DK147461B - Fremgangsmaade og apparat til varmebehandling af animalsk materiale til dyrefoder - Google Patents

Description

147461

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde og et apparat til varmebehandling af animalsk materiale til dyrefoder .

Ved fremstilling af dyrefoder ud fra animalsk råmateriale såsom fisk eller fiskemasse er det almindelig^ at råmaterialet koges, presses og tørres, idet den udpressede væske centrifugeres med henblik på fraskillelse af fedtstof eller olie, mens den tørrede, proteinrige masse anvendes som dyrefoder.

2 147461

En. fremgangsmåde af denne art er omhandlet i svensk fremlæggelsesskrift nr, 351.433, ved hvilken det animalske materiale opvarmes i en åben beholder, hvorefter fedt og limvand fraskilles fra det faste materiale i en centrifuge, idet det fraskilte yderligere adskilles i fedt og limvand i en yderligere centrifuge. De fraseparerede faste stoffer fra begge centrifuger tørres til kødmel. Ved denne fremgangsmåde tilbageføres en del af det fraseparerede limvand til et sted mellem tilførslen til opvarmningsbeholderen og fraskillelsestrinnet med henblik på opvarmning af det behandlede materiale for at undgå de inddampnings-problemer, der ville opstå ved anvendelse af vanddamp til opvarmningen af materialet. Ved denne fremgangsmåde opnås kun en forholdsvis begrænset fjernelse af fedt fra faststofferne, hvilket forringer disses kvalitet som dyrefoder, ligesom materialet lokalt kan blive kraftigt opvarmet af det f.eks. 140°C varme limvand.

Almindeligt anvendte kogeapparater, som anvendes til opvarmningen af råmaterialet, består i regelen af en vandret anbragt, indvendig cylinderformet kappe, hvis indre indeholder en skruetransportør, som kontinuerligt transporterer massen fra tilførselsenden til bortførselsenden. Opvarmningen foregår først og fremmest ved indirekte damptilførsel, dvs. tilførsel af damp til et dampkammer i kappen og til transportskruen.

Fra norsk patentskrift nr. 128.799 kendes der et kontinuerligt kogeapparat, som består af et lige antal, lodret anordnede kogesektioner, som er forsynet med hver sin rotor, og som er lodret anbragt ved siden af hinanden og koblet i serie.

Ved den art kontinuerlige kogeapparater, hvor opvarmningen af det materiale, som skal koges, finder sted ved hjælp af den opvarmede roterende rotorstamme, vil overfladetemperaturen på rotoren være forholdsvis høj, f.eks. i området 160°til 170°C.

Dette medfører, at man ved kogeapparater af denne type får en forholdsvis ujævn kogning af det animalske materiale, samtidig med at de ophedede yderflader er stærkt udsat for at blive dækket med fastbrændte aflejringer fra råstoffet. En sådan fastbrænding 3 147481 sammen med den forholdsvis komplicerede konstruktion af den art kogeapparater medfører store problemer i forbindelse med rengøring af apparaterne. Desuden vil den fastbrændte belægning på varme-fladerne medføre en væsentlig reduceret varmeoverføringsvirkning, ligesom den vil forringe tørstoffets kvalitet som dyrefoder.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en fremgangsmåde og et apparat til varmebehandling af animalsk materiale til dyrefoder, hvor de ovennævnte ulemper er fjernet, og som giver en jævn opvarmning af materialet til en temperatur, som ligger under ca. 100°C, nærmere betegnet en temperatur, som er tilstrækkelig til at sikre koagulering af proteinstofferne i råmaterialet, samtidig med at de fleste af næringsstofferne og vitalstofferne i materialet udsættes for en minimal denaturering, og hvor de parametre, som influerer på koaguleringsforløbet, let kan ændres og tilpasses de forskellige materiale- eller fiskearter med henblik på en mest mulig skånsom og udbytterig drift, samt hvor apparatet til udøvelse af varmebehandlingen foruden at være enkelt og økonomisk tillige er hygiejnisk i drift og let at rengøre.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at materialet pumpes gennem en cylinderformet reaktor med sibælter til tilførsel og bortføring af forvarmet væske til begyndende koagulering af proteinindholdet, hvorved væske føres gennem reaktorens opvarmningszone i medstrøm eller modstrøm med materialet, eller i medstrøm i en del af opvarmningszonen og i modstrøm i en anden del ved reversering af væskestrømmen, hvorhos a) den forvarmede væske i en første driftstilstand tilføres reaktorens opvarmningszone gennem sibælter anbragt i begge ender af opvarmningszonen og ledes ud gennem et mellemliggende sibælte, og b) i en anden driftstilstand ved reversering af væskestrømmen tilføres gennem det mellemliggende sibælte og tappes ud gennem de ved enderne liggende sibælter.

I den første driftstilstand føres materialet først i medstrøm med den forvarmede væske og opvarmes derved forholdsvis hurtigt til en relativt lav temperatur, mens det på den sidste del af dets vej gennem reaktoren føres i modstrøm med den forvarmede væske og derved gradvis meddeles en forholdsvis høj 147461 4 temperatur. Man opnår derved i begyndelsen en ret skånsom opvarmning af materialet samtidig med, at man opnår en ret fuldkommen koagulering af proteinstoffer i og uddrivning af fedtstoffer fra materialet, uden at man risikerer nogen fastbrænding af dette i reaktoren.

I den anden driftstilstand føres materialet først i modstrøm med den forvarmede væske og derpå i medstrøm med denne, hvorved man først opnår en forholdsvis hurtig opvarmning af materialet til en vis temperatur og derefter en fastholdelse og eventuelt en langsom forøgelse af denne temperatur.

I hver af de to driftstilstande kan disse generelle forhold yderligere afstemmes ved variation af de mængder af forvarmet væske, der tilføres til henholdsvis bortledes fra hvert af de ved enderne anbragte sibælter.

Der er således ved fremgangsmåden skabt mulighed for at tilpasse varmebehandlingen af det animalske materiale optimalt efter dettes egenart, så at det efter behandlingen er bedst muligt egnet som dyrefoder.

Der kan via yderligere sibælter i reaktorens opvarmningszone tilføres forvarmet spildevand, som er frasiet beholderen for det animalske materiale. Herved løses dels et spildevandsproblem, dels beriges dyrefoderet med det koagulerede proteinindhold i spildevandet .

Apparatet til udøvelse af fremgangsmåden er ejendommeligt ved, at det omfatter en cylinderformet reaktor omfattende en pumpe til pumpning af materialet gennem reaktoren, at reaktoren omfatter en opvarmningszone med sibælter til tilførsel og bort- ; føring af forvarmet væske, idet sibælterne er forbundet med tilførsels- henholdsvis udtagningsledninger, som er koblet til recirkulation af den overskydende væske og/eller aftapning af denne, og at der i tilførselsledningerne, som er forbundet med sibælterne, er anbragt ventilorganer, som tjener til styring af den forvarmede væskes strømning gennem sibælterne, hvorhos væsken i et første parti af reaktorens opvarmningszone tillades at passere gennem materialet i medstrøm og i et andet parti i modstrøm.

5 167461

Der kan i området for sibælterne til tilførsel og bortføring af forvarmet væske være anbragt indsprøjtningsdyser for forvarmet spildevand.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, idet der henvises til tegningen, der viser en foretrukken udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen.

Det viste apparat består af en slank, rørformet, lodret reaktor 1 med i det væsentlige glatte inderflader. Ved reaktorens nedre ende er der anordnet en fødepumpe 2 for tilførsel af det til kogning bestemte animalske materiale, der via en tilførselsledning 3 tilføres fra en ikke vist beholder.

Fødepumpen 2 kan f.eks. være en fortrængningspumpe med excentrisk rotor og en svingbar klap anordnet mellem indløbet og udløbet, eller af den art, der er beskrevet i norsk patentskrift nr.

Ϊ37 655. Den art pumper giver en i det væsentlige kontinuerlig fremføring af den ubehandlede masse, som derved føres gennem reaktoren 1, som en prop med meget jævn hastighed.

I den ved tallet 4 betegnede varmeveksler fremskaffes der forvarmet væske med en passende temperatur. Fra varmeveksleren 4 føres den forvarmede væske gennem et rør 5 til et fordelingsrør 6, der ved sin øvre ende er tilkoblet et rørstykke 7, ved sin midterste del et rørstykke 8 og ved sin nedre ende et rørstykke 9. Rørstykkerne 7, 8 og 9 er sammenkoblet med hver sit styrbare ventilorgan henholdsvis 10, 11 og 12. Hver af ventilorganerne er forsynet med en stang, henholdsvis 10a, 11a og 12a, der kan stilles i en førstestilling B, der er vist med fuld optrukken linie, og en anden stilling A, der er antydet med stiplet linie. Det øvre ventilorgan 10 er via en rørstuds 13 forbundet med en første, øvre sigte-indretning 14, der omslutter et øvre afsnit af reaktoren l's opvarmningszone. Det midterste ventilorgan 11 er via en rørstuds 15 tilsluttet en sigteindretning 16 med større sigteflade, der omslutter et midterste parti på reaktoren 1, og det nedre ventilorgan 12 er via en rørstuds 17 tilknyttet en nedre sigteindretning 18, der omslutter et nedre afsnit på reaktorens opvarmningszone.

Få tegningen er der tillige vist et samlerør 18' der ved sin øvre ende via et kort rørstykke 19 er forbundet med det øvre ventilorgan 10, via et andet rørstykke 20 forbundet med det midter- 6 U7A61 ste ventilorgan 11 og via et tredje rørstykke 21 forbundet med det nedre ventilorgan 12.

Opvarmningen af varmevæsken foregår ved hjælp af kondenserende damp, der tilføres gennem en ledning 22, og som udfældes som et kondensat og aftappes gennem en ledning 23, der er tilsluttet det nedre afsnit på varmeveksleren 4. Den opvarmede væske fra varmeveksleren 4 føres ind i fordelingsrøret 6 ved hjælp af en cirkulationspumpe 24, som er anordnet under varmeveksleren 4, og som tillige tjener til udsugning af væske fra samlerøret 18*. Gennem ventilorganerne 10, 11 og 12 ledes væsken fra fordelingsrøret 6 ind i og ud af reaktoren 1 på i det væsentlige to forskellige måder. Når de pågældende ventilorganers ventilstænger 10a, 11a og 12a står i den stilling, der på tegningen er vist med fuld optrukken linie, dvs. stillingen B, vil forvarmet væske blive tilført reaktoren 1 gennem det øvre ventilorgan 10 og den øvre sigte-indretning 14, samtidig med at der tillige bliver tilført væske gennem det nedre ventilorgan 12 og den nedre sigteindretning 18.

Væsken strømmer fra henholdsvis den øvre sigteindretning 14 og den nedre sigteindretning 18 til den midtliggende, dobbelte sigteindretning 16, hvor væsken forlader reaktoren 1 gennem ventilorganet 11 og via rørstykket 20 føres ind i samlerøret 18'.

I ventilstængerne 10a, 11a og 12a"s anden stilling, dvs. stillingen A, vil væsken blive tilført reaktoren 1 fra fordelingsrøret 6 via rørstykket 8 og gennem ventilorganet 11 og den midtliggende sigteindretning 16. I området for sigteindretningen 16 vil en del af væsken strømme i medstrøm med materialets transportretning op mod området for sigteindretningen 14, hvor det via rørstudsen 13, ventilorganet 10 og rørstykket 19 føres ud fra reaktoren 1 til samlerøret 18'. Den øvrige del af væsken i området ved den midtliggende sigteindretning 16 vil føres i modstrøm mod materialets transportretning i reaktoren 1 og vil i området for den nedre sigteindretning 17 via rørstudsen 16, ventilorganet 12 Og rørstykket 21 føres ud af reaktoren 1 og ind i samlerøret 18'.

I begge stillingerne for ventilstængerne 10a, 11a og 12a, dvs. i stilling B og stilling A, vil den forvarmede væske over et afsnit af reaktoren strømme i modstrøm med materialet og over et andet afsnit strømme i medstrøm med det samme materiale. Ved reversering 7 147461 af væskestrømmen gennem sigteindretningerne vil den belægning, der under varmebehandlingsprocessen er dannet på sigtepladerne i sigte-indretningerne, løsne sig og transporteres med materialet videre frem gennem reaktoren 1.

Den hyppighed, hvormed væskestrømmens retning skal ændres, kan på grundlag af empiriske tabeller tilpasses råstoffets tendens til at tætne sigtepladerne, eller styringen af ventilorganerne kan foregå automatisk ved hjælp styreorganer, der er tilkoblet trykfølsomme organer, som afføler tilførselstrykket for vaskevæsken i området ved sigteindretningerne eller trykforskellen over sigtepladerne, og som ved afføling af et tryk over en bestemt værdi afgiver en styreimpuls til ventilorganerne, der omstyrer disse. Det kan være hensigtsmæssigt at anordne ventilorganerne på en sådan måde, at de omstyres, når betingelsen for overtryk foreligger ved ét eller flere af de trykfølsomme organer.

På reaktoren 1 er der tillige anordnet to ringformede indsprøjtningsdyser 25, 26, som er tilsluttet en fælles tilførselsledning 27, gennem hvilken forvarmet spildevand, der er afsigtet fra oplagringsbeholderen for det animalske materiale, tilføres reaktoren 1. Spildevandet eller, hvis materialet er fisk og fiskeråstof, blodvandet forvarmes til en temperatur, der ikke er større, end at koaguleringsprocessen forbliver uvirksom. Når blodvandet kommer ind i reaktoren, vil de stoffer i blodvandet, som kan koagulere, udkoaguleres på det materiale, der pumpes gennem reaktoren, og følge materialet gennem reaktoren. Et passende forhold mellem den mængde fisk eller fiskemasse, der tilføres reaktoren gennem røret 3 og pumpen 2, og den mængde blodvand, som tilføres via tilførselsrøret 27 og dyserne 25 og 26, kan udgøre ca. 80% fiskemasse og ca. 20% blodvand. Dette forhold kan selvsagt variere og er afhængig af massens konsistens og den mængde materiale, der haves på lager.

Overskydende blodvand, dvs. blodvand som efter kogningen ikke indeholder koagulerbare stoffer, vil sammen med den forvarmede væske, der er tilført gennem sigteindretningerne 14 og 17, henholdsvis den midterste sigteindretning 16, og som under varme-behandlingsprocessen er sammenblandet med blodvandet, blive ført 147461 δ ud af reaktoren til samierøret 18'. Fra samlerøret 18' går en del af den brugte væske til en centrifugalrenser 28, hvor fine partikler, der er blevet ført gennem sigterne, fjernes. Fra centrifugalrenseren 28 føres væsken via cirkulationspumpen 24 tilbage til varmeveksleren 4 for fornyet opvarmning og cirkulation tilbage til reaktoren 1. Den overskydende del af væsken bliver via en rørledning 29, der er anordnet ved den nedre del af samlerøret 18', ført til en ikke vist dekanteringsenhed for separat bearbejdelse i denne.

I tilknytning til varmeveksleren 4 er der vist et nedre tilførselsrør 30 og et øvre rør 31, der tjener til henholdsvis tilførsel og aftapning af rensevæske for rengøring af varmeveksleren 4.

På tegningen er der også ved den nedre ende af fordelingsrøret 6 vist et rørstykket 32, som forbinder fordelingsrøret 6 med samlerøret 18*. I rørstykket 32 kan der på hensigtsmæssig måde være anordnet en strubeventil, som åbner og lukker i takt med de forskellige stillinger, som ventilstængerne 10a, 11a og 12a måtte indtage. Når ventilstængerne indtager stilling A, og kogevæske blot tilføres reaktoren 1 gennem den midterste sigteindret-ning 16, vil det være hensigtsmæssigt at have en mindre cirkulation af den forvarmede væske i fordelingsrøret 6 under området for rørstykket 8, så at der, når ventilstængerne føres tilbage til stilling B, i området for rørstykket 32 fremdeles vil være væske med en tilstrækkelig høj temperatur til, at der opnås en uforstyret varmebehandling af massen i reaktoren, navnlig i området omkring sigteindretningen 18.

Temperaturen af den væske, som tilføres materialet i reaktorens opvarmningszone, dvs. i området omkring sigteindretningerne, kan på hensigtsmæssig måde tilpasses det materiale, der skal behandles, og materialets opholdstid i reaktoren.

Sammenhængen mellem koaguleringsgraden og temperaturen ved en opholdstid på 10 minutter i et opvarmet miljø er:

Temperatur °C Koaguleringsqrad % 40 5 50 30 60 80 70 92 147461 9

Af ovenstående tabel fremgår det, at koaguleringen af flydende proteinstoffer sker ved opvarmning af godset til en vis mindstetemperatur (ca. 40°C) og opretholdelse af denne koaguleringstemperatur over et vist tidsrum.

Foruden tid og temperatur er tillige pH-værdien i kogemassen samt "omrøringsgraden" afgørende for udkoaguleringen. Hvis der skal tilvejebringes en fuldstændig udkoagulering i løbet af en rimelig opholdstid, må koaguleringstemperaturen ligges høj, dvs. op mod den maksimalt tilladelige med hensyn til proteindenaturering, dvs. i området 70 til 75°C. Dersom koaguleringen er meget fremskredet, dvs. der er opnået en høj koaguleringsgrad af massen, vil en del af det fedt, der er indlejret i proteingeleen, indesluttes og vanskeligt kunne presses ud ved en efterfølgende presseproces.

Denne indlejring af fedtet kan reduceres hvis koagulerings-graden sænkes, idet en del koagulerbare stoffer sammen med fedt da følger med i væskefasen.

Ved fiskearter, hvor fedtet i stor udstrækning forefindes indlejret i proteingeleen, f.eks. lodder, kan fedtindholdet i melet reduceres med 2-3% ved at sænke koaguleringsgraden, f.eks. ved reduktion af koaguleringstemperaturen fra 95°C til 60°C. med bibeholdelse af opholdstiden.

For fiskearter, hvor fedtet forefindes som ansamlinger, f.eks. i visse organer, er den ovenfor omtalte effekt af mindre betydning. Afhængigt af råstoffet og kravene til melkvalitet er det således af stor betydning, at opholdstid, temperatur, pH-værdiog andre parametre, som har indflydelse på koaguleringsprocessen for massen, kan varieres og styres på helt nøjagtig måde.

Ved apparatet ifølge opfindelsen kan der med enkle midler opnås en hensigtsmæssig styring af de i det foregående anførte parametre. F.eks. kan opvarmningsgraden bestemmes ved temperature på den forvarmede væske, opholdstiden i reaktoren bestemmes ved pumpekapaciteten, og "omrøringen!1 bestemmes ved mængden af forvarmet væske, som pr. tidsenhed påvirker materialet. Endvidere kan den ønskede pH-værdi af den forvarmede væske justeres med passende instrumenter og doseringsapparater, der for tydeligheds skyld ikke er vist på tegningen.

10 147461

Ved et øvre afsnit af reaktoren 1 kan der på hensigtsmæssig måde være anordnet en yderligere sigteindretning 33, hvis sigte-virkning kan reguleres efter behov. Sigteindretningen 33 er tilvejebragt for det tilfælde, at den kogte masse, som føres ud af opvarmningszonen i reaktoren 1, er forholdsvis blød, at opsamle overskydende væske for bortføring af denne, eventuelt til en dekanteringsenhed eller for recirkulation sammen med den øvrige kogevæske .

Den forvarmede væske cirkulerer i det væsentlige i reaktorens opvarmningszone, som fortrinsvis udgør hovedparten af reaktorens længde. Gennem den resterende del af reaktoren, dvs. i området over den øvre sigteindretning 14, transporteres massen med i det væsentlige jævnt eller svagt faldende temperatur for fuldstændig udkoagulering af flydende proteinstoffer. Ved den øvre ende går reaktoren 1 over i et transportrør 34 af passende dimension.

Som nævnt i det foregående kan der som forvarmet væske anvendes spildevand eller blodvand, som afsigtes fra råmaterialet eller fisken under lagringen, men til igangsætning og iøvrigt ved særlig tør fiskemasse kan væsken suppleres med kalkvand, f.eks. fra separate procestrin, eller ferskvand.

Fordelene ved fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen kan resumeres i følgende punkter: 1. Systemet giver en enkel og let styrbar kontinuerlig massereaktor med definerede procesparametre, som hastighed, mængde, temperatur osv.

2. Reaktorvoluminet udnyttes fuldt ud.

3. Massen får en jævn opvarmning til en forholdsvis moderat temperatur, dvs. minimal næringsmæssig forringelse af råstoffet som følge af varmebehandlingen.

4. Ingen direkte kontakt mellem masse og varme flader, der har meget høje temperaturer, dvs. ingen fastbrænding af råstof på apparatets forskellige dele.

5. Apparatets konstruktion er enkel og økonomisk, idet selve reaktoren ikke indbefatter bevægelige dele.

11 147461 6. På grund af den gode udnyttelse af reaktorvoluminet og den lodrette anordning af reaktoren kræver apparatet kun lidt plads.

7. Apparatet muliggør enkel og sikker styring af den forvarmede væskes pH-værdi for at give effektiv koagulering og gunstige betingelser for senere fjernelse af fedt, olie og vand.

8. Apparatet lader sig let rengøre på grund af de enkle geometriske dele, som indgår i apparatet.

9. Apparatet indgår i et tæt system, som giver minimal spredning af lugtstoffer.

Claims (3)

12 147461 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til varmebehandling af animalsk materiale til dyrefoder, kendetegnet ved, at materiale pumpes gennem en cylinderformet reaktor med sibælter til tilførsel og bortføring af forvarmet væske til begyndende koagulering af proteinindholdet, hvorved væske føres gennem reaktorens opvarmningszone i medstrøm eller modstrøm med materialet, eller i medstrøm i en del af opvarmningszonen og i modstrøm i en anden del ved reversering af væskestrømmen, hvorhos a) den forvarmede væske i en første driftstilstand tilføres reaktorens opvarmningszone gennem sibælter anbragt i begge ender af opvarmningszonen og ledes ud gennem et mellemliggende sibælte, og b) i en anden driftstilstand ved reversering af væskestrømmen tilføres gennem det mellemliggende sibælte og tappes ud gennem de ved enderne liggende sibælter.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der via yderligere sibælter i opvarmningszonen af reaktoren tilføres forvarmet spildevand, som er frasiet fra beholderen for det animalske materiale.

3. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det omfatter en cylinderformet reaktor (1) omfattende en pumpe (2) til pumpning af materialet gennem reaktoren, at reaktoren (1) omfatter en opvarmningszone med sibælter (14,16,18) til tilførsel og bortføring af forvarmet væske, idet sibælterne er forbundet med tilførsels- henholdsvis udtagsledninger, som er koblet til recirkulation af den overskydende væske og/eller aftapning af denne, og at der i tilførselsledningerne (13,15,17), som er forbundet med sibælterne (14,16,18), er anbragt ventilorganer (10,11,12), som tjener til styring af den forvarmede væskes strømningsretning gennem sibælterne, hvorhos væsken i et første parti af reaktorens opvarmningszone tillades at passere gennem materialet i medstrøm og i et andet parti i modstrøm.