DK154025B - Fremgangsmaade ved forarbejdning af soyaboenner - Google Patents

Description

DK 154025B

i

Opfindelsen angår en fremgangsmåde ved forarbejdning af sojabønner, ved hvilken disse knækkes til flokning inden ekstraktion til udvinding af sojaolie og sojaskrå.

Sojabønner indeholder ca. 20% lecitinholdig olie og 5 ca. 36% protein. Ved forarbejdningen af sojabønner skil les olien fra proteinet, idet olien udvindes og ekstraktionsresten anvendes som foderskråmel. Ekstraktionen tilvejebringes som regel ved hjælp af opløsningsmidler. Der produceres i dag to slags sojaskrå, 10 såkaldt normalskrå med et proteinindhold på ca. 44%, og skrå af høj kvalitet med et proteinindhold på tilnærmelsesvis 49-50%. Det øgede proteinindhold i sidstnævnte slags skrå opnås ved fjernelse af bønnebælgene, der hovedsageligt indeholder fibre og andre ballast-15 stoffer.

Ved den i dag sædvanligvis anvendte metode opvarmes bønnerne i en tørre- og køleskakt til ca. 90°C, hvorefter de i køleren afkøles til ca. 10°C ved hjælp af en omgivende køletemperatur. Dette procestrin, der med-20 fører en fugtighedsreduktion på ca. 2 vægtpct., har til formål at gøre skallerne sprøde, bringe disse til at briste og til at løsne sig fra selve bønnekernen. Til opnåelse af en tilfredsstillende adskillelse er det imidlertid nødvendigt, inden videre forarbejdning at 25 temperere de hele bønner i mindst 48 timer. Denne tem perering finder sted i tempereringssiloer, der er store og bekostelige bygningskonstruktioner. Efter tempereringen knækkes de hele bønner i kold tilstand i valsestole med to trin til blotlæggelse af skalstykkerne 30 og af kernedelene. Det brækkede materiale skilles ved hjælp af vibrationssier i kernedele og skaller. Skallerne bortsuges efter støvsugerprincippet. Den tilbageblevne fraktion indeholder imidlertid endnu en for stor andel af skaller og skal 2

DK 154025 B

derfor i yderligere to trin skilles i skaller og kernedele. Herefter konditioneres dette for skaller rensede materiale, idet produktets temperatur atter øges til ca. 60-65°C, hvorved den i celler indesluttede 5 olies viskositet mindskes og det forinden hårde brud- bønnemateriale bliver plastisk, for at brudstykkerne dernæst på flokningsvalsestolene med det mindst mulige kraftforbrug kan udvalses til stabile, ca. 0,3 mm tynde fnug.

10 Den i det foregående beskrevne traditionelle metode er af forskellige grunde uøkonomisk, idet materialet dels opvarmes, dels umiddelbart efter opvarmningen atter afkøles og i kold tilstand brækkes ved riffelvalserne, hvorved disse udsættes for en temmelig kraftig 15 mekanisk belastning, hvilket igen medfører en forrin gelse af valsestolenes holdbarhed. Efter brækningen opvarmes materialet påny til ca. 65°C. Metoden er således ret ressourcekrævende, og den er på grund af materialets nødvendige lagring i tempereringssiloerne dis-20 kontinuerlig. Siloerne medfører som nævnt betydelige investeringer.

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe en fremgangsmåde af den angivne art, der er mere økonomisk end de kendte metoder. Fremgangsmåden ifølge opfindel-25 sen skal være kontinuerlig og skal kunne gennemføres uden bekostelige bygningskonstruktioner såsom siloer.

Den tilstræbte økonomi skal hovedsageligt opnås ved energibesparelse. Desuden skal fremgangsmåden ifølge opfindelsen indebære et mindsket slid på de anvendte 30 valsestole, så at disses holdbarhed øges. Ovennævnte formål opnås ved de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger. Besparelse i den nødvendige energi opnås fordelagtigt derved, at materialet, der skal forarbejdes, kun én gang i fluidiseringslejerne bringes 3

DK 154025 B

op på det termiske behandlingsforløbs højeste trin. Fremgangsmåden er kontinuerlig, bekostelige siloer bortfalder, og den mekaniske belastning af indretningen til opbrækning af materialet mindskes, fordi ma-5 terialet forarbejdes og brækkes i varm tilstand.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser et anlæg til udøvelse af den i det foregående omtalte traditionelle metode, 10 fig. 2 skematisk viser en udførelsesform for et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 3 skematisk viser en særlig fordelagtig udførelsesform af anlægget til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

15 De bønner, der skal forarbejdes, tilføres et første fluidi- seringsleje 1, jvf. fig. 2 og 3, til hvilket er sluttet et yderligere fluidiseringsleje 2. De to fluidiseringslejer er anbragt bag ved hinanden. I det første fluidise-ringsleje opvarmes bønnerne hurtigt, hvorefter de di-20 rekte indføres i det andet fluidiseringsleje 2. De to fluidiseringslejer er i fig. 3 vist adskilt, men kan også som regel være sammensluttet i ét med mellemvægge opdelt apparat. I det andet fluidiseringsleje holdes bønnerne varme, hvorefter de gennem en ledning 25 28 tilføres en valsestol 23, i hvilken de brækkes op.

Ved denne metode, hvor de hele, uskrællede sojabønner forarbejdes, fås efter den efterfølgende flokning i et flokningsapparat 24 og den efterfølgende ekstraktion den såkaldte normalskrå, der har et proteinindhold på 30 ca. 44%, fordi bønneskallerne er med i produktet.

Med det kendte anlæg kan man imidlertid også fremstil- 4

DK 154025 B

le den omtalte sojaskrå med høj kvalitet med et proteinindhold på ca. 49-50¾.

Sojabønnerne opvarmes i det første fluidiserings leje 1 til 45°C ved hjælp af varm luft med en temperatur 5 på 165-170°C. Materialet befinder sig i fluidiserings- lejet i mindre end 2 min. Inden for denne korte tid er der ikke nogen væsentlig diffusion, så at der kun unddrages bønnerne maksimalt o,5% fugtighed, hvilket er meget ønskeligt af hensyn til massebalancen. Det 10 har vist sig, at denne hurtige opvarmning af bønnerne er tilstrækkelig til, at skallerne bliver ensartet skøre og løsnes fra kernerne. På denne måde opvarmes alle indførte bønner homogent.

De opvarmede bønner føres gennem en ledning 26 til 15 en riffelvalsestol 3 med ét bearbejdningstrin og fra denne til en hammermølle 4. I disse to apparater sønderdeles bønnerne mekanisk sammen med de løsnede skaller, hvilket er et første trin til adskillelse af skallerne fra kernerne. Ved passende valg af valsespal-20 ten og riflingen samt af hammermøllens sigte deles bøn nerne på dette forarbejdningstrin i to halvdele. Samtidigt hermed løsnes og blotlægges det forinden termisk løsnede materiale fuldstændigt. Desuden blotlægges også bønnekimene. Det således forarbejdede materiale fø-25 res nu ind i det andet fluidiseingsleje 2 mod spild- luftstrømmen fra dette og på en sådan måde, at skallerne fjernes sammen med spildluften.

Materialet ledes modsat spildluftstrømmen via en fordelingsregulator 5, fig. 3, fra hvilken det via flere 30 sigtekanaler 6 indføres i fluidiseringslejets hætte.

Som egnet indretning til ensartet fordeling af det materiale, der skal indføres i spildluftstrømmen, kan og- 5

DK 154025 B

så anvendes som sigter udformede spildluftrør på det andet fluidiseringsleje 2's hætte.

Ved passende valg af sigtehastigheden, d.v.s. spildluftens strømningshastighed, der på enkel vis kan re-5 guleres ved hjælp af et drøvleklap i en spildluftstuds 7, kan såvel skaller som ved ekstrem sigtning skaller og kim separeres. I sidstnævnte tilfælde fås på skallernes side en blanding af skaller, kornbrud, kim og mel i størrelsesordenen 15¾ af den samlede gennemløbs-10 mængde. Denne værdi kan sænkes til mindst lOJK, såfremt man giver afkald på udvinding af kimene. Denne værdi indebærer imidlertid også, at den yderligere adskillelse af skaller og det materiale, der skal genvindes, skal konciperes til kun 15¾ af anlæggets ydelse.

15 Der forefindes således i det andet fluidiseringsleje 2 kun kernehalvdelene og eventuelt også kimene. Alle andre bestanddele er, såfremt de måtte være kommet ind i det andet fluidiseringsleje 2, atter ført ud af dette ved hjælp af en hensigtsmæssig regulering af 20 spildluften fra det andet fluidiseringsleje, idet even tuelt også kimene er ført ud af lejet på den angivne måde. Materialet, der holdes varmt i det andet fluidiseringsleje 2, føres nu gennem en ledning 28, 36 til brækkevalser 23, hvor det brækkes itu, og fra disse 25 via en forbindelsesledning 37 til en flokningsindretning 24 til dannelse af fnug.

Blandingen af skaller, kim og kernedele føres gennem ledninger 44 til et cyklonaggregat med cellehjulssluser 12, i hvilket materialet skilles fra luften. I den-30 ne blanding indføres også en partikelblanding, der i cykloner 8 og 10 er blevet udskilt fra spildluften fra det første fluidiseringsleje 1, og som er blevet transporteret derhen ved hjælp af en transportør 15. Fra en 6

DK 154025 B

transportør 16 ledes blandingen gennem en ledning 29 ind i et sigteapparat 17, hvor materialet opdeles i en fraktion med kim henholdsvis kimdele og større kernedele og i en fraktion med skaller og mel. Skal-5 ler og mel skilles efter den yderligere cyklonudskil lelse i en cyklon 18 i en sigte 21 med sigteåbninger på 1 mm, og det værdifulde mel, der indeholder olie og protein/tilføres via en ledning 32 atter hovedproduktstrømmen, i hvilken det indføres før ekstraktionen.

10 Den dannede melmængde udgør ca. 1¾ af anlæggets ydelse.

Fraktionen med kimdele og større kernedele, der er udvundet i apparatet 17, føres igennem en ledning 33 og forenes med produkthovedstrømmen fra ledningen 28. De to materialedele føres tilsammen gennem den fælles 15 ledning 36 til valsestolen 23. Man kan også som antydet med kortstreglinier i fig. 3 skille den i apparatet 17 udvundne fraktion med kimdele og grovere kernedele i en sigte 22, idet de grovere kernedele via en ledning 34 indføres i ledningen 36, medens de udskilte kimde-20 le via en ledning 35 fjernes fra processen.

De skalfrie halve kerner, der via sigtekanalerne 6 er passeret ind i det andet fluidiseringsleje, fluidise-res i dette, hvorved eventuelt endnu vedhængende skaller løsnes ved partiklernes friktion mod hinanden og 25 fjernes sammen med spildluften. I det andet fluidise- ringsleje 2 reguleres også produktets sluttemperatur, og samtidigt hermed kan man i samspil med det første trins regulering indstille fugtighedsreduceringen på mellem 1 og 2%.

30 Den til de to fluidiseringslejer 1 og 2 nødvendige luftmængde føres i det væsentlige i et kredsløb gennem ledningerne 42, 43, 46 og 40. Kun den luftmængde, der er nødvendig til bortledning af den fra materialet fjernede fugtighed, d.v.s. det vand, der er unddraget mate- 7

DK 154025 B

rialet, tilføres systemet som friskluft via ledninger 47 og 48 og ledes bort som spildluft via ledninger 41 og 41a. Den ringe spildluftmængde medfører en minimal belastning af miljøet og sikrer det mindst mulige ener-5 giforbrug og en optimal udnyttelse af energien. Luften opvarmes ved den viste udførelsesform for anlægget ved direkte forbrænding af et gasformigt eller flydende brændstof.

Man kan også undlade at opvarme luften og i stedet for 10 tilføre den til materialets opvarmning nødvendige var me via et varmeudvekslingsfluidiseringsleje i den første tørrezone. I dette fluidiseringsleje er indbygget varmeudvekslingsrør, der opvarmes med damp, termoolie eller på lignende måde.

15 Materialet fra fluidiseringsiejet 2 samt materialet fra sigten 17 henholdsvis fra sigten 22 tilføres i varm tilstand via ledningen 33 henholdsvis 34 valsestolen 23, der har de sædvanlige to valsetrin, og i hvilken materialet brydes i varm tilstand. Ved denne søn-20 derdeling i varm tilstand i stedet for i den sædvanlige kolde tilstand øges gennemløbsmængden og mindskes de specifikke energiomkostninger. I hvert fald kan man forvente en væsentlig bedre afslidning fra skalfrie bløde bønner og dermed en væsentlig større holdbarhed 25 af valserne. Det således udvundne brud svarer bortset fra melandelen i sigteanalysen til brudet fra koldt brudte bønner og er lige så let at flokkere som dette. Melandelen ved koldt brudte bønner er ca. 5%, medens melandelen ved varmt sønderdelte halve bønner kun er 30 ca. 1%, så at der sammen med melandelen på 1% fra forarbejdningen af blandingen fra spildluften tilsammen fås kun ca. 2%. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen medfører i sammenligning med den i fig. 1 skematisk viste traditionelle metode en forenkling og mindskelse af an- 8

DK 154025 B

tallet af procestrin ved sammenslutning af enkelte trin og ved bortfald af andre indretninger. For det første bortfalder ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen tempereringstrinnet og dermed den i fig. 1 viste 5 tempereringssilo 52. For det andet opvarmes materialet kun én gang, og materialet skal ikke mellemkøles. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er kontinuerlig. Skille-indretningerne til forarbejdning af den med spildluften bortledte blanding skal kun dimensioneres svarende 10 til 15% af den gennem anlægget passerende samlede ma terialemængde i stedet for at skulle dimensioneres svarende til 100¾ af denne mængde, som det er tilfældet ved den hidtil kendte fremgangsmåde. Melandelen i det materiale, der skal ekstraheres, udgør kun maksi-15 malt 50¾ af denne melandel ved den kendte metode. Man kan derfor eventuelt forvente en forbedring af driftsforholdene, idet der f.eks. ved ekstraktion kan opnås en bedre percolation, hvilket dels medfører muligheden for en større gennemløbsmængde i anlægget og dels en bedre 20 drænage af skråen. .

Desuden forenkles sojaoliens rensning for skråpartikler. Størstedelen af luftmængderne recirkuleres, og der af-qives til miljøet kun små spildluftmængder. Ved den traditionelle metode er d-en til miljøet afgivne spild-25 luftmængde hidrørende fra tørringen og kølingen i skakt- tør reren 50 og fra skalseparationen mere end dobbelt så stor. Desuden indeholder luften ved den kendte metode en større mængde støv, fordi melmængden på rågassi-den er over 5¾ af den gennem anlægget passerende mængde 30 i modsætning til 1¾ ved fremgangsmåden ifølge opfindel sen. Det større støvindhold på rågassiden medfører tvangsmæssigt ved samme støvfjernelsesprocedure et større støvindhold på rengassiden. Den samlede emission i de kendte anlæg er således - selv under forudsætning 35 af en dobbelt så god støvudskillelsesgrad i cyklonerne 3

DK 154025 B

på grund af disses mere effektive funktion - fem gange så stor som emissionen ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Den hidtil nødvendige konditionering .ved 63 i fig. 1 bortfalder. Ved fremgangsmåden ifølge op-5 findelsen kan fjernelsen af fugtighed reguleres til mellem 1% og 2%. Ved den traditionelle metode kan fugtigheden kun reguleres inden for meget snævre grænser, og fugtighedsindholdet ligger tvangsmæssigt på mindst 2%, så at fremgangsmåden ifølge opfindelsen er væsént-10 lig mere fleksibel. Tørringen i fluidiseringslejet er langt mere økonomisk og medfører et langt mere ensartet opvarmet og dermed mere ensartet produkt. Afskal-lelsesgraden er ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen mindst lige så god som ved den kendte metode, og ved 15 fremgangsmåden ifølge opfindelsen fås mindre produkt- tab på skalsiden. Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan der frasepareres kim, som eventuelt kan benyttes i processen eller udskilles fra denne. Endelig opnås ved forarbejdningen af materialet i varm tilstand 20 som nævnt, at riffelvalsemøllerne vil have en længere levetid.

Claims (9)

1. Fremgangsmåde ved forarbejdning af sojabønner til udvinding af sojaolie og sojaskrå, hvor sojabønnerne inden ekstraktionen sønderdeles til flokning, kendetegnet ved, at bønnerne opvarmes så hurtigt 5. et første fluidiseringsleje (1) af to efter hinanden følgende fluidiseringslejer (1 og 2), at skallerne løsnes fra kernerne, og at der opnås en homogen opvarmning af alle bønner, og ved, at enten de opvarmede bønner føres direkte ind i det andet fluidiseringsleje (2), 10 hvor de holdes varme, og hvorfra de i varm tilstand føres til sønderdeling og efterfølgende flokning, eller at skallerne skilles fra kernerne på vej fra det første fluidiseringsleje (1) til det andet fluidiserings-leje (2) og kernerne indføres i det andet fluidisering-15 leje, hvor de holdes varme, og hvorfra de i den varme tilstand føres til sønderdeling og til efterfølgende flokning, idet materialet, der skal forarbejdes, kun én gang/nemlig i fluidiseringslejerne7 bringes op på det termiske teknologiforløbs højeste trin, og idet ma-20 terialet fortrinsvis opvarmes af en i det pågældende fluidiseringsleje indbygget varmeveksler.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, ved hvilken bønnerne afskalles mellem de to fluidiseringslejer, kendetegnet ved, at de fra det første fluidiseringsle- 25 je kommende bønner sønderdeles mekanisk på en sådan må de, at skaldelene og kernedelene frilægges, og at det sønderdelte materiale i det andet fluidiseringsleje i jævnt fordelt tilstand føres i modstrøm til dette lejes s.pildluftstrøm på en sådan måde, at skallerne fjernes 30 sammen med spildluften.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at materialet sønderdeles mekanisk ved hjælp af en DK 154025 B riffelvalsestol (23) og flokkes i en efterfølgende hammermølle (24).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at spildluftstrømmen føres gennem som sigteappa- 5 rater indrettede spildluftrør, i hvilke skaldelene skilles fra kernedelene.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at fluidiseringshastigheden i det andet fluidise-ringsleje (2) reguleres på en sådan måde, at de even- 10 tuelt sammen med spildluftstrømmen i dette indførte skaldele og eventuelt frilagte kimdele fra bønnerne fjernes fra dette leje.

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 2-3, kendetegnet ved, at den af spildluft- 13 strømmen medbragte blanding af skal-, kim- og kernedele udskilles fra spildluftstrømmen og skilles fra hinanden i fraktioner ved sigtning.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at blandingen skilles i en skal/melfraktion og i 20 en kimdele/grovere skaldele-fraktion, og at dernæst den sidstnævnte fraktion føres til sønderdeling og efterfølgende flokning.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 6 eller 7, kendetegne t ved, at kimdelene skilles fra blandingen og ud- 25 skilles fra processen. 1 Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at dernæst skaldelene udskilles, medens melet iblandes den flokkerede masse, der skal ekstraheres og dermed tilføres ekstraktionen. ' DK 154025B

10. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den til fluidisering i fluidiseringslejerne nødvendige luft returneres i et kredsløb, og at der til luften i dette kredsløb kun tilsættes den mængde frisk-5 luft, der er nødvendig til at erstatte den mængde luft, som under forarbejdningen fjernes fra processen sammen med det vand, der fjernes fra materialet under dettes forarbej dning.