DE2526647C3 - Continuous cell disruption and extensive sterilization of microorganisms - Google Patents

Description

2020th

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Zellaufschluß und zur weitgehenden Sterilisation Von Algenzellen in pumpfähiger Suspension.The invention relates to a method for continuous Cell disruption and extensive sterilization of algae cells in a pumpable suspension.

Entwicklungsarbeiten zur wirtschaftlichen Nutzung von Mikroorganismen, wie z. B. Algen, für Ernährungstwecke sind seit langem bekann» (siehe Ber. Dtsch. Bot. Ges. Bd. 83. Heft 11 [1970], Seite 607 bis 625 mit Zitat Burlew [1953]). Es sind auch viele Verfahren beschrieben worden, zu ökonomisch und ernährungsphysiolofisch attraktiven Produkten zu gelangen. Von allen Verfahren zur Verarbeitung von Grünalgen wird das Walzentrocknen als der optimalste Zellaufschluß bezeichnet (siehe Nutr. Dieta 8, 1966, Seite 144, 2. Absatz), wobei diesem Prozeß zusätzlich ein Sterilisalionsprozeß angeschlossen werden müßte, sollte ein Weitgehend keimfreies Produkt erzielt werden.Development work on the economic use of microorganisms, such as B. algae, for nutritional purposes have long been known »(see Ber. Dtsch. Bot. Ges. Vol. 83. Heft 11 [1970], pages 607 to 625 with quotation Burlew [1953]). Many methods have also been described as being too economical and nutritionally correct attractive products. Of all methods of processing green algae, this will be the case Roller drying referred to as the most optimal cell disruption (see Nutr. Dieta 8, 1966, page 144, 2nd paragraph), with this process additionally a sterilization process would have to be connected, a largely aseptic product should be achieved.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Ultrahocherhitzung von Milch der Fachwelt seit langem bekannt (siehe Sonderdruck »Deutsche Milchwirtschaft« Nr. 23, 23. Jg. Γ.6.72, Seite 1. linke Spalte, Pkt. 1 und Literaturzitat Nr. 36). es wurde jedoch nicht zur Behandlung von Algenzellen angewandt.Furthermore, a method for ultra-high temperature heating of milk has been known to those skilled in the art for a long time (see Special print »Deutsche Milchwirtschaft« No. 23, 23rd year Γ.6.72, page 1. left column, point 1 and citation from the literature No. 36). however, it has not been used to treat algal cells.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zu bieten, mit dem der Aufschluß Von Algenzellen gelingt, eine weitgehende Sterilisation der Algensuspension erfolgt und eine Abtrennung von Algeninhaltsstoffen möglich ist, wobei das Verfahren kontinuierlich und ohne Zusatz von Chemikalien durchzuführen sein soll und große Mengen verarbeitet Werden können.The object of the invention is to provide a method with which the digestion Successful algae cells, an extensive sterilization of the algae suspension takes place and a separation of Algae ingredients are possible, the process being continuous and without the addition of chemicals should be carried out and large quantities can be processed.

Die Lösung dieser Aufgabe ist bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelennzeichnet. daß die Suspension mit heißem Dampf In Berührung gebracht wird, daß die Suspension schockirtig erhitzt und während einer Zeitdauer von 1 bis 10 Sekunden in einem Temperaturbereich von 110 bis 16O°C gehalten wird, und daß die heiße Suspension da-•ach expandiert wird, wobei die Algenzellen höchstens tier Minuten in einem Temperaturbereich, der größer ils 4O⁰C ist, verbleiben.The solution to this problem is characterized according to the invention in the method mentioned at the beginning. that the suspension is brought into contact with hot steam, that the suspension is shockingly heated and held for a period of 1 to 10 seconds in a temperature range of 110 to 160 ° C., and that the hot suspension is then expanded, with the algal cells most animal minutes in a temperature range which is larger ils 4O ⁰ C, remain.

Zum technischen Fortschritt wird ausgeführt;To technical progress is carried out;

Die besonderen Vorteile dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin zu sehen, daß bezogen auf Produkte, die miüels der energetisch Und technisch aufwendigeren Walzentrocknung von Mikröorganismenbiomasse erhalten werden, die bei der Erfindung verwendete Upelisatiori hinsichtlich der ernährungsphysiologischen Qualität, dem Aussehen und dem Geruch mindestens gleichwertige Produkte liefert. Bei der Uperisation (Ultrahocherhitzung oder Ultrnpasteurisation) gehen Inhaltsstoffe der Mikroorganismen in Lösung, von denen ein Teil durch Zentrifugieren z. B. von den Zellresten getrennt werden können. Der Überstand kann dafür eingesetzt werden, um einen proteinreichen Algenextrakt zu gewinnen. Es kann aber auch ein Algenextrakt gewonnen werden, der bei Bakterien und Hefen als Wuchsstoffquelle praktische Verwendung findet (US-PS 31 23 538). Vorteilhaft ist es dabei, daß es mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren zum ersten Mal gelingt, größere Mengen von Algenextrakten kontinuierlich und wirtschaftlich herzustellen. The particular advantages of this method according to the invention can be seen in the fact that based on Products that are energetically and technically more complex roller drying of microorganism biomass obtained, the Upelisatiori used in the invention with regard to the nutritional physiological Delivers products that are at least equivalent in terms of quality, appearance and smell. at The components of the microorganisms go into the over-heating (ultra-high-temperature heating or ultra-pasteurization) Solution, some of which by centrifugation e.g. B. can be separated from the cell debris. Of the Supernatant can be used to obtain a protein-rich algae extract. But it can an algae extract can also be obtained, which is a practical source of growth for bacteria and yeasts Is used (US-PS 31 23 538). It is advantageous that by means of the method according to the invention For the first time, it is possible to continuously and economically produce larger quantities of algae extracts.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren ist darin zu sehen, daß die Algen nur kurz erhitzt werden und während des Prozesses nur höchtens vier Minuten in einem Temperaturbereich, der größer als 40⁰C beträgt, verbleiben. Vorteilhaft ist auch, daß das uperisierte Produkt sich von dem Ausgangsprodukt nur insoweit unterscheidet, als die Mikroorganismen aufgeschlossen sind und beliebig weiterverarbeitet werden können. So können die Algen nach ihrer Behandlung im Sprühturm getrocknet oder gefriergetrocknet v/erden. Das sind Verfahren, die bis jetzt daran scheiterten, daß die Mikroorganismen unverdaulich blieben oder im Falle der Gefriertrocknung sogar einen bitteren unangenehmen Geschmack annahmen.Another advantage of the process of the invention is to be seen in that the algae are only briefly heated during the process and only höchtens four minutes a temperature range of greater than 40 ⁰ C, remain. It is also advantageous that the upgraded product differs from the starting product only to the extent that the microorganisms are broken down and can be further processed as required. Thus, after their treatment in the spray tower, the algae can be dried or freeze-dried. These are processes that have failed until now because the microorganisms remained indigestible or, in the case of freeze-drying, even took on a bitter, unpleasant taste.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispielses mittels einer schematischen Figur erläutert.The invention is explained below using an exemplary embodiment by means of a schematic Figure explained.

Eine mit der Pumpe 1 pumpfähige Algensuspension wird direkt im Durchlaufverfahren mit heißem Dampf in Berührung gebracht. Dies erfolgt im Uperisator 4, der mit der Pumpe 1 über eine Leitung 2 verbunden ist. Der Dampf 5 wird über das Mengenregelventil 6 mit Temperaturregler 7 in den Uperisator 4 eingeführt. Die Suspension bzw. die Algenzellen erhitzen sich schockartig in Sekunden auf die Darr>pftem,jTatur. In einem an den Uperisator 4 angeschlossenen Temperaturhalterohr 8 verweilt das zu uperisiere.ide Produkt wenige Sekunden (1 — 10 Sek.) in dem hohen Temperaturbereich von etwa 110 bis 160" C. Die Pumpgeschwindigkeit der Pumpe 1 und der Dampfdruck können dazu dienen, die Verweilzeit und die Temperatur der Suspension im Uperisator 4 bzw. im Temperaturhalterohr 8 zu bestimmen. Über das Ventil 9 verläßt das uperisierte Produkt das Temperaturhalterohr 8 und gelangt in die Vakuumstufe 10. Dort wird der Dampf 5 bzw. das heiße Wasser im uperisierten Produkt von den Algen getrennt und durch die Expansion (Vakuumstufe 10) kühlt die Suspension wieder schlagartig ab. Die Produktpumpe 11 sorgt für die Abführung der bearbeiteten Suspension, während über das Ventil 12 bzw. die Ableitung 13 das Kondensat und/oder der Dampf abgeführt werden.An algae suspension that can be pumped with the pump 1 is poured directly into the continuous flow process with hot steam Brought in touch. This takes place in the uperizer 4, which is connected to the pump 1 via a line 2. Of the Steam 5 is introduced into the uperizer 4 via the volume control valve 6 with temperature controller 7. the The suspension or the algae cells suddenly heat up in seconds on the Darr> pftem, jTatur. In one on the temperature holding tube 8 connected to the uperizer 4, the product to be superizierized remains for a few Seconds (1 - 10 seconds) in the high temperature range of about 110 to 160 "C. The pump speed the pump 1 and the vapor pressure can be used to determine the residence time and the temperature of the suspension in the Uperizer 4 or in the temperature holding tube 8 to be determined. Via the valve 9 leaves the superized Product the temperature holding tube 8 and reaches the vacuum stage 10. There the steam 5 or the hot The water in the supercharged product is separated from the algae and through the expansion (vacuum level 10) cools the Suspension abruptly drops again. The product pump 11 ensures the discharge of the processed suspension, while the condensate and / or the steam are discharged via the valve 12 or the discharge line 13.

Mittels dieses Verfahrens kann in einem einzigen Arbeitsgang ein Aufschluß von Algenzellen, eine weitgehende Sterilisation und eine Trennung von Inhaltsstoffen aus den Algen erfolgen. Die mechanische Trennung erfolgt durch die weitere Verwendung des Naßprodukfes nach der Produktpumpe 11. Die behandelte Algensuspension ist mit seinem Ausgangsprodukt fast identisch. Bei der Uperisation in Lösung gegangene Inhältsstoffe können zum großen Teil durch Zentrifugieren in der Zentrifuge 14, welche mit der Produktpumpe 11 über das Ventil 15 und die Zuleitung 16 verbunden ist, von den Algenzellwänden getrennt wer~defl> DadurchUsing this method, algae cells can be broken down in a single operation extensive sterilization and a separation of ingredients from the algae take place. The mechanical Separation takes place through the further use of the wet product after the product pump 11. The treated Algae suspension is almost identical to its starting product. Dissolved during the overization Ingredients can for the most part be removed by centrifugation in the centrifuge 14, which is connected to the product pump 11 via the valve 15 and the supply line 16 is separated from the algal cell walls Through this

wird eine Fraktion gewonnen, die verfütlerbar ist und zum anderen ein Proteinfconzentrat bildet, welches schonend weiterverarbeitet werden kann.a fraction is won that can be fed and on the other hand, it forms a protein concentrate that can be gently processed.

Nach der Produktpumpe 11 kann oder muß ein Durchlaufkühler geschaltet werden, um das ProduktAfter the product pump 11, a can or must Continuous coolers are switched to the product

weiter zu kohlen oder u.ti die angegebene Zeit von vißr Minuten, in der das Produkt heißer als 40° C ist, nicht zu überschreiten. Sollen beispielsweise aus dem Proteinkonzentrat Enzyme isoliert werden, muß scharf gekühlt werden.continue to coal or u.ti the specified time of vißr Minutes in which the product is hotter than 40 ° C must not be exceeded. For example, should the Protein concentrate enzymes are isolated must be sharply refrigerated.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zum kontinuierlichen Zellaufschluß und zur weitgehenden Sterilisation von Algenzellen in pumpfähiger Suspension, dadurchgekennzeichnet, daß die Suspension mit heißem Dampf in Berührung gebracht wird, daß die Suspension schockartig erhitzt und während einer Zeitdauer von 1 bis 10 Sekunden in einem Temperaturbereich ι ο von 110 bis 160⁰C gehalten wird, und daß die heiße Suspension danach expandiert wird, wobei die Algenzellen höchstens vier Minuten in einem Temperaturbereich, der größer als 4O⁰C ist, verbleiben.Process for continuous cell disruption and extensive sterilization of algae cells in pumpable suspension, characterized in that the suspension is brought into contact with hot steam, that the suspension is suddenly heated and in a temperature range from 110 to 160 for a period of 1 to 10 seconds ⁰ C is maintained, and that the hot suspension is then expanded, the algae cells remaining in a temperature range that is greater than 40 ⁰ C for a maximum of four minutes.