DE3011025C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen,
gegebenenfalls mit Entfetten, von Feststoffen, insbesondere
organischen Substanzen, aus Flüssigkeiten, die durch Wärmeeinwirkung
aggregierbare und/oder entwässerbare feste
Stoffe enthalten, und eine Anlage zu dessen Durchführung.
Solche Flüssigkeiten sind z. B. eiweißhaltige Trüben,
kolloidale Lösungen und Suspensionen.
In zahlreichen Industriezweigen fallen Lösungen, Trüben
und Suspensionen, die eine organische kolloidale oder
körnige Phase, welche auf chemischen oder physikalischem
Wege große Mengen Flüssigkeit zu binden vermag, enthalten,
an. Die Teilchen dieser Stoffe können durch Wärmeeinwirkung
teilweise entwässert beziehungsweise die kolloidalen Bestandteile
können aggregiert werden. Die die erwähnten Stoffe
einerseits die Umwelt verschmutzen und andererseits wertvolle
für industrielle oder landwirtschaftliche Zwecke,
z. B. als Viehfutter, nutzbare Bestandteile enthalten,
besteht das Bestreben, diese Stoffe aus den Flüssigkeiten
zu entfernen und damit deren umweltverschmutzende Wirkung
zu neutralisieren.
In Schlachthöfen fallen z. B. große Mengen von
fett- und eiweißhaltigen Abfällen und Abwässern an. Vor
allem die Aufbereitung der beim Schlachten, Aufteilen und
Darmreinigen entstehenden Abfälle und Abwässer verursacht
Probleme, weil in diesen Betriebsteilen mit großen Wassermengen
gearbeitet wird und die abfließenden Abwässer die
organischen Verunreinigungen in großer Verdünnung, häufig
ganz oder teilweise gelöst enthalten. Auch der organische
Trockensubstanzgehalt der Abwässer der Konserverindustrie
ist sehr hoch. Bei der Herstellung von organtherapeutischen
Arzneimitteln werden aus tierischen Organen wertvolle Wirkstoffe
isoliert und die Aufbereitung des dabei entstehenden
Organabfalles wirft schwer lösbare Probleme auf. Das gleiche
gilt für die bei den landwirtschaftlichen und technischen
beziehungsweise industriellen Gär- beziehungsweise
Fermentationsverfahren entstehenden, gegebenenfalls einen
hohen Nährstoffgehalt aufweisenden, Abfallstoffe. Der
Schlamm aus den gemeindlichen Abwässern und den Abwässern
der Tierhaltung enthält wertvolle Stoffe, die nach ihrer
Isolierung nutzbar gemacht werden könnten. Bisher ist es
jedoch noch nicht gelungen, die wertvollen Substanzen,
wie Eiweiß und Heparin, in entsprechender Qualität wirtschaftlich
aus den Abfällen abzutrennen. Die bisher verwendeten
Verfahren sind mehrstufig und diskontinuierlich
und arbeiten nicht in geschlossenen Systemen, das heißt,
daß sie einerseits unwirtschaftlich sind und andererseits
bei ihnen die Zersetzung, der Abbau und die Schädigung
der abzutrennenden Stoffe unvermeidlich ist. Zum Beispiel
die Herstellung von Fleischmehl beginnt immer mit dem
Sammeln des Materials, das heißt in diesem beginnt bereits
die Zersetzung und die Vermehrung von Mikroorganismen noch
vor der Wärmebehandlung. Das zwischenzeitlich gelagerte
Material beginnt sich zu zersetzen und ein erneuter
Bakterienbefall tritt ein. Dann wird das wärmebehandelte
Material getrocknet, gemahlen und schließlich entfettet.
Das Entfetten verursacht nicht nur bei der Fleischmehlherstellung,
sondern auch auf anderen Gebieten Probleme.
Die in den Abwässern der Fleischindustrie enthaltenen ungelösten
festen Stoffe, zum Beispiel Fleischfetzen, Darmzotten,
Dickdarm mit oder ohne Exkremente und Innereien,
weisen einen hohen Fettgehalt auf. Dieser besteht aus
dem sogenannten Oberflächenfett und aus Strukturfett.
Ein Teil des Oberflächenfettes (Fettgewebe) kann vor der
Aufarbeitung in unproduktiver Weise handbetriebsmäßig
beziehungsweise manuell entfernt werden, in der Praxis
wird dies jedoch meistens unterlassen. Das Strukturfett,
das im allgemeinen den größten Teil des Fettgehaltes
bildet, kann ohnehin nicht entfernt werden. Ein lagerfähiges,
nicht klebendes und nicht ranzig werdendes Endprodukt
kann daher nur in der Weise hergestellt werden,
daß das getrocknete gemahlene Fleischmehl mit organischen
Lösungsmitteln teilweise entfettet wird. Diese nachträgliche
Entfettung ist aufwendig (hinsichtlich der Materialien,
Energie, Arbeitskräfte und Investitionen) und andererseits
ist die Verwendung von organischen Lösungsmitteln feuer-
und explosionsgefährlich. Ein weiteres Verfahren besteht
darin, daß die Hauptmenge des Fettes auch mit heißem Wasser
herausgelöst werden kann, wenn das Material genügend zerkleinert
ist. Nach dem Abtrennen des geschmolzenen Fettes
und des heißen Wassers können die teilweise entfetteten
Fasern auch ohne Nachbehandlung getrocknet werden. Dieses
Verfahren ist in der Praxis jedoch unwirtschaftlich, weil
die kleinen, viel Wasser enthaltenden Feststoffteilchen
durch Filtrieren mit Filterpressen, Trommelfilter und
Filterzentrifugen nicht aus der Trübe abgetrennt werden
können. Die winzigen Teilchen verstopften sofort die Filterfläche,
infolge ihres plastischen Charakters schließen
sich auch die Kapillarräume zwischen den Teilchen und die
Schicht auf der Filterfläche ist quasikompakt. Die feinen
Teilchen können nur mit außerordentlich aufwendigen
ständige Aufschicht erfordernden Schneckentrennvorrichtungen
oder Dekantiervorrichtungen abgetrennt werden. Dekantiervorrichtungen
werden zum Beispiel zum Entfernen der Eiweißfasern
beim mit Dampf von 92 bis 96°C vorgenommenen sogenannten
Naßschmelzen des Rückenfettes (grünen Speckes) sowie
ferner auch zum Isolieren der viel Wasser enthaltenden
plastischen Teilchen des geronnenen und wärmebehandelten
Blutes verwendet.
Aus der US-PS 39 36 375 ist ein Verfahren zur Entwässerung
einer proteinhaltigen wäßrigen Aufschlämmung und zum
Entfernen und Gewinnen von Fällungsmitteln aus Ausfällungen
enthaltenden, proteinhaltigen Substanzen, wobei eine Mischung
aus der Aufschlämmung und Calciumchlorid auf eine Temperatur
im Bereich von 60°C bis 120°C erwärmt und die wäßrige Phase
mit dem Fällungsmittel von der koagulierten Proteinphase
entfernt wird, bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der
Nachteile des Standes der Technik ein Verfahren zum
Abtrennen, gegebenenfalls mit Entfetten, von durch
Wärmeeinwirkung aggregierbaren und/oder entwässerbaren
festen Stoffen, insbesondere organischen Stoffen, aus
Flüssigkeiten, zum Beispiel Trüben, kolloidalen Lösungen und
Suspensionen, mit Hilfe eines einzigen keine mit hohem
Aufwand verbundene Vorrichtungen erfordernden
Filtrierarbeitsganges, wobei die in der festen Phase
enthaltenen wertvollen Stoffe, zum Beispiel Eiweiße, nicht
geschädigt werden und der überwiegende Teil des
gegebenenfalls vorhandenen Fettgehaltes während des
Verfahrens, d. h. ohne zusätzliche Entfettungsstufen, aus dem
Material entfernt wird, sowie eine Anlage zu dessen
Durchführung zu schaffen.
Das Obige wurde überraschenderweise durch die Erfindung
erreicht.
Die Erfindung beruht auf den folgenden Feststellungen.
Die in den organischen Stoffen enthaltenen bzw. von
Mikroorganismen erzeugten Enzyme verursachen in dem im
allgemeinen nicht unter sterilen Bedingungen gelagerten
Material Zersetzung, Autolyse und Fäulnis und infolgedessen
eine Wirkstoffschädigung. Dies kann dadurch vermieden
werden, daß die Enzymttätigkeit kontinuierlich und praktisch
vollständig gehemmt wird, also die Enzyme erzeugenden
Mikroorganismen abgetötet beziehungsweise an der Vermehrung
gehindert werden. Auch ist die Möglichkeit eines
erneuten Bakterienbefalles auszuschließen. Schließlich
sind durch Trocknen für die eventuell noch vorhandenen
Bakterien bakteriostatische Zustände zu schaffen.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Feststellung
bilden sich, wenn die Flüssigkeit, die fein gemahlene oder
in Form eines feinen Niederschlages vorliegende Stoffe mit
hohen Fett- und Eiweißgehalten enthält, blitzartig erhitzt
wird, Teilchen, diese verlieren ihren Wassergehalt teilweise
und schließlich wird die Hauptmenge des Fettes geschmolzen.
Durch weitere Wärmebehandlung setzt sich die
Aggregation, die Vergrößerung der Teilchen fort und sie
verlieren weiteres Wasser und stabilisieren sich. Das Fett
bleibt in geschmolzenem Zustand. Das Material ist bereits
durch mit Schwerkraft erfolgendes Absetzen einwandfrei
filtrierbar. Zusammen mit dem Filtrat wird auch das geschmolzene
Fett entfernt, das heißt, das eine nachträgliche
Entfettung mit organischen Lösungsmitteln nicht erforderlich
ist.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum
Abtrennen, gegebenenfalls mit Entfetten, von Feststoffen,
insbesondere organischen Substanzen, aus Flüssigkeiten,
die durch Wärmeeinwirkung aggregierbare und/oder entwässerbare
feste Stoffe enthalten, durch Aggregieren von Teilchen
in der Flüssigkeit und/oder Vermindern des Wassergehaltes
derselben durch Wärmeeinwirkung und dann Abtrennen der
Teilchen aus der Flüssigkeit und Trocknen, welches dadurch
gekennzeichnet ist, daß man zur Wärmeeinwirkung die
Flüssigkeit innerhalb maximal 2 Minuten auf 50 bis 125°C
erhitzt und dann mindestens 2 Minuten bei dieser Temperatur
hält, wobei man bei dieser Wärmebehandlung das Fett, soweit
vorhanden, mindestens zum Teil herausschmilzt, und daraufhin
das Abtrennen der Teilchen aus der Flüssigkeit bei 50 bis
125°C in einem dampfgesättigten Raum durch mindestens 4
Minuten dauerndes Filtrieren und schließlich das Trocknen
durchgeführt werden.
Vorzugsweise wird die Flüssigkeit 5 bis 15 Minuten und
insbesondere 5 bis 13 Minuten auf 50°C bis 125°C gehalten.
Es ist auch bevorzugt, das Filtrieren 8 bis 15 Minuten
lang durchzuführen.
Vorzugsweise wird zum Trocknen in strömendes Gas mit einer
Temperatur von 100 bis 180°C, insbesondere 100 bis 135°C,
ganz besonders etwa 130°C, zweckmäßig heiße Luft, verwendet
und das Material 20 bis 40 Minuten, insbesondere etwa 30
Minuten, der Wirkung des heißen Gasstromes ausgesetzt. In
manchen Fällen ist die Anwendung von Temperaturen 140 bis
150°C besonders bevorzugt.
Vorteilhaft können der feststoffhaltigen Flüssigkeit vor dem
Schnellerhitzen Chemikalien, welche die Aggregation fördern,
zugesetzt werden.
Es ist auch bevorzugt, die feststoffhaltige Flüssigkeit vor
dem Schnellerhitzen zu homogenisieren, zweckmäßig mittels
einer Rührkonstruktion und/oder durch Rezirkulation.
Vorzugsweise wird das Schnellerhitzen durch direktes
Einblasen von, insbesondere unter einem Druck von
0,2 bis 0,6 atü stehendem Dampf vorgenommen. In einem
Teil der Fälle derselben sind Drücke von 0,2 bis 0,4 atü und in einem
anderen Teil derselben Drücke von 0,4 bis 0,6 atü für den
Dampf bevorzugt.
Ferner ist es bevorzugt, die Arbeitsgänge des Schnellerhitzens,
Wärmebehandelns, Filtrierens und Trocknens
in einem geschlossenen System kontinuierlich durchzuführen.
Vorzugsweise wird der Feststoff in zerkleinertem Zustand
dem Schnellerhitzen zugeführt. Nach einer vorteilhaften
Alternative wird zu diesem Zweck der in der Flüssigkeit
befindliche Feststoff vor dem Schnellerhitzen, zweckmäßig
unter gleichzeitigem Homogenisieren der Flüssigkeit, zerkleinert.
Nach einer anderen vorteilhaften Alternative
wird der Feststoff mechanisch zerkleinert und vor dem
Schnellerhitzen mit Flüssigkeit vermischt.
Vorzugsweise wird während des Filtrierens das Material,
insbesondere durch Aufsprühen von 75 bis 90°C warmem
Wasser, gewaschen. Dabei ist es bevorzugt, als Waschflüssigkeit,
gegebenenfalls vorher entfettetes Filtrat
zu verwenden.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche
dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Sammelbehälter,
einen Schnellerhitzer, eine Wärmebehandlungseinheit, eine
in einem geschlossenen Raum angebrachte, mit
Schwerkraft arbeitende Filtriervorrichtung und einen
Trockner aufweist, wobei diese Vorrichtungen durch Rohrlei
tungen und ein Dosierelement miteinander zu einem geschlossenen
System, in welches eine oder mehrere Pumpe(n) eingebaut ist
beziehungsweise sind, verbunden sind.
Vorteilhaft ist im Sammelbehälter eine Rührkonstruktion
angeordnet und/oder er weist eine Rezirkulationsleitung,
in welche eine Pumpe eingebaut ist, auf.
Es ist auch vorteilhaft, daß in die in den Sammelbehälter
mit dem Schnellerhitzer verbindende Förderleitung eine
Pumpe eingebaut ist und mit dem zwischen dem Sammelbehälter
und der Pumpe befindlichen Abschnitt der Förderleitung
ein Waschflüssigkeitsbehälter und eine Dosiereinheit
zum Einführen von Desinfektionsmitteln und/oder
Chemikalien verbunden sind.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anlage weist der Schnellerhitzer ein senkrechtes
geschlossenes Rohr auf, in dessen unteren Teil die mit
dem Sammelbehälter verbundene Förderleitung mündet und
welches eine konzentrisch angeordnete durchlöcherte Rohrleitung
enthält und ferner oben einen breiter werdenden
als Behälter ausgebildeten Teil hat, aus dem das nicht
durchlöcherte Ende der durchlöcherten Rohrleitung herausgeführt
und an ein Dampfeinleitungsrohr angeschlossen ist
und ferner aus dessen oberem Bereich die Rohrleitung zur
Wärmebehandlungseinheit herausgeführt ist. Vorzugsweise
hat die erfindungsgemäße Anlage eine Regeleinheit zum
Regeln der Menge des in den Schnellerhitzer eingeleiteten
Dampfes, die einen die Temperatur des im Schnellerhitzer
befindlichen Materiales fühlenden Temperaturfühler sowie
ein an das Dampfeinleitungsrohr angeschlossenes Regelventil
aufweist, wobei der Temperaturfühler über eine Leitung
mit dem Regelventil in Funktionverbindung steht.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anlage wird die Wärmebehandlungseinheit von einer
in Form einer senkrechten ebenen Spirale angeordneten aus
geraden Rohrabschnitten und diese miteinander verbindenden
Kniestücken bestehenden wärmeisolierenden Rohrleitung gebildet.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anlage weist die Filtriervorrichtung einen in einem
geschlossenen Gehäuse angeordneten drehbaren und in seinem
Wandaufbau durchgehende Öffnungen aufweisenden Hohlkörper
sowie ein oder mehr Elemente zum Einspeisen des zu
filtrierenden Materiales und Elemente zum Abführen der
voneinander getrennten Bestandteile auf, welcher Hohlkörper
aus zwei Abschnitten besteht, wobei der erste Abschnitt
eine um seine geometrische Längsachse drehbare,
zweckmäßig kegelstumpfförmige Trommel hat, deren Seitenfläche(n)
zumindest zum Teil von einem Filter gebildet
wird beziehungsweise werden, durch deren kleinere Stirnfläche
ein Materialeinführungsrohr in sie mündet und deren
größere Stirnfläche eine in bezug auf die geometrische
Längsmittelachse exzentrisch angeordnete Öffnung aufweist,
an welchletztere der mit dem ersten Abschnitt des Hohlkörpers
zusammen drehbare zweite Abschnitt desselben mit, zweckmäßig
drei, ineinandermündenden prismenförmigen Gliedern mit
vieleckigem Querschnitt, deren Seitenflächen zumindest zum
Teil von einem Filter gebildet werden und deren geometrische
Längsmittelachsen zusammen eine Zickzacklinie bilden und
mit der geometrischen Drehlängsmittelachse des Hohlkörpers
einen von 90° verschiedenen Winkel einschließen, angeschlossen
ist.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anlage ist der Trockner ein liegender Zylinder
mit einer beheizbaren Wand und seitlichen Öffnungen zum
Einführen von heißem Trockengas und an eine zumindest
annähernd waagerechte Antriebswelle angebrachten Scheiben
in seinem Inneren, wobei jeweils eine an ihrem äußeren
Umfang Kratzer aufweisende Scheibe auf eine an ihrem
äußeren Umfang Rollen aufweisende Scheibe folgt und die
erstgenannten Scheiben dem Durchfallen des Materials
dienende Öffnungen in der Nähe der Antriebswelle haben
und die letztgenannten Scheiben im Bereich ihres Außenumfanges
mit ebenfalls dem Durchfallen des Materiales
dienenden Öffnungen versehen sind.
Vorzugsweise sind zwischen der Filtriervorrichtung und
dem Trockner eine Förderschnecke und ein Zellendosierelement
angeordnet.
Auch ist es bevorzugt, daß die erfindungsgemäße Anlage
eine Geruchsabsorptionsvorrichtung, in die aus der Filtriervorrichtung
und/oder dem Staubabscheider des Trockners
herausgeführte Rohrleitungen münden, aufweist.
Ferner ist es bevorzugt, daß die erfindungsgemäße
Anlage über und/oder in der Filtriervorrichtung eine
beziehungsweise je eine Waschvorrichtung zum Einleiten
von Flüssigkeit aufweist.
Die Erfindung bringt folgende Vorteile mit sich.
Der Feststoffgehalt von kolloidalen Lösungen, Trüben
und Suspensionen kann in einfacher Weise beziehungsweise
mit einfachen Mitteln abgetrennt werden, wobei ein qualitativ
hochwertiges Endprodukt mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von 5 bis 10 Gew.-% erhalten wird. Wenn erforderlichenfalls
das Ausgangsmaterial vorher zu zerkleinern ist,
kann die Zerkleinerungsvorrichtung einen organischen Teil
der erfindungsgemäßen Anlage bilden. Da die erfindungsgemäße
Anlage ein geschlossenes System bildet, geht die Aufarbeitung
des Materials unter den günstigsten Bedingungen
(keine Zersetzung und kein Gestank) vor sich. Die Vermehrung
der Mikroorganismen und die Enzymtätigkeit werden bereits
zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens durch das
Schnellerhitzen gehemmt. Infolge des geschlossenen
Systemes kann die Enzymtätigkeit während des gesamten
Verfahrens gehemmt werden. Falls der zu verarbeitende
Abfall Fett enthält, dann geht die Entfettung während
des Verfahrens automatisch vor sich; das Endprodukt
fällt in Form von amorphen Körnern mit hoher spezifischer
Oberfläche an, seine Zusammensetzung ist konstant und es
kann gut gelagert werden. Falls er biologisch aktive
Stoffe enthält, können diese einfach extrahiert werden.
Die erfindungsgemäße Anlage besteht aus blockartig zu
einer geschlossenen Einheit montierten Vorrichtungen beziehungsweise
Maschinen. Ihr Platzbedarf ist außerordentlich
gering, was die Möglichkeit eröffnet, die Anlage
am Entstehungsort der Abwässer, zum Beispiel in Schlachthöfen,
aufzustellen. Durch den geschlossenen Charakter
der Anlage ist ein Bakterienbefall ausgeschlossen. Die
Maschinen der Anlage sind in der Konstruktion einfach,
ihre Drehzahlen sind klein und ihre Bedienung erfordert
wenig Arbeitskräfte. Die Investitionskosten sind verhältnismäßig
gering und der Energiebedarf während des Betriebes
ist niedrig.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden beispielhaften
Darlegungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert.
Hierbei sind:
Fig. 1 die schematische Darstellung einer
bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anlage im senkrechten Schnitt und
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des
Schnellerhitzers und der Wärmebehandlungseinheit
der in der Fig. 1 dargestellten Anlage.
In der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sind
in einen Sammelbehälter 1 ein Zuleitungsrohr 2 sowie über
eine Pumpe 3 tangential einer Rezirkulationsleitung 4 eingeführt.
Aus dem Sammelbehälter 1 mündet ein Druck
ausgleichrohrstutzen 6 nach außen. In den Sammelbehälter
1 ragt eine Rührkonstruktion 5 hinein. Aus dem
unteren Teil des Sammelbehälters 1 ist ein Rohr 7 herausgeführt,
mit dessen anderem Ende einerseits die erwähnte
Rezirkulationsleitung 4 und andererseits eine Förderleitung
8 verbunden ist. Die letztere ist mit einem
Schnellerhitzer 9 verbunden. Zweckmäßig ist zur Bewerkstelligung
des wahlweisen Leitens des Materials in die
Rezirkulationsleitung 4 beziehungsweise in die Förderleitung
8 in die Rezirkulationsleitung 4 und in die Förderleitung
8 je ein (nicht dargestelltes) einstellbares
Sperrorgan eingebaut. Der Schnellerhitzer 9 weist eine
durchlöcherte Rohrleitung 14 auf. In die Förderleitung 8
ist zwischen dem Behälter 1 und dem Schnellerhitzer 9
eine Dosierpumpe 10 eingebaut. Der Schnellerhitzer 9 ist über
eine Rohrleitung 12 mit einer Wärmebehandlungseinheit 11,
in welcher sich eine isolierte Rohrleitung 13 befindet,
verbunden. An die durchlöcherte Rohrleitung 14 des
Schnellerhitzers 9 ist ein Dampfeinleitungsrohr 15, zu dem
eine Regeleinheit 16 gehört, angeschlossen.
Um den Schnellerhitzer 9, die Wärmebehandlungseinrichtung 11
und die (später erläuterte) Filtriervorrichtung 18 innen
sauber zu halten, ist mit der Förderleitung 8 zwischen dem
Sammelbehälter 1 und der Pumpe 10 ein Waschwasserbehälter 90
verbunden, von dem aus die erwähnten Maschineneinheiten
sowohl mit kaltem als auch mit warmem Wasser gereinigt
werden können. Ferner ist an die Förderleitung 8 zwischen
dem Sammelbehälter 1 und der Pumpe 10 ein Zugabetrichter 91
angeschlossen, von welchem aus mit der Pumpe 10 auch
Desinfektionsmittel oder Chemikalien in das System eingespeist
werden können. Weiterhin ist mit der Rezirkulationsleitung
4 zwischen deren Pumpe 3 und ihrer Einmündung in
das vom Behälter 1 hinausgeführte Rohr 7 ein Zugabetrichter
92 zum Waschen des Sammelbehälters 1 verbunden,
von welchem Zugabetrichter 92 mit der Pumpe 3 Wasser eingeführt
werden kann.
Die Wärmebehandlungseinheit 11 ist über eine Rohrleitung
17 mit einer Filtriervorrichtung 18 verbunden, in
dessen geschlossenem Gehäuse 19 ein um seine Längsachse X
drehbarer Hohlkörper 20, der zwei Abschnitte I, II aufweist,
gelagert ist. Der erste Abschnitt I wird von einer kegelstumpfförmigen
Trommel 21 und der zweite Abschnitt II von drei
die Form von vieleckigen Prismen aufweisenden Gliedern
22, 23, 24, die in Zickzackform aneinander starr angeschlossen
sind, gebildet. Die Stirnflächen 25, 26 der
Trommel 21 sind aus Blech gefertigt. In der größeren
Stirnfläche 26 der Trommel 21 ist zur geometrischen
Längsmitteldrehachse X exzentrisch eine mehreckige
Öffnung 27 ausgebildet, an die sich das erste Glied 22
des zweiten Abschnittes II des Hohlkörpers 20 anschließt,
und zwar in der Weise, daß seine Längsmittelachse mit
der Drehlängsmittelachse X des Hohlkörpers 20 einen von
90°C abweichenden Winkel einschließt. Dies gilt auch für
die Längsmittelachsen der weiteren Glieder 23, 24 des
Hohlkörpers 20. In die kleinere Stirnfläche 25 der
Trommel 21 mündet ein mit der von der Wärmebehandlungseinheit
11 wegführenden Leitung 17 verbundenes Materialeinführungsrohr
28, welches gleichzeitig als Drehachse
des Hohlkörpers 20 dient, wobei die Trommel 21 mittels
eines Lagers 29 am Rohr 28 drehbar gelagert ist. Die
Seitenflächen der Trommel 21 und der Glieder 22, 23, 24
des Hohlkörpers 20 werden zum Teil von einem Filter 30
gebildet. Das am weitesten von der Trommel 21 entfernte
Glied 24 des Hohlkörpers 20 mündet in ein Vorfach beziehungsweise
einen Vorkasten 31, das beziehungsweise der
zusammen mit dem Hohlkörper 20 drehbar und an seinem
Umfang offen ist. Das Vorfach beziehungsweise der Vorkasten
31 wird von zwei parallelen senkrecht stehenden
kreisförmigen Platten 32, 33, die durch Abstandshalter
beziehungsweise Distanzschrauben 35 miteinander verbunden
sind, gebildet. In der inerten Platte 33 des Vorfaches
beziehungsweise Vorkastens 31 ist eine zentrale
Öffnung 36 ausgebildet, in die das letzte Glied 24 des
Hohlkörpers 20 mündet. Die äußere Platte 32 des
Vorfaches beziehungsweise Vorkastens 31 ist mit der in
einem Lager 38 gelagerten Drehachse 37, welche in die
geometrische Drehlängsmittelachse X des Hohlkörpers 20
fällt, starr verbunden. Sie ist mit einem Antrieb 39
verbunden. Die Drehrichtung des Hohlkörpers 20 wird
durch den Pfeil ω₁ angezeigt. Der untere Teil des
Gehäuses 19 der Filtriervorrichtung 18 ist als Mulde 40
ausgebildet, an deren tiefstem Punkt ein Rohrstutzen 41
angeordnet ist. Durch diesen tritt das Filtrat aus. An
das Vorfach beziehungsweise den Vorkasten 31 ist unten
ein Rohr 42, das von oben in das Gehäuse einer Förderschnecke
43 mündet, angeschlossen. An das andere Ende
des Gehäuses der Förderschnecke 43 ist unten ein Rohr 44 a,
in welchem ein Zellendosierelement 44 angeordnet ist,
angeschlossen. Unter diesem ist das untere Ende dieses
Rohres 44 a an das eine Ende eines allgemein mit 45 bezeichneten
Kontaktwirbelschichttrockners beziehungsweise
Kontaktfluidtrockners von oben angeschlossen. In der
Filtriervorrichtung 18 ist oben eine Waschvorrichtung
68, die aus einer Rohrleitung 69 und an diese
montierten Sprühdüsen beziehungsweise Sprühköpfen 70
besteht, angebracht. Die Waschvorrichtung 68 dient dazu,
den Hohlkörper 20 von außen zu waschen. Als Waschmedium
kommen zum Beispiel Wasser, Wasserdampf, Hochdruckheißwasser
oder Preßluft in Frage. Aus dem oberen Teil der
hinteren Stirnwand des Gehäuses 19 der Filtriervorrichtung
18 mündet eine Rohrleitung 93 nach außen, welche an
eine Geruchsabsorptionsvorrichtung 63 angeschlossen ist.
Die Geruchsabsorptionsvorrichtung 63 ist beispielsweise ein
an sich bekannter Naßwäscher oder Absorber.
Der Kontaktwirbelschichttrockner 45 hat die Form eines
drehbaren liegenden Zylinders. Die Stirnwände 46, 47 und
der beheizbare doppelwandige Mantel 48 begrenzen einen
geschlossenen Raum 49. Die Antriebswelle 50 des Kontakt
wirbelschichttrockners 45 fällt mit seiner geometrischen
Längsmittelachse Y zusammen. Die Antriebswelle 50 ist
mit einem Antrieb 51 verbunden. Die Drehrichtung des
Kontaktwirbelschichttrockners 45 ist durch den Pfeil ω₂
angezeigt. An die Antriebswelle 50 sind Scheiben 52, 53
angebracht und starr befestigt. Je zwei benachbarte
Scheiben 52, 53 bilden zusammen mit dem doppelwandigen
Mantel 48 des Kontaktwirbelschichttrockners 45 eine Zelle.
Am Umfang eines Teiles der Scheiben 52 sind Kratzblätter
beziehungsweise Kratzschaufeln 54 und am Umfang des anderen
Teiles der Scheiben 53 freilaufende Rollen 55 angeordnet.
Die Anzahl der Kratzblätter beziehungsweise Kratzschaufeln
54 beziehungsweise Rollen 55 kann je Scheibe
vier betragen, in welchem Falle sie in einem Winkelabstand
von 90° voneinander angebracht sind. Die die Kratzblätter
beziehungsweise Kratzschaufeln 54 aufweisenden
Scheiben 52 haben in der Nähe der Antriebswelle 50
Öffnungen 56, während die die Rollen 55 aufweisenden
Scheiben 53 in dem Bereich des Außenumfanges mit
Öffnungen 57 versehen sind. Sowohl die Kratzblätter
beziehungsweise Kratzschaufeln 54 als auch die Rollen 55
sind in einem geringen Abstand vom doppelwandigen
Mantel 48 des Kontaktwirbelschichttrockners 45 angebracht.
Der Abstand zwischen den Rollen 55 und dem doppelwandigen
Mantel 48 ist zweckmäßig einstellbar ausgeführt. In der
Mitte des Kontaktwirbelschichttrockners 45 ist an ihn ein
rohrförmiger Staubabscheider 58, in welchem ein
Staubsack 59 angeordnet ist, angebracht. Dieser steht mit
einer Rüttelvorrichtung 60 in Verbindung. Statt des
Staubsackes 59 kann auch ein Zyklon verwendet werden.
Oben ist an den Staubabscheider 58 ein Rohrstutzen 61
angeschlossen, der über eine Rohrleitung 62 mit der
Geruchsabsorptionsvorrichtung 63 verbunden ist. An beiden
Seiten des Kontaktwirbelschichttrockners 45 sind je eine
Trockengaseinleitungsöffnung 64, 65 (von diesen ist die letztgenannte
Trockengaseinleitungsöffnung 65 mit einem nach außen
geführten Rohrstutzen 65 a verbunden und die erste
Trockengaseinleitungsöffnung 64 an einen [nicht dargestellten]
anderen nach außen geführten Rohrstutzen angeschlossen) und
ein Rohrstutzen 64 a, zum Einleiten von Heizmedium, wie
Dampf, in den doppelwandigen Mantel 48 angeordnet. Es kann
aber auch der doppelwandige Mantel 48 ein wenig vor dem
genannten hinteren (rechten) Rohrstutzen 64 a enden und
dieser letztere an die in diesem Bereich befindliche
Trockengaseinleitungsöffnung 64 angeschlossen sein; in
diesem Falle ist natürlich ein anderer Rohrstutzen zum
Einleiten von Heizmedium, wie Dampf, in den doppelwandigen
Mantel 48 vorgesehen. Auch mündet aus dem doppelwandigen
Mantel 48 ein Rohrstutzen 95 zum Abführen des Heizmediumkondensates,
wie Dampfkondensats, nach außen. Am Austrittsende
des geschlossenen Raumes 49 des Kontaktwirbelschichttrockners
45 ist ein Fallrohr 66, in welchem ein Zellendosierelement
67 angebracht ist, angeordnet. Sehr vorteilhaft
kann der Kontaktwirbelschichttrockner 45 auch genau
die in der DE-OS 30 10 965
beschriebenen Ausführungen haben.
In der Fig. 2 sind wie bereits erwähnt der Schnellerhitzer
9 und die Wärmebehandlungseinheit 11 mit allen ihren
Einzelheiten dargestellt. Der Schnellerhitzer 9 hat ein
senkrechtes Rohr 71 mit geschlossener Wand, in welches
von unten durch einen Rohrstutzen 72 die Förderleitung 8
mündet, sowie einen Austrittsrohrstutzen 74. An das obere
Ende des genannten senkrechten Rohres 71 schließt sich
ohne Übergang ein breiter werdender Teil als Behälter 73
an. An den Austrittsrohrstutzen 74 ist eine mit einem
Schieber 75 verschließbare Leitung 76, die dem Ablassen
von Flüssigkeit dient, angeschlossen. Im genannten
senkrechten Rohr 71 ist konzentrisch die durchlöcherte
Rohrleitung 14 angeordnet, die mit ihrem oberen um
90° abgeknickten nicht durchlöcherten Ende 14 a seitlich
von unten in den letztgenannten Behälter 73 eingeführt
ist. An dieses nicht durchlöcherte Ende 14 a der durchlöcherten
Rohrleitung 14 ist ein Regelventil 80 angeschlossen.
Dieses befindet sich außerhalb des genannten
Behälters 73 und bildet einen Teil der in der Fig. 1
allgemein mit 16 bezeichneten Regeleinheit. An die andere
Seite des Regelventils 80 ist das Dampfeinleitungsrohr 15
angeschlossen. An der unteren Querschnittfläche der
durchlöcherten Rohrleitung 14 ist eine Öffnung 14 b ausgebildet.
Die Regeleinheit 16 weist ein in den letztgenannten
Behälter 73 hineinragendes Thermometer 77 und einen
Temperaturfühler 78 auf, der über eine elektrische
Leitung 79 mit dem Regelventil 80 in Funktionsverbindung
steht. Aus dem oberen Teil des letztgenannten Behälters 73
mündet seitlich ein Rohrstutzen 81 nach außen, an den die
auch in der Fig. 1 dargestellte Rohrleitung 12, durch
welche der Schnellerhitzer 9 mit der Wärmebehandlungseinheit
11 verbunden ist, angeschlossen ist. Diese Wärmebehandlungseinheit
11 hat einen mit der letztgenannten
Rohrleitung 12 verbundenen Rohrstutzen 82, vor dem eine
Schließarmatur 83 in die letztgenannte Rohrleitung 12
eingebaut ist. Vor der Schließtemperatur 83 ist von der
letztgenannten Rohrleitung 12 ein Ablaßrohr 84, in
welches eine andere Schließarmatur 84 a eingebaut ist,
abgezweigt. Die Wärmebehandlungseinheit 11 weist eine in
einem Gehäuse 85 angeordnete in der Fig. 2 durch eine
strichpunktierte Linie dargestellte Rohrleitung 13 auf,
welche an den Rohrstutzen 82 angeschlossen und als eine
in senkrechter Ebene aufrecht angeordnete Spirale ausgebildet
ist. Sie besteht aus geraden Rohrabschnitten 87
und diese miteinander verbindenden Kniestücken 88. Der
Steigungswinkel der ebenen Spirale ist gering, er beträgt
zweckmäßig α=höchstens 10°. Diese gesamte Rohrleitung 13
ist mit einer Wärmeisolierung versehen. Oben mündet diese
Rohrleitung 13 in einen Rohrstutzen 89, der sich in der
Rohrleitung 17, welche die Wärmebehandlungseinheit 11 mit
der bereits ausführlich beschriebenen Filtriervorrichtung
18 verbindet, fortsetzt.
Die Wirkungsweise der in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist wie
folgt.
Eine, zum Beispiel hauptsächlich gelöste Eiweiße
enthaltende, wäßrige Suspension oder kolloidale Lösung
mit einem geringen Feststoffgehalt, zum Beispiel von
2 bis 5 Gew.-%, wird vom Ort ihrer Erzeugung beziehungsweise
ihres Entstehens in den Sammelbehälter 1 geleitet
(Pfeilrichtung a₁). Dieser wirkt auch als Pufferbehälter.
Die wäßrige Suspension oder kolloidale Lösung wird mit
der Pumpe 3 der Rezirkulationsleitung 4 und/oder dem
Rührer 5 homogenisiert (Pfeilrichtung a₃) Die Homogenisierung
ist für die folgenden Arbeitsgänge wesentlich,
weil dadurch erreicht werden kann, daß die wertlosen
Begleitstoffe weder im Schnellerhitzer 9 noch in der
Wärmebehandlungseinheit 11 koagulieren und so sich auch
nicht auf den aggregierten Teilchen absetzen und beim
Filtrieren durch Waschen leicht entfernt und zusammen mit
dem Filtrat abgezogen werden können.
Aus dem Sammelbehälter 1 wird das Material mittels
der in die Förderleitung 8 eingebauten Pumpe 10 (Pfeilrichtung
a₂) in den Schnellerhitzer 9 weitergeleitet.
In diesem wird durch die durchlöcherte Rohrleitung 14
aus dem Dampfeinleitungsrohr 15 höchstens 2 Minuten lang
Dampf, beispielsweise unter einem Druck von 0,2 bis 0,4 atü,
und mit einer Temperatur von 50 bis 125°C in das Material,
dessen Strömung im Schnellerhitzer 9 mit den Pfeilen 3 a
angezeigt wird, geleitet. Der Dampf strömt in der Richtung der
Pfeile 3 b. Die eingeleitete Dampfmenge und damit die
Temperatur kann den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend
mit der Regeleinheit 16 eingestellt werden. Durch die
Wärmeeinwirkung verlieren die Bestandteile (meistens Eiweiße)
des Materiales zum Teil ihre hydrophil-kolloidalen Eigenschaften
und können dadurch aus dem sie umgebenden Medium
abgetrennt werden. Wen die Flüssigkeit pharmakologisch
wertvolle Stoffe von der Art von zum Beispiel Heparin
enthält, dann scheiden sich diese fast quantitativ im
Schnellerhitzer 9 in an koagulierte Eiweiße gebundener
Form ab und werden dadurch filtrierbar. Begleitstoffe,
welche die weitere Aufarbeitung erschweren, können durch
"gerichtete" Vorbehandlung daran gehindert werden, sich
an diese Eiweiße zu binden. Durch die Schnellerhitzung
werden viele Bakterien abgetötet und in den aggregierten
Teilchen läuft eine gewisse Entwässerung ab.
Aus dem Schnellerhitzer 9 gelangt das mit Dampf
vermischte Material, welches wie bereits erwähnt auch
Feststoffe enthält, durch die diesen mit der Wärmebehandlungseinheit
11 verbindende Rohrleitung 12 (Pfeilrichtung
3 c) in die Wärmebehandlungseinheit 11, in
welcher es mindestens 2 Minuten, vorzugsweise 5 bis 12 Minuten,
bei 50 bis 125°C verweilt. Durch die Wärmebehandlung
kann die Größe der sich in Form von Flocken ausscheidenden,
ihren hydrophilen Charakter und daher ihre wasserbindende
Fähigkeit zum Teil verlierenden Teilchen vergrößert werden,
der Koaguliervorgang wird fast vollständig, die Teilchen
werden "härter" und können daher im folgenden Arbeitsgang
leichter abgetrennt werden. In einzelnen Fällen kann die
Aggregation wirksamer gemacht werden, indem dem Ausgangsmaterial
vom Zugabetrichter 91 noch vor der Wärmebehandlung
Chemikalien zugesetzt werden. In der Wärmebehandlungseinheit
11 wird die Zahl der Mikroorganismen weiter vermindert.
Aus der Wärmebehandlungseinheit 11 gelangt das noch
mehr Feststoffe als nach seinem Austreten aus dem Schnellerhitzer
9 enthaltende Material durch die diese mit der
Filtriervorrichtung 18 verbindende Rohrleitung 17 (Pfeilrichtung
3 d) in die Filtriervorrichtung 18, in deren
geschlossenem Gehäuse 19 bei 50 bis 125°C, das heißt bei
der gleichen Temperatur wie die beim Schnellerhitzen und bei
der Wärmebehandlung, filtriert wird. In der Trommel 21
des Hohlkörpers 20 der Filtriervorrichtung 18 erfolgt die
Vorentwässerung des Materials. In den Gliedern 22, 23, 24
des Hohlkörpers 20 der Filtriervorrichtung 18 vollführt
die nasse Materialmasse einerseits in den einzelnen
Abschnitten eine alternierende hin- und herrutschende
Bewegung und andererseits eine langsame Vorwärtsbewegung.
Dadurch wird die Masse ständig erneut aufgeteilt und die
Filterflächen 30 werden ständig gereinigt und erneuert.
Im Hohlkörper 20 der Filtriervorrichtung 18 wird das
Material in zwei Fraktionen getrennt: in ein Filtrat und
einen 15 bis 35 Gew.-% Feststoff enthaltenden Filterkuchen.
Dabei ist es besonders günstig, daß zusammen mit dem sich
in der Mulde 40 des Gehäuses 19 der Filtriervorrichtung 18
sammelnden und durch den zugehörigen Rohrstutzen 41 austretenden
Filtrat auch die nicht aggregierten Stoffe und
die störenden Begleitstoffe, zum Beispiel der größte Teil
des geschmolzenen Fettes, entfernt werden. Die wertvollen
Bestandteile des Ausgangsmateriales werden jedoch zum
überwiegenden Teil (zu 97 bis 99 Gew.-%) an das koagulierende
Eiweiß gebunden. Falls als Begleitstoff Fett vorliegt,
wird dieses bereits im Schnellerhitzer 9 geschmolzen,
bleibt bei der im Dampfraum der Filtriervorrichtung 18
herrschenden Temperatur und fließt während der
alternierenden Bewegung der Masse im Hohlkörper 20 zum
größten Teil ab. Die technisch beziehungsweise
industriell wertvollen Stoffe, zum Beispiel Heparin,
werden jedoch im Schnellerhitzer 9 und in der Wärmebehandlungseinheit
11 verlustfrei an die aggregierten Teilchen
gebunden. Da sich der Hohlkörper 20 in einem geschlossenen
Dampfraum mit heißer gesättigter Dampfatmosphäre befindet,
wird die Zahl der Mikroorganismen weiter verringert.
Während der langen Verweilzeit ohne Störung durch die
schonende Hin- und Herbewegung setzt sich der Aggregationsvorgang
auch im Hohlkörper 20 fort und die durch das an
das Vorfach beziehungsweise den Vorkasten 31 der Filtriervorrichtung
18 angeschlossene Rohr 42 in die Förderschnecke
43 gelangenden Teilchen sind zufriedenstellend groß.
Falls das durch den an der Mulde 40 des Gehäuses 19
der Filtriervorrichtung 18 angeordneten Rohrstutzen 41
austretende Filtrat auch Fett enthält, kann dieses in an
sich bekannter Weise, wie in einem Scheider oder einer
Ausfrieranlage, entfernt werden. Das entfettete Filtrat
kann als Waschflüssigkeit in oder auf den Hohlkörper 20
rezirkuliert beziehungsweise zurückgeführt werden, eventuell
noch im Filtrat vorhandene wertvolle Stoffe bleiben daher
im System. Der im geschlossenen Gehäuse 19 der Filtriervorrichtung
18 aufsteigende Dampf kondensiert und tritt
zusammen mit dem Filtrat aus. Der nicht kondensierte Teil
gelangt durch die aus dem oberen Teil der hinteren Stirnwand
des Gehäuses 19 der Filtriervorrichtung 18 nach außen
mündende Rohrleitung 93 in die Geruchsabsorptionsvorrichtung
63. Die Waschvorrichtung 68 kann auch dazu benutzt
werden, während des kontinuierlichen Filtrierens durch
Einsprühen von Chemikalien das Material chemisch zu
behandeln oder durch Einleiten von Heißwasser zu entfetten.
Der Hohlkörper 20 der Filtriervorrichtung 18 hat eine
gewisse Pufferwirkung, wodurch Schwankungen der Flüssigkeitskonzentration
und -zusammensetzung ausgeglichen werden
und den Betrieb nicht stören.
Im Kontaktwirbelschichttrockner 45 wird das abfiltrierte
Material gleichzeitig einer Kontaktwärmebehandlung und einer
Wärmebehandlung durch Konvektion ausgesetzt. Die Kontakt
wärmebehandlung erfolgt durch in den geschlossenen Raum 49
des doppelwandigen Mantels 48 des Gehäuses eingeleiteten
Dampf. Im durch die an die Antriebswelle 50 starr befestigten
Scheiben 52, 53 in Zellen unterteilten geschlossenen
Trockenraum 49 ist die Verweilzeit des Materials sehr vergrößert,
weil die Teilchen gezwungen sind, den Raum gemäß
den eingezeichneten Pfeilen b, das heißt von Wand zur
Mitte des Behälters und wieder zurück, zu durchwandern.
Durch die Trockengaseinleitungsöffnungen 64, 65 wird warme
Luft eingeführt, deren Strömung durch die Pfeile c
angezeigt wird. Die Temperatur im Kontaktwirbelschichttrockner
45 beträgt beispielsweise 100 bis 135°C. Die
Rollen 55 streichen das Material sozusagen auf die innere
Wand und die dort angetrocknete Materialschicht wird von
den Kratzblättern beziehungsweise Kratzschaufeln 54 abgekratzt
und im Luftstrom zerteilt. Die Rollen 55 haben weiterhin
die Aufgabe, das getrocknete und von der Wand abgelöste
Material zur gewünschten Teilchengröße zu zerkleinern.
Die Teilchengröße kann durch entsprechende Einstellung der
Entfernung der Rollen von der Wand gesteuert werden. Der
Staubabscheider beziehungsweise das Staubfilter 58 und die
Geruchsabsorptionsvorrichtung 63 dienen der Reinigung der
austretenden Luft. Das Endprodukt tritt durch das Zellendosierelement
67 aus dem Kontaktwirbelschichttrockner 45
aus.
Das aus dem Kontaktwirbelschichttrockner 45 austretende
Produkt hat einen Feststoffgehalt von 90 Gew.-% und seine
Teilchengröße ist gleichmäßig. Da auch im Kontaktwirbelschichttrockner
45 noch Mikroorganismen abgetötet werden,
weist das Endprodukt eine Keimzahl von lediglich
10² bis 10⁴ Keime/g auf. Diese Keimzahl kann durch Einsatz
spezieller Luftfilter auf einige Sporen je Gramm vermindert
werden.
Ferner wird die Erfindung an Hand der folgenden
Beispiele näher erläutert.
In einem Schlachthof wurde beim sogenannten Naßschmelzen
des Rückenfettes ("grüner Speck") mittels Dampf von einer
Temperatur von 92 bis 96°C in der Dekantiervorrichtung
ein eiweißhaltiges Material, das viel Fett und Wasser
enthielt, abgetrennt. Das Fett machte 25 bis 50 Gew.-%
des Gesamtfeststoffgehaltes und das Wasser 60 bis 70 Gew.-%
des Gesamtgewichtes aus.
Zu diesem kontinuierlichen anfallenden Material wurde
Wasser von etwa 82°C zugegeben und das verdünnte Material
wurde in einen Sammelbehälter gefördert. Der Trockensubstanzgehalt
des Materiales wurde auf 5 bis 15 Gew.-% eingestellt.
Die Flüssigkeit wurde mittels einer Schlammpumpe
ständig umgewälzt beziehungsweise zirkulieren gelassen.
Dadurch wurde einerseits homogenisiert und andererseits
wurde die Oberfläche des stückigen Materials vergrößert,
was eine bessere Entfettung ermöglichte.
Die homogenisierte Flüssigkeit wurde mittels einer
Dosierpumpe in einen Schnellerhitzer gefördert und in
diesem durch 30 Sekunden langes Einleiten von Dampf
unter 0,5 atü auf 92 bis 96°C erhitzt. Dann wurde das
Material in einer Wärmebehandlungseinheit mit spiralförmiger
Rohrleitung 8 Minuten lang auf dieser Temperatur
gehalten.
Die Hauptmasse des Fettgehaltes der Teilchen wurde
bei dieser Wärmebehandlung geschmolzen und vermischte sich
mit dem siedenden Wasser. Durch diese Wärmebehandlung
wurden die Teilchen weiter koaguliert und aggregiert,
wodurch sie filtrierbar wurden.
Die aggregierten Teilchen wurden vom fetthaltigen
Wasser in einer mit Schwerkraft arbeitenden Filtriervorrichtung
in einer Dampfatmosphäre mit einer Temperatur
von 90°C kontinuierlich abgetrennt. Während des Filtrierens
wurde von oben mit Wasser mit einer Temperatur von
etwa 82°C gewaschen. Das Wasser wurde durch die Sprühdüsen
beziehungsweise Sprühköpfe der Waschvorrichtung eingeleitet.
Das fetthaltige Filtrat wurd in an sich bekannter Weise
weiterbehandelt. Das vom größten Teil seines Fettgehaltes
befreite eiweißhaltige Material wurde in einem Trockner
kontinuierlich getrocknet, wobei Luft von 140 bis 150°C
eingeblasen wurde. Das dadurch und durch gleichzeitige Kontaktwärmebehandlung
auf 85 bis 95°C gehaltene Material
verweilte etwa 35 Minuten im Trockner. In diesem
Temperaturbereich wurde das Material nicht geschädigt
und die Verdaulichkeit der Eiweiße verschlechterte sich
nicht. Das Endprodukt hatte die folgenden Daten.
Wassergehalt | |
7,8 Gew.-% | |
Eiweißgehalt | 79,7 Gew.-% |
Gehalt an verdaulichem Eiweiß | 97,4 Gew.-% des Gesamteiweißgehaltes |
Fettgehalt | 11,8 Gew.-% |
Keimzahl | 1500 Keime/g |
Das Produkt war gut lagerfähig und konnte mit geringem
Aufwand transportiert werden und seine Keimzahl war gering
und sein Fettgehalt im Vergleich zu den durch unmittelbares
Trocknen gewonnenen Produkten war ebenfalls gering. Der
Gehalt an verdaulichem Eiweiß war sehr hoch. Das Produkt
war vor allem für die Tierhaltung als Futtermittel
geeignet.
Es wurde in einem Schlachthof angefallener Rinderdickdarm
am Ort seines Anfallens in einem Industriefleischwolf
unter Verwendung von Scheiben mit Lochgrößen von 6 bis 8 mm
zerkleinert. Das etwa 17 Gew.-% Trockensubstanz enthaltende
Mahlgut wurde mit Wasser mit einer Temperatur von
15 bis 25°C kontinuierlich in einen Sammelbehälter gespült.
Es wurde so viel Wasser zugesetzt, daß der Feststoffgehalt
der Trübe zwischen 4 und 7 Gew.-% lag. Die im Sammelbehälter
befindliche Trübe wurde mittels einer Schlammpumpe
dauern umgewälzt beziehungsweise zirkulieren gelassen
und auf diese Weise homogenisiert. Das homogenisierte
Material wurde in einen Schnellerhitzer gefördert, in
welchem es durch Direkteinblasen von Dampf unter 0,5 atü
auf 87 bis 93 erhitzt wurde. In einer Wärmebehandlungseinheit
wurde das Material noch 12 Minuten lang auf dieser
Temperatur gehalten. Während der Wärmebehandlung gingen
in der Struktur der gelösten beziehungsweise kolloidal
vorliegenden Eiweiß irreversible Veränderungen vor sich,
die Teilchen verloren ihren hydrophilen Charakter, wurden
wasserunlöslich, verloren einen Teil ihres Strukturwassers
und agglomerierten zu gut filtrierbaren elastischen
Teilchen. Die Hauptmenge des Fettes schmolz und bildete
mit der wäßrigen Phase eine Emulsion. Die Mikroorganismen
wurden zum großen Teil abgetötet. Das hauptsächlich
Eiweiße enthaltende Koagulat wurde vom wäßrigen, vor allem
Fett und in geringen Mengen auch Eiweißhydrolysate
(Perlide und Peptide) enthaltenden Filtrat durch Filtrieren
bei 90°C im Dampfraum abgetrennt. Während des Filtrierens
wurde von oben mit Wasser von etwa 80°C gewaschen, wodurch
weiteres Fett entfernt wurde. Das abfiltrierte Material
wurde in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise getrocknet.
Das Endprodukt hatte die folgenden Daten.
Wassergehalt | |
9,2 Gew.-% | |
Fettgehalt | 9,7 Gew.-% |
Eiweißgehalt | 72,4 Gew.-% |
Gehalt an verdaulichem Eiweiß | 96,2 Gew.-% des Gesamteiweißgehaltes |
Keimzahl | 3500 Keime/g |
Das Produkt war daher von stabiler Qualität und gut
lagerfähig und enthielt wenig Mikroorganismen und wenig
Fett, jedoch im Vergleich zu auf übliche Weise aus Därmen
hergestelltem Fleischmehl sehr viel verdauliches Eiweiß.
Das Produkt war zur Tierfütterung ausgezeichnet geeignet.
Besonders vorteilhaft ist es, daß wegen der mehrfachen
Wärmebehandlung und des Filtriervorganges eine vorherige
Entfernung der Exkremente aus dem Dickdarm nicht erforderlich
war.
Es wurde in einem Schlachthof kontinuierlich angefallenes
Blut mit einem die Blutgerinnung beschleunigenden Mittel,
zum Beispiel mit Calciumchlorid, zum Gerinnen gebracht.
Das geronnene Blut wurde schonend zu einer Stückgröße
von 10 bis 15 mm zerkleinert und dann mit Wasser mit einer
Temperatur von 85°C vermischt und die erhaltene Trübe wurde
in einem Schnellerhitzer durch Direkteinblasen von Dampf
unter 0,5 atü auf 95 bis 100°C erhitzt. Das Material
wurde in der Wärmebehandlungseinheit 8 Minuten lang auf
dieser Temperatur gehalten. Der Eiweißgehalt des geronnenen
Blutes verlor durch die Wirkung der Wärmebehandlung seinen
hydrophilen Charakter. Es entstanden elastische Teilchen,
die gut filtrierbar waren. Das beim Filtrieren von der
flüssigen Phase abgetrennte Koagulat hatte einen Feststoffgehalt
von 25 Gew.-% (ursprünglicher Feststoffgehalt
des Blutes: 19 Gew.-%). Deshalb und auch weil die Teilchen
einen großen Teil ihrer wasserbindenden Fähigkeit verloren
hatten, konnte das Trocknen in der nächsten Stufe wesentlich
günstiger vorgenommen werden. Das zum Gerinnen des
Blutes benutzte Reagenz wurde zusammen mit dem Filtrat
entfernt. Das abfiltrierte Material wurde im Trockner bei
einer Eintrittstemperatur von 120 bis 130°C und einer
Austrittstemperatur von 80 bis 85°C der Trockenluft
25 Minuten lang getrocknet. Das Produkt hatte die
folgenden Daten.
Trockensubstanzgehalt | |
90 Gew.-% | |
Wassergehalt | 8,7 Gew.-% |
Fettgehalt | 0,4 Gew.-% |
Eiweißgehalt | 89,2 Gew.-% |
Gehalt an verdaulichem Eiweiß | 98,0 Gew.-% des Gesamteiweißgehaltes |
Keimzahl | 4800 Keime/g |
Das erhaltene Granulat war fest, gut lagerfähig und
für Fütterungszwecke ausgezeichnet geeignete.
Claims (23)
1. Verfahren zum Abtrennen, gegebenenfalls mit Entfetten
von Feststoffen, insbesondere organischen Substanzen, aus
Flüssigkeiten, die durch Wärmeeinwirkung aggregierbare
und/oder entwässerbare feste Stoffe enthalten, durch
Aggregieren von Teilchen in der Flüssigkeit und/oder
Vermindern des Wassergehaltes derselben durch
Wärmeeinwirkung und dann Abtrennen der Teilchen aus der
Flüssigkeit und Trocknen, dadurch gekennzeichnet,
daß man zur Wärmeeinwirkung die
Flüssigkeit innerhalb maximal 2 Minuten auf 50 bis 125°C
erhitzt und dann mindestens 2 Minuten bei dieser
Temperatur hält, wobei man bei dieser Wärmebehandlung das
Fett, soweit vorhanden, mindestens zum Teil
herausschmilzt, und daraufhin das Abtrennen der Teilchen
aus der Flüssigkeit bei 50 bis 125°C in einem
dampfgesättigten Raum durch mindestens 4 Minuten
dauerndes Filtrieren und schließlich das Trocknen
durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeit 5 bis 15 Minuten
auf der Temperatur von 50°C bis 125°C gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Filtrieren 8 bis 15
Minuten lang durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man zum Trocknen ein strömendes Gas mit
einer Temperatur von 100 bis 180°C, insbesondere
100 bis 135°C, ganz besonders etwa 130°C,
zweckmäßig heiße Luft, verwendet und das
Material 20 bis 40 Minuten, insbesondere
etwa 30 Minuten, der Wirkung des heißen
Gasstromes aussetzt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man der feststoffhaltigen
Flüssigkeit vor dem Schnellerhitzen Chemikalien,
welche die Aggregation
fördern, zusetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man die feststoffhaltige Flüssigkeit
vor dem Schnellerhitzen homogenisiert,
zweckmäßig mittels einer Rührkonstruktion
und/oder durch Rezirkulation.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Schnellerhitzen durch
direktes Einblasen von, insbesondere unter
einem Druck von 0,2 bis 0,6 atü stehendem,
Dampf vornimmt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Arbeitsgänge des Schnellerhitzens,
Wärmebehandelns, Filtrierens und
Trocknens in einem geschlossenen System
kontinuierlich durchführt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß man den in der Flüssigkeit
befindlichen Feststoff vor dem Schnellerhitzen,
zweckmäßig unter gleichzeitigem Homogenisieren
der Flüssigkeit, zerkleinert.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß man den Feststoff mechanisch
zerkleinert und vor dem Schnellerhitzen mit
Flüssigkeit vermischt.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß man während des Filtrierens das
Material, insbesondere durch Aufsprühen von
75 bis 90°C warmem Wasser, wäscht.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Waschflüssigkeit, gegebenenfalls
vorher entfettetes Filtrat verwendet.
13. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen Sammelbehälter (1), einen
Schnellerhitzer (9), eine Wärmebehandlungseinheit
(11), eine in einem geschlossenen
Raum angebrachte mit Schwerkraft
arbeitende Filtriervorrichtung (18) und
einen Trockner (45) aufweist, wobei diese
Vorrichtungen (1, 11, 18, 45) durch Rohrleitungen
(7, 8, 12, 17, 42) und ein Dosierelement
(43, 44) miteinander zu einem
geschlossenen System, in welches eine oder
mehrere Pumpe(n) (3, 10) eingebaut ist
beziehungsweise sind, verbunden
sind.
14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß im Sammelbehälter (1) eine Rührkonstruktion
(5) angeordnet ist und/oder eine
Rezirkulationsleitung (4, 7), in welche
eine Pumpe (3) eingebaut ist, aufweist.
15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß in die den Sammelbehälter (1)
mit dem Schnellerhitzer (9) verbindende
Förderleitung (8) eine Pumpe (10) eingebaut
ist und mit dem zwischen dem Sammelbehälter
(1) und der Pumpe (10) befindlichen
Abschnitt der Förderleitung (8) ein
Waschflüssigkeitsbehälter (90) und eine
Dosiereinheit (91) zum Einführen von
Desinfektionsmitteln und/oder Chemikalien
verbunden sind.
16. Anlage nach Anspruch 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schnellerhitzer (9) ein
senkrechtes geschlossenes Rohr (71) aufweist,
in dessen unteren Teil die mit dem Sammelbehälter
(1) verbundene Förderleitung (8)
mündet und welches eine konzentrisch
angeordnete durchlöcherte Rohrleitung (14)
enthält und ferner oben einen breiter
werdenden als Behälter ausgebildeten Teil (73)
hat, aus dem das nicht durchlöcherte Ende (14 a)
der durchlöcherte Rohrleitung (14) herausgeführt
und an ein Dampfeinleitungsrohr (15)
angeschlossen ist und ferner aus dessen
oberem Bereich die Rohrleitung (12) zur
Wärmebehandlungseinheit (11) herausgeführt ist.
17. Anlage nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine Regeleinheit (16)
zum Regeln der Menge des in den Schnellerhitzer
(9) eingeleiteten Dampfes, die einen
die Temperatur des im Schnellerhitzer (9)
befindlichen Mateials fühlenden Temperaturfühler
(78) sowie ein an das Dampfeinleitungsrohr
(15) angeschlossenes Regelventil (80)
aufweist, wobei der Temperaturfühler (78)
über eine Leitung (79) mit dem Regelventil (80)
in Funktionsverbindung steht, hat.
18. Anlage nach Anspruch 13 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungseinheit
(11) von einer in Form einer senkrechten
ebenen Spirale angeordneten aus geraden
Rohrabschnitten (87) und diese miteinander
verbindenden Kniestücken (88) bestehenden
wärmeisolierten Rohrleitung (13)
gebildet wird.
19. Anlage nach Anspruch 13 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Filtriervorrichtung
(18) einen in einem geschlossenen
Gehäuse (19) angeordneten drehbaren und
in seinem Wandaufbau durchgehende
Öffnungen (30) aufweisenden Hohlkörper (20)
sowie ein oder mehr Elemente (28) zum
Einspeisen des zu filtrierenden Materiales
und Elemente (31, 42, 43; 41) zum Abführen
der voneinander getrennten Bestandteile
aufweist, welcher Hohlkörper (20) aus
zwei Abschnitten (I, II) besteht, wobei
der erste Abschnitt (I) eine um seine
geometrische Längsmittelachse (X) drehbare,
zweckmäßig kegelstumpfförmige, Trommel (21)
hat, deren Seitenfläche(n) zumindest zum
Teil von einem Filter (30) gebildet wird
beziehungsweise werden, durch deren kleinere
Stirnfläche (25) ein Materialeinführungsrohr
(28) in sie mündet und deren größere
Stirnfläche (26) eine in bezug auf die
geometrische Längsmittelachse (X)
exzentrisch angeordnete Öffnung (27) aufweist,
an welchletztere der mit dem ersten
Abschnitt (I) des Hohlkörpers (20) zusammen
drehbare zweite Abschnitt (II) desselben
mit, zweckmäßig drei, ineinandermündenden
prismenförmigen Gliedern (22, 23, 24) mit
vieleckigem Querschnitt, deren Seitenflächen
zumindest zum Teil von einem Filter (30)
gebildet werden und deren geometrische
Längsmittelachsen zusammen eine Zickzacklinie
bilden und mit der geometrischen Drehlängsmittelachse
(X) des Hohlkörpers (20) einen
von 90° verschiedenen Winkel einschließen,
angeschlossen ist.
20. Anlage nach Anspruch 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß der Trockner (45) ein liegender
Zylinder mit einer beheizbaren (64 a) Wand (48)
und seitlichen Öffnungen (64, 65) zum Einführen
von heißem Trockengas und an eine zumindest
annähernd waagerechte Antriebswelle (50)
angebrachten Scheiben (32, 35) in seinem
Inneren ist, wobei jeweils eine an ihrem
äußeren Umfang Kratzer (54) aufweisende
Scheibe (52) auf eine an ihrem äußeren Umfang
Rollen (55) aufweisende Scheibe (53) folgt und
die erstgenannten Scheiben (52) dem Durchfallen
des Materials dienende Öffnungen (56) in der
Nähe der Antriebswelle (50) haben und die
letztgenannten Scheiben (53) im Bereich ihres
Außenumfanges mit ebenfalls dem Durchfallen
des Materials dienenden Öffnungen (57)
versehen sind.
21. Anlage nach Anspruch 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Filtriervorrichtung
(18) und dem Trockner (45) eine
Förderschnecke (43) und ein Zellendosierelement
(44) angeordnet sind.
22. Anlage nach Anspruch 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine Geruchsabsorptionsvorrichtung
(63), in die aus der Filtriervorrichtung
(18) und/oder dem Staubabscheider (58)
des Trockners (45) herausgeführte Rohrleitungen
(62, 93) münden, aufweist.
23. Anlage nach Anspruch 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet,
daß sie über und/oder in der
Filtriervorrichtung (18) eine beziehungsweise
je eine Waschvorrichtung (68) zum Einleiten
von Flüssigkeit aufweist.
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