DE2255667A1 - Verfahren zur herstellung einer fettfreien, lagerbestaendigen staerke - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer fettfreien, lagerbestaendigen staerkeInfo
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- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
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Description
- Verfahren zur Herstellung einer fettfreien, lagerbeständigen Stärke Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung einer fettfreien, lagerbeständigen Stärke aus stärkereichen Pflanzenteilen, wie sie beispielsweise über der Erde als Getreidekörner, z.B. als Mais, Weizen, Gerste, Roggen und Hafer, vorkommen oder sich unter der Erde als Knollen, wie Kartoffeln oder Tapioka, finden.
- Der Isolierung von Stärke aus den stärkereichen Pflanzenteilen geht in der Regel eine Entfettung voraus, da einerseits die wertvollen Pflanzenöle, wie Maiskeimöl oder Weizenkeimöl, gewonnen werden sollen, andererseits die Isolierung und Qualität der Stärke durch Fett beeinträchtigt wird.
- Bei längerer Lagerung werden die in der Stärke verbleibenden Fette durch den Luftsauerstoff oxidiert, die Stärke nimmt dann einen ranzigen Geruch an und wird schlechter verarbeitbar.
- Die Entfettung von Getreide, insbesondere Mais, wird üblicherweise auf das Abtrennen der Pf lanzenkeime, die beim Mais bis zu 84 % des Gesamtfettes enthalten, beschränkt. Die gebräuchlichen Verfahren sind die Trockenentkeimung und die Naßentkeimung. Bei der Naßentkeimung wird das Getreide zunächst bis zu 50 Stunden gequollen. Anschließend wird wie bei der Trockenentkeimung das Getreide vorsichtig grob gemahlen, um die Keimlinge freizulegen. Die Keimlinge werden dann durch Verfahren abgetrennt, wie Flotation oder Windsichtung, die Unterschiede der spezifischen Gewichte der leichteren Keimlinge und der schwereren Getreidekornbruchstücke ausnutzen, dann ausgewaschen, entwässert und mit Schneckenpressen oder durch Extraktion mit fett lösenden organischen Lösungsmitteln, wie z.B. Hexan, entölt. Der zurückbleibende ölkuchen, der hauptsächlich aus Protein besteht, dient als Viehfutter.
- Beide Verfahren haben den Nachteil, daß sie nicht zu einer vollständigen Entfettung führen, da sie nur das Fett der Keimlinge entfernen. Durch das Mahlen können die Keimlinge beschädigt werden urüderen Fett wird dann von den übrigen Kornbestandteilen adsorbiert. Aus den erwähnten Gründen beträgt der Gesamtfettgehalt (Glyceride plus freie Fettsäuren) nativer Getreidest-ärken normalerweise o,8 bis 1 % und der von Getreidemehl und -griess 1 bis 4 %.
- Im allgemeinen wird Mais zur Herstellung von Nährstärke eingesetzt. Nach einem bekannten Verfahren(vgl. H.Grafe, Handbuch der Lebensmittelchemie, Bd. V, Teil 1, S. 163 f.) folgt der Maisreinigung eine bei 50°C 48 Stunden dauernde Maisquellung. Es schließt sich die Vormahlung, die Abtrennung der Maiskeime in Keimseparatoren und die Feinmahlung an. In der Auswaschstation werden Grob- und Feinfasern entfernt. Es folgen. die Stärke-Kleber-Trennung, die Wäsche, Vorentwässerung, Trocknung und Sichtung der Stärke, um schließlich Trockenstärke als Endprodukt zu erhalten. Die anfallenden Maiskeime werden einer Keimwäsche, Keimentwässerung- und Trocknung sowie einer ölpressung bzw. -extraktion unterworfen, um Maiskeimöl zu gewinnen. - Dieses Verfahren ist wegen der zahlreichen Verfahrensschritte aufwendig und teuer, ohne eine befriedigende Entfettung der störenden Fette und Fettsäuren zu gewährleisten.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine einfachere und vollständigere Entfernung der Fette und Fettsäuren ermöglicht.
- Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Gewinnung einer fettfreien lagerbeständigen Stärke, das das durch gekennzeichnet ist, daß man aus vorgereinigten, feingemahlenen stärkereichen Pflanzenteilen Fette 7 freie Fettsäuren und andere wertvolle Inhaltsstoffe mit niedrigsiedenden Lösungsmitteln bei hohen Drucken und niedrigen Temperaturen extrahiert und das entfettete Material in an sich bekannter Weise zu Stärke verarbeitet.
- Die stärkereichen Pflanzenteile, wie z.B. das Getreide, werden nach üblichen Methoden, insbesondere durch Absieben, vorgereinigt und dann vermahlen. Es genügt für die weiteren Verfahrensschritte durchaus, wenn das Getreide nur auf Korngrößen unter o,2mm vermahlen wird. Dieses griessartige Produkt wird nun erfindungsgemäß zur Gewinnung der darin enthaltenen Fette, freien Fettsäuren und anderen wertvollen Inhaltsstoffen in der erfindungsgemäßen Weise mit niedrigsiedenden Lösungsmitteln bei hohen Drucken und niedrigen Temperaturen extrahiert. Wenn das Ausgangsprodukt Mais ist, fällt hierbei ein rohes Maiskeimöl ab.
- Es ist ein besonderer Vorteil, daß für das erfindulngsgem§ße Verfahren erntefrisches Getreide, u=U. sogar teilweise aus gewachsendes Getreide, eingesetzt werden kann. Infolgedessen kann an Trocknungskosten gespart werden. Sofern von getrocknetem Getreide ausgegangen wird, wird dieses zweckmässigerweise vor der Entfettung auf einen Wassergehalt wenig unterhalb der maximalen Aufnahmefähigkeit gebracht, um Stauben zu vermeiden. Die maximale Wasseraufnahmefähigkeit beträgt z.B. für Maisgrieß etwa 40 % der Trockensubstanz.
- Die Extraktion des nach dem Mahlen erhaltenen grießartigen Produktes erfolgt in einem Temperaturbereich von 20 bis looOC bei 30 bis looo Atm., vorzugsweise 40 bis 150 Atm. Es sind besonders inerte Lösungsmittel geeignet, deren kritische Temperatur unter 20oOC liegt. Beispiele sind Alkane, wie Methan, Äthan, Propan und Butan, Alkene, wie äthylen, Propylen und Butylen, Dimethyläther, S02, CO2, niedere Halogenkohlenwasserstoffe, wie CHF3, CC1F3, CFBr3, CF2 = CH2, CF3.CF2.CF3, CF4, CH3-CF3, CHCl2F, CC12F2 N20, Edelgase, insbesondere Argon, NH3, N2.
- Folgende ArbeitSweisen haben sich besonders bewährt: 1. Es hat sich herausgestellt, daß Gase im überkritischen Zustand, z.B. äthan, Äthylen, Propan, bei einer gegebenen Temperatur um Zehnerpotenzen mehr Fette und Fettsäuren aufnehmen als dem Partialdruck der Fette und Fettsäuren bei der gegebenen Temperatur entspricht. Die Beladbarkeit der gasförmigen Lösungsmittel im überkritischen Zustand mit den Fetten und Fettsäuren steigt mit zunehmendem Druck an und nimmt mit steigender Temperatur ab. Bei derExtraktion mit überkritischen Gasen wählt man daher einen Druck der weit oberhalb des kritischen Druckes des Lösungsmittels liegt und eine Temperatur nur wenig über der kritP schen Temperatur.
- Durch Druckentspannung wird das von den Gasen gelöste Fett in einem Entspannungsgefäß abgeschieden. Die Temperatur wird dabei über der kritischen Temperatur des Gases gehalten, um eine Kondensation zu verhindern. Das weitgehend von den aufgenommenen Stoffen befreite Gas wird nachfolgend wieder-auf den überkritischen Arbeitsdruck komprimiert und dabei auf Arbeitstemperatur erwärmt. Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in der Figur 1 schematisch dargestellt. Die gemahlenen stärkereichen Pflanzenteile befinden sich in zwei Kammern 1 und 2, die durch öffnen der Ventile 3 und 4 bzw. 5 und 6 abwechselnd in Betrieb genommen werden können. Während das Gut in der einen Kammer extrahiert wird, kann die andere Kammer entleert und neu beschickt werden. Das im überkritischen Zustand befindliche niedrigsiedende Lösungsmittel strömt zweckmäßig von unten nach oben durch die Kammern 1 bzw. 2 und wird'über die Leitung 7 durch den Wärmeaustauscher 8 geleitet und mit Hilfe des Reduzierventils 9 in die Kolonne lo entspannt. Dabei fallen die extrahierten Fette und anderen Inhaltsstoffe in flüssiger Form aus und können über das Ventil 11 abgezogen werden. Das niedrigsiedende Lösungsmittel entweicht gasförmig und wird durch die Leitung 12 über einen Wärmeaustauscher 13 zum Kompressor 14 geführt, wieder auf den Betriebsdruck der Extraktion in den Kammern 1 bzw. 2 gebracht und über die Leitung 15 und die Wärmeaustauscher 8 und 13 wieder in die Extraktionskammern zurückgeleitet.
- Eine Abscheidung der Fette kann auch durch Temperatursteigerung bei gleichbleibendem Druck erreicht werden, wobei man im Bereich überkritischer Bedingungen bleibt.
- 2. Vorteilhafter ist es die Extraktion mit einem der genannten Gase in flüssigem Zustand unter einem Druck vorzuenehmen, der etwa 30 Atmüber dem kritischen Druck des Gases liegt.
- Die sich bildende Lösung von Pflanzenöl und anderen Inhaltsstoffen im Flüssiggas wird einem Verdampfungsgefäß zUgeleitet und hier auf eine Temperatur gebracht, dte etwa 50°C über der kritischen Temperatur des Lösungsmittel liegt und dadurch destillativ zerlegt. Das entweichende überkritische Lösungsmittel wird in einem Wärmeaustauscher konden8iert und in den Extraktionsbehälter zurückgepumpt. Bei dieser Art der Destillation wird die VerdampfungswArme des Ldsungsmittels eingespart. Diese Art der Extraktion ist schematisch in der Figur 2 dargestellt. Darin haben die B*gugggiffern 1 bis 6 die gleiche Bedeutung wie in der Figur 1. sine der Extraktionskammern wird jeweils von den flüssigen Lösungsmitteln, z.B. Propan, das über die Leitung 17 und die Pumpe 18 im Kreislauf geführt wird, durchströmt. Aus diesem Kreislauf wird durch öffnen des Ventils 19 mit Fetten und Inhaltsstoffen angereichertes Lösungsmittel abgezweigt und im Wärmeaustauscher 20 und dem beh-eizten Abscheidungsbehälter 21 durch Erwärmen überkritisch gemacht. Dadurch werden die Extraktstoffe abgeschieden und können über das Ventil 22 abgezogen werden. Das im überkritischen Zustand befindliche Lösungsmittel gelangt über die Leitung 23 wieder in den Wärmeaustauscher 20, in dem es abgekühlt und verflüssigt wird. Das flüssige Lösungsmittel wird dann aus dem Vorratsbehälter 24 durch entsprechendes öffnen des Ventils 25 von der Pumpe 18 wieder in den Hauptkreislauf zurückgesaugt.
- Die wesentlichen Vorteile dieser unterkritisch-überkritischen Arbeitsweise sind ein wesentlich niedrigerer Arbeitsdruck und geringerer Zeitaufwand, da bei jedem Extraktionsschritt von dem flüssigen Lösungsmittel mehr Pflanzenöl und Pf lanzeninhaltsstoffe, z.B. Lecithine und Karotine, gelöst werden, als von der gleichen Löesuncasmittelm@nge in überkritischem Zustand. Alle untersuchten Lösungsmittel lösen in überkritischem Zustand weniger Fette oder Fettsäuren als in flüssigem Zustand.
- Bei den beiden vorstehend beschriebenen Extraktionsverfahren verkürzt der Zusatz von Schwefeldioxid in Mengen von o,l bis 5 Gew.% zu den nicht reagier-enden Lösungsmitteln die für die Maisquellung erforderliche Zeit.
- Die sich an die Extraktion anschließenden an sich bekannten Verfahrens schritte der Verarbeitung des entfetteten Materials zu Stärke lassen sich schematisch wie folgt darstellen.
Maisquellung - E ) Que 1 uellwasserverdampfung| - IAuswaschstationl - -3 |Grob- und + , Jvorentwässerunq 1 > / Stärke-Kle-ber- Peuchtklebervorentr Trockq Trennung wässeruna 1 nung v v + Stärkewaschung Klebertrocknung Vieh- futte 5 tärkevorentwässerung 1 Stärketrocknung 1 - Das Endprodukt ist demnach reine lagerbeständige Nährstärke.
- Die besonderen Vorteile des- erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin zu sehen, daß nur noch wenige Verfahrensstufen im Vergleich zu bekannten Verfahren nötig sind. So entfallen die Vormahlung, -Keimseparation, Keimwäsche, Keimentwässerung und -trocknung, sowie die Olpressung bzw. -extraktion bei den Nebenprodukten. Der Wasserverbrauch liegt relativ niedrig. Das Endprodukt zeigt einen wesentlich niedrigeren Fettgehalt als das nach bekannten Verfahren gewonnene. Während die handelsüblichen Produkte noch bis zu o,8 % Fett aufweisen, beträgt der Fettgehalt der erfindungsgemäß hergestellten Stärke weniger als o,l %. Das bedeutet eine erheblich verbesserte Lagerfähigkeit. Das gleiche gilt auch für das anfallende Futtermittel, Mit den Fetten und den freien Fettsäuren werden auch noch andere wertvolle Inhaltsstoffe (z.B. Vitamin B, Carotin, Tocopherol usw.) schonend entfernt und im Maisöl angesammelt, aas somit von vorzüglicher Qualität ist. Ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß infolge der vorgeschalteten Entfettung die Maisquellung, die in wäs.srigem Schwefeldioxid stattfindet, wesentlich verkürzt werden kann. Während sie bei bekannten Verfahren noch bis zu 50 Stunden dauert, läßt sie sich erfindungsgemäß in ca.
- 12 Stunden durchführen. Dabei benötigt das Quellmedium einen vergleichsweise niedrigen S02-Gehalt.
- Bemerkenswert ist ferner, dass die Energiekosten der Entfettungsstufe äusserst niedrig liegen, da zur Gewinnung der angestrebten Endprodukte keine Verdampfungsenergie, die im allgemeinen sehr hoch liegt, aufgewendet wird.
- Beispiel 1 1 kg Mais (Wassergehalt 13,8 %) wird vorgereinigt, gemahlen (Korngrösse kleiner als o,2 mm) und in einer der Extraktionskammern 1 bzw. 2 (s. Fig. 2) von flüssigem Propan bei 80°C und ca. 50 at im Kreislauf durchströmt. Über das Ventil 19 wird im Nebenschluss mit Fetten und Inhaltsstoffen beladenes Propan abgezweigt und mit Hilfe des Wärmeaustauschers 20 bzw. des Abscheidungsbehälters 21 durch Erhitzen auf 150°C überkritisch gemacht, wobei die Extraktstoffe abgeschieden werden. Im Wärmeaustauscher 20 wird das vom extrahierten Ö1 befreite Propan auf 80°C abgekühlt und flüssig in den Hauptkreislauf zurückgespeist.
- 1 kg des so vorbereiteten Maisgriesses wird 12 Stunden bei So0C in 3 kg schwefeldioxidhaltigem Wasser (o,2 % S02) gequollen. Das gequollene Produkt wird nach dem Abziehen des Quellwassers mit reinem Wasser ausgewaschen. Die Schalen werden durch Siebt entfernt. Nach der Stärke-Kleber-Trennung (Pelshenke und Lindemann, "Die Stärke", 1954, S.177-182), Waschung, Vorentwässerung und Trocknung wird Nährstärke mit einem Fettgehalt von weniger als 0,1 % erhalten.
- Beispiel 2 Es wird wie unter Beispiel 1, lediglich mit einem Propan-Schwefeldioxyd-Gemisch ( 5% S02 ) als Extraktionsmittel, verfahren. Die Quellzeit kann auf 6 Stunden verkürzt werden.
- Reinheit und Ausbeute an Nährstoffen bleiben unverändert gut.
- Der Rahmen der Erfindung wird nicht verlassen, wenn anstele reiner fettfreier Stärke mit dem erfindungsgemässen Verfahren Produkte hergestellt werden, die die Stärke im Gemisch mit anderen Substanzen enthalten, insbesondere wenn das entfettete Material, das man auch als en;Lfetteten Gries bezeichnen kann, direkt verwertet oder zu Mehl vermahlen wird.
Claims (3)
1. Verfahren zur Gewinnung einer fettfreien lagerbeständigen Stärke,
dadurch gekennzeichnet, daß man aus vorgereinigten,feinvermahlenen stärkereichen
Pflanzenteilen Fette, freie Fettsäuren und andere wertvolle Inhaltsstofee.mit niedrigsiedenden
Lösungsmitteln bei hohen Drucken und niedrigen Temperaturen extrahiert und das entfettete
Material in an sich bekannter Weise zu Stärke verarbeitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erntefrisches
Getreide eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinvermahlenen
Pflanzenteile auf einen Wassergehalt unter der maximalen Wasseraufnahmefähigkeit
gebracht werden.
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722255667 DE2255667C3 (de) | 1972-11-14 | 1972-11-14 | Verfahren zur Herstellung einer fettfreien, lagerbeständigen Stärke |
| CA184,170A CA1012408A (en) | 1972-11-14 | 1973-10-24 | Method for degreasing crushed highly starchy fatty vegetable material |
| DK603773A DK146478C (da) | 1972-11-14 | 1973-11-08 | Fremgangsmaade til udvinding af stivelse af findelte stivelserige fedtholdige plantedele ved affedtning |
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| IT53632/73A IT997905B (it) | 1972-11-14 | 1973-11-12 | Procedimento ed impianto per sgrassare parti di piante smi nuzzate ricche di amido con tenenti grassi |
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| IE2059/73A IE38755B1 (en) | 1972-11-14 | 1973-11-14 | A method for degreasing crushed starchy fatty vegetable material |
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| NLAANVRAGE7315634,A NL179143C (nl) | 1972-11-14 | 1973-11-14 | Werkwijze voor het ontvetten van fijngemaakte, vethoudende plantedelen, die rijk zijn aan zetmeel. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722255667 DE2255667C3 (de) | 1972-11-14 | 1972-11-14 | Verfahren zur Herstellung einer fettfreien, lagerbeständigen Stärke |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| DE19722255667 Expired DE2255667C3 (de) | 1972-11-14 | 1972-11-14 | Verfahren zur Herstellung einer fettfreien, lagerbeständigen Stärke |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992014558A1 (de) * | 1991-02-19 | 1992-09-03 | Union Industrie Comprimierter Gase Gmbh Nfg. Kg | Reinigung von werkstücken mit organischen rückständen |
| EP0564396A1 (de) * | 1992-04-01 | 1993-10-06 | SULZER Medizinaltechnik AG | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung und Keimverminderung von textilen medizinischen Implantaten |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3542932A1 (de) * | 1985-12-04 | 1987-06-11 | Barth Raiser Hopfenextraktion | Verfahren zur schonenden extraktion von oelsaaten |
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| US3485668A (en) * | 1967-04-05 | 1969-12-23 | Nat Starch Chem Corp | Method for the removal of fatty acids from starches |
-
1972
- 1972-11-14 DE DE19722255667 patent/DE2255667C3/de not_active Expired
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| DE2255667C3 (de) | 1982-05-06 |
| DE2255667B2 (de) | 1976-06-10 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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