NO822055L - Fremgangsmaate til fremstilling av dyrefor fra flytende raamaterialer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder fremgangsmåte for fremstilling av dyrefor av høy kvalitet ved varmeavvanning av et flytende dyref6råmaterialer.

Det er kjent at flere industrielle fremgangsmåter gir biprodukter eller avfall, som p.g.a. dets innhold av verdifulle proteiner som utnyttes som dyrefor. Et avgjørende trekk når det gjelder kvaliteten til et dyrefor er dets såkalte fordøyelighet, dvs. den del av foret som faktisk assimileres gjennom dyrenes tarmvegger. Dyreforverdien kan måles på forskjellige måter som f.eks. ved dyre-forsøk eller kjemiske analyser som gir forets hovedsammensetning.

En vanlig metode til å fastslå verdien til et dyrefor er å under-søke den såkalte pepsin-løseligheten. Metoden utføres ved å opp-løse dyreforet i en løsning av pepsin og saltsyre i løpet av 48 timer ifølge en bestemt standard. Den del av proteinene som kan oppløses på denne måte kan tas som grensen når den del av dyreforet som kan fordøyes av dyret. Et eksempel på et dyrefor av høy kvalitet er ekstrahert soya-mel,. med en pepsinløselighet i området fra 90 til 92 %.

For fremstilling av dyrefor fra flytende avfallsprodukter

er den nødvendige tørkefremgangsmåte kritisk for den totale fram-gangsmåteøkonomien så vel som for kvaliteten av det oppnådde dyrefor. Når det gjelder kvaliteten kan flere kjemiske reaksjoner som reduserer fordøyeligheten til dyreforet betydelig, opptre under tørkéfremgangsmåten. Eksempler på slike reaksjoner er de såkalte Maillard-reaksjoner og kondensasjonen av proteiner. For å unngå slike uønskede reaksjoner må avvanningen utføres forsiktig, hvilket krever lave tørketemperaturer og/eller korte kontakttider.

Ved konvensjonelle fremgangsmåter for fremstilling av dyrefor fra flytende biprodukter som f.eks. limvann fra fiskeindustriene og rester fra destilleriene, fordampes limvannet og destillerire-stene respektive først og tørkes så i en trommeltørker eller i en platetørker.Med disse tørkemetoder, hvor materialet enten bringes i direkte kontakt med gass av 200-800°C eller med varme heteoverflater med en temperatur i området av 150-200°C, kan det ikke unngås en viss nedbrytning av substanser som er betydelige for næringsverdien, med mindre fordampningen og tørkingen utføres under vakuum. Va-kuuminndamping og vakuumtørking er imidlertid dyre fremgangsmåter.

En ekstremt mild og også ekstremt dyr tørkemetode er frysetørking Blandt ytterligere tørkemetoder som er egnede for tørking

av flytende produkter kan forstøvningstørking nevnes. Ved for-støvningstørking underkastes produktet kontakt med luft av høy temperatur (150-300°C), men p.g.a. ekstremt korte oppholdstider kan det likevel oppnås forholdsvis god produktkvalitet. Ulempen med metoden er imidlertid at den er meget dyr.

En ganske ny metode til å tørke og samtidig granulere et flytende produkt er såkalt forstøvningsgranulering i fluidisert sjikt. Ifølge denne metode forstøvningstørkes det flytende produktet som skal tørkes over allerede granulerte partikler som holdes i fluidisert tilstand ved hjelp av et gassformig oppvarmings-medium. Slike fremgangsmåter er eksempelvis beskrevet i patenter 2 231 445 og 3 007 292. En ulempe ved denne fremgangsmåte er at fluidisering krever store tørkegassvolumstrømmer, som ikke fritt kan velges. Videre siden produktet under hele tørkefremgangsmåten består av tørkede granuler, som fra tid til tid tilfeldig aggrege-rer en fin dråpe, oppnår granulene temperaturen til tørkemediet under praktisk talt hele oppholdstiden i fluidiseringskammere. Dersom en forsiktig tørking skal oppnås ved denne fremgangsmåte, er det klart at en kombinasjon av lav tørkegasstemperatur og en meget stor blåsevolumkapasitet for apparatet er uunngåelig. Enn videre er en i det vesentlige fullstendig tilbakeblanding av materiale som skal tørkes i det fluidiserte sjiktet fremherskende, og derfor kan oppholdstidsfordelingen ved det behandlende materiale ikke reguleres, bortsett fra satsbehandling.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å oppnå en fremgangsmåte for fremstilling av dyrefor av høy kvalitet ved forsiktig avvanning av et flytende forstoffmateriale.

Dette formål er oppnådd ved en fremgangsmåte, som i hovedsak erkarakterisert vedat det flytende råmateriale sammen med partikler av resirkulert avvannet produkt underkastes granulering i en granuleringsanordning for å danne i hovedsak kuleformede våte gran-uler<>med en partikkeldiameter i området 2-6 mm, idet mengden av resirkulert, avvannet produkt velges slik at de dannede våte granuler oppnår tilstrekkelig styrke til å danne et porøst sjikt , hvoretter de våte granulene tørkes ved å overføres som et porøst sjikt i en regulert bane i kontakt med en tørkegass i en temperatur som ikke overstiger 100°C og en strømningshastighet som er mindere enn minimumshastigheten for fluidisering av granulene, hvoretter en del av de tørkede granulene uttømmes og den gjenværende del resirkuleres etter mulig desiritregrering for å utgjøre nevnte resirkulerte av-

vannede produkter.

Ifølge oppfinnelsen fremstilles først granuler av en relativt gjevnt størrelse fra det flytende råmateriale og allerede avvannet produkt. Overraskende ble disse våte granulene med et slikt lavt tørrstoffinnhold som 40-70 vekt% funnet om at tilstrekkelig mekanisk styrke kunne danne et porøst sjikt som kan overføres i en regulert bane mens det føres tørkeluft gjennom sjiktet. Luft-hastigheten kan nu velges fritt til enhver verdi som er mindere enn minimumshastigheten for fluidisering av granulene.

For ordinære forstoffgranuler i en partikkelstørrelse i område 2-6 mm, er denne hastighet i området 0,8 - 1,0 nm 3 /m 2 /sec. med hensyn på gasshastigheten gjennom tom seksjon. Den regulerte tørketid og granulstørrelse gjør det mulig å.oppnå en betydelig mer forsiktig tørking enn f.eks. fluidiseringsgranulering i det at granulene under minst hoveddelen av tørkeperioden gradvis avgir sitt vanninnhold slik at temperaturen i det tørkende materiale vil være et ekvivalent med den såkalte temperatur til vått termometer, d.v.s. vesentlig lavere en temperaturer for den omgivende tørkegass.

Bortsett fra det faktum at et forstoff med høy nærings-verdi oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved avvanning av flytende forstoffsråmateriale, oppnås det også direkte ferdige granuler for konversiell distribuering. Således elimineres de håndteringsproblemer som er forbundet med forprodukter i pulver-form og de tileggskostnader som normalt kreves for å overføre et dyrefor til kommersiell form gjennom elektrisering.

Det innledende granuleringstrinn kan utføres ved hjelp av

en hver egnet granuleringsannordning. Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen annvendes en trommelgranulator omfattende en roterende trommel med sin rotasjonsakse svakt hellende fra den horisontale retning. Det flytende råmateriale og de resirkulerte tørkede partiklene mates inn i den øvre ende av trommelen etter en eventuell blandingsopperasjon i en blandemaskin, og granulene uttømmes ved den nedre ende av trommelen. Eventuelt dannede store granuler, hvis store forhold mellom masse og overflate forårsaker utilstrekk-elig tørking i de etterfølgende tørketrinn, fraskilles ved hjelp av

sikter og returneres til granuleringstrommelen. Sikten kan in-kluderes i selve trommelen, slik at bare granuler av en viss maksi-malpartikkelstørrelse kan forlate trommelen.

Et annet eksempel på en granuleringsannordning er en ekstru-s

deringsannbrdning, utstyrt med lyse åpninger som tilsvarer den ønskede partikkeldiameter og oppdelingsanordnihger som oppdeler de ekstruderte strengene i pellets med en lengde som tilsvarer i hovedsak kuleformede partikler.

Granultørkingen utføres i enhver tørkeannordning i hvilken materialer som skal tørkes overføres i en viss bane og således under en regulert oppholdstid holdes i kontakt med varm luft i en hastighet som er mindre enn minimumshastigheten for fluidisering av granulene. Eksempler på slike tørkeannordninger er platetørkere, transportør-s.iktordnere og s jakttørkere .

Siden tørkingen ved metoden ifølge oppfinnelsen utføres ved hjelp av luft ved en relativt lav temperatur, kan det anvendes spill-varme med lav verdi. Dersom den tilgjengelige tørkeluften har en spesiell lav temperatur eller om en slik lav temperatur er ønsket for å oppnå en ekstremt høy produktkvalitet, kan det kreves heller

lange oppholdstider. I slike tilfeller er sjakttørking vanligvis mere økonomisk sammenlignet med transport-sikttørkere eller plate-tørkere. Siden de våte granulene før tørkefremgangsmåten ofte ikke har tilstrekkelig mekanisk styrke til å mates direkte i en sjakt-tørker, kan granulene ifølge en foretruken utførelsesform av oppfinnelsen forhåndstørkes i en transporttørker eller en platetørker å så tørkes til det ferdige produkt i en sjakttørker.

For ytterligere å illustrere oppfinnelsen er det nedenfor gitt en rekke eksempler på . fremstilling av dyrefor fra noen få industrille biprodukter som er regnet for forings formål.

Eksempel 1

Eksempelet gjelder fremstilling av dyrefor ifølge oppfinnelsen fra etanoldestilleringsrester.

Rester oppnådd fra etanolgjæring av hvete som har et tørr-stoffinnhold på ca. 30 vekt% ble matet til en roterende trommelgranulator, til hvilket også resirkulerte tørkede granuler av et DS-innhold på 87 % ble tilført. De tørkede granulene var på for-hånd målt i en mølle til partikler på mindere enn 1 mm. Mengde-forholdet mellom fermenteringsrest/tørkede granuler var ca. 1:1.

Fra granulatoren ble det uttømt granuler med et tørrstoff-innhold på 58 % som ble tørket i en platetørker omfattende en rekke over hverandre liggende plater som heller i transportretningen til granulene og som er utstyrt med perforeringer for passasje av tørkeluften.

Tørkeluften hadde en innløpstemperatur på 70°C og en relativ fuktighet mindre enn 5 %, og utløpsluften hadde en temperatur på 55°C og en relativ fuktighet på ca. 60 %. Luft-hastigheten var ca. 85 % av minimum hastighet for fluidisering av granulene, idet minimum-hastigheten bestemmes ved å avsette et trykktalldiagram for forskjellige lufthastigheter. Granulene som uttømmes fra tørkeren hadde et tørrstoffinnhold på 87 %.

Eskempel 2

For sammenligningsformål ble fermenteringsresten annvendt i eksempel 1 avvannet på konvensjonell måte ved hjelp av en flate-tørker.

Damp av 7 atmosfærer ble brukt som varmemedium i plate-tørkeren. I utløpsenden av tørkeren hadde det tørkede materiale en temperatur på 110-120°C. Sekundærluften hadde når den forlot tørkeren en temperatur på 90-100°C egen relativ fuktighet på ca. 60 %. Det tørkede materialet hadde et tørrstoffinnhold på ca. 86 %.

Eksempel 3.

For sammenligningsformål ble fermenteringsresten som ble brukt til eksempel 1 også avvannet ved frysetørking.

Eksempel 4- 6

For å sammenligne forstoffkvaliteten for produktene opp^nådd ved avvanning av fermenteringsrest ifølge eksemplene 1-3, ble pepsinløseligheten til produktene undersøkt.

De tørkede produktene ble oppløst i pepsin og saltsyre iløpet av 48 timer. Løsningen ble filtrert og filtratet ble ana-lysert på sitt innhold av nitrogen. Pepsinløseligheten ble bereg-net ved sammenligning av nitrogeninnholdene i de tørkede produktene. Resultatet er angitt i den følgende tabell 1:

Fra tabell 1 kan det sees at produktet som ble avvannet ifølge oppfinnelsen ikke oppviste noen tydelige forandinger.når det gjaldt reduksjon av forverdi.

Eksempel 7

Eksempelet gjelder separering av dyrefor fra enkeltcelle-protein oppnå ved mycel dyrking på sukker inneholdende sulfittavlut.

Et mycel, oppnådd ved dyrking av Paecilomyces Varioti på sulfittavlut, ble separert ved filtrering fra luten og trøket i et fluidisert sjikt, hvoretter produktet ble ytterligere behandlet til en egnet form for behandling ved pellitering. Tørrstoffinnholdet i materialet som ble matet til fluidiseringskammeret var ca. 32 vekt%. Innløpstemperaturen for tørkeluften var 14 0°C og utløps-temperaturen var 80°C. Det tørkede materiale hadde et tørrstoffinn-hold på 92 %.

Eksempel 8

Det samme enkeltcelle-proteinmycel ble tørket ifølge oppfinnelsen. Filtrert mycel ble blandet med press vann fra filtrering og med resirkulert tørket produkt. Blandingen ble formet til granuler ved ekstrudering i en ekstruderingspresse til strenger med en diameter på 3 mm, idet strengene ble oppdelt slik at pertiklene tilsvarte kileformede granuler med en diameter på 3 mm. Tørrstoff-innholdet i granulene var 4 5 %.

Granulene ble tørket i en laboratorie-sjikt-tørker med tørkeluft på 70°C, hvorved temperaturen i granulene ikke overskred 50°C.

Eksempler 9- 10

Pepsin-løselighets-tester ifølge eksemplene 4-6 ble utført på de produktene som ble fremstilt ifølge eksemplene .7-8. Resul-tatene er angitt i den følgende tabell 2:

Som eksempel på et ytterligere annvendelsesområde for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tjener fremstilling av granulert fiskemel. Ved konvensjonelle fiskemel-fremgangsmåter oppnås det i forbindelse med fiske-olje-separering en væske som kalles limvann, som etter fordampning vanligvis tørkes i en platetørker eller trom-meltørker sammen med press-stoff. De produkter som derved oppnås har en moderat pepsin-løselighet. Denne limvann-behandling er, bortsett fra en viss nedbrytning av proteinene som er verdifulle for fSrformål, også forbundet med behandlingsproblemer som for eksempel krustedannelse i fordamperne og agglomerering i tørkeren. Ifølge oppfinnelsen er disse håndteringsproblemene eliminert.

Limvannets agglomererende natur medvirker også til å til-veiebringe våte granuler ifølge oppfinnelsen med tilstrekkelig mekanisk styrke for tørking i for eksempel en transportørtørker eller platetørker sammen med fast materiale som er utskilt i fiskemel-fremgangsmåten. Det herved oppnådde produkt har en betydelig øket pepsinløselighet og en partikkelstørrelse som eliminerer hånd-teringsvanskeligheter som påtreffes ved vanlig tørket fiskemel.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av dyrefor av høy kvalitet ved varmeavvanning av et flytende produkt, karakterisert ved at det flytende råmateriale sammen med partikler av det resirkulerte awannede produkt underkastes grahulering i en granulerings-anordning for å danne de vesentlig kuleformede, våte granuler med en partikkeldiameter i området 2,6 mm, idet mengden av resirkulert avvannet produkt velges slik at de dannede våte granulene oppnår tilstrekkelig styrke til å danne porøst sjikt, hvoretter de våte granulene tørkes ved å bli overført som et porøst sjikt i en regulert bane i kontakt med en tørkegass med en temperatur som ikke overstiger 100°C og en strømningshastighét mindre enn minimumshastigheten for fluidisering av granulene, hvorefter en del av de tørkede granulene uttømmes og den gjenværende del resirkuleres etter eventuell desintregering for å utgjøre nevnte resirkulerte awannede produkt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at granulene tørkes ved kontakt med gass med en temperatur som ikke overstiger 80°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at granulene tørkes ved kontakt med gass med en temperatur som ikke overstiger 70°C.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det flytende råmaterialet mates kontinuerlig til en roterende granuleringstrommel, til hvilken også kontinuerlig mates partikler av resirkulert avvannet produkt, som danner granuleringskjerner, og at de dannede granulene kontinuerlig uttømmes fra granuleringstrommelen og tø rkes i en separat tørke-anordning.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at det flytende råmaterialet blandes med resirkulert avvannet produkt, den således oppnådde blanding ekstru-deres gjennom dyseåpninger med en diameter i området 2-6 mm og de ekstruderte strengene oppdeles til granuler av en størrelse og form som tilsvarer kuleformede partikler, hvoretter granulene tørkes i en separat tørkeanordning.

6. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at granulene etter å være tørket sepa-reres i partikkélfraksjoner, idet granuler med en størrelse innen-for et område som er egnet for dyrefor uttømmes, mens partikler med størrelser over og under nevnte område resirkuleres.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at minst en del av de resirkulerte partiklene desinti-greres til størrelser mindre enn 1 mm før de blandes med cet flytende råmaterialet.

8. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at de våte granulene tørkes ved å over-føres som et bevegelig, porøst sjikt langs en rekke plater som er beliggende over hverandre og som er utstyrt med perforeringer for passasje av tørkegass, idet granulene overføres fra en øvre plate til en nedre plate ved hjelp av tyngdekraften.

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at de våte granulene tørkes ved å overføres som et porøst sjikt som hviler på en bevegelig bærer, som er utstyrt med perforeringer for passasje av tørkegass.

10. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at granulene først for-tørkes ved å over-, føres som et tynt porøst sjikt i et første tørke-trinn og så tørkes til et sluttprodukt ved å føres som et porøst sjakt-sjikt ved hjelp av tyngdekraften gjennom en tørke-sjakt.