WO2018036825A1 - Verfahren zur verarbeitung von löwenzahn-pflanzenteilen - Google Patents

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WO2018036825A1
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water
inulin
rubber
separation
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PCT/EP2017/070239
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Steffen Hruschka
Luis Peixoto
Alexander ROSSMEISL
Frans Kappen
Richard OP DEN KAMP
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Gea Mechanical Equipment Gmbh
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    • C08L7/00—Compositions of natural rubber

Definitions

  • the present invention relates to a process for the processing of dandelion plant parts, in particular of dandelion plant parts of the variety Taraxacum kok-saghyz, wherein in the process a recovery of an elastomer, in particular a rubber, as a first value product.
  • Rubber suppliers The rubber particles that are extracted from the Russian dandelion are very similar to those from Hevea brasiliensis. They contain very pure poly (cis-1,4-isoprene) with a high molecular mass.
  • US 9 346 924 B2 discloses a process for recovering gum and an inulin-containing phase.
  • a degradation of the plant fibers by the use of cellulase and / or hemi-cellulase enzymes.
  • the solution is maintained at 40-70 ° C. It deals a biological digestion.
  • the use of enzymes has several disadvantages. On the one hand, the use of enzymes is cost and
  • the inventive method is concerned with the processing of
  • Dandelion plant parts in particular of dandelion plant parts of the variety Taraxacum kok-saghyz.
  • the process results in recovery of rubber as a first value product.
  • This may be raw rubber or a cleaned rubber.
  • the term "gum” includes in particular the so-called dandelion gum.
  • Squeezing can, also preferably, be divided into several steps.
  • the slurry formed is preferably a suspension of water in which solids of the comminuted dandelion plant parts are suspended.
  • the entire plant or, more preferably, only the root and the hypocotyl, ie the lowest part of the shoot axis can be used.
  • This can be purified by prior treatment of sand and other surface-adhering materials such as soil or loam.
  • enzymes in the dandelion may result in fermentation, in which other valuable products such as inulin and fructose are degraded.
  • the processing in the following steps can be done very quickly.
  • measures can be taken to slow down the fermentation.
  • the resulting slurry may have a preferred dilution ratio of 1 part root to 10 to 20 parts water. Following the formation of the slurry, this will be described below
  • step B) further worked up.
  • the separation of the slurry can be carried out for example by sieving, filtering and / or particularly preferably by centrifugal separation. It can the
  • Inulin phase is separated distributed. If a rubber-water phase is separated from an inulin phase, the rubber can be sieved out of the water as a bead. If an inulin-water phase separated from the gum phase, the separation between the water and the inulin phase by
  • Centrifugation is carried out as cold and fast as possible in order to avoid enzymatic degradation of the inulin to fructose.
  • the aforementioned inulin phase may still contain 5-15 wt.% Water even after separation of the water phase.
  • the aforementioned inulin phase also comprises about 10% dry matter content.
  • Rubber as the first value product can thus be used directly after separation by the rubber-rich inulinarme phase.
  • a gum is also called “raw gum.”
  • the inulin-rich phase can preferably be heated.
  • the temperature should be at least so high that it is for
  • the inulin splitting only partially or not at all, but the inulin itself can go into solution and deposited as a product of value by fractional precipitation or fractional crystallization from the water phase.
  • step D This is preferably done in step D by a second separation:
  • fructose-rich phase in particular in a fructose-rich aqueous phase, and in a fructose-poor solid phase, wherein the fructose-rich phase is a second desired product or a second valuable product is recovered from the high-fructose phase.
  • the second desired product is thus fructose or inulin or a mixture of both in dissolved form or as solids.
  • step A is carried out at a temperature below 40 ° C.
  • the steps A) and B) are preferably carried out, apart from the addition of water and / or inorganic salt, in particular sodium chloride, exclusively by mechanical means. So no organic chemicals are used so that the accumulated water is only slightly chemically or biologically contaminated.
  • the porridge preferably maintains a liquid consistency and does not become iced up. Accordingly, the temperature, ie the processing temperature, to choose so that the slurry remains flowable. So there is the separation of a flowable slurry in step B).
  • the crushing and additional squeezing out of the dandelion plant parts can advantageously take place in such a way that a release of rubber particles takes place from the dandelion plant parts and that inulin for the most part remains in the plant cells of the dandelion plant parts.
  • the crushing should not be done in too small pieces, but so extensively that the rubber in the form of rubber particles, which float on the mash, is released. Too much crushing would make it difficult to extract the rubber.
  • the comminution of the dandelion plant parts may advantageously comprise milling to form the slurry, in particular a suspension, in which the
  • Dandelion plant parts with an average diameter between 2 to 10 mm, preferably 3 to 6 mm, are suspended in water.
  • the addition of water can take place before, during and / or after comminution and / or squeezing.
  • the comminution of dandelion plant parts can also advantageously comprise at least one pre-crushing, which takes place before grinding and in which the dandelion plant parts are comminuted to an average diameter between 9 to 21 mm.
  • Grinding and / or squeezing can usually be done with a bead or ball mill.
  • one or more hammer mills can be used for pre-crushing and / or grinding and / or squeezing.
  • a combination of one or more hammer mills and one or more hammer mills are used for the two aforementioned process steps.
  • Particularly preferred may be for pre-crushing and / or grinding and / or
  • the water is added to the plant parts in a ratio of 1 to 10 to 1 to 20.
  • the added water may have at least one sulfide and / or monochloramine compound.
  • the preferred concentration of the sulfide and / or monochloramine compound in the added water is between 0.01 and 0.1 mol / l.
  • the aforementioned treatment can be carried out in the completely or almost fermentation-free state by physical methods.
  • physical methods include, in addition to the separation of dispersed
  • Solids through filters or centrifuges also treat with ozone and / or UV light.
  • the pulp and / or the inulin-rich low-rubber phase can thus advantageously with ozone or UV irradiation, in particular by means of UV light in the normal pressure or Medium pressure range, treated to lower the fermentation tendency of the pulp or inulin rich phase.
  • step B can advantageously a
  • Water phase are formed, which, for. when grinding and / or
  • Pre-shredding supplied water and more solutes of the dandelion plant.
  • This water phase can be any water phase.
  • the abovementioned separated water phase can advantageously be reused, in particular recycled to form the slurry in step A).
  • the aforementioned water phase may already have a proportion of fructose.
  • inulin predominantly or even almost completely accumulates in the inulin-rich low-gum phase, which
  • the first separation of the slurry can advantageously take place as a single or multiple centrifugal separation, preferably in a solid bowl screw centrifuge.
  • water phase is removed together with the rubber-rich inulinarmen phase, it can be advantageous to separate the two phases by sieving, so that the water phase and the rubber-rich inulinarme phase are removed separately.
  • a third separation for separating the two phases can take place, which takes place before the second separation, this third separation comprising a single or multiple separation, preferably with a sieve so that the water phase and the low-rubber inulin-rich phase are removed separately.
  • the separately discharged water phase which is obtained in a three-phase separation during the first separation, or by sieving or after the third separation, can advantageously be recycled for addition to the dandelion plant parts during comminution, in particular during pre-comminution and / or milling. This saves the use of chemicals to stabilize the water and reduces the amount of wastes to be disposed of.
  • the inulin-rich viscous phase must be diluted again with water before or during the heating in step C). Also, this water should be pH neutral or preferably have an acidic pH. Due to the added water, the inulin-derived fructose can be better separated from the remaining solids and transferred to the aqueous phase.
  • the aqueous phase can be advantageously reused. It can in particular be recycled in step A).
  • the process is usually carried out up to and including step B) at temperatures less than or equal to the ambient or room temperature. It is advantageous if the inulin-rich viscous phase is heated to at least 55 ° C, preferably to 60 to 100 ° C when heated in step C).
  • the first desired product can be advantageously obtained from the rubber-rich inulinarmen phase by washing with water, optionally with heating, in particular to temperatures between 70-100 ° C, as a purified gum.
  • the second desired product can be obtained from the high-fructose phase by crystallization, the second desired product being inulin and / or fructose.
  • step A) In order to prevent fermentation by enzymes, the processing after the formation of the slurry in step A) should be relatively fast
  • the first separation according to step B) may advantageously take place within less than 30 minutes, in particular within less than 10 minutes, after step A) has been completed.
  • the first separation according to step B) and the heating according to step C) may advantageously be effected within less than 40 minutes, in particular within less than 15 minutes, after step A) has been completed. It is particularly advantageous if the first separation according to step B), the heating according to step C) and the second separation according to step D) were effected within less than 50 minutes, in particular within less than 20 minutes, after step A. ), ie the formation of the porridge, is completed.
  • the remaining solids after squeezing may preferably be resuspended to a slurry with the addition of water.
  • a salt in particular common salt, as a solid or solution for agglomerating rubber particles.
  • a water addition can take place and a squeezing out of the water before the first separation take place to obtain an inulin syrup and / or inulin press water.
  • a salt in particular common salt, as a solid or solution for the agglomeration of rubber particles.
  • Fig. 1 shows a first variant of the process according to the invention wherein rubber is the first desired product and inulin or fructose as the second product of value
  • 2 shows a second variant of a method according to the invention for the production of rubber and another product of value from dandelion
  • 3 shows a third variant of a method according to the invention for obtaining rubber and another product of value from dandelion;
  • Fig. 4 shows a fourth variant of a method according to the invention for the production of rubber and another product of value from dandelion.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a method according to the invention.
  • One of the won value products is a rubber, which also as
  • Dandelion rubber is known.
  • the other product of value is either inulin or fructose.
  • This valuable product can be dissolved in water, e.g. as a sugar molasses, or as a solid.
  • the method according to the invention is based on plant parts, in particular roots, of the dandelion 10 of the variety "Taraxacum kok-saghyz.”
  • the roots are already freed from sand by preparatory steps such as washing and brushing can be a hammer mill or can be several consecutive
  • Hammer mills be provided and at least in each case a perforated plate and / or at least one sieve with a predetermined hole diameter or a predetermined mesh size. Through the perforated plate and / or the sieve, the plant parts are pressed through the hammer mill.
  • a perforated plate and / or at least one sieve with a predetermined hole diameter or a predetermined mesh size.
  • Particle diameter of the plant parts is after this first stage in the first step preferably between 1 and 5 cm, preferably 2-3 cm.
  • the second step is followed by a finer grinding and / or squeezing 50 of the comminuted plant parts.
  • water 30 can also be supplied. This grinding and / or squeezing corresponds in comparison to the pre-shredding rather a squeezing of the plant parts. This is also referred to as squeeze grinding in the context of the present invention. This can e.g. in a ball mill or bead mill, in particular using other perforated discs and / or screens done. These preferably have a smaller hole width or mesh size than those in the pre-crushing 20
  • Particle diameter of the rubber-free organic plant parts which are suspended in the pulp in this case is 0.2 to 1, 0 cm, in particular 0.3 to 0.6 cm. Because they are unevenly shaped particles or plant particles, the mean particle diameter comprises the mean of all diameters that pass through the center of gravity of a particle. Then, all of these averages for the respective particles in a given volume segment are added together and by the number of particles in the particular one
  • the supplied water in the first step 20 and the second step 50 is preferably 5 to 20 times by weight of the divided one
  • the added water may preferably be stabilized with sulfides or monochloramine to maintain a fermentation-free state.
  • the stabilization can also be achieved by a physical method.
  • Such a physical process may involve, apart from the separation of dispersed solids by filters and centrifuges, also a treatment of a slurry 60 formed by comminution or inulin-rich phase 80 or 80 'separated therefrom with ozone or ultraviolet light.
  • the UV light is preferably used in normal or medium pressure range at an intensity of at least 0.5 watts per liter of fluid.
  • the added water may have a sugar content, in particular an initial fructose content of more than 1% by weight, especially when the water is circulated.
  • the formed slurry 60 thus has water-dispersed organic solids which can settle and rubber particles which float on the water.
  • the grinding and / or squeezing 50 and / or the pre-crushing 20 at temperatures below 30 ° C, preferably below 25 ° C.
  • the plant parts-water mixture in pre-crushing 20 and / or grinding and / or squeezing 50 a neutral or acidic pH.
  • the slurry 60 is then in a third step of that described in FIG.
  • the low-rubber, inulin-rich phase 80 is essentially an organic one
  • Solid phase which is heavier than the aqueous phase 100.
  • the aforementioned low-rubber inulin-rich phase has a dry matter content of preferably 8-12%.
  • the rubbery, low-phase phase 90 is essentially a rubbery one
  • the first separation 70 can, for example, and preferably by a
  • Dreiphasendekanter done wherein the inulin-rich phase 80 is transported in a first direction and the second rubber-rich phase 90 in a second direction.
  • the recovered aqueous phase 100 usually has a certain amount of fructose and can be used as water for addition to the plant parts in the
  • the rubber-rich, inulin- and / or fructose-poor phase 90 can already be sold as the first value product, as so-called raw rubber.
  • purified rubber 120 is obtained as desired product.
  • the inulin-rich phase 80 is heated, if necessary with the addition of water 131.
  • This phase 80 is preferably diluted to a dry matter content of about 5-15% by weight, preferably 8-12% by weight, with water.
  • the inulin rich phase 80 is heated to a temperature of preferably 60 to 100 ° C. By heating, this becomes much of the inulin in fructose converted and thereby dissolves, while other organic components, such as cellulose or proteins remain as solids.
  • the inulin- and / or fructose-rich phase 80 is pH-neutral or acidic.
  • a second separation 140 takes place, for example by filtration or by centrifugal separation.
  • Separation 140 may be immediately followed by first separation 70 and may preferably be initiated within less than 30 minutes, more preferably within less than 10 minutes of first separation 70. As a result, an enzymatic degradation in the course of fermentation is preempted.
  • the two steps “heating” and “separating” 130 and 140 are completed within less than 30 minutes, in particular within 10 minutes.
  • separation 140 there is an organic fructose-free solid phase 150, which contains, for example, cellulose and other sparingly water-soluble plant ingredients.
  • a fructose-rich aqueous phase 1 60 is present. This can already be sold as a sugar solution, without separate isolation of the fructose, as a second product of value.
  • the sugar solution can also be further mono- or
  • Disaccharides e.g. Glucose
  • the proportion by weight of these saccharides in solution is advantageously less than 10%, preferably less than 5%, relative to the proportion of fructose.
  • the fructose may optionally after further purification steps from the sugar solution, e.g. isolated by evaporation and crystallization as a solid and recovered as a second product of value.
  • Fructose is a popular substitute for sucrose and can be used in a variety of ways in the food or chemical industries.
  • Fig. 2 shows a second variant of the method according to the invention.
  • Comminution steps 20 and 50, with which the slurry 60 is obtained, is analogous to the procedure of FIG. 1. This is followed by the first separation 70.
  • a two-phase decanter or separator, optionally a nozzle separator can be used, which the slurry into an aqueous, rubbery and inulinarme phase 90 'and in an inulinreiche
  • the low-energy phase 80 divides.
  • the aqueous phase 90 is water, optionally with further dissolved constituents in which rubber particles or rubber beads or rubber agglomerates are dispersed.
  • Raw rubber and thus as the first value product to separate This can preferably be done by sieving 170. There remains water 100 back, which can be recycled analogous to the separated water in Fig. 1 in the process.
  • the crude rubber can then, analogously to FIG. 1, be further processed to give purified rubber 120 by addition of water and / or heating.
  • the inulin-rich phase 80 preferably a substantially organic
  • Solid phase can then be processed analogously to Fig. 1 to fructose-containing sugar water 1 60 or to fructose as a solid as a second value product.
  • Fig. 3 shows a third variant of the method according to the invention.
  • Fig. 3 shows a third variant of the method according to the invention.
  • Comminution steps 20 and 50, with which the slurry 60 is obtained, are also analogous to the procedure of FIG. 1.
  • the slurry 60 is then divided into a rubber-rich and inulin- and low-fructose phase 90 and into an aqueous, inulin-rich phase 80 '.
  • This separation is usually done by sieving.
  • the aqueous phase 80 ' is water with dissolved and dispersed organic constituents, which are used as e.g. as cellulose, proteins or inulin.
  • Raw rubber which can be used as a valuable product or can be further processed to purified rubber 120.
  • the aqueous inulin-rich phase 80 ' is then divided into a third phase separation 180, which takes place prior to the second separation 140 carried out analogously to FIG. 1, into an aqueous, low-energy phase 100 and into an inulin-rich phase 80, which is essentially a solid phase ,
  • This third separation 180 should be cold, ie at temperatures of less than 30 ° C., preferably less than 25 ° C. It is recommended to separate in the
  • this third separation 180 may directly follow the first separation 70 and may preferably be initiated within less than 30 minutes, more preferably within less than 10 minutes after the first separation 70. This preempts enzymatic degradation, which would convert the inulin to fructose.
  • inulin-rich phase 80 Water 131 is then added to inulin-rich phase 80, the specific heavy phase, again forming a dispersion. Thereafter, the inulin-rich phase 80 is subjected to the subsequent steps analogous to FIG. 1, ie heating and further separation, in this case a third separation.
  • fructose-containing water 1 60 or to fructose as solid can be obtained as the second desired product.
  • the first separation should preferably take place in all the described variants of FIGS. 1-3 immediately after the grinding 50, and should therefore be initiated in a period of less than 30 minutes, preferably less than 10 minutes after grinding 50.
  • a decanter For separating 70 of the slurry 60 in the rubber-rich, optionally aqueous, phase 90 and in the inulin- and / or fructose-rich phase 80, a decanter may preferably be used.
  • the optimum number of revolutions for a decanter separation is 3000 to 4500 (rpm) revolutions per minute. It is also possible to use a separator with an acceleration of approx. 12,000 x g.
  • a sieve or filter is used to separate the aqueous inulin-rich phase from the gum.
  • inulin can be obtained as an alternative value product. This is the case in particular if the water added before the second and / or third separation has an increased fructose content, so that inulin degradation takes place at least only partially during the dissolution of the inulin in the water. The inulin can then be considered
  • the water 100 obtained after the first and / or second separation in Fig. 1 -3, which can then be recycled in the process, has a
  • Dry matter content of less than 1% by weight and a yellowish brown to black color It can be used multiple times.
  • Inulin may preferably be used as a thickener, for example in the food or cosmetics industry.
  • the water recovered on separation may have a dry matter content of less than 1%.
  • the variant of a method according to the invention shown in FIG. 4 has some modifications with respect to FIGS.
  • the pre-shredded with fresh water material of the dandelion is first during or after a
  • Pre-crushing process by pressing 310 pressed.
  • part of the inulin passes into the pressed-out water and a so-called inulin press water 340 is formed, in which gel-like inulin and water are mixed together.
  • the result is a kind of inulin syrup, which is not yet converted into fructose, since the recovery is done without a step of heating.
  • the suspension may then be in one or more
  • the recovery of further inulin by a second separation process can advantageously be dispensed with or optionally carried out.
  • the inulin content in the pressed-out water and in the pulp can be determined in order to assess whether further recovery analogous to that in FIGS. 1 -3 is still economical.
  • a salt in particular sodium chloride 320
  • salt water 330 may also be added in the formation of the slurry.
  • the addition is preferably, however, immediately before the ball mill and more preferably only after the separation of the inulin syrup in Figure 4. It may preferably be 1-3 wt.% Of common salt, based on the mass of pulp.
  • the salt water 330 also called electrolyte water, can be recycled or circulated.
  • Sample B showed 5% as a compact flootate with incorporated gum, a medium brown water phase and 22% solids.
  • Sample C showed 4% as a compact float incorporated graft, a light brown water phase and 26% solids.
  • Example 2 Flotation phase was 3% sample A, 2% sample B and 2% sample C. Also, the solid phase fraction was reduced to 14% (sample A), 13% (sample B) and 12% (sample C).
  • Example 2
  • Sample A showed a low flotate layer with 0.5% of a dark brown
  • Example 3 40 kg of dried roots were cleaned of the sand and impurities and then ground in a hammer mill (Netzsch, hole 15 mm) with the addition of water to a total of 180 kg with 17.2 kg dry matter fraction.
  • the water of the dispersion after milling had an average of 3 ° Brix.
  • the hole width of 5 mm was further comminuted with a hammer mill.
  • the finely ground dispersion was diluted with 100 kg of water and pumped into a separating decanter from GEA, type CA 226. With the water phase, only about 50 g of rubber were discharged and separated from the water by means of vibrating screen. The solid with 15.33% DM and visible rubber and the liquid with 1, 1% solids were mixed again and after 3 weeks in two parts of 129 kg and 148 kg resuspended with 80 kg of water. 2% salt was added. A total of 2.8 kg of wet rubber was discharged with the water phase and separated from the water by means of a vibrating sieve (mesh size 500 ⁇ m). Dried and washed, this gave about 500 g of dry gum.
  • a vibrating sieve mesh size 500 ⁇ m

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Abstract

Ein Verfahren zur Verarbeitung von Löwenzahn-Pflanzenteilen, insbesondere von Löwenzahn-Pflanzenteilen der Sorte Taraxacum kok-saghyz, wobei bei dem Verfahren eine Gewinnung von Gummi als ein erstes Wertprodukt erfolgt und gekennzeichnet ist durch die folgenden Schritte: A) Zerkleinern und/oder Ausquetschen der Löwenzahnpflanzenteile, vorzugsweise unter Zugabe von Wasser unter Bildung eines Breis; B) Erstes Separieren des Breis in zumindest eine inulinreiche gummiarme Phase 80 und zumindest eine gummireiche inulinarme Phase 90, wobei die gummireiche inulinarme Phase 90 das erste Wertprodukt bildet oder das erste Wertprodukt aus der gummireichen inulinarmen Phase gewonnen wird.

Description

Verfahren zur Verarbeitung von Löwenzahn-Pflanzenteilen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Löwenzahn- Pflanzenteilen, insbesondere von Löwenzahn-Pflanzenteilen der Sorte Taraxacum kok-saghyz, wobei bei dem Verfahren eine Gewinnung eines Elastomers, insbesondere eines Gummis, als ein erstes Wertprodukt erfolgt.
Als Gummi ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere der sogenannte Löwenzahn-Kautschuk zu verstehen, wie er bereits in zahlreichen
Veröffentlichungen, so u.a. in Kern, Timo: Förderbeispiel Latex aus Löwenzahn. Hrsg. : biotechnologie.de. 201 ; in van Beilen JB, Poirier Y, : Guayule and Russian Dandelion as Alternative Sources of Natural Rubber. In : Crit. Rev. Biotechnol.
Band 27, 2007 und in T. Schmidt, M. Lenders, A. Hillebrand, N. van Deenen, O. Munt, R. Reichelt, W. Eisenreich, R. Fischer, D. Prüfer, C. S. Gronover:
Characterization of rubber particles and rubber chain elongation in Taraxacum koksaghyz. In : BMC biochemistry. Band 1 1 , 201 0, S. 1 1 , beschrieben wurde., So liefert der Russische Löwenzahn 1 Milliliter Kautschuk pro Pflanze. Zudem bietet der kurze Lebenszyklus von sechs bis acht Monaten und die Möglichkeit der
Gewebekulturen zusätzliche Vorteile gegenüber anderen potentiellen
Gummilieferanten. Die Gummipartikel, die aus dem Russischen Löwenzahn gewonnen werden, sind denen aus Hevea brasiliensis sehr ähnlich. Sie enthalten sehr reinen Poly(cis-1 ,4-isopren) mit einer hohen molekularen Masse.
Die Gewinnung von Gummi aus russischem Löwenzahn und dessen Verarbeitung, beispielsweise zu Reifen, ist ein Thema welches an sich bereits bekannt ist und welches in neuerer Zeit wieder aufgegriffen wurde.
Aus der US 2,399,1 56 A ist ein Verfahren zur Gewinnung von Gummi bekannt. Dieser kann aus Pflanzenteilen von Russischem Löwenzahn gewonnen werden. Dabei wird der Löwenzahn mit heißem Alkalimetall-Hydroxid behandelt und eine wasserunlösliche Fettsäure zur Verseifung der Hydroxide zugegeben. Sodann wird der gewonnene Gummi gewaschen und getrocknet. Dieses Verfahren zielt ausschließlich auf die Gewinnung von Gummi ab und hat sich u.a. aufgrund des Einsatzes an Chemikalien und der anfallenden Entsorgungskosten als wenig rentabel herausgestellt.
Die US 9 346 924 B2 offenbart ein Verfahren zur Gewinnung von Gummi und einer inulinhaltigen Phase. Dabei erfolgt ein Abbau der Pflanzenfasern durch den Einsatz von Zellulase und/oder Hemi-Zellulase-Enzyme. Um optimale Bedingungen für die Enzymvermehrung zu schaffen wird die Lösung auf 40-70°C gehalten. Es handelt sich um einen biologischen Aufschluss. Der Einsatz von Enzymen hat allerdings mehrere Nachteile. Einerseits ist der Einsatz von Enzymen kosten- und
zeitaufwendig. Andererseits ist die biologische Belastung der inulinhaltigen wässrigen Phase sehr hoch. Anfallendes Abwasser muss daher ggf. gesondert entsorgt werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, welches eine höhere
Rentabilität verspricht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren beschäftigt sich mit der Verarbeitung von
Löwenzahn-Pflanzenteilen, insbesondere von Löwenzahn-Pflanzenteilen der Sorte Taraxacum kok-saghyz.
Durch das Verfahren erfolgt eine Gewinnung von Gummi als ein erstes Wertprodukt. Dabei kann es sich um Rohgummi handeln oder um einen gereinigten Gummi. Der Begriff „Gummi" umfasst insbesondere den sogenannten Löwenzahnkautschuk.
Der Abbau erfolgt im Gegensatz zur US 9 346 924 B2 gerade unter Vermeidung eines biologischen Abbaus von Pflanzenteilen durch Enzyme. Entsprechend ist die Prozesstemperatur gewählt. Das Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf:
A) Zerkleinern und/oder Ausquetschen der Löwenzahnpflanzenteile,
vorzugsweise unter Zugabe von Wasser unter Bildung eines Breis; Das Zerkleinern oder Ausquetschen der Löwenzahnpflanzenteile kann bevorzugt unter Zugabe von zusätzlichem Wasser erfolgen. Das Zerkleinern und/oder
Ausquetschen kann, ebenfalls bevorzugt, in mehrere Schritte unterteilt werden. Bei dem gebildeten Brei handelt es sich bevorzugt um eine Suspension aus Wasser in welche Feststoffe der zerkleinerten Löwenzahnpflanzenteile suspendiert vorliegen.
Als Löwenzahnteile zur Verarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die gesamte Pflanze oder, besonders bevorzugt, lediglich die Wurzel und der Hypokotyl, also der unterster Teil der Sprossachse verwendet werden. Diese kann durch vorherige Behandlung von Sand und anderen an der Oberfläche anhaftenden Stoffen, wie z.B. Erde oder Lehm, gereinigt sein. Nach der Bildung des Breis kann es aufgrund von Enzymen im Löwenzahn zu einer Fermentation kommen in weicher weitere Wertprodukte wie Inulin und Fructose abgebaut werden. Um dies möglichst zu unterbinden kann die Verarbeitung in den Folgeschritten sehr schnell erfolgen. Darüber hinaus können Maßnahmen ergriffen werden, um die Fermentation zu verlangsamen.
Der gebildete Brei kann ein bevorzugtes Verdünnungsverhältnis von 1 Teil Wurzel zu 10 bis 20-Teilen Wasser aufweisen. Im Anschluss an die Bildung des Breis wird dieser in dem nachfolgend
beschriebenen Schritt B) weiter aufgearbeitet.
B) Erstes Separieren des Breis in zumindest eine inulinreiche gummiarme Phase und zumindest eine gummireiche inulinarme Phase, wobei die gummireiche inulinarme Phase das erste Wertprodukt bildet oder das erste Wertprodukt aus der gummireichen inulinarmen Phase gewonnen wird;
Das Separieren des Breis kann beispielsweise durch Sieben, Filtrieren und/oder besonders bevorzugt durch zentrifugale Separation erfolgen. Dabei kann die
Trennung einstufig in drei Phasen (Gummi-, Wasser-, und Inulinphase) erfolgen oder zweistufig erfolgen indem Wasser entweder zuerst mit dem Gummi oder alternativ zuerst mit der Inulinphase oder auch in beiden Phasen, also der Gummi- und
Inulinphase verteilt abgetrennt wird. Wird eine Gummi-Wasserphase von einer Inulinphase abgetrennt so kann der Gummi als Kügelchen aus dem Wasser abgesiebt werden. Wird eine Inulin-Wasserphase von der Gummi-Phase abgetrennt so kann die Trennung zwischen der Wasser- und der Inulinphase durch
Zentrifugieren erfolgen, möglichst kalt und schnell, um einen enzymatischen Abbau des Inulins zu Fruktose zu vermeiden. Die derart vorgenannte Inulinphase kann auch nach Abtrennung der Wasserphase noch 5-15 Gew.% Wasser enthalten. Die vorgenannte Inulinphase umfasst zudem ca. 10% Trockensubstanzgehalt.
Gummi als erstes Wertprodukt kann somit direkt nach dem Separieren durch die gummireiche inulinarme Phase genutzt werden. Ein solcher Gummi wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch„Rohgummi" genannt. Es ist jedoch von Vorteil, diesen Rohgummi beispielsweise durch Waschen ggf. unter Erwärmen,
vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 70 bis 100°C, weiter aufzureinigen. Ergänzend oder alternativ sind in diesem Schritt des Verfahrens Enzyme einsetzbar, die Verunreinigungen abbauen, z.B. Cellulase, Pectinase Es wird somit gereinigter Gummi hergestellt, welcher ebenfalls das erste Wertprodukt sein kann. An sich ist die Gewinnung von Gummi aus Löwenzahn bereits bekannt. Dieser Gummi wird allerdings nicht durch schonendes Ausquetschen sondern durch Temperaturbehandlung gewonnen. Dabei wird in Pflanzen enthaltendes Inulin zu Fructose umgewandelt. Eine wesentlich bessere, insbesondere ökonomische, Verfahrensführung ergibt sich wenn Inulin vor der Gummitrennung möglichst nicht in Fructose umgewandelt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
C) Erwärmen der inulinreichen gummiarmen Phase, auf eine Temperatur, bei welcher Inulin zumindest teilweise in Fructose umgewandelt wird;
Zur Gewinnung des zweiten Wertproduktes kann die inulinreiche Phase bevorzugt erwärmt werden. Die Temperatur sollte zumindest so hoch sein, dass es zur
Aufspaltung der Polysaccharidketten des Inulins unter Bildung von Fructose kommt, welches in einer Wasserphase löslich ist.
Im Fall einer hohen Konzentration an Fructose in der Wasserphase kann die Inulin- Aufspaltung auch nur teilweise oder gar nicht erfolgen, sondern das Inulin selbst kann in Lösung gehen und als Wertprodukt durch fraktionierte Fällung oder fraktionierte Kristallisation aus der Wasserphase abgeschieden werden.
Weitere organische Feststoffe, z.B. Zellulose, welche in der inulinreichen
gummiarmen Phase enthalten sind gehen bei dieser Behandlung nicht in Lösung, sondern können als schlammartige Feststoffphase abgetrennt werden.
Dies erfolgt bevorzugt in Schritt D durch ein zweites Separieren:
D) Zweites Separieren der inulinreichen gummiarmen Phase in eine
fructosereiche Phase, insbesondere in eine fructosereiche wässrige Phase, und in eine fructosearme Feststoffphase, wobei die fructosereiche Phase ein zweites Wertprodukt ist oder ein zweites Wertprodukt aus der fructosereichen Phase gewonnen wird.
Das zweite Wertprodukt ist somit Fructose oder Inulin oder ein Gemisch aus beiden in gelöster Form oder als Feststoffe.
Das Verfahren wird durch die Gewinnung des zweiten Wertproduktes wesentlich ökonomischer und eignet sich zur Massenproduktion. Erfindungsgemäß wird zumindest der Schritt A), bevorzugt aber auch Schritt B), bei einer Temperatur unter 40°C durchgeführt.
Dies verhindert weitestgehend den Abbau von Inulin durch pflanzeneigene Enzyme.
Insbesondere erfolgt die Bearbeitung Pflanzenteile nach Schritt A) und die
Abtrennung nach Schritt B) ohne Enzymzusatz. Ohne Enzymzusatz bedeutet, dass zwar die unvermeidbaren pflanzeneigenen Enzyme vorhanden sind, allerdings werden keine zusätzlichen Enzyme für den Aufschluss der Pflanzen beigefügt.
Dadurch wird auch verhindert, dass Inulin sich zum falschen Zeitpunkt abbaut und dass diese Form des Aufschlusses auch weniger belastend für das Abwasser, also sowohl das abgepresste Wasser als auch das an anderer Stelle im Prozess anfallende Wasser.
Die Schritte A) und B) erfolgen vorzugsweise abgesehen von der Zugabe von Wasser und/oder anorganischem Salz, insbesondere Kochsalz, ausschließlich durch mechanische Mittel. Also werden auch keine organischen Chemikalien eingesetzt, so dass das anfallende Wasser nur gering chemisch oder biologisch belastet wird.
Bevorzugt behält dabei der Brei eine flüssige Konsistenz bei und wird nicht vereist. Entsprechend ist die Temperatur, also die Verarbeitungstemperatur, so zu wählen dass der Brei fließfähig bleibt. Es erfolgt also das Separieren eines fließfähigen Breis in Schritt B).
Das Zerkleinern und zusätzliche Ausquetschen der Löwenzahnpflanzenteile kann vorteilhaft derart erfolgen, dass eine Freisetzung von Gummipartikeln aus den Löwenzahnpflanzenteilen erfolgt und dass Inulin zum überwiegenden Teil in den Pflanzenzellen der Löwenzahnpflanzenteile verbleibt. Hierfür sollte das Zerkleinern nicht in zu kleine Stücke erfolgen, jedoch so ausgiebig, dass der Gummi in Form von Gummipartikeln, welche auf dem Brei schwimmen, freigesetzt wird. Ein zu starkes Zerkleinern würde die Gewinnung des Gummis erschweren. Das Zerkleinern der Löwenzahnpflanzenteile kann vorteilhaft ein Mahlen unter Bildung des Breis, insbesondere einer Suspension, umfasst, in welchem die
Löwenzahnpflanzenteile mit einem mittleren Durchmesser zwischen 2 bis 10 mm, vorzugsweise 3 bis 6 mm, in Wasser suspendiert sind. Die Wasserzugabe kann vor, während und/oder nach dem Zerkleinern und/oder Ausquetschen erfolgen. Das Zerkleinern der Löwenzahnpflanzenteile kann zudem vorteilhaft zumindest ein Vorzerkleinern umfassen, welches vor dem Mahlen erfolgt und in welchem die Löwenzahnpflanzenteile auf einen mittleren Durchmesser zwischen 9 bis 21 mm zerkleinert werden.
Das Vorzerkleinern und das anschließende Mahlen und/oder Quetschen
ermöglichen eine größere Homogenität der zerkleinerten Pflanzenteile im Brei. Das Mahlen und/oder Quetschen kann üblicherweise mit einer Perl- oder Kugelmühle erfolgen.
Besonders bevorzugt kann zum Vorzerkleinern und/oder zum Mahlen und/oder Quetschen eine oder mehrere Hammermühlen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden für die beiden vorgenannten Verfahrensschritte eine Kombination aus einer oder mehrerer Hammermühlen und einer oder mehrerer Hammermühlen eingesetzt.
Besonders bevorzugt kann zum Vorzerkleinern und/oder Mahlen und/oder
Quetschen eine oder mehrere Hammermühlen und eine oder mehrere Kugelmühlen eingesetzt werden.
Beim Mahlen und/oder Ausquetschen und/oder beim Vorzerkleinern kann vorteilhaft eine Wasserzugabe erfolgen. Besonders bevorzugt wird zu den Pflanzenteilen das Wasser in einem Verhältnis von 1 zu 10 bis 1 zu 20 gegeben.
Bei dieser Wasserzugabe kann das Wasser vorteilhaft einen pH-neutralen oder besonders bevorzugt einen sauren pH-Wert, insbesondere einen pH-Wert zwischen pH= 3 und 7, aufweisen.
Zur Verringerung der Fermentationstendenz z.B. aufgrund von pflanzeneigenen Enzymen kann das zugegebene Wasser zumindest eine Sulfid- und/oder eine Monochloramin-Verbindung aufweisen. Die bevorzugte Konzentration der Sulfid- und/oder Monochloramin-Verbindung im zugegebenen Wasser beträgt zwischen 0,01 und 0,1 mol/l.
Alternativ oder zusätzlich kann die vorgenannte Behandlung im vollständig oder nahezu fermentationsfreien Zustand durch physikalische Verfahren erfolgen. Diese physikalischen Verfahren umfassen neben der Abtrennung von dispergierten
Feststoffen durch Filter oder Zentrifugen auch die Behandlung mit Ozon und/oder UV-Licht.
Der Brei und/oder die inulinreiche gummiarme Phase kann somit vorteilhaft mit Ozon oder einer UV-Bestrahlung, insbesondere mittels UV-Licht im Normaldruck- oder Mitteldruckbereich, behandelt werden um die Fermentationstendenz des Breis oder der inulinreichen Phase zu senken.
Beim ersten Separieren des Breis, gemäß Schritt B kann vorteilhaft eine
Wasserphase gebildet werden, welche z.B. das beim Mahlen und/oder
Vorzerkleinern zugeführte Wasser aufweist und darüber hinaus weitere gelöste Stoffe der Löwenzahnpflanze.
Diese Wasserphase kann
i) zusammen mit der inulinreichen gummiarmen Phase;
ii) zusammen mit der gummireichen inulinarmen Phase; oder iii) oder separat von den Phasen, z.B. nach einer Behandlung in einem Dreiphasen-Dekanter,
abgeführt werden.
Die vorgenannte abgetrennte Wasserphase kann vorteilhaft wiederverwendet, insbesondere zur Bildung des Breis in Schritt A) rückgeführt werden.
Je nach fortschreitender Fermentation kann die vorgenannte Wasserphase auch bereits einen Anteil an Fructose aufweisen. Inulin fällt jedoch vorwiegend oder sogar nahezu vollständig in der inulinreichen gummiarmen Phase an, welche
typischerweise schwerer ist als die Wasserphase und überwiegend oder vollständig aus organischen Feststoffen besteht. Das erste Separieren des Breis kann vorteilhaft als eine ein- oder mehrmalige zentrifugale Trennung, vorzugsweise in einer Vollmantelschneckenzentrifuge, erfolgen.
Sofern die Wasserphase zusammen mit der gummireichen inulinarmen Phase abgeführt wird, so kann vorteilhaft eine Trennung zwischen den beiden Phasen durch Sieben erfolgen, so dass die Wasserphase und die gummireiche inulinarme Phase separat abgeführt werden.
Sofern die Wasserphase zusammen mit der gummiarmen inulinreichen Phase abgeführt wird, so kann vorteilhaft ein drittes Separieren zur Trennung der beiden Phasen erfolgen, welches zeitlich vor dem zweiten Separieren erfolgt, wobei dieses dritte Separieren eine ein- oder mehrmalige Trennung, vorzugsweise mit einem Sieb, umfasst, so dass die Wasserphase und die gummiarme inulinreiche Phase separat abgeführt werden. Die separat abgeführte Wasserphase, welche bei einer Dreiphasentrennung beim ersten Separieren, oder durch Sieben oder nach dem dritten Separieren anfällt, kann für eine Zugabe zu den Löwenzahnpflanzenteilen beim Zerkleinern, insbesondere beim Vorzerkleinern und/oder beim Mahlen, vorteilhaft rückgeführt werden. Dies spart den Einsatz an Chemikalien zur Stabilisierung des Wassers und verringert den Umfang an zu entsorgenden Abfällen.
Die inulinreiche viskose Phase muss vor oder bei dem Erwärmen in Schritt C) abermals mit Wasser verdünnt werden. Auch dieses Wasser sollte pH-neutral oder vorzugsweise einen sauren pH-Wert aufweisen. Durch das zugeführte Wasser kann die aus Inulin gewonnene Fructose besser von den restlichen Feststoffen getrennt und in die wässrige Phase überführt werden.
Die wässrige Phase kann vorteilhat wiederverwendet werden. Sie kann insbesondere in Schritt A) rückgeführt werden.
Üblicherweise wird der Prozess bis incl. dem Schritt B) bei Temperaturen kleiner oder gleich der Umgebungs- oder Raumtemperatur durchgeführt. Es ist von Vorteil, wenn die inulinreiche viskose Phase beim Erwärmen in Schritt C) zumindest auf 55°C, vorzugsweise auf 60 bis 100°C erwärmt wird.
Das erste Wertprodukt kann vorteilhaft aus der gummireichen inulinarmen Phase durch Waschen mit Wasser, ggf. unter Erwärmung, insbesondere auf Temperaturen zwischen 70-100°C, als gereinigter Gummi gewonnen werden.
Das zweite Wertprodukt kann aus der fructosereichen Phase durch Kristallisation gewonnen wird, wobei das zweite Wertprodukt Inulin und/oder Fructose ist.
Um einer Fermentation durch Enzyme vorzubeugen sollte die Verarbeitung nach der Bildung des Breis in Schritt A) relativ schnell erfolgen
Das erste Separieren gemäß Schritt B) kann vorteilhaft innerhalb von weniger als 30 Minuten, insbesondere innerhalb von weniger als 10 Minuten, erfolgt sein, nachdem Schritt A) abgeschlossen ist.
Das erste Separieren gemäß Schritt B) und das Erwärmen gemäß Schritt C) können vorteilhaft innerhalb von weniger als 40 Minuten, insbesondere innerhalb von weniger als 15 Minuten, erfolgt sein, nachdem Schritt A) abgeschlossen ist. Es ist besonders vorn Vorteil, wenn das erste Separieren gemäß Schritt B), das Erwärmen gemäß Schritt C) und das zweite Separieren gemäß Schritt D) innerhalb von weniger als 50 Minuten, insbesondere innerhalb von weniger als 20 Minuten, erfolgt ist, nachdem Schritt A), also die Bildung des Breis, abgeschlossen ist.
Vorteilhaft kann vor oder nach dem Vorzerkleinern und/oder dem Mahlen und/oder Quetschen der Löwenzahnpflanzenteile eine Wasserzugabe erfolgt und ein
Auspressen des Wassers vor dem ersten Separieren erfolgt unter Gewinnung eines Inulinsirups.
Die verbleibenden Feststoffe nach dem Auspressen können vorzugsweise erneut unter Wasserzugabe zu einem Brei suspendiert werden.
Bei der Bildung des Breis gemäß Schritt A) oder nach der Bildung des Breis jedoch vor dem ersten Separieren kann vorteilhaft eine Zugabe eines Salzes, insbesondere von Kochsalz, als Feststoff oder Lösung zur Agglomerierung von Gummipartikeln erfolgen.
Vor oder nach dem Vorzerkleinern und/oder dem Mahlen und/oder Quetschen der Löwenzahnpflanzenteile kann eine Wasserzugabe erfolgen und ein Auspressen des Wassers vor dem ersten Separieren erfolgen unter Gewinnung eines Inulinsirups und/oder von Inulin-Presswasser.
Die verbleibenden Feststoffe nach dem Auspressen können erneut unter
Wasserzugabe zu einem Brei suspendiert werden.
Bei der Bildung des Breis gemäß Schritt A) oder nach der Bildung des Breis jedoch vor dem ersten Separieren kann eine Zugabe eines Salzes, insbesondere von Kochsalz, als Feststoff oder Lösung zur Agglomerierung von Gummipartikeln erfolgen.
Das Verfahren wird nachfolgend anhand von mehreren Ausführungsbeispielen und unter Zuhilfenahme der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wobei Gummi als erstes Wertprodukt und Inulin oder Fructose als zweites Wertprodukt aus
Löwenzahn gewonnen wird;
Fig. 2 eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gewinnung von Gummi und eines weiteren Wertproduktes aus Löwenzahn; Fig. 3 eine dritte Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gewinnung von Gummi und eines weiteren Wertproduktes aus Löwenzahn; und
Fig. 4 eine vierte Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gewinnung von Gummi und eines weiteren Wertproduktes aus Löwenzahn.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Eines der gewonnenen Wertprodukte ist ein Gummi, welches auch als
Löwenzahnkautschuk bekannt ist. Das andere Wertprodukt ist entweder Inulin oder Fructose. Dieses Wertprodukt kann gelöst in Wasser, z.B. als Zuckermelasse, oder als Feststoff vorliegen.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus von Pflanzenteilen, insbesondere von Wurzeln, des Löwenzahns 10 der Sorte„ Taraxacum kok-saghyz". Die Wurzeln sind bereits durch Vorbereitungsschritte wie Waschen und Bürsten von Sand befreit. In einem ersten Schritt der Verarbeitung erfolgt ein Vorzerkleinern 20. Hierfür kann eine Hammermühle oder können mehrere hintereinander geschaltete
Hammermühlen vorgesehen sein und zumindest jeweils eine Lochplatte und/oder zumindest ein Sieb mit einem vorbestimmten Lochdurchmesser bzw. einer vorbestimmten Maschenweite. Durch die Lochplatte und/oder das Sieb werden die Pflanzenteile durch die Hammermühle gepresst. Bei der Anwendung der
Hammermühle genügt die granulometrische Verteilung der passierten Partikel in etwa der Gauß'schen Normalverteilung. Der mittlere Partikeldurchmesser bzw.
Teilchendurchmesser der Pflanzenteile beträgt nach dieser ersten Stufe im ersten Schritt vorzugsweise zwischen 1 und 5 cm, vorzugsweise 2-3 cm. Zu kleine
Pflanzenteile führen zu kleinen Kautschukpartikeln mit einem zu geringen
Polymerisationsgrad. Auch ein Zerhäckseln ist möglich und kann im Rahmen des Vorzerkleinerns eingesetzt werden. Anschließend erfolgt zweiten Schritt ein feineres Mahlen und/oder Quetschen 50 der zerkleinerten Pflanzenteile. Im zweiten Schritt des Zerkleinerns kann ebenfalls Wasser 30 zugeführt werden. Dieses Mahlen und/oder Quetschen entspricht im Vergleich zur Vorzerkleinerung eher einem Ausquetschen der Pflanzenteile. Dies wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Quetsch-Mahlen bezeichnet. Dies kann z.B. in einer Kugelmühle oder Perlmühle, insbesondere unter Einsatz weiterer Lochscheiben und/oder Siebe, erfolgen. Diese weisen vorzugsweise eine geringere Lochweite bzw. Maschenweite auf als die im Vorzerkleinern 20
eingesetzten Lochscheiben und/oder Siebe. Der mittlere Partikel- bzw.
Teilchendurchmesser der gummifreien organischen Pflanzenteile die im Brei suspendiert sind beträgt hierbei 0,2 bis 1 ,0 cm, insbesondere 0,3 bis 0,6 cm. Da es sich um ungleichmäßig geformte Teilchen bzw. Pflanzenteilchen handelt, umfasst der mittlere Teilchendurchmesser den Mittelwert aller Durchmesser, welche durch den Schwerpunkt eines Teilchens verlaufen. Sodann werden alle diese Mittelwerte für die jeweiligen Teilchen in einem bestimmten Volumenabschnitt zusammengezählt und durch die Anzahl an Teilchen in dem bestimmten
Volumenabschnitt gerechnet. Dies ergibt den mittleren Teilchendurchmesser. Die Bestimmung dieses Wertes kann durch optische Messmethoden erfolgen.
Das zugeführte Wasser im ersten Schritt 20 und im zweiten Schritt 50 beträgt vorzugsweise das 5- bis 20-fache, bezogen auf Gewichts-%, der zerteilten
Pflanzenteile.
Das zugegebene Wasser kann vorzugsweise mit Sulfiden oder Monochloramin zur Beibehaltung eines fermentationsfreien Zustandes stabilisiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Stabilisation auch durch ein physikalisches Verfahren erreicht werden. Ein solches physikalisches Verfahren kann neben der Abtrennung von dispergierten Feststoffen durch Filter und Zentrifugen auch eine Behandlung eines durch das Zerkleinern gebildeten Breis 60 oder davon abgetrennten inulinreichen Phase 80 oder 80' mit Ozon oder Ultraviolettem Licht erfolgen. Das UV-Licht wird bevorzugt bei Normal- oder Mitteldruckbereich eingesetzt bei einer Intensität von zumindest 0,5 Watt per Liter Fluid.
Ebenfalls kann das zugegebene Wasser einen Zuckergehalt, insbesondere einen Anfangsgehalt an Fructose von mehr als 1 Gew.%, aufweisen, insbesondere dann, wenn das Wasser im Kreislauf geführt wird.
Durch das Mahlen und/oder Quetschen können die Pflanzenteile nur soweit zerkleinert werden, dass der Gummi aus den Pflanzenteilen freigesetzt wird und ein Großteil an Inulin in den Pflanzenzellen verbleibt. Der gebildete Brei 60 weist somit in Wasser dispergierte organische Feststoffe auf, welche sich absetzen können und Gummipartikel bzw. Gummikügelchen, welche auf dem Wasser aufschwimmen.
Bevorzugt erfolgt das Mahlen und/oder Quetschen 50 und/oder das Vorzerkleinern 20 bei Temperaturen von unter 30°C, vorzugsweise bei unter 25°C.
Ebenfalls bevorzugt weist das Pflanzenteile-Wasser-Gemisch beim Vorzerkleinern 20 und/oder Mahlen und/oder Quetschen 50 einen neutralen /oder sauren pH-Wert auf. Der Brei 60 wird sodann in einem dritten Schritt der in Fig. 1 beschriebenen
Verfahrensvariante durch ein erstes Separieren 70 in eine gummiarme, inulinreiche Phase 80, in eine gummireiche, inulinarme Phase 90 und in eine wässrige, inulin- und gummiarme Phase 100 aufgeteilt.
Die gummiarme, inulinreiche Phase 80 ist im Wesentlichen eine organische
Feststoffphase, welche schwerer ist als die wässrige Phase 100.
Die vorgenannte gummiarme inulinreiche Phase weise einen Trockensubstanzgehalt von vorzugsweise 8-12 % auf.
Die gummireiche, inulinarme Phase 90 ist im Wesentlichen eine gummiartige
Feststoffphase, welche leichter ist als die wässrige Phase 100. Das erste Separieren 70 kann beispielsweise und bevorzugt durch einen
Dreiphasendekanter erfolgen, wobei die inulinreiche Phase 80 in eine erste Richtung und die zweite gummireiche Phase 90 in eine zweite Richtung transportiert wird.
Die gewonnene wässrige Phase 100 weist üblicherweise einen gewissen Anteil an Fructose auf und kann als Wasser 30 zur Zugabe zu den Pflanzenteilen im
Verfahren, gewöhnlich bei der Vorzerkleinerung 20 und/oder dem Mahlen 50 rückgeführt werden.
Die gummireiche, inulin- und/oder fructosearme Phase 90 kann bereits als erstes Wertprodukt, als sogenannter Rohgummi, verkauft werden.
Es ist allerdings auch möglich, die gummireichen Phase 90, auch nach einer enzymatischen Zwischenbehandlung zum Abbau organischer Verbindungen-, ggf. unter Zugabe von weiterem Wasser in einem weiteren Schritt„Erwärmen" 1 10 zu erwärmen, insbesondere bei Temperaturen zwischen 70 bis 100°C, und
anschließend das Wasser, z.B. durch Sieben, abzutrennen. Man erhält schließlich gereinigten Gummi 120 als Wertprodukt.
Die inulinreiche Phase 80 wird, ggf. unter Zugabe von Wasser 131 , erwärmt. Diese Phase 80 wird bevorzugt auf einen Trockensubstanzgehalt von ca. 5-15 Gew.%, vorzugsweise 8-12 Gew.%, mit Wasser verdünnt.
Die inulinreiche Phase 80 wird auf eine Temperatur von vorzugsweise 60 bis 100°C erwärmt. Durch das Erwärmen 130 wird das ein Großteil des Inulins in Fructose umgewandelt und geht dadurch in Lösung, während andere organische Bestandteile, z.B. Zellulose oder Proteine als Feststoffe verbleiben.
Die inulin- und/oder fructosereiche Phase 80 ist dabei pH-neutral oder sauer.
Im Anschluss an das Erwärmen erfolgt ein zweites Separieren 140, beispielsweise durch Filtration oder durch zentrifugales Separieren.
Das Erwärmen 130 der inulin- oder fructosereichen Phase 80 und das zweite
Separieren 140 kann sich unmittelbar an das erste Separieren 70 anschließen und kann bevorzugt innerhalb von weniger als 30 Minuten, besonders bevorzugt innerhalb von weniger als 10 Minuten nach dem ersten Separieren 70 initiiert werden. Dadurch wird einem enzymatischen Abbau im Rahmen einer Gärung zuvorgekommen.
Besonders bevorzugt sind die beiden Schritte„Erwärmen" und„Separieren" 130 und 140 innerhalb von weniger als 30 Minuten, insbesondere innerhalb von 10 Minuten, abgeschlossen. Nach dem Separieren 140 liegt eine organische fructosearme Feststoffphase 150 vor, welche beispielsweise Zellulose und weitere schwer-wasserlösliche Pflanzen- Inhaltsstoffe enthält.
Zudem liegt eine fructosereiche wässrige Phase 1 60 vor. Diese kann bereits als Zuckerlösung, ohne gesonderte Isolierung der Fructose, als zweites Wertprodukt verkauft werden. Die Zuckerlösung kann zudem auch weitere Mono- oder
Disaccharide, z.B. Glucose, enthalten. Der Gewichtsanteil dieser Saccharide in Lösung beträgt jedoch gegenüber dem Anteil an Fructose vorteilhaft weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5%. Alternativ kann auch die Fructose ggf. nach weiteren Aufreinigungsschritten aus der Zuckerlösung z.B. durch Eindampfen und Kristallisation als Feststoff isoliert und als zweites Wertprodukt gewonnen werden.
Fructose ist ein beliebter Ersatz von Saccharose und kann auf vielfältige Weise in der Lebensmittelindustrie oder Chemischen Industrie eingesetzt werden.
Fig. 2 zeigt eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens auf. Die
Zerkleinerungsschritte 20 und 50, mit welchen der Brei 60 erhalten wird, ist analog zu der Vorgehensweise der Fig. 1 . Sodann erfolgt das erste Separieren 70. Dabei kann ein Zweiphasendekanter oder Separator, ggf. einem Düsenseparator eingesetzt werden, welcher den Brei in eine wässrige, gummireiche und inulinarme Phase 90' und in eine inulinreiche
gummiarme Phase 80 aufteilt. Die wässrige Phase 90' ist dabei Wasser, ggf. mit weiteren gelösten Bestandteilen, in welchem Gummipartikel bzw. Gummikügelchen oder Gummiagglomerate dispergiert sind.
Diese lassen sich in der Folge als gummireiche Feststoffphase 90, bzw. als
Rohgummi und somit als erstes Wertprodukt abtrennen. Dies kann vorzugsweise durch Sieben 170 erfolgen. Es bleibt Wasser 100 zurück, welches analog zu dem abgetrennten Wasser in Fig. 1 im Prozess rückgeführt werden kann.
Der Rohgummi kann sodann, analog zu Fig. 1 , durch Wasserzugabe und/oder Erwärmen 1 10, zu gereinigtem Gummi 120 weiterverarbeitet werden.
Die inulinreiche Phase 80, vorzugsweise eine im Wesentlichen organische
Feststoffphase, kann sodann analog zu Fig. 1 zu fructosehaltigem Zuckerwasser 1 60 oder zu Fructose als Feststoff als zweites Wertprodukt verarbeitet werden. Fig. 3 zeigt eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 3 zeigt eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens auf. Die
Zerkleinerungsschritte 20 und 50, mit welchen der Brei 60 erhalten wird, sind ebenfalls analog zu der Vorgehensweise der Fig. 1 .
Beim ersten Separieren 70 erfolgt sodann eine Aufteilung des Breis 60 in eine gummireiche und inulin- und fructosearme Phase 90 und in eine wässrige, inulinreiche Phase 80'. Diese Separation erfolgt üblicherweise durch Siebung. Die wässrige Phase 80' ist dabei Wasser mit gelösten und dispergierten organischen Bestandteilen, die als z.B. als Zellulose, Proteine oder Inulin.
Die gummireiche und inulinarme Phase 90 stellt dabei, analog zu Fig. 1 , den
Rohgummi dar, welcher als Wertprodukt genutzt werden kann oder zu gereinigtem Gummi 120 weiterverarbeitet werden kann.
Die wässrige inulinreiche Phase 80' wird sodann in einem dritten Separieren 180, welches zeitlich vor dem analog zu Fig. 1 durchgeführten zweiten Separieren 140 erfolgt, in eine wässrige inulinarme Phase 100 und in eine inulinreiche Phase 80, die im Wesentlichen eine Feststoffphase ist, aufgeteilt. Dieses dritte Separieren 180 sollte kalt, also bei Temperaturen von weniger als 30°C, vorzugsweise weniger als 25°C erfolgen. Es empfiehlt sich ein Separieren im
Zentrifugalfeld eines Separators. Zudem kann dieses dritte Separieren 180 sich unmittelbar an das erste Separieren 70 anschließen und bevorzugt innerhalb von weniger als 30 Minuten, besonders bevorzugt innerhalb von weniger als 10 Minuten nach dem ersten Separieren 70 initiiert werden. Dadurch wird einem enzymatischen Abbau zuvorgekommen, welcher das Inulin in Fructose umwandeln würde.
Zur inulinreichen Phase 80, der spezifischen schweren Phase wird sodann Wasser 131 hinzugegeben es bildet sich erneut eine Dispersion. Danach wird die inulinreiche Phase 80 den Folgeschritten analog zu Fig. 1 , also dem Erwärmen und einem weiteren Separieren, in diesem Fall einem dritten Separieren, unterzogen. So kann analog zu Fig. 1 fructosehaltiges Wasser 1 60 oder zu Fructose als Feststoff als zweites Wertprodukt gewonnen werden.
Das erste Separieren sollte vorzugsweise in allen beschriebenen Varianten der Fig. 1 -3 unmittelbar nach dem Mahlen 50 erfolgen, und sollte somit in einem Zeitraum von weniger als 30 Minuten, vorzugsweise von weniger als 10 Minuten nach dem Mahlen 50 initiiert werden.
Zum Separieren 70 des Breis 60 in die gummireiche, ggf. wässrige, Phase 90 und in die inulin- und/oder fructosereiche Phase 80 kann bevorzugt ein Dekanter eingesetzt werden. Die optimalen Umdrehungszahlen für eine Trennung mit dem Dekanter betragen 3000 bis 4500 (rpm) Umdrehungen pro Minute. Auch ist die Anwendung eines Separators mit einer Beschleunigung von ca. 12.000 x g möglich. Für die Ausführung nach Fig. 3 wird eine Sieb oder Filter angewendet, um die wässrige inulinreiche Phase vom Gummi abzutrennen.
Zur Trennung der inulinreichen wässrigen Phase 80 werden
Vollmantelschneckenzentrifugen, Tellerseparatoren oder Düsenseparatoren angewandt.
In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante des Verfahrens kann Inulin als alternatives Wertprodukt gewonnen werden. Dies ist insbesondere dann der Fall wenn das vor dem zweiten und/oder dritten Separieren zugegebene Wasser einen erhöhten Fructosegehalt aufweist, so dass der Inulinabbau während des Lösens des Inulins im Wasser zumindest nur teilweise erfolgt. Das Inulin kann sodann als
Wertstoff ausgefällt werden oder in Lösung verbleiben. Das nach dem ersten und/oder zweiten Separieren in Fig. 1 -3 gewonnene Wasser 100, welches sodann im Verfahren rückgeführt werden kann, hat einen
Trockensubstanzgehalt von weniger als 1 Gew.% und eine gelblich braun bis schwarze Färbung. Es kann mehrfach verwendet werden.
Inulin kann bevorzugt als Verdickungsmittel, beispielsweise in der Lebensmittel- oder Kosmetikindustrie eingesetzt werden.
Das beim Separieren rückgewonnene Wasser kann einen Trockensubstanzgehalt von weniger als 1 % aufweisen.
Die in Fig. 4 dargestellte Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens weist einige Abwandlungen gegenüber der Fig. 1 -3 auf. Das mit Frischwasser vorzerkleinerte Material des Löwenzahns wird dabei zunächst während oder nach einem
Vorzerkleinerungsvorgang durch ein Pressen 310 abgepresst. Dabei geht ein Teil des Inulins in das abgepresste Wasser über und es bildet sich ein sogenanntes Inulin-Presswasser 340 in welchem gelartiges Inulin und Wasser miteinander vermengt sind. Es entsteht eine Art Inulin-Sirup, welcher noch nicht in Fruktose umgewandelt ist, da die Gewinnung ohne einen Schritt des Erhitzens erfolgt ist.
Dann wird das abgepresste Wurzelgranulat erneut mit Wasser unter Bildung eines Breis suspendiert. Die Suspension kann sodann in einem oder mehreren
Durchgängen in der Kugelmühle zerkleinert werden.
Da ein Teil des Inulins bereits durch den Auspressvorgang gewonnen wurde, kann die Gewinnung von weiterem Inulin durch einen zweiten Separationsvorgang vorteilhaft entfallen oder optional durchgeführt werden. Hierfür kann der Inulingehalt im abgepressten Wasser und im Brei ermittelt werden, um einzuschätzen ob eine weitergehende Gewinnung analog zu Fig. 1 -3 noch wirtschaftlich ist.
Zur besseren Agglomeration der Gummipartikel kann in der Variante der Fig. 4, aber auch in den Varianten der Fig. 1 -3, ein Salz, insbesondere Kochsalz 320, zugegeben werden. Alternativ kann auch gleich Salzwasser 330 bei der Bildung des Breis zugegeben werden. Die Zugabe erfolgt vorzugsweise jedoch unmittelbar vor der Kugelmühle und besonders bevorzugt erst nach der Abtrennung des Inulin-Sirups in Fig.4. Bevorzugt kann es sich um 1 -3 Gew.% an Kochsalz, bezogen auf die Masse an Brei, handeln. Damit wird die elektrische Leitfähigkeit verändert und der durch die Kugelmühle zerkleinerte Gummi, welcher vorzugsweise eine Partikelgröße von unter 0,5 mm aufweist, kann zu größeren Gummiknöllchen agglomerieren und kann somit besser ausgesiebt werden.
Das Salzwasser 330, auch Elektrolytwasser genannt, kann rückgeführt bzw. in einem Kreislauf geführt werden.
Im Folgenden werden einige konkrete Beispiele genannt, welche jedoch nicht einschränkend gegenüber den vorgenannten Ausführungsvarianten zu verstehen sind. Sofern keine anderslautende Bezeichnungen vorhanden, beziehen sich die %- Angaben in den Beispielen auf Masseprozent.
Beispiel 1 :
300 g Wurzeln mit einem TS-Gehalt von 25% wurden mit dem Thermomix unter Zugabe von insgesamt 2070 g Wasser in insgesamt 6 Intervallen ä 20 Sekunden auf der Stufe 7 zerkleinert. Ein Drittel davon wird mit einem Tel Wasser verdünnt (Probe A), ein weiteres Drittel wurde mit 2 Teilen Wasser verdünnt (Probe B) und ein Drittes Drittel wurde mit drei Teilen Wasser verdünnt (Probe C). Jede dieser Proben wurde mit der Labstar Laborkugelmühle der Fa. Netzsch feinst vermählen.
Das Ergebnis des Schleudertests 2 min ä 6000 U/min (4500 g), erster Durchlauf: Probe A zeigte eine Flotatschicht 7 % mit freiem Gummi unterhalb des Flotates, eine dunkelbraune Wasserphase und 22 % Feststoff.
Die Probe B zeigte 5 % als ein kompaktes Flotat mit eingebundenem Gummi, eine mittelbraune Wasserphase und 22% Feststoff.
Die Probe C zeigte 4% als ein kompaktes Flotat mit eingebundenem Gummi, eine hellbraune Wasserphase und 26% Feststoff.
Nach dem zweiten Durchlauf erhellte sich jeweils die Wasserphase, die Flotatphase wurde reduziert auf 2% Probe A, 3 % Probe B und 3 % Probe C. Ebenfalls reduzierte sich der Anteil Feststoffphase auf 17% (Probe A), 15% (Probe B) und 19% (Probe C).
Nach dem dritten Durchlauf erhellte sich jeweils die Wasserphase weiter, die
Flotatphase betrug 3% Probe A, 2 % Probe B und 2 % Probe C. Ebenfalls reduzierte sich der Anteil Feststoffphase auf 14% (Probe A), 13% (Probe B) und 12% (Probe C). Beispiel 2:
100 g getrocknete Wurzeln wurden für 40 min bei ca. 22°C in Wasser eingeweicht und anschließend ausgewogen. Deren Nass-Gewicht betrug 266 g (TS = 40%). Zusammen mit weiterem Wasser und weiteren nasse Wurzeln (gewonnen durch Quellung aus einem zusätzlichen Anteil Wurzeltrockenmasse von 100 g) mit der totalen Menge von 200 g Wurzel-Trockenmasse und 1872 g Wasser wurden mit dem Thermomix in insgesamt 4 Intervallen ä 15 Sekunden auf der Stufe 9 in zwei Chargen zerkleinert. Durch Abtropfen unter Rütteln mit einem Küchensieb wurden 430 g Wasser mit ca. 3° Brix gewonnen. Das abgetrennte Inulin-Wasser wurde mit frischem Wasser ersetzt und die Gesamtmenge anschließend mit 2 Teilen Wasser verdünnt. Diese Suspension wurde mit einer Kugelmühle Labstar Fa. Netzsch in 3 Passagen feinst vermählen. Ergebnis des Schleudertests 2 min ä 6000 U/min (4500 g), erster Durchlauf:
Die Probe A zeigte eine geringe Flotatschicht mit 0,5 % einer dunkelbraunen
Wasserphase und 10% Feststoff. Nach dem zweiten Durchlauf erhellte sich jeweils die Wasserphase, die Flotatphase wurde erhöht auf 1 %, bestehend aus hellen Gummipartikeln, Die Feststoffphase nahm 1 6% ein. Nach dem dritten Durchlauf erhellte sich jeweils die Wasserphase weiter, die Flotatphase betrug 1 % als dunkles gummihaltiges Flotat. Die schwere Feststoffphase betrug 1 6%.
Beispiel 3: 40 kg getrocknete Wurzeln wurden vom Sand und Verunreinigungen gereinigt und anschließend in einer Hammermühle (Fa. Netzsch, Lochweite 15 mm) unter Zugabe von Wasser zu insgesamt 180 kg mit 17,2 kg Trockenmasseanteil vermählen. Das Wasser der Dispersion nach der Vermahlung hatte im Mittel 3° Brix. Unter Zugabe von Wasser im Verhältnis von 1 + 1 wurde mit einer Hammermühle der Lochweite von 5 mm weiter zerkleinert. Als Resultat lag eine Dispersionsmenge von 359 kg vor, mit 2,4°Bhx im Fluidanteil.
Diese Dispersion wurde unter Zugabe von 60 kg Wasser mit einer Kugelmühle Fa. Netzsch und einem Durchsatz von 200 kg/h vermählen. Dieser Vorgang wurde noch einmal wiederholt, ohne weitere Wasserzugabe.
Die feinst vermählen Dispersion wurde mit 100 kg Wasser verdünnt und in einen Trenndekanter der Firma GEA, Typ CA 226 gepumpt. Mit der Wasserphase wurden nur ca. 50 g Gummi ausgetragen und mittels Schwingsieb vom Wasser getrennt. Der Feststoff mit 15,33 %TS und sichtbaren Gummianteilen und die Flüssigkeit mit 1 ,1 % Feststoff wurden wieder vermischt und nach 3 Wochen in zwei Teilen von 129 kg und 148 kg resuspendiert mit jeweils 80 kg Wasser. Es wurde 2 % Salz hinzugegeben. Mit der Wasserphase wurden insgesamt 2,8 kg nasser Gummi ausgetragen und mittels Schwingsieb (Maschenweite 500μηπ) vom Wasser getrennt. Getrocknet und gewaschen ergab dies ca. 500 g Gummi-Trockenmasse.
Bezugszeichen
10 Pflanzenteile
20 Vorzerkleinern
30 Wasser
40 Waschwasser
50 Mahlen
60 Brei
70 erstes Separieren
80 Inulinreiche Phase
80' Inulinreiche wässrige Phase
90 Gummireiche Phase
90' Gummireiche wässrige Phase
100 Wasserphase
1 10 Erwärmen
120 Gereinigter Gummi
130 Erwärmen
131 Wasser
140 zweites Separieren
150 fructosearme Feststoffe
160 fructosereiche Phase
170 Sieben
180 drittes Separieren
310 Pressen
320 Kochsalz
330 Salzwasser
340 Inulin-Presswasser

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Verarbeitung von Löwenzahn-Pflanzenteilen (10),
insbesondere von Löwenzahn-Pflanzenteilen der Sorte Taraxacum kok- saghyz, wobei bei dem Verfahren eine Gewinnung von Gummi als ein erstes Wertprodukt erfolgt und gekennzeichnet ist durch die folgenden Schritte:
A) Zerkleinern und/oder Ausquetschen der Löwenzahnpflanzenteile (10), vorzugsweise unter Zugabe von Wasser (30), unter Bildung eines Breis (60);
B) Erstes Separieren (70) des Breis (60) in zumindest eine inulinreiche gummiarme Phase (80, 80') und zumindest eine gummireiche inulinarme Phase (90, 90'), wobei die gummireiche inulinarme Phase (90, 90') das erste Wertprodukt bildet oder das erste Wertprodukt aus der gummireichen inulinarmen Phase (90, 90') gewonnen wird, wobei zumindest Schritt A) bei einer Temperatur von weniger als 40°C erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte A) und B) ohne Enzymzusatz erfolgen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schritte A) und B), abgesehen von der Zugabe von Wasser und Salz, insbesondere Kochsalz, ausschließlich durch mechanische Mittel erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass Schritt A) und Schritt B) bei einer Temperatur von weniger als 40°C erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als ein weiterer Schritt C) eine Gewinnung von Zucker aus der inulinreichen gummiarmen Phase (80, 80') aus Schritt B durch Erwärmen (130) der inulinreichen gummiarmen Phase (80, 80'), auf eine Temperatur erfolgt, bei welcher Inulin zumindest teilweise in Fructose umgewandelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zweites Separieren (140) der inulin- und/oder fructosereichen gummiarmen Phase (80, 80') nach Schritt C) in Anspruch 2 in eine fructosereiche Phase (1 60), insbesondere in eine fructosereiche wässrige Phase, und in eine fructosearme Feststoffphase (150), wobei die fructosereiche Phase (1 60) ein zweites Wertprodukt ist oder ein zweites Wertprodukt aus der fructosereichen Phase gewonnen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Löwenzahnpflanzenteile (10) vorzugsweise Löwenzahnwurzeln sind
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Zerkleinern der Löwenzahnpflanzenteile (10) derart erfolgt, dass eine Freisetzung von Gummipartikeln aus den
Löwenzahnpflanzenteilen erfolgt und dass Inulin zum überwiegenden Teil in den Pflanzenzellen der Löwenzahnpflanzenteile (10) verbleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Zerkleinern der Löwenzahnpflanzenteile (10) ein Mahlen und/oder Quetschen (50) unter Bildung des Breis (60) umfasst, in welchem die Löwenzahnpflanzenteile mit einem mittleren Durchmesser zwischen 2 bis 10 mm, vorzugsweise 3 bis 6 mm, in Wasser suspendiert sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Zerkleinern der Löwenzahnpflanzenteile (10) zumindest ein Vorzerkleinern (20) umfasst, welches vor dem Mahlen und/oder Quetschen (50) erfolgt und in welchem die Löwenzahnpflanzenteile auf einen mittleren
Durchmesser zwischen 10 bis 50 mm, vorzugsweise 20 bis 30 mm, zerkleinert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass beim Mahlen und/oder Quetschen (50) und/oder beim Vorzerkleinern (20) eine Wasserzugabe erfolgt, wobei das Wasser (30) in einem Umfang von 5 bis 20 Teilen, bezogen auf das Gewicht der Pflanzenteile, zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche beim Mahlen und/oder Quetschen (50) und/oder beim Vorzerkleinern (20) eine
Wasserzugabe erfolgt, wobei das Wasser (30) einen pH-neutralen oder besonders bevorzugt einen sauren pH-Wert, insbesondere einen pH-Wert zwischen pH= 3 und 7 aufweist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das zugegebenen Wasser (30) zur Beibehaltung eines fermentationsfreien Zustandes zumindest eine Sulfid- und/oder eine Monochloramin-Verbindung aufweist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass beim ersten Separieren (70) des Breis (60) eine wässrige Phase (100) gebildet wird, welche
i) zusammen mit der inulinreichen gummiarmen Phase (80);
ii) zusammen mit der gummireichen inulinarmen Phase (90); oder iii) oder separat von den Phasen (80, 90)
abgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zum Vorzerkleinern (20) und/oder Mahlen und/oder Quetschen eine oder mehrere Hammermühlen und/oder eine oder mehrere Kugelmühlen eingesetzt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Separieren (70) des Breis (60) eine ein- oder mehrmalige zentrifugale Trennung, vorzugsweise in einem Dekanter oder Separator, umfasst.
17. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass
sofern die wässrige Phase (100) zusammen mit der gummireichen inulinarmen Phase (90) als wässrige gummireiche inulinarme Phase (90') abgeführt wird, eine Trennung zwischen den beiden Phasen 100, 90) durch Sieben (170) erfolgt, so dass die wässrige Phase (100) und die gummireiche inulinarme Phase (90) separat abgeführt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass
sofern die wässrige Phase (100) zusammen mit der gummiarmen inulinreichen Phase (80) als wässrige gummiarme inulinreiche Phase (80') abgeführt wird, ein drittes Separieren (180) zur Trennung der beiden Phasen (100, 80) erfolgt, wobei dieses dritte Separieren (180) eine ein- oder mehrmalige zentrifugale Trennung, vorzugsweise in einem Separator, umfasst, so dass die wässrige Phase (100) und die gummiarme
inulinreiche Phase (80) separat abgeführt werden.
19. Verfahren nach Anspruch 13 bis 1 6 dadurch gekennzeichnet, dass die separat abgeführte wässrige Phase (100) für eine Zugabe zu den
Löwenzahnpflanzenteilen (10) beim Zerkleinern rückgeführt wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die wässrige Phase (100) wiederverwendet wird, insbesondere in Schritt A) rückgeführt wird.
21 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die inulinreiche gummiarme Phase (80) vor oder bei dem Erwärmen in Schritt C) mit Wasser (131 ) verdünnt wird.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wasserphase (100) mit Ozon oder einer UV- Bestrahlung zur Beibehaltung eines fermentationsfreien Zustandes behandelt wird.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die inulinreiche gummiarme Phase (80) beim
Erwärmen in Schritt C) zumindest auf 55°C, vorzugsweise auf 60 bis 100°C erwärmt wird.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Wertprodukt aus der gummireichen inulinarmen Phase (90) durch Waschen mit Wasser, ggf. unter Erwärmung (1 10), insbesondere auf Temperaturen zwischen 70-100°C, als gereinigter Gummi (120) gewonnen wird.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das zweite Wertprodukt aus der fructosereichen Phase (1 60) durch Kristallisation gewonnen wird, wobei das zweite
Wertprodukt Inulin und/oder Fructose ist.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Separieren (70) gemäß Schritt B) innerhalb von weniger als 30 Minuten, insbesondere innerhalb von weniger als 10 Minuten, nach dem Schritt A) abgeschlossen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Separieren (70) gemäß Schritt B) das Erwärmen (130) gemäß Schritt C) innerhalb von weniger als 40 Minuten, insbesondere innerhalb von weniger als 15 Minuten, nach dem Schritt A abgeschlossen ist.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Separieren (70) gemäß Schritt B), das Erwärmen (130) gemäß Schritt C) und das zweite Separieren (140) gemäß Schritt D) innerhalb von weniger als 50 Minuten, insbesondere innerhalb von weniger als 20 Minuten, nach Schritt A) abgeschlossen ist.
29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass vor oder nach dem Vorzerkleinern (20) und/oder dem Mahlen und/oder Quetschen der Löwenzahnpflanzenteile (10) eine Wasserzugabe erfolgt und ein Auspressen des Wassers vor dem ersten Separieren erfolgt unter Gewinnung eines Inulinsirups und/oder von Inulin- Presswasser (340).
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die
verbleibenden Feststoffe nach dem Auspressen erneut unter
Wasserzugabe zu einem Brei suspendiert werden.
31 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass bei der Bildung des Breis gemäß Schritt A) oder nach der Bildung des Breis jedoch vor dem ersten Separieren (70) eine Zugabe eines Salzes, insbesondere von Kochsalz (320), als Feststoff oder Lösung zur Agglomerierung von Gummipartikeln erfolgt.
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