DE2526647B2

DE2526647B2 - CONTINUOUS CELL DOMESTION AND EXTENSIVE STERILIZATION OF MICRO-ORGANISMS

Info

Publication number: DE2526647B2
Application number: DE19752526647
Authority: DE
Inventors: Helmuth Dipl.-Ing.; Soeder Carl Dr.; 4600 Dortmund Mohn
Original assignee: Gesellschaft Fuer Strahlen und Umweltforschung Mbh 8000 Muenchen
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1975-06-14
Filing date: 1975-06-14
Publication date: 1978-02-23
Also published as: DE2526647C3; DE2526647A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Zellaufschluß und zur weitgehenden Sterilisation von Algenzellen in Suspension.The invention relates to a method for continuous cell disruption and extensive sterilization of algal cells in suspension.

Entwicklungsarbeiten zur wirtschaftlichen Nutzung von Mikroorganismen, wie z. B. Algen, für Ernährungszwecke sind seit langem bekannt (siehe Ber. Dtsch. Bot. Ges. Bd. 83, Heft 11 [1970], Seite 607 bis 625 mit Zitat Burlew [1953]). Es sind auch viele Verfahren beschrieben worden, zu ökonomisch und ernährungsphysiologisch attraktiven Pordukten zu gelangen. Von allen Verfahren zur Verarbeitung von Grünalgen wird das Walzentrocknen als der optimalste Zellaufschluß bezeichnet (siehe Nutr. Dieta 8, 1966, Seite 144, 2. Absatz), wobei diesem Prozeß zusätzlich ein Sterilisationsprozeß angeschlossen werden müßte, sollte ein weitgehend keimfreies Produkt erzielt werden.Development work on the economic use of microorganisms, such as B. algae, for nutritional purposes have long been known (see Ber. Dtsch. Bot. Ges. Vol. 83, Issue 11 [1970], pages 607 to 625 with quotation Burlew [1953]). Many procedures have also been described, too economical and nutritionally attractive products. Of all methods of processing green algae, this will be the case Roller drying referred to as the most optimal cell disruption (see Nutr. Dieta 8, 1966, page 144, 2nd paragraph), whereby this process would also have to be connected to a sterilization process, should be a largely sterile product can be achieved.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Ultrahocherhitzung von Milch der Fachwelt seit langem bekannt (siehe Sonderdruck »Deutsche Milchwirtschaft« Nr. 23, 23. Jg. 7.6.72, Seite 1, linke Spalte, Pkt. 1 und Literaturzitat Nr. 36), es wurde jedoch nicht zur Behandlung von Algenzellen angewandt.Furthermore, a method for ultra-high temperature heating of milk has been known to those skilled in the art for a long time (see Special print »Deutsche Milchwirtschaft« No. 23, 23rd year 7/7/72, page 1, left column, point 1 and citation from the literature No. 36), but it has not been used to treat algal cells.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zu bieten, mit dem der Aufschluß von Algenzellen gelingt, eine weitgehende Sterilisation der Algensuspension erfolgt und eine Abtrennung von Algeninhaltsstoffen möglich ist, wobei das Verfahren kontinuierlich und ohne Zusatz von Chemikalien durchzuführen sein soll und große Mengen verarbeitet werden können.The object of the invention is to provide a method with which the digestion of algae cells succeeds, an extensive sterilization of the algae suspension takes place and a separation of Algae ingredients are possible, the process being continuous and without the addition of chemicals should be carried out and large quantities can be processed.

Die Lösung dieser Aufgabe ist bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine pumpfähige Suspension mit heißem Dampf in Berührung gebracht wird, daß die Suspension schockartig erhitzt und während einer Zeitdauer von 1 bis 10 Sekunden in einem Temperaturbereich von 110 bis 160⁰C gehalten wird, und daß die heiße Suspension danach expandiert wird, wobei die Algenzellen höchstens vier Minuten in einem Temperaturbereich, der größer als 40° C ist, verbleiben.The solution to this problem is characterized according to the invention in the method mentioned at the beginning, that a pumpable suspension is brought into contact with hot steam, that the suspension is suddenly heated and held in a temperature range of 110 to 160 ^° C. for a period of 1 to 10 seconds and that the hot suspension is then expanded, the algae cells remaining in a temperature range greater than 40 ° C. for a maximum of four minutes.

Zum technischen Fortschritt wird ausgeführt:For technical progress the following is stated:

Die besonderen Vorteile dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin zu sehen, daß bezogen auf Produkte, die mittels der energetisch und technisch aufwendigeren Walzentrocknung von Mikroorganismenbiomasse erhalten werden, die bei der Erfindung verwendete Uperisation hinsichtlich der ernährungsphysiologischen Qualität, dem Aussehen und dem Geruch mindestens gleichwertige Produkte liefert. Bei der Uperisation (Ultrahocherhitzung oder Ultrapasteurisation) gehen Inhaltsstofee der Mikroorganismen in Lösung, von denen ein Teil durch Zentrifugieren z. B. von den Zellresten getrennt werden können. Der Überstand kann dafür eingesetzt werden, um einen proteinreichen Algenextrakt zu gewinnen. Es kann aber auch ein Algenextrakt gewonnen werden, der beiThe particular advantages of this method according to the invention can be seen in the fact that based on Products made by means of the energetically and technically more complex drum drying of microorganism biomass obtained, the Uperization used in the invention in terms of nutritional physiological Delivers products that are at least equivalent in terms of quality, appearance and smell. at Uperization (ultra high temperature or ultra pasteurization) go into ingredients of the microorganisms Solution, some of which by centrifugation e.g. B. can be separated from the cell debris. Of the Supernatant can be used to obtain a protein-rich algae extract. But it can an algae extract can also be obtained, which in

ίο Bakterien und Hefen als Wuchsstoffquelle praktische Verwendung findet (US-PS 31 23 538). Vorteilhaft ist es dabei, daß es mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren zum ersten Mal gelingt, größere Mengen von Algenextrakten kontinuierlich und wirtschaftlich herzustellen. ίο Bacteria and yeasts practical as a source of growth substances Is used (US-PS 31 23 538). It is advantageous that by means of the method according to the invention For the first time, it is possible to continuously and economically produce larger quantities of algae extracts.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren ist darin zu sehen, daß die Algen nur kurz erhitzt werden und während des Prozesses nur höchtens vier Minuten in einem Temperaturbereich, der größer als 40⁰C beträgt, verbleiben. Vorteilhaft ist auch, daß das uperisierte Produkt sich von dem Ausgangsprodukt nur insoweit unterscheidet, als die Mikroorganismen aufgeschlossen sind und beliebig weiterverarbeitet werden können. So können die Algen nach ihrer Behandlung im Sprühturm getrocknet oder gefriergetrocknet werden. Das sind Verfahren, die bis jetzt daran scheiterten, daß die Mokroorganismen unverdaulich blieben oder im Falle der Gefriertrocknung sogar einen bitteren unangenehmen Geschmack annahmen.Another advantage of the process of the invention is to be seen in that the algae are only briefly heated during the process and only höchtens four minutes a temperature range of greater than 40 ⁰ C, remain. It is also advantageous that the upgraded product differs from the starting product only to the extent that the microorganisms are broken down and can be further processed as required. After treatment, the algae can be dried or freeze-dried in the spray tower. These are processes that have failed until now because the microorganisms remained indigestible or, in the case of freeze-drying, even took on a bitter, unpleasant taste.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispielses mittels einer schematischen Figur erläutert.The invention is explained below using an exemplary embodiment by means of a schematic Figure explained.

Eine mit der Pumpe 1 pumpfähige Algensuspension wird direkt im Durchlaufverfahren mit heißem Dampf in Berührung gebracht. Dies erfolgt im Uperisator 4, der mit der Pumpe 1 über eine Leitung 2 verbunden ist. Der Dampf 5 wird über das Mengenregelventil 6 mit Temperaturregler 7 in den Uperisator 4 eingeführt. Die Suspension bzw. die Algenzellen erhitzen sich schockartig in Sekunden auf die Dampftemperatur. In einem an den Uperisator 4 angeschlossenen Temperaturhalterohr 8 verweilt das zu uperisierende Produkt wenige Sekunden (1 — 10 Sek.) in dem hohen Temperaturbereich von etwa 110 bis 160°C. Die Pumpgeschwindigkeit der Pumpe 1 und der Dampfdruck können dazu dienen, die Verweilzeit und die Temperatur der Suspension im Uperisator 4 bzw. im Temperaturhelteiohr 8 zu bestimmen. Über das Ventil 9 verläßt das uperisierte Produkt das Temperaturhalterohr 8 und gelangt in die Vakuumstufe 10. Dort wird der Dampf 5 bzw. das heiße Wasser im uperisierten Produkt von den Algen getrennt und durch die Expansion (Vakuumstufe 10) kühlt die Suspension wieder schlagartig ab. Die Produktpumpe 11 sorgt für die Abführung der bearbeiteten Suspension, während über das Ventil 12 bzw. die Ableitung 13 das Kondensat und/oder der Dampf abgeführt werden.An algae suspension that can be pumped with the pump 1 is poured directly into the continuous flow process with hot steam Brought in touch. This takes place in the uperizer 4, which is connected to the pump 1 via a line 2. Of the Steam 5 is introduced into the uperizer 4 via the volume control valve 6 with temperature controller 7. the The suspension or the algae cells suddenly heat up to the steam temperature in seconds. In one on the temperature holding tube 8 connected to the uperizer 4, the product to be superimposed remains a few times Seconds (1 - 10 seconds) in the high temperature range of about 110 to 160 ° C. The pumping speed the pump 1 and the vapor pressure can be used to determine the residence time and the temperature of the suspension in the Uperizer 4 or in the temperature helper 8 closed determine. Via the valve 9, the upgraded product leaves the temperature holding tube 8 and enters the Vacuum level 10. There, the steam 5 or the hot water in the supercharged product is separated from the algae and through the expansion (vacuum stage 10) the suspension cools down again suddenly. The product pump 11 takes care of the removal of the processed suspension, while the condensate and / or the steam are discharged via the valve 12 or the discharge line 13.

Mittels dieses Verfahrens kann in einem einzigen Arbeitsgang ein Aufschluß von Algenzellen, eine weitgehende Sterilisation und eine Trennung von Inhaltsstoffen aus den Algen erfolgen. Die mechanische Trennung erfolgt durch die weitere Verwendung des Naßproduktes nach der Produktpumpe 11. Die behandelte Algensuspension ist mit seinem Ausgangsprodukt fast identisch. Bei der Uperisation in Lösung gegangeneUsing this method, algae cells can be broken down in a single operation extensive sterilization and a separation of ingredients from the algae take place. The mechanical Separation takes place through the further use of the wet product after the product pump 11. The treated Algae suspension is almost identical to its starting product. Dissolved during the overization

b5 Inhaltsstoffe können zum großen Teil durch Zentrifugieren in der Zentrifuge 14, welche mit der Produktpumpe 11 über das Ventil 15 und die Zuleitung 16 verbunden ist, von den Algenzellwänden getrennt werden. Dadurchb5 Ingredients can largely be removed by centrifugation in the centrifuge 14, which is connected to the product pump 11 via the valve 15 and the supply line 16 is to be separated from the algal cell walls. Through this

Fraktion gewonnen, die verfütterbar ist und ren ein Proteinkonzentrat bildet, welches veiterverarbeitet werden kann.
:r Produktpumpe U kann oder muß ein ;ühler geschaltet werden, um das ProduktFraction obtained that can be fed and forms a protein concentrate that can be further processed.
: r The product pump U can or must be switched to a;

weiter zu kühlen oder um die angegebene Zeit von vier Minuten, in der das Produkt heißer als 40⁰C ist, nicht zu überschreiten. Sollen beispielsweise aus dem Proteinkonzentrat Enzyme isoliert werden, muß scharf gekülilt werden.to cool further or to the specified time of four minutes, in which the product is hotter than 40 ⁰ C, not to exceed. If, for example, enzymes are to be isolated from the protein concentrate, they must be cooled sharply.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Process for continuous cell disruption and extensive sterilization of algae cells in suspension, characterized in that a pumpable suspension is brought into contact with hot steam, that the suspension is suddenly heated and, for a period of 1 to 10 seconds, in a temperature range from 110 to 160 ⁰ C is maintained, and that the hot suspension is then expanded, v, obei the algal cells is a maximum of four minutes in a temperature range of greater than 4O ⁰ C, remain.