JP5968323B2

JP5968323B2 - コロイド生成物、その製造法及びその使用

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Publication number: JP5968323B2
Application number: JP2013532059A
Authority: JP
Inventors: ラッド，モーゼンアジャリ; フレンツェル，シュテファン
Original assignee: ズートツッカーアクチェンゲゼルシャフトマンハイム／オクセンフルト
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2031-09-14
Also published as: EP2624706A1; DK2624706T3; CN103228153B; EA022585B1; US9410215B2; CA2813813A1; EA201390526A1; ES2509765T3; WO2012045388A1; US20130239635A1; EP2624706B1; CN103228153A; PL2624706T3; JP2013544501A

Description

本発明は、テンサイ粗汁(Zuckerrueben-Rohsaft)に由来するタンパク質含有画分の成形体を製造する方法、この方法により製造された成形体自身、並びにサイレージ用、飼料として、発酵培地として、燃焼助剤として、燃料として、土壌改良剤又は肥料としてのその使用に関する。

従来は、収穫されたテンサイをまず洗浄するというやり方でテンサイから糖を獲得し、ここで、テンサイからはなおも付着する土並びに葉の残りの大部分が除去される。洗浄工程の後に、切断機によりテンサイを鉛筆の太さの切片に削る。この切片から、弱酸性化された熱水を利用しながら向流抽出することにより製糖が行われる。抽出液の酸性化により、テンサイ粗汁のろ過、並びに抽出された切片のプレス成形性が促進される。抽出において獲得されるテンサイ粗汁は、続いて、抽出物精製に供給される。通例は、この抽出物精製は、いわゆる石灰・炭酸・抽出物精製(Kalk-Kohlensaeure-Extraktreinigung)を利用して、前石灰処理、及び主要石灰処理、並びに第１及び第２の炭酸飽充、並びに第１及び第２の炭酸飽充後の沈殿物の分離の形で行われる。この抽出物精製は、テンサイ粗汁に含有される非スクロース物質、特に高分子物質をできる限り除去するという課題を有する。その際、付加的な低分子物質が抽出物又はテンサイ粗汁に到達しないように、除去されるべき非スクロース物質はできるだけ分解されないべきである。

前石灰処理においては、穏やかな条件下にテンサイ粗汁を、石灰乳の添加により徐々にアルカリ化する。前石灰処理は、定められた量の水酸化カルシウム(石灰乳)を添加しながら行われる。テンサイ粗汁のアルカリ化の結果として、抽出物中に存在する有機酸及び無機酸の中和、並びに、カルシウムと不溶性塩又は難溶性塩を形成するアニオンの沈殿反応が起こる。従って、例えば、リン酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、及び硫酸塩が大部分分離する。その上、コロイド状に溶解された非スクロース物質が凝固し、沈殿する。個々の成分、例えば、シュウ酸塩、リン酸塩、クエン酸塩、硫酸塩のようなアニオン、又はペクチン及びタンパク質成分(Eiweissstoff)のようなコロイドが、特定のpH範囲で沈殿する。このpH範囲内において、同時に沈殿物の圧縮が起こる。前石灰処理中の石灰乳の添加により、タンパク質の凝固も起こる。このタンパク質含量ゆえに、前記の分離された非スクロース物質は、テンサイ粗汁に由来するタンパク質含有画分とも呼ばれる。

続いて行われる、石灰乳の添加による主要石灰処理の課題は、特に、転化糖及び酸アミドの化学分解にあり、この化学分解は、さもないと酸を形成しながら汁濃縮化の範囲で進行するであろう。主要石灰処理において添加される石灰乳は、第１及び第２の炭酸飽充においても重要である。炭酸カルシウムへの変換により、一連の可溶性非スクロース物質に対する強力な吸着剤が、さらには適したろ過助剤も提供される。主要石灰処理プロセスで消費されなかった石灰乳は、両方の炭酸飽充ステップにおける、炭酸飽充ガスとしての二酸化炭素の導入により、炭酸カルシウムに変換される。炭酸飽充は二段階で行われる。第１炭酸飽充では、沈殿及びフロック形成した非スクロース物質、並びにテンサイ粗汁中に含有される色素の一部を、吸着により、形成された炭酸カルシウムに結合する。第１炭酸飽充において得られるいわゆる第１炭酸飽充汁(Schlammsaft)は、ろ過されるか、又はデカンタを通して導かれ、その際に、炭酸飽充汁濃縮液へと煮詰められる。続いて行われる第２炭酸飽充では、いわゆる第２炭酸飽充汁が生成し、これもまたろ過され、その際に、煮詰められる。第１及び第２の炭酸飽充において濃縮された炭酸カルシウムスラリー(炭酸飽充汁濃縮液)は、通例は、統合されプレス成形される。その際に、いわゆる炭酸飽充ケーキ(Carbokalk)が生じる。この炭酸飽充ケーキは、固形分含量が70%超の、貯蔵可能な生成物である。抽出物精製において精製されたテンサイ粗汁は、さらに処理され、白砂糖が得られる。

従来の石灰・炭酸・抽出物精製の著しい不利点は、特に、比較的わずかな精製効果しか達成されないことにあるが、それというのも、すべての非スクロース物質の最大限40%しかテンサイ粗汁から除去されないからである。もう一つの不利点は、この方法は非常に大量の石灰乳を必要とすることにある。しかしながら、石灰・炭酸・抽出物精製法に使用される石灰乳の製造、及び焼石灰を製造する際に生成する廃棄物の処分は、比較的高コストである。石灰炉及び汁精製設備からのCO₂排出量も非常に高い。その上、石灰・炭酸・抽出物精製法において生じる、石灰及び分離された汁不純物からなる炭酸飽充ケーキは、単に肥料としてしか使用することができない。

この技術的問題を回避するために、EP 1 682 683 Aからは、以下のステップ、すなわち非スクロース物質、つまりタンパク質含有画分を沈殿及び/又は凝固させることを目的とした、石灰乳の添加による、テンサイ粗汁の前石灰処理、少なくとも１つのフロック形成助剤の添加、少なくとも１つの第１分離装置を使用しながら、透明な前石灰処理汁が得られる、前石灰処理汁からの凝固物の分離、凝固物を分離した後に得られる透明な前石灰処理汁の、石灰乳の添加による主要石灰処理、並びに第１、及び場合によっては第２の炭酸飽充の実施、を含むテンサイ粗汁の抽出物精製法が公知である。

つまり、この方法では、通例の方法とは異なり、前石灰処理の間に沈殿又は凝固したタンパク質含有画分が、第１及び第２炭酸飽充の後になって初めてではなく、前石灰処理後にすでに分離される。このように得られた、濃縮されたタンパク質含有画分は、均質化することができるか、又は別の成分と混ぜてから均質化することができる。もっとも、そのようにして得られたタンパク質含有画分は、なおも比較的高く望ましくない水分量を有し、この水分量は、この生成物の安定性、それゆえに使用可能性も著しく制限する。この生成物は、粘着性であって不均質である。

EP 1 682 683 A

従って、本発明の技術的課題は、前記の不利点を克服する方法及び生成物を提供すること、特に、テンサイ粗汁のタンパク質含有画分から、多数の使用、特に商業的に関心をそそる使用に適した、均質で、貯蔵安定性のある乾燥生成物を得ることができる方法を提供することである。

本発明は、その技術的課題を、特に主要請求項の教示の提供によって解決する。特に、本発明は、その技術的課題を、テンサイ粗汁に由来するタンパク質含有画分の成形体を製造するための方法であって、a)テンサイ粗汁を前石灰処理して、得られる前石灰処理汁中で生成する非スクロース物質の凝固物を形成させるステップ、b)少なくとも１つの第１分離装置を使用して前石灰処理汁からステップa)で得られた凝固物を分離して、タンパク質含有画分を得るステップ、c)ステップb)で得られたタンパク質含有画分を、少なくとも１つの担体と混合するステップ、及びd)成形装置において、ステップc)で得られるタンパク質含有画分及び担体の混合物を成形して、タンパク質含有画分の成形体を得るステップを含む方法の提供によって解決する。

本発明は、その技術的課題を、本発明による方法を利用して得られる成形体の提供によっても解決する。

従って、本発明は、有利かつ意外なことには、第１ステップにおいてテンサイ粗汁が前石灰処理され、それにより前石灰処理汁が生成する方法であり、ここで、テンサイ粗汁中に含有される非スクロース物質から凝固物が形成され、よってこの凝固物は、テンサイ粗汁の前石灰処理により生成した前石灰処理汁中に含有されている。本発明は、さらなる一ステップにおいて、凝固物を前石灰処理汁から分離し、ここで、第１分離装置がこの目的のために使用され、タンパク質含有画分が凝固物の形状で得られる。続くステップでは、得られたタンパク質含有画分が、少なくとも１つの担体と混合され、特に均質な混合物へと混合され、それに続くステップにおいて、得られたタンパク質含有画分及び担体の混合物が、成形装置において成形プロセスを受け、このプロセスによりタンパク質含有画分の成形体が形成される。

本発明により提供される、ステップb)で得られるタンパク質含有画分と混合される少なくとも１つの担体の使用により、意外かつ有利な方法で、混合物、特に均質な混合物を得ることが可能であって、この混合物は、続くステップにおいて、特に優れた成形適性及び乾燥適性により特徴づけられ、さらには特に均質な構造を有する。つまり、本発明による方法は、特に均質な構造及び高い貯蔵安定性を示す成形体、特に乾燥成形体の獲得を可能にする。その上、得られた生成物は、ほとんど粘着性を有しないか、または全く粘着性を有しない。

タンパク質含有画分が担持されて成形される、本発明による方法とは異なり、担持されず成形されていないタンパク質含有画分の乾燥は、その粘着性及び乾燥の際に生じるホコリ発生のため、技術的及び経済的コストの著しい上昇をもたらす。

図１は、テンサイ粗汁に由来するタンパク質含有画分からなる成形体を獲得するための、本発明による装置の一実施形態の図である。図２は、本質的には図１に対応するが、乾燥かつ粉砕されたテンサイ切片を供給する装置の代わりに、乾燥かつ粉砕されたテンサイ切片の代わりに担体として使用される、乾燥させたタンパク質含有画分を再利用する装置が存在する。

本発明との関連では、「テンサイ粗汁」とは、慣用の抽出法又はプレス法を利用してテンサイ切片から得ることができる、特に、例えば、いわゆる浸出法におけるおよそ65〜75℃での向流抽出のような熱抽出法によって、電気穿孔法支援の抽出法(Elektroporation-gestuetzte Extraktionsverfahren)又はプレス法によって抽出される汁又は糖含有水性媒体と理解される。この、糖に富むテンサイ粗汁は、糖(スクロース)のほかに、さらに、非スクロース物質と呼ばれる、テンサイの様々な有機成分及び無機成分を含有する。

本発明との関連では、テンサイ粗汁中に含有される「非スクロース物質」とは、タンパク質成分、多糖類、及び細胞壁構成要素のような高分子物質、並びに低分子有機化合物、並びに無機酸又は有機酸、アミノ酸、及び鉱物成分と理解される。細胞壁構成要素は、特に、ペクチン、リグニン、セルロース、及びヘミセルロースである。これらの物質は、タンパク質のほかに特にヌクレオプロテイド、又は糖タンパク質がそれに数えられるタンパク質成分と同様に、親水性巨大分子としてコロイド分散形状で存在する。有機酸は、例えば、乳酸塩、クエン酸塩、ペクチン酸、及びシュウ酸塩である。無機酸は、特に、硫酸塩及びリン酸塩である。

「前石灰処理」とは、テンサイ粗汁又はテンサイ抽出物への石灰乳の添加、特に最高およそ0.1〜0.3gCaO/100mlテンサイ粗汁への添加と理解される。前石灰処理においては、テンサイ粗汁が、穏やかな条件下にアルカリ化され、テンサイ粗汁のpH値が、およそ6から、およそ11.5に上昇する。前石灰処理は、ペクチン及びタンパク質のような非スクロース物質のフロック形成、並びに難溶性のカルシウム塩の沈殿に役立つ。

「石灰乳」とは、本発明によると、特に、焼石灰(酸化カルシウム)と水との激しい発熱反応において形成され、前石灰処理及び主要石灰処理において石灰処理剤として使用される水酸化カルシウムと理解される。前石灰処理におけるテンサイ粗汁への石灰乳の添加は、非スクロース物質の沈殿又は凝固を、凝固物の形状で引き起こす。

本発明との関連では、ステップa)において、前石灰処理及び場合によってはフロック形成助剤の添加により凝固物の形状で分離される非スクロース物質をタンパク質含有画分と呼ぶ。このタンパク質含有画分はアルカリ性であり、その有機性ゆえに傷みやすく、チキソトロピー性であって、非ニュートン流体のように振る舞い、特に粘性はせん断応力下で減少し、応力緩和後に再び初期粘性が存在する。

本発明によると、「凝固物」とは、フロック形成プロセスにより形成された、テンサイ粗汁中に存在する非スクロース物質の凝集物と理解される。この凝固物は、特に、有機酸又は無機酸のアニオンとカルシウムとの反応によって形成される、不溶性又は難溶性の塩、及び沈殿した、特に、タンパク質成分、多糖類及び細胞壁構成要素のような、通常はテンサイ粗汁中にコロイド分散している、親水性の高分子テンサイ粗汁構成要素を含む。特に、凝固物中、それゆえタンパク質含有画分中には、コロイド、特にペクチン、タンパク質、セルロース及びヘミセルロースと同様に、シュウ酸塩、クエン酸塩、リン酸塩、硫酸塩及びペクチン酸のようなアニオンが存在する。フロック形成プロセスは、架橋性ポリマーの吸着によって凝集が起こるフロック形成、及び反発力の減少乃至低下によって凝集が起こる凝固に区分される。フロック形成速度は、温度、pH値、及び石灰乳の添加の仕方に依存する。個々の汁成分、例えば、シュウ酸塩、リン酸塩、クエン酸塩及び硫酸塩のようなアニオン、並びにペクチン及びタンパク質のようなコロイドの沈殿は、特定のpH範囲で起こり、このpH範囲内で沈殿物の緻密化が起こる。最大量のコロイドがフロック形成し、不溶性石灰塩の沈殿がほぼ完全であるpH値が、前石灰処理の最適フロック形成点と呼ばれる。最適フロック形成点において沈殿が起こると、コロイド分散された、高分子の汁構成要素の一様で安定なフロック形成に至る。

ペクチン及びタンパク質の沈殿及び凝固は、ある特定の、温度に依存した滞留時間を必要とする。本発明によると、前石灰処理は、低温又は高温の前石灰処理として行われ得る。好ましくは、低温の前石灰処理が、前石灰処理温度およそ38〜40℃で実施される。しかしながら、本発明によると、テンサイ粗汁への石灰乳の添加を高温の前石灰処理として、テンサイ粗汁の温度55℃〜75℃で実施するという可能性も存在する。

テンサイ粗汁を前石灰処理するための、石灰乳の添加は、本発明によると、好ましくは、漸進的な前石灰処理として行われる。テンサイ粗汁の塩基性度若しくはpH値の漸次的な上昇による、漸進的な前石灰処理は、好ましくは、石灰乳石灰処理剤のゆっくりとした供給、又は少量の断続的な石灰乳個別添加によって行われ、特にpH最適条件をゆっくりと進行する。

本発明によると、前石灰処理の間の、テンサイ粗汁の漸進的なアルカリ化が、例えば、炭酸飽充段階に由来する炭酸飽充汁濃縮液を利用して、すでにアルカリ化されたテンサイ粗汁による向流中で行われ得ることが好ましい。向流における漸進的なアルカリ化とは、再循環される塩基性度のより高い汁が、混合ゾーン内において異なる塩基性度勾配が形成し得ることなく、できる限り迅速に、塩基性度の低い汁と混合されるということを意味する。

本発明のさらなる好ましい一実施形態では、ステップa)に続きステップa1)において、少なくとも１つのフロック形成助剤を利用して、特に少なくとも１つのフロック形成助剤を添加することによりフロック形成が行われる。好ましくは、フロック形成助剤は、ポリマー、例えば、コポリマーであってもよい。フロック形成助剤は、特に好ましい実施では、ポリアニオン性フロック形成助剤であってもよい。

本発明によると、好ましい実施では、前石灰処理後、及び形成された凝固物の分離前に、前石灰処理汁に、少なくとも１つのコポリマー、例えばアクリルアミドとアクリル酸ナトリウムからの、特にモル質量がおよそ5000000〜およそ22000000のコポリマーが、ポリアニオン性フロック形成助剤として、好ましくは最高1〜8ppmの濃度で添加される。

本発明との関連では、「フロック形成助剤」とは、コロイド懸濁液中の粒子が凝集してフロックを形成して、例えば沈降後には系から除去可能であるように粒子のゼータ電位に影響を及ぼす物質と理解される。従って、フロック形成助剤は、水中でたいていの場合は負に帯電した粒子の静電反発作用を克服しなければならない。本発明によると、フロック形成助剤は、沈降促進剤でもあり得る。「フロック形成助剤」又は「沈降促進剤」とは、本発明との関連では、固体粒子の凝集によるより大きな単位又はフロックの形成を引き起こす化合物と理解される。フロックとして凝集することにより、固体は、その、より大きな質量ゆえに、顕著により迅速に沈殿することができる。同時に、個々の粒子間の孔が大きくなるため、沈殿したスラリー中に存在する水が、ろ過又は遠心分離により容易に除去され得る。本発明により好ましく使用されるポリアニオン性フロック形成助剤は、液相中での粒子の分散に影響を及ぼすのではなく、架橋性ポリマーの吸着により粒子の凝集を引き起こすため、いかなる凝固作用も有さない。

好ましい実施形態において本発明によりポリアニオン性フロック形成助剤として使用される、アクリルアミドとアクリル酸ナトリウムからのコポリマーは、およそ5000000〜およそ22000000という、分子量が比較的大きい水溶性有機合成高分子電解質である。これらの化合物は、中程度から強度のイオン性である。特に好ましくは、フロック形成助剤として、製品2440及び2540(Stockhausen社)、並びにAN 945(Clarflok社)が使用される。

本発明によると、十分な滞留時間後に、前石灰処理中に及び場合によってはフロック形成助剤の使用下に形成された凝固物を、第１分離装置の使用下で前石灰処理汁から分離する。「分離装置」とは、本発明によると、特に、固液分離のための装置と理解される。固液分離は、重力、遠心力、圧力、又は真空の活用に基づく機械的方法に基づく。本発明により使用される分離装置の作用機序がそれに基づく固液分離法には、例えば、デカント、ろ過、沈降、浄化、及び遠心分離が含まれる。

本発明の好ましい一実施形態では、第１分離装置として、デカンタ(Dekanteur又はDekanter)、特に静的デカンタ又は動的デカンタが使用される。「デカンタ」、特に静的デカンタ又は動的デカンタとは、沈降の原理に基づき重力を利用して、沈降した物質を液体から機械的に除去するために利用される装置又は機器と理解される。

本発明によると、特に、好ましい実施形態では、第１分離装置としてデカンタを使用する際に、前石灰処理汁に1〜3ppmのフロック形成助剤が添加される。

本発明のさらなる好ましい一実施形態では、第１分離装置として遠心分離機が使用される。遠心分離機とは、遠心力を活用しながら物質混合物を分離する装置と理解される。回転する遠心分離機の内部に存在する分離物は、いわゆる遠心力にさらされる。好ましくは、第１分離装置として使用される遠心分離機は、分離板型遠心分離機又はデカンタ型遠心分離機である。「分離板型遠心分離機」又は「分離板型セパレータ」とは、本発明によると、回転する円錐形遠心板(Schleuderblech)を備えた遠心分離機と理解され、その遠心板に沿ってより重い成分が外側に導かれる一方で、より軽い成分は軸近くに集まり、そこから外に向かって排出される。「デカンタ型遠心分離機」とは、本発明によると、たいていの場合は円錐形でしばしば連続的に作動するスクリュー排出型遠心分離機と理解される。

本発明によると、特に、例えば、第１分離装置として分離板型遠心分離機又はデカンタ型遠心分離機が使用される際に、前石灰処理汁に1〜8ppmのフロック形成助剤が添加される。

特に好ましい実施形態では、タンパク質含有画分が固形分含量30〜50重量%、好ましくは32〜48重量%、好ましくは35〜45重量%、及び特に37〜40重量%(固形分含量は本教示においては、他の記載がない限り、総組成物の重量に対してである)を有するほどに、第１分離装置によって液体媒体を除去する。もっとも、特に好ましい一実施形態では、所望の固形分含量が第１分離装置通過後にはまだ達成されず、第２分離装置を通過後に初めて達成されてもよい。

それに応じて、本発明のさらなる好ましい一実施形態では、第１分離装置の使用下に透明な前石灰処理汁から分離された凝固物をステップb1)において、少なくとも１つの第２分離装置の使用下に、場合によってはさらに濃縮し濃厚化する。

本発明により好ましくは、凝固物のさらなる濃厚化及び濃縮が、膜フィルタプレス(ケーキの垂直排出)又は一つ若しくは複数の自動プレスフィルタ(ケーキの水平排出)の形状の、少なくとも１つの第２分離装置の使用下に行われる。本発明との関連では、「膜フィルタプレス」とは、フレームフィルタプレス又はチャンバフィルタプレスのいずれか一方として設計されているフィルタ装置と理解される。

本発明により好ましくは、第１分離装置を使用して得られた凝固物を、その上、第２分離装置としての一つ又は複数のデカンタ型遠心分離機、一つ又は複数の真空回転フィルタ、及び/又は分離板型セパレータを使用しながらさらに濃厚化し濃縮することができる。

特に好ましい一実施形態では、ステップb)に続きステップb1)において、分離された凝固物が、第２分離装置の使用下に、固形分含量30〜50重量%、好ましくは32〜48重量%、好ましくは35〜45重量%、特に37〜40重量%に濃縮される。

第１分離装置及び第２分離装置を使用する分離ステップにより得られた透明な前石灰処理汁は、好ましくは統合され、次いで主要石灰処理を受ける。

好ましい一実施形態では、ステップc)において使用される担体が、乾燥させた形状、特に乾燥かつ細砕された形状、特に粉砕されたか又は顆粒化された形状で存在する担体である。

特に有利かつ本発明によると好ましい方法においては、ステップc)で使用される担体は、乾燥テンサイ切片、NTT切片、サイクロンダスト(Zyklon-Staub)、グルテン、又は乾燥させたタンパク質含有画分の形で存在してもよい。

本発明との関連では、NTT切片とは、糖蜜化低温乾燥切片と理解され、特に、糖蜜添加前には固形分含量が38〜44重量%であって、糖蜜添加後には固形分含量が42〜48重量%であるような糖蜜化低温乾燥切片である。

本発明との関連では、サイクロンダストとは、慣性力によって、ガス流から半径方向に分離される粒子と理解される。

本発明との関連では、グルテンとは、穀類種子中に存在する、タンパク質の物質混合物と理解される。

本発明の好ましい実施形態では、ステップc)において使用される担体、特に乾燥テンサイ切片、又は乾燥させたタンパク質含有画分が、細砕された、特に粉砕されたか又は顆粒化された形状で存在してもよい。

従って、本発明は、特に好ましい実施形態では、担体として、乾燥させたタンパク質含有画分が使用され、好ましくは、本発明による方法自身を利用して製造された、特に、つまり本発明により製造された、細砕された、場合によっては粉砕された成形体であるような画分が使用される。

本発明のさらなる好ましい一実施形態では、ステップc)で使用される担体の固形分含量が85〜99重量%、特に88〜95重量%である。

さらなる好ましい一実施形態では、ステップc)におけるタンパク質含有画分と少なくとも１つの担体との重量比は、(2〜12):1、好ましくは(6〜12):1、好ましくは(7〜11):1、特に(8〜10):1、好ましくは9:1である(重量比は本教示においては、他の記載がない限り、それぞれ総重量に基づく重量%から決定する)。

特に好ましい実施形態では、タンパク質含有画分と、この場合乾燥切片とも呼ばれる、乾燥させたテンサイ切片との重量比は、(8〜10):1、特に9:1である。特に好ましい実施形態では、得られる混合物の総固形分含量40〜60重量%、特に40〜55重量%、好ましくは42〜55重量%、特に43〜55重量%、特に43〜53重量%、好ましくは42〜53重量%、特に50〜55重量%、好ましくは52〜54重量%をもたらす、タンパク質含有画分と乾燥切片との重量比が使用される。

特に好ましい一実施形態では、タンパク質含有画分とNTT切片との重量比は、(4〜8):1、特に(5〜6):1である。特に好ましい実施形態では、得られる混合物の総固形分含量40〜60重量%、特に40〜55重量%、好ましくは40〜50重量%、特に40〜45重量%をもたらす、タンパク質含有画分とNTT切片との重量比が使用される。

さらなる好ましい実施形態では、タンパク質含有画分とサイクロンダストとの重量比は、(8〜10):1、特に9:1である。特に好ましい実施形態では、得られる混合物の総固形分含量40〜60重量%、特に40〜55重量%、好ましくは42〜55重量%、特に43〜55重量%、特に43〜53重量%、好ましくは42〜53重量%、特に50〜55重量%、好ましくは52〜54重量%をもたらす、タンパク質含有画分とサイクロンダストとの重量比が使用される。

本発明のさらなる好ましい一実施形態では、タンパク質含有画分と乾燥させたタンパク質含有画分との重量比は、(2〜4):1、好ましくは3:1である。特に好ましい実施形態では、得られる混合物の総固形分含量40〜60重量%、特に40〜55重量%、好ましくは42〜55重量%、特に43〜55重量%、特に43〜53重量%、好ましくは42〜53重量%、特に50〜55重量%、好ましくは52〜54重量%をもたらす、タンパク質含有画分と乾燥させたタンパク質含有画分との重量比が使用される。

特に好ましい実施形態では、使用される担体、特に乾燥切片の粒径が、最大3mm、特に0.5〜3mmである。さらなる好ましい一実施形態では、ステップｃ)で製造された、担体、特に乾燥切片とタンパク質含有画分の混合物中に、20重量%以下の乾燥切片が、乾燥かつ粉砕された形状で存在する。

特に好ましい一実施形態では、使用される担体、特に乾燥かつ粉砕されたタンパク質含有画分の粒径が、最大1.5mm、特に0.5〜1.5mmである。

さらなる好ましい一実施形態では、ステップｃ)で得られる、タンパク質含有画分と少なくとも１つの担体の混合物の固形分含量が、40〜60重量%、特に40〜55重量%、好ましくは42〜55重量%、特に43〜55重量%、特に43〜53重量%、好ましくは42〜53重量%、特に50〜55重量%、好ましくは52〜54重量%である。

本発明の特に有利かつ好ましい一実施形態では、ステップd)で使用される成形装置は、ペレット化するための装置、顆粒化するための装置、又は押出成形するための装置、特にペレット化装置、ペレットプレス、又は造粒用スクリューである。それに応じて、ペレット、顆粒、ロープ、又は押出成形物の形状の成形体が得られる。

本発明のさらなる好ましい一実施形態では、ステップd)に続きステップd1)において、得られた、タンパク質含有画分の成形体の乾燥が行われる。乾燥は、本発明の好ましい実施形態では、機械乾燥、熱乾燥、又は機械乾燥及び熱乾燥として行われる。機械乾燥は、好ましい実施形態においては、デカンタ型遠心分離機の使用を予定する。特に好ましい実施形態では、ステップd1)における熱乾燥は、60〜90℃、好ましくは60〜80℃、好ましくは65〜85℃、特に70〜80℃において行われる。特に好ましい一実施形態では、ステップd1)における乾燥は、タンパク質含有画分の成形体の固形分含量が、少なくとも88重量%、少なくとも90重量%、少なくとも92重量%、少なくとも93重量%、少なくとも95重量%、少なくとも99重量%になるまで行われる。

本発明のさらなる好ましい一実施形態では、得られた成形体が、ステップd)又はd1)に続くステップd2)において細砕、例えば粉砕されるか、又は顆粒化される。好ましい実施形態では、粉末又は顆粒が得られる。

製造された成形体は、特に有利なことには、非常に均質な構造を有し、貯蔵安定性であって粘着性でない。

本発明のさらなる好ましい一実施形態では、ステップc)で使用される少なくとも１つの担体が、特に乾燥かつ細砕された、例えば粉砕された形状にある、ステップd)又は続くステップd1)若しくはd2)で得られる成形体である。それに応じて、本発明は、特に好ましい一実施形態においては、得られた成形体の一部を再循環させるか、又は再利用するもので、ここで、この成形体の一部は、特に細砕かつ乾燥させた形状において、特に有利なことに、テンサイ粗汁から得られるタンパク質含有画分と混合するための担体として適している。

本発明は、さらなる好ましい一実施形態において、本発明による方法を利用して得られる成形体にも関する。このような成形体は、その特別な、タンパク質含有画分、特に非スクロース物質の含量で傑出し、その上、ほとんど又は全く粘着性でない、特に安定かつ均質な構造を特徴とする。

本発明により製造された成形体は、特にサイレージ用に、飼料として、特に真菌、細菌、若しくはその他の微生物用の発酵培地として、燃焼助剤として、燃料それ自身として、土壌改良剤又は肥料として適している。飼料として使用するためには、本発明による非スクロース物質濃縮液を好ましくは細砕し、糖蜜と混合し、乾燥させてから、飼料として使用する。

さらなる有利な形態は、従属項から明らかになる。

本発明を図1及び2、並びに実施例により詳細に説明する。

図１は、テンサイ粗汁に由来するタンパク質含有画分からなる成形体を獲得するための、本発明による装置の一実施形態の図である。本発明による装置1は、テンサイ粗汁を石灰乳処理するための容器3、及びそれと連結された、容器3における前石灰処理で得られた凝固物を前石灰処理汁から分離するための、第１分離装置11を含む。この容器3は、粗汁の流入口5及び石灰乳の流入口7のほかにさらに、図示されていない第１及び第２炭酸飽充から得られる炭酸飽充汁濃縮液を導入するための流入口6を有する。容器3は、同様に、得られた前石灰処理汁を搬出するための流出口9も有する。前石灰処理用容器3の流出口9は、導管19を介して、第１分離装置11の流入口13と連結されているため、前石灰処理用容器3からの前石灰処理汁が、第１分離装置11に到達する。第１分離装置11内では、前石灰処理汁中で形成された凝固物が凝固スラリー(Koagulatschlamm)として、透明な前石灰処理汁から分離される。浄化された前石灰処理汁は、流出口15を介して、第１分離装置11から移される。分離された凝固スラリーは、流出口17を介して第１分離装置11から移される。流出口17は、導管31を介して、任意選択で存在する第２分離装置23の流入口25と連結されているため、第１分離装置11からの凝固スラリーは、流出口17、導管31、及び流入口25を介して、第２分離装置23に到達する。第２分離装置23内では、導入された凝固スラリーが濃縮され、固形分が例えば40重量%の濃縮凝固スラリー、及びもう一つの透明な前石灰処理汁が得られる。濃縮された凝固スラリー、つまりタンパク質含有画分は、導管27を介して、第２分離装置23から混合装置40へと輸送される。乾燥させたテンサイ切片がその中に存在する容器48から、この切片が、搬送装置50を介して細砕装置52に導入され、その細砕装置の中で、固形分が例えば90重量%で、例えば3mm未満の粒径に、切片が粉砕される。粉砕かつ乾燥させた切片は、続いて搬送装置54を介して混合装置40に導入され、そこでタンパク質含有画分と均質かつ完全に混合される。得られた、固形分含量が例えば44〜45重量%の混合物は、搬送装置56を介して、ペレット機として設計されている成形装置58に導入され、固形分含量が例えば44〜45重量%のペレットが得られる。続いて、ペレットを、搬送装置60を介してそこに輸送された乾燥装置62内で、例えば89重量%の固形分含量に乾燥させる。

第２分離装置23内で形成された透明の前石灰処理汁は、流出口29を介して、第２分離装置23から輸送され、その分離装置と連結されている導管33を介して、第１分離装置11からの透明な前石灰処理汁がその中を輸送される導管21に供給される。第１分離装置11及び第２分離装置23からの透明な前石灰処理汁の混合物は、次いで一緒に、導管35を介して、及び図示されていない熱交換器を介して主要石灰処理へと導かれる。

図2は本質的には図1に対応するが、乾燥かつ粉砕されたテンサイ切片を供給する装置の代わりに、乾燥かつ粉砕されたテンサイ切片の代わりに担体として使用される、乾燥させたタンパク質含有画分を再利用する装置が存在する。それに応じて、混合装置40内では、任意選択で存在する第２分離装置23に由来する、固形分含量が例えば40重量%のタンパク質含有画分と、この方法に由来する、乾燥かつ粉砕された、固形分含量が例えば89重量%のタンパク質含有画分とからなる混合物が製造される。この両成分を混合した後、固形分含量が例えば49〜59重量%のこの混合物を、搬送装置56を介して、成形装置58、特にペレット化装置に導入し、搬送装置60を介して乾燥装置62に輸送し、そこで例えば89%の固形分含量に乾燥させる。そのように得られた乾燥ペレットの一部を、搬送装置64を介して細砕装置66に導入し、そこで例えば1.5mm未満の粒径に細砕し、続いて搬送装置68を介して、担体として混合装置40に再利用される。ペレットの別の部分は、その有利な最終使用に供給することができる。

前石灰処理凝固物の分離
前石灰処理
粗汁30kgを、撹拌装置、CO₂導入管、及びpH電極を有する、体積が50lの加熱可能な容器3に加え、55℃に加熱する。20分の時間にわたり、前石灰処理の最適フロック形成点のpH値に至るまで(およそ0.1〜0.3gCaO/100ml汁)、粗汁に段階的に石灰乳を添加する。続いて、沈殿速度を高めるために、ポリアニオン性フロック形成助剤(Praestol 2540 TR)を添加する。形成された透明な上清(透明汁)を貯蔵容器に移動させる。形成された炭酸飽充汁濃縮液を排出し、第１、及びこの場合は唯一の分離装置11、例えば膜フィルタプレス、又はデカンタ型遠心分離機に供給し、そこでタンパク質含有画分が得られる。

タンパク質含有画分は、分離されたばかりのときは、およそ50℃の温度を有する。pH値は、およそ11の塩基性領域にある。この生成物は、有機化合物であるため、傷みやすく、直ちにさらに加工されない場合には、冷却保管する必要がある。この画分の固形分含量(TS)は、35〜41%である。タンパク質含有画分は、8〜10%の糖含量を有する。

さらなる成分は、リン(P)、カルシウム(Ca)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、鉛(Pb)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、並びに例えば、ペクチン、タンパク質、セルロース、及びヘミセルロースのようなコロイドである。このタンパク質含有画分は、押し出し機内でのせん断応力において、チキソトロピー挙動を示し、つまり、非ニュートン流体である。非ニュートン流体の場合、粘性は、一定のせん断応力においては時間とともに低下する(ニュートン流体は、ずり応力に比例して振る舞い、速度には依存していない)。応力が中断されると、この媒体は初期粘性を再び得る。

第１分離装置11から得られたタンパク質含有画分と、乾燥させたタンパク質含有画分、テンサイ切片(乾燥切片)、又はサイクロンダストとの混合比を、5、10、及び15%に固定する。

担体として使用される乾燥切片は部分的には3cm超の大きさであるため、タンパク質含有画分と混合する前に、メッシュ幅が5x5mmである篩を用いてこの切片を分級する。分級により一様な混合物が得られる。

好ましくは、乾燥切片の粒径は、およそ3mmである。

成分を混合するために、撹拌装置に接続されたスターラー40が用意されている。タンパク質含有画分及び乾燥切片(さらにはサイクロンダスト又は乾燥させたタンパク質含有画分も)を容器40に加え、続いておよそ5分混合する。

90重量%のタンパク質含有画分(固形分含量が39.5重量%)と10重量%の乾燥切片(92.0重量%の固形分)とからなる、固形分含量が44.8重量%の混合物が製造された。

第２の混合物が、90重量%のタンパク質含有画分(38.0重量%の固形分)と10重量%のサイクロンダスト(95.7重量%の固形分)とから製造され、43.8重量%の固形分含量を有した。

第３の混合物が、75重量%のタンパク質含有画分(総固形分含量が38.0重量%)と、本発明の方法に由来する25重量%の乾燥させたタンパク質含有画分(95重量%の固形分)とから製造され、52.3重量%の固形分含量を有した。

第４の混合物が、90重量%のタンパク質含有画分と10重量%のサイクロンダスト(95重量%の固形分)とから製造された。第５の混合物が、90重量%のタンパク質含有画分と10重量%の乾燥切片(93.8重量%の固形分)とから製造された。第６の混合物が、70重量%のタンパク質含有画分と、本発明の方法に由来する30重量%の乾燥させたタンパク質含有画分(92.8重量%の固形分)とから製造された。塩酸(25%)に不溶性の部分、つまりナトリウム、カリウム、重金属、塩化物、硫酸塩、及び砂(ケイ酸塩)を含有する、鉱物質の灰分は、第４の混合物に関しては11.33g/100gTS(固形分)、第５の混合物に関しては9.56g/100gTS(固形分)、及び第６の混合物に関しては8.59g/100gTS(固形分)であった。例えば飼料としての使用のために特に低い灰分を有するのは、乾燥切片又は乾燥させたタンパク質含有画分を含む第５及びの第６の混合物である。

以下の、表に基づくさらなる混合物を製造し特徴づけた:

様々な混合物のペレットの密度
得られた混合物は、次いで押し出し機を利用してペレットに成形される。それに続いて、得られたペレットを乾燥棚中で乾燥する。

前記混合物から得られたペレットは、非常に均質な構造、優れた乾燥特性、及び成形特性を示し、貯蔵試験が示すように、非常に貯蔵安定性であって、ほとんど又は全く粘着性でない。
以下、本発明の実施形態を示す。
（１）テンサイ粗汁に由来するタンパク質含有画分の成形体を製造するための方法であって、
a)テンサイ粗汁を前石灰処理して、得られる前石灰処理汁中で生成する非スクロース物質の凝固物を形成させるステップ、
b)少なくとも１つの第１分離装置を使用して前石灰処理汁から凝固物を分離して、タンパク質含有画分を得るステップ、
c)タンパク質含有画分を、少なくとも１つの担体と混合するステップ、及び
d)成形装置において、タンパク質含有画分及び担体を含む得られる混合物を成形して、タンパク質含有画分の成形体を得るステップ
を含む方法。
（２）ステップa)に続きステップa1)において、少なくとも１つのフロック形成助剤を添加することによりフロック形成が行われる、（１）に記載の方法。
（３）ステップb)に続きステップb1)において、第２分離装置を使用することにより、分離された凝固物が固形分含量35〜45重量%に濃縮される、（１）又は（２）に記載の方法。
（４）ステップc)で使用される少なくとも１つの担体が、乾燥テンサイ切片、NTT切片、サイクロンダスト、グルテン、又は乾燥させたタンパク質含有画分である、（１）から（３）のいずれか１に記載の方法。
（５）少なくとも１つの担体の固形分含量が85〜99重量%である、（１）から（４）のいずれか１に記載の方法。
（６）ステップc)における、タンパク質含有画分と少なくとも１つの担体との重量比が、(2〜12):1である(それぞれ総重量の重量%)、（１）から（５）のいずれか１に記載の方法。
（７）ステップc)で得られる混合物の固形分含量が40〜55重量%である、（１）から（６）のいずれか１に記載の方法。
（８）ステップd)に続きステップd1)において、得られたタンパク質含有画分の成形体の乾燥が行われる、（１）から（７）のいずれか１に記載の方法。
（９）ステップd1)における乾燥が、60〜90℃で行われる、（１）から（８）のいずれか１に記載の方法。
（１０）ステップd1)における乾燥が、タンパク質含有画分の成形体の固形分含量が少なくとも88重量%になるまで行われる、（１）から（９）のいずれか１に記載の方法。
（１１）得られた成形体が、ステップd)又はd1)に続くステップd2)において細砕される、（１）から（１０）のいずれか１に記載の方法。
（１２）ステップc)で使用される少なくとも１つの担体が、ステップd)又は続くステップd1)若しくはd2)で得られる成形体である、（１）から（１１）のいずれか１に記載の方法。
（１３）成形装置が、ペレット化するための装置、顆粒化するための装置、又は押出成形するための装置である、（１）から（１２）のいずれか１に記載の方法。
（１４）（１）から（１３）に記載のいずれかの方法により得られる成形体。
（１５）サイレージ用、飼料、発酵培地、燃焼助剤、燃料、土壌改良剤、又は肥料としての、（１４）に記載の成形体の使用。

Claims

テンサイ粗汁に由来するタンパク質含有画分の成形体を製造するための方法であって、
a)テンサイ粗汁を前石灰処理して、得られる前石灰処理汁中で生成する非スクロース物質の凝固物を形成させるステップ、
b)少なくとも1つの第１分離装置を使用して前石灰処理汁から凝固物を分離して、タンパク質含有画分を得るステップ、
c)タンパク質含有画分を、乾燥させた形状で存在する少なくとも1つの担体と混合するステップ、及び
d)成形装置において、タンパク質含有画分及び担体を含む得られる混合物を成形して、タンパク質含有画分の成形体を得るステップ、
を含む、前記方法。
ステップa)に続きステップa1)において、少なくとも1つのフロック形成助剤を添加することによりフロック形成が行われる、請求項１に記載の方法。
ステップb)に続きステップb1)において、第２分離装置を使用することにより、分離された凝固物が固形分含量35〜45重量％に濃縮される、請求項１又は２に記載の方法。
ステップc)で使用される少なくとも1つの担体が、乾燥テンサイ切片、NTT切片、サイクロンダスト、グルテン、又は乾燥させたタンパク質含有画分である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
少なくとも1つの担体の固形分含量が85〜99重量％である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
ステップc)における、タンパク質含有画分と少なくとも1つの担体との重量比が、(2〜12):1である(それぞれ総重量の重量％)、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
ステップc)で得られる混合物の固形分含量が40〜55重量％である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
ステップd)に続きステップd1)において、得られたタンパク質含有画分の成形体の乾燥が行われる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
ステップd1)における乾燥が、60〜90℃で行われる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
ステップd1)における乾燥が、タンパク質含有画分の成形体の固形分含量が少なくとも88重量％になるまで行われる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
得られた成形体が、ステップd)又はd1)に続くステップd2)において細砕される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
ステップc)で使用される少なくとも1つの担体が、ステップd)又は続くステップd1)若しくはd2)で得られる成形体である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
成形装置が、ペレット化するための装置、顆粒化するための装置、又は押出成形するための装置である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。