DE1299510B - Verfahren zur Trennung von nativem Protein und den Fett- und Wasserbestandteilen aus proteinhaltigen tierischen Fettgeweben - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewin- über einen gegenüber der Höhe der Flüssigkeits-

nung von tierischen Proteinen durch Trennung des schicht längeren Strömungsweg unter ruhigen Strö-

in Fettgeweben enthaltenen Proteins von den Fett- mungsverhältnissen abfließen gelassen wird. Dabei

und Wasserbestandteilen. ist es vorteilhaft, wenn man beim Zentrifugieren das

Bei den bisher üblichen Verfahren zur Gewinnung 5 Behandlungsgut in turbulenter Strömung einspeist, von Protein aus proteinhaltigen tierischen Fettge- und zwar vorzugsweise in einem Winkel zur Ströweben wurde so gearbeitet, daß das Gewebe zerklei- mungsrichtung der flüssigen Phase, nert, das zerkleinerte Material auf höhere Temperatur Man erreicht mit diesem erfindungsgemäßen Vergebracht und dann zentrifugiert wurde, und zwar in fahren eine größere Ausbeute an Protein, als es bisder Regel bei Temperaturen von mehr als 51,7° C, io her möglich war, da nunmehr auch das wasserlösmanchmal auch bei Temperaturen von wenig unter liehe Protein zusammen mit dem festen Proteinanteil 48,9° C. Dabei war es bekannt, zwecks laufender abscheidet.

Gewinnung sowohl der Fettbestandteile als auch der Beim erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es,

Proteinbestandteile das Fett in die entgegengesetzte durch stufenweise Erwärmung des Materials die

Richtung zu leiten. Dabei konnte jedoch nur eine 15 Wärme sehr gleichmäßig über die Behandlungsmasse

Proteinausbeute von allenfalls 85 % erzielt werden. zu verteilen und dadurch unter schonender Behand-

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, natür- lung des Proteins eine wirkungsvolle Trennung von liehe Öle und Fette sowie native Proteine aus tie- Fett und Protein aus dem tierischen Fettgewebe bei rischen Rohstoffen mittels Zentrifugen durch ein Ver- niedriger Temperatur durchzuführen, wobei die fahren zu gewinnen, das dadurch gekennzeichnet ist, ao Mischung aus Protein und flüssigem Fett in turbulendaß das zerkleinerte Ausgangsmaterial während des ter Strömung in die Zentrifugierungszone eingeleitet Zentrifugierens mittels einer auf die Beschickungs- und dann unter ruhigen Strömungsbedingungen durch zone der Zentrifuge einwirkenden induktiven Heizung eine verlängerte Zentrifugierungszone geführt wird, bzw. elektrischen Widerstandsheizung auf maximal an deren der Einführungsseite gegenüberliegendem 50° C erwärmt und hierauf in bekannter Weise in die as Ende das flüssige Fett getrennt und fortlaufend abgeeinzelnen Komponenten zerlegt wird. Bei diesem Ver- zogen wird, während sich das Protein einschließlich fahren wird aus der Zentrifuge ein flüssiger Anteil des wasserlöslichen Proteins infolge des zentrifugalen und ein fester Anteil entnommen. Der flüssige Anteil Drucks an der Außenseite der Zentrifuge ansammelt besteht aus den Ölen oder flüssigen Fetten sowie der und als Proteinkuchen von der flüssigen Phase gewäßrigen Phase mit suspendierten Proteinen. Der 30 trennt abgenommen werden kann, feste Anteil enthält ebenfalls noch einen Teil Prote- In der Zeichnung ist eine Anwendung des erfinine. Man kann dabei also das Protein nur unvollstän- dungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Es zeigt dig von den Fett- und Wasserbestandteilen trennen, Fig. 1 ein Fließschema des erfindungsgemäßen so daß die Ausbeute an Protein keinesfalls höher als Verfahrens, 85 % liegt. 35 F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch eine beim erfin-

Abgesehen davon, daß die Gewinnung von nur dungsgemäßen Verfahren einsetzbare Vorrichtung 85 °/o des Proteins kein befriedigendes Ergebnis ist, zum Trennen von Fett und Protein in offenem, nicht stellt der im Fett verbleibende Rest des Proteins eine in Betrieb befindlichem Zustand und Verunreinigung des Fettes dar, die ebenfalls nach- Fig. 3 die Vorrichtung der Fig. 2, ebenfalls im teilig ist, weil zusätzliche Trennverfahren erforder- 40 Schnitt, in geschlossenem Zustand in Betriebsstellich sind, die in aller Regel die Zerstörung mindestens lung.

eines großen Teils des behandelten Proteins und den Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird das Fettgewebe

Verlust dieses natürlichen Proteins zur Folge haben. zunächst einer Vorzerkleinerung unterworfen, dann

Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist es, daß die in einer zweiten Stufe auf eine Temperatur von 26,7

wasserlöslichen Proteine beim flüssigen Fettanteil 45 bis 43,4° C erwärmt, dann in einer dritten Stufe in

zurückbleiben. einer Mahleinrichtung, einem Desintegrator, zermah-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Jen. Dabei erwärmt sich das Material auf eine Tem-

bessere und vollständigere Trennung von nativem peratur bis zu 48,9° C. Anschließend wird es in einer

Protein und Fett- und Wasserbestandteilen aus pro- Zentrifuge, die in den F i g. 2 und 3 näher erläutert

teinhaltigem tierischem Fettgewebe zu erzielen. Dies 50 ist, bei einer Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt

wird erreicht mittels des erfindungsgemäßen Ver- des vorhandenen Fettes und 48,9? C der Trennung

fahrens dieser Art, bei dem das Behandlungsgut zer- unterworfen, wobei als flüssige Phase wasserklares

kleinert und auf Temperaturen unterhalb 50° C er- Fett und als fester Filterkuchen das native Protein

wärmt und zentrifugiert wird und welches dadurch erhalten werden.

gekennzeichnet ist, daß das Behandlungsgut stufen- 55 Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte an sich beweise zerkleinert und stufenweise erwärmt wird, wo- kannte Zentrifuge besteht im wesentlichen aus einem bei in einer ersten Stufe vorzerkleinert, in einer zwei- horizontal angeordneten Kessel 1, der von einer in ten Stufe auf eine Temperatur von 26,7 bis 43,4° C, drehbarer Halterung ruhenden Rückenplatte 2 abgevorzugsweise 32,2 bis 33,3° C, erwärmt, in einer schlossen wird. Sie wird über die Welle 3 angetrieben, dritten Stufe in einer Mahlvorrichtung vermählen, 60 Die Vorderseite des Kessels 1 hat einen nach innen wobei das Material sich auf eine Temperatur bis zu gebogenen Rand 4 mit einer nach außen gewinkelten 48,9° C, vorzugsweise 32,2 bis 46,2° C, erwärmt, Borde 5. Die sich über die Borde 5 ergießende Flüs- und anschließend bei einer Temperatur zwischen dem sigkeit wird in dem Gehäuse 6 aufgefangen und durch Schmelzpunkt des vorhandenen Fettes und 48,9° C, den Abfluß 7 abgeleitet. Die zu trennende Flüssigvorzugsweise zwischen 35 und 46,2° C, zentrifugiert 65 keit wird, wie dies insbesondere in Fig. 3 zu erken- und beim Zentrifugieren das Behandlungsgut unter nen ist, durch das Rohr 8 in den vom Kessel 1 getradie Oberfläche der in der Zentrifuge befindlichen genen Einführungsmantel 9 geleitet. Dieser Mantel 9 Flüssigkeitsschicht eingespeist und die flüssige Phase hält einen Abstand von der Rückenplatte 2 und bil-

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det so eine Einführungskammer, die durch ihren wurde die Materialtemperatur auf 37,8 bis 41,2° C kreisförmigen Austrittsschlitz 10 die Flüssigkeit in erhöht. Bei dieser Temperatur wurde das Material ia den durch den Rand4 des Kessels 1 abgeschlossenen eine Trennanlage, wie sie in Fig. 3 veranschaulicht Raum befördert. Innerhalb dieses Raumes setzen ist, gepumpt. Bei diesem etwa bei einer Temperatur sich durch den zentrifugalen Druck Protein und feste 5 von 41,2° C durchgeführten Arbeitsgang floß das Bestandteile zu einem Kuchen ab, während die Flüs- Fett über die Borde 5 ab und wurde getrennt gewonsigkeit über die Borde 5 ausfließt. Eine in einem nen. Nachdem sich der Proteinkuchen in dem durch Nebenmechanismus gelagerte Abstreifeinrichtung 11 den Rand 4 gebildeten Absetzraum bis zu dessen entfernt die als Kuchen vorliegenden festen Bestand- Füllung gebildet hatte, war das flüssige Fett abgeteile im Absetzraum des Kessels. Die festen Bestand- io zogen, und der Proteinkuchen wurde entfernt. Das teile werden anschließend durch den mit einer Förder- Protein hatte die helle rosa Farbe des natürlichen schnecke versehenen Auslaß 12 herausbefördert. Proteins (Fleischfarbe).

Bei Anwendung dieser Vorrichtung für das erfin- Das Protein wurde mengenmäßig vollständig ge-

dungsgemäße Trennverfahren wird die flüssige wonnen. Es konnte in Saucen und anderen Fleisch-Mischung, sobald sie in den Mantel 9 eintritt, mit 15 produkten für die menschliche Ernährung verwendet Turbulenz in den Flüssigkeitsring, der den Absetz- werden, wobei sich das Protein als natürlich und raum des Kessels ausfüllt, unter die Oberfläche der zweckmäßig in Vollfleischprodukten erwies.
Flüssigkeit gepreßt. Von ihrem Eintrittspunkt im Ab- Das Fett wurde frei von Protein und wasserlös-

setzraum ausgehend muß die Flüssigkeit eine wesent- lichem Protein gewonnen; ein Deodorisierungsproliche Entfernung bis zum Rand 4 und der Überlauf- so zeß erschien unnötig. Es war wasserklar, geruch- und borde 5 zurücklegen. Auf diesem verlängerten Flüs- geschmacklos. Polymerisate waren nicht darin zu finsigkeitsweg treten beruhigte Strömungsverhältnisse den, ebenso war es frei von beginnender Ranzigkeit, ein, unter denen sich eine wirkungsvolle Trennung handelsüblichem reinem Fett verarbeitet werden,
einstellt. Diese Entfernung ist etwa dreimal so lang

wie der Rand4 hoch ist, und demzufolge ist der 35 Beispiel 2

Strömungsweg, über den die Flüssigkeitsschicht unter Etwa 2130 kg handelsüblicher Schweinespeck in

ruhigen Strömungsverhältnissen abfließen gelassen Stücken wurden wie im Beispiel 1 beschrieben zerwird, erheblich langer als die Höhe der Flüssigkeits- kleinert und dann auf ungefähr 33,3° C erwärmt, schicht und die Dicke des sich absetzenden Protein- Daraufhin wurde das Material, wie ebenfalls im Beikuchens. Die turbulente Einspeisung der Mischung, 30 spiel 1 beschrieben, in einer Mahlvorrichtung behander ein relativ beruhigter Fluß des Materials durch delt und seine Temperatur dabei auf 41,2 bis 42,3° C die verlängerte Zentrifugierungszone folgt, trägt zur angehoben. Es wurde wie im Beispiel 1 beschrieben Wirksamkeit der Trennung bei, so daß sowohl die weitergearbeitet, und die erzielten Ergebnisse waren festen Proteine als auch die wasserlöslichen Proteine im wesentlichen die gleichen wie im Beispiel 1 angeden Kuchen an den Kesselwänden aufbauen, während 35 geben,
das flüssige Fett über die Borde 5 ausfließt. B e' s d i 1 3

Wenn man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren P

tierische Fettgewebe, in denen Magerfleisch ent- Etwa 2720 kg Schweinespeck mit einem Flüssighalten ist, bearbeitet, so ist es möglich, auf die bisher keitsgehalt von 6,9 %, einem Fettgehalt von 91 °/o übliche Aufarbeitung von Hand, durch die ein Teil 40 und einem Proteingehalt von 2,1 % wurden wie im des Magerfleisches gerettet wird, zu verzichten. Statt Beispiel 1 beschrieben behandelt mit dem Unterdessen kann man die roh hergerichteten Stücke mit schied, daß die Anfangstemperatur auf 35,6 bis allem Fettgewebe zur Beschickung der Proteingewin- 36,7° C eingestellt wurde. In der Mahlvorrichtung nungs- und -trennungsanlage einsetzen, so daß in stieg die Temperatur auf 42,3 bis 42,8° C. Die Ergebeinem einzigen Arbeitsgang das natürliche Protein 45 nisse waren vergleichbar mit denen des Beispiels 1. gewonnen, das Fett aber ohne Verunreinigung durch Das Protein hatte die hellrosa Farbe von natürlichem festes oder wasserlösliches Protein abgeschieden wer- Magerfleisch und enthielt auch die wesentlichen Proden kann. Nach der Trennung von Fett und Protein teine. Es konnte zu Speisezwecken verwendet werden, kann man auch das flüssige Fett, gegebenenfalls nach

Filtrieren, ohne Deodorisierung oder sonstiger 50 Beispiel 4

Behandlung, wie sie bei den bisher bekannten Ver- Eine Vorzerkleinerungsvorrichtung wurde mit etwa

fahren erforderlich war, dem Verbrauch zuführen. 3 130 kg Schweinefleisch in groben Stücken beschickt,

Beisoiel 1 ^^e ^^ett" ^unc* Magerfleischanteile enthielten und eine

Temperatur von 12,8° C hatten. Das zerkleinerte Gut

Etwa 3350 kg rohe Schweinefleischstücke, die Fett 55 wurde in einen dampfbeheizten, mit Rührwerk ver- und Magerfleisch enthielten, wurden bei einer Tem- sehenen Erhitzer übergeführt, in dem es auf eine peratur von 12,8° C durch eine Vorzerkleinerungs- Temperatur von 28,9 bis 30° C gebracht wurde, einrichtung geführt, worin sie in Stücke von 9,5 bis Dann wurde es in eine wie im Beispiel 1 verwendete 12,5 mm zerlegt wurden. Dieses vorzerkleinerte Mahleinrichtung eingepumpt, worin es eine Tempe-Material wurde in einen dampfbeheizten und mit 60 ratur von 37,8 bis 39,5° C annahm. Aus der Mahl-Rührwerk versehenen Erhitzer eingebracht, in dem einrichtung wurde es in eine wie in Fig. 3 dargedie Temperatur des Materials auf 32,2 bis 33,3° C stellte Trennanlage eingebracht, und darin wurde es erhöht wurde. Danach wurde das Material in eine auf eine Temperatur von annähernd 39,5° C erhitzt Mahlvorrichtung, und zwar eine unter dem Handels- und der Trennung unterworfen. Die Trennung, die namen »Rietz-Desintegrator« bekannte Einrichtung, 65 wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt wurde, gepumpt, in der es zu einer cremeartigen flüssigen fand bei der niedrigen Temperatur von 39,5° C statt, Phase verarbeitet wurde, in der die Proteinfasern in und der Trenneffekt war ausgezeichnet. Das gewonflüssigem Fett schwammen. Durch den Desintegrator nene Fett hatte ein wasserklares Aussehen und konnte

nach Entwässerung und Filtrierung als handelsübliches reines Fett verwendet werden, während das Protein als natürliches Protein zurückblieb und zu Speisezwecken eingesetzt werden konnte.

Beispiel 5

Etwa 3175 kg Schweinefleisch in groben Stücken, ähnlich wie im Beispiel 4, wurden ungefähr auf 28,3 bis 28,9° C erwärmt, dann unter Temperaturanstieg auf 37,2 bis 37,8° C aufgelöst. Bei dieser Temperatur wurde das Material in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise zentrifugiert. Die Ergebnisse waren vergleichbar den im Beispiel 4 erzielten.

Beispiel 6 _lg

Etwa 1580 kg fettes Schweinefleischgewebe aus Fett- und Magerfleischanteilen wurden wie im Beispiel 1 beschrieben behandelt, jedoch mit dem Unterschied, daß es in der Mahlvorrichtung unter Temperaturanstieg auf annähernd 46,2° C verarbeitet ao wurde. Aus der Mahlvorrichtung wurde es in die in F i g. 3 veranschaulichte Trennanlage gepumpt, wo es wie im Beispiel 1 beschrieben, jedoch bei einer Temperatur von 46,2° C in Fettanteile und Proteinanteile getrennt wurde. Es konnten 95 °/o des Proteins gewonnen werden, und dieses Protein war für den menschlichen Genuß geeignet.

Beispiel 7

2940 kg Schweinespeck in groben Stücken wurden zunächst vorzerkleinert und dann auf eine Temperatur von 26,7° C erwärmt, anschließend beim Vermählen ungefähr auf den Schmelzpunkt des Fettes erwärmt, der in diesem Fall bei 35° C lag. Dann wurde wie im Beispiel 1 beschrieben zentrifugiert, wobei jedoch eine Temperatur von 35° C eingehalten wurde. Anschließend wurde wie im Beispiel 1 beschrieben weitergearbeitet, und dabei wurde das Protein quantitativ gewonnen, und das Fett war wasserklar und frei von Protein.

Wie die vorstehenden Beispiele zeigen, konnte dadurch, daß die letzte Erhitzungsstufe mittels Reibungswärme in der Mahlvorrichtung erfolgte, eine scharfe Trennung mit einer wesentlich gesteigerten Ausbeute an Protein erzielt werden. Besonders gute Ergebnisse lassen sich beim erfindungsgemäßen Verfahren dann erreichen, wenn die Temperatur in der Mahlvorrichtung auf 48,9° C erhöht wurde. Ia der Trennungsstufe können Temperaturen von 32,2 bis über 46,2° C angewendet werden, doch ist es, wie gefunden wurde, in der Regel vorteilhafter, bei Temperaturen zwischen 35 und 46,2° C zu arbeiten. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden dann erzielt, wenn in der Trennstufe Temperaturen zwischen 35 und 43,4° C eingehalten wurden.

Die gleichmäßige Strömung des Gemisches aus Protein und flüssigem Fett durch die verlängerte Zentrifugierungszone erhöht die unter dem zentrifugalen Druck erfolgende Trennung und den Gewinn an Protein. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorzug, daß das Gut am Anfang des Zentrifugierungsabschnitts in turbulenter Strömung eingeführt wird, sich dann aber Protein wie flüssiges Fett unter verhältnismäßig ruhigen Bedingungen in einer Richtung fortbewegen, bis schließlich das flüssige Fett am entgegengesetzten Ende der Zentrifugierungszone ausgeschieden wird. Man erreicht einen gegenüber den bisher bekannten Verfahren wesentlich erhöhten Effekt, und die getrennten Produkte fallen in so reiner Form an, daß sie ohne wesentliche zusätzliche Aufbereitungsmaßnahmen verwendet werden können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur besseren und vollständigeren Trennung von nativem Protein und den Fett- und Wasserbestandteilen aus proteinhaltigen tierischen Fettgeweben, bei dem das Behandlungsgut zerkleinert und auf Temperaturen unterhalb 50° C erwärmt und zentrifugiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsgut stufenweise zerkleinert und stufenweise erwärmt wird, wobei in einer ersten Stufe vorzerkleinert, in einer zweiten Stufe auf eine Temperatur von 26,7 bis 43,4° C, vorzugsweise 32,2 bis 33,3° C, erwärmt, in einer dritten Stufe in einer Mahlvorrichtung vermählen, wobei das Material sich auf eine Temperatur bis zu 48,9° C, vorzugsweise 32,2 bis 46,2° C, erwärmt, und anschließend bei einer Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt des vorhandenen Fettes und 48,9° C, vorzugsweise zwischen 35 und 46,2° C, zentrifugiert und beim Zentrifugieren das Behandlungsgut unter die Oberfläche der in der Zentrifuge befindlichen Flüssigkeitsschicht eingespeist und die flüssige Phase über einen gegenüber der Höhe der Flüssigkeitsschicht längeren Strömungsweg unter ruhigen Strömungsverhältnissen abfließen gelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zentrifugieren das Behandlungsgut in turbulenter Strömung eingespeist wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zentrifugieren das Behandlungsgut in einem Winkel zur Strömungsrichtung der flüssigen Phase eingespeist wird.

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