DE909440C

DE909440C - Process for obtaining a practically starch-free, undiluted amniotic fluid from potatoes

Info

Publication number: DE909440C
Application number: DED1729D
Authority: DE
Inventors: Karl Schlieter
Original assignee: CPC Maizena GmbH
Current assignee: CPC Maizena GmbH
Priority date: 1937-06-16
Filing date: 1937-06-16
Publication date: 1954-04-22

Description

Verfahren zur Gewinnung eines praktisch stärkefreien, unverdünnten Fruchtwassers aus Kartoffeln Die Gewinnung von Eiweiß und anderen Inhaltsstoffen des Kartoffelfruchtwassers in Verbindung mit der Kartoffelstärkefabrikation konnte nur dann Aussicht auf wirtschaftlichen Erfolg haben, wenn es gelingt, das Fruchtwasser aus dem Kartoffelreibsel in unverdünnter Form zu erhalten.Process for obtaining a practically starch-free, undiluted Amniotic fluid from potatoes The extraction of protein and other ingredients of the potato fruit water in connection with the potato starch production Only then have a chance of economic success if the amniotic fluid succeeds from the potato grater in undiluted form.

Die unmittelbare Abscheidung des unverdünnten Fruchtwassers des Kartoffelreibsels durch Filtern, sei es mittels Filterpressen, Zellenfilter, hydraulischer Pressen, Siebmantelschleudern od. dgl., bereitet bekanntlich Schwierigkeiten wegen der Verschleimungsgefahr bei zu engen Filteröffnungen oder wegen der Stärkeverluste bei zu großen Filteröffnungen. Man hat daher neuerdings mit Erfolg versucht, die Fruchtwasserabscheidung in Vollmantelschleudern, sogenannten Reibselschleudern, durchzuführen. Hierbei erhält man aber ohne größere Verdünnung kein stärkefreies Fruchtwasser. The immediate separation of the undiluted amniotic fluid from the potato grater by filtering, be it by means of filter presses, cell filters, hydraulic presses, Screen jacket centrifuges or the like is known to cause difficulties because of the risk of slime formation if the filter openings are too narrow or because of the loss of strength if the filter openings are too large. Therefore, attempts have recently been made with success to separate the amniotic fluid in full jacket centrifuges, so-called friction spin. Here you get but without larger Dilution not starch-free amniotic fluid.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, praktisch stärkefreies, unverdünntes Fruchtwasser aus dem Kartoffelreibsel unter Benutzung von Vollmantelschleudern abzutrennen; sie löst die Aufgabe unter Ausnutzung folgender- Beobachtungen bzw. Tatsachen: Wird unverdünntes Kartoffelreibsel ausgepreßt, so hat das abgepreßte Fruchtwasser durch die löslichen Stoffe ein spezifisches Gewicht von etwa 1,025 entsprechend 3,4 bis 3,60 Be. Es hat sich nun herausgestellt, daß in einer kontinuierlichen Reibselschleuder, wie sie derzeitig in der Industrie verwendet wird, sich die Sinkstoffe auf Grund des hohen spezifischen Gewichtes des Fruchtwassers nicht mit der notwendigen Geschwindigkeit absetzen können, da diese als Überlaufschleuder arbeitende Maschine dem Reibsel eine zu geringe Aufenthaltsdauer gewährt. Die von zwei Firmen für diesen Zweck gebauten sogenannten Trennschleudern arbeiten mit einem C = 3260 bzw. The invention has as its object, practically starch-free, undiluted Separate amniotic fluid from the potato grater using full-jacket spinners; it solves the task using the following observations or facts: Will If you squeeze undiluted potato graters, the squeezed-out amniotic fluid has passed through the soluble substances have a specific gravity of about 1.025, corresponding to 3.4 to 3.60 Be. It has now found that in a continuous Grinders, as they are currently used in industry, remove the suspended matter Due to the high specific weight of the amniotic fluid, not with the necessary Ability to reduce speed, as this machine works as an overflow centrifuge granted the Reibsel too short a stay. The two companies for this one Purpose-built so-called separators work with a C = 3260 resp.

C = 4+30. Auch kontinuierlich arbeitende Vollmantelschleudern mit Überlauf, wie sie bereits für die Abtrennung von Fruchtwasser aus Kartoffelreibsel vorgeschlagen worden sind, liefern kein praktisch hinreichend unverdünntes und stärkefreies Fruchtwasser.C = 4 + 30. Also continuously working full jacket extractors with Overflow, as already used for the separation of amniotic fluid from potato graters have been proposed do not provide practically sufficient undiluted and starch-free Amniotic fluid.

Es hat sich nun überhaupt in der Fachwelt, da alle Versuche mitVollmantelschleudern zu arbeiten, praktisch fehlschlugen, die Ansicht gebildet, daß das Abtrennen von unverdünntem, praktisch stärkefreiem Fruchtwasser aus Kartoffelreibsel mit Hilfe von Vollmantelschleudern gar nicht möglich sei aus folgenden Erwägungen heraus: Bei unverdünntem Kartoffelreibsel handelt es sich um ein physikalisch vorläufig überhaupt nicht fdefinierbares Gemisch. Das Reibsel enthält eine flüssige Phase, die keineswegs einfach ein reines Lösungsmittel darstellt, sondern die aus einer teils kolloidalen, teils echten Lösung von hohem spezifischem Gewicht der verschiedenartigsten Substanzen (Salze,verschiedene Zuckerarten, Eiweißabbauprodukte,Vitamine,Wirkstoffe, Alkaloide, Hoch- und Niedermolekulareiweißkörper, Schwimmstoffe, Farbstoffe, Saponin u. a. m.) besteht. Die feste Phase enthält Stärke-, Faser-, Lignin- und Korkbestandteile, die sich in ihrem spezifischen Gewicht stark unterscheiden und von denen die Korkbestandteile zweifellos leichter als die feste Phase sind, was wahrscheinlich auch für die Faser zutrifft. Das Reibsel kann jedoch nicht einmal als ein Zweiphasensystem aufgefaßt werden, sondern es kommt noch eine dritte Gasphase hinzu. Bei der Reibselgewinnung erfolgt eine starke Untermischung mit feinstverteilten Luftbläschen, so daß in das an sich schon komplex zusammengesetzte Reibsel ein Flotationsmoment hereingebracht wird, wodurch die physikalischen Vorgänge beim Schleudern vollends unübersichtlich und unvorhersehbar werden. It has now become even in the professional world, since all attempts with full jacket spinning to work, practically failed, formed the view that the severing of Undiluted, practically starch-free amniotic fluid from potato graters with the help of full jacket spinners is not at all possible due to the following considerations: Undiluted potato graters is physically preliminary Mixture that is not at all definable. The rub contains a liquid phase, which is by no means simply a pure solvent, but the one made of one partly colloidal, partly real solution of high specific weight of the most varied Substances (salts, various types of sugar, protein breakdown products, vitamins, active ingredients, Alkaloids, high and low molecular protein bodies, floating substances, dyes, saponin i.a. m.) exists. The solid phase contains starch, fiber, lignin and cork components, which differ greatly in their specific weight and from which the cork components are undoubtedly lighter than the solid phase, which is probably also the case for the fiber applies. The friction element, however, cannot even be conceived of as a two-phase system but there is also a third gas phase. In the extraction of friction there is a strong intermingling with finely distributed air bubbles, so that in the Friction elements, which are already complex in themselves, brought in a flotation moment which makes the physical processes during spinning completely confusing and become unpredictable.

Die grundlegend bekannte Theorie, daß sich in einer Vollmantelschleuder, in der das Trennen genau wie beim Absitzen vor sich geht, nur durch den Einfluß der Schleuderkraft mit größerer Beschleunigung erfolgt, und welche auch normalerweise auf einfach zusammengesetzte zweiphasige Flüssigkeiten zutrifft, kann aus bereits obenerwähntem Grund auf Kartoffelreibsel nicht angewendet werden. Wird beispielsweise unverdünntes Kartoffelreibsel in einem Glasgefäß lange Zeit der Ruhe überlassen, so trennt sich nicht etwa die flüssige von der festen Phase, dergestalt, daß die Feststoffe sich am Boden des GefäBes konzentriert haben und das verhältnismäßig sich gering abscheidendeFruchtwasser darüber steht, sondern es bilden sich drei Schichten, und zwar a) eine Feststoffschicht am Boden, b) eine Fruchtwasserschicht in der Mitte, c) eine auf der zu hi schwimmende Feststoffschicht. The well-known theory that in a full jacket extractor, in which the separation takes place just like when sitting down, only by the influence the centrifugal force takes place with greater acceleration, and which also normally If two-phase liquids with a simple composition apply, it can be made from already cannot be used on potato graters for the reason mentioned above. For example Leave undiluted potato graters in a glass vessel for a long time to rest, the liquid phase does not separate from the solid phase in such a way that the Solids have concentrated at the bottom of the vessel and proportionately there is little separating fruit water above it, but three are formed Layers, namely a) a solid layer on the bottom, b) a layer of amniotic fluid in the middle, c) a solid layer floating on the to hi.

Diese seinerzeit gemachte Beohachtung läßt die Vermutung aufkommen, die auch durch das bisherige Fehlschlagen von Schleuderversuchen erhärtet wurde, daß das spezifische Gewicht der flüssigen Phase zu groß sei, daß die zu c) genannte Schicht die spezifisch leichteren Teile enthalte, während die zu a) genannte diejenigen, welche schwerer sind als das tragende Medium Fruchtwasser, darstellen müßte. Vorgenommene Untersuchungen brachten jedoch überraschenderweise das Ergebnis, daß sowohl die zu a) als auch die zu c) genannte Schicht annähernd die gleiche Analyse aufweist, auch den gleichen Gehalt an gebundener Stärke, was gleichzeitig ein Kriterium für die etwa gleich große Korngröße bedeutet. This observation made at the time leads to the assumption that which was also corroborated by the previous failure of spin attempts, that the specific gravity of the liquid phase is too great that that mentioned under c) The layer contains the specifically lighter parts, while the one mentioned under a) contains those which are heavier than the supporting medium amniotic fluid, would have to represent. Made However, surprisingly, studies have shown that both the for a) and the layer mentioned for c) have approximately the same analysis, also the same content of bound starch, which is also a criterion for which means roughly the same grain size.

Da in einem Glasgefäß die Trennung der flüssigen Phase selbstverständlich nur unvollkommen und sehr zeitraubend war, wurde versucht, mittels einer Vollmantelschleuder die Zeit abzukürzen. Since the separation of the liquid phase in a glass vessel is a matter of course was only imperfect and very time consuming, an attempt was made using a full jacket slingshot shorten the time.

Zahlreiche Versuche, welche mit verschiedener Zentrifugalbeschleunigung und verschieden langer Dauer der Einwirkung derselben durchgeführt wurden, lassen folgende Regeln erkennen, welche mühsam erarbeitet wurden: I. Wird unverdünntes Kartoffelreibsel unterhalb einer ganz bestimmten Zentrifugalbeschleunigung (C = w2 r = etwa 6000) in eine Vollmantelschleuder gefüllt und nachgeschleudert, so bilden sich stets drei Ringe, und zwar die flüssige Phase in der Mitte, gleichgültig ob die Schleuderdauer selbst bis auf 2 Stunden verlängert wird oder ob nachträglich mit einem C über 6000 selbst lange Zeit nachgeschleudert wird.Numerous attempts, which with different centrifugal acceleration and the duration of the action of the same were carried out for different lengths of time recognize the following rules, which have been laboriously worked out: I. Will be undiluted Potato graters below a certain centrifugal acceleration (C = w2 r = about 6000) filled into a full jacket spinner and spun, so form There are always three rings, with the liquid phase in the middle, regardless of whether the spin time itself is extended up to 2 hours or whether afterwards is spun for a long time with a C above 6000.

2. Wird von vornherein mit einem C über 6ooo gefüllt, so werden stets zwei Ringe erhalten, gleichgültig ob bereits nach 2 Minuten Schleuderdauer auch für lange Zeit das C auf beispielsweise 4000 herabgesetzt wird. 2. If a C is filled above 6ooo from the start, then always Received two rings, regardless of whether they were spun after just 2 minutes for a long time the C is lowered to 4000, for example.

3. Wird mit einem C über 6000 gefüllt, so ist die Ringstärke der flüssigen und festen Phasen bereits nach 2 Minuten Nachschleuderdauer annähernd so groß wie nach 30 Minuten, allerdings wird bei längerer Schleuderdauer durch das Auspreßmoment ein größerer Anteil der flüssigen Phase freigelegt. 3. If a C is filled with more than 6000, the ring size is the liquid and solid phases after just 2 minutes of spin-off time as big as after 30 minutes, however, if the spin duration is longer, the Auspreßmoment exposed a larger proportion of the liquid phase.

4. Für die Frage, ob sich zwei oder drei Ringe bilden, ist demnach ausschlaggebend, bei welcher Zentrifugalbeschleunigung von vornherein die Charge gefüllt wird. 4. For the question of whether two or three rings are formed, is therefore the decisive factor is the centrifugal acceleration at which the batch is generated from the start is filled.

Zweifellos spielt die dritte, nämlich die gasförmige Phase (Luftbläschen, welche sich vom Reiben der Kartoffel im Reibsel befinden) eine ausschlaggebende Rolle, deren Flotationswirkung durch eine bestimmte Prallwirkung, welche wieder in einem bestimmten Verhältnis zum C der rotierenden Vollmantelschleuder steht, aufgehoben wird. Undoubtedly the third, namely the gaseous phase (air bubbles, which are in the grater from the grating of the potato) a decisive factor Role whose flotation effect by a certain impact effect, which again has a certain relationship to the C of the rotating solid bowl extractor, will be annulled.

Diese, durch mühsame Versuche herausgestellten Regeln erkannt zu haben, welche im Gegensatz zu den normalen physikalischen Grundsätzen stehen, sind das erfinderische der Patentschrift. These rules, which have been established through laborious experiments, are recognized have which contrary to normal physical principles stand, are the inventive aspect of the patent specification.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist mithin dadurch gekennzeichnet, daß das unverdünnte Kartoffelreibsel der ohne Uberlauf und bei einer oberhalb eines kritischen Wertes (C = w2 r = etwa 6000) liegenden Zentrifugalbeschleunigung betriebenen Vollmantelschleuder zugeführt wird, worin die ausgebildete, praktisch stärkefreie Fruchtwasserschicht und die fruchtwasserarme Feststoffschicht in bekannter Weise voneinander getrennt werden. Die in vorstehenden Absätzen angegebene Wirkung kann nicht erzielt werden, wenn die Vollmantelschleuder kontinuierlich mit Überlauf betrieben wird. In diesem Fall wird die Zentrifugalbeschleunigung sowie die Aufenthaltsdauer in der Schleuder, die das einzelne Teilchen erfährt, um so geringer, je weiter die Schleuder sich mit den festen Stoffen des Reibsels anfüllt und das neu hinzugeführte Reibsel immer mehr in der Nähe der Achse der Schleuder eingebracht werden muß. Bei einer derartigen Arbeitsweise erhält man demnach nur ganz am Anfang ein hinreichend geklärtes Fruchtwasser, während gegen Ende der jeweiligen Beschickung, wenn der Feststoffring auf den größten Wert angewachsen ist, so viel Faser und Stärke mit dem überlaufenden Fruchtwasser abgeht, daß das Fruchtwasser im Gegensatz zu dem nach dem vorliegenden Verfahren gewonnenen praktisch nicht ausreichend stärke- und faserfrei ist. The method according to the invention is therefore characterized in that the undiluted potato grater without overflow and with one above one critical value (C = w2 r = about 6000) lying centrifugal acceleration operated Full jacket centrifuge is fed, wherein the trained, practically starch-free Amniotic fluid layer and the amniotic fluid-poor solid layer in a known manner separated from each other. The effect specified in the preceding paragraphs can cannot be achieved if the full bowl extractor is operated continuously with overflow will. In this case, the centrifugal acceleration as well as the length of stay in the spin that the individual particle experiences, the lower the further the Spin yourself with the solids of the grater and fill the newly added Friction must be introduced more and more near the axis of the sling. at With such a way of working, one therefore only obtains a sufficient at the very beginning clarified amniotic fluid while towards the end of each loading when the Solid ring has grown to the greatest value, having as much fiber and strength the overflowing amniotic fluid goes away that the amniotic fluid in contrast to that practically not enough strength and obtained by the present process is fiber-free.

Um eine ausreichende Separation im unverdünnten Reibsel bei gleichzeitiger praktischer Stärkefreiheit des Fruchtwassers noch leichter zu erzielen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, für die Weiterverarbeitung des Fruchtwassers auf Eiweiß u. dgl., jedesmal von jeder Charge nur etwa 4/5 des Fruchtwassers abzuführen, während das letzte Fünftel, welches eine Übergangszone darstellt, wieder in das Ausgangsmaterial vor der Vollmantelfüllschleuder zurückgegeben wird. Es wird also praktisch das Ausgangsreibsel durch jeweilige Rückgabe eines gewissen Fruchtwasseranteils flüssiger gemacht. To ensure sufficient separation in the undiluted grater while at the same time It has become even easier to achieve practical starch-free amniotic fluid Proven to be beneficial for processing the amniotic fluid to protein and the like, each time only to remove about 4/5 of the amniotic fluid from each batch, during the last fifth, which represents a transition zone, back into the starting material is returned before the full jacket blower. So it practically becomes the starting rubble made more fluid by returning a certain amount of amniotic fluid.

Hierdurch wird es auch pumpfähiger und läßt sich besser in die Maschine einbringen. Die jeweilige Rückgabe von etwa 200/0 des Fruchtwassers in das frische Ausgangsmaterial hat weiterhin zur Folge, daß zufolge des besseren Separationseffekts sich auf der Fruchtwasserschicht schwimmend, eine praktisch stärkefreie Faserschicht bildet, welche in erster Linie die spezifisch leichten, von der Kartoffelschale herrührenden Korkbestandteile enthält.This also makes it more pumpable and easier to get into the machine bring in. The respective return of about 200/0 of the amniotic fluid into the fresh one Starting material also has the consequence that due to the better separation effect floating on the amniotic fluid layer, a practically starch-free fiber layer which primarily forms the specifically light ones from the potato peel Contains originating cork components.

Diese sind durch geeignete engmaschige Siebvorrichtungen leicht abiuscheiden.These can be easily separated using suitable, close-meshed screening devices.

Wird eine derartige Fruchtwasserabscheidung einer Stärkefabrik vorgeschaltet, so ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, bereits vor dem sich an die Vorreibe anschließenden eigentlichen Stärkegewinnungsprozeß, einen Teil stärkearmer Faser dem Ausgangsreibsel zu entziehen, so daß hierdurch eine erhebliche Entlastung des anschließenden Stärkegewinnungsverfahrens eintritt. If such amniotic fluid separation is installed upstream of a starch factory, this results in the possibility of even before the subsequent drift actual starch production process, part of the low-starch fiber to the starting rub to withdraw, so that thereby a considerable relief of the subsequent starch production process entry.

Es hat sich weiter herausgestellt, daß unverdünntes Fruchtwasser (d.h. der Originalkartoffelsaft), sofern es der Einwirkung des Sauerstoffs möglichst entzogen ist, verhältnismäßig wenig schäumt, keine schleimige Beschaffenheit aufweist und sehr leicht selbst feinste Seide durchfließt. Bei Verwendung einer Vollmantelfüllschleuder findet eine Durchlüftung nur in geringstem Maße statt, während bei den derzeitig gebräuchlichen Reibselschleudern, welche nach dem Überlaufprinzip und vornehmlich mit verdünntem Reibsel arbeiten, gleichzeitig eine außerordentlich starke Durchlüftung stattfindet, die zufolge der Sauerstoffeinwirkung eine starke Schaumbildung verursacht und das Fruchtwasser schleimig macht. Die aus dem Fruchtwasser mittels Siebvorrichtung abgeschiedenen dunklen, korkstoffhaltigen und stärkearmen Faserteile beeinflussen Qualität und Farbe der Trockenpülpe ungünstig. It has also been found that undiluted amniotic fluid (i.e. the original potato juice), provided that it is exposed to the oxygen as possible is withdrawn, foams relatively little, has no slimy texture and flows through even the finest silk very easily. When using a full jacket blower aeration takes place only to a small extent, while at the moment common grinders, which work according to the overflow principle and primarily work with a diluted grater, at the same time an extremely strong ventilation takes place, which causes a strong foam formation due to the action of oxygen and makes the amniotic fluid slimy. Those from the amniotic fluid by means of a sieve device affect separated dark, cork-containing and low-starch fiber parts Unfavorable quality and color of the dry pulp.

Es ist daher die gesonderte Verwertung für alle aus der Kartoffel anschließend gewonnenen Produkte von großem Vorteil für deren Beschaffenheit.It is therefore the separate recovery for all from the potato subsequently obtained products of great advantage for their quality.

Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht. The invention is illustrated schematically in the drawing.

A stellt die Kartoffel reibe dar. Das unverdünnte Ausgangsreibsel gelangt in den Bottich B und wird von hier chargenweise einer geeigneten Vollmantelfüllschleuder C zugeführt, wobei auf schnelle Füllung und hohe Zentrifugalkraft besonders zu achten ist. Nach einer Schleuderdauer von beispielsweise 2 bis 4 Minuten befinden sich innerhalb der Trommel zwei Schichtringe, a Feststoffe und b Fruchtwasser. Nach jeweiliger Beendigung der Periode werden mit einem schmalen, mit Ausschälmesser versehenen Ausschälrohr D etwa 4/5 der Fruchtwasserschicht b ausgeschnitten, mittels einer Siebvorrichtung E abfiltriert und dieses etwa 3,4 bis 3,60 Be schwere Fruchtwasser der Eiweißgewinnung od. dgl. zugeführt. A represents the potato grater. The undiluted starting grater arrives in tub B and is fed from here in batches to a suitable full-jacket extractor C, paying particular attention to fast filling and high centrifugal force is. After a spin time of, for example, 2 to 4 minutes there are inside the drum two rings of layers, a solids and b amniotic fluid. According to the respective End the period with a narrow peeling knife Peeling tube D cut out about 4/5 of the amniotic fluid layer b, by means of a Sieve device E filtered off and this about 3.4 to 3.60 Be heavy amniotic fluid the protein production or the like. Supplied.

Das letzte Fünftel der Schicht b wird in den Ausgangsreibseltank B zwecks Verflüssigung des frischen Reibsels zurückgegeben. Die Schicht a wird mittels eines großen Schälmessers unter Zugabe von Frisch- oder Prozeßwasser, welches in die Auslaufschurre F zwecks Verdünnung und Ausspülung gegeben wird, ausgeschnitten und bei G der Stärkegewinnungsanlage zugeführt. Das die Siebvorrichtung E verlassende, in erster Linie korkstoffhaltige Fasermaterial c kann entweder gesondert verwertet oder an geeigneter Stelle der Anlage für Stärkegewinnung oder der für Pülpetrocknung zugeleitet werden. The last fifth of layer b goes into the outlet rubble tank B returned for the purpose of liquefying the fresh grater. The layer a is by means of a large paring knife with the addition of fresh or process water, which in the discharge chute F is given for the purpose of dilution and rinsing, cut out and fed to the starch production plant at G. The one leaving the sieving device E, primarily fiber material containing cork material c can either be recycled separately or at a suitable point in the plant for starch production or that for pulp drying be forwarded.

Claims

PATENT CLAIM: I. Process for obtaining a practically starch-free, undiluted amniotic fluid from potatoes by means of a batch and up to Formation of essentially two-layer operated full jacket centrifuges, thereby characterized that the undiluted potato grater without overflow and with one centrifugal acceleration above a critical value (C = w2 r = about 6ovo) powered full jacket extractor is fed, whereupon the trained, practical starch-free Amniotic fluid layer and the solid layer with little amniotic fluid be separated from one another in a known manner.

2. The method according to claim I, characterized in that the predominant Part of the amniotic fluid layer of each batch for further processing, in particular for the extraction of protein and all other dry substances in the amniotic fluid, discharged and the rest to make liquid with the fresh starting rubs of the following Batches are mixed.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the separated amniotic fluid is freed of suspended matter on a sieve device.