NL1038645C2 - Werkwijze voor het verwerken van aquatische biomassa tot industriã«le grondstoffen, alsmede voedingsmiddelen waarin op deze wijze verkregen grondstoffen zijn verwerkt. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het verwerken van aquatische biomassa tot industriële grondstoffen, alsmede voedingsmiddelen waarin op deze wijze verkregen grondstoffen zijn verwerkt 5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwerken van aquatische biomassa zoals eendenkroos tot industriële grondstoffen.

Eendenkroos wordt op grote schaal gekweekt en vervolgens 10 benut als diervoeding, bijvoorbeeld in de vorm van tot pellets geperste droge stof. Een belangrijk voordeel hierbij is dat het plantje zich iedere 2-3 dagen verdubbelt, waardoor bijvoorbeeld in Nederland oogsten van 20.000 kg droge stof per hectare per jaar mogelijk zijn.

15 Een verder belangrijk voordeel is dat die droge stof 20-45% eiwit bevat, qua aminozuursamenstelling en voedingswaarde vergelijkbaar met eiwit uit sojabonen, terwijl voor sojabonen per hectare per jaar slechts ongeveer 2000 kg droge stof geoogst kan worden. Sojabonen hebben daarentegen 20 als voordeel dat er eenvoudig een zuiver, vrijwel kleurloos eiwit uit gewonnen kan worden, dat onder andere geschikt is voor menselijke consumptie en dat een basis kan vormen voor vegetarische, eiwitrijke voedingsmiddelen zoals vlees-vervangers. Tevens heeft dit eiwit functionele 25 eigenschappen die het geschikt maken voor technische, niet voedsel toepassingen.

De onderhavige uitvinding heeft als doel aquatische biomassa, en meer in het bijzonder eendenkroos, zodanig te 30 verwerken dat daaruit een aantal industriële grondstoffen kunnen worden gewonnen en heeft als kenmerk, dat de biomassa wordt gehomogeniseerd in water en vervolgens wordt gecentrifugeerd en/of gefilterd en/of door een hydrocycloon wordt gevoerd voor het verkrijgen van een eerste super-35 natans die althans in hoofdzaak eiwitten, koolhydraten en kleurstoffen bevat en een eerste vaste fractie die althans 1 0 3 8 6 4 5^ 2 in hoofdzaak cellulose bevat. De vaste fractie kan vervolgens op een op zich bekende wijze worden verwerkt tot zuivere cellulose, geschikt als toeslag bij de fabricage van hoogwaardig papier. Desgewenst kan de vaste fractie 5 opnieuw worden gehomogeniseerd in water en vervolgens nogmaals worden gecentrifugeerd en/of gefilterd en/of door een hydrocycloon worden gevoerd voor het zuiveren van de cellulose en voor het winnen van vooral eiwitten, achtergebleven in de eerste vaste fractie. Vervolgens kan 10 desgewenst op een op zich bekende wijze de vaste fractie chemisch omgezet worden tot carboxymethyl-cellulose dat kan worden benut als verdikkingsmiddel in bijvoorbeeld de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie.

15 Een zeer gunstige realisatie van de inventieve werkwijze die kan worden toegepast bij het verwerken van met name eendenkroos heeft als kenmerk, dat de biomassa wordt gehomogeniseerd door te raspen en/of te persen en/of te malen. Deze wijze van homogeniseren is mogelijk omdat 20 eendenkroos vanwege zijn groeiwijze weinig steunweefsel nodig heeft en dus ook weinig steunweefsel bevat, in tegenstelling tot bijvoorbeeld algen en sojabonen, die een robuustere celwand bezitten.

25 Een verdere gunstige realisatie van de inventieve werkwijze heeft als kenmerk, dat wordt gehomogeniseerd in water met een pH tussen 7,0 en 10,0, waardoor aanwezige eiwitten tijdens het homogeniseren vrijwel volledig in suspensie en/of in oplossing blijven.

30

Een verdere gunstige realisatie heeft als kenmerk, dat de eerste supernatans wordt aangezuurd tot een pH tussen 3,5 en 5,0, waarna deze wordt gecentrifugeerd en/of gefilterd en/of door een hydrocycloon wordt gevoerd voor het 35 verkrijgen van een tweede supernatans die althans in hoofdzaak koolhydraten bevat en een tweede vaste fractie 3 die althans in hoofdzaak eiwitten en kleurstoffen bevat.

De zo verkregen tweede vaste fractie bevat althans in hoofdzaak eiwitten en is in principe geschikt voor menselijke consumptie, doordat hij een hoogwaardige 5 aminozuursamenstelling heeft, vergelijkbaar met de aminozuursamenstelling van soja en doordat hij neutraal van smaak is. Een probleem vormen de aanwezige kleurstoffen, waardoor eiwitproducten vervaardigd uit dit materiaal, zoals vegaburgers en saucijzen een groene kleur zouden 10 hebben. De kleur groen wordt intuïtief geassocieerd met bedorven vleeswaren, waardoor het toepassingsgebied van de zo verkregen eiwitten ernstig wordt beperkt. Een verdere gunstige realisatie van de inventieve werkwijze die aan dit bezwaar tegemoet komt heeft als kenmerk, dat de tweede 15 vaste fractie wordt gesuspendeerd in een organisch oplosmiddel, waarna de suspensie wordt gecentrifugeerd en/of gefilterd en/of door een hydrocycloon wordt gevoerd voor het verkrijgen van een derde supernatans die althans in hoofdzaak kleurstoffen bevat en een derde vaste fractie 20 die vrijwel uitsluitend eiwitten bevat.

Een verdere gunstige realisatie van de inventieve werkwijze waarmee eiwitten worden verkregen die geschikt zijn voor menselijke consumptie heeft als kenmerk, dat een organisch 25 oplosmiddel wordt benut dat is toegelaten voor het bewerken van stoffen die een bestanddeel van voedsel kunnen vormen, zoals bijvoorbeeld een alcohol en meer in het bijzonder ethanol.

30 Een verdere gunstige realisatie van de inventieve werkwijze heeft als kenmerk, dat uit de tweede supernatans koolhydraten worden gewonnen. Aanwezige monosachariden en disachariden kunnen desgewenst in een kristallisatieproces worden gewonnen, terwijl relatief kostbare polysachariden 35 bij voorkeur onder toepassing van ultrafiltratie of reverse osmosis kunnen worden gewonnen.

4

Een verdere gunstige realisatie heeft als kenmerk, dat de derde supernatans in een destillatieproces wordt gesplitst in water, het oplosmiddel en een althans in hoofdzaak kleurstoffen bevattende vaste fractie. Deze fractie kan met 5 voordeel worden toegevoegd aan diervoeding, bijvoorbeeld kippenvoer, terwijl het oplosmiddel kan worden hergebruikt. De vaste fractie bevat bij eendenkroos in hoofdzaak chlorophyl en xantophyl, welke stoffen desgewenst op een op zich bekende wijze uit het mengsel gewonnen kunnen worden. 10 Op vergelijkbare wijze kunnen uit andere aquatische biomassa andere kleurstoffen geïsoleerd worden.

De uitvinding heeft tevens betrekking op voedingsmiddelen waarin eiwitten, koolhydraten en/of kleurstoffen zijn 15 verwerkt, verkregen in een proces zoals dit in de voorgaande paragrafen is omschreven.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van twee voorbeelden.

20

In het eerste voorbeeld wordt een vers gewonnen partij van 1000 kg van in Nederland gekweekt Lemna minor gehomogeniseerd in een maalwerk, waarbij een base, bijvoorbeeld natronloog, wordt toegevoegd, zodanig dat een waterige 25 suspensie met een pH van 8,5 wordt verkregen. Lemna minor bestaat voor ongeveer 95% uit water. Deze suspensie wordt toegevoerd aan twee in serie opgestelde hydrocycloons plus een filterpakket met openingen van ongeveer 100 micrometer, waaruit een cellulose-bevattende vaste fractie van ongeveer 30 10 kg wordt verkregen en ongeveer 990 kg van een suspensie van voornamelijk eiwitten. De suspensie wordt al roerend aangezuurd met een zuur, bijvoorbeeld zoutzuur, tot een pH van 4,2 wordt verkregen, waarna de vloeistof wordt toegevoerd aan twee in serie opgestelde hydrocycloons plus 35 een filter, waaruit ongeveer 20 kg eiwit wordt verkregen.

Dit eiwit wordt gewassen, gedroogd en opnieuw gesuspendeerd 5 in 50 kg alcohol, zoals bijvoorbeeld ethanol, waarna de suspensie intensief wordt geroerd en vervolgens gecentrifugeerd of door een membraanfilter wordt gevoerd. Het zo verkregen eiwit wordt aan de lucht gedroogd en de 5 ethanol wordt teruggewonnen door onder lage druk te destilleren. De na afdampen van de ethanol verkregen kleurstoffen worden gedroogd en gemalen en kunnen op een op zich bekende wijze verder worden gezuiverd en vervolgens bijvoorbeeld worden toegevoegd aan kippenvoer.

10

In het tweede voorbeeld wordt 100 kg in de subtropen gekweekte Spirodela in de vorm van droge korrels verwerkt. De korrels zijn geperst uit zongedroogd eendenkroos en ze kunnen ongemodificeerd worden gebruikt als diervoeding. Ten 15 behoeve van de inventieve werkwijze worden ze gehomogeniseerd in een maalwerk, waarbij 400 liter water plus een base, bijvoorbeeld natronloog, wordt toegevoegd, zodanig dat een waterige suspensie met een pH van 8,5 wordt verkregen. Deze suspensie wordt toegevoerd aan een 20 filterpakket met openingen van ongeveer 100 micrometer, waarmee ongeveer 35 kg in hoofdzaak cellulose bevattende droge stof wordt verkregen en ongeveer 465 kg van een suspensie van voornamelijk eiwitten en zetmeel. Deze suspensie wordt toegevoerd aan een filterpakket met 25 openingen van ongeveer 20 micrometer, waarmee ongeveer 5 kg zetmeel wordt verkregen en ongeveer 460 kg van een suspensie van voornamelijk eiwitten. De suspensie wordt al roerend aangezuurd met een zuur, bijvoorbeeld zoutzuur, tot een pH van 4,2 wordt verkregen, waarna de vloeistof wordt 30 toegevoerd aan twee in serie opgestelde hydrocycloons plus een filter, waaruit ongeveer 25 kg eiwit wordt verkregen. Dit eiwit wordt gewassen, gedroogd en opnieuw gesuspendeerd in 50 kg ethanol, waarna de suspensie intensief wordt geroerd en vervolgens gecentrifugeerd of door een 35 membraanfilter wordt gevoerd. Het zo verkregen eiwit wordt aan de lucht gedroogd en de ethanol wordt teruggewonnen 6 door onder lage druk te destilleren. Kleurstoffen worden niet gewonnen, omdat deze voor een belangrijk deel verloren gaan bij het in de zon drogen van de Spirodela.

1038645

Claims (10)

1. Werkwijze voor het verwerken van aquatische biomassa zoals eendenkroos tot industriële grondstoffen, met het 5 kenmerk, dat de biomassa wordt gehomogeniseerd in water en vervolgens wordt gecentrifugeerd en/of gefilterd en/of door een hydrocycloon wordt gevoerd voor het verkrijgen van een eerste supernatans die althans in hoofdzaak eiwitten, koolhydraten kleurstoffen bevat en een eerste vaste fractie 10 die althans in hoofdzaak cellulose bevat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de biomassa wordt gehomogeniseerd door te raspen en/of te persen en/of te malen. 15

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat wordt gehomogeniseerd in water met een pH tussen 7,0 en 10, 0.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de eerste supernatans wordt aangezuurd tot een pH tussen 3,5 en 5,0, waarna deze wordt gecentrifugeerd en/of gefilterd en/of door een hydrocycloon wordt gevoerd voor het verkrijgen van een tweede supernatans die althans in 25 hoofdzaak koolhydraten bevat en een tweede vaste fractie die althans in hoofdzaak eiwitten en kleurstoffen bevat.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de tweede vaste fractie wordt gesuspendeerd in een 30 organisch oplosmiddel, waarna de suspensie wordt gecentrifugeerd en/of gefilterd en/of door een hydrocycloon wordt gevoerd voor het verkrijgen van een derde supernatans die althans in hoofdzaak kleurstoffen bevat en een derde vaste fractie die vrijwel uitsluitend eiwitten bevat. 35

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat 1038645 een organisch oplosmiddel wordt benut dat is toegelaten voor het bewerken van stoffen die een bestanddeel van voedsel kunnen vormen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat een alcohol zoals ethanol als oplosmiddel wordt benut.

8. Werkwijze volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat uit de tweede supernatans koolhydraten worden gewonnen. 10

9. Werkwijze volgens een der conclusies 5 t/m 8, met het kenmerk, dat de derde supernatans in een destillatieproces wordt gesplitst in water, het oplosmiddel en een althans in hoofdzaak kleurstoffen bevattende vaste fractie. 15

10. Voedingsmiddelen waarin eiwitten, koolhydraten en/of kleurstoffen zijn verwerkt, verkregen in een proces volgens een der voorgaande conclusies. 1 0 3 8 6 45'