DE2731877A1 - Verfahren zur herstellung von ammoniumlactat enthaltenden mischungen aus waessrigen milchverarbeitungsrueckstaenden - Google Patents

Description

KRAUS Si WE SERT 9731877

PATENTANWÄLTE *

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-I N G. AN N EKÄTE WEISERT DIPU-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/79 7077-79 70 73 · TELEX O5-212156 kpat d

TELEGRAMM KRAUSPATENT

1532 AW/heu

RUDOLF SCHANZE, Flutgrabenweg 1a, 8430 Neumarkt

Verfahren zur Herstellung von Ammoniumlactat enthaltenden Mischungen aus wäßrigen Milchverarbeitungsrückständen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniumlactat enthaltenden Mischungen aus wäßrigen Milchverarbeitungsrückständen .

In der Milchindustrie, beispielsweise bei der Butter-,Käse- und Quarkherstellung und bei der Milchzerlegung mit Hilfe moderner Verfahren, wie beispielsweise der Ultrafiltration, der Umkehrosmose, der Elektrodialyse fallen viele Rückstände an. Die nutzbringende Verwertung der anfallenden Rückstände, insbesondere der Molke stellt ein noch ungelöstes Problem dar. Neuerdings können die Milchverarbeitungsrückstände infolge von Umweltschutzmaßnahmen nur noch in begrenzter Menge in das Abwasser eingeleitet werden. Da die Beseitigung z.B. der Molke die Kosten für die Abwasserreinigung verteuert, ist auch eine nicht gewinnbringende Verwertung angebracht.

Eine andere Beseitigung, etwa durch Eindicken oder Trocknung ist entweder nicht durchführbar oder mit höheren Kosten verbunden als es dem Wert des Endproduktes auf dem Markt entspricht.

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Molke enthält ungefähr 3,5 bis 5% Lactose, o,7% Salze und nur o,8 bis Λ% hochwertiges Eiweiß, dessen Reinge\*innung so kostspielig ist,daß sie sich im allgemeinen nicht lohnt.

Für die Herstellung von reiner Milchsäure sind andere Kohle hydrate ebenfalls wirtschaftlicher als Milchverarbeitungsrückstände oder Molke. Bei der Milchsäureherstellung ist es außerdem erforderlich, die Milchverarbeitungsrückstände vor dem Einsatz der Kulturen und der Fermentation zu reinigen,d.h. z.B. Fett, Eiweiß, Mineralanteile teilweise bis ganz zu entfernen. Es besteht daher ein Bedarf nach Verfahren, gemäß denen Milchverarbeitungsrückstände auf billige Art zu nutzbaren Produkten aufgearbeitet, bezw. veredelt werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung von Milchverarbeitungsrückständen zu schaffen, das die folgenden Bedingungen erfüllt:

1. Das Verfahren soll einen hohen Veredelungseffekt besitzen, die Verkaufserlöse des bei dem Verfahren erhaltenen Produktes sollen die Kosten des Verfahrens decken, und das erhaltene Produkt soll gut verwertbar sein.

2. Das Verfahren soll in jeder Milchverarbeitungsstätte unter Verwendung vorhandener Anlagen und ohne Störung der normalen Arbeitsvorgänge durchgeführt werden können. Sofern zusätzliche Investitionen erforderlich sind, sollen diese gering.sein.

3. Das bei dem Verfahren erhaltene Endprodukt soll frei von schädlichen Begleitstoffen sein und soll ohne schwierige Aufarbeitung und Reinigung gleich verwendet werden können

4. Die bei dem Verfahren anfallenden Nebenprodukte und Rückstände sollen ohne wesentliche Umweltbelastung beseitigt werden können oder in das Verfahren rezyklisiert werden können.

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniumlactat enthaltenden Mischungen aus wäßrigen Milchverarbeitungsrückständen das dadurch gekennzeich net ist, daß man zu Milchverarbeitungsrückständen oder zu Milchverarbeitungsrückstände enthaltenden Gemengen, die Milchsäure und/oder Lactose und Milchsäurebildner enthalten, ohne weitere Vorbehandlung, gegebenenfalls unter Erwärmen oder Kühlen und Bewegen, Ammoniak in solcher Rate zugibt, daß der pH-Wert unter 6,0 gehalten wird, nachdem die gewünschte Menge an Ammoniumlactat gebildet ist, Ammoniak bis zu einem pH-Wert von höchstens 6,5 zugibt, und gegebenenfalls anschließend das erhaltene Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise bis auf einen Feststoffgehalt von maximal 85% konzentriert.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine wäßrige Ammoniumlactat enthaltende Mischung, die nach dem oben beschriebenen Verfahren erhalten worden ist.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Tierfutter oder ein Tierfutterbestandteil, der das nach dem obigen Verfahren erhaltene Produkt enthält.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können als Ausgangsmaterialien jegliche Art von Milchverarbeitungsrückständen, die bei der Butter-, Käse- und Quarkherstellung und bei der Milchzerlegung mit Hilfe moderner Verfahren wie der Ultrafiltration, der Umkehrosmose oder der Elektrodialyse anfallen, verwendet werden. Beispielsweise kann man milchsaure Molken, süße Molken und Labmolken, die gegebenenfalls auch nitrathaltig sein können oder diese Molken verschnitten mit Milchzuckermelassen, Milchzuckerwasser, Rückstände aus der Ultrafiltration, Umkehrosmose und Elektrodialyse verwenden. Bevorzugt werden milchsaure Molken ohne weitere Vorbehandlung verwendet. Hinsichtlich des verwendeten Ausgangsmaterials gibt es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kaum irgendwelche Beschränkungen. So kann man Permeat

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oder Filtrat oder Restwasser aus der Elektrolyse zusammen mit milchsauren Molken einsetzen. Es ist nur wesentlich, daß der Gehalt an Milchsäure und Milchzucker addiert, bezogen auf die Trockenmasse des Gesamtsubstrats, 3o % nicht unterschreitet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet eine Fermentation statt, wobei die Fermente, d.h. insbesondere die Milchsäurebildner bereits in den Milchverarbeitungsrückständen vorhanden sind. Gegebenenfalls kann man Jedoch zu den Milchverarbeitungsrückständen oder den Gemengen zusätzliche Milchsäurebildner zugeben.

Bei der Herstellung von üpeisequark und Sauermilchkäse benützt man, alternativ zur Fällung des Käsestoffes mit Labferment, auch die Milchsäurebildung durch gezüchtete, zu der Ausgangsmilch zugegebene Milchsäurebildner. Geeignete Kulturen stehen dem Fachmann zur Verfugung. Die Bedingungen bei der Fermentation sind dem Fachmann ebenfalls geläufig. Bei dieser Fermentation findet eine lebhafte Vermehrung der Kulturen in schneller Zeit statt. Die gebildete Milchsäure entzieht der Kaseinfraktion das Calcium. Dabei wird das Kasein koaguliert, fällt aus, und der Speisequark oder Sauermilchkäsebruch kann entnommen, beispielsweise abzentrifugiert werden.

Bei diesem Verfahren verbleibt als Rest eine milchsäure Molke mit einem pH-Wert zwischen 4,7 bis 4,5, einer Trockenmasse zwischen 5 bis 6 % und einem SH-Wert von 15 bis 3o (ein SH-Wert entspricht 0,0235% Milchsäure in der untersuchten Flüssigkeit ). Nimmt man an, daß die Molke eine Trockenmasse von 5,5% besitzt und einen pH-Wert von 4,5 und einen SH-Wert von 25, so lassen sich daraus 0,588% Milchsäure errechnen, was, bezogen auf die Trockenmasse, 10 bis 11% bedeutet.

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In der Vergangenheit hat man Milchsäurebildner zugesetzt, um durch Calciumverschiebung den Käsestoff zu fällen.

Dieses Verfahren zur Kaseinfällung ist besonders vorteilhaft, um Milchsäure quantitativ herzustellen, wenn man durch Ammoniak laufend das Fermentationsprodukt Milchsäure quantitativ als Ammoniumlactat entfernt und dadurch vorteilhaft und überraschend eine Eiweißquelle für Wiederkäuer schafft.

Die Molke kann direkt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Dabei ist es jedoch wichtig darauf zu achten, daß die eingesetzten Kulturen ihre Virulenz nicht verlieren und damit ihre Fähigkeit Milchsäure zu bilden. Die Virulenz der Kulturen geht bei nied-r rigen pH-Werten verloren. Würde man die zurückgelassene Molke stehenlassen, so würde der pH-Wert in einen Bereich von unter 4,0 und tiefer sinken. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es daher wichtig, die Molke gleich anmeldungsgemäß weiterzubehandeln und insbesondere darauf zu achten, daß der pH-Wert nicht abfällt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt man die in den Milchverarbeitungsrückständen, insbesondere in der milchsauren Molke vorhandenen Milchsäurebildner und achtet darauf, daß der pH-Wert möglichst unter 6, vorzugsweise unter 5,5 und bevorzugt im Bereich von 4,3 bis 5,3 gehalten wird.

Dies geschieht, indem man die gebildete Milchsäure kontinuierlich durch Einleiten von Ammoniak neutralisiert. Im allgemeinen wird das Ammoniak schonend zugeführt, es ist bevorzugt, übliches Ammoniak mit einer Konzentration zwischen 20 und 2596, bevorzugt 24 - 28% zu verwenden. Man kann jedoch auch gasförmiges Ammoniak in feinverteilter

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Form einleiten. Die Einleitung von Ammoniak erfolgt so, daß der pH-Wert des Reaktionsgemisches bei einem Wert unter 6 gehalten wird. Wird der pH-Wert bei einem Wert gehalten, der über 6,0 liegt, so besteht die Gefahr, daß ein pH-Wert erreicht wird, wo die Umsetzung abgestoppt wird.

Die Neutralisation der Milchsäure mit Ammoniak verläuft unter Bildung von Ammoniumlactat praktisch quantitativ, so daß die gegebene Menge Ammoniak ein Maß für die gebildete Milchsäure ist. Die Reaktion ist exotherm, durch die Ammoniakzufuhr kann auch die optimale Temperatur eingehalten werden. Durch die Ammonlumlactatbildung wird das bei der Fermentation gebildete Produkt, nämlich die Milchsäure , entfernt und es wird vermieden, daß der pH-Wert absinkt. Durch das Einleiten des Ammoniaks kann somit der pH-Wert und die fermentative Tätigkeit der Kulturen gesteuert werden. Auf diese Weise wird der wäßrige Milchverarbeitungsrückstand mit Ammoniumlactat angereichert.

Bei dem Verfahren sollen nicht bakterielle Nährstoff massen aufgearbeitet werden, sondern bei dem Verfahren soll Lactose in Milchsäure umgewandelt werden. Dementsprechend wird den vorhandenen Nährstoffen nur wenig Energie entzogen. Insgesamt tritt durch die Fermentation, die überwiegend anaerob verläuft, kein Verlust an Trockenmasse auf. Durch die Zufuhr von Ammoniak wird im Gegenteil die Gesamtbilanz der Trockenmasse erhöht. Man kann den Milchsäureverarbeitungsrück-

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standen oder den Gemengen auch gegebenenfalls eine Schwefelquelle zusetzen.

Normalerweise besitzen die bei der Milchverarbeitung anfallenden Rückstände eine Temperatur, die für das Verfahren optimal ist. Bei dem anmeldungsgemäßen Verfahren wendet man daher die Rückstände bevorzugt, so wie sie anfallen, an und im allgemeinen 1st es auch nicht erforderlich, zu erhitzen. Wird jedoch das Verfahren unterbrochen oder sind die Rückstände bereits abgekühlt, so kann man gegebenenfalls in an sich bekannter Weise, auf eine Temperatur im Bereich 25 bis 60, bevorzugt bis 45 erhitzen. Die verwendete Temperatur hängt von dar Art der verwendeten Kulturen ab.

Die geeigneten Milchsäurekulturen sind in der Milchindustrie bekannt und werden von verschiedenen Laboratorien geliefert. Der Fermentationsvorgang läuft praktisch anaerob ab. Je nach den vorliegenden Molken muß aus den zur Verfügung stehenden Kulturen die Auswahl getroffen werden. Grundsätzlich können die Kulturen mesophile ( 25 - 35° C) oder thermophile (35 - 45° C.) Kulturen sein. Grundsätzlich muß von den Kulturen gefordert werden, daß sie ausgesprochen schnelle und starke Milchsäurebildner ( homof ermentativ) sind. Die Bildung anderer Produkte ist unerwünscht.

Bei dem erflndungsgemäßen Verfahren wird ein Molekül Milchzucker ( Lactose) in zwei Moleküle Milchsäure gespalten und diese Milchsäure reagiert mit Ammoniak unter Bildung von Ammoniumlactat, wie es in der folgenden Gleichung dargestellt wird.

CH, CH,

I I

CH-OH + NH, * CH - OH

1 ³ I

COOH COONH^

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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Anuaoniumlactat gebildet. Ammoniumlactat ist bei einem pH-Wert von 5,5 bis 6,5 so gut wie völlig stabil. Ammoniumlactat kann in der Tierernährung, insbesondere von Wiederkäuern, als Eiweißquelle benutzt werden. Der Stickstoffgehalt von Amnoniumlactat beträgt 13%. Zur Berechnung des Eiweißwertes von Tierfutter multipliziert man mit dem Faktor 6,25. Man erhält dabei einen Eiweißwert von Ammoniumlactat von 8156. Ammoniumlactat zählt physiologisch zur Gruppe der NPN-Verbindungen.

Verglichen mit den anderen NPN-Verbindungen, beispielsweise
mit Harnstoff, Biuret, Monoammoniumphosphat besitzt Ammoniumlactat einen beträchtlichen Energiewert, der aus dem Lactatanteil stammt. Das Ammoniumlactat besitzt bei der Tierfütterung und insbesondere bei der Wiederkäuerfütterung den großen Vorteil ,daß es bedingt durch seine NH^-Gruppe weniger toxisch
ist als beispielsweise andere NPN-Verbindungen, wie Harnstoff.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Zufuhr von
Ammoniak gezielt und wird durch die Milchzuckermenge bestimmt, die über die Milchsäuren und Ammoniumlactat abgebaut werden
sollen.

Diese Menge kann beliebig eingestellt werden. Im allgemeinen ist es bevorzugt, daß man Endprodukte mit einem Eiweißwert
erhält, der ähnlich ist, wie der von hochwertigen Futtermitteln, beispielsweise von Sojaschrot. Sojaschrot enthält ko% Eiweiß und 700 STE. Bi e Trockenmasse von Milchrückständen, besonders milchsauren Molken, kann mit 685 STE und 11 bis 1296 Eiweiß
angenommen werden. Zum Vergleich mit Soja fehlen daher rund
30% Eiweiß. 3096 Eiweiß wurden in Form von Ammonium.lactat
3796 dieser Substanz voraussetzen. Da im Ammoniuntlactat auf
das Lactat rund 8496 und auf den Ammoniakanteil rund I696 fallen, müssen rund 3196 der Molkentrockenmasse an Milchzucker zu
Milchsäure abgebaut werden. Molkentrockenmasse enthält im
Schnitt 7596 Milchzucker oder Lactose. In milchsauren Molken
oder ähnlichen Rückständen ist bereits ein Teil abgebaut,
daher braucht nur noch der erforderliche Rest abgebaut werden. Diese Menge wird über den effektiven Verbrauch an

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Ammoniak oder Ammoniakwasser, für die praktische Anwendung hinreichend genau und korrekt ermittelt. Wenn diese Menge, die vorauszuberechnen ist verbraucht ist, kann der Prozess abgestoppt werden.

Dies wird erfahrungsgemäß dadurch erreicht, daß man durch Einleitung von weiterem Ammoniak oder Ammoniakwasser den pH-Wert mindestens auf 5,5 , jedoch höchsten 6,5 einstellt. Praktisch verläuft die Neutralisation unter Ammoniumlactatbildung in einem pH-Bereich von 4,0 bis 5,0.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man ggf. rühren, dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Verwendet man gasförmiges Ammoniak, so wird das gasförmige Ammoniak als Gas eingeleitet und dadurch wird das Reaktionsgemisch bereits bewegt.

Nach Beendigung der Fermentation kann das Reaktionsgemisch einfach in an sich bekannter Weise konzentriert werden. Bevorzugt wird es auf einen Trockengehalt von 25% bis 5096, mehr bevorzugt auf circa 30% bis 35%, am meisten bevorzugt auf 33% konzentriert. Es ist jedoch auch möglich hochkonzentrierte Konzentrate, beispielsweise bis zu maximal 80% Trockensubstanz herzustellen. Die erhaltenen Konzentrate können während langer Zeiten gelagert werden. Es bildet sich beim Lagern kein Bodensatz. Die Konzentrate können ohne Zersetzung aufbewahrt, transportiert und gehandhabt werden.

Die Produkte können direkt, so wie sie sind, d.h. ohne Konzentrierung an Tiere verfüttert werden. Man kann aber die Produkte oder Konzentrate auch für die Herstellung von Mischfutter verwenden. Beispielsweise kann nan bekannte trockene Schrote aller Arten von Kraftfutter, beispielsweise auch unter Verwendung von Melasse oder Fischpressaft, mit den erfindungsgemäß hergestellten Produkten oder deren Konzentraten vermischen oder verarbeiten. Versetzt man Schrot mit den Produkten, so erhält man Kraftfutter, das staubfrei ist, gepresst werden kann und mit Nährstoffen der

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Konzentraten angereichert ist. Kraftfutter darf maximal nur 1496 Wasser enthalten. Zur Herstellung von Kraftfutter kann man daher entweder hochkonzentriertes, erfindungsgemäß hergestelltes Konzentrat verwenden, oder man kann nach der Herstellung des Kraftfutters in an sich bekannter Weise den Wassergehalt einstellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von den normalen Verfahren der Milchsäureerzeugung. Bei den bekannten Verfahren wird zur Aufrechterhaltung der Fermentation durch die Milchsäurebildner bei Absinken der PH-Wertes ein "Abstumpfen der Molke" vorgenommen, meist mit Alkalimetallhydroxyden. Bei diesen bekannten Verfahren entstehen Milchsalzschlämme, die nicht weiter verwendet werden können.

Es ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß die Fermentation und die Neutralisation auch bei höheren Trockenmassengehalten stattfinden kann, als bei den nativen milchsauren Molken und Rückständen, bei denen der Trockenmassegehalt normalerweise zwischen 5 und 796 liegt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Trockengehalten von 11 bis 1396 durchgeführt werden, ohne daß das Verfahren negativ beeinflußt wird. Erst im Bereich von 15 bis I896 kommt die Fermentation zum Stehen. Damit ist es möglich zur Einsparung von Fermentationsraum einen Verschnitt von unterschiedlich konzentrierten Rückständen in beliebigen Proportionen vorzunehmen. Es besteht- dabei nur die Forderung, daß in der Trockenmasse der Anteil an Milchsäure und Lactose über 3096 liegt und die Gesamtkonzentration 18% nicht überschreitet.

Das Verfahren besitzt weiterhin den Vorteil, daß es in den in Molkereien und Milchverarbeitungsstätten vorhandenen Anlagen und Behältern durchgeführt werden kann. Man kann die Behälter verwenden, die für die Aufnahme der Rückstände bereits bestimmt sind. Als zusätzliche Einrichtung muß lediglich ein Kreislauf

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eingerichtet werden, mit dem aus dem Behälter über eine Einspeisevorrichtung für Ammoniak oder Ammoniakwasser vor der Saugseite der Pumpe mittels dieser Pumpe laufend die flüssigen, sauren Molken oder Rückstände entnommen werden und wieder in den Behälter gepumpt werden. Ein meist vorhandenes Rührwerk solcher Behälter unterstützt die gleichmäßige Verteilung in der Gesamtmenge.

In den beigefügten Zeichnungen ist der Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens graphisch dargestellt.

In Fig. 1 sind die Versuchsergebnisse dargestellt, die man bei dem folgenden Beispiel 1 unter Verwendung thermophiler Keime erhält.

In Fig. 2 sind die Versuchsergebnisse dargestellt, die man bei dem folgenden Beispiel unter Verwendung mesophiler Keime erhält.

In den Zeichnungen sind auf der Ordinate der p^-Wert und die Temperatur in ⁰C und auf der Abszisse die Zeit und die Zugabe des Ammoniak in kg (als Ammoniakwasser) aufgetragen. Die ausgezogene Linie gibt den Verlauf der p„-Werte an und die gestrichelte Linie gibt den Verlauf der Temperatur an.

In der folgenden Tabelle sind die Zusammensetzungen verschiedener Milchverarbeitungsrückstände angegeben. Es sind jeweils die Trockenmassen in %, bezogen auf die Flüssigkeit, aufgeführt. Aus der Tabelle ist erkennbar, daß die verschiedenen Milchverarbeitungsrückstände Trockengehalte zwischen 5 und 40 % besitzen.

In der Tabelle ist weiterhin die Zusammensetzung der Trockenmasse in % angegeben, wobei sich die Prozentangaben auf die Trockenmasse beziehen, d.h. die Trockenmasse wird als 100 % angenommen.

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Tabelle

Art des Milchverarbeitungsrückstands Trockenmasse Zusammensetzung der Trockenmasse in

Rohpro- Nicht-Protein- Milch^Milch- Röhtein stickstoff(NPN) zucker säure asche (RP) im RP (RA)

A) Speisequarkmolke milchsauer

B) Molke, entzuckert, aus Lactosehersteilung

C) Molke, enteiweißt, aus Molkeneiweißherstellung (Ultrafiltration) (Permeat)

D) Salzwasser (Permeat) aus Entmineralisierung (Elektrodialyse)

E) Milchzuckerwasser zur Lactoseherstellung, Reste

5-7	11-14
25-35	15-25
5-10	5-10
2-10	Spuren
20-40	4-8

50-70 5-25
30-50

60-90 1-5
10-40 5-15
80-90

8-12 15-30

5-15 30-60 5-10 ■

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

In einen Tank werden 10 000 1 normale Speisequarkmolke gegeben.

Die Speisequarkmolke besitzt eine Trockenmasse von 6,0%, eine Dichte von 1,025 und weist einen pH-Wert von 4,6 auf. Der SH-Wert der Speisequarkmolke beträgt 18. Der Gehalt an Milchsäure in der Flüssigkeit beträgt 0,423$ und der Milchsäuregehalt in der Trockenmasse beträgt 7,05#.

Die 10 000 1 Speisequarkmolke entsprechen somit 10 250 kg bzw. einer Trockenmasse von 615 kg. Die Trockenmasse enthält insgesamt 75?« Milchsäure und Lactose; dies entspricht 461 kg.

Umgewandelt werden sollen 355° Lactose der Trockenmasse zu Milchsäure; dies ergibt 215 kg Milchsäure bzw. entstehen daraus η kg/90 χ 107 = 256 kg Ammoniumlactat.

Die Differenz von (Ammoniumlactat ./. Milchsäure) entspricht einem Verbrauch an Ammoniak von 41 kg; dies entspricht einem Verbrauch von 25%igem Ammoniakwasser von 164 kg oder,bei einer Dichte von 0,91,von 180 1.

Zur Überführung der Lactose in Milchsäure werden jeweils geringe Mengen an Ammoniakwasser volumetrisch oder gewichtsmäßig innerhalb von kleinen Partien chargenweise zugegeben. Man kann die Zugabe gegebenenfalls auch elektronisch steuern.

Nach der Anfangseinsteilung wird der pH-Bereich (pH min/max) bei 4,5 bis 5,5 gehalten. Bei der Verwendung thermophiler Keime wird die Temperatur bei 40 bis 45°C gehalten; verwendet man dagegen mesophile Keime, so wird die Temperatur bei 25 bis 35°C gehalten. Die Temperaturangaben beziehen sich auf

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minimale lind maximale Werte.

Nach Verbrauch der berechneten Menge an Ammoniakwasser wird der pH-Wert auf 5,8 eingestellt und das erhaltene Fermentationsprodukt wird zu einem Konzentrat mit einem Trockengehalt von 33# eingedickt.

Anschließend wird der pH-Wert des Konzentrats mit Ammoniakwasser auf 5,8 eingestellt.

Arbeitet man, wie oben angegeben, so läßt sich die Lactose praktisch quantitativ in Amaioniumlactat überführen.

Man erhält 1988 kg entsprechend 1725 1 eines flüssigen, gelbbraunen Konzentrats. Des Endprodukt schmeckt sauer.

Beispiele 2 und 3

Man arbeitet, wie in Beispiel 1 beschrieben, und verwendet anstelle der normalen Speisequarkmolke voreingedickte Speisequarkmolke (Beispiel 2) oder ein Molkengemisch aus den in der obigen Tabelle aufgeführten Bestandteilen (A) bis (E).

Beispiel 2 Beispiel 3

Speisequark- Molkengemisch

molke aus (A) bis

voreingedickt (E)

Trockenmasse, % Dichte pH-Wert SH-Wert % Milchsäure in d.Flüssigkeit % Milchsäure in d.Trockenmasse

12,0	9,0
1,045	1,030
4,3	4,3
35
0,8225
6,85	10,0

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35%/TS Lactose werden fermentativ zu Milchsäure durch kontinuierliche Neutralisation mit Ammoniakwasser, wie in Beispiel 1 beschrieben, abgebaut. Dadurch werden(35/9O χ 107) 41,6% Ammoniumlactat mit einem Eiweißwert von (x 0,81) 33,7#/TS gebildet.

1) Berechnung nach der Menge

Beispiel 2

Tankinhalt Liter	15	000
Dichte	1	,045
ergibt kg	15	675
Trockenmasse = kg	1	881
darin enthalten an
Lactose + Milchsäure/TS in %		75
ergibt kg	1	411

Beispiel 3	000
20	,030
1,	600
20	854
1	45
	834
	649
	772

umzuwandeln sind jeweils 3596/TS Lactose in Milchsäure (praktisch quantitativ gleich)

ergibt kg

daraus entstehen an Ammoniumlactat (n kg/90 χ 107) in kg

die Differenz (Ammoniumlactat ./. Milchsäure) entspricht dem Verbrauch an Ammoniak,

das sind kg 124 123

dies entspricht einem Verbrauch
von Ammoniakwasser (Lösung) mit
25# NH₃ von kg 496 492

oder (Dichte = 0,91) Liter 545 541

2) Durchführung der Fermentation und Neutralisation

Zugabe von Ammoniakwasser, volumetrisch oder gewichtsmäßig, innerhalb von kleinen Partien, chargenweise, alternativ auch durch elektronische Steuerung.

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	. te--"*«-	273Ί877
	Beispiel 2	Beispiel 3
pH-Bereich (nach Anfangs einstellung) pH min/raax	4,8 - 5,8	4,0 - 5,0
Temperaturbereich (nach Keimart)
thermophil 0C min/max	40 - 45	40 - 45
mesophil	25 - 35	25 - 35
nach Verbrauch der berechne ten Menge Ammoniakwasser wird der pH eingestellt auf pH	5,8	6,2
das Fermentationsprodukt wird eingedickt auf Konzentrat mit TS%	4O?6	75%

es erfolgt eine Nacheinstellung durch Ammoniakwasser
im Konzentrat auf pH 6,0 keine

Man erhält bei Beispiel 2 5013 kg bzw. 4 175 1 eines dicklichen, rotbraunen Konzentrats, das sauersalzig schmeckt.

Bei Beispiel 3 erhält man 2 643 kg bzw. 1 900 1 eine3 pastösen, dunkelgefärbten Konzentrats, das salzig schmeckt.

Man kann gegebenenfalls bei den obigen Beispielen 1 bis 3, um TCangelsituationen für die Milchsäurebildner zu vermeiden und um eine Durchsäuerung auf einen relativ hohen Lactoseabbau zu erreichen, Schwefel zusetzen. Beispielsweise kann man Schwefel in solcher Menge zusetzen, daß ein Verhältnis von N:S = 10:1 bis 40:1 erhalten wird.

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Claims (8)

Patentansprüche *#*■«##*

1. Verfahren zur Herstellung von Ammoniumlactat enthaltenden Mischungen aus wäßrigen Milchverarbeitungsrückständen , dadurch gekennzeichnet , daß man zu den Milchverarbeitungsrückständen oder Gemengen die Milchsäure und/oder Lactose und Milchsäurebildner enthalten, ohne weitere Vorbehandlung, gegebenenfalls unter Erwärmen oder Kühlen und Bewegen, Ammoniak in solcher Rate zugibt, daß der pH-Wert unter 6,0 gehalten wird, nachdem die gewünschte Menge an Ammoniumlactat gebildet ist, Ammoniak bis zu einem pH-Wert von höchstens 6,5 zugibt und gegebenenfalls anschließend das erhaltene Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise bis auf einen Feststoffgehalt von maximal 85% konzentriert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß man zu den Milchverarbeitungsrückständen oder den Gemengen zusätzlich Milchsäurebildner zugibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch g e k e η η zeichnet, daß man zu den Milchverarbeitungsrückständen oder den Gemengen eine Schwefelquelle zugibt.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis

3t dadurch gekennzeichnet , daß man als Milchverarbeitungsrückstand milchsaure Molke, Süßmolke, Buttermilch oder Rückstände, die bei der Milchzerlegung mit Hilfe moderner Verfahren, wie beispielsweise Ultrafiltration, Umkehrosmose, Elektrodialyse anfallen, verwendet

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Konzentration des Reaktionsgemisches auf einen Feststoffgehalt bis 40% erfolgt.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Wäßriges Ammoniumlactat, dadurch gekennzeichnet, daß es nach einem der Verfahren der Ansprüche 1 bis 5 erhalten worden ist.

7. Tierfutter oder Tierfutterbestandteil, dadurch gekennzeichnet, daß es das Produkt nach Anspruch 6 enthält.

8. Verwendung des Produkts nach Anspruch 6 als Tierfutter oder als Bestandteil von Tierfutter.

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