DE2313224A1

DE2313224A1 - Verfahren zur waermebehandlung von oelfruchtsamen und aehnlichem, fetttragendem pflanzengut in teilchenform

Info

Publication number: DE2313224A1
Application number: DE2313224A
Authority: DE
Inventors: Josef Dahlen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-16
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1974-09-19
Also published as: DE2313224B2; DE2313224C3

Description

Verfahren zur Wärmebehandlung von Ölfruchtsamen und ähnlichem, fetttragendem pflanzengut in Teilchenform Die Behandlung von Ölfruchtsamen und anderen fetttragenden Pflanzenteiien zur Ölgewinnung ist mit wenigen Ausnahmen die gleiche, ob das Öl nun ausschliesslich durch Pressen, ausschliesslich durch Extraktion oder durch eine Kombination von Pressen und Extraktion gewonnen wird. Nachdem die Samen auf Qualität und ö1- und Wassergehalt kontrolliert worden sind, werden sie gereinigt, zerkleinert und wärmebehandelt, um die Voraussetzungen für eine hohe Press- bzw. Extraktionsausbeute zu schaffen und qualitativ hochwertige Enderzeugnisse zu bieten.
Durch die Wärmebehandlung soll das in den Samen verkommende Protein koaguliert werden, um das Samenfett zugänglich zu machen. Durch korrekt ausgeführte Wärmebehandlung kann ein grösserer Anteil des Proteins für Tiere nützlich cemacht werden, die mit dem nach der ölgewinnung übrigbleibenden Restprodukt gefüttert werden. Ferner führt eine hinreichend intensive Wärmebehandlung zu einer Inaktivierung von Enzymen, die sowohl auf das Protein wie auf das Pflanzenfett schädlich einwirken. Die Erhöhung der Temperatur von insbesondere Trägern von Fett mit hohem Schrnelzpunkt dient vor allem dem Zweck, die Viskosität des Fettes zu reduzieren, was für einen wirksamen Pressverlauf eine Voraussetzung ist.
Wie aus obigem ersichtlich, hat man bisher die Samen zerkleinert und ihnen die Form von dünnen Flocken verllehen, bevor die Wärmebehandlung eingesetzt wird. Deim Freilegen der fetttragenden Zellen durch die Zerkleinerung entsteht die Gefahr einer OxdatiWn des Fettes. Bei Raps- und Rübssamen entsteht ferner die Gefahr eires enzymatischen (Myrosinase) Abbaus gewisser Schwefelverbindugnen (Glukosinolaten) zu für den tierischen Organismus giftigen Schwefelverbindungen (Isothiocyanaten und Oxazolidinthionen).
Die physikalische Struktur und mechanische festigkeit des aus den gepressten Samen gebildeten Presskuchens sind u.a.
von der vorhergehenden Wärmebehandlung abhängig. Ein günstiger Temperatur/Zeitverlauf trägt dazu bei, nach der Zerkleinerung noch intakte Zellenstrukturen freizulegen und zu öffnen. Aus presskuchen von hinreichend wärmebehandeltem Samengut hergestellte Flocken fallen bei der Extraktion nicht so leicht auseinander. Im entgegengesetzten Falle entsteht beim Zerfall der Flocken ein feines Mehl, welches den Durchgang von Lösungsmittel durch die Gutschicht verhindert. Eine ungenügende Koagulierung des Samenproteins führt dazu, dass das Mehl am Sieb des Extraktionsapparats festklebt und das Sieb verstopft, so dass der Strömungsverlauf in der Gutschicht beeinträchtigt wird.
Ein längeres Erhitzen auf hohe Temperatur ist für die Qualität des später gewonnenen Öls wie auch für die Qualität des Proteins schädlich. Bei herkömmlichen Erhitzungsvorrichtungen mit senkrechter oder waagerechter Behandlungskammer und Vorschubeinrichtung lässt sich die Verweilzeit der einzelnen Samen nicht kontrollieren und kann gemäss angestellten Versuchen zwischen einigen Minuten und mehreren Stunden schwanken. Dies sowie die schlechte Wärmeübertragung sind der Grund dazu, dass für eine annehmbare Enzym-Inaktivierung eine derart lange, durchschnittliche Verweilzeit (40-60 min) sowie hohe Guttemperatur erforderlich sind.
Zur Beseitigung dieser Nachteile zeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren dadurch aus, dass die Wärmebehandlung als ein an sich bekanntes, mit Wasserdampf als Wärme- und Fluidisi£ ungsmittel vorgenommenes Wirbelschichtverfahren ausgeführt wird, und dass das behandelte Gut während des Fluidisierens dazu gebracht wird, über eine geneigte, durchlöcherte Fläche unter der Einwirkung des durch die Löcher strömnden Wasserdampfes zu fliessen, wobei der Wasserdampf zunächst auf der Oberfläche der fluidisierten Gutteilchen kondensiert und eine momentane Temperatursteigerung herbeiführt und dann nach einem Transport von einigen Minuten am Ende des Fluidisierungsvorganges teilweise wieder verdampft.
Als WGrm.e- und Fluidisierungsmittel wird vorzugsweise gesättigter, trocken gesättigter oder überhitzter Wasserdampf von 0,5-3 ata und z.B. +800C bis +3000C verwendet, wobei das mittels des Dampfes auf der geneigten Fläche fluidisierte Gut während kürzerer Zeit als 5 min wärmebehandelt wird.
Das Fluidisierungsmittel ist vorzugsweise Wasserdampf bei 1,03 bis 1,05 ata und 71000C bis+1500C zur Wärmebehandlung während etwa 30 sek von Raps- oder Rübssamen mit einer Ausgangstemperatur von +5°C bis +30°C und einer Endtemperatur von etwa +100°C, wobei eine Koagulierung des Proteins und vollständige Enzym-Inaktivierung erreicht wird, ohne dass die Proteinqualität wesentlich verschlechtert wird.
Es sei bemerkt, dass bei dem erfindungsgeirässen Verfahren ganze, nicht zerkleinerte Samen wärmebehandelt werden. Die Zerkleinerung erfolgt erst nach der Wärmebehandlung, was wie im folgenden erklärt ist, wesentliche Vorteile bietet. Da das Wärmebehandlungsmittel auch als Fluidisierungsmittel benutzt wird, welches während des Fluidisierens zwischen den einzelnen Samen strömt, erhält man eine äusserst gleichförmige und rasche Wärmebehandlung.
Die Erfindung ist nun anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 im Schnitt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, und Fig. 2 diese Vorrichtung in Draufsicht.
Die auf der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung ist in Form eines Kastens 1, mit dem trotz seiner geringen Abmessungen (1000 x 800 x 200 mm) 2,5 t Raps- oder Rübssamen pro Stunde zur Enzym-Inaktivierung und Protein-Denaturierung behandelt werden. Der Kasten umschliesst eine Behandlungskammer, die mittels einer durchlöcherten Trennplatte 2 in eine obere Klammer 3 und eine untere Kammer 4 unterteilt ist. An die obere Kammer ist im oberen Teil es Kastens 1 eine Eintrittsleitung 5 für Samen und ein Austritt 5 für Ueberschussdampf angeschlossen.
An die obere Kammer 3 ist im unteren Teil des Kastens 1 eine Austrittsleitung 7 mit einer Schleuse 8 für wärmebehandelte Samen angeschlossen. An die untere Kammer 4 ist ein Eintritt o für Dampf angeschlossen. Die Trennplatte 2 erstreckt sich von einem Punkt unmittelbar oberhalb des Eintritts 9 schräg nach unten zur Austrittsleitung 7. Die Samen werden von Leitwänden 10 zur Trennplatte 2 geleitet. Die Samen werden also durch die Eintrittsleitung 5 in die obere Kammer 3 eingebracht und mittels der Wände 10 gegen die Trennplatte 2 geleitet. Gleichzeitig wird durch den Eintritt 9 Dampf in die untere Kammer 4 eingeführt, so dass der Druck in der Kammer 4 zwischen 0,5-3 ata liegt. Durch zweckdienliche Anpassung der Dampfmenge erhält man beim Strömen des Dampfes durch die Trennplatte 2 ein Fluidisieren der sich auf der Platte befindenden Samen, die hierbei ein Fliessbett bilden, das sich kontinuierlich und in konstanter Schichthöhe über der Platte 2 bis zur Austrittsleitung 7 bewegt, wo die Samen durch die Leitung ausgetragen werden. Eei der Berührung mit den Samen wird der Dampf auf der Oberfläche der Samen kondensiert, und die Temperatur des einzelnen Samens steigt sehr schnell auf etw +80°C bis +130°C. Dies sind Sättigungstemepraturen bei den genannten Druckgrenzen. Die Samen behalten diese Temperatur während ihrer Bewegung längs der Trennplatte 2. Die Verweilzeit beträgt in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel etwa 30 sek, was für eine vollständige Enzym-Inaktivierung in Raps- und Rübssamen hinreichend ist. Ueberschussdampf entweicht durch den Austritt 6 und kann zum Trocknen der wärmebehandelten Samen auf einen Wassergehalt von 9-10 bis 5-6% benutzt werden. Die Wärmebehandlungszeit ist erfindungsgemäss von z.B. 45 min auf etwa 1/2 min reduziert worden. Diese ausserordentlich verkürzte Behandlungszeit führt bei einer im Verhältnis zum bekannten Stand der Technik ausserordentlich kleinen Vorrichtung mit geringem Platzbedarf zu einer sehr hohen Leistung. Des Vergleiches halber sei erwähnt, dass eine herkömmliche Vorrichtung mit entsprechender Leistung die etwaigen Abmessungen a 1800 =. 3000 min hat, ausschliesslich der Antriebsvorrichtung, und ein Gewicht von etwa 10 t.
Versuchsdaten Eintretende Samen: Ganze Rapssamen 1,5 - 2,0 mm Fettgehalt 45% Wassergehalt 7,5% Temperatur + 15°C Myrosinase-aktivität 135 Betriebsverhältnisse: Gutströmung 2600 kg Samen/h Fliessbetthöhe 200 mm Verweilzeit 30 sek Dampf vor de Reduzierventil 6,3 ata; +1900C Druckgefälle über dem Fliessbett und durchlöchertem Rlech 300-500 mm WS Dampfmenge 109 kg/t Samen Austretende Samen: Wassergehalt 9,5% Temperatur etwa +100°C Myrosinase-Aktivität 0 Samen aller Art können behandelt werden. Paps- und Rübssamen wurden bereits erwähnt. Sojabohnen, Senfsamen und Leinsaatsamen sind weitere Beispiele des Behandlungsgutes. Auch Samenteile können behandelt werden, wobei jedoch eine zweckdienliche Korngrössenverteilung vorzusgesetzt wird.
Die ohen genannten Daten sind nur als Beispiele zur Veranschaulichung der Erfindung erarähnt. Verschiedene Samenarten und deren Eigenschaften sowie das erstrebte Ergebnis der Wärmebehandlung können zu Abänderungen innerhalb der in den Ansprüchen genannten Grenzen führen.

Claims

Patentansprüchen

lX Verfahren zur Wärmebehandlung von ö.lfruchtsamen und ähnlichem, fetttragendem Pflanzengut in Teilchenform, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung als ein an sich bekanntes, mit Wasserdampf als Wärme- und Fluidisierungsmittel vorgenommenes Wirbelschichtverfahren ausgeführt wird, und dass das behandelte Gut während des Fluidisierens dazu gebracht wird, über eine geneigte, durchlöcherte Fläche unter der Einwirkung des durch die Löcher strömenden Wasserdampfes zu fliessen, wobei der Wasserdampf zunächst auf der Oberfläche der fluidisierten Gutteilchen kondensiert und eine momentane Temperatursteigerung herbeiführt und dann nach einem Transport von einigen Minuten am Ende des Fluidisierungsvorganges teilweise wieder verdampft.
2. erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärme- und Fluidisierungsmittel gesättigter, trocken gesättigter oder überhitzter Wasserdampf von 0,5-3 ata und z.B. +80°C bis +3000C ist, und dass das mittels des Dampfes auf der geneigten Fläche fluidiserte Gut während kürzerer Zeit als 5 min wärmebehandelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, wo das Fluidisierungsmittel Wasserdampf bei 1,03 bis 1,05 ata und +100 0C bis +150 0C ist, zur Wärmebehandlung während etwa 30 sek von Raps- oder Rübssamen mit einer Ausgangstemperatur von -5°C bis +300C und einer Endtemperatur von etwa +1000C, wobei eine Koagulierung des Proteins und vollständige Enzym-Iraktivierung erreicht wird, ohne dass die Proteinaualität wesentlich verschlechtertwird.