NO852468L - Fremgangsmaate for oekning av verdien av et vaatt vegetabilsk eller animalsk produkt, samt et naeringsrikt produkt fremskaffet ved prosessen. - Google Patents

Description

Oppfinnelsens bakgrunn

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

for økning av verdien av et meget vått produkt og spesielt et biprodukt ved landbruks- eller fiskeindustrien, f.eks. avfallsmateriale som kommer fra potetskrelling eller fiske-rester.

Installasjoner for behandling av poteter skaffer en betydelig mengde avfall som skyldes skrelling av poteter, mekanisk eller med damp, idet dette avfall inneholder en viss mengde skall og masse blandet med en betydelig andel av vann som

kan utgjøre f.eks. 90%. Produsenten er pålagt å fjerne dette avfall eller finne en anvendelse for det, som om mulig er tjenelig. Inntil nå har det for utnyttelsen av disse rester vært nødvendig først å tørke dem. Denne operasjon er vanskelig å utføre ved enkel dekantering under betraktning av finheten av restene, idet disse næringsrike stoffer i virkeligheten er oppløst i vannet. Fordampningstørkere blir derfor benyttet, men det medfører et betydelig forbruk av energi. Således er fjerningen av avfallet sjeldent noe å tjene på. Det er hvorfor det ofte er foretrukket å gi restene direkte til svinerøktere, idet disse dyr har fordelen av å kunne fordøye potetstivelse. Imidlertid finner man sjeldent svineoppdrettsfarmer i nærheten av installasjoner som behandler poteter, og transporten av voluminøst materiale med slik liten verdi er sjeldent pro-fitabelt .

Der eksisterer et lignende problem i forbindelse med bruken av rester fra fiskeindustrien som også inneholder en meget stor andel vann. Generelt blir disse restene tørket for å tjene som råmateriale for fremstilling av fiskemel eller formateriale for dyr. I dette tilfelle vil den tidligere tørking av produktet innebære utgifter til energi, uansett det system som benyttes.

Generell omtale av oppfinnelsen

I henhold til et formål med oppfinnelsen tas der sikte

på å skaffe en ny fremgangsmåte som gjør det mulig i forbindelse med et meget fuktig vegetabilsk eller animalsk produkt som generelt inneholder et næringsmiddel i tilknytning til en stor andel av vann, å få sin verdi øket på en rimelig måte.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse blir det våte produkt innført med en tilmålt mengde av tørket pulvermateriale basert på kornstivelse ved oppstrømsenden av en ekstruderings-maskin omfattende i det minste to i hverandre inngripende skruer som dreier seg i et hylster omfattende organer for oppvarming og medføring av materialet og forsynt ved sin ned-strømsende med en ekstruderdyse, idet der inne i hylsen blir utført homogen blanding av det fuktige produkt med pulvermaterialet, samtidig med koking av det næringsholdige materiale og kornstivelsen i vannet som ble innført ved det våte produkt, hvorunder den kokte blanding blir ekstrudert gjennom dysen plassert ved nedstrømsenden av hylsen.

Det fuktige produkt kan inneholde opptil 90 vektprosent

av vann, og mengden av tørket pulvermateriale som tilsettes det fuktige produkt, blir justert i henhold til vanninnholdet i sistnevnte for derved å bibeholde den totale fuktighetsgrad av blandingen ved innløpet til ekstrudermaskinen til et maksi-mumnivå på ca. 50%.

I henhold til et annet viktig trekk blir avgassing utført

i løpet av kokingen, slik at det produkt som ekstruderes gjennom dysen, har en fuktighetsgrad på 15-30 vektprosent.

I henhold til et annet vesentlig trekk blir det materiale som tilføres ved oppstrømsenden av ekstrudermaskinen, ført gjennom en rekke soner som er bestemt ved variasjoner i stig-ningen av skruegjengene, henholdsvis en sone med stor stigning for transport nedstrøms med malaksasjon, en kompresjonssone med meget liten stigning, en bremse- og homogeniseringssone med omvendt stigning, en ekspansjons- og avgassingssone med forstørret stigning og en kompresjonssone med liten stigning som ligger forut for ekstruderdysen, idet ekspansjonssonen er anordnet med en munning for trykkreduksjon tildannet i hylsen eller dekselet.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse går også

ut på å skaffe et næringsrikt produkt som i henhold til den foreliggende prosess er et resultat av valorisasjon av et meget fuktig produkt og utgjøres av en blanding av nevnte produkt og en målt: mengde av tørt pulvermateriale basert på

kornmel, idet denne blanding er formet i en ekstruder og utsatt samtidig for en kokeekstruderingsprosess for fremskaffelse av en ekstrudert rull som kan kappes opp for dannelse av granu-later .

Kort omtale av tegningsfigurene

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått fra den følgende omtale av forskjellige utførelsesformer som er ment å være eksempler tatt i forbindelse med den vedføyde tegning.

Fig. 1 er et skjematisk oppriss av en installasjon for

økning av verdien i et vått produkt i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 er et riss sett ovenifra i snitt gjennom et plan

som går gjennom installasjonens skrueakser.

Omtale av en foretrukken utførelsesform

Anlegget for utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, slik den fremgår på tegningen, omfatter hovedsakelig en ekstruder 1 som er sammensatt av en langstrakt hylse eller deksel 10 som rommer to parallelle skruer 11 og

12 med like gjenger som er tilpasset hverandre. Hylsen 10

er ved sin oppstrømsende i transportretningen for skruene forsynt med en tilførselsmunning 13, og ved sin nedstrømsende med en ekstruderdyse 14. Skruene blir dreiet ved hjelp av en motor via en girenhet 15.

Det produkt som skal valoriseres og som har form av en meget vannholdig pasta 2, blir tilført fra en trakt 20 ved hjelp av en pumpe 21 som fører materialet inn i matetrakten 13 og tillater ekstruderen å bli forsynt med en målt strømnings-mengde av det våte produkt 2.

I henhold til oppfinnelsen blir produktet 2 blandet i ekstruderen med et tørt pulvermateriale 3 som tilføres fra trakten 13, f.eks. ved hjelp av en skruemateregulator 31 som tømmer innholdet ut over tilførselsmunningen 13 og tillater innføringen av en målt strømningsmengde av pulvermateriale 3. Pulvermaterialet utgjøres hovedsakelig av et kornmel, men kan inneholde andre tørre pulversubstanser i variable mengder, f.eks. kli.

For å utføre en god blanding er det foretrukket å bruke en dobbeltskrue-ekstrudermaskin som tillater drift som en pumpe og følgelig en påvirkning nedstrøms av både tørrstoffer og væskematerialer, uten at skruegjengene behøver å være full-stendig fylt. Fortrinnsvis blir der benyttet en ekstrudermaskin som omfatter to like skruegjenger som står i inngrep med hverandre og dreies på samme måte, slik at materialet dreier seg rundt skruene, idet det føres fra den ene gjenge til den annen, og ved toppen av inngrepssonen. På grunn av det forhold at der foreligger en breddereduksjon av gjengene på grunn av skruenes inngrep, vil materialet i denne sone bli underkastet bremsning med kompresjon. Materialet blir derfor ved dreining rundt skruene innenfor de påfølgende gjenger ført gjennom en veksling av ekspansjons- og kompresjonsfaser som gjør blandingen lettere.

På denne måte vil det våte materiale 2 og det tørre materiale 3 som er innført i avmålte mengder via munningen 13, umiddelbart bli tatt med av skruene 11 og 12 som i matesonen A har en stor stigning som muliggjør at det tilførte materiale raskt blir ført i nedstrømsretningen. Blandingen vil derfor finne sted progressivt med tilførselen, og materialet blir umiddelbart underkastet en oppvarming fremskaffet ved hjelp av varmekapper 16 som er fordelt langs hylsen.

I henhold til det vesentlige trekk ved oppfinnelsen blir den mengde av kornmel 3 som tilføres produktet 2 i tilførsels-munningen 13, regulert i henhold til vanninnholdet av det våte produkt 2, slik at det totale vanninnhold i blandingen ikke overskrider ca. 50%. Det er således mulig fra begynnelsen av skruene å utføre progressiv koking av kornproduktet og potetene, og spesielt gelering av stivelsene i berøring med det vann som er innført ved det våte produkt.

Koke-ekstruderingsprosessen har allerede i lang tid vært benyttet for fremstilling av matprodukter fra kornsorter,

idet der her tilsettes en vannmengde som er nødvendig for kokingen. Imidlertid er den foreliggende oppfinnelse kjenne-tegnet ved det forhold at vannet blir tilført ved hjelp av et produkt som inntil nå ble tørket med store utlegg, noe som muliggjør at verdien av dette produkt kan økes, idet korn-materialet blir bare tilført i begrenset mengde for bibeholdelse

av fuktighetsforholdet av den opprinnelige blanding til den ønskede verdi.

I tilførselssonen A blir ikke gjengene fylt med materiale. Materialet blir ført nedstrøms ved hjelp av skruene og deretter ført gjennom en sone B med mindre stigning, idet denne sone ligger forut for en bremsesone C anordnet med gjenger av motsatt stigning. I sone B blir der derfor utført progressiv kompresjon av blandingen med en kombinasjon av skjærvirkning, spesielt ved passeering fra én gjenge til en annen i inngrepssonen av gjengene.

I bremsesonen C er gjengene 43 med motsatt stigning forsynt med hull 44 som strekker seg radialt mellom akselen 40

av skruen og omkretsen av gjengene. Disse hull 44 er fordelt jevnt rundt aksen og skruene er fiksert slik at åpningene av to tilstøtende gjenger som kommer til inngrep med hverandre, vil falle sammen samtidig i inngrepssonen 45. I denne sone er der for hver gjengestigning på en måte en munning som åpner seg og lukker seg periodevis for derved å tillate gjennom-føringen i hver periode av en viss menge materiale mot den mindre komprimerte nedstrømssone. Denne prosess muliggjør homogenisering av blandingen i bremsesonen C.

Materialet blir deretter ført inn i en sone D som har

en større stigning hvor materialet kan ekspandere ved at det sprer seg inn mellom gjengene 46. Hylsen 10 er i denne sone forsynt med en trykkreduserende munning 17 som kan åpne seg til yttersiden eller være forbundet med en vakuumpumpe. I ekspansjonssonen D blir der således skaffet en avgassing av materialet, noe som muliggjør at en ytterligere vannmengde kan fjernes i form av damp. Materialet blir således bragt til sitt optimale fuktighetsnivå, noe som under hensyntagen til bestanddelene kan ligge i størrelsesorden 15-30%. Materialet føres videre inn i en kompresjonssone E som ligger forut for dysen 14 plassert ved nedstrømsenden av hylsen 10 og gjennom dysen blir det kokte produkt ekstrudert. Den mengde vann som levnes i materialet, holdes under trykk og vil plutselig for-dampe ved utløpet fra ekstruderen for å bevirke ekspansjon av produktet med dannelsen av en cellestruktur på grunn av det kokte stivelsesinnhold. Produktet kan således bli tørket

på naturlig måte i luft etter at det kommer ut fra ekstruderen, f.eks. på et transportbelte 5. På den annen side vil man ved begrensning av vanninnholdet i det ekstruderte produkt til en verdi mellom 10 og 30%, fortrinnsvis fra 12 til 15%, for en kornsort som hvete, kunne oppnå ekstrudering av en rull som lett kan kappes i seksjoner 6, f.eks. ved hjelp av en roterende kniv 51.

Som et eksempel ble der i en maskin som ikke overskred

1 m i lengde, fra potetdeler produsert et næringsholdig produkt med en strømningshastighet på 100-130 kg/h. Maskinen fikk tilført en blanding av potetdeler som inneholdt 80% vann,

i et forhold på 40-50% sammen med en blanding av kornmel og kli i et forhold på 50-60%. Der ble benyttet havremel og hvetemel. Produktet ble ekstrudert gjennom to dyser 8 mm i diameter og plassert i aksen for den ene skrue. Den sistnevnte hadde den ovenfor omtalte sammensetning. Hylsen ble oppvarmet av varmekappe 16 til en temperatur på 280°c i den første kompresjonssone og til 250°C i de andre soner.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen tillot således en økning av verdien uten forhåndstørking av potetavfallet som inneholdt 80-90% vann for fremstillingen av et produkt som er spesielt nyttig som dyrefor.

Det er også mulig å resirkulere en del av det ekstruderte produkt 6 til innløpet til ekstruderingsmaskinen 1 for således å redusere den andel av kornmelet 3 som er nødvendig for senk-ningen av det totale vanninnhold av blandingen.

Den samme fremgangsmåte kan benyttes for forbedring av verdien av annet vegetabilsk avfall, f.eks. frukt- eller grønn-sakskall eller til og med rødbetmasse.

Imidlertid er det også mulig å bruke fremgangsmåten for valorisasjon av animalsk avfall og spesielt fiskedeler eller generelt fiskeriprodukter. Disse deler består hovedsakelig av hoder og ben og skinn som er fjernet under produksjonen av fileter fra fisken. De blir allerede benyttet i menneske-eller dyreføde, men under hensyntagen til deres meget høye vanninnhold synes det nødvendig å tørke dem for fremstilling av fiskemel. Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig i motsetning til dette direkte å innføre i et slikt produkt en viss mengde tørrstoff basert på kornmel, noe som gjør at det totale vanninnhold kan reduseres uten overflødig bruk av energi.

Som omtalt ovenfor blir blandingen og koke-ekstruderingen av produktet og kornsortene utført i ekstruderen. Dessuten er det mulig å selektere de mekaniske karakteristikker av skruene og spesielt gjengestigningen av de reverserte gjenger like overfor apparatets dimensjoner for således å fremskaffe i ekstruderen en i det minste delvis sliping av visse partikler, f.eks. benpartiklene. Det er imidlertid foretrukket å utføre en forholdsvis fin forhåndsmaling av delene for å fremskaffe en pasta som kan innføres i tilførselsåpningen 13 av ekstruderen ved hjelp av en pumpe, noe som tillater at innføringsmengden lett kan reguleres.

Fremgangsmåten kan tilpasses et hvilket som helst tilfør-selsmateriale, og spesielt kan det være nyttig sammen med kornmelet å tilføre fiskemel og olje.

Som et eksempel ble der fremskaffet et produkt med en strømningshastighet i størrelsesorden 150-200 kg/h i en maskin i likhet med den som er omtalt ovenfor og vist på tegningen. Fiskeavfall som inneholdt 70-80% vann og utgjorde en andel på 30-35%, ble blandet med 9-11% fiskemel, 2-3% olje og 50-

60% hvetemel. Idet der tas i betraktning den forholdsvis store proporsjon av mel, så skal det noteres at det totale vanninnhold av blandingen ved innløpet til ekstruderen var 30-40%. Under denne test ble avgassing ikke utført under forløpet av kokingen, og ved utløpet av dysen oppnådde man et produkt som inneholdt 15-25% vann. Dersom på den annen side avgassing blir utført gjennom en åpning plassert i ekspansjonsseksjonen nedstrøms i forhold til seksjonen C med reversert stigning, er det mulig å redusere kornmelinnholdet til størrelsesorden 20-30%. Det vil ses at i dette tilfelle er produktet spesielt økonomisk, fordi det tillater at der produseres et næringsholdig produkt som inneholder tett oppunder 50% fiskeavfall.

Selvsagt er oppfinnelsen ikke begrenset til de enkelte eksempler som er omtalt ovenfor. Oppfinnelsen kan omfatte modifikasjoner og forbedringer, samtidig som disse ligger innenfor omfanget av den patentsøkte beskyttelse.

Spesielt er det mulig å variere tilførselsmaterialene

i den grad hvor det viktige går ut på å blande et tørt pulver-produkt med det våte produkt for derved å restaurere sistnevnte til et totalt vanninnhold som muliggjør lett transport og koking i skruene. Spesielt vil det i henhold til sammenset-ningen av det produkt som skal valoriseres, være mulig å til-legge det de nødvendige bestanddeler for å fremskaffe et nær-ingsmessig balansert matvareprodukt for konsum av mennesker eller dyr.

På den annen side kan den samme fremgangsmåte bli benyttet for økning av verdien av produkter som fremkommer i fiskeindustrien og som neppe bærer seg økonomisk, f.eks. fersk eller frossen fisk av en kvalitet som har lav etterspørsel, reker, bløtdyr etc. I virkeligheten har bruken av slike produkter hittil vært begrenset av deres høye vanninnhold, noe som nød-vendiggjorde dyr tørking, men ved eliminasjon av denne tørking muliggjør oppfinnelsen at de kan valoriseres på en økonomisk måte.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for økning av verdien i et meget vått produkt, inneholdende et næringsrikt materiale sammen med en betydelig del vann, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: å innføre det våte produkt sammen med en tilmålt mengde av tørt pulvermateriale basert på kornmel ved oppstrømsenden av en ekstrudermaskin, omfattende i det minste to i inngrep stående skruer som dreier seg i en hylse som omfatter oppvarm-ingsorganet for det medbragte materiale og ved sin nedstrømsende er forsynt med en ekstruderdyse, å fremskaffe i hylsen en homogen blanding av det fuktige produkt sammen med det pulverholdige materiale, og en samtidig koking av det næringsholdige materiale og kornmelet i det vann -som ble innført ved hjelp av det våte produkt og å ekstrudere den kokte blanding gjennom dysen som er plassert ved nedstrømsenden av hylsen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der benyttes et vått produkt som inneholder opptil 90 vektprosent vann, idet mengden av tørt pulverholdig materiale som tilføres det våte produkt, blir regulert i henhold til vanninnholdet i det våte produkt for derved å bibeholde den totale fuktighetsgrad av blandingen i oppstrømspartiet av ekstrudermaskinen på et nivå på ca. 50% som maksimum.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at der fremskaffes avgassing under forløpet av kokingen, slik at det produkt som ekstruderes gjennom dysen, har en fuktighetsgrad på 10-30 vektprosent.

4. Fremgangsmåte for valorisering av et vått produkt i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at prosessen omfatter å føre det materiale som er tilført ved oppstrømsenden av ekstrudermaskinen, gjennom en rekkefølge av soner som er bestemt ved respektiv variasjon av skruenes gjengestigning, henholdsvis en sone med stor gjengestigning for transport i nedstrømsretningen med malaksasjon, en kompresjonssone med liten stigning, en bremse- og homogeniseringssone med reversert stigning og en ekspansjons- og avgassingssone med utvidet stigning og en kompresjonssone som har liten stigning og ligger foran ekstruderdysen, idet ekspansjonssonen er forsynt med en trykkreduserende åpning tildannet i hylsen.

5. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at en del av det ekstruderte produkt blir resirkulert til innløpet av ekstrudermaskinen for derved å redusere den andel av kornmel som er nødvendig for senkning av det totale vanninnhold i blandingen.

6. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det valoriserte våte produkt er et biprodukt fra jordbruksindustrien, idet det næringsholdige materiale utgjøres av skrell fra frukt eller grønnsaker, spesielt poteter, eller en grønnsakmasse, spesielt rødbetmasse.

7. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det valoriserte våte produkt er et produkt eller et biprodukt fra fiskeindustrien.