DE3000938C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Rückgewinnung der Proteine aus an den ausgebeinten Knochen haftenden Fleischresten.

Bei der Operation der Ausbeinung, die von Hand oder mechanisch durchgeführt werden kann, ist es unmöglich ein Anhaften von Fleischstücken, Geweberesten oder Fetten an den Knochen zu verhindern. Diese verschiedenen Stoffe weisen die gleichen Proteine auf wie das Fleisch, so daß sie für die menschliche Ernährung ausnutzbar sind.

Aus der DE-PS 1 18 963 ist ein Verfahren zur Verarbeitung von Fleisch bekannt, das fein gehackt wird und mit einer Natronlauge übergossen wird. Innerhalb von zwei Tagen geht das Fleisch bei 37°C vollständig in Lösung über. Aus der wäßrigen Lösung wird das Eiweiß mittels verdünnter Salz- oder Essigsäure ausgefällt und die Eiweißstoffe durch Abpressen oder Zentrifugieren abgefiltert.

Die zum Lösen des Fleisches verwendete Natronlauge ist 2- bis 3prozentig, was einem pH-Wert von 13,7 bis 13,9 entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Rückgewinnung der Proteine aus an ausgebeinten Knochen haftenden Fleischresten nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die eine einandfreie Rückgewinnung der Proteine mit guter Ausbeute auf einfache und kostensparende Weise gestatten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 3 gelöst.

Die Ansprüche 2 und 4-9 geben Ausführungs­ formen des Verfahrens nach Anspruch 1 und der Anlage nach Anspruch 3 wieder.

Die Vorteile gegenüber dem Stand der Technik wurden in einem Versuch gefunden, in dem das erfindungsgemäße Verfahren dem Verfahren nach dem Stand der Technik gegenübergestellt wurde. Bei gleicher Ausgangsmenge an Knochen wurde bei den erfindungsgemäßen Bedingungen eine merkbare Steigerung der Proteinausbeute vermerkt, wobei die Verweildauer der Knochen in der Lauge und die Temperatur bei der Erfindung sehr viel geringer sind als bei dem Stand der Technik. Weiterhin stellte sich heraus, daß bei dem Produkt nach der Erfindung weniger Kalzium und weniger Verunreinigungen bzw. Fremdstoffe vorhanden sind als bei dem nach dem Stand der Technik. Dabei hat sich die Natur der Verunreinigungen bzw. Fremdstoffe geändert, da die nach der Erfindung herausgezogenen Proteine fast keine Kollagen mehr enthalten.

Die Zeichnung zeigt eine beispiels­ weise 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 an den ausgebeinten Knochen haftenden Fleisch besteht im wesentlichen aus einem Speicher­ behälter 1 für die rohen Knochen 10, der sich an die Ausbeinungsanlage anschließt, aus einer mit einer Hackvorrichtung ausgestatteten Zer­ kleinerungsvorrichtung 2 für die Knochen 10, aus einem Extraktionstrog 3, aus einem Fällungs­ behälter 4 der Proteine und aus einer mit einer Zentrifuge versehenen Trennvor­ richtung 5 zur Abtrennung der Proteine.

Am Ausgang der Zerkleinerungsvorrichtung 2 befindet sich ein Zwischentrog 12, in dem das Material aufge­ fangen und aus dem es mittels einer einen Antriebs­ motor 14 besitzenden archimedischen Spirale 13 ent­ nommen 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 23 zur Zuführung einer starken alkalischen Lösung, bei­ spielsweise 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 Ausgangs­ leitung 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 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 behandel­ ten Knochen und Knorpel 28, die aus der oberen Öffnung 22 ausfallen, gelangen über eine Leitung 35 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 ausge­ stattet 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, vorzugs­ weise von 6, erteilt, durch den der isoelektrische Punkt der Proteine erreicht wird.

Der Fällungsbehälter 4 ist mit einer Zentrifuge 5 durch eine Leitung 47 verbunden, die vorzugsweise mit einem Absperrventil 48 und einer Pumpe 49 ausge­ stattet ist. Die Zentrifuge 5 besitzt eine Abfluß­ leitung 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 Förder­ vorrichtung 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 archime­ dische Schraube 23 empor im Gegenstrom zu der alka­ lischen Lösung 24, die die Proteine während einer Behandlungszeit 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 flüssige Phase 50 fließt durch die untere Öffnung 31 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 bakterio­ logische 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 Extraktions­ troges 3 können äquivalente Vorrichtungen verwendet werden, beispielsweise Vielfach-Tröge oder mechanische Mischer.

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 neutrali­ sierten Knochen und Knorpel können nach Vermahlung vorteilhafterweise verwendet werden zur Fütterung von Vieh, beispielsweise in Form von Knochenmehl.

Claims (9)

1. Verfahren zur Rückgewinnung der Proteine aus an den ausgebeinten Knochen haftenden Fleischresten, die mit einer alkalischen Lösung behandelt und in einem sauren Medium ausgefällt werden, worauf die Proteine aus der wäßrigen Phase auf physikalischem Wege abgetrennt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Knochen mechanisch zerkleinert und mit der wäßrigen Lösung mit einem pH-Wert von 10 bis 12 behandelt werden und daß zur Ausfällung der Proteine der pH-Wert der wäßrigen Lösung auf einen dem pH-Wert des Fleisches benach­ barten Wert von 4 bis 8 abgesenkt wird.

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 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 Extrak­ tionsbehälter (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 Zugabe­ behälter (44) zugeordnet ist, und aus einer die Proteine (54) auf physikalische Weise, bei­ spielsweise 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 Abführungs­ leitung (51) für das Wasser besitzt.

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

5. Anlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungs­ vorrichtung (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 Extraktions­ trog (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 Eintritts­ öffnung (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 Aufwärtsbewegung der zu behandelnden Festteile.

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

8. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, 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 konti­ nuierlichen Dosierung der alkalischen Lösung (24) und der sauren Lösung (43) dienende Ventile (27, 46) vorgesehen sind.