NO160856B - Fremgangsmaate ved utsmelting av fett fra animalsk raamateriale og anlegg for utfoerelse av fremgangsmaaten. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved kontinuerlig lavtemperatur-utsmeltning for separering av et animalsk råmateriale eller et råmateriale fra fisk i en fettfraksjon og minst én proteinfraksjon.

De nevnte materialer inneholder vanligvis de følgende faser, eller to av dem: fett, fettfrie faste stoffer og vann.

I de tilfeller hvor det dreier seg om animalske biprodukter, såsom biprodukter fra slakterier, pakke- og fyllestasjoner og lignende, består fasene som oppnåes etter utsmeltningen, av en flytende fase bestående hovedsakelig av fett og oljer og en fast fase bestående hovedsakelig av kjøtt og benmel. Den faste fase har vanligvis et høyt proteininnhold og blir opp-arbeidet til dyrefor. Den flytende fase separeres i talg og prosessavvann.

Utsmeltning av animalske materialer ved oppvarmning utføres for tiden etter to typer fremgangsmåter, nemlig ved tørrutsmeltning ved høy temperatur (135°C) og våtutsmeltning

ved lav temperatur (70 - 100<Q>C). Ved tørrutsmeltning blir råmaterialet oppvarmet, separert i en talgfase, en fettfri fast fase og en vannfase og tørket i én og samme operasjon. Denne fremgangsmåte er beheftet med flere ulemper: melet

får et restinnhold på 10 - 15% fett, råmaterialet må vaskes grundig for å sikre høy kvalitet av talgen, næringsverdien av melet forringes som følge av den høye temperatur som benyttes ved fremgangsmåten, og der gjøres ved fremgangsmåten bruk av damp av høy temperatur, slik at fremgangsmåten blir mer energikrevende enn lavtemperaturutsmeltningsprosesser.

Lavtemperaturutsmeltningsprosessene innbefatter: den konvensjonelle oppslutningsprosess med direkte innblåsing av damp, som medfører store tap av produkt med limvannet, Pfaudler-prosessen (US patentskrift nr. 3 519 662) og Alfa-Lavals "Centritherm"- og "Centribone"-prosesser (NZ-patentskrift nr. 186 249). De sistnevnte prosesser ansees vanlig-

vis som "våtutsmeltningsprosesser", da vann tilsettes råmaterialet, og frisk damp blåses direkte inn i råmaterialet.

Bruken av damp krever at prosessanlegget er utstyrt

for frembringelse av prosessdamp. Dessuten vil tilførsel av frisk damp eller prosessvann til råmaterialstrømmen øke pro-sessvannmengden, hvilket vanligvis resulterer i et høyt

B.O.D. (biologisk oxygenbehov) i prosessvannet slik at ytterligere separering må foretas før prosessvannet kan slippes ut i eksisterende kloakkanlegg og/eller føres til anlegg for avvannsbehandling.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte ved lavtemperaturutsmeltning, ved hvilken råmaterialet ikke tilsettes noe prosessvann eller noen frisk damp.

Videre er det fra Bailey's Industrial Oil and Fat Pro-ducts, Vol. 2, 4. utg. (1982), s. 189-190, kjent å anvende resirkulert fett som benyttes til å danne en blanding eller opp-slemming, idet det foretas en "tørr"-utsmeltning ved høy temperatur (over 100°C). Ifølge foreliggende oppfinnelse benyttes derimot det resirkulerte fett for fluidisering, og det skjer en utsmeltning ved lav temperatur.

Også ifølge US patentskrift nr. 2 911 421 tilsettes fett for å danne blandinger og ikke for å oppnå fluidisering.

Fra US patentskrift nr. 3 345 353 er det kjent å blande oppvarmet talg med finmalt råmateriale (2-3 mm) under kraftig omrøring, i motsetning til foreliggende oppfinnelse hvor råmaterialet ikke er finmalt (12-18 mm) . Den kraftige omrøring fører dessuten ikke nødvendigvis til fluidisering. Videre fremgår det av patentskriftet at blandingsbeholderen først og fremst tjener som en utjevningstank før sentrifugen, og ikke som en utsmeltningstank'. Forøvrig kan fremgangsmåten ifølge patentskriftet ikke alltid utføres kontinuerlig.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes der således en fremgangsmåte for kontinuerlig lavtemperaturutsmeltning for separering av et animalsk råmateriale eller et råmateriale fra fisk i en fettfraksjon og minst én proteinfraksjon, ved hvilken man først reduserer råmaterialets partikkelstørrelse, tilfører dette råmateriale med redusert partikkelstørrelse til den nedre del av en utsmeltningsbeholder (6), innfører resirkulert talg eller olje (14) i utsmeltningsbeholderen (6) under kraftig omrøring og oppvarmer blandingen av råmateriale med redusert partikkel-størrelse og talg eller olje i utsmeltningsbeholderen (6)

ved hjelp av en varmevekslerinnretning (6a) til en temperatur i området fra 75° til 100°C og fører en strøm av det

oppvarmede eller utsmeltede materiale fra utsmeltningsbeholderen (6) til en separator (9) for faseseparering.

Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det partikkelformige råmateriale underkastes en fullstendig fluidisering i talg-eller oljemediet i beholderen (6), ved at viskositeten av blandingen av råmateriale og talg eller olje i utsmeltningsbeholderen (6) reguleres gjennom regulering av mengdeforholdet mellom tilført råmateriale og tilsatt resirkulert talg eller olje (14), slik at det kontinuerlig opprettholdes en fullstendig fluidisering av råmaterialepartiklene i talg-eller oljemediet, hvor utstrømningen av det oppvarmede eller utsmeltede materiale bevirkes ved hjelp av en over-strømningsinnretning (8) i den øvre del av utsmeltningsbeholderen (6) .

I den foretrukne utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har den resirkulerte talg et vanninnhold lavere enn 10%, fortrinnsvis 3% eller lavere. Den resirkulerte talg kan tas direkte fra separatoren, eller den kan resirkuleres etter ytterligere separering.

Blandingen av råmateriale og talg i utsmeltningsbeholderen underkastes kraftig omrøring, slik at det oppnåes fullstendig fluidisering. Fortrinnsvis er oppholdstiden i utsmeltningsbeholderen i området fra 2 til 10 minutter. Viskositeten av blandingen av råmateriale og talg overvåkes, slik at den riktige mengde talg eller råmateriale kan tilsettes for å sikre at fullstendig fluidisering opprettholdes. Fortrinnsvis er mengdeforholdet mellom talg og råmateriale i området fra 0,3/1,0 til 3,0/1,0.

Syre kan tilsettes råmaterialet før dettes partikkel-størrelse reduseres. Råmaterialet surgjøres fortrinnsvis til en pH-verdi i området fra 3,0 til 5,8.

I henhold til et annet hovedtrekk ved oppfinnelsen tilveiebringes der et anlegg for utførelse av den kontinuerlige lavtemperatur-utsmeltningsprosess, hvilket anlegg omfatter

en innretning (3) for oppdeling av råmaterialet,

en ikke-trykkbelastet utsmeltningsbeholder (6), en varmevekslerinnretning (6a) for oppvarming av en blanding

av råmateriale og resirkulert talg eller olje (14)

i nevnte beholder (6), innretninger (13, 13a og 14a) for resirkulering av talg eller olje til utsmeltningsbeholderen (6) , en separator (9) for faseseparering av utsmeltet materiale fra utsmeltningsbeholderen (6) og en rører (7) i utsmeltningsbeholderen. Anlegget er kjennetegnet ved at det

i utsmeltningsbeholderen (6) er anordnet en måleinnretning

for kontroll av viskositeten av blandingen av råmateriale og talg eller olje i beholderen og en overstrømningsinnretning (8) , for å oppnå en fullstendig partikkelfluidisering i talgmediet i beholderen.

Ved en foretrukket utførelsesform av anlegget er rnåle-innretningen anordnet for å måle den elektriske strøm som trekkes av den elektrisk drevne hoveddrivinnretning (7b) for røreren (7), og anlegget omfatter en reguleringsinnretning for regulering av forholdet mellom mengden av råmateriale som tilføres beholderen og den tilsatte mengde resirkulert talg eller olje som funksjon av den målte strømstyrke.

For å beskrive oppfinnelsen mer fullstendig skal det

nu henvises til den vedføyede tegning, som skjematisk viser et strømningsdiagram for en utførelsesform av anlegget i hvilket fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres.

Råmaterialet, som, når det stammer fra slakterier, pakke- og fyllestasjoner og lignende, kan inneholde fett- og oljeholdig animalsk materiale, såsom vev, muskler, hud, blod, ben, innvoller,- og lignende, føres til en lagringsbinge 1

eller direkte til en kvern.

Anlegget består av en lagringsbinge 1 for råmateriale,

i hvilken det lagres forhåndsoppdelt råmateriale i stykker av dimensjoner ca. 50 mm x 50 mm. Ved hjelp av en sprøytedyse eller annen hensiktsmessig innretning eller metode kan det forhåndsoppdelte råmateriale tilføres syre for å konservere råmaterialet og redusere lukten og for å beholde innholdet av frie fettsyrer i den dannede talg. Det forhåndsoppdelte materiale føres, f.eks. ved hjelp av en mateskrue., fra lagrings-bingen 1 gjennom en metalldetektor 2 og inn i en kvern 3, hvor råmaterialet males gjennom en kvernplate med huller av dimensjoner ca. 18 mm eller 12 mm. Om nødvendig, kan det tilsettes ytterligere mengder syre på dette maletrinn. Det malte materi-

ale føres så til en matetrakt 4, fra hvilken det kan pumpes ved hjelp av en egnet pumpe 5 til en utsmeltningsbeholder 6. Resirkulert talg fra den talgfase som tas ut fra en separator (som vil bli beskrevet nedenfor), pumpes likeledes til utsmeltningsbeholderen 6.

Utsmeltningsbeholderen er en høy, sylindrisk beholder som holdes under omgivelsenes trykk, og som er utstyrt med en rører 7 og et oppvarmningsapparat 6a i form av en vertikal spiral eller et vertikalt rør. Det vertikale oppvarmningsapparat tjener som strømningsbryter i beholderen. Røreblader 7a av turbinskovltypen er festet til røreren 7.

Blandingen av resirkulert talg og råmateriale i utsmeltningsbeholderen blir således oppvarmet av oppvarmningsapparatet, idet varmen tilføres fra indirekte damp eller fra et hvilket som helst annet egnet varmeoverføringsfluidum som ledes gjennom oppvarmningsapparatet. Denne indirekte damp eller eventuelt annet varmeoverføringsfluidum kan likeledes anvendes i en varmeveksler 13a i en bufferbeholder 13 for for-varmning av den resirkulerte talg. Foruten å oppvarmes blir blandingen av resirkulert talg og råmateriale kraftig omrørt ved hjelp av røreren 7, slik at det oppnåes en kontinuerlig og fullstendig fluidisering av blandingen. I den foretrukne utførelsesform er oppholdstiden av blandingen av talg og råmateriale i utsmeltningsbeholderen i området fra 2

til 10 minutter. Temperaturen i utsmeltningsbeholderen reguleres slik at den fortrinnsvis holder seg innenfor området fra 75° til 95°C, og holdes helst ved den øvre grense for dette område.

I den foretrukne utførelse av anlegget ifølge oppfinnelsen reguleres utsmeltningsprosessen i utsmeltningsbeholderen gjennom måling av den elektriske strøm som trekkes av den elektrisk drevne hoveddrivinnretning 7b for røreren, da denne strøm gir en indikasjon om viskositeten av blandingen av råmaterialet og talgen i utsmeltningsbeholderen 6. Når viskositeten i beholderen blir for høy for fullstendig fluidisering og varmeoverføring, vil en reguleringsinnretning avstenge eller redusere tilførselen av råmaterialet som pumpes til beholderen, og øke tilførselen av resirkulert talg for å redusere viskositeten av blandingen av talg og råmateriale i utsmeltningsbeholderen. Dersom på den annen side viskositeten blir for lav, vil en større mengde råmateriale kunne tilsettes.

Dersom ytterligere oppvarmning i utsmeltningsbeholderen

6 er påkrevet, kan beholderen utstyres med en varmekappe for derved å øke varmeoverføringsarealet.

Den resirkulerte talg må ha lavt vanninnhold, idet

dette må være lavere enn 10%, fortrinnsvis 3%

eller lavere. Derved sikres at den minst mulige mengde vann tilbakeføres til utsmeltningsbeholderen 6. Den resirkulerte talg er fortrinnsvis også stort sett fri for finere faste partikler.

Ved hjelp av et overløpsrør 8 blir det utsmeltede materiale ført ved sin egen tyngde eller pumpet ved hjelp av pumpe 8a til en egnet separator 9. Eksempelvis kan en trefase, medstrøms dekantersentrifuge anvendes, da en slik sentrifuge gir god separasjon. Som illustrert i det nedenstående eksempel 1, kan talgfasen som fåes fra en slik sentrifuge, ha et tilstrekkelig lavt vanninnhold til at en del av talgfasen kan resirkuleres via bufferbeholder 13 og pumpe 14a tilbake til utsmeltningsbeholderen. Alternativt kan der anvendes en trefase, motstrøms dekantersentrifuge eller en tofase dekanter-sentrif uge. Imidlertid kan det vise seg nødvendig å foreta ytterligere separering eller rensing av talgfasen, før talgfasen fra slike separatorer kan anvendes som tilbakeløp til utsmeltningsbeholderen 6. Ved anvendelse av en trefase, medstrøms dekantersentrifuge kan det utsmeltede materiale separeres i en faststoffase 10 med ca. 50 - 70% vann og 6 - 9% fett, en limvannsfase 11 med ca. 2 - 3% totalt faststoffinnhold og 0,04 - 0,2% fett og en talgfase 12 med et vanninnhold på ca.

0,0 - 10%.

Den resirkulerte talg 14 forvarmes ved hjelp av varme-veksleren 13a i bufferbeholderen 13 til en temperatur i området fra 80° til 95°C og pumpes så til utsmeltningsbeholderen 6 med et gitt mengdeforhold talg/råmateriale. Dette mengdeforhold talg/råmateriale (T:RM) varierer med typen av råmateriale som underkastes utsmeltningen. For en blanding av ben, oksekjøttavskjær og innvoller med et vanninnhold omtrent i området 50 - 65% vil T:RM være fra 0,3/1,0 til 0,5/1,0, regnet

på vektbasis. For oksekjøttavskjær alene er T:RM fra 0,5/1,0

til 1,0/1,0, og for ben alene er T:RM fra 2,0/1,0 til 2,0/1,0. Som ovenfor angitt kan den resirkulerte talgstrøm 14 tas fra talgfasen fra separatoren som separerer det utsmeltede materiale, eller den kan tas fra den rensede talgstrøm 16.

Faststoffasen 10 steriliseres om nødvendig og tørres i

en tørker for fremstilling av et mel med et restinnhold av fett på 6 - 9% og et vanninnhold på 6 - 10%. Limvannsfasen 11 blir enten kastet, eller de faste stoffer og fettet gjenvinnes fra denne ved ultrafiltrering. Eksempelvis kan vannfasen fra såvel separatoren 9 som sentrifugen 15 føres til en matetank 19 og deretter til en ultrafiltreringsenhet 20. Når talg-

fasen 12 har tilstrekkelig lavt vanninnhold, resirkuleres en del av denne som tilbakeløpstalg 14, og den resterende del renses ved å føres gjennom en sentrifugalseparator 15

av skivetypen, for så å lagres i en lagertank 17 som renset talg. Som vist kan en del av den rensede talg pumpes ved hjelp av pumpe 18 fra lagertanken 17 til bufferbeholderen 13. Når talgfasen har for høyt vanninnhold, bearbeides den i en andre separator, såsom en separator av skivetypen, og en del av den derved erholdte talgfase anvendes som tilbakeløpstalg. Den gjenværende del kan lagres eller, om nødvendig, først renses og så lagres.

Dersom det ved fremgangsmåten anvendes syre for å konservere råmaterialet, kan denne være en hvilken som helst sur forbindelse, innbefattende de følgende syrer: saltsyre, svovelsyre, fosforsyre, sitronsyre, garvesyre, oxalsyre, vinsyre, eddiksyre, maleinsyre, maursyre, benzoesyre, melke-syre og vannoppløselige salter av disse. Råmaterialets pH justeres ved hjelp av syren til 3,0 - 5,8. Tilsetningen av syre for konservering har følgelig en gunstig innvirkning på fettsepareringen i trefase-dekanteren 9, nemlig den at innholdet av fett og protein i limvannsfasen reduseres til et minimum.

Overføringen av materiale til og fra de enkelte pro-sessapparaturenheter kan skje ved hjelp av pumper, skrue-transportører, beltetransportører eller pneumatiske trans-portinnretninger eller ved fritt fall.

Sterilisering av faststoffasen 10 kan utføres ved

at denne og faststoffasen fra ultrafiltreringsenheten 20

føres til et blandekar 21 og deretter til en steriliserings-beholder 22. De faste stoffer føres så til en tørkeinnretnings 2 4 matetrakt 2 3 for tørking. Tørkeinnretningen 2 4 kan være en hvilken som helst av de følgende typer tørkere: direkte fyrt roterende tørker, porsjonsvis eller kontinuerlig virkende tørrutsmeltningskoker, ringtørker, sveveskikttørker eller sprøytetørker.

I stedet for at faststoffasen 10 tørkes kan materialet alene eller i blanding med andre ingredienser, hermetiseres, fryses eller dehydratiseres for fremstilling av et nærings-middel for mennesker eller kjæledyr.

Anlegget skal illustreres ytterligere ved hjelp av de følgende eksempler, hvor det er gitt driftsdata.

Eksempel 1

5000 kg/time blandet slakteriavfall av okse og sau ble utsmeltet med 2500 kg/time resirkulert talgfase ( fra trefase-dekanteren). Produktene fra trefase-dekantersentrifugen var 2200 kg/time faststoffase med 65% vann og 7 - 5% fett (på tørrvektbasis), 3300 kg/time talgfase med 2% vann og 3% fettfrie faststoffer og 2000 kg/time limvann med 2,8% totalt fast-stoff innhold og 0,06% fett. Innholdet av frie fettsyrer i den erholdte talg var 0,6%, og talgens blekbarhet var 0,2 Red.

Eksempel 2

3000 kg/time oksekjøttavskjær og mykt slakteriavfall

fra sau ble utsmeltet med 1500 kg/time ren resirkulert talg. Produktene fra trefase-dekantersentrifugen var 855 kg/time faststoffase med 69% vann og 7% fett (på tørrvektbasis),

2565 kg/time talgfase med .2-5% vann og 1% fettfrie faststoffer og 1080 kg/time limvann med 2,3% totalt faststoffinnhold og 0,2% fett. Innholdet av frie fettsyrer i den erholdte talg var 0,5%, og talgens blekbarhet var 0,3 Red.

Ved hjelp av oppfinnelsen tilveiebringes der således

en fremgangsmåte ved utsmeltning som kan utføres som en kon-

tinuerlig prosess hvor mengden av materiale som går tapt i prosessvannet, holdes på et minimum, og hvor limvannvolumet er lite. Intet vann og ingen frisk damp tilsettes under utsmeltningsprosessen, og vanninnholdet i blandingen som utsmeltes, holdes lavt ved at den resirkulerte talg har et vanninnhold som er lavere enn 10% og fortrinnsvis så lavt som 2% eller mindre. Det oppnåes en god separasjon ved hjelp av den medstrøms trefase-dekantersentrifuge etter oppvarm-ningen av materialet i utsmeltningsbeholderen.

Fremgangsmåten kan utføres i et anlegg som ikke behøver være utstyrt med noe tilleggsanlegg for produksjon av prosessdamp for varmetilførsel til utsmeltningsbeholderen 6. Som nevnt oppvarmes utsmeltningsbeholderen 6 ved hjelp av en varmevekslingsinnretning. Utsmeltningsprosessen utføres ved temperaturer under 100°C, hvilket, som følge av at termisk kvalitetsforringelse unngåes, fører til at der dannes talg og mel av høy kvalitet.

Eksempel 3

3000 kg/h hoder, skinn, ben og innvoller fra ørretfisk (orange roughy) ble utsmeltet med 3000 kg/h resirkulert olje fra samme fiskeart. Produktene fra tofase-dekantersentrifugen var 1350 kg/h faststoffase med 65% vann og 6-8% fett (på tørr-stoffbasis) og 4650 kg oljefase med 76% olje, 23% vann og 1% oljefrie faststoffer. Innholdet av frie fettsyrer i oljen var 0,7%.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved kontinuerlig lavtemperaturutsmeltning for separering av et animalsk råmateriale eller et råmateriale fra fisk i en fettfraksjon og minst én proteinfraksjon, ved hvilken man først reduserer råmaterialets partikkelstørrelse, tilfører dette råmateriale med redusert partikkelstørrelse til den nedre del av en utsmeltningsbeholder (6), innfører resirkulert talg eller olje (14) i utsmeltningsbeholderen (6) under kraftig omrøring og oppvarmer blandingen av råmateriale med redusert partikkel-størrelse og talg eller olje i utsmeltningsbeholderen (6) ved hjelp av en varmevekslerinnretning (6a) til en temperatur i området fra 75° til 100°C og fører en strøm av det oppvarmede eller utsmeltede materiale fra utsmeltningsbeholderen (6) til en separator (9) for faseseparering, karakterisert ved at det partikkelformige råmateriale underkastes en fullstendig fluidisering i talg-eller oljemediet i beholderen (6), ved at viskositeten av blandingen av råmateriale og talg eller olje i utsmeltningsbeholderen (6) reguleres gjennom regulering av mengdeforholdet mellom tilført råmateriale og tilsatt resirkulert talg eller olje (14), slik at det kontinuerlig opprettholdes en fullstendig fluidisering av råmaterialepartiklene i talg-eller oljemediet, hvor utstrømningen av det oppvarmede eller utsmeltede materiale bevirkes ved hjelp av en over-strømningsinnretning (8) i den øvre del av utsmeltningsbeholderen (6) .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en resirkulert talg (14) med et vanninnhold som er lavere enn 10%, og fortrinnsvis er 3% eller lavere.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at oppholdstiden for blandingen av råmateriale og talg i utsmeltningsbeholderen (6) holdes i området fra 2 til 10 minutter.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at mengdeforholdet talg/ råmateriale holdes i området fra 0,3/1,0 til 3,0/1,0.

5. Anlegg for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-4, omfattende en innretning (3) for oppdeling av råmaterialet, en ikke-trykkbelastet utsmeltningsbeholder (6), en varmevekslerinnretning (6a) for oppvarming av en blanding av råmateriale og resirkulert talg eller olje (14) i nevnte beholder (6), innretninger (13, 13a og 14a) for resirkulering av talg eller olje til utsmeltningsbeholderen (6) , en separator (9) for faseseparering av utsmeltet materiale fra utsmeltningsbeholderen (6) og en rører (7) i utsmeltningsbeholderen, karakterisert ved at det i utsmeltningsbeholderen (6) er anordnet en måleinnretning for kontroll av viskositeten av blandingen av råmateriale og talg eller olje i beholderen og en overstrømningsinnretning (8) , for å oppnå en fullstendig partikkelfluidisering i talgmediet i beholderen.

6. Anlegg ifølge krav 5, karakterisert ved at måleinnretningen er anordnet for å måle den elektriske strøm som trekkes av den elektrisk drevne hoveddrivinnretning (7b) for røreren (7) , og at anlegget omfatter en reguleringsinnretning for regulering av forholdet mellom mengden av råmateriale som tilføres beholderen og den tilsatte mengde resirkulert talg eller olje som funksjon av den målte strømstyrke.