EP1260571B1 - Verfahren und Anlage zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten - Google Patents

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EP1260571B1
EP1260571B1 EP02008998A EP02008998A EP1260571B1 EP 1260571 B1 EP1260571 B1 EP 1260571B1 EP 02008998 A EP02008998 A EP 02008998A EP 02008998 A EP02008998 A EP 02008998A EP 1260571 B1 EP1260571 B1 EP 1260571B1
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fruit pulp
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fruits
solid
seeds
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Dr. Steffen Hruschka
Klemens Geissen
Jose Antonio Venegas Rodriguez
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GEA Mechanical Equipment GmbH
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Westfalia Separator GmbH
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    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/02—Pretreatment
    • C11B1/04—Pretreatment of vegetable raw material
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    • C11B1/10—Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting
    • C11B1/102—Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting in counter-current; utilisation of an equipment wherein the material is conveyed by a screw

Definitions

  • the invention relates to a process for obtaining oil from fruits or seeds, preferably olives or avocados, with a full-bowl centrifuge and an oil recovery plant according to the preamble of claim 12.
  • US-A-4 794 011 further describes a method of processing a vegetable raw material, in which after heating i.a. carried out an extraction step and in which a screw press is used during processing FR-A-2 442 716 also contains an extraction step.
  • DE 30 21 083 A also discloses that fruits in their processing a High pressure and a subsequent relaxation can be suspended.
  • a generic method and a generic system, which is in have proven particularly useful in olive oil production, are known from EP 0 557 758.
  • a two-phase separation in a solid bowl screw centrifuge carried out, in which the oil as the one phase directly from a solid / water mixture is separated as the second phase.
  • the pre-processing of the olives is done after a washing by means of crushing in a mill containing the olives without the addition of water or at the Use of dried olives under a water additive, which the Fresh water content of fresh olives recovers, processed into a fruit pulp, which is digested in a malaxer downstream of the mill.
  • This Digesting in the malaxeur is used to release the oil, then it in the Malaxeur downstream solid bowl centrifuge into the constituents oil and to be able to separate solid and water.
  • the invention solves this problem on the one hand by a method for oil extraction, which is specified in claim 1. It also dissolves it by a plant for oil production, whose features are specified in claim 12.
  • the previously necessary malaxeur is used to digest the fruit pulp replaced by the fact that the fruit pulp during or preferably after crushing the high pressure and the subsequent relaxation is exposed, wherein an extruder for crushing and the pressure prevailing in the extruder and a subsequent relaxing is used to digest the fruits or seeds.
  • a particular advantage of the invention is the fact that the preprocessing the fruit pulp can be done relatively quickly when replacing the Malaxeurs. So had It turned out, for example, that a residence time of only 6 minutes in the High-pressure line can be enough to unlock the olives enough to be able to process them further in the solid bowl centrifuge.
  • the quality of the oil is comparable to that achievable with malaxeur when processed Quality comparable or even better.
  • olives are in particular also avocados particularly well processable by the method according to the invention.
  • the fruit pulp before entering the high-pressure section and / or while passing through the high-pressure section - by means of a heating device - is heated.
  • the fruit pulp is preferred on max. Heated to 40 ° C and when processing avocados to more than 40 ° C, in particular 40 ° - 80 ° C.
  • the fruits or seeds are preferred first washed and then crushed.
  • the fruit pulp is coming from the high pressure section with the help a relaxation valve relaxes and then directly and / or after further relaxation fed in a further buffer tank of the solid bowl screw centrifuge becomes.
  • Figs. 1 and 2 do not relate to embodiments of this invention.
  • the washed olives are first fed to a mill 1 (e.g., hammer mill). fed.
  • the olives will be added no water, if fresh Olives are processed. Only when processing dried olives so much water is added to the olives that the natural water content is fresher Olives is restored.
  • a pipe 3 is fed to a first buffer tank 4.
  • the first buffer tank 4 facilitates the stable operation of the plant.
  • the high-pressure section 7 comprises the pressure zone 7a and the expansion valve 7b.
  • the pressure zone 7a can, for example, as be designed simple pipe or other homogenizer.
  • the high-pressure section 7 is interpreted as such that in the pressure zone 7a and by means of the subsequent relaxation with a relaxation valve 7b a sufficient Uncovering the pulp or releasing the oil takes place. This is preferably done in the high pressure section 7 generates a pressure of more than 50 bar and the High pressure section 7 or the delivery rate is designed so that the residence time of the pulp in the high-pressure section preferably 2 to 12, in particular 4 to 8 minutes. Particularly good results were at a Lingering of the pulp in the high pressure section reached at 6 minutes.
  • the fruit pulp - e.g. in the buffer tank 4 - by means a heating device, not shown here is heated.
  • fruit pulp should not be more than 40 ° C (producing a high quality Olive oil).
  • the fruit pulp is heated to 30 ° C in the buffer tank. It is also conceivable warming directly when passing through the high pressure section.
  • this is set in such a way that in the solid bowl screw centrifuge directly a separation of the digested Fruit pulp in a first phase oil (cloudy oil) and in a second phase Orujo (water-solid mixture) takes place. It is also conceivable, however, a three-phase processing with the addition of water.
  • Fig. 2 reduces the process to just a few steps. After crushing in the Mill 1 and the passage of the pump 2 takes place directly in the from the pressure zone 7a and the expansion valve 7b existing high pressure section 7 the Aufschlie-Ben the olives prior to their entry into the solid bowl centrifuge 11, which separates the incoming pulp in oil and Orujo (water / solid mixture).
  • the comminution of the fruit pulp is carried out by means of an extruder 12, in which a relation to the environment increased pressure prevails, so that the Extruder 12 itself forms the high-pressure section 7.
  • the Extruder 12 From the extruder 12 is the then open fruit pulp directly or through one or more buffers 4 and / or a feed pump 5 passed into the solid bowl centrifuge.
  • the experimental table of Fig. 4 illustrates that it with the inventive Method is readily possible to produce an olive oil, in particular to consider, is that the expenditure on equipment compared to the use of a Malaxeurs is significantly reduced. How to recognize decreases with increasing Temperature of residual oil content in Orujo.
  • the experiments to Fig. 4 were with a Construction performed, which corresponds to that of FIG. 1

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten, vorzugsweise Oliven oder Avocados, mit einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge und eine Anlage zur Ölgewinnung nach dem Oberbegriff des Anspruches12.
Zum Stand der Technik werden ferner die US-A-4132161, die DE 30 21 083 A, die GB 418 107 A, die US-A-4 794 011 und die FR-A-2 442 716 genannt.
Die US 4,132,1651 beschreibt, dass Früchte einem Hochdruck in einem Druckkessel ausgesetzt werden können, der sodann plötzlich herabgesetzt wird, um die Früchte aufzuschließen und um nach weiteren Verarbeitungsschritten eine Öl-Wasser-Mischung zu erhalten, die in einer Zentrifuge in Öl und Wasser (nebst Fruchtresten) getrennt wird.
Die DE 30 21 083 A und die GB 418,107 beschreiben, dass Früchte bei ihrer Verarbeitung einem Hochdruck und einem nachfolgenden Entspannen ausgesetzt werden können, wobei die GB 418,107 diesen Schritt insbesondere auch bei der Ölgewinnung einsetzt.
Die US-A-4 794 011 beschreibt ferner ein Verfahren zur Verarbeitung eines Gemüse-Rohmaterials, bei dem nach einer Erhitzung u.a. ein Extraktionsschritt durchgeführt wird und bei dem während der Verarbeitung eine Schneckenpresse eingesetzt wird, Auch die FR-A-2 442 716 enthält einen Extraktionsschritt.
Die DE 30 21 083 A offenbart ebenfalls, dass Früchte bei ihrer Verarbeitung einem Hochdruck und einem nachfolgenden Entspannen ausgesetzt werden können.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Anlage, welche sich bei der Olivenölgewinnung besonders bewährt haben, sind aus der EP 0 557 758 bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Zweiphasen-Trennung in einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge durchgeführt, bei welcher das Öl als die eine Phase direkt von einem Feststoff-/Wassergemisch als der zweiten Phase abgetrennt wird.
Die Vorverarbeitung der Oliven erfolgt nach einem Waschen mittels eines Zerkleinerns in einer Mühle, welche die Oliven ohne den Zusatz von Wasser oder bei der Verwendung eingetrockneter Oliven unter einem Wasserzusatz, welcher den Frischwassergehalt frischer Oliven wieder herstellt, zu einem Fruchtbrei verarbeitet, welcher in einem der Mühle nachgeschalteten Malaxeur aufgeschlossen wird. Dieses Aufschließen im Malaxeur dient der Freisetzung des Öls, um es dann in der dem Malaxeur nachgeschalteten Vollmantel-Schneckenzentrifuge in die Bestandteile Öl sowie Feststoff und Wasser trennen zu können.
Die Effizienz dieses bekannten Verfahrens ist an sich bereits sehr gut. Dennoch ist es wünschenswert, alternative Lösungen der Vorverarbeitung des Fruchtbreis vor dem Eintritt in die Vollmantel-Schneckenzentrifuge zu schaffen und insbesondere den apparativen Aufwand zu senken, wobei die Qualität des Öls möglichst gut im Vergleich zum betriebenen apparativen Aufbau sein soll. Die Lösung dieses Problems in verfahrenstechnischer Hinsicht sowie auch in Hinsicht auf die Anlage zur Olivenölgewinnung ist die Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung löst diese Aufgabe einerseits durch ein Verfahren zur Ölgewinnung, welches im Anspruch 1 angegeben ist. Sie löst es ferner durch eine Anlage zur Ölgewinnung, deren Merkmale im Anspruch 12 angegeben sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie bei der erfindungsgemäßen Anlage wird also jeweils der bisher notwendige Malaxeur zum Aufschließen des Fruchtbreis dadurch ersetzt, daß der Fruchtbrei beim oder vorzugsweise nach dem Zerkleinern dem Hochdruck und dem nachfolgenden Entspannen ausgesetzt wird, wobei ein Extruder zum Zerkleinern und der im Extruder herrschende Druck und ein nachfolgendes Entspannen zum Aufschließen der Früchte oder Saaten genutzt wird.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Vorverarbeitung des Fruchtbreis beim Ersetzen des Malaxeurs relativ schnell erfolgen kann. So hat es sich herausgestellt, daß beispielsweise eine Verweilzeit von nur 6 Minuten in der Hochdruckstrecke schon ausreichen kann, um die Oliven genügend aufzuschließen, um sie in der Vollmantel-Schneckenzentrifuge weiter verarbeiten zu können. Die Qualität des Öles ist dabei mit der bei der Verarbeitung mit einem Malaxeur erzielbaren Qualität vergleichbar oder sogar besser. Neben Oliven sind insbesondere auch Avocados besonders gut mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitbar.
Zur leichteren Verarbeitung bzw. zum leichteren Aufschließen des Fruchtbreis ist es ferner denkbar, daß der Fruchtbrei vor dem Eintritt in die Hochdruckstrecke und/oder beim Durchlaufen der Hochdruckstrecke - mittels einer Heizeinrichtung - erwärmt wird. Bei der Verarbeitung von Oliven wird der Fruchtbrei vorzugsweise auf max. 40°C erwärmt und bei der Verarbeitung von Avocados auf mehr als 40°C, insbesondere 40° - 80°C.
Vor dem Eintritt in die Hochdruckstrecke werden die Früchte oder Saaten vorzugsweise zunächst gewaschen und dann zerkleinert.
Vorzugsweise wird der Fruchtbrei aus der Hochdruckstrecke kommend mit Hilfe eines Entspannungsventils entspannt und dann direkt und/oder nach weiterer Entspannung in einem weiteren Puffertank der Vollmantel-Schneckenzentrifuge zugeleitet wird.
Denkbar ist schließlich, die Verarbeitung des Fruchtbreis in einem hermetischen System durchzuführen, ggf. unter Zuführung eines Inertgases. Zusammenfassend ist festzustellen, daß mit dem Ersetzen des Malaxeurs eine Alternative zur Vorverarbeitung in einem Malaxeur geschaffen wird, welche den apparativen Aufwand und insbesondere die Verarbeitungszeit von der ungewaschenen Olive bis zur Herstellung des Öls deutlich verringert. So ist es beispielsweise möglich, in nur 30 Minuten aus Oliven oder Avocados ein fertiges Öl herzustellen. Gegebenenfalls kann das aus der Vollmantel-Schneckenzentrifuge austretende Öl in einem Klärseparator - ggf. unter der Zugabe einiger Gewichtsprozente an Wasser - gereinigt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt:
Figur 1
ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Olivenölgewinnung,
Figur 2
ein Flußdiagramm eines zweiten Verfahrens zur Olivenölgewinnung,
Figur 3
ein Flußdiagramm eines dritten Verfahrens zur Olivenölgewinnung, und
Figur 4
eine Tabelle, welche Versuchsergebnisse der Ölgewinnung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wiedergibt.
Fig, 1 und 2 betreffen keine Ausgestaltungsformen dieser Erfindung.
Nach Figur 1 werden die gewaschenen Oliven zunächst einer Mühle 1 (z.B. Hammermühle) zugeführt. Den Oliven wird dabei kein Wasser zugesetzt, sofern frische Oliven verarbeitet werden. Lediglich bei der Verarbeitung eingetrockneter Oliven wird den Oliven so viel Wasser zugesetzt, daß der natürliche Wassergehalt frischer Oliven wieder hergestellt wird.
Vorzugsweise mit einer Pumpe 2 werden die Oliven sodann von der Mühle 1 über eine Rohrleitung 3 einem ersten Puffertank 4 zugeleitet. Der erste Puffertank 4 erleichtert das stabile Betreiben der Anlage. Alternativ ist es aber auch denkbar, den Puffertank 4 fortzulassen und den in der Mühle hergestellten Fruchtbrei direkt über eine oder mehrere Pumpen (Speisepumpe 5, dieser nachgeschaltete Kolbenpumpe 6) einer Hochdruckstrecke 7 zuzuleiten. Die Hochdruckstrecke 7 umfaßt die Druckzone 7a und das Entspannungsventil 7b. Die Druckzone 7a kann beispielsweise als einfache Rohrleitung ausgelegt sein oder als sonstiger Homogenisator.
Die Hochdruckstrecke 7 ist derart auszulegen, daß in der Druckzone 7a und mittels der nachfolgenden Entspannung mit einem Entspannungsventil 7b ein genügendes Aufschließen des Fruchtbreis bzw. ein Freisetzen des Öls erfolgt. Hierzu wird vorzugsweise in der Hochdruckstrecke 7 ein Druck von mehr als 50 bar erzeugt und die Hochdruckstrecke 7 bzw. die Förderleistung wird derart ausgelegt, daß die Verweildauer des Fruchtbreis in der Hochdruckstrecke vorzugsweise 2 bis 12, insbesondere 4 bis 8 Minuten beträgt. Besonders gute Ergebnisse wurden bei einem Verweilen des Fruchtbreis in der Hochdruckstrecke bei 6 Minuten erreicht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Fruchtbrei - z.B. im Puffertank 4 - mittels einer hier nicht dargestellten Heizeinrichtung erwärmt wird. Die Temperatur des Fruchtbreis sollte jedoch nicht mehr als 40 °C betragen (Herstellung eines hochwertigen Olivenöls). Vorzugsweise wird der Fruchtbrei im Puffertank auf 30 °C erwärmt. Denkbar ist auch eine Erwärmung direkt beim Durchtreten der Hochdruckstrecke. Bei der Verarbeitung anderer Produkte wie Avocados ist auch eine Erwärmung auf mehr als 40° C - insbesondere 40 - 80° C) denkbar.
Aus der Hochdruckstrecke 7 wird der Fruchtbrei entweder direkt oder aber beispielsweise über einen weiteren, vorzugsweise beheizbaren Puffertank 8 und/oder eine Speisepumpe 9 dem Zulauf 10 einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge (in der Zeichnung kurz "VS-Zentrifuge") 11 zugeführt.
Nach einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung wird diese derart eingestellt, daß in der Vollmantel Schneckenzentrifuge direkt eine Auftrennung des aufgeschlossenen Fruchtbreis in eine erste Phase Öl (Trüböl) und in eine zweite Phase Orujo (Wasser-Feststoff-Gemisch) erfolgt. Denkbar ist aber auch eine Drei-Phasenverarbeitung unter dem Zusatz von Wasser.
Fig. 2 reduziert das Verfahren auf nur wenige Schritte. Nach dem Zerkleinern in der Mühle 1 und dem Durchtreten der Pumpe 2 erfolgt direkt in der aus der Druckzone 7a und dem Entspannungsventil 7b bestehenden Hochdruckstrecke 7 das Aufschlie-Ben der Oliven vor deren Eintritt in die Vollmantel-Schneckenzentrifuge 11, welche den eintretenden Brei in Öl und Orujo (Wasser-/Feststoffgemisch) auftrennt.
Nach Fig. 3 wird das Zerkleinern des Fruchtbreis mittels eines Extruders 12 durchgeführt, in dem ein gegenüber der Umgebung erhöhter Druck herrscht, so daß der Extruder 12 selbst die Hochdruckstrecke 7 ausbildet. Aus dem Extruder 12 wird der aufgeschlossene Fruchtbrei dann direkt oder über einen oder mehrere Puffer 4 und/oder eine Speisepumpe 5 in die Vollmantel-Schneckenzentrifuge geleitet.
Die Versuchstabelle der Fig. 4 veranschaulicht, daß es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne weiteres möglich ist, ein Olivenöl herzustellen, wobei insbesondere zu bedenken, ist, daß der apparative Aufwand im Vergleich zum Einsatz eines Malaxeurs deutlich verringert wird. Wie zu erkennen, verringert sich mit zunehmender Temperatur der Restölgehalt im Orujo. Die Versuche zu Fig. 4 wurden mit einem Aufbau durchgeführt, der dem der Fig. 1 entspricht

Claims (12)

  1. Verfahren zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten, vorzugsweise Oliven oder Avocados, mit einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge, wobei die Früchte oder Saaten zerkleinert werden, woraufhin der zerkleinerte Fruchtbrei der Vollmantel-Schneckenzentrifuge zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zerkleinerte Fruchtbrei beim oder nach dem Zerkleinern einem Hochdruck und einem nachfolgenden Entspannen ausgesetzt wird, wobei zum Zerkleinern ein Extruder (12) verwendet wird, so daß die Früchte oder Saaten beim Zerkleinern dem im Extruder (12) herrschenden Druck ausgesetzt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zerkleinerte Fruchtbrei in der Vollmantel-Schneckenzentrifuge (11) in einem Zwei-Phasentrennverfahren in Öl als erste Phase und in ein Feststoff-/wassergemisch - Orujo - als zweite Phase aufgetrennt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei vor dem Eintritt in die Vollmantel-Schneckenzentrifuge erwärmt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei bei der Verarbeitung von Oliven auf max. 40°C erwärmt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei bei der Verarbeitung von Avocados auf mehr als 40°C erwärmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei bei der Verarbeitung von Avocados auf 40°C bis 80°C erwärmt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Früchte oder Saaten zunächst gewaschen und dann zerkleinert werden.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei nach dem Zerkleinern direkt oder über eine Pumpe (2) und/oder eine Rohrleitung in einen Puffertank (4) geleitet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei aus der Hochdruckstrecke (7) mit Hilfe eines Entspannungsventils entspannt wird und dann direkt und/oder nach weiterer Entspannung in einem weiteren Puffertank der Vollmantel-Schneckenzentrifuge (11) zugeleitet wird.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung des Fruchtbreis in einem hermetischen System erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung des Fruchtbreis in einem hermetischen System unter Zuleitung eines Inertgases erfolgt.
  12. Anlage zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten, vorzugsweise Oliven oder Avocados, mit
    A) einer Einrichtung (1) zum Zerkleinem der Früchte oder Saaten zu einem Fruchtbrei,
    B) die als Extruder (12) aus gebildet ist, so dass die Früchte oder Saaten beim Zerkleinem dem im Extruder (12) herrschenden Druck ausgesetzt sind, und
    C) einer dem Extruder (7) nachgeschalteten Vollmantel-Schneckenzentrifuge (11), vorzugsweise mit einer Tauchscheibe versehen, zur Trennung des Fruchtbreis in verschiedene Phasen, vorzugsweise in Öl als erste Phase und in ein Feststoff-/Wassergemisch als zweite Phase.
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