DE10123651A1 - Verfahren und Anlage zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten - Google Patents

Verfahren und Anlage zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten

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Abstract

Ein Verfahren und eine Anlage zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten, vorzugsweise Oliven oder Avocados, zeichnen sich dadurch aus, daß ein zerkleinerter Fruchtbrei aus den Früchten oder Saaten über eine Hochdruckstrecke (7) mit einer Hochdruckzone (7a) und einem Entspannungsventil (7b) einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge (11) zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten, vorzugsweise Oliven oder Avocados, mit einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge und eine Anlage zur Ölgewinnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 29.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Anlage, welche sich bei der Olivenölgewinnung besonders bewährt haben, sind aus der EP 0 557 758 be­ kannt. Bei diesem Verfahren wird eine Zweiphasen-Trennung in einer Vollmantel- Schneckenzentrifuge durchgeführt, bei welcher das Öl als die eine Phase direkt von einem Feststoff-/Wassergemisch als der zweiten Phase abgetrennt wird.
Die Vorverarbeitung der Oliven erfolgt nach einem Waschen mittels eines Zerklei­ nerns in einer Mühle, welche die Oliven ohne den Zusatz von Wasser oder bei der Verwendung eingetrockneter Oliven unter einem Wasserzusatz, welcher den Frischwassergehalt frischer Oliven wieder herstellt, zu einem Fruchtbrei verarbeitet, welcher in einem der Mühle nachgeschalteten Malaxeur aufgeschlossen wird. Dieses Aufschließen im Malaxeur dient der Freisetzung des Öls, um es dann in der dem Malaxeur nachgeschalteten Vollmantel-Schneckenzentrifuge in die Bestandteile Öl sowie Feststoff und Wasser trennen zu können.
Die Effizienz dieses bekannten Verfahrens ist an sich bereits sehr gut. Dennoch ist es wünschenswert, alternative Lösungen der Vorverarbeitung des Fruchtbreis vor dem Eintritt in die Vollmantel-Schneckenzentrifuge zu schaffen und insbesondere den apparativen Aufwand zu senken, wobei die Qualität des Öls möglichst gut im Vergleich zum betriebenen apparativen Aufbau sein soll. Die Lösung dieses Pro­ blems in verfahrenstechnischer Hinsicht sowie auch in Hinsicht auf die Anlage zur Olivenölgewinnung ist die Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung löst diese Aufgabe einerseits durch ein Verfahren zur Ölgewinnung, welches im Merkmal 1 angegeben ist. Sie löst es ferner durch eine Anlage zur Öl­ gewinnung, deren Merkmale im Anspruch 29 angegeben sind.
Mit der Erfindung werden die Früchte oder Saaten zerkleinert und beim oder nach dem Zerkleinern einem Hochdruck und einem nachfolgenden Entspannen ausge­ setzt, woraufhin der zerkleinerte Fruchtbrei der Vollmantel-Schneckenzentrifuge zugeführt wird.
Die Erfindung schafft ferner eine Anlage zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saa­ ten, vorzugsweise Oliven oder Avocados, mit einer Einrichtung zum Zerkleinern der Früchte oder Saaten zu einem Fruchtbrei, vorzugsweise eine Mühle oder ein Extruder, einer der Einrichtung zum Zerkleinern zugeordneten - z. B. beim Einsatz­ eines Extruders - oder nachgeschalteten Hochdruckstrecke zum Aufschließen des Fruchtbreis, und einer der Hochdruckstrecke nachgeschalteten Vollmantel- Schneckenzentrifuge, vorzugsweise mit einer Tauchscheibe versehen, zur Trennung des Fruchtbreis in verschiedene Phasen, vorzugsweise in Öl als erste Phase und in ein Feststoff-/Wassergemisch als zweite Phase.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie bei der erfindungsgemäßen Anlage wird also jeweils der bisher notwendige Malaxeur zum Aufschließen des Frucht­ breis dadurch ersetzt, daß der Fruchtbrei beim oder vorzugsweise nach dem Zer­ kleinern dem Hochdruck und dem nachfolgenden Entspannen ausgesetzt wird. Denkbar ist es beispielsweise, direkt einen Extruder zum Zerkleinern und den im Extruder herrschenden Druck und ein nachfolgendes Entspannen zum Aufschließen der Früchte oder Saaten zu nutzen. Alternativ ist auch ein Zerkleinern in einer Mühle denkbar, wobei entweder in der Mühle oder vorzugsweise nach dem Durch­ laufen der Mühle die Hochdruckstrecke durchlaufen wird.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Vorverarbeitung des Fruchtbreis beim Ersetzen des Malaxeurs durch eine Hochdruckstrecke relativ schnell erfolgen kann. So hat es sich herausgestellt, daß beispielsweise eine Ver­ weilzeit von nur 6 Minuten in der Hochdruckstrecke schon ausreichen kann, um die Oliven genügend aufzuschließen, um sie in der Vollmantel-Schneckenzentrifuge weiter verarbeiten zu können. Die Qualität des Öles ist dabei mit der bei der Verar­ beitung mit einem Malaxeur erzielbaren Qualität vergleichbar oder sogar besser. Neben Oliven sind insbesondere auch Avocados besonders gut mit dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren verarbeitbar.
Zur Realisierung der Hochdruckstrecke mit einer Hochdruckzone und dem Ent­ spannungsventil stehen dem Fachmann verschiedenste Möglichkeiten zur Verfü­ gung.
So kann die Hochdruckstrecke ein Rohr - mit vorgeschalteter entsprechend ausge­ legter Pumpeinrichtung - aufweisen, welches eine Länge von mehr als 10, vorzugs­ weise eine Länge von 10 bis 30 Metern aufweist.
Zur leichteren Verarbeitung bzw. zum leichteren Aufschließen des Fruchtbreis ist es ferner denkbar, daß der Fruchtbrei vor dem Eintritt in die Hochdruckstrecke und/oder beim Durchlaufen der Hochdruckstrecke - mittels einer Heizeinrichtung - erwärmt wird. Bei der Verarbeitung von Oliven wird der Fruchtbrei vorzugsweise auf max. 40°C erwärmt und bei der Verarbeitung von Avocados auf mehr als 40°C, insbesondere 40°-80°C.
Vorzugsweise beträgt die Verweildauer des Fruchtbreis in der Hochdruckstrecke 2 bis 12, insbesondere 4 bis 8 Minuten.
Es hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Druck in der Hochdruck­ strecke mehr als 10 bar, vorzugsweise mehr als 30 bar, insbesondere mehr als 50 bar beträgt. Ganz besonders bevorzugt wird ein Druck zwischen 50 und 80 und noch spezieller zwischen 60 und 70 bar gewählt. So konnte bei Verwendung eines relativ hohen Druckes kann die Verweildauer in der Hochdruckstrecke auf 6 min gesenkt werden.
Vor dem Eintritt in die Hochdruckstrecke werden die Früchte oder Saaten vorzugs­ weise zunächst gewaschen und dann zerkleinert, vorzugsweise in einer Mühle, ins­ besondere in einer Hammermühle.
Es ist denkbar, daß der Fruchtbrei nach dem Zerkleinern direkt und/oder aus dem ersten Puffertank über mindestens eine Pumpe in die Hochdruckstrecke geleitet wird.
Vorzugsweise wird der Fruchtbrei aus der Hochdruckstrecke kommend mit Hilfe eines Entspannungsventils entspannt und dann direkt und/oder nach weiterer Ent­ spannung in einem weiteren Puffertank der Vollmantel-Schneckenzentrifuge zuge­ leitet wird.
Denkbar ist schließlich, die Verarbeitung des Fruchtbreis in einem hermetischen System durchzuführen, ggf. unter Zuführung eines Inertgases.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß mit dem Ersetzen des Malaxeurs durch eine Hochdruckstrecke eine Alternative zur Vorverarbeitung in einem Malaxeur geschaf­ fen wird, welche den apparativen Aufwand und insbesondere die Verarbeitungszeit von der ungewaschenen Olive bis zur Herstellung des Öls deutlich verringert. So ist es beispielsweise möglich, in nur 30 Minuten aus Oliven oder Avocados ein fertiges Öl herzustellen. Gegebenenfalls kann das aus der Vollmantel-Schneckenzentrifuge austretende Öl in einem Klärseparator - ggf. unter der Zugabe einiger Gewichtspro­ zente an Wasser - gereinigt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu ent­ nehmen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Olivenölgewinnung,
Fig. 2 ein Flußdiagramm eines zweiten Verfahrens zur Olivenölgewinnung,
Fig. 3 ein Flußdiagramm eines dritten Verfahrens zur Olivenölgewinnung, und
Fig. 4 eine Tabelle, welche Versuchsergebnisse der Ölgewinnung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wiedergibt.
Nach Fig. 1 werden die gewaschenen Oliven zunächst einer Mühle 1 (z. B. Ham­ mermühle) zugeführt. Den Oliven wird dabei kein Wasser zugesetzt, sofern frische Oliven verarbeitet werden. Lediglich bei der Verarbeitung eingetrockneter Oliven wird den Oliven so viel Wasser zugesetzt, daß der natürliche Wassergehalt frischer Oliven wieder hergestellt wird.
Vorzugsweise mit einer Pumpe 2 werden die Oliven sodann von der Mühle 1 über eine Rohrleitung 3 einem ersten Puffertank 4 zugeleitet. Der erste Puffertank 4 er­ leichtert das stabile Betreiben der Anlage. Alternativ ist es aber auch denkbar, den Puffertank 4 fortzulassen und den in der Mühle hergestellten Fruchtbrei direkt über eine oder mehrere Pumpen (Speisepumpe 5, dieser nachgeschaltete Kolbenpumpe 6) einer Hochdruckstrecke 7 zuzuleiten. Die Hochdruckstrecke 7 umfaßt die Druckzone 7a und das Entspannungsventil 7b. Die Druckzone 7a kann beispielsweise als einfache Rohrleitung ausgelegt sein oder als sonstiger Homogenisator.
Die Hochdruckstrecke 7 ist derart auszulegen, daß in der Druckzone 7a und mittels der nachfolgenden Entspannung mit einem Entspannungsventil 7b ein genügendes Aufschließen des Fruchtbreis bzw. ein Freisetzen des Öls erfolgt. Hierzu wird vor­ zugsweise in der Hochdruckstrecke 7 ein Druck von mehr als 50 bar erzeugt und die Hochdruckstrecke 7 bzw. die Förderleistung wird derart ausgelegt, daß die Ver­ weildauer des Fruchtbreis in der Hochdruckstrecke vorzugsweise 2 bis 12, insbe­ sondere 4 bis 8 Minuten beträgt. Besonders gute Ergebnisse wurden bei einem Verweilen des Fruchtbreis in der Hochdruckstrecke bei 6 Minuten erreicht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Fruchtbrei - z. B. im Puffertank 4 - mittels einer hier nicht dargestellten Heizeinrichtung erwärmt wird. Die Temperatur des Fruchtbreis sollte jedoch nicht mehr als 40°C betragen (Herstellung eines hoch­ wertigen Olivenöls). Vorzugsweise wird der Fruchtbrei im Puffertank auf 30°C er­ wärmt. Denkbar ist auch eine Erwärmung direkt beim Durchtreten der Hochdruck­ strecke. Bei der Verarbeitung anderer Produkte wie Avocados ist auch eine Erwär­ mung auf mehr als 40°C - insbesondere 40-80°C) denkbar.
Aus der Hochdruckstrecke 7 wird der Fruchtbrei entweder direkt oder aber bei­ spielsweise über einen weiteren, vorzugsweise beheizbaren Puffertank 8 und/oder eine Speisepumpe 9 dem Zulauf 10 einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge (in der Zeichnung kurz "VS-Zentrifuge") 11 zugeführt.
Nach einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung wird diese derart einge­ stellt, daß in der Vollmantel Schneckenzentrifuge direkt eine Auftrennung des auf­ geschlossenen Fruchtbreis in eine erste Phase Öl (Trüböl) und in eine zweite Phase Orujo (Wasser-Feststoff-Gemisch) erfolgt. Denkbar ist aber auch eine Drei- Phasenverarbeitung unter dem Zusatz von Wasser.
Fig. 2 reduziert das Verfahren auf nur wenige Schritte. Nach dem Zerkleinern in der Mühle 1 und dem Durchtreten der Pumpe 2 erfolgt direkt in der aus der Druckzone 7a und dem Entspannungsventil 7b bestehenden Hochdruckstrecke 7 das Aufschlie­ ßen der Oliven vor deren Eintritt in die Vollmantel-Schneckenzentrifuge 11, welche den eintretenden Brei in Öl und Orujo (Wasser-/Feststoffgemisch) auftrennt.
Nach Fig. 3 wird das Zerkleinern des Fruchtbreis mittels eines Extruders 12 durch­ geführt, in dem ein gegenüber der Umgebung erhöhter Druck herrscht, so daß der Extruder 12 selbst die Hochdruckstrecke 7 ausbildet. Aus dem Extruder 12 wird der aufgeschlossene Fruchtbrei dann direkt oder über einen oder mehrere Puffer 4 und/oder eine Speisepumpe 5 in die Vollmantel-Schneckenzentrifuge geleitet.
Die Versuchstabelle der Fig. 4 veranschaulicht, daß es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne weiteres möglich ist, ein Olivenöl herzustellen, wobei insbesondere zu bedenken, ist, daß der apparative Aufwand im Vergleich zum Einsatz eines Ma­ laxeurs deutlich verringert wird. Wie zu erkennen, verringert sich mit zunehmender Temperatur der Restölgehalt im Orujo. Die Versuche zu Fig. 4 wurden mit einem Aufbau durchgeführt, der dem der Fig. 1 entspricht
Bezugszeichen
1
Hammermühle
2
Pumpe
3
Rohrleitung
4
Puffertank
5
Speisepumpe
6
Kolbenpumpe
7
Druckstrecke
7
a Druckzone
7
b Entspannungsventil
8
Puffertank
9
Speisepumpe
10
Zulauf
11
Vollmantel-Schneckenzentrifuge
12
Extruder

Claims (30)

1. Verfahren zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten, vorzugsweise Oliven oder Avocados, mit einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Früchte oder Saaten zerkleinert und beim oder nach dem Zerkleinern einem Hochdruck und einem nachfolgenden Entspannen ausge­ setzt werden, woraufhin der zerkleinerte Fruchtbrei der Vollmantel- Schneckenzentrifuge zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zerkleinern ein Extruder (12) verwendet wird, so daß die Früchte oder Saaten beim Zer­ kleinem dem im Extruder (12) herrschenden Druck ausgesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zerklei­ nerte Fruchtbrei aus den Früchten oder Saaten über eine Hochdruckstrecke (7) mit einer Druckzone (7a) und einem Entspannungsventil (7b) einer Voll­ mantel-Schneckenzentrifuge zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck­ strecke (7) einen Homogenisator aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckstrecke (7) zum Aufschließen des Fruchtbreis ausgelegt ist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zerkleinerte Fruchtbrei in der Vollmantel-Schneckenzentrifuge (11) in einem Zwei-Phasentrennverfahren in Öl als erste Phase und in ein Fest­ stoff-/wassergemisch - Orujo - als zweite Phase aufgetrennt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzone (7a) ein Rohr aufweist.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzone (7a) eine Länge von mehr als 10 m aufweist.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzone (7a) eine Länge von 10 bis 30 m aufweist.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei vor dem Eintritt in die Vollmantel-Schneckenzentrifuge erwärmt wird.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei bei der Verarbeitung von Oliven auf max. 40°C erwärmt wird.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei bei der Verarbeitung von Avocados auf mehr als 40°C erwärmt wird.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei bei der Verarbeitung von Avocados auf 40°C bis 80°C erwärmt wird.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweildauer des Fruchtbreis in der Hochdruckstrecke (7) minde­ stens zwei Minuten beträgt.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweildauer des Fruchtbreis in der Hochdruckstrecke (7) 2-12 min beträgt.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweildauer des Fruchtbreis in der Hochdruckstrecke (7) 4-8 min beträgt.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Hochdruckstrecke (7) mehr als 10 bar beträgt.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Hochdruckstrecke (7) mehr als 30 bar beträgt.
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Hochdruckstrecke (7) mehr als 50 bar beträgt.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Hochdruckstrecke (7) 50 bis 80 bar beträgt.
21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Hochdruckstrecke (7) 60 bis 70 bar beträgt.
22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Früchte oder Saaten zunächst gewaschen und dann zerkleinert wer­ den.
23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerkleinern der Früchte oder Saaten zu einem Fruchtbrei in einer Mühle (1) erfolgt.
24. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei nach dem Zerkleinern direkt oder über eine Pumpe (2) und/oder eine Rohrleitung in einen Puffertank (4) geleitet wird.
25. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei nach dem Zerkleinern direkt und/oder aus dem ersten Puf­ fertank (4) über mindestens eine Pumpe (5, 6) in die Hochdruckstrecke ge­ leitet wird.
26. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtbrei aus der Hochdruckstrecke (7) mit Hilfe eines Entspan­ nungsventils entspannt wird und dann direkt und/oder nach weiterer Ent­ spannung in einem weiteren Puffertank der Vollmantel-Schneckenzentrifuge (11) zugeleitet wird.
27. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung des Fruchtbreis in einem hermetischen System erfolgt.
28. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung des Fruchtbreis in einem hermetischen System unter Zuleitung eines Inertgases erfolgt.
29. Anlage zur Ölgewinnung aus Früchten oder Saaten, vorzugsweise Oliven oder Avocados, mit:
  • A) einer Einrichtung (1) zum Zerkleinern der Früchte oder Saaten zu einem Fruchtbrei, vorzugsweise eine Mühle oder ein Extruder (12),
  • B) einer der Einrichtung zum Zerkleinern zugeordneten oder nachge­ schalteten Hochdruckstrecke (7) zum Aufschließen des Frucht­ breis, und
  • C) einer der Hochdruckstrecke (7) nachgeschalteten Vollmantel- Schneckenzentrifuge (11), vorzugsweise mit einer Tauchscheibe versehen, zur Trennung des Fruchtbreis in verschiedene Phasen, vorzugsweise in Öl als erste Phase und in ein Feststoff- /Wassergemisch als zweite Phase.
30. Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck­ strecke (7) eine Druckzone (7a) und ein Entspannungsventil (7b) aufweist.
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