NO144376B - Sentrifugalgranulator. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til utvinning av eggehvite fra rester av oljeholdige frukter eller frø.

De kjente oljeholdige frø- og fruktav-linger forarbeides på de forskjelligste måter for utvinning av olje, idet oljen enten eks-traheres med oppløsningsmidler eller pres-ses ut ved hjelp av høyt trykk. Ved slike forarbeidelsesprosesser fåes råoljer og såkalte rester, f. eks. ekstraksjonsrester, olje-kaker og utpresningsrester. Disse produkter representerer verdifult formateriale og brukes derfor for sin største del til oppforing, enten direkte eller som komponent i blan-dingsfor. I noen land tjener oljeholdige frø og frukter selv som næringsmiddel, men den slags bruk har ikke slått gjennom i europeiske land eller i Amerika.

De forskjellige ekstraksjonsrester, såsom soyarester eller jordnøttrester, har et meget høyt proteininnhold, soyaskrå omtrent 45 pst. og jordnøttskrå opp til 50 pst. Tatt i betraktning den store proteinmangel i verden og den moderne erkjennelse at underskuddet på protein ikke kan dekkes med kjøtt som følge av kjøttets høye pris, har flere forskere i de siste år forsøkt å gl øre proteinet i oljeholdige avlinger ut-nyttbart som menneskelig næringsmiddel. Hittil kjenner man imidlertid ingen prosess ved hvilken proteinet i restene fra oljemøl-ler kan utnyttes som næringsmiddel på en økonomisk måte. De isolerte proteiner som f. eks. ble utvunnet av soyabønner eller jordnøtter, ble som følge av deres høye pris bare benyttet til spesialformål, særlig i den tekniske sektor.

Hovedårsaken til de høye fremstillings-

omkostninger ligger i at ved de nå kjente og brukte fremstillingsmåter ligger de opp-løselige komponenter i oppløsningene på omtrent 1 pst. tørrsubstans og kan ikke opparbeides økonomisk og må derfor kastes bort. Som følge av bruken av alkalier som oppløsningsmiddel, denatureres dessuten de oppløselige bestanddeler, særlig sukker, slik at de f. eks. ikke kan brukes som for til kveg.

Oppfinnelsen omfatter således en fremgangsmåte til utvinning av eggehvite fra rester av oljeholdige frukter eller frø under samtidig utnyttelse av de forekommende oppløselige bestanddeler og fiberstoffer ved formaling av de med vann meskede oljeholdige rester, hvor proteinet danner en suspensjon i vann, omfattende fraskilling av fiberdeler fra proteinsuspensjo-nen ved frasiling, utvasking av fiberdelene og frasskilling av eggehvite fra eggehvite-suspensjonen, og hvor det i alle operasjonstrinn arbeides med pH-verdier som ligger i nærheten av det isoelektriske punkt for eggehviten, og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved at fremgangsmåten utføres i et lukket kretsløpsystem idet rester fra oljeholdige frukter og vann innføres i forholdet 1 : 1,5 til 1 : 20 i det lukkede kretsløpsystem og friskvannet først benyttes til vasking i mot-strøm av den fraskilte eggehvite og deretter til utvasking i motstrøm av de fraskilte fiberdeler og endelig til merking av de nevnte rester, og hvor de utvaskede fibre, den vaskede eggehvite og den anrikede oppløsning av de oppløselige bestanddeler føres ut av kretsløpsystemet.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av tegningene som viser to prosesskjemaer 1 og 2.

På prosesskjema 1 er brukt følgende symboler:

M = mesken

Tl = «fiberfraskillelsen»

FT1 = fibermateriale fra «fiberfraskillelsen»

ETI = proteinmelk fra «fiberfraskillelsen»

T2 = «proteinfraskillelsen»

ET2 = proteinkonsentrat fra «proteinfraskillelsen»

LT2 = oppløsning av de oppløselige bestanddeler fra «proteinfraskillelsen»

Al = «fiberutvasking»

F = fibre fra «fiberutvasking»

LAI = oppløsningssuspensjon fra «fiberutvasking» A2 = «proteinutvasking»

E = protein

LA2 = oppløsning fra «proteinutvasking»

L = oppløselige substanser.

På fig. 1 er de forskjellige substansers veier vist på følgende måte:

1. Fibrenes F vei

2. Eggehvitens E vei

3. De oppløselige substansers L vei

4. Utgangsmaterialets vei

5. Vaskevannets vei

6. Proteinmelkens vei.

På skjemaet er vist et fullstendig lukket kretsløp. Utgangsmaterialet og vann fø-res inn i kretsløpet omtrent i forholdet 1 : 1,5 til 1 : 20. Prosessen omfatter følgende trinn: 1) Utgangsmaterialet meskes opp med en oppløsningssuspensjon LAI som for-uten de oppløste stoffer også inneholder uoppløst protein, 2) meskene i en «fiberskilleroperasjon» Tl skilles i fibermateriale FT1 og proteinmelk ETI, 3) proteinmelken i en «proteinskilleope-rasjon» T2 skilles i proteinkonsentrat

ET2 og en oppløsning LT2,

4) denne oppløsning LT2 eventuelt etter inndampning fjernes fra kretsløpet, 5) proteinkonsentratet ET2 i en «protein - utvaskingsoperasjon» A2 vaskes ut i motstrøm med det inngitte, lukkede system utenfra innførte friskvann W, hvorved oppløsningen LA2 og eggehvite E dannes, 6) eggehviten E skilles fra og føres ut av systemet, 7) de under fiberadskillelsen Tl skaffede fiberstoffer FT1 vaskes ut i en «fiberutvasking» Al i motstrøm med opp løs-ningen LA2, hvorved oppløsningssus-pensjonen LAI og fiberstoffer F dannes, 8) fiberstoffene F skilles fra og fjernes fra systemet, 9) oppløsningssuspensjonen LAI føres tilbake for mesking av utgangsmaterialet i operasjonstrinn 1.

Mengden av den fra systemet fjernede oppløsning er avhengig av mengden av friskvann W som tilføres og av eggehvitens og fiberstoffenes vanninnhold når de for-later kretsløpet.

Istedenfor oppløsningsuspensj onen LAI som inneholder store mengder uoppløst protein, kan det til mesking også anvendes en del av oppløsningen LT2.

I dette tilfelle kan oppløsningssuspen-sjonen LAI etter fraskillingstrinnet Tl tilsettes proteinmelken ETI.

Mesken flyter eventuelt etter svelling, behandling i vakuum og formaling, hvilket skal forklares nedenfor, til fiberfraskil-lingstrinnet Tl. Her skilles ved siktning, sentrifugering eller grovfiltrering eller en kombinasjon av de nevnte behandlinger fibermaterialet FT1 fra proteinmelkens ETI vandige fase som inneholder protein og oppløselige bestanddeler.

Fiberfraskillelsen kan utføres i ett trinn. Det er imidlertid også mulig å dele fiberfraskillelsen opp i to trinn, idet man først skiller fra de grove fibre og først deretter de fine fibre og mellom disse to eventuelt foretar en formaling av de faste bestanddeler. Siktene velges slik at helst alle fibre blir igjen.

Fibermaterialet FT1 går til fiberutvasking Al, og proteinmelken ETI til protein-fraskilling T2.

Fiberutvaskingen foregår i flere trinn og består av flere etter hverandre anordnede fraskillelsesmaskiner, som f. eks. faste eller bevegelige sikter med forskjellig ut-formning, utvaskingsapparater og siktesentrifuger. Avhengig av de enkelte maskiners arbeidsmåte anordnes flere eller færre utvaskingstrinn, og deres antall kan ligge mellom 2 og 10 eller flere. Ved anvendelse av buesikter og ristesikter ligger utvas-kingstrinnet mellom 6 og 10, og ved anvendelse av sentrifuger eller utvaskingsapparater som avtar fibre med forholdsvis lite fuktighetsinnhold kan det være tilstrekkelig med halvparten eller mindre. Fiberfraskillelsen Tl og fiberutvaskingen Al kan utføres i de forskjelligste pH-områder innenfor pH 3—7. Fortrinnsvis ar-beider man imidlertid i surt medium med pH 4,3—5,0, idet man for desinfeksjonsfor-mål som regel benytter svovelsyrlinger og utfører proteinfraskillelsen T2 og proteinutvaskingen A2 ved eggehvitens isoelektriske punkt, fortrinnsvis ved pH 4,7.

Til «proteinfraskillelsen» T2 som har som oppgave å skille proteinmelken i proteinkonsentratet og en vanlig oppløsning kan f. eks. brukes klareringskar, separatorer, sentrifuger og inntykningsapparater. Derved fåes en mest mulig fortykket proteinmelk ET2 som kan inneholde 200—300 gram eggehvite pr. liter, samt en vanlig oppløsning LT2. Hensiktsmessig arbeides slik at den vanlige oppløsning, hvis mulig, overhodet ikke inneholder uoppløselig eggehvite. Også her kan arbeidet utføres i to trinn, idet den først fraskilte vandige opp-løsning først avklares med et visst proteininnhold. hvorpå den vanlige oppløsning LT2 tas av, og proteinkonsentratet tilsettes strømmen ET2.

Hvis man vil bruke oppløsningen LT2 for gjæringsprosesser, er inndampning overflødig og væsken kan brukes direkte som råstoff. Vil man imidlertid bruke de oppløselige bestanddeler som for eller sen-de dem bort, er det hensiktsmessig å kon-sentrere denne oppløsning på økonomisk måte i flertrinnsfordampere med kort opp-holdstid, såsom omløpsfordampere eller tynnsj iksf ordampere.

Proteinmelken ET2 føres til proteinutvasking A2. Denne operasjon tjener til ren-sing av proteinet. Her tilsettes friskvann. Vannet flyter i motstrøm giennom flere utvaskingstrinn mot eggehvitens strømning, idet utvaskingsprosessen foregår ved veks-lende konsentrasjon og fortynning, og friskvann tilføres før det siste utvaskingstrinn. Etter fraskillelsen av vaskevannet benyttes dette til fortynning foran hvert foregående trinn, slik at eggehviten vaskes ut i motstrøm. Utvaskingenes antall er avhengig av de brukte maskiners art. I for-bindelse med separatorer f. eks. anvendes tre til fire trinn for å få et tilstrekkelig rent materiale.

Det utvaskede protein E føres direkte ut av prosessen eller fortykkes eventuelt ved hjelp av helman tel- eller silsentrifu-ger eller filterpresser, hvorved en vasking av eggehviten kan foretas. Dette vaskevann utgjør en del av det tilførte friskvann og brukes som vaskevann til utvasking i mot-strøm.

Når friskvannet i motstrøm har passert proteinutvaskingen A2, hvor det opptar de

oppløselige deler, anvendes det til utvasking

av fibermaterialet i fiberutvaskingen Al.

Fiberutvaskingen Al kan f. eks. bestå av flere etter hverandre anordnede utvaskingsapparater, ristesikter, buesikter eller siktesentrifuger. Også her er trinnenes antall avhengig av de enkelte maskiners arbeidsmåte, og man innretter antallet etter fremgangsmåtens økonomi.

De utvaskede fibre F avvannes ved hjelp av presser eller siktesentrifuger og fø-res til tørking. Den frembragte oppløs-ningssuspensjon LAI som i løpet av utvaskingsprosessen ble anriket med oppløselige bestanddeler og betraktelige mengder protein, f. eks. opp til 30—50 gram pr. liter, anvendes til oppmesking av utgangsmaterialet.

Mesking av utgangsmaterialet foretas 1 et hvilket som helst ønsket forhold. Hensiktsmessig velges et forhold fra 1 : 3 til 1 : 7. hvis materialet etter oppmesking skal oppsluttes ved oppmaling ved hjelp av pigg-skive- henholdsvis korundskivemøller og materialet tilføres før fiberfraskillelsen Tl ytterligere oppløsningssuspensjon LAI for å gi øre arbeidet under fiberfraskillelsen Tl lettere. For mesking kan imidlertid også anvendes en del av oppløsningen LT2. I dette tilfelle tilsettes oppløsningssuspensjo-nen LAI fiberfraskillelsens Tl vandige fa-se ETI.

For å kunne skille de enkelte substanser bedre fra hverandre kan det etter de ønskede sluttprodukters art og renhet være hensiktsmessig å utsette materialet for en viss svelling eller melkesyregj æring. Derfor tilsettes materialet en viss mengde syre, fortrinnsvis svovelsyrling, og mesken gir anlednin til å svelle ved en passende tem-peratur, fortrinnsvis 45—55° C i løpet av en periode på opp til 48 timer. En melke-syregi æring vil da finne sted og løse de enkelte substanser fra hverandre, samtidig som mesken meddeles en bestemt surhet.

Denne surhet (aciditet) må i hvert tilfelle innstilles etter fiberfraskillelsen Tl i proteinmelken ETI for oppnåelse av det største og beste utbytte. Surheten uttryk-kes med pH-verdi som ved eggehvitens isoelektriske punkt må ligge omtrent mellom 4 og 5, i de fleste tilfelle mellom 4.6 og 4,8. Denne verdi må fåes for hvert materiale og innstilles og må opprettholdes under utvaskingsprosessen i proteinutvaskingen A2. Av denne grunn innstiller man hensiktsmessig friskvannet allerede på denne verdi.

For fraskillelse av protein og vann er det i noen tilfelle fordelaktig å tilsette friskvannet elektrolyter, koksalt og glau-bersalt, natriumacetat og lignende.

Før, under og etter proteinutvaskingen kan proteinmelken renses ytterligere for større mengder sand, grovere partikler, fra skall, stivelse og dekstrin ved hjelp av hy-drosykloner eller separatorer.

Som nevnt kan utgangsmaterialet meskes med oppløsningssuspensjon LAI. Mesken kan formales enten direkte eller etter svelling. Dertil brukes piggmøller eller ski-vemøller eller valsemøller. Hensiktsmessig passes det på at fibrene ikke sønderslåes eller knuses, fordi fraskillelsen av de fine fiberbestanddeler fra eggehviten skaffer vanskeligheter.

Av vesentlig betydning for hele fremgangsmåten er anvendelsen av såvidt som mulig kimerfrie utgangsmaterialer. hvilket er av særlig betydning ved bruk av rester som er frigjort for bensin i vakuum i vanlig oppløsning. Til frigjørelsen for bensin anvendes her ikke rent vann, men oppløs-ningssuspensjonen LAI eller oppløsningen LT2 eller en blanding av de to. Hele prosessen vil som regel foregå raskt fordi gjæ-ringsprosessen enten ikke opptrer eller bare opptar i ubetydelig grad. Prosessen kan ut-føres ved lavere eller høyere temperaturer. Vil man bevare et protein som er sterkt oppløselig, må det passes på at arbeidstem-peraturen ligger under 60° C. fortrinnsvis ved 50—55° C. For å unngå gjæringer under prosessen anvendes kimedrepende substanser, f. eks. svovelsyrling eller antibiotika.

Som allerede nevnt kan som utgangs-materiale brukes avfall fra oljeholdig frø og frukter, såsom «skrå», «kaker» og «utpresningsrester». Som eksempel kan nevnes soyarester (soyaskrå), jordnøttrester, halmkiernerester, jordnøttutpresningsres-ter, soyautpresningsrester og bomullfrøutpresningsrester. Utpresningsrester og kaker fåes ved kontinuerlig eller diskontinuerlig utpresning av oljeholdige frø eller frukter. Den såkalte «skråen» fåes ved ekstraksjon f. eks. fra soyabønner, nøtter, bomullsfrø, halmkierner og andre ved hjelp av bensin eller hexan, som det er vanlig idag. Hvis man legger vekt på utvinning av protein med stor svellbarhet og oppløselighet. må frigjørelsen av restene fra bensin utføres under milde forhold slik at eggehviten fra

denne prosess ikke koagulerer.

Rester som er fuktige av oppløsnings-middel kan også brukes som utgangsmate-riale. Oppløsningsmidlet fjernelse foregår da ved kokning innenfor det brukte lukkede system eller systemer.

Ved anvendelse av vakuum og bruk av f. eks. fallstrømomløps- eller tynnsiiktfor-dampere er det mulig å gjennomføre for-dampningen meget raskt og skånsomt, slik at eggehviten overhodet ikke utsettes for skader og et meget sterkt oppløselig pro-dukt fremstilles.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til utvinning av eggehvite fra rester av oljeholdige frukter eller frø under samtidig utnyttelse av de forekommende oppløselige bestanddeler og fiberstoffer ved formaling av de med vann meskede oljeholdige rester, hvor proteinet danner en suspensjon i vann, omfattende fraskilling av fiberdeler fra proteinsuspen-sionen ved frasiling, utvasking av fiber-deiene og fraskilling av eggehvite fra eg-gehvitesuspensjonen, og hvor det i alle onerasjonstrinn arbeides med pH-verdier som ligger i nærheten av det isoelektriske punkt for eggehviten, karakterisert v e d at fremgangsmåten utføres i et lukket kretsløpsystem idet rester fra oljeholdige frukter og vann innføres i forholdet 1 : 1,5 til 1 : 20 i det lukkede kretsløpsystem og friskvannet først benyttes til vasking i mot-strøm av den fraskilte eggehvite og deretter til utvasking i motstrøm av de fraskilte fiberdeler og endelig til mesking av de nevnte rester, og hvor de utvaskede fibre, den vaskede eggehvite og den anrikede opp-løsning av de oppløselige bestanddeler føres ut av kretsløpsystemet.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at en del av den anrikede oppløsning av de oppløselige stoffer føres tilbake for mesking av restene fra de nevnte oljeholdige frukter eller frø.