which is broken down more slowly than lactic acid, and determine the final lactic acid content, which can be zero, for example. The process also makes it possible to manufacture a product that is constant is and has a consistent quality if all fermentation tanks work in continuous operation and be regulated automatically. It is therefore possible in most cases to use one and the same over long periods of time Yeast colony to work, with the development of the yeast being ensured by the process itself.
Die als Ausgangsstoffe verwendeten Molken, die täglichen Verarbeitungsmengen, die Qualität des Endproduktes, die Verfügbarkeit von Ausgangsstoffen, Energie usw. und nicht zuletzt die klimatischen Bedingungen können in weiten Grenzen schwanken. Das erfindungsgemäße Verfahren kann infolge der gleichsam unendlich großen Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten an alle Bedingungen angepaßt werden und gestattet unter geringsten Kosten die Herstellung eines gewünschten Produktes, das mehr oder weniger befreit ist von Milchsäure, Salzen und Mineralien, und mehr oder weniger mit Proteinen angereichert ist.The whey used as raw materials, the daily processing quantities, the quality of the end product, the availability of raw materials, energy, etc. and, last but not least, the climatic conditions can be varied within wide limits vary. The inventive method can as a result of as it were, an infinite number of possible combinations can be adapted to all conditions and permitted under The production of a desired product that is more or less freed from lactic acid, salts and at the lowest possible cost Minerals, and more or less enriched with proteins.
Zur Veranschaulichung der möglichen Lösungsmöglichkeiten sind im nachstehenden einige Ausführungsbeispiele der das erfindungsgemäße Verfahren am besten kennzeichnenden Ausführungen dargestellt.To illustrate the possible possible solutions, some exemplary embodiments of the invention are shown below Procedures best presented in characterizing versions.
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In diesem Beispiel handelt es sich allgemein um die Verarbeitung einer herkömmlichen Molke mit beliebigem Milchsäuregehalt und ganz allgemein beliebiger Zusammensetzung zu einer gegorenen Molke. Die ganze Milchsäure und ein Teil des Milchzuckers ermöglichen die Entwicklung der Hefe und damit eine Proteinanreicherung der Maische. Es werden solche Hefen verwendet, die in der Lage sind, den Milchzucker abzubauen, wie z.B. die Saccharomyces Lactis, die Candida Utilis usw. Die Anreicherung mit Hefe an der Stelle 5 gestattet, die Abbaugeschwindigkeiten der Milchsäure und des Milchzuckers zu verändern.In this example it is generally a question of the processing of a conventional whey with any lactic acid content and in general any composition to form fermented whey. All of the lactic acid and a part milk sugar enable yeast to develop and thus protein enrichment of the mash. There will be such Uses yeasts that are able to break down milk sugar, such as Saccharomyces Lactis, Candida utilis etc. The enrichment with yeast at point 5 allows the rate of degradation of lactic acid and milk sugar to change.
Die in Figur 1 schematisch dargestellte und üblicherweise verwendete Anlage besteht aus einem Behälter oder Bottich C, vorzugsweise einem Behälter nach Lefraneois oder Lefraneois Mariller, mit einem gerichteten und regelmäßigen inneren Umlauf. Der Behälter wird bei 1 belüftet und bei 2 mit Molke beschickt. Die abgezogene Masse 3 wird zentrifugiert. Das Konzentrat 4 wird in zwei gleich oder nicht gleich große Anteile 5 und 6 aufgeteilt. Der eine Anteil 5 wird in den Behälter zurückgepumpt, während der andere Anteil 6 mit der abgeklärten Flüssigkeit vermischt und auf irgendeine bekannte Weise einer Trocknung zugeführt wird, nachdem er ggf. zuvor erneut konzentriert worden ist.The plant shown schematically in FIG. 1 and usually used consists of a container or vat C, preferably a Lefraneois or Lefraneois Mariller container, with a directed and regular internal circulation. The container is aerated at 1 and charged with whey at 2. The withdrawn mass 3 is centrifuged. The concentrate 4 is divided into two equal or not equal portions 5 and 6. One portion 5 is pumped back into the container, while the other portion 6 is mixed with the clarified liquid and is fed to a drying process in any known manner, after it has possibly been concentrated again beforehand.
Bei diesem Verfahrensgang erfolgt die Gärung vorzugsweise , kontinuierlich, wobei beispielsweise die Hefe der in der durch In this process , the fermentation is preferably carried out continuously, for example the yeast in the through
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den Zentrifugalabscheider abgezogenen Flüssigkeit enthaltenen Hefe in den Behälter zurückgepumpt wird. Wenn der pH-Wert des zugeführten Ausgangsstoffes 4,4 beträgt, ist der pH-Wert der Maische, welche der Verdampfung zugeführt wird, 5,8.The yeast contained in the centrifugal separator is pumped back into the container. If the pH of the supplied starting material is 4.4, is the pH value of the mash, which is fed to the evaporation, 5.8.
Die Molke wird durch die Hefe wie bei bekannten Verfahren und in einem Gärbehälter C des gleichen Typs verarbeitet. Bevor die Molke jedoch in den Hauptgärbehälter C eingeführt wird, gelangt sie bei 10 in einen Nebengärbehälter B, in welchem sie einer ersten Schnellgärung unterworfen wird, die zwei Stunden in Anspruch nehmen kann. Dabei wird die Hefe entwickelt, wobei sie nur einen Teil der Milchsäure abbaut. Die endgültige Entwicklung erfolgt in dem großen Gärbehälter C.The whey is made by the yeast as with known methods and processed in a fermentation tank C of the same type. However, before the whey is introduced into the main fermentation tank C, it arrives at 10 in a secondary fermentation tank B, in which it is subjected to a first rapid fermentation, which takes two hours can take advantage of. The yeast is developed in the process, only breaking down some of the lactic acid. The final Development takes place in the large fermentation tank C.
Entsprechend der nachstehend beschriebenen Abwandlung des Systems kann die aus dem kleinen oder aus dem großen Gärbehälter abgezogene Masse oder können auch beide Massen in eine Zentrifuge eingeleitet werden, und das mit Hefe angereicherte Konzentrat kann bei 8 in den Behälter C oder bei 9 in den Behälter B oder auch in beide Behälter gleichzeitig zurückgepumpt werden, um die Hefekonzentration zu erhöhen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise im kontinuierlichen Betrieb gearbeitet.According to the modification of the system described below, the one from the small or from the large fermentation tank withdrawn mass or both masses can be introduced into a centrifuge, and the enriched with yeast Concentrate can be pumped back into container C at 8 or into container B at 9 or into both containers at the same time to increase the yeast concentration. In this embodiment, it is preferred to use continuous Operation worked.
Zwei aerobe Gärbehälter Cl und C2 arbeiten im Hinblick auf Two aerobic fermenters Cl and C2 work in view of
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die Zufuhr von Molke in Reihe, wobei die Molke bei 11 in den Gärbehälter Cl eingeleitet wird. Die bei 12 abgezogene Masse wird zentrifugiert und die klare Flüssigkeit 13 dem Gärbehälter C2 zugeführt. Das Konzentrat 14 wird beispielsweise in den folgenden Proportionen aufgeteilt: Ein Drittel 15 wird in den Behälter Cl, und die anderen zwei Drittel 16 werden in den Behälter C2 zurückgepumpt. Die bei 17 aus C2 abgezogene Masse wird konzentriert und getrocknet. Die Behälter werden parallel zueinander bei 1 entsprechend bekannter Verfahren belüftet, indem beispielsweise dem Behälter Cl 1 nr m /m , und dem Behälter C2 0,6 nr m /irr zugeführt wird. Alle anderen Zustandsbedingungen werden auf bekannte Weise und beispielsweise selbsttätig geregelt. Das System arbeitet vorzugsweise im kontinuierlichen Betrieb, kann jedoch auch im Behälter C2 beispielsweise diskontinuierlich betrieben werden.the supply of whey in series, the whey being introduced into the fermentation tank C1 at 11. The one deducted at 12 The mass is centrifuged and the clear liquid 13 is fed to the fermentation tank C2. The concentrate 14 is for example divided in the following proportions: one third of 15 is placed in container Cl, and the other two thirds of 16 are pumped back into container C2. The mass withdrawn from C2 at 17 is concentrated and dried. The containers are aerated parallel to each other at 1 according to known methods, for example by the container Cl 1 nr m / m, and the container C2 0.6 nr m / irr is fed. All other status conditions are regulated in a known manner and, for example, automatically. The system works preferably in continuous operation, but can also be operated, for example, discontinuously in container C2 will.
Die für dieses Verfahrensbeispiel verwendeten Vorrichtungen entsprechen im wesentlichen denen des vorhergehenden Beispiels, mit dem Unterschied, daß beiden Gärbehältern Cl und C2 jeweils bei 21 bzw. 22 Molke zugeführt wird. Das Zentrifugieren zwischen Cl und C2 kann in Fortfall kommen, und die bei 23 aus dem Behälter C2 abgezogene Masse kann stattdessen bei 24 zentrifugiert werden, um durch Umwälzung eine Konzentrations-Steigerung in Cl oder in C2 oder in beiden Behältern zu erzielen. Das System arbeitet vorzugsweise im kontinuierlichenThe devices used for this method example essentially correspond to those of the previous example, with the difference that both fermentation tanks C1 and C2 are supplied with whey at 21 and 22 respectively. Centrifugation between Cl and C2 can be omitted, and the mass withdrawn from container C2 at 23 can instead be used at 24 be centrifuged to increase the concentration by agitation in Cl or in C2 or in both containers. The system preferably operates continuously
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Betrieb. Auch dann, wenn der Behälter C2 des Systems diskontinuierlich arbeitet, lassen sich die Hefeerzeugung pro Stunde in jedem Behälter und die jeweiligen Abbaugeschwindigkeiten regeln, was durch die Aufteilung des zugeführten Stoffes und ggf. auch durch unterschiedliche Umwälzung der Hefe erfolgen kann. Im kontinuierlichen Betrieb werden die Pegelstände der Flüssigkeiten so geregelt, daß in beiden Gärbehältern jeweils ein vorzugsweise konstantes Arbeitsvolumen enthalten ist.Operation. Even if the tank C2 of the system is discontinuous works, the yeast production per hour in each container and the respective degradation rates regulate what through the division of the supplied substance and possibly also through different circulation of the Yeast can be made. In continuous operation, the levels of the liquids are regulated so that in both fermentation tanks each a preferably constant working volume is included.
In dieser Anlage, die wiederum in verschiedener Weise abgewandelt werden kann, wird einem kontinuierlich arbeitenden Behälter Cl bei 31 die gesamte Molke zugeführt, die beispielsweise einen pH-Wert von 4 aufweist. Die Hefe entwickelt sich in dem Behälter Cl auf Kosten der Milchsäure und baut ggf. mehr oder weniger Milchzucker (in dem gewählten Ausführungsbeispiel: 4 g/l) ab. Der pH-Wert wird auf etwa 5 gehalten. Der Abbau wird auf eine beliebige, für Gärungsverfahren bekannte Weise geregelt, d.h. durch Veränderung der Durchlaufzeit, der Luftzufuhr, der Salze, des pH-Wertes usw. Nach dem Zentrifugieren, durch welches ein Teil der Hefe, die bei 32 zur Umwälzung in den Behälter Cl bestimmt ist, abgezogen werden kann, wird der Rest des Konzentrates 33 mit der hefefreien Masse 31J vermischt und der zweiten Vorrichtung für aerobe Gärung zugeführt. Diese Vorrichtung besteht aus zwei Gärbehältern Bl und B2, die abwechselnd und nacheinander inIn this installation, which in turn can be modified in various ways, all of the whey, which has a pH value of 4, for example, is fed to a continuously operating container C1 at 31. The yeast develops in the container C1 at the expense of the lactic acid and, if necessary, breaks down more or less lactose (in the selected embodiment: 4 g / l). The pH is kept at around 5. The degradation is regulated in any known way for fermentation processes, ie by changing the flow time, the air supply, the salts, the pH value, etc. After centrifugation, some of the yeast, which is at 32, is circulated in the container Cl is determined can be withdrawn, the remainder of the concentrate 33 is mixed with the yeast-free mass 3 1 J and fed to the second device for aerobic fermentation. This device consists of two fermentation tanks B1 and B2, which alternately and one after the other in
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diskontinuierlichem Betrieb sind. Während der eine Behälter gefüllt wird, wird der andere Behälter sehr schnell
entleert. Die bei 35 abgezogene Flüssigkeit wird sofort erhitzt und ggf. nach erneuter Konzentration einer Trocknung
zugeführt.discontinuous operation. While one container is being filled, the other container is going very quickly
emptied. The liquid withdrawn at 35 is immediately heated and, if necessary, after renewed concentration, is fed to a drying process.
In den Gärbehältern Bl und B2 wird die diskontinuierliche
Gärung so weit geführt bis der pH-Wert auf 6 oder 6,5 ansteigt, urn die ganze übrige Milchsäure abzubauen.In the fermentation tanks B1 and B2 the discontinuous
Fermentation continued until the pH rises to 6 or 6.5 in order to break down all the remaining lactic acid.
Entsprechend einer Abwandlung des Verfahrens kann ein einziger,
teilkontinuierlich arbeitender Gärbehälter B für den gleichen Zweck verwendet werden. Wenn die Gärung beendet
ist, wird der Behälter sehr schnell entleert, wobei in dem Behälter ein Rest für den nachfolgenden Verfahrensgang des
diskontinuierlichen Betriebes belassen wird. Der Rest kann beispielsweise ein Fünftel des zu Ende der Gärung vorhandenen
Volumens betragen.According to a modification of the method, a single, partially continuously operating fermentation tank B can be used for the same purpose. When the fermentation ends
is, the container is emptied very quickly, a remainder being left in the container for the subsequent process step of the discontinuous operation. The remainder can be, for example, a fifth of the volume at the end of fermentation.
Durch diese Anordnung wird die gesamte Milchsäure und sehr wenig Milchzucker abgebaut, wobei die Infektionsgefahr sehr verringert ist.Through this arrangement, all of the lactic acid and very little milk sugar is broken down, whereby the risk of infection is very high is decreased.
- Patentansprüche- Claims
- 10 009851/1229 - 10 009851/1229
Claims (5)
nicht belüftete Phase, die noch aus Flüssigkeit und nicht gelöstem Gas besteht, aufweist und die Entwicklung von
Metabolismen an jeder zugänglichen Stelle des Kreislaufs
direkt beobachtet und ggf. geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die für Hefe natürliche und kennzeichnende
Eigenschaft, die verschiedenen,, assimilierbaren Kohlenstoff enthaltenden Stoffe mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abzubauen, ausgenutzt und die für das Verfahren verwendete Hefesorte so ausgewählt wird und deren Anwendung in einer solchen Weise erfolgt, daß der Abbau des einen oder des
anderen bestimmten Stoffes beschleunigt und auf diese Weise ein Endprodukt erhalten wird, dessen Gehalt an Milchsäure auf einen beliebig kleinen Wert verringert und dessen Gehalt an Proteinen gleichzeitig in einem Grad erhöht worden ist, der an die für Futtermittel gestellten Anforderungen angepaßt ist.1. Process for processing whey into animal feed by aerobic fermentation by means of suitable yeasts and using fermentation tanks that work either continuously or intermittently, in which the liquid is kept in circulation in a certain sense and according to a certain work plan, the cycle being a ascending ventilated phase and a descending one
non-aerated phase, which still consists of liquid and undissolved gas, and the development of
Metabolisms at every accessible point in the circulation
is observed directly and, if necessary, regulated, characterized in that the natural and characteristic of yeast
Property of breaking down the various, assimilable carbon-containing substances at different rates, exploited and the type of yeast used for the process is selected and used in such a way that the breakdown of one or the other
other specific substance is accelerated and in this way an end product is obtained whose lactic acid content has been reduced to an arbitrarily small value and whose protein content has been increased at the same time to a degree that is adapted to the requirements placed on feed.
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---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (2)
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FR2581055A1 (en) * | 1985-04-26 | 1986-10-31 | Fives Cail Babcock | Improvements to the processes for lactic fermantation with biological treatment of the effluents |
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1969
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