DE2216225A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Ge winnung einer an Proteinen reichen Sub stanz bei der Extraktion von Bierwürze - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen Ge winnung einer an Proteinen reichen Sub stanz bei der Extraktion von BierwürzeInfo
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-Ji. April 1972
AlFA-LAVAL AB
I47OO Tumba / Schweden
I47OO Tumba / Schweden
Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung einer an
Proteinen reichen Substanz bei der Extraktion von
Bierwürze
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung einer an Proteinen reichen Substanz bei der
Extraktion von Bierwürze, bei dem die Würze durch einmaischen eines gepulverten Ausgangsmaterials hergestellt
worden ist.
Die heutige Tendenz bringt einige Probleme mit sich bezüglich der Rentabilität unter anderem in der Brauereiindustrie.
Diese Probleme stehen im Zusammenhang mit den Anforderungen, die vom Gesichtspunkt des Umweltschutzes
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aus gesehen gemacht werden und die Menge an Abfallprodukten
beschränken, die mit dem Abfallwasser abgelassen werden und die Seen oder die örtlichen Kläranlagen belasten.
Diese Anforderungen bedingen, daß die Abfallprodukte auf andere Weise beseitigt werden müssen und
das führt zu erhöhten Kosten. In der Brauereiindustrie werden große Mengen an Ausgangsmaterial verbraucht und
einige Sekundärprodukte, wie z.B. verbrauchte Treber (grains), verbrauchter Hopfen, Trüb und überschüssige
Hefe werden einer Verwendung zugeführt. Diese Sekundärprodukte werden derzeit als Viehfutter zu einem verhältnismäßig
niedrigen Preis verkauft. Es wäre jedoch sehr von Vorteil, wenn diese Produkte so aufgearbeitet werden
könnten, daß ein höherer Preis für sie erzielt werden kann. Dazu gehören die Produkte, die bisher aus verbrauchtem
Treber gewonnen wurden, wobei die Treber nach dem Einmaischen in Abscheidungskesseln oder Filtern abgetrennt, getrocknet
und als Tierfutter verkauft worden sind. Dieses Produkt enthält etwa 25 % Protein.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß bei der Herstellung von Bier die Möglichkeit besteht, ein Sekundärprodukt zu
erhalten, das mehr Protein enthält. In der deutschen Patentschrift 1 026 658 ist ein Verfahren zur Herstellung
von Bierwürze beschrieben, bei dem die Maische nach dem Einmaischen in eine Zentrifuge mit einem Schneckenförderer
eingeführt wird. Die Flüssigkeit, die aus der Zentrifuge
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erhalten wird, die noch Substanzen enthält, welche die Flüssigkeit trüben, wird anschließend in einer Zentrifuge
mit Düsen behandelt« Aus dem Schlammaustrag der Zentrifuge wird das Protein gemäß dieser Patentschrift in konzentrier-*·
ter Form gewonnen. Dieses Verfahren hat jedoch nicht die gewünschten Ergebnisse geliefert. Daß die Ergebnisse so
schlecht waren, hängt vermutlich damit zusammen, daß nur eine sehr grobe Fraktionierung der suspendierten Partikel
in der verwendeten Zentrifuge mit einer Förderschnecke erzielt worden ist„ Bei der nachfolgenden Abtrennung in
der Zentrifuge mit Düsen wird eine einen verhältnismäßig großen Anteil von großen Partikeln enthaltende Suspension
behandelt und die Düsen der Zentrifuge können dadurch leicht verstopft werden.
Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren zur kontinuierlichen
Gewinnung einer an Proteinen reichen Substanz in Verbindung mit der Extraktion von Bierwürze vorgeschlagen, das sehr
vorteilhafte Ergebnisse liefert. Das Verfahren ist hauptsächlich dadurch charakterisiert, daß eine flüssige Suspension
von Partikeln des Rohmaterials, die während des Einmaischens nicht gelöst worden sind, in einem Zentrifugensieb
behandelt wird, das aus zwei rotierenden, konzentrischen, konischen Sieben mit verschiedenen Größen der Löcher
besteht, die so angeordnet sind, daß die Suspension zuerst ein konisches Sieb mit einer Lochgröße von 100 bis 200 p.
und dann ein konisches Sieb mit einer Lochgröße von 20 bis 50 u passiert und daß die das Zentrifugensieb verlassende
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Suspension, die nur noch kleine Partikel enthält, in einer Zentrifuge behandelt wird, in der ein Sediment
erhalt en wird, das die an Proteinen reiche Substanz enthält. Die Flüssigkeit in der Suspension besteht zweckmäßig
aus der Bierwürzelösung, die beim Einmaischen erhalten wird, d.h. das Protein wird direkt nach der Extraktion
der Bierwürze erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in der Weise durchgeführt werden, daß
der verbrauchte Treber, der während der Extraktion der Bierwürze abgetrennt wurde, wenn die gesamte Bierwürze
an demselben ausgelaugt worden ist, in Wasser suspendiert wird. Die Suspension wird zuerst in dem Sieb filtriert und
dann in einer Zentrifuge behandelt.
Das verwendete Ausgangsmaterial wird zweckmäßig so pulverisiert, daß seine Partikelgröße unterhalb 5>00 ρ liegt. Die
an Proteinen reiche Substanz wird vorteilhaft in einem Trockner mit einem Wirbelbett getrocknet. Beim Zentrifugieren
wird mit Vorteil eine Zentrifuge mit einer intermittierenden Schlammabscheidung verwendet. Das erfindungsgemäße Verfahren
wird zwar nachfolgend unter Bezugnahme auf die Herstellung von Bier beschrieben, es ist jedoch auch bei der Herstellung
von anderen Getränken anwendbar, wenn bei der Herstellung derselben ein Protein enthaltendes Rohmaterial eingemaischt
wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch auf andere
Fermentationsprozesse anwendbar, bei denen ein Einmaischen und Extrahieren von Würze stattfindet.
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Die erfindungsgemäß erzielten vorteilhaften Ergebnisse hängen von einer Reihe von kooperativen Faktoren ab·
Das Getreide (Korn), das für die Herstellung von Malzgetränken verwendet werden soll, wird gewöhnlich in einer
Walzenmühle gemahlen, die so eingestellt wird, daß große Partikel erhalten werden, so daß die nachfolgende Abtrennung
in einem Siebkessel oder in einem Filter ohne Gefahr einer Blockierung durchgeführt werden kann. Erfindungsgemäß
erfolgt das Mahlen in einer Hammermühle, die 'beträchtlich kleinere Partikel lieferte Ein pulverisiertes Material
führt dazu, daß sowohl die Reaktionen, die während des Einmaischens auftreten, beträchtlich schneller durchgeführt
werden, als auch daß eine höhere Extraktionsausbeute erzielt wirde Dank des feinen Mahlens wird mehr Protein suspendiert
und man erhält eine bessere Proteinausbeute 0
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Vorteil in direkter Verbindung mit der Extraktion von Bierwürze in einem kontinuierlichen
Brauverfahren durchgeführt. Der größte Teil der suspendierten Partikel wird abgetrennt, wenn die Bierwürze-suspension
durch das Zentrifugensieb mit den konzentrischen konischen Sieben geleitet wird. Gewöhnlich sind in
einem Bierwürzeextraktionsverfahren drei Zentrifugensiebe hintereinandergeschaltetβ Die abgetrennten verbrauchten
Treber (Trester) werden mit Wasser im Gegenstrom angeschwänzt
(sparged), um soviel Bierwürze wie möglich auszulaugen. Die das Zentrifugensieb verlassende Bierwürze ent-
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hält das Protein, das während des Einmaischens nicht gelöst
worden ist, in Form von Partikeln mit einer Größe von 3 bis 30 u. Diese Partikel werden beim nachfolgenden
Zentrifugieren abgetrennt. Das erfindungsgemäß verwendete Zentrifugensieb besteht aus zwei konzentrischen konischen
Sieben. Diese Anordnung ist erforderlich, um eine zufriedenstellende Fraktionierung des suspendierten Materials zu
erzielen. Wenn ein einziges Sieb mit kleinen Löchern von 20 bis 50 u verwendet würde, würde es unter der Anhäufung
der abgetrennten Partikel zerbrechen. Das konische Sieb mit den größeren Löchern trägt die mechanische Belastung
und trennt die größeren Partikel in der Suspension ab· Dieses konische Sieb besteht zweckmäßig aus Blech. Beispielsweise
sei darauf hingewiesen, daß das Zentrifugensieb während des kontinuierlichen Betriebs mit mehr als 1000
kg/Stunde belastet wird.
Es ist zweckmäßig, eine Zentrifuge mit einem intermittierenden Schlammaustrag zu verwenden, da dann nicht die Gefahr der
Blockierung einer solchen Zentrifuge besteht im Gegensatz zu den bisher verwendeten Typen von Schlammzentrifugen mit
Düsen. Es wird auch ein konzentrierteres £adiment erhalten.
Der Austrag des Sediments kann automatisch erfolgen, so daß er in bestimmten Intervallen erfolgt, oder er kann so eingestellt
sein, daß die Höhe des Sedimentes automatisch abgetastet wird und bei einem bestimmten Schwellenwert ein
Impuls zum Austragen des Sedimentes gegeben wird· Es kann sowohl eine offene Zentrifuge als auch eine hermetisch ab-
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geschlossene Zentrifuge verwendet werden. Die Zentrifuge vom hermetisch abgeschlossenen Typ liefert ein besseres
Abtrennungsergebnis.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann selbst dann ein an !Proteinen reiches Material erhalten werden, wenn die
Abtrennung von verbrauchtem Treber auf übliche Weise in einem Sieb oder in einem Filter durchgeführt wirde Das Verfahren
wird dann in der Weise durchgeführt, daß die verbrauchten Treber, wenn die gesamte Bierwürze an demselben
ausgelaugt worden ist, in Wasser suspendiert werden. Die erhaltene Suspension wird in dem oben beschriebenen Zentrifugensieb
behandelt und anschließend in einer Schlammzentrifuge mit einem intermittierenden Schlammaustrag zentrifugiert.
Die Proteinausbeute ist in diesem Falle niedriger, da ein Teil der Proteinpartikel der erhaltenen Bierwürze
gefolgt ist. Durch Einstellung der Größe der Löcher der konischen Siebe kann eine optimale Verteilung des Proteins
zwischen dem verbrauchten Treber (grains) und der erhaltenen, an Proteinen reichen Substanz erzielt werderu Der verbrauchte
Treber, der normalerweise als Viehfutter verkauft wird, sollte einen bestimmtai Prozentsatz an Protein enthalten,
so daß ein zufriedenstellender Preis erzielt wirdö
Die an Proteinen reiche Substanz, die erfindungsgemäß erhalten
wird, weist einen sehr hohen Proteingehalt auf. Wenn erfindungsgemäß in Verbindung mit der Extraktion von Bierwürze
Protein gewonnen wird, so erhält man eine Substanz
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mit einem Proteingehalt von 61 % (berechnet als N2 #6,25)e
Dies bedeutet, daß der Proteingehalt höher ist als in Sojabohnenmehl, das einen Proteingehalt von etwa 50 %
aufweist· Um den Nährwert des Produktes zu erläutern, ist in der folgenden Tabelle die prozentuale Verteilung
der Aminosäuren in der Proteinsubstanz angegeben:
| Aminosäure | % | Aminosäure | % |
| Lysin | 3,0 | Threonin | 3,3 |
| Methionin | 2,1 | Serin | 4,4 |
| Tryptophan | 1,4 | Glycin | 3,1 |
| Histidin | 2,1 | Alanin | 3,7 |
| Arginin | 4,8 | Valin | 5,3 |
| Asparaginsäure | 5,5 | Isoleucin | 4,3 |
| Glutaminsäure | 23,2 | Leucin | 7,6 |
| Prolin | 12,9 | Tyrosin | 4,1 |
| Cystin | 1,3 | Phenylalanin | 6,3 |
Die an Proteinen reiche Substanz, die aus der Zentrifuge erhalten wird, wird anschließend in einem Trockner mit
einem Wirbelbett aus einem inerten Material bei einer Temperatur von etwa 600G getrocknet. Diese Trocknung ist sehr
mild und der Nährwert des Produktes wird nicht beeinträchtigt im Gegensatz zum Trocknen in einem Sprühtrockner oder in
einem Walzentrockner, in dem die Temperatur höher ist.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. In den
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folgenden zwei Beispielen ist die Proteinausbeute angegeben, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten
wurde.
Pro Stunde wurden 10 000 kg Suspension mit einem Trockenfeststoffgehalt
von 10 %, die pro Stunde 306 kg Protein (N2 χ 6,25)
enthielt, in ein Zentrifugensieb mit zwei konzentrischen konischen Sieben eingeführt. Aus dem Zentrifugensieb wurden
pro Stunde 5000 kg Suspension, die pro Stunde 97 kg Protein
enthielt, in die Zentrifuge geleitet· Aus der Zentrifuge wurden pro Stunde 780 kg Proteinsediment erhalten und nach
dem Trocknen erhielt man pro Stunde 156 kg pulverisiertes Protein mit einem Proteingehalt von 54 %» d.h· es wurden
84,5 kg reines Protein pro Stunde erhalten·
Das pulverisierte Protein wurde aus Getreide (Korn) hergestellt, das nur mit Wasser bei etwa 700O behandelt worden
war und deshalb konnte das Protein direkt für den menschlichen Verbrauch verwendet werden. Die Substanz kann mit
Vorteil als Proteinzusatz zu Brot und anderen Nahrungsmitteln oder für die Herstellung eines Isolats verwendet
werden·
In einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung erhielt man pro Stunde 80 hl Bierwürze mit einem Trockenfeststoffgehalt
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von 12 %. Die Bierwürze wurde in einer Zentrifuge behandelt
und in derselben wurden pro Stunde 420 kg Protein- ' sediment mit einem Feststoffgehalt von 28 % erhalten,
d.h. nach dem Trocknen erhielt man pro Stunde etwa 120 kg pulverisiertes Protein mit einem Trockenfeststoffgehalt
von etwa 98 %. Die Substanz enthielt etwa 61 % Protein
(N2 x 6,25).
Patentansprüche:
209844/0775
Claims (6)
- 22162-?5Pat en tansprüche1· Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung einer an Proteinen reichen Substanz im Zusammenhang mit der Extraktion von Bierwürze, bei dem die Bierwürze durch Einaaischen eines pulverisierten,Kohlehydrat enthaltenden Rohmaterials erhalten worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine flüssige Suspension von Rohmaterialpartikeln, die während des Einmaischens nicht gelöst wurden, in mindestens einem Zentrifugensieb behandelt werden, das aus zwei rotierenden, konzentrischen, konischen Sieben mit verschieden großen Löchern besteht, die so angeordnet sind, daß die Suspension zuerst ein konisches Sieb mit einer Lochgröße von 100 bis 200 u und danach ein konisches Sieb mit einer Lochgröße von 20 bis 50 u passiert, und daß die das Zentrifugensieb verlassende Suspension, die nur kleine Partikel enthält, in einer Zentrifuge behandelt wird, in welcher ein Sediment erhalten wird, das die an Proteinen reiche Substanz enthält.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in der flüssigen Suspension aus einer Bierwürzelösung besteht, die durch Einmaisehen erhalten worden ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in der flüssigen Suspension aus Wasser besteht.209844/0775
- 4·. Verfahren nach Anepruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial so pulverisiert wird, daß seine
Partikelgröße weniger als 500 p. beträgt. - 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene, an Proteinen reiche Substanz in einem Trockner mit einem Wirbelbett getrocknet wird,
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge aus einer Zentrifuge mit intermittierendem Schlammaustrag besteht.209844/0775
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