DE2736194C2 - Verwendung einer Hydrozyklonvorrichtung zum Trennen von Weizengluten und Weizenstärke - Google Patents
Verwendung einer Hydrozyklonvorrichtung zum Trennen von Weizengluten und WeizenstärkeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Hydrozyklonvorrichtung
zum Trennen von Weizengluten und Weizenstärke aus beispielsweise Weizenfeinmehl.
Neben dem bekannten Martin-Verfahren, bei dem Weizenfeinmehl mit Wasser angeteigt und Stärke aus
dem gebildeten Teig durch Waschen extrahiert wird, wurden auch schon Stärke und Gluten aus freifließenden
Gemischen von Weizenfeinmehl und Wasser abgetrennt
Die sog. »kontinuierliche Herstellung eines dünnen Teiges«, die in »The Chemistry of Wheat Starch and
Gluten and their Conversion Products (1965)« von J. W. Knight, Seiten 27 bis 30, beschrieben ist, umfaßt die
Herstellung eines freifließenden dünnen Teiges aus Weizenfeinmehl und Wasser in einem kontinuierlichen
Mischer. Nach einer bestimmten Verweilzeit im Mischer wird die Stärke vom Gluten durch Warchen getrennt,
indem der dünne Teig in eine Pumpe unter gleichzeitigem Zuführen von Wasser zur Pumpe geführt wird. Das
Gluten wird durch Sieben gewonnen.
Gemäß einer in »Journal of Food Science« 36, (1971)
Seiten 649 bis 652 beschriebenen Variante des »Fesca-« Methode wird ein homogenisiertes Gemisch aus Weizenfeinmehl
und Wasser in eine Stärkefraktion und ein flüssiges Eiweißkonzentrat durch ein Zentrifugenverfahren
getrennt Das Gluten wird hierbei nicht aus dem Eiweißkonzentrat abgetrennt, vielmehr wird das
Eiweißkonzentrat insgesamt getrocknet In Ergänzung zu diesem Verfahren kann das Gluten aus dem Eiweißkonzentrat
durch Agglomerieren bei geeigneter Temperatur und Verweilzeit unter starkem Rühren und Abtrennen
des agglomerierten Glutens gewonnen werden, wie in der GB-PS 13 97 370 beschrieben ist.
Alle bisher bekannten Trennverfahren umfassen eine Anzahl von Stufen, und zwar das Agglomerieren, Waschen
und Abtrennen, die in verschiedenen Apparaten durchgeführt werden müssen, wobei auch Mehrstufenhydrozyklone
zur Anwendung kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das spontane Agglomerieren von
Gluten und das Abtrennen von der Stärke, ausgehend von Weizen, in einer einzigen Stufe durchzuführen und
nicht nur die Gewinnung von Weizengluten erheblich zu erleichtern, sondern gleichzeitig den Wasserverbrauch
erheblich herabzusetzen, was bei der Lösung von Abfallwasserproblemen und bei der Energieersparnis
von höchster Bedeutung ist
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß die Verwendung einer Hydrozyklonvorrichtung zum spontanen
Agglomerieren und Abtrennen von Weizengluten aus einem dünnen Teig, der Weizeneiweiß, Weizenstärke
und Wasser enthält, wobei am Auslauf des Hydrozyklons eine Fraktion abgeführt wird, die den überwiegenden
Teil der Stärke enthält und das agglome-
rierte Gluten aus der Überlauffraktion abgetrennt wird.
Wo im Rahmen der Erfindung der Ausdruck »dünner
Teig« verwendet wird, ist dies in der Bedeutung des englisches Wortes »batter« aufzufassen. Vorzugsweise
wird Weizenfeinmehl für die Herstellung des dünnen Teiges verwendet, und es können sowohl Feinmehl der
harten als auch der weichen Weizenarten erfindungsgemäß als Rohstoff verwendet werden. Diese Tatsache
der Einsatzmöglichkeit verschiedener Qualitäten von Weizenfeinmehl, die sich nicht zur Anwendung bei den
bekannten Herstellungsverfahren für Weizenstärke eignen, ist von großem wirtschaftlichem Vorteil. Es ist
jedoch auch möglich, Weizenmehl oder andere Formen behandelten Weizens, beispielsweise Weizenflocken
statt Weizenfeinmehl, einzusetzen.
Die erfindungsgemäße Verwendung einer Hydrozyklonvorrichtung wird nachstehend beispielsweise unter
Einsatz von Weizenfeinmehl beschriebea
Zur Herstellung von Gluten und Stärke aus Weizenfeinmehl
wird erfindungsgemäß Weizenfeinmehl mit einer zur vollständigen Hydratation der Stärke und zur
Bildung eines pumpbaren dünnen Teiges ausreichenden Menge Wasser gemischt Die Wassermenge beträgt
etwa 1,5 Tonnen Wasser pro Tonne Weizenfeinmehl. Das Mischen kann in jeder geeigneten Vorrichtung
durchgeführt werden. Der hierbei erhaltene dünne Teig erfordert keine lange Verweilzeit Eine Regelung des
pH-Wertes des dünnen Teiges oder die Zugabe von Chemikalien, um beispielsweise die Hydratation des
Glutens zu verbessern, sind an sich nicht erforderlich, können aber unter besonderen Bedingungen erfolgen.
Der pumpbare dünne Teig wird ohne weitere Zwischenstufen in die Hydrozyklonvorrichtung geführt, in
der ein spontanes Agglomerieren von Gluten zu Fäden und Klumpen stattfindet. Diese Erscheinung des Agglomerierens
des Glutens in der Hydrozyklonvorrichtung ist unerwartet und überraschend. Es ist außerdem
überraschend, daß die Glutenagglomerate, die eine Länge von einigen Zentimetern aufweisen können, das
Verhalten der Hydrozyklone nicht beeinflussen; denn es tritt kein Blockieren oder Verstopfen der Hydrozyklone
auf.
Außerdem können die gebildeten Glutenagglomerate leicht durch Sieben aus dem Überlauf der Hydrozyklone
abgetrennt werden.
In der erfindungsgemäß verwendeten Hydrozyklonvorrichtung wird eine schwere Fraktion aus dem dünnen
Teig abgetrennt Diese schwere Fraktion, die den überwiegenden Teil der Stärke (erste Sorte Stärke oder
Α-Stärke) und den überwiegenden Teil der Fasern enthält, verläßt die Hydrozyklonvorrichtung an ihrem Auslauf.
Das wäßrige Gemisch der ersten Sorte Stärke und Fasern wird anschließend gesiebt, um die Stärke von
den Fasern zu trennen, und der letzten Waschstufe wird frisches Waschwasser zugeführt. Andere Reinigungsmethoden,
beispielsweise das Waschen mit Wasser in Separatoren oder Zentrifugen, eignen sich ebenfalls. Die
reine Stärkesupsension, die dabei erhalten wird, kann weiter konzentriert, entwässert und getrocknet wer-
Die in der Hydrozyklonvorrichtung abgetrennte
!eichte Fraktion enthält neben agglomeriertem Gluten die verbliebenen Komponenten des Weizenfeinmehls,
nämlich beispielsweise Stärke (2. Sorte Stärke oder B-Stärke), den Rest der Fasern und ge'öste Materialien.
Das agglomerierte Gluten wird aus dieser leichten Fraktion, die als Überlauf der Hydrozyklonvorrichtung
abgeführt wird, abgetrennt und danach getrocknet
Dieses Abtrennen kann durch Sieben erfolgen. Die verwendeten Siebe, die öffnungen im Bereich von 03 bis
2,0 mm aufweisen, brauchen keinen besonderen Anforderungen zu genügen, da das agglomerierte Gluten
leicht abgesiebt werden kann. Das Sieben wird vorteilhaft in einer üblichen rotierenden Gluten-Waschvorrichtung
durchgeführt, in der ein weiteres Agglomerieren des Glutens erfolgt, bis die bekannten Klumpen steifer
Konsistenz vorliegen.
Die Flüssigkeit, die das Sieb passiert, enthält die zweite Sorte Stärke und das gelöste Material. Die
zweite Sorte Stärke wird daraus beispielsweise durch Zentrifugieren oder Dekantieren gewonnen. Unter
Umständen kann der Überlauf der Hydrozyklonvorrichtung auch eine kleine Menge erster Sorte Stärke
enthalten, die nach dem Absieben des agglomierten Glutens gewonnen werden kann, indem der Unterlauf
durch eine Anzahl Hydrozyklone geführt wird Der Unterlauf dieser Zyklone, die die erste Sorte Stärke enthält,
wird in die Waschstufe der Hydrozyklonvorrichtung zurückgeführt Der Überlauf enthält die zweite
Sorte Stärke und das lösliche Material.
Um eine bessere Trennung der Stärke und des Eiweisses in der Praxis zu ermöglichen, empfiehlt es
sich, einen Teil des glutenfreien Überlaufs aus der Hydrozyklonvorrichtung zur Herstellung des dünnen Teiges
zurückzuführen. Diese Rückführung in Kombination mit einer geeigneten Anzahl Hydrozyklonstufen zum
Waschen in Gegenstrom ermöglicht eine Herabsetzung des Wasserverbrauchs auf weniger als etwa 3 m3 pro
Tonne Weizenfeinmehl.
Die Abtrennung von Gluten und Stärke aus Weizenfeinmehl kann auch mit Hilfe einer Mehrstufen-Hydrozyklonvorrichtung
durchgeführt werden, wie sie beispielsweise in der Maisstärkeindustrie Anwendung findet
An diese Vorrichtung brauchen keine besonderen Anforderungen gestellt zu werden. Beispielsweise eignet
sich eine Mehrstufen-Hydrozyklonvorrichtung, die aus drei Hydrozyklonstufen zum Klären des Überlaufs
und einer aus mehreren Stufen, beispielsweise etwa neun Stufen aufweisenden Vorrichtung zum Waschen
mit frischem Wasser im Gegenstrom besteht Die Hydrozyklonstufen bestehen aus einem oder einer Anzahl
von Multihydrozyklonen, wie beispielsweise in der N L-Anmeldung 75.02097 beschrieben.
Die Anordnung der Hydrozyklonstufen in Serie kann auf verschiedenen Wegen erreicht werden, wie beispielsweise
in »Die Stärke« 15, (1963), Seiten 371/373 beschrieben. Eine ebenfalls geeignete Hydrozyklonvorrichtung
ist in der US-PS 38 90 888 beschrieben.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Hydrozyklone weisen vorzugsweise einen Durchmesser
des zylindrischen Teiles von 10 bis 15 mm auf. Der Druckabfall über die Hydrozyklone beträgt etwa 3 bis
6 bar.
Die Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert
Weizenfeinmehl aus dem Silo (A) wurde in einem Mischer (B) mit dem gesiebten Überlauf der Hydrozykionvorrichtung
und/oder Mischwasser zu einem pumpbaren dünnen Teig gemischt Das Gewichtsverhältnis
Feinmehl/gesiebter Überlauf betrug ungefähr 1/1,5. Der dünne Teig wurde durch die Pumpe (C) in die
Hydrozyklonvorrichtung (D) geführt. Die Hydrozyklonvorrichtung
(D) bestand aus zwölf Hydrozyklonstufen, von denen die drei obersten Stufen als Klärstufen
(DO und die übrigen neun Stufen als Waschstufen (Di)
dienten. Der dünner Teig, gemischt mit dem Unterlauf der Hydrozyklonvorrichtung und dem Überlauf der
Hydrozyklonwaschvorrichtung, wurde mit Hilfe einer Pumpe (E) einer ersten Hydrozykionwaschstufe zugeführt
In dieser Stufe wurde der dünne Teig in eine Überlauffraktion, die leichte Komponenten enthielt, und
eine Unterlauffraktion, die schwere Komponenten enthielt, getrennt Diese Trennung wurde bei jeder folgenden
Hydrozykionwaschstufe wiederholt Frisches Waschwasser mit einer Temperatur von 40° C wurde bei
Vder Zufuhrleitung der letzten Hydrozykionwaschstufe zugeführt; am Auslauf dieser letzten Hydrozyklonwaschstufe
wurde eine wäßrige Stärkesuspension, die Fasermaterial enthielt, abgeführt Das Fasermaterial
wurde bei ///nach Abfiltrieren mit Hilfe einer Siebvorrichtung (F) abgeführt. Die reine faserfreie Stärkesuspension,
die die Vorrichtung bei IV verließ, wurde konzentriert, die Stärke in der bekannten Weise durch ein
Vakuumfilter und durch pneumatisches Trocknen gewonnen. Der Eiweißgehalt der Stärke betrug 0,3%, berechnet
auf trockener Basis. Der Überlauf der Waschabteilung (Di), der aus Wasser, Gluten, kleinen Stärkekörnern
und gelösten Komponenten bestand, wurde mittels der Pumpe (G) in die Dreistufenabteilung (Di) geführt.
Das agglomerierte Gluten wurde mit dem Überlauf dieser Abteilung mitgeführt und aus dem
Überlauf mit 1 lilfe einer rotierenden Gluten-Waschvorrichtung
(H) mit einer Maschenweite von 0,5 mm abgesiebt Das Gluten, das bei / abgeführt wurde, wurde
pneumatisch getrocknet, bis ein Glutenprodukt erhalten wurde, das ungefähr 80% Eiweiß enthielt, berechnet
auf trockener Basis (Faktor 5,7).
Die Fraktion, die die aus der rotierenden Gluten-Waschvorrichtung (H) bestehende Siebvorrichtung
passierte, wurde in zwei Teile geteilt Ein Teil wurde zur Herstellung des dünnen Teiges aus Weizenfeinmehl
benutzt, während der andere Teil, der bei / abgeführt wurde, verdampft und getrocknet wurd, nachdem die
zweite Sorte Stärke gewonnen war.
Die Hydrozyklonvorrichtung arbeitete unter den folgenden Bedingungen:
Der Durchmesser des zylindrischen Teiles der Hydrozyklone in allen Multihydrozyklonstufen betrug 10 mm. Der Druckabfall über die Hydrozyklone betrug 3,5 bar. Die Menge des in der Reinigungsstufe zugeführten frischen Wassers betrug etwa 2,5 m3 pro Tonne Weizenfeinmehl.
Der Durchmesser des zylindrischen Teiles der Hydrozyklone in allen Multihydrozyklonstufen betrug 10 mm. Der Druckabfall über die Hydrozyklone betrug 3,5 bar. Die Menge des in der Reinigungsstufe zugeführten frischen Wassers betrug etwa 2,5 m3 pro Tonne Weizenfeinmehl.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verwendung einer Hydrozyklonvorrichtung zum spontanen Agglomerieren und Abtrennen von
Weizengluten aus einem dünnen Teig, der Weizeneiweiß, Weizenstärke und Wasser enthält, wobei am
Auslauf des Hydrozyklons eine Fraktion abgeführt wird, die den überwiegenden Teil der Stärke enthält,
und das agglomerierte Gluten aus der Oberlauffraktion abgetrennt wird.
2. Verwendung einer Hydrozyklonvorrichtung nach Anspruch 1, die einen zylindrischen Teil mit
einem Durchmesser von 10 bis 15 mm aufweist
3. Verwendung einer Hydrozyldonvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dergestalt, daß der
Druckabfall über die Vorrichtung 3 bis 6 bar beträgt
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