DE2649196A1

DE2649196A1 - Verfahren zur gewinnung von entfettetem knochenmaterial aus tierischem material

Info

Publication number: DE2649196A1
Application number: DE19762649196
Authority: DE
Inventors: Emmanuel J Dufault
Original assignee: Sybron Corp
Current assignee: Sybron Transition Corp
Priority date: 1975-11-06
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1977-05-18
Also published as: NZ182197A; IT1069560B; GB1548309A; AU1939176A; FR2330323A2; BE847991R

Description

Anmelder; Sybron Corporation, IJLOO Mid town Tower, Rochester, N.Y.14604, USA

Verfahren zur Gewinnung von entfettetem Knochenmaterial aus tierischem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von entfettetem Knochenmaterial aus tierischem Material, das beispielsweise beim Schlachten anfällt und mindestens 50 Gewichtsprozent Knochen enthält.

Insbesondere in Schlachthäusern und Fleischfabriken fallen Knochen neben anderen Materialien als Nebenprodukt an. In manchen Fällen werden die Knochen von den anderen Nebenprodukten getrennt und beispielsweise zur Herstellung von Gelatine genutzt. Vor einer Verarbeitung zu Gelatine müssen jedoch die Knochen entfettet werden, was bisher dadurch durchgeführt wurde, daß eine Entfettung durch Behandlung mit Lösungsmitteln, ein Auskochen in.. Wasser, eine Entfettung durch Beaufschlagung mit einem kalten Wasserstrahl erfolgte. Bei anderen Verfahren sind Knochen in Mischungen von tierischem Abfallmaterial aus Fett, Hufen, Haaren, Federn, Schalen, Horn, Muskeln, Verbindungsgeweben, Häuten, Blut, Eingeweiden etc. enthalten, woraus Fette und Öle gewonnen werden, während ein Mehl mit geringem Fettgehalt verbleibt, das allenfalls noch als Tierfutter

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verwendbar ist. Eine Trennung dieses Mehls in Fraktionen wurde bisher als unwirtschaftlich abgelehnt. Deshalb konnte bisher der an sich wertvolle Knochenanteil nicht zur Herstellung von Gelatine verwendet werden.

Es sind eine Anzahl von kalten Zentrifugierverfahren bekannt, bei denen ein kleinerer Knochenbestandteil in dem zu verarbeitenden tierischen Material enthalten sein kann (US-PS 3 338 931, 3 352 841, 3 353 842, 3 519 662 und 3 780 075). Ein Vorteil dieser Verfahren ist darin zu sehen, daß das zu verarbeitende Material nicht höheren Temperaturen während längerer Zeitspannen ausgesetzt werden muß. Dadurch kann eine zu starke Zersetzung oder Umwandlung der Verarbeitungsmaterialien verhindert werden. Derartige Verfahren sind jedoch nicht auf solche tierischen Materialien anwendbar, die mehr als 50 Gewichtsprozent Knochen enthalten. Da die Dichte des Knochenmaterials beträchtlich höher als diejenige der übrigen Materialbestandteile ist, die durch die betreffenden Anlagen gefördert werden, besteht die Gefahr, daß sich Knochenmaterial absetzt und Verstopfungen verursacht.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Gewinnung von entfettetem Knochenmaterial aus tierischem Material anzugeben, das mehr als 50 Gewichtsprozent Knochen enthält. Diese Aufgabe wurd durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung werden deshalb die in dem tierischen Material enthaltenen Feststoffe zerkleinert. Das Material wird dann mit einer im wesentlichen konstanten Durchflußrate in einen Behälter gefördert, in dem ein Überdruck herrscht. In diesem Behälter wird das Material mit Wasser gemischt, zur Vermeidung des Absetzens von Knochen umgerührt und erhitzt. Die Mischung aus Wasser und dem erhitzten tierischen Material fließt mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsgeschwindigkeit aus dem Behälter in eine offene Leitung und gelangt-durch die Leitung in einen Zentrifugalseparator mit einer Strömungsgeschwindigkeit, die zur Verhinderung einer Absetzung von Knochen aus dem Wasser ausreicht.

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In dem Zentrifugalseparator wird das erhitzte tierische Material aus dem Wasser in eine entfettete Feststofffraktion ausgeschieden, welche praktisch den gesamten Khochengehalt in dem Rohmaterial enthält, während die flüssige Phase nahezu das gesamte Fett enthält, das in dem Rohmaterial enthalten war.

Durch das Umrühren des Rohmaterials in dem Rührwerksbehälter und durch das Weiterleiten des Wassers und des erhitzten tierischen Materials mit einer verhältnismäßig großen Strömungsgeschwindigkeit durch die Leitung zu dem Zentrifugalseparator können verhältnismäßig große Gewichtsanteile von Knochen zugelassen werden. Gleichzeitig erfolgt bei diesem Verfahren keine Erhitzung der Knochen auf höhere Temperaturen während längerer Zeitspannen. Deshalb ergeben sich auch bei diesem Verfahren die Vorteile bekannter kalter Zentrifugierverfahren, nämlich eine geringere Zersetzung des Rohmaterials und ein Produkt mit verbesserter Qualität.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung können ferner praktisch alle Knocheribestandteile von den anderen Feststoffen getrennt werden. Die erhaltene feste Phase wird getrocknet, um ein fließfähiges Mehl herzustellen, das weniger als 15% Feuchtigkeit enthält. Das getrocknete Mehl gelangt durch mindestens ein Sieb, um Fraktionen unterschiedlicher Größe zu gewinnen, von denen mindestens eine durch einen Klassifikationstisch mit einem Gegenluftstrom geleitet wird, um das Mehl in Fraktionen nach Größe, Form und unterschiedlichem spezifischem Gewicht zu klassifizieren. Da Knochen eine beträchtlich größere Dichte als die anderen Stoffe in der festen Phase aufweisen, die von dem Zentrifugalseparator anfällt, werden praktisch alle Knochenbestandteile von den übrigen Materialien getrennt.

Zusammenfassend sind deshalb die wesentlichen Merkmale der Erfindung darin zu sehen, daß tierische Materialien, die einen hohen Anteil von knochen enthalten, in einem im wesentlichen kalten Zentrifugalverfahren zu entfettetem Knochenmaterial verarbeitet wexden können. Das Material wird mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsrate einem Behandlungsbehälter zugeleitet, wo eine Vermischung mit Wasser und eine Erhitzung erfolgt. Die

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Mischung wird in dem Gefäß umgerührt, um ein Absetzen von Knochenteilchen aus dem Wasser zu verhindern. Das Wasser und das erhitzte tierische Material werden mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsrate aus dem Behälter in eine offene Leitung gefördert, welche zu einem Zentrifugalseparator führt, hinter dem eine flüssige Phase anfällt, die das meiste Fett und Öl aus dem Rohmaterial enthält, sowie eine feste Phase, die praktisch alle Knochen und die übrigen Peststoffe aus dem Rohmaterial enthält. Die feste Phase wird getrocknet, um ein fließfähiges Mehl zu bilden, das durch ein Sieb oder eine Kombination von mindestens einem Sieb und einem Schwerkraft-Klassifikationstisch mit einem Gegenluftstrom geleitet wird, um Knochenteilchen von den anderen Feststoffen zu trennen.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Fließbild einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Bei der dargestellten Anlage wird tierisches Rohmaterial, das vorzugsweise 90 bis zu etwa 100% Knochen und kleinere Mengen anderer tierischer Materialien enthalten kann, über ein Förderband 11 einem Trichter 12 zugeführt, aus dem es in ein Mahlwerk 14 gelangt, in dem die Knochen und das übrige Material zerkleinert werden, vorzugsweise findet ein Mahlwerk Verwendung, das eine Zerkleinerung der Materialien in einem kalten Zustand ermöglicht und möglichst wenig sehr kleine Teilchen bildet. Sehr kleine Knochenteilchen sind nämlich für die Gelatineherstellung nicht geeignet. Ferner hat die Bildung einer großen Anzahl von sehr kleinen Teilchen in dem Mahlwerk die Folge, daß diese Teilchen durch Fett eingekapselt werden können. Dadurch wird es schwieriger, das Fett von den Feststoffen in der Zentrifuge zu trennen. Außerdem wäre es dann schwieriger, die Knochenbestandteile von den anderen Feststoffen bei der Gewinnung zu trennen.

Die Anzahl der feinen Teilchen kann verringert werden, indem die maximale Teilchengröße vergrößert wird, die das Mahlwerk abgibt. Andererseits wird jedoch die Entfettung umso schwieriger, je größer die Khochenteilchen sind. Deshalb wird vorzugsweise

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derart fein zermahlen, daß möglichst wenige Teilchen einen Durchmesser von weniger als etwa 6 mm (1/4 Zoll) besitzen und daß die maximale Teilchengröße etwa zwischen 19mm und 38 mm liegt. Dem Mahlwerk kann Wasser zugesetzt werden, um die Fließfähigkeit der Aufschlämmung zu verbessern. Ferner kann dem Mahlwerk Säure zugesetzt werden, um den pH-Wert des Materials in an sich bekannter Weise (US-PS 3 519 662) einzustellen. Diese Einstellung des pH-Werts verbessert die Wirksamkeit der Trennung von Fett und Feststoffen beim folgenden Zentrifugieren.

Das gemahlene Rohmaterial gelangt von dem Mahlwerk 14 mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsrate durch einen geneigten Schraubenförderer 15 in einen Behälter 16. Der Förderer 15 dient zur Beibehaltung einer gleichförmigen Strömung von tierischem Material durch die Anlage und ermöglicht eine Abdichtung durch das Wasser, so daß die Aufschlämmung aus dem Behälter 16 nicht zurückfließen kann.

In dem Behälter 16 wird das Rohmaterial mit Wasser vermischt, das durch eine Leitung 19 zugeführt wird und mit Dampf erhitzt, der durch eine Leitung 2O zugeführt wird, um die Viskosität des Fetts in dem Rohmaterial zu verringern. Mit Rohmaterial, das 90-100% Knochen enthält, wird durch die Leitung 19 Wasser entsprechend 50-150 Gewichtsprozent im Vergleich zu dem tierischen Material zugeführt, das über den Förderer 15 eingeleitet wird. Wenn das anfängliche Rohmaterial weniger Knochen enthält, kann die Wassermenge in der Mischung etwas verringert werden. Das Material in dem Behälter 16 wird vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 65 und 99°C erhitzt. Bei gewissen Zusammensetzungen des tierischen Materials können auch geringere Temperaturen angewandt werden. Höhere Temperaturen sind verwendbar, wenn die Verweilzeit eines typischen Knochenteilchens in dem Tank kurz genug ist, um einen stärkeren Abbau des Rohmaterials zu verhindern. Bei typischen Rohmaterialien und Temperaturen kann die Verweilzeit etwa 4-10 Minuten betragen.

Das Material in dem Behälter wird durch einen Rührer 22 umgerührt, der durch einen Getriebemotor 23 angetrieben wird, um das Absetzen von Knochen in dem Behälter zu verhindern. Durch

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den Rührer soll erreicht werden, daß in dem Rührwerksbehälter eine möglichst gleichförmige Mischung von Knochen und Wasser aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck kann ein an sich bekannter impellerrührer Verwendung finden, durch den eine axiale Strömung verursacht wird, durch den das Gemisch von Wasser und Knochen gewissermaßen durch den Tank hochgepumpt wird. Um eine Rotation der Mischung zu verhindern und um eine vertikale Strömung zu begünstigen, können gewünschtenfal-ls Stromstörer bekannter Art in dem Rührwerksbehälter 16 angeordnet werden. Diese Stromstörer werden vorzugsweise in einem Abstand von der Wand des Behälters angeordnet, um strömungslose Bereiche zu verhindern, in denen sich Knochenteilchen absetzen können.

Die kontinuierliche Strömung von Rohmaterial zu dem Behälter 16 durch den Förderer 15 und die kontinuierliche Strömung von Wasser in den Behälter durch die Leitung 19 führt zu einer kontinuierlichen Strömung aus dem Behälter durch einen seitlichen Auslaß in eine "offene" Leitung 26, in der keine Verstopfungen oder Stauungen auftreten und die den Behälter 16 mit einem Zentrifugalseparator 29 verbindet. Das Wasser und das tierische Material gelangen aus dem Behälter 16 durch die Leitung 26 mit einer so hohen Strömungsgeschwindigkeit, daß sich keine Knochenteilchen aus dem Wasser absetzen können. Vorzugsweise wird in die Leitung 26 Dampf durch eine Düse 27 eingeleitet, um die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung aufrechtzuerhalten. Um die Strömungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, kann beispielsweise auch Luft oder ein anderes Gas eingeblasen we rden.

Der Druck: in dem Behälter 16 liegt .über dem Atmosphärendruck, so daß der durch die Düse 27 eingelassene Dampf nicht in den Behälter 16 zurückströmt und die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung 26 beibehalten werden kann. Der Überdruck in dem Behälter 16 kann größenordnungsmäßig 10 cm Wassersäule bis etwa 0,35 kg/cm betragen, obwohl gewünschtenfalls auch höhere Überdrucke angewandt werden können.

Die Leitung 26 sollte so kurz wie möglich sein, um ein Absetzen von Knochen aus dem Wasser zu verhindern, das durch die

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Leitung fließt. Ferner dürfen keine scharfen Biegungen oder andere Hindernisse in der Leitung vorgesehen sein, die ein Verstopfen der Leitung begünstigen könnten. Vorzugsweise beträgt die Länge der Leitung 26 weniger als 3 m. Der Zentrifugalseparator trennt das Wasser und das erhitzte tierische Material in eine flüssige Phase, die praktisch alles Fett aus dem Rohmaterial enthält, und in eine feste Phase, die praktisch alle Feststoffe des Rohmaterials enthält. Die flüssige Phase gelangt durch einen Auslaß 30 vorzugsweise in eine nicht dargestellte dreiphasige Zentrifuge an sich bekannter Art, in der das Fett wiedergewonnen werden kann.

Die feste Phase gelangt durch einen Ausgang 31 des Zentrifugalseparators 39 in der Form eines feuchten Kuchens in einen Trockner 34, in dem Feuchtigkeit entfernt wird, bis der Feststoffgehalt weniger als 15%, vorzugsweise etwa 10% beträgt. Der Trockner kann ein gasbeheizter Trommeltrockner sein, in dem das Material auf eine Temperatur zwischen etwa 55 und 99 C erhitzt wird. Obwohl auch andere Trockner verwendbar sind, darf das Material nicht während längerer Zeitspannen auf höhere Temperaturen erhitzt werden, durch die ein Abbau der feuchten Feststoffe erfolgen kann, so daß deren Wert verringert wird und es schwieriger wird, die Knochen von den anderen Feststoffen zu trennen.

Die getrockneten Feststoffe treten von dem Trockner 34 in einem fließfähigen Festzustand aus. Die getrockneten Feststoffe gelangen durch mindestens ein Sieb 38, um eine Klassifizierung nach Teilchengrößen durchzuführen. Um eine weitere Trennung von Knochen von den anderen Feststoffen durchzuführen, wird mindestens eine Fraktion der getrockneten Feststoffe einem Schwerkraft-Klassifikationstisch 41 mit einem Einlaß 39 zugeführt, und danach auf einem porösen Trennrost 40 unter dem Druck eines nicht dargestellten, am Boden des Tisches eingebauten Gebläses verteilt. Mit Hilfe des Gegenluftstroms erfolgt eine Klassifizierung der vorher nach ihrer Größe separierten Feststoffe in Fraktionen entsprechend der Form und dem Unterschied des spezifischen Gewichts. Diese Fraktionen gelangen zu Austrittsöffnungen 42, 43, 44 und Über dem Klassifikationstisch ist ferner eine Haube 46 mit einem

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Auslaß 47 vorgesehen. Vor dem Auslaß 47 ist eine Sammeleinrichtung 48 für feinere Teilchen wie Staub vorgesehen, der durch den Gegenluftetrom durch den Trennrost 40 hochgetragen wird.

Durch ein derartiges Trennverfahren werden praktisch alle Khocheribestandteile aus den anderen Feststoffen der festen Phase des Zentrifugalseparators 29 entfernt. Diese Knochenbestandteile sind deshalb nicht lediglich als Tierfutter verwendbar, sondern als wertvolleres Ausgangsmaterial für die Herstellung von Gelatine. Durch die Entfernung der Knochen sind ferner die restlichen Bestandteile als hochwertigeres Tierfutter verwendbar.

Ein derartiger Klassifikationstisch kann nur dann verwandt werden, wenn die trockenen Feststoffe fließfähig sind. Deshalb dürfen bei einer derartigen Gewinnung keine höheren Temperaturen während längerer Zeitspannen auftreten. Das Erhitzen auf höhere Temperaturen während längerer Zeitspannen wird bei dem beschriebenen Verfahren dadurch vermieden, daß das Material kontinuierlich durch den Behälter und durch die Verbindungsleitung zu dem Zentrifugalseparator gefördert wird. Deshalb wird bei diesem Verfahren wie bei bekannten Kaltverfahren ein Abbau des Rohmaterials verhindert, wodurch die Qualität der Endprodukte erhöht wird und eine feste Phase hergestellt werden kann, die in unterschiedliche Fraktionen getrennt werden kann. Durch das Umrühren des Rohmaterials in dem Rührwerksbehälter und durch das schnelle Weiterleiten durch die Verbindungsleitung in dem Zentrifugalseparator ist es ferner möglich. Mischungen mit einem sehr hohen'Anteil an Knochen zu verarbeiten, was mit Hilfe bekannter Kaltverfahren nicht möglich ist.

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Claims

27. Okt. 1976 S-4041

Patentansprüche

ζ1) Verfahren zur Gewinnung von entfettetem Knochenmaterial aus tierischem Material, das mindestens 50 Gewichtsprozent Knochen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe in dem tierischen Material zerkleinert werden, daß das tierische Material mit kleinerer Teilchengröße mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsrate einem Gefäß zugeführt wird, in dem ein Überdruck aufrechterhalten wird, daß das tierische Material mit Wasser vermischt und in dem Behälter umgerührt wird, um das Absetzen von Knochenteilchen aus dem Wasser zu verhindern, daß das tierische Material in dem Behälter erhitzt wird, daß das Wasser und das erhitzte tierische Material aus dem Behälter in eine offene Leitung mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsrate in einen Zentrifugalseparator mit einer Strömungsgeschwindigkeit gefördert wird, durch die das Absetzen von Knochenteilchen auf dem Wasser verhindert wird, und daß in dem Zentrifugalseparator eine Trennung in eine flüssige Phase und in eine entfettete feste Phase erfolgt, welche das entfettete Knochenmaterial enthält.
2. verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Dampf in die Leitung zwischen dem Behälter und dem Zentrifugalseparator eingeleitet wird, um eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten und das Absetzen von Knochenteilchen zu verhindern.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das tierische Material dem Rührwerksbehälter über einen geneigten Schraubenförderer zugeführt wird, der in einen unteren Teil des Behälters mündet, und daß die offene Leitung über der Höhe an. den Behälter angeschlossen ist, in der das tierische Material dem Behälter zugeleitet wird.

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Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Zentrifugalseparator anfallende feste Phase getrocknet wird, um fließfähige Feststoffe mit weniger als 15% Feuchtigkeitsgehalt herzustellen, daß diese Feststoffe gesiebt werden, um nach Teilchengröße klassifizierte Fraktionen herzustellen, und daß eine Schwerkraftklassifizierung mindestens einer dieser Fraktionen mit Hilfe eines Klassifikationstischs mit einem Gegenluftstrom durchgeführt wird, wodurch die feste Phase in Fraktionen entsprechend Größenunterschieden, Form und spezifischem Gewicht klassifiziert wird und die Khochenbestandteile von den anderen tierischen Feststoffen in der festen Phase getrennt werden.

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