DE3000938A1

DE3000938A1 - Verfahren und anlage zur rueckgewinnung der proteine aus an ausgebeinten knochen haftenden fleischresten

Info

Publication number: DE3000938A1
Application number: DE19803000938
Authority: DE
Inventors: Jean-Frederic Herubal
Original assignee: N Schlumberger SAS
Current assignee: N Schlumberger SAS
Priority date: 1979-01-11
Filing date: 1980-01-09
Publication date: 1980-07-17
Also published as: FR2446073A1; FR2446073B1; DE3000938C2; US4350624A

Description

PFENIMIfSlG · MAAS - MEINIG

• Patentanwälte - Kuffürstendamm 170. D 1000 Berlin 15

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SPOTT	S	PATENTANWÄLTE
3000938		BERLIN · MÜNCHEN
		J. Pfenning, Dipl -Ing. Bertin
	Dr. I. Maas, Dipl -Chem München
	K. H. Meinig. Dipl -Phys Berlin
	Dr. G Sport, Dipl -Chem München
	Zugelassene Vertreter beim
	Europäischen Patentamt
	BÜRO BERLIN:
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Telex: 52 15880
Berlin
Date

Pf/schu

9. Januar 198O

N. SCHLUMBERGER & Cie. 170, rüe de la Republique, 68500 GUEBWILLER, Frankreich

Verfahren und Anlage zur Rückgewinnung der Proteine aus an ausgebeinten Knochen haftenden Fleischresten

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Die Erfindung bezieht sich auf die Rückgewinnung von Proteinen aus Fleischresten, die nach der Ausbeinung an den Knochen haften.

Bei der Operation der Ausbeinung, die von Hand oder mechanisch durchgeführt werden kann, ist es

unmöglich, zu verhindern, daß Fleischstücke, Gewebereste oder Fette in geringerem oder größerem Maße an den Knochen haften bleiben. Diese verschiedenen Stoffe weisen die gleichen Proteine auf wie das Fleisch, so daß sie für die menschliche Ernährung ausnutzbar sind.

Es sind verschiedene Methoden bekannt, die die Rückgewinnung dieser Proteine zum Ziel haben, sie beschränken sich jedoch auf die physikalische Trennung der Fleischreste und der Knochen, beispielsweise durch Vermahlung, durch grobes oder feineres Brechen, durch Druck und dergleichen. Hierbei ist eine vollständige Trennung des Fleisches und der Knochen nicht erreichbar, da sich zwangsläufig Mischungen aus sehr feinen Knochenteilen und dem Fleisch ergeben. Eine Analyse der erhaltenen Fleischproteine zeigt einen Kalziumgehalt, der oberhalb des Durchschnittswertes liegt.

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Außerdem ergibt sich bei diesen Methoden eine Erwärmung des erzielten Produktes, die zu einer Zerstörung der Fleischproteine führt. Um eine solche Erwärmung zu beschränken, ist es bekannt, der vermahlenen Mischung aus Knochen und Fleisch Eis zuzugeben, eine solche Lösung ist jedoch nicht in vollem Umfange befriedigend, da ein Teil der Proteine trotzdem zerstört wird. Hinzu kommt, daß das Mark, das sich in den Knochen befindet, bei der Rückgewinnung durch die bekannten physikalischen Methoden ausgeschlossen bleibt. Schließlich sind besondere Anlagen bekannt zur Behandlung von Geflügelknochen, zur Behandlung von Rinderknochen und zur Behandlung von Schweineknochen, jedoch gibt es keine Anlage, in der diese drei verschiedenen Knochen gleichzeitig behandelt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den vorstehend angegebenen Methoden anhaftenden Nachteile auszuschließen, die durch die mechanische Behandlung bedingt sind, und ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, die eine restlose und einwandfreie Rückgewinnung der Proteine auf einfache und kostensparende . Weise gestattet.

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Das der Lösung der Aufgabe dienende Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß die rohen Knochen mit den anhaftenden Fleischresten auf mechanische Weise zerkleinert werden, beispielsweise durch Mahlen, durch Brechen oder durch Hacken, daß das auf diese Weise zerkleinerte Produkt in einer starken alkalischen Lösung mit einem pH-Wert von 10 bis bei Umgebungstemperatur vorzugsweise im Gegenstrom behandelt wird, wobei die zurückzugewinnenden Proteine; in die flüssige Phase übergehen, daß die Proteine durch Einstellung des pH-Wertes der flüssigen Phase auf einen dem pH-Wert des Fleisches benachbarten pH-Wert von 4 bis 8 eingestellt werden, und daß die Proteine auf physikalische Weise, beispielsweise durch Zentrifugieren, Filtern oder Dekantieren ausgetrennt werden.

Durch das Verfahren wird eine totale Rückgewinnung der in der aus Knochen und Fleisch bestehenden behandelten Mischung gewährleistet einschließlich des in den Knochen befindlichen Marks. Das Verfahren besitzt zahlreiche weitere Vorteile. Es ist nicht mehr eine sorgfältige Entbeinung wie bisher erforderlich, da alle Proteine zurückgewonnen werden, so daß

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das Verfahren weniger zeitaufwendig ist und außerdem die Benutzung komplexer und kostspieliger Maschinen überflüssig macht. Die Fleischproteine werden aus dem rohen Material gewonnen, ohne daß eine für die Proteine schädliche Erwärmung erfolgt. Es können Knochen beliebiger Tiere verwendet werden, beispielsweise von Rindern, Schweinen und dergleichen. Schließlich macht das Verfahren keine hohen Investitionen erforderlich, da der Prozeß der Rückgewinnung auf chemischem Wege erfolgt, bei dem keine komplizierten und kostenaufwendigen mechanischen Schritte erforder- |

lieh sind. I

Die der Durchführung des Verfahrens dienende Anlage umfaßt eine mechanische Zerkleinerungsvorrichtung für die Knochen mit den anhaftenden Fleischresten, einen an den Ausgang der Zerkleinerungsvorrichtung anschließenden Extraktionstrog, der eine starke alkalische Lösung mit einem pH-Wert von 10 bis 12 aufweist, und der eine Austrittsöffnung für die mit den Proteinen beladene Lösung und eine Austrittsöffnung für die behandelten Knochen und Knorpel besitzt; die Anlage weist weiter einen Fällungstrog für die Proteine auf, der die flüssige Phase aus dem Extraktionstrog aufnimmt und der mit einer Zugabe-

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Vorrichtung eines sauren Mediums ausgestattet ist, um den pH-Wert der flüssigen Phase auf 4 bis 8 einzustellen. Schließlich besitzt die Anlage eine der physikalischen Austrennung der Proteine dienende Vorrichtung, beispielsweise durch Zentrifugierung, durch Filtration oder durch Dekantierung, die am Ausgang des Fällungstroges angeschlossen ist und eine Austrittsöffnung für die Proteine und eine Austrittsöffnung für die Abführung des Wassers besitzt.

Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der der Durchführung des Verfahrens dienenden Anlage, anhand der die Einzelheiten und die Vorteile der Erfindung erläutert werden.

Die Anlage zur Rückgewinnung der Proteine aus dem ¹ an den ausgebeinten Knochen haftenden Fleisch besteht im wesentlichen aus einem Speicherbehälter 1 für die rohen Knochen 10, der sich an die Ausbeinungsanlage anschließt, aus einer mit einer Hackvorrichtung ausgestatteten Zerkleinerungsvorrichtung 2 für die Knochen 10, aus einem Extraktionstrog 3, aus einem Fällungsbehälter 4 der Proteine und aus einer mit einer Zentrifuge versehenen Trennvor-

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richtung 5 zur Abtrennung der Proteine,

Am Ausgang der Zerkleinerungsvorrichtung 2 befindet sich ein Zwischentrog 12, in dem das Material aufgefangen und aus dem es mittels einer einen Antriebsmotor 14 besitzenden archimedischen Spirale 13 entnommen und über einen Auslauf 15 in den Eingang des Extraktionstroges 3 gegeben wird über einen der Vergleichmäßigung des Materials dienenden Behälter 16.

Der Boden 21 des Extraktionstroges 3 ist nach aufwärts geneigt und besitzt in seinem oberen Bereich eine unterseitige Austrittsöffnung 22 für die behandelten Knochen und Knorpel 28 und eine oberseitige Öffnung zur Zuführung einer starken alkalischen Lösung, beispielsweise Natriumhydroxyd mit einer Konzentration zwischen 1 und 10 g/l, vorzugsweise 4 g/l,und einen pH-Wert von 10 bis 12. Die alkalische Lösung 24 befindet sich in einem Behälter 25, in dessen Ausgangsleitung 26 ein Regelventil 27 angeordnet ist. An der unteren Eingangsseite des Extraktionstroges 3 ist eine überlauf-Austrittsöffnung 31 für die mit den Proteinen beladene flüssige Phase angeordnet. Die öffnung 31 liegt um die Höhe h niedriger als die obere Austritts-

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Öffnung 22 der Knochen und Knorpel, so daß die alkalische Lösung 24 von oben nach unten fließen kann im Gegenstrom zu der Förderrichtung der Fest- , teile, die langsam in dem Extraktionstrog 3 durch eine archimedische Schraube 33 nach oben bewegt werden mittels eines Antriebsmotors 34. Die behandelten Knochen und Knorpel 28, die aus der oberen Öffnung 22 ausfallen, gelangen über eine Leitung in einen verfahrbaren Behälter 36.

Die mit den Proteinen beladene flüssige Phase fließt aus dem Extraktionstrog 3 durch eine Leitung 41, in deren Ende ein Regelventil 42 angeordnet ist,in einem Fällungsbehälter 4 für die Proteine ab, der mit einer sauren Lösung 43, beispielsweise Salzsäure, aus einem Behälter 44 gespeist wird, die oberhalb des Fällungsbehälters 4 angeordnet ist, und deren Ausgangsleitung 45 mit einem Regelventil 46 ausgestattet ist. Die Konzentration der Säurelösung 43 ist derart bemessen, daß sie der flüssigen Phase 50 in einer relativ kurzen Zeit, beispielsweise von einer Minute, einen pH-Wert von 4 bis 8, vorzugsweise von 6, erteilt, durch den der isoelektrische Punkt der Proteine erreicht wird.

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Der Fällungsbehälter 4 ist mit einer Zentrifuge 5 durch eine Leitung 47 verbunden, die vorzugsweise mit einem Absperrventil 48 und einer Pumpe 49 ausgestattet ist. Die Zentrifuge 5 besitzt eine Abfiußleitung 51 für das Wasser und eine Leitung 52, durch die die Proteine 54 in einen fahrbaren Behälter 53 gegeben werden.

Die Arbeitsweise der Anlage ist folgende; Die in dem Behälter 1 aufgenommenen rohen Knochen 10 werden durch die Zerkleinerungsvorrichtung in Stücke von höchsten 50 mm Länge, vorzugsweise von 20 mm Länge, gebrochen. Sie werden durch die Fördervorrichtung 13 aus dem Zwischenbehälter 12 entnommen und über den der Vergleichmäßigung dienenden Behälter 16 dem Eingang des Extraktionstroges 3 zugeführt, in dem Trog 3, in dem eine Temperatur von 5 bis 25 C, vorzugsweise 14°C, herrscht, steigen die Knochen langsam an dem geneigten Boden 21 durch die archimedische Schraube 23 empor im Gegenstrom zu der alkalischen Lösung 24, die die Proteine während einer Behändlungszeit von 6 bis 24 Stunden, vorzugsweise 8 Stunden, aufnimmt; die behandelten Knochen und Knorpel 28 verlassen den Extraktionstrog 3 durch die obere öffnung 22, und die mit den Proteinen beladene

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flüssige Phase 50 fließt durch die untere Öffnung und die Leitung 41 in den Fällungstrog 4, wo sie sich mit der sauren Lösung 43 vermischt, die aus dem Behälter 44 austritt. Durch die Leitung 47 gelangt die Mischung zu der Zentrifuge 5, in der eine Trennung der Fleischproteine von dem Wasser erfolgt. Die Proteine 54 werden durch die Leitung 52 in den Behälter 53 gegeben, während das Wasser aus der Leitung 51 abfließt. Die Anlage arbeitet kontinuierlich und erfordert nur geringe Eingriffe von Hand. Die bakteriologische Proliferation ist stark reduziert, da die Produkte in Abwesenheit von Luft behandelt werden, wodurch eine gute Konservierung der erhaltenen Proteine gewährleistet ist.

Der Behälter 16 kann fortgelassen werden, wenn die archimedische Schraube 13 die Knochen 10 direkt in gleichmäßiger Weise in den Extraktionstrog 3 einwirft.

Anstelle des im Gegenstrom arbeitenden Extraktionstroges 3 können äquivalente Vorrichtungen verwendet werden, beispielsweise Vielfach-Tröge oder mechanische Mischer.

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Auch die Zentrifuge 3 kann durch eine gleichwertige Vorrichtung ersetzt werden, beispielsweise durch eine Vorrichtung zum Filtrieren oder zum Dekantieren»

Die erhaltenen Fleischproteine können direkt verarbeitet werden; sie können auch für eine spätere Verwendung ■" gelagert oder eingefroren werden. Die einmal neutralisierten Knochen und Knorpel können nach Vermahlung vorteilhafterweise verwendet werden zur Fütterung von Vieh, beispielsweise in Form von Knochenmehl.

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Claims

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1. Verfahren zur Rückgewinnung der Proteine aus an der aiisgebeinten Knochen haftenden Fleischresten, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochen mechanisch zerkleinert und mit einer wäßrigen alkalischen Lösung mit einem pH-Wert von 10 bis 12 behandelt werden, daß nach der Behandlung die Proteine in der wäßrigen Lösung ausgefällt werden durch Absenkung des pH-Wertes auf einen dem pH-Wert des Fleisches benachbarten Wert von 4 bis 8, und daß danach die Proteine aus der wäßrigen Phase auf physikalischem Wege abgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Umgebungstemperatur, insbesondere zwischen 5 und 25°C, die alkalische Behandlung während einer Zeit zwischen 6 und 24 Stunden vorzugsweise im Gegenstrom durchgeführt wird.

3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus einer die rohen Knochen (10) mit dem anhaftenden Fleisch mechanisch zerkleinernden

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Vorrichtung (2), aus einem an den Ausgang der Zerkleinerungsvorrichtung (2) anschließenden, eine starke alkalische Lösung (24) mit einem pH-Wert von 10 bis 12 enthaltenden Extraktionstrog {3) , der eine Austrittsöffnung (31) für die mit den Proteinen (54) beladene flüssige Phase (50) und eine Austrittsöffnung (22) für die behandelten Knochen und Knorpel (28) besitzt, aus einem die mit den Proteinen aus dem Extraktionsbehälter (3) beladene flüssige Phase (50) aufnehmenden Fällungstrog (4), dem ein eine der Einstellung des pH-Wertes der flüssigen Phase (50) auf einen Wert von 4 bis 8 dienender, ein saures Medium (43) enthaltender Zugabebehälter (44) zugeordnet ist, und aus einer die Proteine (54) auf physikalische Weise, beispielsweise durch Zentrifugierung, Filtration oder Abklärung, abtrennenden Vorrichtung (5), die an den Ausgang des Fällungsbehälters (4) angeschlossen ist und eine Austrittsleitung (52) für die Proteine (54) und eine Abführungsleitung (51) für das Wasser besitzt.

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4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Extraktionstrog (3) derart angeordnet und ausgebildet ist, daß die Bewegungen der zerkleinerten Knochen (10) und der alkalischen Lösung (24) im Gegenstrom erfolgen.

5.Anlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungsvorrichtung (2) einem der Aufnahme und der geregelten Abgabe der rohen Knochen (10) dienenden Behälter (1) nachgeschaltet ist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Extraktionstrog (3) einen nach oben geneigten Boden (21) besitzt, in dessen oberen Bereich sich die Austrittsöffnung (22) für die behandelten Knochen und Knorpel (28) und die Eintrittsöffnung (23) der alkalischen Lösung (24) befinden, daß eine überlaufleitung (31) für die flüssige, mit Proteinen beladene Phase (50) seitlich neben dem unteren Bereich des Bodens (21) angeordnet ist, und daß benachbart zum Boden (21) eine Fördervorrichtung (23) , beispielsweise eine archimedische Spirale, angeordnet ist zur

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Aufwärtsbewegung der zu behandelnden Festteile.

7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eintrittsöffnung (23) der alkalischen Lösung (24) ein eine Lösungsreserve enthaltender Behälter (25) angeordnet ist.

8. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Fällungstroges (4) der Proteine (54) ein die saure Lösung (43) enthaltender Behälter (44) angeordnet ist, der eine in den Fällungstrog (4) führende Abgabeöffnung (45) aufweist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierlichen Dosierung der alkalischen Lösung (24) und der sauren Lösung (43) dienende Ventile (27, 46) vorgesehen sind.

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