NO840141L

NO840141L - PROCEDURE AND PLANT FOR EXTRACTION OF PLANT MATERIAL PROTEIN

Info

Publication number: NO840141L
Application number: NO840141A
Authority: NO
Inventors: Franz Rechsteiner
Original assignee: Franz Rechsteiner
Priority date: 1982-05-17
Filing date: 1984-01-16
Publication date: 1984-01-16
Also published as: WO1983003952A1; DK18484A; DK18484D0; EP0108762A1; HUT37011A; FI840124A; IT8321126A0; IT8321126A1; FI840124A0; JPS59500846A; CH648188A5; IT1169727B

Abstract

Planteråmateriale tilføres et presse- og maleverk (16) ved hjelp av en doseringsanordning (10) hvor råmaterialet hakkes opp, presses og hvor saften delvis presses ut. Råmaterialet som på denne måte er forbehandlet skilles i en første skilleanordning (17) i en væskeformet fase og en faststoffase, idet faststoffasen bearbeides til pellets i et tørke- og briketteringsverk (20). Den væskeformede fase føres til en koaguleringsanordning (24) hvor tørrsubstan-sen koaguleres og adskilles fra den resterende væske i en andre skilleanordning (27). Den væskeformede fases tørrsubstans bearbeides til pellets i et andre tørke- og briketteringsverk (29). Herved beholdes i motsetning til ved kjente konserveringsmetoder for plateråmaterialer, proteininnholdet, idet energifor-bruket er forholdsvis lite og det ikke foreligger behov for energitilførsel i form av forbrennings-r olje. Det protein som oppnås har høy kvalitet og kan benyttes både til menneskelig føde og som dyre-. f6r.Plant raw material is fed to a pressing and grinding plant (16) by means of a dosing device (10) where the raw material is chopped up, pressed and where the juice is partially pressed out. The raw material thus pretreated is separated in a first separating device (17) into a liquid phase and a solid phase, the solid phase being processed into pellets in a drying and briquetting plant (20). The liquid phase is passed to a coagulant (24) where the dry substance is coagulated and separated from the remaining liquid in a second separator (27). The dry matter of the liquid phase is processed into pellets in a second drying and briquetting plant (29). In this case, in contrast to known preservation methods for plate raw materials, the protein content is retained, as the energy consumption is relatively small and there is no need for energy supply in the form of combustion oil. The protein obtained is of high quality and can be used both for human food and as an animal. f6r.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for utvinning av protein av planteråmateriale og et anlegg for gjennomføring av fremgangsmåten. The invention relates to a method for extracting protein from plant raw material and a plant for carrying out the method.

Under planteråmateriale forstås i sammenheng med oppfinnelsen alle typer vegetasjon, eksempelvis gress, grønnsaker, vannplanter, alger og også busker og trær, forutsatt imidlertid at disse kan bringes i en utgangsform som er velegnet for oppfinnelsen. Det er kjent å benytte en del av det nevnte råmateriale til næring, fremfor alt til utvikling av dyrefor, idet råmaterialet forbehandles, i det vesentlige skjæres opp og tørkes slik at det kan bearbeides til et håndterlig tørr-produkt, eksempelvis pellets eller mel. Allmen kjent er tørkingen av gress som benyttes til foring av husdyr i form av høy når det ikke er friskt gress til rådighet. Ved tør-kingen i luften og i tørkeanleggene tapes imidlertid den vesentlige del av plantevæsken og en stor del av den protein som inneholdes i plantene ødelegges. Ved de kjente tørkeanlegg er en del av forbrenningsrestene heftet til det tørkede råmateriale slik at tørkeproduktets kvalitet påvirkes. I tillegg benyttes olje for utviklingen av varmeenergien i disse tørkeanlegg og følgelig blir kostnadene ved tørkingen betyde-lig ved stigende oljepriser, da energibehovet er høyt. Der-for kommer det i praksis overhodet ikke på tale å bearbeide planter med lav andel plantefibre. In the context of the invention, plant raw material is understood to mean all types of vegetation, for example grass, vegetables, aquatic plants, algae and also shrubs and trees, provided, however, that these can be brought into an initial form that is suitable for the invention. It is known to use part of the aforementioned raw material for nutrition, above all for the development of animal feed, as the raw material is pre-treated, essentially cut up and dried so that it can be processed into a manageable dry product, for example pellets or flour. Commonly known is the drying of grass that is used for feeding livestock in the form of hay when fresh grass is not available. During the drying in the air and in the drying facilities, however, the essential part of the plant liquid is lost and a large part of the protein contained in the plants is destroyed. In the known drying plants, part of the combustion residues are attached to the dried raw material so that the quality of the dried product is affected. In addition, oil is used for the development of heat energy in these drying facilities and consequently the costs of drying become significant when oil prices rise, as the energy requirement is high. In practice, therefore, it is not at all possible to process plants with a low proportion of plant fibres.

Her kommer oppfinnelsen inn som tar sikte på å utforme en fremgangsmåte av den innledningsvis beskrevne type hvor bearbeidingen av planteråmaterialet av ulike typer til de ønskede sluttprodukter, kan gjennomføres med forholdsmessig liten energiinnsats og uten varmeenergi fra hydrokarboner, eksempelvis forbrenningsolje, og hvor det kun må fratrekkes små tap av verdifulle substanser, eksempelvis proteiner og hvor videre sluttproduktene, eksempelvis av planter, kan benyttes både til menneskeføde og til dyreføde. This is where the invention comes in, which aims to design a method of the type described at the outset where the processing of the plant raw material of various types into the desired end products can be carried out with relatively little energy input and without heat energy from hydrocarbons, for example combustion oil, and where it only has to be subtracted small losses of valuable substances, for example proteins and how further the end products, for example of plants, can be used both for human food and for animal food.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at planteråmaterialet bearbeides mekanisk og herved adskilles i en væskeformet fase og i en faststoffase, hvor det faststoff som inneholder protein bearbeides til et tørrprodukt, mens tørr-substansen i væsken som likeledes inneholder protein, koaguleres, hvoretter den resterende væske adskilles fra den koa- This task is solved according to the invention by mechanically processing the plant raw material and thereby separating it into a liquid phase and a solid phase, where the solid substance containing protein is processed into a dry product, while the dry substance in the liquid, which also contains protein, is coagulated, after which the remaining liquid separated from the coa-

gulerte del og bearbeides til et tørrprodukt.yellowed part and processed into a dry product.

Det anlegg med en mateanordning og en doseringsanordning som benyttes for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, har en presse- og målestasjon for råmateriale og i tilslutning til denne en første skillestasjon for adskillelse av væskeformede og faststofformede faser, videre en tørkestasjon og briketteringstasjon for faststoffet, en koaguleringsstasjon for den væskeformede fase som kommer fra den første skilleanordning, med en i tilslutning dertil andre skilleanordning for adskillelse av den koagulerte del fra den resterende væske og videre en andre tørkestasjon og briket-teringsstasjon for den koagulerte del. The plant with a feeding device and a dosing device which is used for carrying out the method according to the invention, has a pressing and measuring station for raw material and, in connection with this, a first separation station for separating liquid and solid phases, further a drying station and briquetting station for the solid, a coagulation station for the liquid phase coming from the first separation device, with an adjacent second separation device for separating the coagulated part from the remaining liquid and further a second drying station and briquetting station for the coagulated part.

Oppfinnelsen beskrives på grunnlag av en utførelse vist på tegningen hvor figur 1 viser ét blokkskjema av et anlegg for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, for utvinning av protein av planteråmateriale, figur 2 viser skjematisk et sideriss og figur 3 viser skjematisk et grunnriss av et anlegg med de enkelte anordninger tilsvarende anlegget på figur 1. The invention is described on the basis of an embodiment shown in the drawing, where Figure 1 shows a block diagram of a plant for implementing the method according to the invention, for extracting protein from plant raw material, Figure 2 schematically shows a side view and Figure 3 schematically shows a floor plan of a plant with the individual devices corresponding to the plant in Figure 1.

På figur 1 betegner pilen 1 det kontinuerlige og dos-erte inntak av planteråmaterialet i et bearbeidningsanlegg. Råmaterialet kommer frem til en presse- og målestasjon, be-tegnet med blokken 2, hvor råmaterialet knuses og oppløses, idet en del av saften allerede her presses ut. Det råmaterialet som skal behandles kommer deretter frem til en første skilleanordning 3 hvor den væskeformede fase skilles fra faststoff asen . In Figure 1, arrow 1 denotes the continuous and dosed intake of the plant raw material in a processing plant. The raw material arrives at a pressing and measuring station, denoted by block 2, where the raw material is crushed and dissolved, as part of the juice is already pressed out here. The raw material to be processed then reaches a first separation device 3 where the liquid phase is separated from the solid substance.

Faststoffet føres inn i en første tørke- og briketter-ingsstasjon 4, oppvarmes, presses og formes til pellets. The solid is fed into a first drying and briquetting station 4, heated, pressed and formed into pellets.

Væsken transporteres til en koaguleringsstasjon 5 og behandles her med et koaguleringsmiddel. Den på denne måte behandlede væske kommer deretter inn i en andre skilleanordning 6 hvor den koagulerte del skilles fra den resterende væske. Den koagulerte del tørkes i en andre tørke- og briket-teringsstasjon 7, presses og bearbeides til pellets,Liens den med pilen 8 betegnede resterende væske kan utnyttes videre, eksempelvis for utvinning av gjær eller for bruk som gjødning eller for utvikling av biodynamisk gass. De pellets som fremstilles i de to tørke- og briketteringsstasjoner 4, 7 danner et produkt som lett kan håndteres og som på kjent måte kan lagres, pakkes og transporteres. The liquid is transported to a coagulation station 5 and treated here with a coagulant. The liquid treated in this way then enters a second separation device 6 where the coagulated part is separated from the remaining liquid. The coagulated part is dried in a second drying and briquetting station 7, pressed and processed into pellets, so that the remaining liquid indicated by the arrow 8 can be used further, for example for the extraction of yeast or for use as fertilizer or for the development of biodynamic gas. The pellets produced in the two drying and briquetting stations 4, 7 form a product which can be easily handled and which can be stored, packed and transported in a known manner.

Det på figur 2 og 3 viste anlegg har en doseringsanordning 10 i hvilken råmaterialet innføres. Råmaterialet tilføres en tilførselsvalse 12 med medbringere 13 av et transportbånd 11 mens doseringen foretas med en dreieklaff 14. Inntaksval-sen 12 transporterer råmaterialet på et transportbånd 15 som mater et rotasjons-, presse- og maleverk 16. Presse- og maleverket 16 er en. dobbeltskruepresse av spesiell utforming hvor råmaterialet oppdeles, presses, dvs. løses opp og hvor til dels saften trekkes ut. The plant shown in Figures 2 and 3 has a dosing device 10 into which the raw material is introduced. The raw material is fed to a supply roller 12 with carriers 13 of a conveyor belt 11 while dosing is carried out with a rotary valve 14. The intake roller 12 transports the raw material on a conveyor belt 15 which feeds a rotary, pressing and grinding unit 16. The pressing and grinding unit 16 is one. double screw press of special design where the raw material is divided, pressed, i.e. dissolved and where some of the juice is extracted.

I tilslutning til presse- og maleverket 16 er en rullesaftpresse hvor råmaterialet skylles i en væskeformet fase og en faststoffase. Rullesaftpressen 17 har roterende ruller 18 som ruller mot råmaterialet som befinner seg på et filtermate-riale og dermed presser dette ut. Samtidig foregår faststof-fets transport via en ledning 19 inn i et tørke- og briketteringsverk 20. Tørke- og briketteringsverket 20 er en skruepresse av spesiell utforming, hvor faststoffet tørkes, presses og formes til pellets. Det er vesentlig at det med disse pellets foreligger et ferdigprodukt som ikke trenger ytterligere behandling. Pelletsene må kun kjøles på et transportbånd 21 og ved dettes ende, på ikke vist måte, lagres, pakkes og transporteres bort. In connection with the pressing and grinding plant 16 is a roller juice press where the raw material is rinsed in a liquid phase and a solid phase. The roller juicer 17 has rotating rollers 18 which roll against the raw material which is on a filter material and thus squeezes it out. At the same time, the solids are transported via a line 19 into a drying and briquetting plant 20. The drying and briquetting plant 20 is a specially designed screw press, where the solids are dried, pressed and formed into pellets. It is essential that with these pellets there is a finished product that does not need further processing. The pellets must only be cooled on a conveyor belt 21 and at its end, in a manner not shown, stored, packed and transported away.

Den væske som kommer fra den horisontalt liggende rulle-saf tpresse 17, oppfanges i et kar 22 og transporteres via en ledning 2 3 til en koaguleringsanordning 24 hvor væskens tørr-del koaguleres ved hjelp av et koaguleringsmiddel 25. Som koaguleringsmiddel tjener eksempelvis varme eller naturlige hhv. kjemiske fermenteringsmidler. Koaguleringsanordningen 24 kan arbeide i sykluser eller kontinuerlig. The liquid that comes from the horizontally lying roller juicer 17 is collected in a vessel 22 and transported via a line 2 3 to a coagulation device 24 where the dry part of the liquid is coagulated with the help of a coagulant 25. As coagulant, for example, heat or natural respectively chemical fermentation agents. The coagulation device 24 can work in cycles or continuously.

Den koagulerte væske trenger via en ledning 26 inn iThe coagulated liquid penetrates via a line 26 into

en rullesaftpresse 27 hvor den koagulerte del skilles fra den resterende væske. Rullesaftpressen 27 kan være utformet på samme måte som rullesaftpressen 17 og likeledes være opplagret horisontalt. a roller juicer 27 where the coagulated part is separated from the remaining liquid. The roller juicer 27 can be designed in the same way as the roller juicer 17 and likewise be stored horizontally.

Den koagulerte del tilføres et tørke- og briketteringsverk 29 via en ledning 28 hvor den tørkes, presses og formes til pellets, hvoretter pelletsene kjøles på et transportbånd 30 og føres videre for ytterligere behandling. Tørke- og briketteringsverket 29 er utformet på samme måte som tørke- og briketteringsverket 20 for behandlingen av faststoffet. The coagulated part is supplied to a drying and briquetting plant 29 via a line 28 where it is dried, pressed and formed into pellets, after which the pellets are cooled on a conveyor belt 30 and carried on for further processing. The drying and briquetting plant 29 is designed in the same way as the drying and briquetting plant 20 for processing the solid.

Den resterende væske som kommer fra rullesaftpressen 27 oppsamles i et kar 31 og ledes bort via en ledning 32. En beholder 33 er antydet på figur 2 hvori den resterende væske oppsamles. Det har vist seg at denne resterende væske kan tjene som næring for noen fiskearter. The remaining liquid coming from the roller juice press 27 is collected in a vessel 31 and led away via a line 32. A container 33 is indicated in Figure 2 in which the remaining liquid is collected. It has been shown that this residual liquid can serve as food for some fish species.

Det beskrevne anlegg utmerker seg ved at det med forholdsvis få skritt fører til et tørrprodukt som på grunn av dets høye proteininnhold både kan benyttes som næring for dyr og mennesker. Fra den væske som kommer fra rullesaftpressen 17 kan det av dennes tørrsubstans fremstilles et proteinkonsentrat med 40-60 % rå protein. Med unntak av metionin til-svarer dette proteinkonsentrat de maksimale krav som stilles til et protein som skal benyttes til menneskeføde. The plant described is distinguished by the fact that, with relatively few steps, it leads to a dry product which, due to its high protein content, can be used both as food for animals and humans. From the liquid that comes from the roller juicer 17, a protein concentrate with 40-60% raw protein can be produced from its dry substance. With the exception of methionine, this protein concentrate corresponds to the maximum requirements for a protein to be used for human consumption.

Det faststoff som utskilles fra væsken tjener som for-middel på samme måte som lusern- eller naturgressmel. The solid that separates from the liquid serves as a medium in the same way as lucerne or natural grass flour.

Ved bearbeidningen av råmaterialet av typen lusern, kløver, kløvergress eller naturgress med 20 % tørrsubstans, oppnås et proteinkonsentrat og et grøntmel med følgende sam-mensetning : When processing the raw material of the type lucerne, clover, clover grass or natural grass with 20% dry matter, a protein concentrate and a green meal with the following composition is obtained:

ProteinkonsentratProtein concentrate

Råfett 4,0 % (derav 15-24 % linolsyre), Crude fat 4.0% (of which 15-24% linoleic acid),

videre en aminosyregehalt med ca. 3,2-3,8 % lysin, ca. 1,3 - 1,8 met + cys, ca. 3,0-3,8 % arginin, 2,6-2,9 % trionin og 0,6-0,7 % trytofan. I tillegg 300-450 ppm B-carotin, 750 - 950 ppm lytein og 75 - 110 ppm zeaxantin. further an amino acid content of approx. 3.2-3.8% lysine, approx. 1.3 - 1.8 met + cys, approx. 3.0-3.8% arginine, 2.6-2.9% threonine and 0.6-0.7% trytophan. In addition, 300-450 ppm B-carotene, 750 - 950 ppm lytein and 75 - 110 ppm zeaxanthin.

GrøntmelGreen flour

Av råmaterialet oppnås deretter: The raw material is then obtained:

3,2-4,1 % proteinkonsentrat3.2-4.1% protein concentrate

0,8-1,2 % tørrgjær0.8-1.2% dry yeast

12 - 16 % grøntmel.12 - 16% green flour.

Pr. tonn råmateriale forbrukes ved den beskrevne fremgangsmåte ca. 100 kW elektrisk energi. Annen energi, eksempelvis forbrenningsolje, bortfaller fullstendig. Per tonne of raw material is consumed by the described method approx. 100 kW of electrical energy. Other energy, for example combustion oil, is completely eliminated.

Den forholdsvis enkle oppbygningen av anlegget tillater også at det utføres transportabelt og detkan således til en-hver tid benyttes der hvor et tilsvarende råmateriale står til rådighet. I dette tilfelle benyttes den resterende væske som kommer ut fra rullesaftpressen 27 som gjødning på stedet. De ovenfor angitte prosenttall er vektprosenter. The relatively simple structure of the plant also allows it to be carried out transportably and it can thus be used at any time where a corresponding raw material is available. In this case, the remaining liquid that comes out of the roller juicer 27 is used as fertilizer on the spot. The percentages stated above are percentages by weight.

Istedenfor rullesaftpressene 17, 27 kan det også benyttes andre skilleanordninger, eksempelvis sentrifuger eller filterpresser. Instead of the roller juice presses 17, 27, other separating devices can also be used, for example centrifuges or filter presses.

Med hensyn til de lignende prosesser i presse- og måle-stasjonen 2 og i tørke- og briketteringsstasjonen 4, i begge tilfeller benyttes eksempelvis skruepresser, er det også mulig å legge disse to stasjoner sammen og utforme dem slik at også saften skilles fra faststoffet. Hertil kan det benyttes en dobbeltskruepresse hvor oppløsningen og utskillelsen av saften, eksempelvis ved avsugning, foregår på inngangssiden. På utgangssiden av denne presse foregår deretter tørkingen og briketteringen. De damper som oppstår ved tørkingen, kan likeledes fjernes fra pressen, eksempelvis ved avsuging. With regard to the similar processes in the pressing and measuring station 2 and in the drying and briquetting station 4, in both cases screw presses are used for example, it is also possible to put these two stations together and design them so that the juice is also separated from the solid. For this, a double screw press can be used where the dissolution and separation of the juice, for example by suction, takes place on the input side. Drying and briquetting then take place on the output side of this press. The vapors that arise during drying can also be removed from the press, for example by suction.

Den samme sammenlegging er også mulig med anlegget ifølge figur 2 og 3. Her erstattes presse- og maleverket 16, rullesaftpressen 17 og tørke- og briketteringspressen 20 av en enkelt skruepresse, som på inntakssiden bryter opp, og deler opp råmaterialet og presser ut saften for adskillelse, mens tørkingen, eventuelt fjerning av damp og brikettering fore går på uttakssiden. Anlegget forenkles herved ytterligere og krever mindre plass, slik at det kan være transportabelt. The same combination is also possible with the plant according to figures 2 and 3. Here, the pressing and grinding unit 16, the roller juice press 17 and the drying and briquetting press 20 are replaced by a single screw press, which on the intake side breaks up, divides the raw material and squeezes out the juice for separation, while the drying, possible removal of steam and briquetting takes place on the outlet side. The facility is thereby further simplified and requires less space, so that it can be transported.

Claims

Process for extracting protein from plant raw materials, characterized by processing the raw material mechanically and thereby dividing it into a liquid phase and a solid phase, after which the solid with protein is processed into a dry product, while the dry substance of the liquid containing protein is coagulated, the coagulated part is separated from the remaining liquid and processed into a dry product.

2. Method according to claim 1, characterized in that the separation into liquid phase and solid phase is achieved by pressing the raw material, for example after chopping and pressing.

3. Method according to claims 1-2, characterized in that the dry substance of the liquid is coagulated by heat, natural or chemical fermentation agents and, for example, by decanting, filtering or centrifuging the remaining liquid.

4. Method according to claim 1, characterized in that the remaining liquid is processed further, for example for the extraction of yeast, for the production of biogas or for use as fertiliser.

5. Plant for carrying out the method according to claim 1 with a feeding and dosing device, characterized by a pressing and grinding unit (16) for the plant raw material, with a separating device (17) connected to this, for separating the liquid phase from the solid phase, with a first drying and briquetting plant (20) for the solid substance, with a coagulation device (24) for the liquid phase coming from the first separation device (17), with a second separation device (27) connected thereto, for separation of the coagulated part from the remaining liquid and with a second drying and briquetting plant (29) for the coagulated part.

6. Plant according to claim 5, characterized in that the first and second separation devices (17, 27) are designed as roller juicers.

7. Plant according to claim 6, characterized in that the first and second drying and briquetting plant (20, 29) is a heatable or coolable screw press with a forming device arranged at the end of the press, for example a pelletizing device.

8. Plant according to claim 5, characterized in that it is designed to be transportable, with the remaining liquid coming from the second separation device (27) flowing out freely.

9. Plant according to claim 5, characterized in that the pressing and grinding plant (16), the first separating device (17) and the first drying and briquetting plant (20) for the solid phase are combined into a single device that carries out pressing, grinding, separation, drying and briquetting, for example with a screw press which on the intake side carries out pressing, grinding and separation and on the outlet side of the press carries out drying and briquetting.

10. Plant according to claim 9, characterized in that it has a suction device for extracting the liquid, gas and steam coming from the plant.