NO840141L - Fremgangsmaate og anlegg for utvinning av protein av plantemateriale - Google Patents

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.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for utvinning av protein av planteråmateriale og et anlegg for gjennomføring av fremgangsmåten.

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.

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.

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-

gulerte del og bearbeides til et tørrprodukt.

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.

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.

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 .

Faststoffet føres inn i en første tørke- og briketter-ingsstasjon 4, oppvarmes, presses og formes til 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.

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.

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.

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.

Den koagulerte væske trenger via en ledning 26 inn i

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.

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.

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.

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.

Det faststoff som utskilles fra væsken tjener som for-middel på samme måte som lusern- eller naturgressmel.

Ved bearbeidningen av råmaterialet av typen lusern, kløver, kløvergress eller naturgress med 20 % tørrsubstans, oppnås et proteinkonsentrat og et grøntmel med følgende sam-mensetning :

Proteinkonsentrat

Råfett 4,0 % (derav 15-24 % linolsyre),

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.

Grøntmel

Av råmaterialet oppnås deretter:

3,2-4,1 % proteinkonsentrat

0,8-1,2 % tørrgjær

12 - 16 % grøntmel.

Pr. tonn råmateriale forbrukes ved den beskrevne fremgangsmåte ca. 100 kW elektrisk energi. Annen energi, eksempelvis forbrenningsolje, bortfaller fullstendig.

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.

Istedenfor rullesaftpressene 17, 27 kan det også benyttes andre skilleanordninger, eksempelvis sentrifuger eller filterpresser.

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.

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.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for utvinning av protein av planteråmate-rialer, karakterisert ved å bearbeide råmaterialet mekanisk og herved dele det i en væskeformet fase og en faststoffase, hvoretter faststoffet med protein bearbeides til et tørrprodukt, mens væskens tørrsubstand som inneholder protein, koaguleres, den koagulerte del adskilles fra den resterende væske og bearbeides til et tørrprodukt.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at adskillelsen i væskeformet fase og faststoffase oppnås ved pressing av råmaterialet, eksempelvis etter opp-hakking og pressing.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert ved at væskens tørrsubstans koaguleres ved varme, naturlige eller kjemiske fermenteringsmidler og eksempelvis ved dekantering, filtrering eller sentrifugering av den resterende væske.
4. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den resterende væske bearbeides videre, eksempelvis for utvinning av gjær, for fremstilling av biogass eller for bruk som gjødning.
5. 5. Anlegg for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 med en mate- og doseringsanordning, karakterisert ved et presse- og maleverk (16) for planteråmaterialet, med en skilleanordning (17) i tilslutning til dette, for adskillelse av den væskeformede fase fra faststoff-fasen, med et første tørke- og briketteringsverk (20) for faststoff asen, med en koaguleringsanordning (24) for den væskeformede fase som kommer fra den første skilleanordning (17), med en andre skilleanordning (27) i tilslutning dertil, for adskillelse av den koagulerte del fra den resterende væske og med et andre tørke- og briketteringsverk (29) for den koagulerte del.
6. 6. Anlegg ifølge krav 5, karakterisert ved at den første og andre skilleanordning (17, 27) er utformet som rullesaftpresse.
7. 7. Anlegg ifølge krav 6, karakterisert ved at det første og andre tørke- og briketteringsverk (20, 29) er en oppvarmbar eller nedkjølbar skruepresse med en ved pressens ende anordnet formingsanordning, eksempelvis en pelletiseringsanordning.
8. 8. Anlegg ifølge krav 5, karakterisert ved at det er utformet transportabelt, idet den resterende væske som,kommer fra den andre skilleanordning (27), flyter fritt ut.
9. 9. Anlegg ifølge krav 5, karakterisert ved at presse- og maleverket (16), den første skilleanordning (17) og det første tørke- og briketteringsverk (20) for faststoffasen er sammenfattet til en eneste anordning som gjen-nomfører pressing, maling, adskillelse, tørking og brikettering, eksempelvis med en skruepresse som på inntakssiden ut-fører pressing, maling og adskillelse og på uttakssiden av pressen utfører tørking og brikettering.
10. 10. Anlegg ifølge krav 9, karakterisert ved at det har en sugeanordning for avsuging av den væske, gass og damp som kommer fra anlegget.