DE2313224C3

DE2313224C3 - Verfahren zur Wärmebehandlung von ölfruchtsamen

Info

Publication number: DE2313224C3
Application number: DE2313224A
Authority: DE
Inventors: Josef Karlshamn Dahlen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-16
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1980-02-21
Also published as: DE2313224A1; DE2313224B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur y> Wärmebehandlung von ganzen oder zerteilten ölfruchtsamen mit Wasserdampf.

Die Behandlung von ölfruchtsamen zur ölgewinnung ist mit wenigen Ausnahmen die gleiche, ob das öl nun ausschließlich durch Pressen, ausschließlich 4« durch Extraktion oder durch eine Kombination von Pressen und Extraktion gewonnen wird.

Nachdem die Samen auf Qualität und öl- 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 vorkommende Protein koaguliert werden, um das Sa- 5« menfett zugänglich zu machen. Durch korrekt ausgeführte Wärmebehandlung kann ein größerer Anteil des Proteins für Tiere nützlich gemacht werden, die mit dem nach der ölgewinnung übrigbleibenden Restprodukt gefüttert werden. Ferner führt eine hinreichend inten^rive 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 Schmelzpunkt dient vor allem dem e>ü Zweck, die Viskosität des Fettes zu reduzieren, was für einen wirksamen Preßverlauf eine Voraussetzung ist.

Bisher hat man die Samen zerkleinert und ihnen die Form von dünnen Flocken verliehen, bevor die Wärmebehandlung, einsetzt. Beim Freilegen der fetttragenden Zellen durch die Zerkleinerung entsteht die Gefahr einer Oxydation des Fettes. Bei Raps- und Rübsamen entsteht ferner die Gefahr eines enzymatischen (Myrosinase) Abbaus gewisser Schwefelverbindungen (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 faßt 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.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, das bei geringem Raumbedarf und hoher Leistung eine effektive Wärmebehandlung und eine gute Enzym-Inaktivierung von ölfruchtsamen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß d>e Wärmebehandlung im an sich bekannten Wirbelschichtverfahren mit Wasserdampf als Wärme- und Fluidisierungsmittel erfolgt, wobei das zu behandelnde fluidisierte Gut über eine geneigte, durchlöcherte Fläche fließt und wobei der Wasserdampf zunächst auf der Oberfläche der fluidisierten Gutteilchen kondensiert und eine momentane Temperatursteigerung herbeiführt und am Ende des Fluidisiervorganges teilweise wieder verdampft.

Als Wärme- und Fluidisierungsmittel wird vorzugsweise gesättigter, trocken gesättigter oder überhitzter Wasserdampf von 0,5 bis 3 bar und 80° C bis 300° C verwendet, wobei die Wärmebehandlung des fluidisierten Guts weniger als 5 Minuten dauert.

Das Fluidisierungsmittel ist Wasserdampf bei 1,03 bis 1,05 bar und 100° C bis 150° C zur Wärmebehandlung bei 30 see Verweilzeit von ganzen Rapsoder Rübsamen mit einer Ausgangstemperatur von 5° C bis 30° C und einer Endtemperatur der Samen von etwa 100° C, wobei vorteilhafterweise eine Koagulierung des Proteins und vollständige Enzym-Inaktivierung erreicht wird, ohne daß die Proteinqualität wesentlich verschlechtert wird.

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 anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und

Fig. 2 diese Vorrichtung in Draufsicht.

Die auf der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung weist einen Kasten 1 auf, mit dem trotz seiner geringen Abmessungen (z. B. 1000 X 800 X 200 mm) 2,5 t Raps- 3der Rübsamen pro Stunde zur Enzym-Inaktivierung und Protein-Denaturierung behandelt werden. Der Kasten umschließt eine Behandlungskammer, die mittels einer durchlöcherten Trennplatte 2 in eine obere Kammer 3 und eine untere Kammer 4 unterteilt ist.

An die obere Kammer ist im oberen Teil des Kastens 1 eine Eintrittsleitung 5 für Samen und ein Austritt 6 für Überschußdampf 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 9 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 bis 3 bar liegt. Durch 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.

Bei der Berührung mit den Samen wird der Dampf auf der Oberfläche der Samen kondensiert, und die Temperatur des einzelnen Samens steigt sehr schnell auf etwa 80° C bis 130° C. Dies sind Sättigungstemperaturen 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 see, was für eine vollständige Enzym-Inaktivierung

in Raps- und Rübsamen hinreichend ist. Überschuß-

dampf entweicht durch den Austritt 6 und kann zum

Trocknen der wärmebehandeiten Samen auf einen Wassergehalt von 9-10% bis 5-6% benutzt werden.

Die Wärmebehandlungszeit ist von z. B. 45 min auf

etwa V₂ min reduziert worden. Diese außerordentlich

verkürzte Behandlungszeit führt bei einer im Verhältnis zum bekannten Stand der Technik sehr 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 0 1800 X 3000 mm hat, ausschließlich der Antriebsvorrichtung, bei einem Gewicht von etwa 10 t.

Nachfolgend Versuchsdaten bei der Durchführung des Verfahrens:

Eintretende Ganze Rapssamen 0 1,5—2,0 mm Samen: Fettgehalt 45 %

Wassergehalt 7,5 %

Temperatur + 15° C 2ϊ Myrosinase-Aktivität 135

Betriebs- Gutströmung 2600 kg Samen/h

Verhältnisse: Fließbetthöhe 200 mm

Verweilzeit 30 see Dampf vor dem Reduzierventil

6,3 bar; 190° C

Druckgefälle über dem Fließbett und durchlöchertem Blech 300-500 mm WS i^r> Dampfmenge 109 kg/t Samen

Austretende Wassergehalt 9,5 % Samen: Temperatur etwa + 100° C

Myrosinase-Aktivität 0

Samen aller Art können* behandelt werden, z. B.

Raps- und Rübsamen, Sojabohnen, Senfsamen und Leinsaatsamen. Auch Sanienteile können behandelt werden, wobei jedoch eine entsprechende Korngrö-

ßenverteilung vorausgesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

in Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von ganzen oder zerteilten ölfruchtsamen mit Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung im an sich bekannten Wirbelschichtverfahren mit Wasserdampf als Wärme- und Fluidisierungsmittel erfolgt, wobei das zu behandelnde fluidisierte Gut über eine geneigte, durchlöcherte Fläche fließt und wobei der Wasserdampf zunächst auf der Oberfläche der fluidisierten Gutteilchen kondensiert und eine momentane Temperatursteigerung herbeiführt und am Ende des Fluidisierungsvorganges teilweise wieder verdampft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf gesättigter, trocken gesättigter oder überhitzter Dampf von 0,5 bis 3 bar und 80° C bis 300° C ist, und daß -"> die Wärmebehandlung des fluidisierten Gutes weniger als 5 Minuten dauert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ganze Raps- oder Rübsamen mit einer Ausgangstemperatur von 5 bis 30° C mit Wasserdampf von 1,03 bis 1,05 bar und 100 bis 150° C bei 30 Sekunden Verweilzeit und einer Endtemperatur der Samen von 100° C behandelt werden.