DE69926246T2

DE69926246T2 - Verfahren zur herstellung von fettsäureestern, proteinmehl, fasern und glycerol durch die direkte umesterung von fettquellen

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Publication number: DE69926246T2
Application number: DE69926246T
Authority: DE
Inventors: Chiên Lê HOANG
Original assignee: COOPERATIVE AGRICOLE E MC2 BRA; E MC2 SCA; Limaclub S A S; Limaclub Sas; UCS DEV GALLUIS; UCS DEVELOPPEMENT; VEGAM; VEGAM COESMES; Nickerson International Research GEIE
Current assignee: COOPERATIVE AGRICOLE E MC2 BRA; E MC2 SCA; Limaclub S A S; Limaclub Sas; UCS DEV GALLUIS; UCS DEVELOPPEMENT; VEGAM; VEGAM COESMES; Nickerson International Research GEIE
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2019-10-07
Also published as: EP1119600A1; EP1119600B1; ATE299926T1; FR2784116B1; DE69926246D1; FR2784116A1; ES2246589T3; WO2000020540A1; AU5990199A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Ölchemie und der Lebensmittelindustrie. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Fraktionierungsverfahren aus Fettquellen, insbesondere aus Kernen bzw. Körnern von Ölpflanzen zum Erhalt von Fettsäureestern, Proteinmehl, Fasern und Glycerin.
Die Kerne bzw. Körner von Ölpflanzen enthalten Öl (Lipide), Proteine und Kohlehydrate (Cellulosen, Zucker). Diese Kerne sind derzeit in erster Linie zur Herstellung von Speiseöl und Ölkuchen (Viehfutter) bestimmt. Rohöle und Ölkuchen werden durch Mahlung (Pressen und Extraktion der Kerne mit Hexan) hergestellt, was mit sich bringt, dass die Proteine in den Ölkuchen stark mit Fasern gemischt sind. Die Rohöle werden anschließend raffiniert (Entschleimung, Neutralisation, Entwachsung, Entfärbung, Geruchsbeseitigung), um Speiseöle zu erhalten. Man findet also auf dem Markt kaum Proteinmehl aus Ölpflanzen in Speisequalität.
Was die Fettsäureester von Ölpflanzen betrifft, werden diese industriell entweder durch Umestern der halbraffinierten Öle durch Methanol (Herstellung von Methylestern) oder durch Verestern von Fettsäuren durch einen Alkohol, wie Ethanol, Propanol-1, Propanol-2, Butanol oder Isobutanol hergestellt.
Diese Verfahren erfordern zahlreiche physikalisch-chemische Umwandlungsschritte, was erhebliche Materialverluste und damit insbesondere höhere Herstellungskosten mit sich bringt. Außerdem haben sie, da die Proteine in den Ölkuchen stark mit Fasern gemischt sind, daher nur eine mögliche Verwertungsmöglichkeit, nämlich als Viehfutter.
Die internationale Patentanmeldung WO 97/38069 beschreibt ein Herstellungsverfahren für Fettsäureester aus ölhaltigen Sonnenblumenkernen, wobei die Kerne direkt einer chemischen Umwandlung, zumindest teilweise als Umesterung, in Gegenwart eines Umesterungsreagenzes, das aus einem Alkohol und einem Umesterungskatalysator besteht, unterworfen werden, wobei die chemische Umesterungsumsetzung kontinuierlich in einer Doppelschnecken-Vorrichtung erfolgt, so dass die Kerne gleichzeitig einer mechanischen Scherbehandlung unterworfen werden, wobei der Alkohol und der Katalysator nahe der Zufuhrstelle der Kerne unter Einstellung der Alkoholmenge in Bezug auf die Kerne derart in die Doppelschnecken-Vorrichtung eingespritzt werden, dass das Alkoholverhältnis etwa zwischen 0,3P und 3P liegt, wobei P das Alkoholverhältnis entsprechend der Stöchiometrie der Umesterungsreaktion ist: Glycerid + Alkohol → Ester + Glycerin. Die in diesem Verfahren verwendete Doppelschnecken-Vorrichtung umfasst, stromabwärts, eine Zone, die mit Scherungsmischern, aber nicht mit Axialkompressionsmischern, ausgestattet ist, eine Zone zur Entnahme der flüssigen Phase über ein Filter und eine Endzone, die mit Mitteln zur Axialkompression der Feststoffe vor ihrem Austritt ausgestattet ist.
Trotzdem hat dieses Verfahren die folgenden Nachteile:

– die mechanische Behandlung mittels Doppelschnecke erlaubt keine Verwertung des Festanteils des Extrudats (Proteinmehl; Fasern);
– die erhöhten Temperatur- und Druckbedingungen, die anschließend verwendet werden, um das Extrudat zu fraktionieren, denaturieren die Proteine beträchtlich;
– es ist nicht möglich, den Katalysator zurückzugewinnen, da dieser mit dem festen Rückstand gemischt ist;
– die Pressausbeute an Fettsäureestern ist gering, da sie 43 Gew.-% nicht übersteigt.

Dieses Verfahren ist also mit der kompletten Fraktionierung von ölhaltigen Kernen bzw. Körnern nicht vereinbar.
Die vorliegende Erfindung schlägt vor, diese Nachteile mittels eines Verfahrens zu überwinden, das die direkte Fraktionierung von Fettquellen, insbesondere ölhaltigen Kernen bzw. Körnern, erlaubt.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Herstellungskosten von Fettsäureestern zu senken und dabei die Proteine dieser Fettquellen, wie der ölhaltigen Kerne bzw. Körner, zu verwerten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, insbesondere Fettsäureester und Proteinmehl aus diesen Fettquellen, wie den ölhaltigen Kernen, mit einer ausgezeichneten Ausbeute zu erhalten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Eigenschaften der Proteine dieser Fettquellen, wie der ölhaltigen Kerne, zu bewahren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Rückgewinnung des verwendeten Katalysators erlaubt.
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren der Erfindung gelöst, das es erlaubt, Fettsäureester, Glycerin und gegebenenfalls Proteinmehl und/oder Proteinfasern aus Fettquellen, insbesondere ganzen ölhaltigen Kernen, zu erhalten. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

a) Umestern einer Fettquelle, insbesondere von ölhaltigen Kernen bzw. Körnern, in alkoholischem Medium in Gegenwart eines basischen Katalysators;
b) Trennen der beiden aus der Umesterung resultierenden Phasen;
c) gegebenenfalls Gewinnen des Proteinmehls aus der oberen Phase;
d) Neutralisation der verbleibenden oberen Phase mit einer Säure, um den Katalysator auszufällen; und
e) Destillation der neutralisierten Phase und Dekantieren des Destillats, um die Fettsäureester von dem Glycerin zu trennen.

Im Sinne der Erfindung versteht man unter "Fettquellen" insbesondere (ganze) ölhaltige Kerne bzw. Körner, Fettkuchen von Ölpflanzen, oder jede andere pflanzliche oder tierische Fettquelle.
Unter "ölhaltigen Kernen bzw. Körnern" (oder Kernen bzw. Körnern von Ölpflanzen) versteht man alle Pflanzenteile, wie zum Beispiel Kern bzw. Korn, Blüte oder Frucht, Kern von Kernobst oder Stein von Steinobst, die reich an Lipiden und gegebenenfalls Glyceriden und/oder Proteinen sind.
Im Rahmen der Erfindung können insbesondere Raps, Erdnuss, Rizinuspflanze, Sesam, Olivenbaum, Sonnenblume, Saflor, Soja, Lupine, Dotterblume, Baumwolle, Reiskleie, Palme, Kokos (Kopra), Weintraubenkerne oder Borretsch verwendet werden, wobei Raps (insbesondere Erucaraps), Sonnenblume und Dotterblume besonders vorteilhaft sind.
Unter "ganzen Kernen bzw. Körnern" versteht man vermahlene, gegebenenfalls getrocknete, Kerne bzw. Körner, die alle Substanzen enthalten, die in den Kernen bzw. Körnern natürlich vorliegen.
Unter "Proteinmehl" versteht man Mehl, das mindestens 50% Proteine und vorteilhafterweise höchstens 20% Cellulosefasern enthält.
Unter "Proteinfasern" versteht man Fasern, die mindestens 5% Cellulosefasern und weniger als 50% Proteine enthalten. Zum Beispiel umfassen die Proteinfasern von Raps etwa 40% Cellulosefasern und 20 bis 35% Proteine.
Im Verfahren gemäß der Erfindung wird (werden) die Fettquelle, insbesondere die Kerne bzw. Körner von Ölpflanzen, vorzugsweise bis zu einem Restfeuchtigkeitsgehalt von 0 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-%, noch stärker bevorzugt 2 bis 5 Gew.-%, getrocknet und vor der eigentlichen Umesterung vermahlen. Die Trocknungstemperatur schwankt im Allgemeinen von 40 bis 105°C und liegt vorzugsweise zwischen 50 und 70°C.
Gegebenenfalls können, je nach Art der Kerne bzw. Körner, diese vor der Trocknungvorvermahlen werden.
Die Umesterung erfolgt in alkoholischem Medium in Gegenwart eines basischen Katalysators. Die Reaktion läuft bei einer Temperatur von 10 bis 140°C, vorzugsweise von 20 bis 60°C, während etwa 10 Minuten bis 6 Stunden, vorzugsweise 30 Minuten bis 2 Stunden, unter dauerndem Rühren ab.
Das alkoholische Medium umfasst einen oder mehrere C₁-C₁₈-Alkohole, vorzugsweise C₁-C₆-Alkohole, oder ein Gemisch eines C₁-C₁₈-Alkohols, vorzugsweise eines C₁-C₆-Alkohols, und eines anderen organischen Lösungsmittels, wie zum Beispiel eines Ketons, wie Aceton, oder eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs, wie Hexan oder Heptan. Vorteilhafterweise umfasst das alkoholische Medium Ethanol oder ein Gemisch von Ethanol und eines anderen organischen Lösungsmittels, wie vorstehend erwähnt.
Der in dem Verfahren der Erfindung verwendete basische Katalysator ist vorzugsweise wasserfrei und kann zum Beispiel ausgewählt sein aus Soda, Pottasche, Carbonat oder Hydrogencarbonat von Natrium oder Kalium, Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat, Natriummethylat oder Kaliummethylat, Natriumethylat oder Kaliumethylat oder auch einem Aminkatalysator, wie zum Beispiel Diethanolamin, 1,6-Diaminohexan, 1,1,3,3-Tetramethylguanidin, Triethylamin, Triethanolamin oder 2-Aminoethanol. Vorteilhafterweise wird Soda, Pottasche oder Natriumethylat oder Kaliumethylat verwendet.
Um die Ausbeute der Umesterungsreaktion zu optimieren, ist es wünschenswert, mit einem Gewichtsverhältnis basischer Katalysator/Alkohol (alkoholisches Medium)/Kerne bzw. Körner im Bereich von 0,005 bis 0,1/0,5 bis 1,5/1 zu arbeiten.
Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, umfasst das Reaktionsgemisch zwei Phasen, die beim Dekantieren getrennt werden.
Die untere Phase wird filtriert und das feste filtrierte Produkt (das gegebenenfalls die Proteinfasern enthält) wird mit Alkohol (oder mit dem alkoholischen Medium) gewaschen, dann getrocknet, vorzugsweise durch Destillation, um gegebenenfalls die trockenen Fasern und vorteilhafterweise den Alkohol zurückzugewinnen.
Der Proteingehalt der gewonnenen Fasern kann durch die Norm NFV18–120 (Dumas-Verfahren) gemessen werden.
Die obere Phase besteht aus einer alkoholischen Suspension, die gegebenenfalls das Proteinmehl, die Fettsäureester, das Glycerin und den Katalysator umfasst. Diese Phase wird filtriert oder zentrifugiert. Das filtrierte Produkt oder der Zentrifugenrückstand wird anschließend mit Alkohol (oder dem alkoholischen Medium) gespült, dann getrocknet, vorzugsweise durch Destillation, um gegebenenfalls das trockene Proteinmehl zu erhalten.
Das aus diesen Vorgängen resultierende Filtrat (das heißt, das Filtrat oder die anfänglich oben schwimmende Substanz und das Filtrat der Spülung) umfasst also die Fettsäureester, das Glycerin und den Katalysator.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Filtrat, das aus der Gewinnung der Fasern resultiert, gegebenenfalls mit dem Filtrat, das aus der Gewinnung des Proteinmehls resultiert, vereint.
Der Katalysator wird in dem Filtrat (den vereinten Filtraten) mit einer Säure neutralisiert, um den basischen Katalysator in Form von Salz auszufällen. Als Beispiel für eine für diesen Zweck geeignete Säure können insbesondere Salzsäure, Phosphorsäure, Zitronensäure oder Essigsäure genannt werden.
Nach der Filtration, um das Salz aus dem ausgefällten Katalysator zu entfernen, wird die neutralisierte alkoholische Lösung unter Vakuum bei einer Temperatur im Allgemeinen zwischen 40 und 140°C destilliert, um einerseits den Alkohol, andererseits die rohen Fettsäureester und das rohe Glycerin zu erhalten, die anschließend durch Dekantieren getrennt werden.
Die Fettsäureester werden anschließend durch Waschen mit Wasser und dann Trocknen, vorzugsweise durch Destillation, gereinigt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung, das auch als MULTIVAL-1-Verfahren bezeichnet wird, ermöglicht es, die Herstellungskosten von Fettsäureestern zu senken und die Proteine von verschiedenen Fettquellen, insbesondere von Ölpflanzen, zu verwerten. Es bietet auch die folgenden Vorteile:

– es ermöglicht eine Verwertung des gesamten ölhaltigen Kerns bzw. Korns;
– es kann bei einer geringen Temperatur (< 60°C) und nur mit Alkohol als Umesterungslösungsmittel durchgeführt werden;
– der basische Katalysator wird zurückgewonnen (in Form von Salz);
– die Ausbeuten an Fettsäureestern, Proteinmehl und Proteinfasern sind ausgezeichnet; insbesondere die Ausbeute an Fettsäureestern liegt über 90%;
– es kann kontinuierlich, halbkontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden;
– es kann mit Standardanlagen der chemischen Industrie durchgeführt werden.

Die Erfindung betrifft so auch nach einem anderen Aspekt die Fettsäureester, insbesondere Erucasäure, das Proteinmehl, die Proteinfasern und das Glycerin, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhalten werden können.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden durch Lektüre der folgenden Beispiele, die nur zur Erläuterung angegeben sind, besser verstanden werden.
Beispiel 1 (CF 170498)
Es werden gereinigte Erucarapskerne in einem belüfteten Ofen bei 60°C während 20 Stunden getrocknet, um einen Endfeuchtigkeitsgehalt von 2,2 Gew.-% zu erhalten.
Es werden 400 g trockene Rapskerne mit einem Mischer der Marke "Robot coupe" mit einer Kapazität von 5 Litern während 4 Minuten vermahlen.
Es wird das gesamte Gemisch der vermahlenen Kerne in einen einen Liter fassenden doppelwandigen Reaktor gegeben, der mit einem Rührwerk und einem Rücklaufkühler ausgestattet ist. Es werden 600 g 99%iges Ethanol und 2,82 g 97%iges NaOH in den Reaktor gegeben. Die Temperatur in dem Reaktor wird unter anhaltendem Rühren in einem Wasserbad bis auf 40°C erhöht. Die Umesterung dauert unter diesen Bedingungen 2 Stunden.
Es werden 200 g 99%iges Ethanol in den-Reaktor gegeben, und es wird während 5 Minuten gerührt, dann lässt man die Fasern während 5 Minuten dekantieren. Die obere Phase, die das Proteinmehl, das in dem Ethanol suspendiert ist, enthält, wird auf einer Filterpresse der Marke Bioblock^® (Zeichen: G10867) filtriert. Die vorstehenden Vorgänge werden zweimal wiederholt. Das Mehl wird auf dem Filter mit zweimal 200 g Ethanol gespült. Das Proteinmehl wird anschließend bei 60°C durch Destillation unter Vakuum (40 mmHg) getrocknet, um das Ethanol zu entfernen.
Es werden anschließend die Fasern (untere Phase) auf der gleichen Filterpresse filtriert, und die Fasern werden mit zweimal 200 g Ethanol gespült. Die Fasern werden bei 60°C durch Destillation unter Vakuum (40 mmHg) getrocknet, um das Ethanol zu entfernen.
Die alkoholischen Lösungen, die sich aus den Filtrationen des Mehls und der Fasern ergeben, werden gemischt und durch 3 g 75%iges H₃PO₄ neutralisiert. Die alkalischen Phosphatsalzflocken werden während mindestens einer Stunde dekantiert. Anschließend werden die Flocken durch Filtration (auf einer Filterpresse) entfernt.
Die neutralisierte alkoholische Lösung wird bei 60°C unter Vakuum (40 mmHg) destilliert, um das Ethanol zu entfernen und die Rohester (die in erster Linie aus Ethylestern mit Spuren von Mono-, Di- und Triglyceriden bestehen) und das Rohglycerin zu erhalten. Das Rohglycerin und die Rohester werden durch Dekantieren getrennt (mindestens zehnminütiges Dekantieren).
Die Rohester werden mit Wasser bei 95°C gewaschen (0,5 Volumen Wasser für 1 Volumen Ester für jede Waschung, 3 Waschungen), um die Phosphor- und alkalischen Phosphatsalzspuren zu entfernen. Anschließend werden die gewaschenen Ester bei 95°C unter Vakuum destilliert (40 mmHg), um die gereinigten Ester zu erhalten. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 2 (VL 240398)
Es wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 verfahren, mit Ausnahme der Tatsache, dass die 2,82 g 97%iges NaOH durch 4,5 kg wasserfreies 85%iges KOH als Umesterungskatalysator ersetzt werden. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 3 (CF 100498)
Es wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 verfahren, mit Ausnahme der Tatsache, dass die 2,82 g 97%iges NaOH durch 4,84 kg 96%iges C₂H₅ONa als Umesterungskatalysator ersetzt werden. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 4 (CF 060498)
Es wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 verfahren, mit Ausnahme der Tatsache, dass die 2,82 g 97%iges NaOH durch 6,04 g 95%iges C₂H₅OK als Umesterungskatalysator ersetzt werden. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 5 (CF 220498)
Es wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 verfahren, mit Ausnahme der Tatsache, dass 400 g vermahlene Kerne in 400 g 99%igem Ethanol verwendet werden und 200 g Ethanol zur Umesterung zugegeben werden. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Die Ausbeute im Rahmen dieses Beispiels wird vorteilhaft erhöht.
Beispiel 6 (CF 280498)
Es wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 verfahren, mit Ausnahme der Tatsache, dass 4,54 g 95%iges C₂H₅OK als Katalysator und 2,25 g H₃PO₄ zur Neutralisierung verwendet werden. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 7 (CF 060598)
Es wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 verfahren, mit Ausnahme der Tatsache, dass die Umesterung bei 30°C an Stelle von 40°C erfolgt. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 8 (CF 250598)
Es wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 verfahren, mit Ausnahme der Tatsache, dass das 99%ige Ethanol durch ein Gemisch aus 99%igem Ethanol/95%igem n-Hexan mit einem Volumenverhältnis von n-Hexan/Ethanol von 0,2/1 in allen Vorgängen ersetzt wird. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 9 (CF 270598)
Es wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 verfahren, mit Ausnahme der Tatsache, dass das 99%ige Ethanol durch ein Gemisch aus 99%igem Ethanol/98%igem n-Heptan mit einem Volumenverhältnis von n-Heptan/Ethanol von 0,2/1 in allen Vorgängen ersetzt wird. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Es scheint, dass die Verwendung eines Co-Lösungsmittels die Ausbeute vorteilhaft erhöht.
Beispiel 10 (CF 020698)
Es wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 verfahren, mit Ausnahme der Tatsache, dass das 99%ige Ethanol durch ein Gemisch aus 99%igem Ethanol/95%igem Aceton mit einem Volumenverhältnis von Aceton/Ethanol von 0,2/1 in allen Vorgängen ersetzt wird. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 11 (LC 030196A)
Es werden die gleichen Vorgänge wie in dem allgemeinen Protokoll aus Beispiel 1 durchgeführt, aber die Erucarapssamenkörner werden durch 100 g klassische Sonnenblumenkerne ersetzt (Restfeuchtigkeitsgehalt: 9,2 Gew.-%), und es werden 4 g 99%iges K₂CO₃ als Katalysator und 2,65 g H₃PO₄ zur Neutralisierung verwendet. Die Umesterung wurde bei 78°C durchgeführt. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Zusammensetzung von Fettsäureestern, die aus der klassischen Sonnenblume erhalten wurden (Messmethode: NF ISO 5508)
Beispiel 12 (LC 091096)
Es werden die gleichen Vorgänge durchgeführt, wie in Beispiel 11, aber es werden 385 g ölhaltige Sonnenblumenkerne, 15 g 85%iges wasserfreies KOH als Katalysator und 10 g H₃PO₄ zur Neutralisierung verwendet. Die (nicht getrocknete) Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Zusammensetzung von Fettsäureestern, die aus ölhaltiger Sonnenblume erhalten wurden (Messmethode: NF ISO 5508)
Beispiel 13 (LC 011096)
Es werden die gleichen Vorgänge wie in dem allgemeinen Protokoll aus Beispiel 1 durchgeführt, aber die Erucarapssamenkörner werden durch 303 g Reiskleie ersetzt (Restfeuchtigkeitsgehalt: 6 Gew.-%) und es werden 12,3 g 85%iges wasserfreies KOH als Katalysator und 14,5 g H₃PO₄ zur Neutralisierung verwendet. Die Umesterung wurde bei 78°C durchgeführt. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Zusammensetzung von Fettsäureestern, die aus Reiskleie (Rice Bran) erhalten wurden (Messmethode: NF ISO 5508)
Beispiel 14 (LC 111096A)
Es werden die gleichen Vorgänge durchgeführt, wie in Beispiel 11, aber mit 376 g ölhaltigen Sonnenblumenkernen, 15 g 97%igem NaOH als Katalysator und 16 g H₃PO₄ zur Neutralisierung. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 15 (LC 231096)
Es werden die gleichen Vorgänge wie in dem allgemeinen Protokoll aus Beispiel 1 durchgeführt, aber mit 380 g vermahlenen Rapssamenkörnern ohne Eruca (Restfeuchtigkeitsgehalt: 9,3 Gew.-%), 26 g 99%igem K₂CO₃ als Katalysator und 16,37 g H₃PO₄ zur Neutralisierung. Die Umesterung wurde bei 78°C durchgeführt. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Zusammensetzung von Fettsäureestern, die aus Raps ohne Eruca erhalten wurden (Messmethode: NF ISO 5508)
Beispiel 16 (LC 071196)
Es werden die gleichen Vorgänge wie in dem allgemeinen Protokoll aus Beispiel 1 durchgeführt, aber mit 400 g vermahlenen Rapssamenkörnern ohne Eruca (Restfeuchtigkeitsgehalt: 9,3 Gew.-%), 10 g 85%igem KOH als Katalysator und 6,6 g H₃PO₄ zur Neutralisierung. Die Umesterung wurde bei 78°C durchgeführt. Die (nicht getrocknete) Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 17 (LC 261196)
Es werden die gleichen Vorgänge durchgeführt, wie in Beispiel 16, aber es werden 10,6 g 99%iges CH₃ONa als Katalysator und 8,5 g H₃PO₄ zur Neutralisierung verwendet. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Beispiel 18 (LCH 300197)
Es werden die gleichen Vorgänge wie in dem allgemeinen Protokoll aus Beispiel 1 durchgeführt, aber mit 400 g Dotterblumensamenkörnern (Restfeuchtigkeitsgehalt: 8 Gew.-%), 15 g 85%igem wasserfreiem KOH als Katalysator und 8,8 g H₃PO₄ zur Neutralisierung. Die Umesterung wurde bei 78°C durchgeführt. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Zusammensetzung von Fettsäureestern, die aus der Dotterblume erhalten wurden (Messmethode: NF ISO 5508)
Beispiel 19 (LCH 140197)
Es werden die gleichen Vorgänge wie in dem allgemeinen Protokoll aus Beispiel 1 durchgeführt, aber mit 400 g Samenkörnern der süßen Lupine ("lupin doux") (Restfeuchtigkeitsgehalt: 8,5 Gew.-%), 15 g 85%igem wasserfreiem KOH als Katalysator und 8,75 g H₃PO₄ zur Neutralisierung. Die Umesterung wurde bei 78°C durchgeführt. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Zusammensetzung von Fettsäureestern, die aus süßer Lupine (weiß) erhalten wurden (Messmethode: NF ISO 5508)
Beispiel 20 (LCH 190897)
Es werden die gleichen Vorgänge wie in dem allgemeinen Protokoll aus Beispiel 1 durchgeführt, aber mit 400 g Baumwollsamenkörnern (Restfeuchtigkeitsgehalt = 8 Gew.-%), 15 g 85%igem wasserfreiem KOH als Katalysator und 10 g H₃PO₄ zur Neutralisierung. Die Umesterung wurde bei 78°C durchgeführt. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Zusammensetzung von Fettsäureestern, die aus Baumwolle erhalten wurden (Messmethode: NF ISO 5508)
Beispiel 21 (LCH 300798)
Es wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 verfahren, mit Ausnahme der Tatsache, dass 20 kg Erucarapssamenkörner und 0,325 kg 85%iges wasserfreies KOH als Katalysator verwendet werden. Die Umesterung wird in einem Edelstahlreaktor mit einer Kapazität von 97 Litern, der auf 40°C thermostabilisiert ist, durchgeführt. Die Filtrationen des Proteinmehls werden auf einem Beutelfilter der Marke Amafilter^® (Zeichen: AF1–417T) filtriert. Die Menge der erhaltenen Substanzen ist folgendermaßen:
Die Fraktionierung der Erucarapssamenkörner in Pilotanlagen (100 Liter) ermöglicht das Erhalten von besseren Ergebnissen bei der Ausbeute an Proteinmehl (> 98%) und Ethylestern (> 96%).
Kennzeichen der Fettsäureester, die aus Erucaraps erhalten wurden
Chemische Zusammensetzung des Rohglycerins, das aus Erucaraps erhalten wurde
Chemische Zusammensetzung des Proteinmehls, das aus Erucaraps erhalten wurde
Chemische Zusammensetzung der Proteinfasern, die aus Erucaraps erhalten wurde

Claims

Verfahren zum Erhalt von Fettsäureestern, Glycerol und gegebenenfalls Proteinmehl und/oder Proteinfasern aus einer Fettquelle, insbesondere aus ganzen Kernen bzw. Körnern von Ölpflanzen, umfassend die folgenden Schritte: a) Umestern der Fettquelle, insbesondere der ölhaltigen Kerne bzw. Körner, in alkoholischem Medium in Gegenwart eines basischen Katalysators; b) Trennen der beiden aus der Umesterung resultierenden Phasen; c) gegebenenfalls Gewinnen des Proteinmehls aus der oberen Phase; d) Neutralisation der verbleibenden oberen Phase mit einer Säure, um den Katalysator auszufällen; und e) Destillation der neutralisierten Phase und Dekantieren des Destillats, um die Fettsäureester von dem Glycerol zu trennen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fettquelle, insbesondere die ölhaltigen Kerne bzw. Körner, bis zu einem Restfeuchtigkeitsgehalt zwischen 0 und 15, vorzugsweise zwischen 2 und 10 Gew.-%, getrocknet und vermahlen wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Fettquelle vor dem Trocknen vorgemahlen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Proteinfasern gegebenenfalls aus der unteren Phase gewonnen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die gewonnenen Fasern mit dem alkoholischen Medium gespült werden und das alkoholische Filtrat der alkoholischen Phase vor der Neutralisation in Schritt d) zugegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das alkoholische Medium einen oder mehrere C₁-C₁₈-Alkohole, vorzugsweise C₁-C₆-Alkohole, oder ein Gemisch eines C₁-C₁₈-Alkohols, vorzugsweise eines C₁-C₆-Alkohols, und eines Ketons oder eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das alkoholische Medium Ethanol umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zur Umesterung verwendete basische Katalysator ein wasserfreier Katalysator ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Katalysator aus Soda, Pottasche, Natriumethylat oder Kaliumethylat ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Gewichtsverhältnis Katalysator/Alkohol/Kerne bzw. Körner im Bereich von 0,005 bis 0,1/0,5 bis 1,5/1 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Kern bzw. das Korn der Ölpflanze ein Rapssamenkorn, Sonnenblumenkern oder Dotterblumensamenkorn ist.
Proteinmehl, erhältlich durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend mindestens 50% Proteine und höchstens 20% Cellulosefasern.
Proteinfasern, erhältlich durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend mindestens 5% Cellulosefasern und weniger als 50% Proteine.