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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS AND INSTALLATION FOR RECOVERING OILS AND FATS FROM NATURAL PRODUCTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/009255
Kind Code:
A1
Abstract:
In a process for recovering oil from natural products, the raw material is size-reduced in a processing installation (1) and treated by cellular disintegration. The oil released thereby is emulsified by the addition of water. The oil/water mixture is then separated from insoluble proteins and cellular material in a crossflow filtration device (5). The cellular disintegration and emulsion formation can also be carried out separately or in the crossflow filtration device (5). As a result of these measures, the quality of the end product is improved and the yield is increased at low operating costs.

Inventors:
GRESCH WALTER (CH)
Application Number:
PCT/CH1989/000063
Publication Date:
October 05, 1989
Filing Date:
March 29, 1989
Export Citation:
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Assignee:
BUCHER GUYER AG (CH)
International Classes:
B01D29/88; B01D35/12; B01D37/00; B01D61/14; C11B1/02; C11B1/10; (IPC1-7): C11B1/10; B01D13/00; C11B1/02
Domestic Patent References:
WO1988001139A11988-02-25
WO1988002223A11988-04-07
Foreign References:
DE2234263A11974-01-31
EP0113165A11984-07-11
EP0012687A11980-06-25
Other References:
Food Technology, Band 83, Nr. 12, Dezember 1984, (Chicago, Illinois, US), D.J. Paulson et al.: "Crossflow membrane technology and its applications", Seiten 77-87
Journal of Food Science, Band 46, Nr. 3, Mai-Juni 1981 (Chicago, Illinois, US), J.T. Lawhon et al.: "Combining aqueous extraction and membrane isolation techniques to recover protein and oil from soybeans", Seiten, 912-916,919
La Rivista delle Sostanze Grasse, Band LXV, Nr. 1, Januar 1988 (IT), G. Serafin et al.: "Tecnologie avanzate di trattamento di effluenti industriali nel settore olearia", Seiten 7-11
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Claims:
1. BucherGuyer AG Maschinenfabrik, CH8166 Niederweningen P A T E N T A N S P R U E C H E Verfahren zur Gewinnung von Öle und Fettε aus Naturpro¬ dukten durch Extraktion mit Wasser als Transportmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohmaterial mindestens durch Zerkleinerung und Zellaufschluss aufbereitet und das dabei frei werdende Öl durch Zuführen von Wasser min¬ destens teilweise emulgiert wird und anschliessend die Trennung des Öl/WasserGemischεs von nicht löslichem Protein und Zellmaterial mittels Querstromfiltration durchgeführt wird Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellaufschluss des Rohmaterials physikalisch und/ oder enzymatisch und/oder chemisch erfolgt.
2. Verfahrεn nach Anspruch 2, dadurch gekennzεichnet, dass für den physikalischen Zellaufschluss DruckHomogeni¬ satoren, die hohe Kavitationskräfte erzeugen, einge¬ setzt werden.
3. Vεrfahrεn nach Anspruch 2, dadurch gεkennzeichnεt, dass dεr physikalische Zellaufschluss mindestεns tεilweise mit Hilfε von ZahnrotorStatorKolloidmühlen erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gεkεnnzeich net, dass der Zellaufschluss in ein bis zwei Durchgängen durch die ZellaufschlussVorrichtung erfolgt.
5. Verfahrεn nach einem der Ansprüchε 2 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnεt, dass der enzymatische Zellaufschluss min¬ destens teilweisε ittεls CεllulaseΞnzymen εrfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der εnzymatische oder physikalische Zellaufschluss und/oder diε Filtrationsfähigkeit mit¬ tels Pektinase, Amylase oder ProteinaseΞnzymen ge¬ fördert wird.
7. Verfahrεn nach einem der Ansprüchε 1 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnεt, dass der pH auf einεn Wert eingestellt wird, welcher der minimalen Proteinlöslichkeit ent¬ spricht .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Stofftransport des Öls zur Mem¬ brane der Querstromfiltration mindestens teilweise durch Emulsionsbildung mit Wasser als Träger erfolgt.
9. Verfahren n'ach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass gleichzeitig mit einεm physikalischεn Zellaufschluss emulgiεrt wird.
10. Vεrfahrεn nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Emulgierεn eine MikroEmul¬ sion gebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnεt , dass bei Bildung einer MikroEmulsion die Querstromfiltration zur Abtrennung der öl/WasserEmulsion mittels ültra odεr Mikrofiltration εrfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass bei Bildung von Emulsionstropfen im 3ereich von > 0,5 μm die Querstromfiltration zur' Ab¬ trennung des Öl/WasserGemisches mittels Grobfiltration erfolgt .
13. Verfahrεn nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekεnnzεichnet, dass die Querstromfiltration bei einεr Tεmpεratur von 45 bis 65° C durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekεnnzεichnet, dass die Querstromfiltration mit Dia¬ filtration gefahren wird.
15. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Diafiltration mindestεns tεilwεisε parallεl zum Fil¬ trationsprozess durchgeführt wird.
16. Verfahrεn nach einem dεr Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge¬ kennzεichnet, dass der Zellaufschluss des Rohmaterials mindestens teilweisε w hrεnd dεr Quεrstromfiltration durchgεführt wird.
17. Vεrfahrεn nach Anspruch 17, dadurch gεkεnnzεichnεt, dass dεr Zεllaufschluss im Umwälzkrεislauf (4) dεr Querstro filtrationseinrichtung (5) durch Kombination der Umwälzpumpe (7) mit einεr ZahnrotorStatorKolloid ühlε (10,11) bεi mehreren Durchgängen oder analog durch eine in Seriε zur U wälzpurapε (7) gεschaltεtε Kolloid ühlε odεr εine RotorStatorZellaufschlussMühle er¬ folgt.
18. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellaufschluss in einer ZellaufschlussVor¬ richtung erfolgt, die in einem Seitenstrom (12) des Urawälzkreislaufes (4) nach der Zuspeisung von Diafil¬ trationswasser zum Seitenstrom (12) der Querstromfil¬ tration angeordnet ist.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 19, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die ZellaufschlussVorrichtung aus einem DruckHomogenisator (13) besteht.
20. Verfahrεn nach εinεm dεr Ansprüchε 1 bis 20, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der bei der Quεrstromfiltration ent¬ stehende RetentatRest zu Nahrungsmitteln und Getränke oder hochwertigen Futtermittεln verarbeitet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das bei der EmulsionsTrennung vom Öl abgetrenntε Wasser aufbereitet und mindestens teil¬ weise wieder in den Prozess zurückgeführt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge kennzeichnεt, dass diε bεi dεr Aufbεrεitung des Rohma¬ terials anfallenden Rückstände mit dem Retentat der Querstromfiltrationsεinrichtung (5,20) in einer Recyc lingPresse (33) unter Zugabe von saugfähigem, press¬ barem und faserigεm, flockigem odεr körnigem Material vεrmischt werden und die ausgepresste Flüssigkeit wiedεr in dεn Prozεss zurückgεführt wird.
23. Vεrfahrεn nach Anspruch 23, dadurch gεkennzeichnet, dass durch Zεllaufschluss innεrhalb der Querstromfil¬ trationseinrichtung (5,20) odεr durch Zugabε von Emul¬ gatoren eine wεnigstεns für die Dauer des Recycling Prozεssεs stabile Öl/WasserEmulsion gebildεt wird.
24. Vεrfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Retεntat dεr ersten Querstrom filtrationsεinrichtung (5) mindεstεns einer zweitεn, gröbεrεn Querstromfiltration unterzogen wird und das Permeat aus der zweiten oder weitεren Querstromfiltra tionseinrichtungen (39) zur Rεtεntatsεitε der ersten Querstromfiltrationsεinrichtung (5) zurückgεführt wird.
Description:
Verfahren zur Gewinnung von Öle und Fette aus Naturpro¬ dukten, und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Gewinnung von Öle und Fette aus Naturprodukten durch Extraktion mit Wasser als Transportmittel.

Öle und Fette aus Naturprodukten, z.B. Ölsaaten wie Sonnen¬ blumen und Soya-Bohnen, können durch Auspressen, Extraktion oder Ausschmelzen gewonnen werden. Zur Vorbehandlung werden die Ölsaaten gereinigt und zerkleinert. Je nach Ölgehalt schliesst sich dann eines der genannten Verfahren an, wobei dem Auspressen eine Extraktion folgen kann. Bei den Extrak¬ tionsverfahren wird als Lösungsmittel Wasser oder eine Ben¬ zinfraktion eingesetzt. 3enzinfraktionen sind brennbar und explosionsgefährlich. Sie müssen unter großem Aufwand aus den Öl- und Extraktionsrückständen wieder ausgetrieben wer¬ den, wobei der verbleibende Restlösemittelgehalt immer noch gesundheitsschädlich sein kann. Man ist deshalb bestrebt, von diesen Lösungsmitteln abzugehen und für die Extraktion in erster Linie Wasser zu verwenden.

Nach einem bekannten Verfahren zur Gewinnung von Olivenöl

werden in die Oliven-Maische Zellaufschluss-Enzyme einge¬ bracht und nach einer Verweilzeit als Verdünnungsmittel Wasser hinzugegeben. Der dabei entstehende dünnflüssige Brei wird in einem Dekanter von den festen Olivenbe¬ standteilen befreit. Anschliessend wird in einer Zentri¬ fuge Olivenöl aus der Öl/Wasser-Emulsion-Fraktion des Dekanters gewonnen. Die Anwendung dieses Verfahrens ist auf relativ weiche Produkte, wie im vorliegenden Fall Oliven, beschränkt. Dabei entstehen hohe Betriebskosten durch den vermehrten Einsatz von Enzymen. Ausserdem ist die von Dekanter und Zentrifugen herrührende Lärmbelastung sehr hoch. Auch ist die Ausbeute bedingt durch die beschränkten Möglichkeiten des Dekanters und der Zentrifuge bei diesem Verfahren noch verbesserbar.

Ein ähnliches Verfahren zur Gewinnung von Öl aus Ölsaaten ist durch die Europäische Patentanmeldung 0 113 165 bekannt geworden. Die Extraktion des Öls erfolgt mit Hilfe von Wasser und durch Hinzufügen von Enzymen. Das auf diese Weise ent¬ stehende Gemisch wird nach einer gewissen Reaktionszeit wie¬ der in eine proteinhaltige Fraktion, eine ölhaltige Frak¬ tion und eine wasserhaltige Fraktion getrennt. Auch bei diesem Verfahren wird die Ölgewinnung durch den relativ hohen Verbrauch von Enzymen erheblich verteuert. Dabei ist die Ausbeute im Vergleich zu den herkömmlichen Ξxtraktions- Verfahren relativ niedrig.

Ferner ist es bekannt, zur Erzielung hoher Ausbeuten Zen- trifugal-Extraktoren in Verbindung mit organischen Lösungs¬ mitteln einzusetzen. Neben der Lärmbelastung durch die Anwendung vieler Dekanter und Separatoren ist der maschi¬ nelle Aufwand hierzu sehr gross. Das analoge gilt auch für die Ölgewinnung durch Hochdruck-Extraktion mit C0 9 . Es sind teure Installationen erforderlich und die Betriebskosten zur Erzeugung der für die Extraktion erforderlichen hohen Drucke sind entsprechend hoch, nicht zuletzt auch wegen der C0 2 - Verluste.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeidet und eine rationelle, umwelt¬ freundliche ölgewinnung bei niedrigen Betriebskosten und hohen Ausbeuten gewährleistet.

Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Rohmaterial mindestens durch Zerkleinerung und Zellauf¬ schluss aufbereitet und das dabei frei werdende Öl durch Zuführen von Wasser mindestens teilweise emulgiert wird und anschliessend die Trennung des Öl/Wasser-Gemisches von nicht löslichem Protein und Zellmaterial mittels Querstrom¬ filtration durchgeführt wird.

Eine wirkungsvolle Aufbereitung des Rohmaterials wird da-

durch erreicht, dass der Zellaufschluss physikalisch und/ oder enzymatisch und/oder chemisch erfolgt.

Um den physikalischen Zellaufschluss zu intensivieren, wer¬ den Druck-Homogenisatoren, die hohe Kavitationskräfte erzeu¬ gen, eingesetzt. Der physikalische Zellaufschluss kann auch mindestens mit Hilfe von Zahnrotor-Stator-Kolloid¬ mühlen erfolgen. Dabei ist es zweckmässig, den Zellaufschluss in ein bis zwe'i Durchgängen durch die Zellaufschluss-Vor- richtung durchzuführen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt der en- zy atische Zellaufschluss mindestens teilweise mittels Cellulase-Enzymen. Der enzymatische oder physikalische Zellaufschluss und/oder die Filtrationsfähigkeit kann mit¬ tels Pektinase-, Amylase- oder Proteinase-Enzymen gefördert werden.

Um möglichst viel Protein im Retentat der Querstromfiltra¬ tion zurückzuhalten, wird der pH auf einen Wert eingestellt, welcher der minimalen Proteinlöslichkeit entspricht.

Vorteilhaf erweise erfolgt der Stofftransport des Öls zur Membrane der Querstromfiltration mindestens teilweise durch Emulsionsbildung mit Wasser als Träger.

Aufgrund der intensiven Behandlung des Rohmaterials durch ein möglichst weitgehendes physikalisches Aufschliessen der Zellen bei der Aufbereitung ist es sinnvoll, so weit zu gehen, dass gleichzeitig mit dem Zellaufschluss emul¬ giert wird.

Für hohe Anforderungen an die Produktreinheit, d.h. möglichst wenig Tr b und makromolekulare Verunreinigungen, wird beim Emulgieren ein'e Mikro-Emulsion gebildet. Aufgrund dessen ist es möglich, als Querstromfiltration zur Abtrennung der Öl/Wasser-Emulsion eine Ultra- oder Mikrofiltration mit entsprechend sehr hoher Klärwirkung einzusetzen.

Die Filtrationsleistung wird erhöht, wenn bei Bildung von Emulsionstropfen im Bereich von > 0,5 um die Querstromfil¬ tration zur Abtrennung des Öl/Wasser-Gemisches mittels Grobfiltration erfolgt.

Nach einem weiteren .Merkmal der Erfindung wird die Quer¬ stromfiltration bei einer Temperatur von A5 bis 65° C durchgeführt.

Zur Verbesserung der Ausbeute wird die Querstromfiltration mit Diafiltration gefahren. Dabei ist es speziell bei kon¬ tinuierlichem Betrieb zweckraässig, die Diafiltration min¬ destens teilweise parallel zum Filtrationsprozess durch¬ zuführen.

Nach einem weiteren, vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird der Zellaufschluss des Rohmaterials mindestens teil¬ weise während der Querstromfiltration durchgeführt.

Zur Erzielung eines relativ sanften Zellaufschlusses mit niedrigem Energiebedarf erfolgt der Zellaufschluss im Um¬ wälzkreislauf der Querstromfiltrationseinrichtung durch Kombination der Umwälzpumpe mit einer Zahnrotor-Stator- Kolloidmühle bei mehreren Durchgängen oder analog durch eine in Serie zur Umwälzpumpe geschaltete Kolloidmühle oder Rotor-Stator-Zellaufschluss-Mühle.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt der Zellaufschluss in einer Zellaufschluss-Vorrichtung, die in einem Seitenstrom des Umwälzkreislaufes nach der Zuspeisung von Diafiltrationswasser zum Seitenstrom der Querstromfiltration angeordnet ist.

Vorteilhafterweise besteht die Zεllaufschluss-Vorrichtung aus einem Druck-Homogenisator.

Zur Ververtung des im Retentat der Querstromfiltration ent¬ haltenen Protein wird der Retentat-Rest zu Nahrungsmitteln und Getränken oder hochwertigen Futtermitteln verarbeitet.

Für einen rationellen und kontinuierlichen Betrieb der An¬ lage wird das bei der Emulsions-Trennung vom Öl abgetrennte Wasser aufbereitet und mindestens teilweise wieder in den Prozess zurückgeführt.

Zur Erhöhung der Ausbeute und zur Entsorgung werden die bei der Aufbereitung des Rohmaterials anfallenden Rückstände mit dem Retentat der Querstromfiltrationseinrichtung in einer Recycling-Presse unter Zugabe von saugfähigem, pressbarem und faserigem, flockigem oder körnigem Material vermischt und die ausgepresste Flüssigkeit wieder in den Prozess zurückgeführ .

Damit die in der Recycling-Presse ausgepresste Flüssigkeit verwertbares Öl enthält, wird durch Zellaufschluss inner¬ halb der Querstromfiltrationseinrichtung oder durch Zugabe von Emulgatoren eine wenigstens für die Dauer des Recyc¬ ling-Prozesses stabile Öl/Wasser-Emulsion gebildet.

Zur Erhöhung des Membran-Fluxes bezüglich Öl wird nach einem weiteren Ausführungsmerkmal der Erfindung das Re¬ tentat der ersten Querstromfiltrationseinrichtung mindes¬ tens einer zweiten, gröberen Querstromfiltration unterzo¬ gen und das Per eat aus der zweiten oder weiteren Quer¬ stromfiltrationseinrichtungen zur Retentatseite' der ersten

Querstro filtrationseinrichtung zurückgeführt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson¬ dere darin, dass'durch den erfindungsgemässen Einsatz der Querstromfiltration eine optimale Trennung des Öl/Wasser- Gemisches von den Feststoffen und eine Qualitätsverbesserung des Endprodukts bei erhöhter Ausbeute und bei stark vermin¬ dertem Enzymverbrauch erzielt wird. Ausserdem ermöglichen die Reeycliπg- " Massnahπιen, welche durch den Einsatz der Querstromfiltration durchführbar sind, eine weitere Ausbeutε- verbesserun , eine nutzvolle Entsorgung von Rückständen und einen Betrieb mit sehr geringem Wasserverbrauch.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, die mehrere Ausführungsbeispiele darstellt, nä¬ her erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anlage für kontinuierlichen oder batchweisen Be¬ trieb,

Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel einer An¬ lage für kontinuierlichen Betrieb und Re¬ cycling und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer zweiten Querstromfiltrationseinrichtung.

Das zu verarbeitende Rohmaterial, das aus Naturprodukten wie z. B. Ölsaaten von Sonnenblumen oder Soyabohnen be¬ steht, wird zunächst vorgereinigt, gegebenenfalls enthülst und einer Aufbereitungsanlage 1 zugeführt (Fig. 1). In der Aufbereitungsanlage 1 wird das Rohmaterial im nassen oder trockenen Zustand vorzerkleinert und anschliessend im Hinblick auf einen Zellaufschluss weiter zerkleinert. Der Zellaufschluss kann in bekannter Weise physikalisch durch Kolloidmühlen, insbesondere mit Zahnrotor/Statoren oder ähnlichen Bearbeitungswerkzeugen, sowie durch den Einsatz von Homogenisatoren, Reibwalzwerke etc. erfolgen. Gleich¬ zeitig oder getrennt kann der Zellaufschluss auch enzy- atisch mittels Cellulase-Enzymen durchgeführt werden. Neben Cellulase können zur Reduzierung der Viskosität und Verbesserung der Filtrierbarkeit auch Pektinase-, A ylase- und Proteinase-Enzyme eingesetzt werden. Schliesslich be¬ steht auch noch insbesonders für Anwendungen ausserhalb des Lebensmittelbereiches, z. B. für Herstellung von Die¬ selöl, die Möglichkeit des chemischen Zellaufschlusses. Die genannten Verfahren zum Aufschliessen der Zellen des Rohmaterials können entweder einzeln oder kombiniert ange¬ wendet werden. Im Lebensmittelbereich dient das "enzyma-

tische Zellaufschluss-Verfahren vorwiegend zur Unterstüt¬ zung des physikalischen Zellaufschlusses. Aufgrund dessen wird bei Erzielung hoher Produktqualität Energie einge¬ spart. Umgekehrt resultiert mit dem vorwiegenden physi¬ kalischen Zellaufschluss ein niedriger Enzym-Verbrauch.

Das im Rohmaterial enthaltene Öl wird vorzugsweise in Kom¬ bination mit dem Zellaufschluss während der Aufbereitungs- phase durch Bildung einer Ql-Wasser-E ulsion dem Rohmate¬ rial entzogen. Hierzu wird über eine Leitung 2 in die Auf¬ bereitungsanlage 1 Wasser eingeleitet, das infolge der inten¬ siven Behandlung des Rohmaterials mit dem dadurch frei wer¬ denden Öl emulgiert. Aufgabe der Bildung einer öl/Wasser- Emulsion ist unter anderem, den Sto ftransport des Öls zur Membrane der anschliεssenden Querstromfiltration zu verbessern. Wichtig bei der Emulsionsbildung ist, dass die durch den Zellaufschluss entstehenden Zeil-Bruchstücke möglichst gross bleiben, damit die nachfolgende Querstrom¬ filtration nicht durch Verstopfen der Poren oder durch entsprechende Filmbildung auf der Membrane gehemmt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Zellaufschluss während der Aufbereitung in der Aufbereitungsanlage 1 vorwiegend durch die Wirkung von Kavitationskräften, z. B. durch den Einsatz eines Druck-Homogenisators bei nur ein bis zwei Durchgängen erfolgt. Das gleiche wird auch durch sanften

Zellaufschluss und mehrfachem Durchgang erreicht, bei¬ spielsweise durch Verwendung einer Zahnrotor-Stator-Kol¬ loidmühle. Diese Massnahme hat den Vorteil, dass relativ wenig Energie benötigt wird.

Normalerweise ist eine Zugabe von Emulgatoren zur Verbes¬ serung der Emulsionsbildung nicht notwendig. Falls jedoch Emulgatoren verwendet werden, können diese während der Auf- bereitungspha≤ ' e oder bei der Querstromfiltration hinzuge¬ fügt werden. Anschliessend oder zusammen mit dem Zellauf¬ schluss können in der Aufbereitungsanlage 1 auch noch eine oder mehrere Enzymbehandlungen durchgeführt werden.

3ei Verarbeitung von hochproteinhaltigera Rohmaterial, beispielsweise Soyabohnen, wird der pH zweckmässigerweise auf einen Wert eingestellt, welcher der minimalen Protein- löslichkeit, d. h. dem isolektrischen Punkt entspricht. Diese Massnahme dient dazu, möglichst viel an wertvollem Protein im Retentat der nachfolgenden Querstromfiltration zu behalten.

Das in der Aufbereitungsanlage 1 zerkleinerte, durch Zell¬ aufschluss behandelte αnd emulgierte Rohmaterial wird über eine Leitung 3 dem retentatseitigen Umwälzkreislauf 4 einer Querstromfiltrationseinrichtung 5 zugeführt. Im Umwälz-

kreislauf 4 ist ein Behälter 6 und eine Umwälzpumpe 7 an¬ geordnet, die das vom Behälter 6 kommende Gemisch aus Zell¬ stücken und emulgiertem öl/Wasser in die Retentatseite der Querstromfiltrationseinrichtung 5 einleitet. An der Membra¬ ne S der Querstromfiltrationseinrichtung 5 wird das 01/ Wasser-Gemisch von nicht löslichem Protein und Zellmaterial abgetrennt. Die vorwiegend Öl und Wasser, daneben auch lös¬ liche Proteine enthaltende Emulsion wird als Permeat über eine Leitung 9 abgeführt und in einer anschliessenden Zen¬ trifuge oder einer weiteren Filtrationseinrichtung in be¬ kannter Weise getrennt. Die Anlage nach Fig. 1 ist sowohl für kontinuierlichen als auch für batchweisen Betrieb er¬ stellbar.

Die Querstromfiltrationseinrichtung 5 kann als Ultra-, Mikro- oder Grobfiltrationseinrichtung ausgeführt sein. Die Wahl erfolgt aufgrund entsprechender Anforderungen an die Reinheit, Ausbeute und Per eat-Flux bzw. Zellaufschluss und Ξπulsionsbildung. Die Ultra- und Mikrofiltration wird mit Vorteil zur Abtrennung der Öl/Wasser-Emulsion bei Mikro¬ Emulsionen mit einer Tropfengrösse von kleiner als 0,1 bis 0,2 mm verwendet. Die Mikro-Emulsion eignet sich besonders zur Herstellung von hochwertigen, reinen Produkten wie z. 3. Essenzöle, Kaffeeöl und dergleichen. Durch den Einsatz der Ultrafiltration lassen sich sogar weitere Reinigungs-

stufen für das Öl einsparen, so dass in manchen Fällen der höhere Aufwand für die Mikro-Emulsionsbildung und die Ultrafiltration wettgemacht werden kann. In solchen Fäl¬ len kann der Einsatz von Ultra- oder Hikrofiltration auch für weniger hochwertige Produkte interessant sein. Ausser- dem werden durch die Ultrafiltration auch lösliche Pro¬ teine im Retentat zurückgehalten. Dies ermöglicht die Herstellung von Soya-Drinks aus dem Retentat. Da durch die Ultra- und Mikrofiltration auch Enzyme zurückgehalten werden, resultiert daraus auch eine Einsparung an Enzym¬ kosten. In gewissen Fällen, z. B. bei der Durchführung einer nachträglichen Spaltung durch Hydrolyse des Öles, kann die Emulsion aufgrund der Reinheit sogar vollstän¬ dig oder mit nur teilweiser Emulsionstrennung weiter ver¬ arbeitet werden. Dadurch reduzieren sich die Kosten für die Emulsionstrennung nach der Querstromfiltration.

Wird dagegen keine Mikro-Emulsion verwendet und liegt die Grosse der Emulsionstropfen im ßereich von > 0,5 μm, so wird die Querstromfiltrationseinrichtung 5 vorteilhafter¬ weise als Grobfiltrationseinrichtung mit einer Porengrösse ;>10 μm ausgeführt. Dadurch wird eine hohe Filtrationsleis¬ tung erzielt.

Der Filtrationsprozess in der Querstromfiltrationseinrich-

tung 5 wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 45 bis 65° C durchgeführt. Dadurch wird einerseits eine hohe Per- eatleistung mit kostengünstigen Kunststoff-Membranen er¬ zielt sowie ein unerwünschtes Wachstum von Mikroorganismen verhindert und andererseits Produktschädigungen vermieden. Durch die Anwendung der Querstromfiltration wird trotz der Anwesenheit von relativ kleinen Zeil-Bruchstücken eine gute Filtrationsleistung (Perraeat-Plux) ermöglicht. Der ent¬ stehende proteinhaltige Retentat-Rest lässt sich zu Nah¬ rungsmitteln, z. B. Soya-Drinks, aber auch zu hochwertigen Futtermitteln aufbereiten.

Zur Verbesserung der Ausbeute wird die Querstromfiltrations¬ einrichtung 5 mit Diafiltration gefahren. Diese wird vor¬ zugsweise und speziell bei kontinuierlicher Ölgewinnung parallel zum Filtrationsprozess durchgeführt. Dabei wird das mit dem Permeat abfliessende Wasser ersetzt und somit der Feststoff ehalt " im Retentat in einem gewissen Bereiche konstant gehalten. Damit bleibt auch die für die Filtra¬ tionsleistung assgebende Viskosität des Retentats unge¬ fähr konstant. Mit der Diafiltration lassen sich Aus¬ beuten im Bereich von mehr als 99 % erzielen, was den¬ jenigen des konventionellen Öl-Extraktions-Prozesses ent¬ spricht.

Neben dem in der Aufbereitungsanlage 1 stattfindenden Zell¬ aufschluss ist es auch möglich, den Zellaufschluss während der Querstromfiltration durchzuführen. Hierzu ist im Um¬ wälzkreislauf 4 der Querstromfiltrationseinrichtung 5 eine mit der Umwälzpumpe 7 kombinierte Kolloidmühle angeordnet, die einen feststehenden Stator 10 und einen mit diesem zu¬ sammenwirkenden, umlaufenden Zahnrotor 11 aufweist. Das von der Aufbereitungsanlage 1 kommende und mit dem Retentat der Querstromfiltrationseinrichtung 5 vermischte Zellπaterial wird zwischen Stator 10 und Zahnrotor 11 der kombinierten Umwälzpumpe 7 zerrieben, physikalisch aufgeschlossen und gleichzeitig emulgiert. Das im Umwälzkreislauf 4 zirku¬ lierende Retentat enthält somit vorwiegend Zellmaterial und unlösliche Proteine, suspendiert in einer Öl/Wasser- Emulsion. Der Umwälzkreislauf 4 hat bei dieser Ausführung zwei Funktionen, nämlich Umwälzung und sanften Zellauf¬ schluss in der kombinierten Umwälzpumpe 7 bei mehrfachem Durchgang. Dadurch wird der Energiebedarf verringert. An¬ stelle der kombinierten Umwälzpumpe 7 kann eine Kolloid¬ mühle oder ähnliche Vorrichtung für einen Zellaufschluss auch in Serie zur Umwälzpumpe 7 geschaltet sein.

Eine weitere, in Fig. 1 dargestellte Möglichkeit des phy¬ sikalischen- ZellaufSchlusses während der Querstromfiltra¬ tion besteht darin, dass in einem Seitenstrom 12 des Um-

wälzkreislaufes 4 vorzugsweise als Zellaufschluss-Vor¬ richtung eine Emulgierdüse in Form eines Druck-Homogeni¬ sators 13 angeordnet ist, dem das Zellmaterial mit Hilfe einer vorgeschalteten Hochdruckpumpe 14 zugeführt wird. Der Zellaufschluss kann hierbei aufgrund der Umwälzung in mehreren Durchgängen unter der Wirkung von Kavitations¬ kräften erfolgen. Dem Seitenstrora 12 des Umwälzkreislaufes 4 wird das Wasser für die Diafiltration durch eine Lei¬ tung 15 zugesp ' eist. Wegen des relativ geringen Volumen¬ stromes durch die Zellaufschluss-Vorrichtung und der Möglichkeit, die Zellen durch den gegebenen Kreislauf in mehreren Durchgängen aufzuschliessen, resultiert ein re¬ lativ geringer notwendiger Druck für den Betrieb einer Homogenisierdüse und ein relativ geringer Energiever¬ brauch für den Zellaufschluss.

Die genannten Massnahmen für den Zellaufschluss und die Emulsionsbildung in der Aufbereitungsanlage 1 und/oder in der Querstromfiltrationseinrichtung 5 können sowohl ein¬ zeln als auch kombiniert angewendet werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt eine kontinuier¬ lich arbeitende Anlage zur Durchführung des erfindungsge- ässen Verfahrens als Recycling-Prozess. Die Aufbereitungs¬ anlage 1 besteht aus einer Vorrichtung 16 zum Enthülsen

der Ölsaaten, einem anschliessenden Mahlwerk 17 und einer Einrichtung 18 zum Feinmahlen, Aufschliessen der Zellen und zur 3ildung der Öl/Wasser-Emulsion. Zwischen Mahlwerk 17 und Einrichtung IS ist eine Vorbehandlungsstufe 19 zur Be¬ handlung des Ro-hmaterials mit Enzymen und zur pH-Einstellung vorgesehen. Die anschliessende Querstromfiltration erfolgt in mehreren Stufen mittels Diafiltration in drei parallel geschalteten Grob-, Mikro- oder Ultrafiltrationseinrichtungen 20. Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann im jewei¬ ligen Umwälzkreislauf 21 der Grob-, Mikro- oder Ultrafiltra¬ tionseinrichtungen 20 eine E ulgierdüse 22 oder eine mit der Umwälzpumpe 23 kombinierte Kolloidmühle für den physi¬ kalischen Zellaufschluss angeordnet sein.

Das Permeat der Grob-, Mikro- oder Ultrafiltrationseinrich¬ tungen 20 wird über eine Sammelleitung 24 einer weiteren Querstromfiltrationseinrichtung 25 zum Trennen der 01/ Wasser-Emulsion zugeführt. Die Querstromfiltrationseinrich¬ tung 25 wird vorzugsweise als Ultra- oder Mikrofiltrations¬ einrichtung ausgeführt. Das als Retentat vom 'Wasser abge¬ trennte Roh-Öl verlässt über eine Leitung 26 die Quεrstrom- filtrationseinrichtung 25. Das als Permeat über eine Lei¬ tung 27 abfliessende Wasser wird zumindest teilweise wie¬ der in den Prozess zurückgeführt. Dabei ist es zweckmässig, das Wasser in einer der Querstromfiltrationseinrichtung 25

nachgeschalteten handelsüblichen Wasseraufbereitungsan¬ lage 28 vorher zu reinigen. Über eine Leitung 29, in der eine Hochdruckpumpe 30 angeordnet ist, gelangt das aufbe¬ reitete Wasser in den jeweiligen U tv'älzkreislauf 21 der Grob-, Mikro- oder Ultrafiltrationseinrichtungen 20, wo es für die Diafiltratioπ und zum Emulgieren eingesetzt wird. Eine weitere, von der Wasseraufbereitungsanlage 28 abzweigende Leitung 31 ist zur Versorgung der Aufberei¬ tungsanlage 1 mit Frischwasser vorgesehen. Durch die Reini¬ gung des Wassers in der Wasseraufbereitungsanlage 28 wer¬ den unerwünschte Stoffe herausgenommen bzw. die Anreicherung solcher Stoffe im Retentat der Grob-, Mikro— oder Ultra¬ filtrationseinrichtungen 20 vermieden. Dies gilt insbe¬ sondere im Hinblick auf die Verwendung des Retentats für Lebensmittel- und Futterzwecke.

Das vorwiegend aus unlöslichen Proteinen, Zellmaterial und daneben auch aus Öl und Wasser bestehende Retentat der Grob-, Mikro- oder Ultrafiltrationseinrichtungen 20 wird in einer Leitung 32 gesammelt und einer Recyclingpresse 33 zugeführt. Vor der Recyclingpresse 33 kann in der Leitung 32 eine Behandlungsstufe 34 zur Neutralisierung des Reten¬ tats angeordnet sein. Die in der Aufbereitungsanlage 1 bei der Enthülsung und Zerkleinerung anfallenden Hülsen ' und Häute der ölsaaten werden über eine Leitung 35 ebenfalls

in die Recyclingpresse 33 eingebracht. Zusätzlich können auch noch Reishülsen, Stroh etc. und ähnliche Abfälle aus anderen Produktionsstellen wie z. B. Apfeltrester verwen¬ det werden. Das mit der Leitung 32 zugeführte Retentat wird vor oder in der Recyclingpresse 33 mit den Hülsen ver¬ mischt und das auf diese Weise entstehende Gemisch ausge- presst. Die ausgepresste Flüssigkeit wird über eine Lei¬ tung 36 wieder in den Prozess, vorzugsweise in die Aufbe¬ reitungsanlage 1 vor der Einrichtung_ 18, zurückgeführt. Damit die ausgepresste Flüssigkeit verwertbares Öl ent¬ hält, muss das Öl aus den Grob-, Mikro- oder Ultrafiltra¬ tionseinrichtungen 20 fein und einiger assen stabil emul¬ giert sein. Dies wird durch die vorhergehenden Massnahmen wie Zellaufschluss innerhalb der Querstromfiltrationsein- richtungen 20 sowie durch eventuelle Zugabe von Emulga¬ toren erreicht. Auf runddessen gewinnt man als ausgepresste Flüssigkeit wiederum eine Emulsion. Feste Stoffe im Reten¬ tat werden durch die Siebwirkung der Filtrationskanäle in der Recyclingpresse 33 weitgehend zurückgehalten.

Als Recyclingpressen eignen sich am besten Horizontal- Chargenpressen wegen der guten Filtrierwirkung durch die langen Fliesswege für den Saft. Der feste Rückstand aus der ec lingpresse 33 lässt sich in einer anschliessenden Trocknungs- und Brikεttiereinrichtung 37 zu einem wert-

vollen Futtεrmittεl vεrarbeiten.

Durch die genannten Massnahmen und Einrichtungen gemäss Fig. 2 wird die Ausbeute der Anlagε weiter verbessert, das Retentat aus der Querstromfiltrationseinrichtung 20 nutzvoll entsorgt und mit sehr geringεm Wasserverbrauch extrahiert.

Die Fig. 3 zeigt ein weiteres A,usführungsbeispiel der Er¬ findung, bei welchem das Retentat der Querstromfiltrations¬ einrichtung 5 über eine Leitung 38 einer zweiten, gröber filtrierendεn Querstromfiltrationseinrichtung 39 zuge¬ führt wird. Das Permeat der Querstromfiltrationseinrich¬ tung 39 wird über eine Leitung 40 wieder zur Retentatseite der erstεn Querstromfiltrationseinrichtung 5 zurückgeführt. Über eine Leitung 41 wird die Öl/Wasser-Emulsion als Permεat abgeführt. Die erste Querstromfiltrationseinrichtung 5 läßt sich als einfache, einstufige Anlage bei starker Ver¬ dünnung des Rohstoffes mit Wasser kontinuierlich betrei¬ ben. Dadurch resultiert ein überdurchschnittlich hoher Membran-Flux bezüglich Öl. Das Aufkonzentrieren des stark verdünnten Retεntates aus der Querstromfiltrationseinrich¬ tung 5 wird kontinuierlich durch die Querstromfiltrations¬ einrichtung 39 bewerkstelligt.