DE2441420A1

DE2441420A1 - High grade dry prod. from potato water - prepd. by roller-drying conc. residue after removing coagulable protein

Info

Publication number: DE2441420A1
Application number: DE2441420A
Authority: DE
Inventors: Guenther Buntrock; Hartwig Dipl Ing Fritze; Hans-Georg Giesemann; Paul Schmidt
Original assignee: SCHOLTEN HONIG RESEARCH NV; Escher Wyss GmbH
Current assignee: SCHOLTEN HONIG RESEARCH NV; Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1974-08-29
Filing date: 1974-08-29
Publication date: 1976-03-11

Abstract

High grade dry prod. is prepd. from potato amniotic water, freed from high mol.wt. and/or coagulable protein, by roller-dyring the residual water conc. to 40-70 (51-70) wt.% dry solids in layer thickness 0.1-1mm at 150-175 degrees C. at specific drying material efficiency >=20 kg/m2 hr. and cooling the film obtd. on removal. Prod. is useful as supplements for human and animal nutrition, additives for bacterial growth media; condiments and dietary compsns. for patients suffering from high blood pressure. Material dries well to give a dry prod. contg. on ave. by wt. 3-5% water, 24-29% crude ash, 32-37% aminoacids, 17% sol. carbohydrates and 15% N-free extracts.

Description

Verfahren zum Herstellen eines hochwertigen Trockenproduktes aus Kartoffelfruchtwasser Die Erfindung betrifft ein zweckmässiges Verfahren zum Herstellen eines hochwertigen Trockenproduktes aus Kartoffelfruchtwasser.Process for producing a high quality dry product from potato fruit water The invention relates to an expedient method for producing a high quality Dried product made from potato fruit water.

Bei der Kartoffelstärkefabrikation werden zur Isolierung der Stärke die Kartoffeln in Reihen fein zerkleinert, wobei durch Zerreissen der Gewebe zellen Stärke und Kartoffelfruchtwasser freigelegt werden. Aus dem Kartoffelreibsel kann das Fruchtwasser in unverdünnter Form abgetrennt werden, zum Beispiel mit Hilfe einer schnellaufenden Reibselschleuder. Wird das Reibsel als Ganzes verarbeitet zur Isolierung der Stärke, dann erhält man ein verdünntes Fruchtwasser.In potato starch production, the starch is used for isolation The potatoes are finely chopped in rows, cells being torn apart by tearing the tissue Starch and potato fruit water are exposed. Can from the potato grater the amniotic fluid can be separated in undiluted form, for example with help a high-speed grater sling. The grater is processed as a whole to isolate the starch, then you get a diluted amniotic fluid.

Bei älteren Verfahren wurden grosse Flüssigkeitsmengen angewendet, wobei ein stark verdünntes Fruchtwasser erhalten wurde..Neuere Verfahren, wie zum Beispiel in der DOS 2 dOO 127 beschrieben, benutzen beschränkte Wassermengen zur Isolierung der Stärke. Demzufolge wird das Fruchtwasser in weniger verdünnter Form gewonnen.In older methods, large amounts of liquid were used, whereby a highly diluted amniotic fluid was obtained. Newer methods, such as for Example in the DOS 2 doo 127 described, use limited amounts of water for Isolation of strength. As a result, the amniotic fluid will be in a less dilute form won.

Das im-Fabrikationsgang verdünnt oder unverdünnt anfallende Fruchtwasser enthält Eiweiss, Aminosäuren, organische Säuren, lösliche Kohlenhydrate, Mineralsalze und andere hochwertige Stoffe. Die Durchschnittswerte betragen 1,5 Gew.% Eiweiss, 1,5 Gew. Aminosäuren und Amide, 0,8 Gew.% organische Säuren, 0,8 Gew.% Kohlenhydrate, 0,8 Gew.% Mineralsalze und 5 Gew.% Trockensubstanz.The diluted or undiluted amniotic fluid that occurs in the manufacturing process contains protein, amino acids, organic acids, soluble carbohydrates, mineral salts and other high quality fabrics. The average values are 1.5% by weight protein, 1.5% by weight of amino acids and amides, 0.8% by weight of organic acids, 0.8% by weight of carbohydrates, 0.8% by weight of mineral salts and 5% by weight of dry matter.

Aus Gründen der Wasser- und Bodenhygiene ist es sehr beschwerlich, das Kartoffelfruchtwasser dem Abwasser zuzuleiten. Darüberhinaus ist es wünschenswert, die Trockensubstanz des Kartoffelfruchtwassers wegen ihres ernährungsphysiologischen Wertes zu gewinnen. Das Eiweiss enthält alle essentiellen Aminosäuren, und zwar in solcher Menge, dass es sich sehr gut für die menschliche und tierische Ernährung eignet. Die weiteren hochwertigen Stoffe, wie zum Beispiel Aminosäuren, lösliche Kohlenhydrate und Mineralsalze sind nutzbar als Zusatzstoffe für Nahrungs- und Futtermittel. Das Eiweiss wird gewonnen durch Abtrennen aus verdünntem oder unverdünntem Kartoffelfruchtwasser oder aus konzentriertem Kartoffelfruchtwasser, das durch Eindampfen, Ausfrierenlassen von Wasser oder mit Hilfe umgekehrter Osmose oder Ultrafiltration konzentriert worden ist. Um das Eiweiss abzutrennen, wird es durch Säuren, Salze, Ionenaustauscher oder Hitze koaguliert und ausgeflockt. Die Hitzekoagulation wird bevorzugt, weil dadurch die grössten Mengen an Eiweiss aus dem Kartoffelfruchtwasser ausgeschieden werden können.For reasons of water and soil hygiene, it is very difficult to to discharge the potato fruit water into the wastewater. In addition, it is desirable the dry matter of the potato fruit water because of its nutritional physiology To gain value. The protein contains all the essential amino acids, namely in such an amount that it is very good for human and animal nutrition suitable. The other high-quality substances, such as amino acids, are soluble Carbohydrates and mineral salts can be used as additives for food and feed. The protein is obtained by separating it from diluted or undiluted potato fruit water or from concentrated potato fruit water, which by evaporation, freezing out concentrated by water or by reverse osmosis or ultrafiltration is. In order to separate the protein, it is replaced by acids, salts, ion exchangers or Heat coagulates and flocculates. Heat coagulation is preferred because it allows the largest amounts of protein are excreted from the potato fruit water can.

Bei Koagulation durch Erhitzen unter Druck auf Temperaturen über die Koagulationstemperatur, wie in den deutschen Patentschriften 893 283 und 1 021 243 beschrieben, kann das Eiweiss leicht mit Hilfe der üblichen Filtereinrichtungen, Zentrifugen, Separatoren und/oder Dekantierapparate abgetrennt werden. Es kann auch aus einer mit Hilfe von umgekehrter Osmose oder Ultrafiltration vorkonzentrierten Fruchtwasserlösung gewonnen werden.In the case of coagulation by heating under pressure to temperatures above the Coagulation temperature, as in the German patents 893 283 and 1 021 243, the protein can easily be removed with the help of the usual filter devices, Centrifuges, separators and / or decanters are separated. It can also from one pre-concentrated using reverse osmosis or ultrafiltration Amniotic fluid solution can be obtained.

Das nach dem Abscheiden des Eiweisses durch Koagulieren und Abtrennen des koagulierten Eiweiss verbleibenden Fruchtwasser, das noch alle übrigen Inhalt stoffe des Kartoffelfruchtwassersenthält, kanr. enthält, kann nach dem Eindampfen als Speisewürze und Hefenährpräparat Verwendung finden oder durch Trocknen zusammen mit Kartoffelpülpe oder Eiweisskoagulat verarbeitet werden. Weiter ist bekannt, das restliche Fruchtwasser nach dem Eindampfen durch Sprühtrocknung in ein Fruchtsaftpulver über zur führen.After separating the protein by coagulating and separating it of the coagulated protein remaining amniotic fluid, which still contains all remaining contents contains substances of the potato fruit water, can. contains, can after evaporation as a seasoning and yeast nutrient preparation or by drying together can be processed with potato pulp or protein coagulate. It is also known the remaining amniotic fluid after evaporation by spray drying into a fruit juice powder about to lead.

In der Praxis ist die Sprühtrocknung weniger geeignet, um das von Eiweiss befreite restliche Fruchtwasser zu trocknen wegen einer starken Verschmutzung durch Inkrustierung im Trockenapparat. Es besteht daher ein Wunsch nach einem Verfahren, das es ermöglicht, konzentriertes restliches Fruchtwasser zweckmässig zu einem Pulver zu trocknen.In practice, spray drying is less suitable for the removal of Remaining amniotic fluid freed from protein needs to be dried because of heavy pollution by incrustation in the dryer. There is therefore a desire for a method which makes it possible to expediently convert the remaining amniotic fluid into a powder to dry.

Uberraschenderweise wurde gefunden, dass konzentriertes Restkartoffelfruchtwasser unter spezifischen Bedingungen auf geheizten Walzen zweckmässig getrocknet werden kann.Surprisingly, it was found that concentrated residual potato fruit water are expediently dried under specific conditions on heated rollers can.

Dies war nicht naheliegend, weil erwartet werden musste, dass das hauptsächlich niedrig-molekulares Material enthaltende Restkartoffelfruchtwasser durch-die Ent-.This was not obvious because it was to be expected that the Residual potato fruit water mainly containing low molecular weight material by-the-.

fernung von hochmolekularem Eiweissmaterial Schwierigkeiten beim Auftragen auf die Walzen durch ungenügende Haftung des Nassgutes, durch die Unfähigkeit, während des Trocknens einen Film zu bilden und bei der Abnahme des Trockenguts durch Ansammeln am Schabmesser auslösen würde. Ausserdem war zu erwarten, dass durch den hohen Gehalt an Aminosäuren und löslichen Kohlenhydraten im Restfruchtwasser auf der geheizten Walze eine starke Braunfärbung auftreten würde durch die Maillard-Reaktion auftreten würde.removal of high molecular weight protein material Difficulty applying on the reels due to insufficient Adhesion of the wet material through which Inability to form a film while drying and when taking off the Dry matter would trigger by accumulating on the scraper. It was also to be expected that due to the high content of amino acids and soluble carbohydrates in the residual fruit water a strong brown coloration would occur on the heated roller due to the Maillard reaction would occur.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zum Herstellen eines Trockenproduktes aus von hochmolekularem und/oder koagulierbarem Eiweiss befreitem Kartoffelfruchtwasser, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man das auf einen Trockensubstanzgehalt von 40 bis 70 Gew.% konzentrierte Restwasser in einer Schichtdicke von 0,1 bis 1 mm durch Walzentrocknung im Temperaturbereich zwischen 1500 und 175 0C bei einer spezifischen Trockengutleistung von mindestens 20 kg/m2h trocknet und den dabei gebildeten Film beim Abnehmen kühlt.The present invention is therefore a method for Manufacture of a dry product from high molecular weight and / or coagulable Protein-free potato fruit water, which is characterized by the fact that one the residual water concentrated to a dry matter content of 40 to 70% by weight in a layer thickness of 0.1 to 1 mm by roller drying in the temperature range between 1500 and 175 ° C with a specific dry material output of at least 20 kg / m2h dries and cools the film formed during removal.

Vorzugsweise wird der von Schaberbalken kommende Schleier mittels eines Ablaufbleches oder eines Kühlbandes weiter transportiert und darauf mittels einer Brech- und Förderschnecke zu Flocken zerkleinert.The veil coming from the doctor beam is preferably by means of a drainage plate or a cooling belt and transported on by means of crushed into flakes by a breaker and conveyor screw.

Mit besonderem Vorteil wird Restkartoffelfruchtwasser mit einem Trockensubstanzgehalt von vorzugsweise 51 bis 70 Gew.% verwendet. Das Restwasser soll weitgehend frei sein von polymeren Stoffen, wie Eiweiss und Stärke, damit es zu diesem Trockensubstanzgehalt konzentriert werden kann. Das kann durch sorgfältige Abtrennung der Feststoffe mit Hilfe von Filterpressen, Separatoren und/oder Dekantierapparaten aus dem Fruchtwasser nach der Koagulation erreicht werden.Residual potato fruit water with a dry matter content is particularly advantageous of preferably 51 to 70% by weight is used. The remaining water should largely be free be of polymeric substances, such as protein and starch, in order for it to have this dry matter content can be concentrated. This can be done by carefully separating the solids with Using filter presses, separators and / or decanters from the amniotic fluid after coagulation.

Die Koagulation kann, wie oben beschrieben, mit verdünntem, unverdünntem oder konzentriertem Kartoffelfruchtwasser durchgeführt werden. Das nach der Abtrennung von Eiweiss erhaltene klare Restwasser kann zu einem Trockensubstanzgehalt von 40 bis 70 Ges.% eingedickt werden, beispielsweise durch Eindampfen mittels eines mehrstufigen Vakuumverdampfer. Gegebenenfalls kann eine Voreindickung mit Hilfe anderer Verfahren zur Entfernung von Wasser, wie zum Beispiel umgekehrter Osmose, vorgenommen werden.As described above, coagulation can be carried out with diluted or undiluted or concentrated potato fruit water. That after the separation Clear residual water obtained from protein can lead to a dry matter content of 40 Up to 70 Ges.% are thickened, for example by evaporation by means of a multi-stage Vacuum evaporator. If necessary, pre-thickening can be carried out using other methods to remove water such as reverse osmosis.

Beim Auftragen des bis auf einen Trockensubstanzgehalt von 40 bis 70 Ges.% konzentrierten Restwassers auf den Trockenzylinder soll die Zulauftemperatur des Nassgutes vorzugsweise über der Sättigungstemperátur des Konzentrats liegen. Das Nassgut hat gewöhnlich einenpH-Wert zwischen 5 und 6. Eine gleichmässige Verteilung des Nassgutes vor jeder Auftragswalze bei Einhaltung einer bestimmten Sumpfhöhe ist unbedingt erforderlich. Zur Erzielung einer gleichmässigen Verteilung kann eine oszillierende Nassgutverteilvorrichtung gebraucht werden.When applying the up to a dry matter content of 40 to The inlet temperature should be 70 total% of concentrated residual water on the drying cylinder of the wet material should preferably be above the saturation temperature of the concentrate. The wet material usually has a pH value between 5 and 6. Even distribution of the wet material in front of each application roller if a certain sump height is maintained is absolutely necessary. To achieve an even distribution, a oscillating wet goods distribution device are needed.

Für einen guten Trocknungsablauf soll, wie bereits erwähnt, die Spaltweite zwischen Auftragswalze und Trockenzylinder 0,1 bis 1 mm betragen und die Oberflächentemperatur des Trockenzylinders 1500 bis 175 0C bei einer spezifischen Trockengutleistung von mindestens 20 kg/m2h.As already mentioned, the gap width between application roller and drying cylinder be 0.1 to 1 mm and the surface temperature of the drying cylinder 1500 to 175 0C with a specific drying capacity of at least 20 kg / m2h.

Beim Auftragen eines bis auf einen Trockensubstanzgehalt von 51 bis 70 Gew.% konzentrierten Restwassers wird dann eine Gutschicht gebildet, die sehr gut trocknet und bei der das Ansammeln am Schabmesser durch Kühlen mit einem Luftstrom bei der Abnahme beseitigt werden kann.When applying one up to a dry matter content of 51 to 70% by weight of concentrated residual water then forms a good layer that is very dries well and in the case of the accumulation on the scraper knife by cooling with an air stream can be eliminated upon acceptance.

Bei einem Trockensubstanzgehalt von 40 bis 51 Gew.% ist es manchmal vorteilhaft, einen Zusatzstoff zu verwenden, der bevorzugt physiologisch unbedenklich sein soll. Als derartige Stoffe kommen vorzugsweise unverkleisterte Knollen- und Getreidestärken oder Mehle in einer Zusatzmenge von 1 bis 5 Gew.%, bezogen auf die-Trockensubstanz des Nassgutes, in Frage. Auch andere Polysaccharides, wie Mannogalactane oder Alginate, können verwendet werden.Sometimes it is at a dry matter content of 40 to 51% by weight advantageous to use an additive which is preferably physiologically harmless should be. Such substances are preferably non-gelatinized tuber and Grain starches or flours in an additional amount of 1 to 5% by weight, based on the dry substance of the wet goods, in question. Other polysaccharides, such as mannogalactans or alginates, can be used.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung wird vorteilhaft ein Einwalzentrockner mit oberen Auftragswalzen verwendet. Das Nassgut wird dabei durch ein bis drei aufeinanderfolgende Auftragswalzen auf den Troc kenzylinder aufgetragen. Durch mehrfaches Auftragen wird eine optimale Trocknungsgeschwindigkeit und eine schonende Behandlung des Produktes gewährleistet. Die Spaltweite zwischen Auftragswalzen und Trockenzylinder soll auf 0,1 bis 1 mm eingestellt werden. Das Verhältnis von Auftragswalzendurchmesser zll Trockenzylinderdurchmesser beträgt vorzugsweise 1:4 bis 1:6, die Drehzahl des Trockenzylinders 2 bis 4 UPM. Der von innen mit Dampf beheizte Trockenzylinder hat eine Oberflächentemperatur von 1500 bis 175 l750C bei einem Dampfdruck von 6 bis 8 atü.To carry out the method according to the invention is advantageous a single-drum dryer with top applicator rollers was used. The wet material is thereby applied to the drying cylinder by one to three consecutive application rollers. Multiple applications ensure an optimal drying speed and a Gentle treatment of the product guaranteed. The gap between application rollers and drying cylinder should be set to 0.1 to 1 mm. The ratio of Application roller diameter and drying cylinder diameter is preferably 1: 4 up to 1: 6, the speed of the drying cylinder 2 to 4 RPM. The one inside with steam heated drying cylinder has a surface temperature of 1500 to 175 l750C at a vapor pressure of 6 to 8 atm.

Der getrocknete Feststoff wird nach etwa 4/5 Umdrehungen mit einem Schaber von der Zylindermanteloberfläche abgenommen. Durch eine Belüftungseinrichtung wird Luft von Raumtemperatur zur Kühlung des Films bei Abnahme am Schaber verwendet. Die Belüftungseinrichtung wird vorteilhaft so eingestellt, dass der Anströmwinkel der Kühlluft zur Schabmesserflanke 125 bis 1600 beträgt.The dried solid is after about 4/5 revolutions with a Scraper removed from the cylinder jacket surface. Through a ventilation device room temperature air is used to cool the film when it is removed from the doctor blade. The ventilation device is advantageously set so that the angle of attack the cooling air to the scraper edge is 125 to 1600.

Der vom Schaberbalken kommende Film wird vorzugsweise mit einem Ablaufblech oder mit einem Kühlband weiter transportiert. Der abgekühlte Film wird dann mit einer Brech- und Förderschnecke zu Flockenzerkleinert, in einer Mühle zermahlen und feuchtbeständig in Säcken gelagert.The film coming from the doctor bar is preferably fed with a drainage plate or transported further with a cooling belt. The cooled film is then used crushed into flakes by a breaker and conveyor screw, ground in a mill and stored in sacks in a moisture-proof manner.

Das erfindungsgemäss hergestellte Trockenprodukt enthält im Durchschnitt 3 bis 5 Gew.% Wasser, 24 bis 49 Gew.%:Rohasche, 32 bis 37 Gew.% Aminosäuren, etwa 17 Ges.% lösliche Kohlenhydrate und etwa 15 Gew.% N-freie Extraktstoffe. Diese Werte sind Analysenrichtwerte, weil die Zusammensetzung des Produktes stark in Abhängigkeit von den eingesetzten Kartoffeln schwanken kann.The dry product produced according to the invention contains on average 3 to 5% by weight water, 24 to 49% by weight: crude ash, 32 to 37% by weight amino acids, approx 17 total% soluble carbohydrates and about 15% by weight N-free extract substances. These values are analytical guide values because the composition of the product is highly dependent can vary depending on the potatoes used.

Die Trockenprodukte gemäss der Erfindung eignen sich als Zusatz zu menschlicher und tierischer Nahrung und als Zusatz für Nährböden von Mikroben, als Speisewürze oder als DiätprGparat für Bluthochdrucknatienten.The dry products according to the invention are suitable as additives human and animal food and as an additive for culture media for microbes, as Seasoning or as a diet preparation for high blood pressure patients.

Beispiel Ein Restkartoffelfruchtwasser wird aus unverdünntem Kartoffelfruchtwasser durch Hitzekoagulation mit Uberdruckdampf und Abtrennung des koagulierten Eiweisses mittels eines Dekanters gewonnen. Nach Eindampfen in einem mehrstufigen Vaknumdampfer zu einem Trockensubstanzgehalt von 56 Gew.%, wird das konzentrierte Restwasser auf einem Einwalzentrockner mit zwe-i aufeinanderfolgenden Auftragswalzen getrocknet. Die Spaltweite zwischen den Auftragswalzen und dem Trockenzylinder beträgt 0,2 mm. Die Oberflächentemperatur des innen durch Dampf erhitzten Trockenzylinders beträgt 172 0C bei einem Dampfdruck von 8 atü, seine Drehzahl beträgt 4 UPM. Die Zulauftemperatur des Konzentrats beträgt 800C Bei Abnahme am Schabmesser wird der Trockengutfilm durch Aufblasen von Luft von Raumtemperatur mittels einer Belüftungseinrichtung gekühlt. Der abgekühlte Film wird mit einem Ablaufblech weiter transportiert und darauf mit einer Brech- und Förderschnecke zu Flocken zerkleinert. Unterbleibt dagegen das Kühlen mit Luft, so sammelt sich Material in erheblichem Umfang am Schabmesser an.Example A leftover potato fruit water is made from undiluted potato fruit water by heat coagulation with excess pressure steam and separation of the coagulated protein obtained by means of a decanter. After evaporation in a multi-stage vacuum evaporator to a dry matter content of 56 wt.%, The concentrated residual water is a single drum dryer with two consecutive applicator rollers. The gap between the applicator rolls and the drying cylinder is 0.2 mm. The surface temperature of the drying cylinder heated internally by steam is 172 0C at a vapor pressure of 8 atü, its speed is 4 UPM. The inlet temperature of the concentrate is 800C when removed from the scraper knife is the dry material film by blowing air from room temperature by means of a Ventilation device cooled. The cooled film is continued with a drain pan transported and then crushed into flakes with a breaker and conveyor screw. If, on the other hand, the cooling with air is not carried out, a considerable amount of material will collect Circumference on the scraper knife.

Claims

P at e n t a n s p r- ü c h e

Process for producing a dry product from high molecular weight andXor coagulable protein SheCreitem potato fruit water, marked by, that the residual water concentrated to a dry matter content of 40 to 70% by weight in a layer thickness of 0.1 to 1 mm by roller drying in the temperature range between 1500 and 175 0d with a specific dry material output of at least 20 kgfm2 h dries and cools the film formed during removal.

2. The method according to claim 1, dadurcb characterized in that one Residual water concentrated to a dry matter content of 51 to 70% by weight is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that, based on the dry matter content, one on a dry matter content of 40 to 51% by weight of evaporated residual water 1 to 5% by weight of tuber or grain starch, flour, Mannogalactans or alginates are added.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 3, characterized essentially by a drum dryer with one or more successive and with a gap width of 0.1 to 1 mm to the drying cylinder arranged applicator rolls, the drying cylinder having a surface temperature from 1500 to 1750C and the diameter ratio of applicator rollers and Drying cylinder is 1: 4 to 1: 6 and with one arranged in front of the doctor blade Means for cooling the dry material is provided by means of air.