DE2722246C2 - Herstellung von Sojaschrot - Google Patents
Herstellung von SojaschrotInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von weitgehend bltlerstofffreiem Sojaschrot aus Sojasaat
gemüß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solches Verfahren mit einer anderen Zielrichtung,
welches sich nicht speziell mit Sojasaat befaßt, wird In
der DE-OS 24 07 453 beschrieben.
Die Sojabohne Ist wohl die bekannteste und vielseitigste Ölfrucht. Sie hat In den letzten Jahren erhebliche
Bedeutung als Fett und Eiweißquelle bekommen. Der Gehalt an Öl und Eiweiß wechselt je nach Herkunft der
Bohnen. Der Ölgehalt bewegt sich Im allgemeinen zwischen 15 und 21%, während der Eiweißgehalt 35% und
mehr beträgt. Die Sojabohne Ist auch das hauptsächlichste Ausgangsmaterial zur Herstellung der für die Ernährung und Technik wichtigen Pflanzenphosphatlde.
Zur Verarbeitung werden die ankommenden Bohnen zunächst vorgcrelnlgt. wobei alles das, was größer als das
Bohnenkorn ist, entfernt wird. Anschließend wird in der
Feinreinigung alles, was kleiner als das Bohnenkorn ist, sowie mit In den Bohnen enthaltene Elsenteile durch
Magnetreinigung entfernt. In R. Lüde »Die Gewinnung von Fetten und fetten Ölen«, 3. Auflage, 1954, Seile 261
sind die Kenndaten von Sojabohnen verschiedener Provenlenz als Rohstoff aufgeführt. Der Gehalten Öl
schwankt dabei von 16.4 bis 19,5% und der Wassergehalt
zwischen 10,5 bis 17,6*. Bei der vorbereitenden Verarbeitung verringert sich der Wassergehalt der Sojabohnen,
zum Teil erheblich. Wenn der Wassergehalt mehr als 10* beträgt, wird, bevor die Bohnen über Riffelwalzen
gebrochen werden, noch zunächst auf einen Wassergehalt von 8 bis 10% getrocknet. Die gebrochenen Sojabohnen werden dann zu möglichst dünnen Blättchen in
Quetschwalzwerken ausgewalzt. Dann werden die Blättchen den Extraktoren zugeführt, wo sie mit Extraktlons-
mitteln von rohem Sojaöl befreit werden. Das mit
gekühlt.
Extraktionsanlagen verarbeiteten Ölsaat, kommt der richtig geführten Entbenzinierung der Extraktionsrückstände
eine entscheidende Bedeutung zu, da νς.:; ihr der Wert
des Schrotes abhängt. Mit der Entbenzinierung wird ein Kochprozeß, der auch als Toastung bezeichnet wird, ver
bunden, um bestimmte schädliche Inhaltsstoffe, wie
Enzyme, unwirksam zu machen und das Froiein in einen
leichtverdaulichen Zustand zu überführen. Das noch benziafeuchte Schrot tritt im Dom eines Toasters ein und
passiert nacheinander die einzelnen Etagen bei jeweils
gleichbleibender Schichthöhe. Hierbei wird Dampl eingeblasen, der die Verdampfung des Lösungsmittels bewirkt
und das Gut zusätzlich mit dem kondensierenden Wasser anfeuchtet. Die folgenden Böden sind dann mit
Indirekter Dampfbeheizung ausgestattet. Hler beginnt
das eigentliche Toasten, das vorzugsweise bei Temperaturen von 102 bis 105° C unter Einhaltung bestimmter
Feuchtigkeitsgehalte und Verweilzeiten durchgeführt wird. Die Wirksamkeit des Toastprozesses wird anhand
der Bestimmung der Urease-Aktlvltät verfolgt.
Der skizzierte Verarbeitungsprozeß Ist heute allgemein
üblich und wird im Prinzip in ullen Extraktionsanlagen
gleich durchgeführt. Um eine möglichst vollständige Extraktion zu erzielen, wird eine lockere Schüttung der
Sojablättchen - also ein geringeres Schüttgewicht - ange
strebt. Ebenso wird vor der Extraktion jede unnötige
Wärmebelastung vermieden, um eine Denaturierung des Sojaeiweißes und eine thermisch oxidative Schädigung
des noch nicht extrahierten Sojaöles zu vermeiden. Das erhaltene Produkt enthält noch Bitterstoffe, deren Anwe
senheit bisher einen Einsatz von Sojaschrot für die
menschliche Ernährung immer wieder scheitern Heß.
Aus der US-PS 26 45 650 Ist ein Verfahren bekannt, in
dem Ülsaaten, darunter auch Sojasaat, nach dem Brechen auf einen Wassergehalt befeuchtet '»erden und anschlle-
Bend zu Flocken gewalzt werden. Beim Walzen oder
i.-nmlttelbar danach werden die Flocken bzw. Blättchen
durch Erhltzjn auf Temperaturen von 80 bis 140° C auf
einen Wassergehalt von etwa 7 bis 12%, vorzugsweise mit Hilfe der beheizten Walzen, getrocknet. Diese
Behandlung dient dazu, einen zu hohen Feinantell beim
Walzen der Blättchen zu verhindern.
In der DE-OS 25 44 863 wird eine Kochbehandlung
für ülsaaten beschrieben, die die unmittelbare Solvens-Extraktlon von Öl aus Ölsaaten mit mindestens
30 Gew,-% öl ermöglichen soll, Die hler beschriebene
Kochbehandlung sieht vor, die Ölsaaten vor der Vorbereitung zu Flocken bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 6
bis 12% feucht-heiß zu behandeln, die so konditionieren
Samen zu Flocken zu verarbeiten und diese Flocken auf
einen Feuchtigkeitsgehalt von 1,9 bis 6% durch trockene
Wärme einzustellen. Vorzugswelse soll die Feuchthelükondltlonlerunf! bei einer Temperatur von 71 bis 105° C
durchgeführt werden. Da Sojasaat deutlich weniger als
30% Öl enthält, umfaßt diese Publikation nicht die Verarbeitung von Sojasaat.
Auch wenn hier von Baumwollsamen die Rede ist,
kann es sich nur um Baumwollsaat In entschälter Form
handeln, die einen Ölgehalt von mehr als 30% aufweist
und nur so in die vorausgesetzte Definition dieser Publikation fällt. Zudem wird man ungeschälte Baumwollsamen deshalb nicht zur Ölgewinnung heranziehen, da, wie
der Fachmann weiß, die Schalen das giftige Gossypol enthalten und dieses mit in das Öl gelangen würde. Nur
geschälte Baumwollsamen sind für die Ölgewinnung Rohstoff. Im Rahmen der Lehre der DE-OS 25 44 963,
die ein Produkt zur menschlichen Dlätemährung zum
Ziel hat, wäre der Einsau ungeschälter Baumwollsaat deshalb nicht denkbar, weil das Schrot noch giftiges
Gossypol enthalten würde.
Aus der DE-OS 24 07 453 ist ein Verfahren zur Vorbehandlung Öl enthaltender pflanzlicher Rohstoffe zur
Gewinnung des darin enthaltenden Öles durch die Einwirkung von (Feuchte und Wärme nötigenfalls mit
anschließender Entfernung der Oberschußfeuchte bekannt, wobei die pflanzlichen Rohstoffe wenigstens
während der Einwirkung eines Feuchte und/oder Wärme übertragenden Mediums kontinuierlich in einen auf
gelockerten Zustand gebracht werden, wobei man das Feuchte und/oder Wärme übertragende Medium während des Zustandes der Auflockerung unmittelbar auf die
pflanzlichen Rohstoffe einwirken läßt. Als Temperatur für die Behandlung Innerhalb einer Stufe Ist für einige
Zelt eine Höchsttemperatur von 95 bis II5° C vorgesehen. Vorzugsweise können die Rohstoffe aus vorgebrochenen, geschälten und gewalzten F.Qchten, Samen oder
Bohnen bestehen. Weitere Angaben zur Natur der Rohstoffe fehlen. Abgesehen davon, daß ιί" meisten Arbeitsstufen nicht näher konkretisiert sind (nähere Angaben
zur Befeuchtung beispielsweise fehlen), sieht diese Vorpublikation vor, daß eine Auflockerung des Behandlungsgutes während der feuchtwarmen Behandlung
erfolgt und bedient sich dazu einer besonderen Schüttelapparatur, die In Schwingungen versetzt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung Ist die Schaffung
eines Verfahrens zur Herstellung von möglichst bitterstofffreiem Sojaschrot, das einen hohen Gehalt an verdaulichem und aufgeschlossenem Eiweiß enthält, bei
möglichst vollständiger Abtrennung des Rohöles und der Phosphatide.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein
gattungsgemäßes Verfahren mit dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.
Die mechanische Bewegung des Gutes soll während Befeuchtung und Wärmebehandlung erfolgen und kann
während der Trocknung und Extraktion fortgesetzt werden. Beim Befeuchten Ist eine Intensivere Bewegung
empfehlenswert.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen des erflndungsgetnäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zweckmäßig wird die Befeuchtung und Behandlung in
einem Turm vorgenommen, der in mehreren Etagen Böden mit Dampfschlangen aufweist und an dessen oberem Zugang eine Befeuchtungsmöglichkeit vorgesehen
ist.
Die Trocknung erfolgt In dem Ausmaße, daß der anlagebedingte übliche Wassergehalt, der zwischen etwa 8
und 14 Gew.-% liegt, erreicht wird.
Um das angestrebte hohe Schuttgewicht durch mechanische Bewegung zu erreichen, können In den genannten
Turm Rührflügel eingebaut werden, die die Soja'über die
Böden In den Etagen bewegen, wobei die Soja dann jeweils durch Schächte auf die nächsttiefere Etage hinabfällt.
Beispiele für geeignete Extraktionsmittel sind Pentan,
-> Hexan, Cyclohexan, Heptan, Nonan, Octan, Leichtbenzin mit einem Sledeberelch von 65 bis 85° C, die in technischer Reinheit eingesetzt werden können.
Es hat sich erwiesen, daß eine Behandlungszeh von 10 bis 45 Minuten für die Wärmebehandlung ausreichend
in ist, wenn die Befeuchtung und Wärmebehandlung an
den In den Quetschwalzwerken ausgewalzten Blättchen vorgenommen wird.
Zweckmäßig erfolgt d\n Befeuchtung durch Dampf,
tier direkt auf das Gut geblasen wird und der die Soja
ι» einerseits bis auf die Temperaturen für die Wärmebehandlung aufheizt und andererseits mit dem Kondenswasser die Soja in gewünschter Weise befeuchtet.
Das aus der Extraktionsphase gewonnene Rohöl fiel in
einer Form an, in der Öl und Lecithin besonders gut und
2i) quantitativ zu trennen sind. Die Ausbeute an Lecithin
betrug 1,2 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Soja.
Gegenüber Sojaschrot, welches nach bekannten Verfahren des Standes der Technik hergestellt wurde, liegt
der große Vorteil beim erfindungsgemäßen Verfahren
darin, daß es aufgrund der Bitterstoffarmut in größerem
Umfange auch für dia menschliche Ernährung nutzbar
gemacht werden kann.
Die besondere Struktur und das mögliche höhere Schüttgewicht bringen bei der Lagerung des Schrotes und
JO beim Transport durch die bessere Fließfähigkeit und
dem gegebenenfalls geringeren Raumbedarf deutliche Vorteile.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß sich bei der Extraktion eine
deutlich angehobene Ausbeute an extrahierbaren Stoffen ergibt.
Es wurde beobachtet, daß bei der Behandlung gleicher Bohnenprovenienzen, gegenüber bekannten Verfahren,
in der Extraktion Ausbeuteverbesserungen von 0,6%.
bezogen auf Sojabohneneinsatz, möglich sind. Die
gewinnbare Leclthinmenge Ist relativ groß und beträgt bis zu 1,2 Gew.-%, bezogen auf den Sojabohneneinsatz.
+5 Es wurden Sojabohnen nach der üblichen Vorreinigung, wie Sieben und Sichten zur Entfernung artfremder
Begleitstoffe, gebrochen, und danach auf Glattwalzen, auf denen die Bohneiibruchstücke zu Plättchen von ca.
0,25 mm gewalzt. Die so vorbereiteten Sojaflocken wur
den Im Produktionsmaßstab (ca. 5001 pro Tag) mittels
Direktdampf auf einen Wassergehalt von 16 Gew.-% unter ständiger mechanischer Bewegung in einem
schnellaufenden Paddelmischer (400 U/mln) befeuchtet und anschließend in einen Turm überführt, der In meh-
^ reren Etagen Böden mit Dampfschlangen enthielt, die
das Gut auf den Böden auf Temperaturen um 100° C heizten. Mittels langsamlaufender Rührflügel wurde die
Soja über Fallschächte von Boden zu Boden weiterbewegt.
Das Gut wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 12%
getrocknet, wonach es zur Extraktion gelangte. Die Verweilzelt Im Turm betrug etwa 30 Minuten und das der
Extraktion vorgelegte Gut hatte ein Schottgewicht von 475 kg/m'.
In einem Band-Extrakteur wurde das Gut mit technischem Hexan bis auf einen Restölgehalt des Schrotes
von ca. 1% extrahiert. Die Gesamtextraktlonszelt betrug
etwa V1 Stunde.
Das anfallende Schrot wurde in einem üblichen Toaster in bekannter Weise vom Extraktionsmittel befreit.
Nach der Extraktionsmittelabtrennung wurde ein wertvolles Schrot erhalten, das einen Restölgehalt von 1%,
ein Schüttgewicht von 635 kg/mJ und 44 Gew.-*, Protein
aufwies.
Die Urease-Aktivität betrug weniger als 0,1.
Das Schrot wurde von einer für die Geschmacksbeurteilung vor; Speiseölen geübten Geschmacksprüfergruppe
organoleptisch auf die Anwesenheit von bitteren Geschmackskomponenten
geprüft.
Gegenüber üblichem Schrot des Standes der Technik wurde eine feststellbare Geschmacksverbesserung ermittelt.
Die in üblicher Weise vorbehandelten Sojabohnen wurden zunächst in den Brechwalzen (Stufe A) gebrochen
und dann in Quetschwalzen (Stufe B) zu Blättchen gewalzt.
Über eine Transportschnecke (Siufc C) würden die
Blättchen In einen schnellaufenden Paddelmischer (400 U/mln) mit Direktdampfzuführung transportiert
und hier innerhalb von 1 bis 10 see unter Aufwirbelung befeuchtet und auf eine Temperatur von 95° C aufgeheizt
(Stufe D). Aus diesem Mischer fielen die heißen feuchten Blättchen In einen Turm, der hier beispielsweise
6 Etagen (Stufen El bis E6) aufweist, die auf die Behand-
i5
20 lungstemperatur (101 bis 105° C) aufgeheizt wurden. Die
einzelnen Etagen sind nachfolgend mit El bis E6 bezeichnet. Jede Etage war mit langsam laufenden Paddelrührern
- Umlaufzeit bei den Versuchen 3 see pro Umlauf- ausgestattet. Die Schütthöhe der Sojablättchen
betrug auf jeder Etage 60 cm. Die Gesamtverweilzeit im Turm betrug ca. 30 Minuten.
Über eine Austragschnecke (Stufe F) wurden die Blättchen
ausgetragen.
Von den angegebenen Stufen wurden Proben entnommen
und auf folgende Werte untersucht:
1. Sciiüttgewicht. Ermittlung nach DIN 1060.
2. Bestimmung des Wassergehaltes erfolgte nach der »DGF-Einheitsmethode B-II, 3«.
3. Extraktion in Labormaßstab mit Hexan, und Bestimmung des Lecithingehaltes anhand des
Phosphorgehaltes nach der AOCS-Methode Ca 12-55.
Der Lecithingehalt wurde a) im erhaltenen Extrakt
bestimmt und anschließen« durch Fällung mit Wasser (entsprechend dem bekannten Entlecithinierungsverfahren
für Sojaöl) entleclthinlert. In der entleclthinierten Probe wurde anschließend der Restlecithingehalt
b) nach der gleichen Methode bestimmt.
In der nachfolgenden Tabelle sind die erhaltenen Meßergebnisse zusammengestellt.
Proben- | Wassergehalt | Schuttgewicht | gesa |
entnahmeort | % | kg/m3 | a) |
A | 12,0 | 680 | 2,43 |
B | 11,9 | 286 | 2,59 |
C | - | - | - |
D | 15,2 | 319 | 3,09 |
El | 14,8 | 348 | 3,40 |
E2 | 14,5 | 395 | 3,23 |
E3 | 14,3 | 413 | 3,98 |
E4 | 14,1 | 440 | 4,05 |
E5 | 14,2 | 426 | 4,02 |
E6 | 13,7 | 438 | 3,79 |
F | 11,5 | 465 | 4,11 |
(30% Rest nach Entlecithinierung b)
0,35
0,37
0,37
0,16
0,06
0,041
0,029
0,029
0,032
0,034
0,029
(nicht bestimmt}
Die tabellarisch aufgellsteten Ergebnisse zeigen, daß
mit fortschreitender Erhöhung des Schüttgewichtes eine größere Menge an Lecithin bei der Extraktion gewonnen
wird, wodurch das entölte Sojaschrot einen geringeren Gehalt an Lecithin aufweist, was sich in einer Verminderung
des bitteren Geschmacks auswirkt. Dieser erhöhte Lecithingehalt im Extrakt führt aber nicht zu einem
höheren Restlecithingehalt im entieclthinierten Rohöl, sondern vielmehr völlig überraschend zu einer erhebli-Qhsn
Absenkung des Reslliclthlngehaltes bei der Entlecithinierung
des Extraktes.
In einem Vibrationsmischer der Fa. Stork wurden Sojabohnenblättclien.
entsprechend bis zur Stufe B des Beispiels 2 hergestellt, einer Feucht-Wärmebehandlung
gämaß der DE-OS 24 07 453 unterworfen. Die Vibrationsfrequenz
betrug 250 min"1, die Schütthöhe 8 cm und die Dampftemperatur 100° C. Die Behandlungsdauer
betrug 10 Minuten. Der Wassergehalt der Sojablättchen heirug 15,8 Gew.-v Die Untersuchung des gewonnenen
Materials In gleicher Welse, wie in Beispiel 2 beschrieben,
ergab ein Schüttgewicht von 320k°/m!. Der Lecithingehalt
im Extrakt der am Aujtrag der Apparatur (vergleichbar mil Stufe F im Beispiel 2) genommenen
Probe betrug vor der Entlecithinierung 2,86°b und der
Restleclthlnge.ialt nach der Entlecithinierung 0,21 Gcw.-^,.
Höhere Verweilzelten brachten keine Verbesserung hinsichtlich der Lecithinausbeute im Extrakt. Auch eine
Erhöhung der Frequenz der Vorrichtung ergab keine anderen Ergebnisse.
6^ Die organolepiischc Prüfung ergab einen deutlich
höheren Gehalt an bitteren Geschmacksstoffen gegenüber den in den Beispielen 1 und 2 geprüften Sojaschroten.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von weitgehend bitterstofffreiem Sojaschrot aus Sojasaat durch Brechen,
Walzen, Anfeuchten, Aufwärmen, Trocknen und Extrahieren mit Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Brechen und Walzen
die noch nicht extrahierte Soja unter mechanischer Bewegung auf einen Wassergehalt von 12 bis
25 Gew.-% befeuchtet und einer Wärmebehandlung bei Temperaturen von 90 bis 120° C unterworfen wird,
wobei die Soja mechanisch bewegt wird, bis ein Schüttgewicht von mindestens 400 kg/m3 erreicht
wird, daß schlle31ich nach Trocknung die Soja eine Behandlung mit unpolaren Extraktionsmitteln erfährt
und vom rohen Sojaöl und anschließend vom Extraktionsmittel befreit wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Walzen auf einen Wassergehalt von i4 bis 20 Gew.-% befeuernd wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wärmebehandlung die Temperaturen 95 bis 110° C betragen.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Soja während der Befeuchtung und Wärmebehandlung mechanisch bewegt
wird, bis ein Schüttgewicht von mindestens 500 kg/m1 erreicht ist.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Extraktionsmittel einzeln
oder in Mischung Kohlenwasserstoffe verwendet werden, die 5 bis 12 Kohlensioffatome im Molekül enthalten.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Befeuchtung der Soja Wasserdampf direkt aufgeblasen wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befreiung vom Extraktionsmittel durch Anwendung des -cn sich bekannten
Toastprozesses erfolgt.
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