DE2544863C3 - Verfahren zur Gewinnung eines proteinhaltigen Materials mit geringem Fettgehalt aus Erdnußmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines proteinhaltigen Materials mit geringem Fettgehalt aus Erdnußmaterial.

Die Bedeutung qualitativ hochwertiger Proteine für die menschliche Diät ist seit langem anerkannt, aber bis vor wenigen Jahren war tierisches Protein die Hauptproteinquelle, reichlich vorhanden und verhältnis· mäßig billig. Die Weltproteinkrise der jüngsten Zeit hat das Interesse an pflanzlichem Protein wieder geweckt, wie es z. B. in Pflanzensamen, Hülsenfrüchten und Nüssen, wie Erdnüssen zu finden ist, insbesondere im Hinblick auf die unergiebige biologische Umwandlung von Pflanzenprotein. in tierisches Protein. In der Vergangenheit wurden verschiedene Verfahren ange wandt, um öl aus Pflanzensamen, Nüssen, Hülsenfrüchten und dergleichen ölhaltigen Samen zu extrahieren, aber wenig Aufmerksamkeit wurde den übrigbleibenden pflanzlichen Proteinen geschenkt

ölhaltige Samen mit einem Gehalt von wenigstens 30% öl, wie z.B. Erdnüsse, sind seit vielen Jahren verarbeitet worden. Frühere Behandlungsmethoden für Erdnüsse haben jedoch Nachdruck auf eine wirksame Entfernung des Öls gelegt, ohne Rücksicht auf den proteinhaltigen Anteil. Tatsächlich aber schädigen oder

ίο zerstören einige der zur Entfernung des Öls angewandten Verfahrensstufen sehr stark die funktionellen Eigenschaften des zurückbleibenden Proteins und machen es unbrauchbar oder unbefriedigend für die nachfolgende Verwendung auf zahlreichen Nahrungs-

Ii mittel-Anwendungsgebieten. Funktionelle Eigenschaften des Proteins, die geschädigt werden, sind die Wasserlöslichkeit Gelbildungseigenschaften und dergleichen. Herkömmliche Verfahren zum Entfernen von öl aus ölhaltigen Samen mit mehr als 30% öl, wie z.B. Erdnüsse, bestehen in ausgiebigem Kochen, Schraubenpressen und nachfolgender Solvens-Extraktion. Das aus einem solchen Prozeß anfallende Proteinmehlprodukt besitzt eine geringe Proteinlöslichkeit, eine lederartige bis braune Farbe und einen Kochgeschmack, was alles zusammen das Produkt für Nahrungsmittelverwendung, wie z. B. zur Verwendung in diätetischen Getränken und dergleichen, wo eine gute Wasserlöslichkeit wesentlich ist, ungeeignet macht Die Bedeutung des Geschmacks oder Geruchs kann, obwohl er bis zu einem gewissen Umfang subjektiv ist, nicht übersehen werden. Selbst wenn ein Protein alle erwünschten Eigenschaften besitzt außer einen annehmbaren Geschmack oder Geruch, ist seine Verwendung als verzehrfähige

Nahrung sehr stark beschränkt

Um die Ausbeute an öl und die Qualität des zurückbleibenden Proteins zu verbessern, wurden zahlreiche Versuche gemacht, um die Grundstufen des Kochens, Pressens und Extrahierens des Öls aus ölhaltigen Samen und Nüssen abzuändern. Ein solcher Versuch ist in der US-PS 26 29 722 offenbart, die lehrt, daß, wenn beste Ergebnisse bei der Öl- und Mehl-Produktion erreicht werden sollen, der Feuchtigkeitsgehalt der gekochten Samen eng gesteuert. Verdampfen verhindert und die Zeit und Temperatur des Kochens gesenkt werden müssen. So wird ein Verfahren offenbart, bei welchem ölhaltige Samen und das Fleich von Nüssen zuerst zu Flocken verarbeitet und dann vor dem Extrahieren des Öls durch Erhöhen des Feuchtig keitsgehalts des Fleisches auf einen Wert zwischen 12 und 20% durch Zugabe von Dampf oder Wasser und anschließendes Kochen des Fleisches für einen Zeitraum zwischen 7 und 20 min bei einer Temperatur zwischen 88" C und 102° C unter solchen Bedingungen behandelt werden, daß das Verdampfen den Feuchtigkeitsgehalt in dem Fleisch der Samen bzw. Nüsse nicht unter 12% senkt Dann kann das öl aus den behandelten (gekochten) Samen nach einem kombinierten Verfahren extrahiert werden, wozu mechanisches Pressen und nachfolgende Solvens-Extraktionen gehören. Dieses Verfahren soll u.a. ein Mehl mit hohem Nährwert liefern, der über dem liegt, wie er nach einem Standardverfahren mit hoher Temperatur erreicht wird, und auch höhere ölausbeuten erreichen lassen. Das

b-'i Verfahren wurde speziell auf Baumwollsamen angewandt.

Ein weiteres Verfahren zur Entfernung von öl aus ölhaltigen Samen ist aus der US-PS 26 45 650 bekannt.

Dieses Verfahren, das ebenfalls speziell for Baumwollsamen geeignet ist, besteht darin, daß man Ölsamen zu einem feinen Material vermahlt, dieses Material dann auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 20% anfeuchtet und dann verflockt, wonach der Feuchtigkeitsgehalt der Flocken durch trockene Wärme auf 7 bis 12% erniedrigt und schließlich das in den Flocken enthaltene Ul mit einem Lösungsmittel extrahiert Durch dieses Verfahren sollen Flocken erhalten werden, die frei von feinem, die Extraktion störendem Material sind.

Ein derartiges Verfahren ist für ölsamen mit einem Fettgehalt über 30%, wie z. B. Erdnüsse, ungeeignet Bei Erdnüssen ist ein Befeuchten zerkleinerten Materials im Sinne des Verfahrens gemäß US-PS 26 45 650 nicht möglich. Abgesehen davon, daß ein Zerkleinern durch Vermählen wegen Bildung eines erdnußbutterähnlichen Materials bei Erdnüssen sehr schwierig ist, werden auf den Flockenwalzen aus einem befeuchteten Erdnußmaterial keine festen Flocken erhalten, die effektiv extrahiert werden können. Das Verfahren gemäß US-PS 26 45 650 ist außerdem nicht für die Gewinnung eines wertvollen Proteinmaterials ausgelegt, sondern bezweckt nur eine möglichst gute Extrahierfcarkeit von aus ölsamen wie Baumwollsamen hergestellten Flocken ohne störendes feines Material.

Zahlreiche weitere Abwandlungen des Grundverfahrens zur Erleichterung der Solvens-Extraktion des Öls aus ölhaltigen Samen sind bekannt und beispielsweise in den US-PS 27 26 253 und 27 27 914 sowie 33 47 885 beschrieben.

Die US-PS 27 26 253 ist auf ein Verfahren zur Herstellung ölhaltiger Materialien für die Solvens-Extraktion gerichtet, bei welchem die nicht gepreßten Flocken einer milden Wärmebehandlung unterworfen werden, die ausreicht, das öl leicht extrahierbar zu machen, jedoch nicht ausreicht, das Protein ernsthaft zu schädigen; kombiniert mit einer Kräuselbehandlung (crisping treatment), die in einem teilweise entwässernden Kühlen der gekochten Materialien unter Senken der Feuchtigkeit um 2 bis 4% besteht und sie zu verhältnismäßig porösen und inkompressiblen Granulatteilchen umwandelt Die so behandelten Flocken werden dann im Gegenstrom mit einzelnen Lösungsmittelanteilen gemischt, und zurückgebliebene Feststoffe werden von jedem Anteil des Lösungsmittels extraktiv entfernt Das Verfahren soll vorteilhaft bei der Solvens-Extraktion von öl aus ölhaltigen Samen mit einem verhältnismäßig hohen ölgehait eingesetzt werden können, wie z. B. Baumwollsamen, Erdnüssen, Sesam, Leinsamen, Babassunüssen und dergleichen.

Die US-PS 27 27 914 beschreibt die Solvens-Extraktion von Reiskleieöl aus Reiskleie, wobei die Reiskleie· teilchen leicht gekocht werden bei einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 14% in den ersten Stufen und man senkt dann den Feuchtigkeitsgehalt in den späteren Kochstufen auf 6 bis 18% ab, während die Kochtemperatur von etwa 77 und 99⁰C in der ersten Stufe auf etwa 113° C in der Endstufe gesteigert wird Die gekochten Reiskleieteilchen werden dann gekräuselt, indem sie einer verhältnismäßig kalten Atmosphäre ausgesetzt werden, was der Verdampfung von Feuchtigkeit förderlich ist, bis sie einen praktisch gleichförmigen Temperaturabfall auf unter 55°C und einen praktisch gleichförmigen Feuchtigkeitsverlust erfahren, der ausreicht, um ihren Feuchtigkeitsgehalt um etwa 2 bis 4% zu senken. Schließlich werden die angefallenen gekochten und gekräuselten Reiskleieteilchen ohne Flockenbildung mit einem Löj ngsmitel für ein Reiskleieöl gemischt, um das öl zu entfernen.

Die aq dritter Stelle genannte US-PS 33 47 885 betrifft eine direkte Extraktion von öl und soll eine Verbesserung des zuvor genannten Verfahrens sein, indem ein Verfahren zur direkten Solvens-Extraktion von gekochten Baumwollsamenfleischteilchen durch Schwerkraftfluß oder Perkolation unter Aufhebung der Notwendigkeit, leicht gekochte Baumwollsamenteilchen vorzupressen, angegeben wird. Dieses Ergebnis

ίο wird dadurch erzielt daß ein Feuchtigkeitsgehalt von 13 bis 14% eingestellt wird.

So ist zu erkennen, daß zahlreiche Techniken zur Entfernung von öl aus ölhaltigen Samen unter Erhaltung angemessener Eigenschaften des zurückblei benden Proteins entwickelt worden sind. Eine völlig ergiebige und wirksame Extraktionsmethode, bei der Erdnußmaterial mit einem Lösungsmittel extrahiert wird, um ein proteinhaltiges Material mit guten funktionellen Eigenschaften und einer breiten Anwend barkeit auf zahlreichen Nahrungsmittelgebieten zu liefern, ist bislang noch nicht bekanr. geworden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gewinnung eines proteinhaltigen Materials mit geringem Fettgehalt aus Erdnußmaterial anzugeben, bei dem neben einem ölextrakt von ausgezeichneter Klarheit ein nur minimal denaturiertes proteinhaltiges Erdnußmehl mit ausgezeichneten Verwendungseigenschaften, wie z.B. Wasserlöslichkeit Farblosigkeit und Geschmack gewonnen wird und das mit einer herkömmlichen technischen Ausrüstung wirtschaftlich und effektiv durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zu Gewinnung eines proteinhaltigen Materials mit geringem Fettgehalt aus Erdnußmaterial, wobei man das Erdnußmaterial auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6 bis 12% ringt dann verflockt den Feuchtigkeitsgehalt der Flocken durch trockene Wärme erniedrigt und schließlich das in den Flocken enthaltene Öl mit einem Lösungsmittel extrahiert erfindungsgemäß dadurch gelöst daß man den Feuchtigkeiugehalt des Erdnußmaterials vor der Verflockung von 6 bis 12% durch feucht-heiße Konditionierung bei einer Temperatur von 71 bis 115^eC für eine Dauer von 2 bis 45 Minuten einstellt und die Erniedrigung des Feuchtigkeitsgehalts der Flocken auf Werte von 13 bis 6% vornimmt

Als Erdnußmaterial kann man vorteilhaft ganze Erdnüsse, gespaltene Erdnüsse, Erdnußgranulat oder gebrochene Erdnüsse einsetzen Das Erdnußmaterial kann dabei vorteilhaft blanchiert eingesetzt werden.

Es ist ferner vorteilhaft das feucht-heiß konditioniert te Erdnußmaterial vor der Verflockung zu kühlen.

Nach dem Verflocken ist es vorteilhaft daß man die Erniedrigung des Feuchtigkeitsgehaltes der Flocken durch Konditionieren mit trockener Wärme in üblichem Heizsystem rasch bis zu Werten von 2,5 bis 4% durchführt

In einer bevorzugten Durchführungsform wird der Feuchtigkeitsgehalt des Erdnußmaterials vor der Verflockung von 8 bis 11% durch feucht-heiße Konditionierung für eine Dauer von 10 bis 20 Minuten bei 93 bis 1(M⁰C eingestellt

Weiters Vorteile, Merkmale und Ausführung«formen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, der

6» Beispiele und der Figuren; von diesen zeigt

Fig. 1 ein FließoiugramiT) zum erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 2, 3 und 4 FlieGdiagramme zu Verfahren nach

dem Stand der Technik und

Fig. 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung zu seiner Durchführung.

Zur Auffindung des erfindungsgemäßen Verfahrens war es erforderlich, daß erkannt wurde, welche Stufen der bekannten Verfahren, die die funktioneilen Eigenschaften des Proteins zerstörten, beseitigt oder abgewandelt werden mußten. Versuche, das Fett (öl) aus dem Produkt mit voliem Fettgehalt wirksam direkt zu extrahieren, erwiesen sich als erfolglos. Zwei erhebliche Problemkreise zeigten sich, wenn solche Versuche gemacht wurden. Diese Problemkreise waren die Flockenbildung und die Lagerstabilität.

Es ist gut bekannt, daß eine große, stabile Flocke das höchste Maß an Permeabilität besitzt und daher als das beste Material für die Extraktion mit Hilfe eines Solvens-Extraktionssystems. z. B. eines Perkolations-Verfahrens, angesehen wird. Die Wirksamkeit der Solvens-Extraktion ist eine Funktion der kontaktierbaren Oberfläche des Erdnußmaterials und der Permeabilität der Flocke und des Bettes. Die bequemste Methode, Material mit einer hohen Oberfläche zu erhalten, besteht in der Flockenbildung. Versuche jedoch, Erdnüsse mit wenigstens 30% öl zu Flocken zu verarbeiten, erwiesen sich als schwierig, da das Flockenprodukt bei Anwendung herkömmlicher Einrichtungen aufgrund des hohen ölgehalts eine erdnußbutterähnliche Konsistenz besaß. Daher mußte das fetthaltige Material vor der Flockenbildung konditioniert werden.

Zudem führt eine Solvens-Extraktion von nicht konditioniertem Erdnußmaterial zu übermäßigem Kollabieren des Bettes. Aus wirtschaftlichen Überlegungen zu den Betriebsvorgängen kann abgeschätzt werden, daß es höchst wünschenswert ist, ein Bett des zu extrahierenden Materials zu bilden und das Lösungsmittel durch das Bett zur Fettextraktion perkolieren zu lassen. Eine solche Anordnung vermeidet die Kosten einer zusätzlichen Ausstattung, die für eine Schlämmextraktion des Fettes nötig ist. und vermeidet ferner die ermöglicht es, das Öl in wirksamer Weise zu extrahieren, wodurch ein Proteinmehl von ausgezeichneter Wasserlöslichkeit zurückbleibt.

F i g. 1 ist ein Fließdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, Gegebenenfalls-Stufen eingeschlossen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Erdnußmaterial zerhackt oder granuliert und dann feuchi-heiß bei einer Temperatur von 71 bis I15°C auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6 bis 12% konditioniert, worauf das zerhackte oder granulierte Material gegebenenfalls mit Luft von Raumtemperatur gekühlt werden kann. Das so konditionierte Material wird dann zu Flocken verarbeitet, um ein höheres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen zu erzielen und die Mengenübertragung von öl und Lösungsmittel zu maximieren, und dann mit trockner Hitze auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 1,9 bis 6% konditioniert und schließlich mit Lösungsmittel extrahiert.

Das feucht-heiße Konditionieren vor der Flockenbildung hat sich als vorteilhaft erwiesen für die wirksame Freisetzung von Öl und die Herstellung großer stabiler Flocken. Die durch das feucht-heiße Konditionieren erzielten Ergebnisse bleiben mit oder ohne Kühlen vor der Flockenbildung erhalten. Die Stückchen oder Splitter des Erdnußmaterials werden leicht feucht-heiß konditioniert, um das Fleisch des Erdnußmaterials weich zu machen, während die Denaturierung des Proteins auf einem Minimum gehalten wird. Es wurde gefunden, daß die Betriebsbereiche für die Feucht-heiß-Konditionierung Temperaturen von 71 bis 115°C sogar für 45 min umfassen. Der FeuchtJgkeitsendgehalt des ErdnuGmaterials sollte über 6%, aber weniger als 12% unmittelbar vor der Flockenbildung sein.

Der bevorzugte Temperaturbereich für die Feuchtheiß-Konditionierung ist 93 bis IO5°C für 10 bis 20 min. Das anfallende Produkt hat einen Feuchtigkeitsendgehalt von 8 bis 11%, bevor es der Flockenbildung in den Flockenwalzen unterworfen wird. Während die Feuchtheiß- Konditionierung bei Temperaturen über 115° C für mehr als 45 min zu einer wirksamen Entfernung von öl führt, ist die Brauchbarkeit des verbleibenden Proteins

weiß abweichenden Farbe stark beschränkt. Die Methode des Naß-Erhitzens, wozu die direkte Anwen- !'. dung von Dampf oder dergleichen gehören kann, und die wechselweise Abhängigkeit von Zeit, Temperatur und Feuchtigkeit hängen von den Eigenschaften des Endprodukts und des feucht-heiß konditionierten Erdnußmaterials ab und sind im vorgegebenen Rahmen vi leicht bestimmbar. Eine bevorzugte Arbeitsfolge würde eine Kühlstufe nach dem Naß-Konditionieren zur leichten Senkung der Oberflächenfeuchtigkeit umfassen. Ebenso bevorzugt wenn auch nur gegebenenfalls, wird das ErdnuBmaterial in 6 bis 8 gleiche Stücke si zerkleinert, bevor er naß konditioniert wird, wodurch die interne Zellschädigung auf ein Minimum gesenkt wird, die eintreten würde, wenn das Erdnußmaterial vor der Feucht-heiB-Konditionierung zu Flocken verarbeitet würde. Das letzte, eigentliche Ziel der Konditioniert:! rung des Verfahrens berührt die physikalischen Eigenschaften des Erdnußmaterials, d. h. eine erhöhte Erweichung vor der Flockenbildung.

Ist das Erdnußmaterial einmal feucht-heiß-konditioniert und bevorzugt mit Luft von Raumtemperatur b5 gekühlt kann es zu Flocken verarbeitet werden, um das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen zu erhöhen und die Solvens-Extraktion zu erleichtern. Wenn auch in den Beispielen Schwerkraftbeschickune mit Stücken kondi-

Hie oft mit der Aufschlämmextraktionstechnik verbunden ist. Wie bereits bemerkt, führt die Solvens-Extraktion von nicht konditioniertem ErdnuBmaterial mit hohem ölgehalt zu übermäßigem Kollabieren des Bettes oder der Schicht, was eine solche Extraktion gewerblich unannehmbar macht. Das Kollabieren oder Zusammenfallen des Bettes wird durch die durch Entfernen großer Mengen öl aus dem Erdnußmaterial gebildeten Hohlräu.ne verursacht.

Zur Herstellung eines hochlöslichen weißen Erdnuß-Proteinmehls für Genußzwecke, wurde es daher als wesentlich festgestellt, gewisse Stufen des bekannten Verfahrens zu eliminieren oder zu modifizieren. Wenn auch das Schraubenpressen 70 bis 85% des ölgehalts eines in geeigneter Weise gekochten Erdnußmaterials entfernt, zerstört das Kochen und die Wärme der mechanischen Scherwirkung die funktionellen Proteineigenschaften. Es wurde festgestellt, daß durch feuchtheißes Vorkonditionieren von Erdnußmaterial auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6 bis 12% Feuchtigkeit die nachfolgende Flockenbildung und damit ein Maximum des Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen ermöglicht ohne Bildung eines Materials mit einer erdnußbutterähnlichen Konsistenz. Die Flocken werden dann durch Trocknen auf einen Endfeuchtigkeitsgehait von etwa 1,9 bis 6% stabilisiert. Dieses Vorkonditionieren

tionierten Erdnußmaterials durch Flockenwalzen (Ferrell-Ross, 18" χ 24" HD, Oklahoma City, OkIa.) in einem Abstand von 0,127 mm bis 0,356 mm Anwendung fand, können Flocken unter Anwendung einer Vielzahl herkömmlicher Techniken und auf dem Fachgebiet bekannter Vorrichtungen gebildet werden. Wie einzusehen ist, senken dickere Flocken das Verhältnis von Oberfläc'» ;zu Volumen und begrenzen das Ausmaß der ölextraktion aus der Flocke. Dickere Flocken vermindern auch die Permeabilität, wodurch der Anteil an zurückbleibendem öl im proteinhaltigen Produkt ansteigt. Während dünnere Flocken die Extraktionsgeschwindigkeit steigern, sind sie aber zerbrechlicher und können im gewissen Umfang das Bett oder die Schicht durch ihr Zusammenbrechen verstopfen. Die genaue Stärke der Flocken jedoch zur Erzielung optimaler Ergebnisse kann vom Fachmann ohne unangemessene Versuche leicht bestimmt werden.

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Verwertbarkeit auf zahlreichen Nahrungsmittelsektoren zu liefern. Aufgrund der hohen Löslichkeit des anfallenden proteinhaltigen Produkts kann es beispielsweise für diätetische Getränke und dergleichen verwendet werden. Das extrahierte, im Lösungsmittel enthaltene öl kann aus diesem nach herkömmlichen Techniken abgetrennt werden, um ein Öl von ausgezeichneter Klarheit zu liefern. So führt das erfindungsgemäße Verfahren als Folge der speziellen Kombination von Verfahrensstufen, wie dies in Fig. I wiedergegeben ist, zu einem entfetteten proteinhaltigen Material mit ausgezeichneten funktionellen Eigenschaften sowie einem Extrakt von ausgezeichneter Klarheit.

Um den kritischen Einfluß der wesentlichen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu demonstrieren, welches das Naß-heiß-Konditionieren, die anschließende Flockenbildung und dann das Trocken-heiß-Konditionieren umfaßt, wurde das Verfahren dahingehend

trockner Wärme konditioniert, bevor sie extrahiert werden. Das Konditionieren vor der Extraktion mit trockner Wärme läßt das Lösungsmittel rasch durch das Bett oder die Schicht fließen, ohne die Wirksamkeit des Systems bei der ölentfernung zu verringern, da die Flockenstabilität während der Behandlung erhöht wird. Die Konditionierung mit trockner Wärme beseitigt jedoch nicht die sich ergebende Proteinlöslichkeit.

Zum Bereich der Betriebsbedingungen für das Konditionieren mit trockner Wärme vor dem Extrahieren gehört das Trocknen auf einen Produktfeuchtigkeitsend;ehalt von etwa 1.9 bis 6%. Bevorzugt wird mit einem starken herkömmlichen Heizsystem rasch getrocknet, was zu einem Produkt mit einem Feuchtigkeitsendgehalt von 2,5 bis 4% führt, wenn auch andere auf dem Fachgebiet bekannte Trockenerhitzungstechniken eingesetzt werden können.

Das Erdnußmaterial ist nun ausreichend konditioniert worden, um leicht mit einem Lösungsmittel nach einem Solvens-Extraktionsverfahren extrahierbar zu sein, wie z. B. einer Festbettextraktion. Gegenstromextraktion. Streuflußextraktion oder anderen bekannten Solvens-Extraktionen. Bevorzugt können die mit trockner Hitze konditionierten Flocken dem Extraktor als Aufschlämmung zugeführt werden. Wenn gewünscht, kann das Extraktionsverfahren unter Vakuum durchgeführt werden. Auch kann das Lösungsmittel auf eine Temperatur im Bereich von 24 bis 6OC erwärmt sein, um die Extraktion zu erleichtern. So kann das öl mit einem »heißen« Lösungsmittel, bevorzugt bei einer Temperatur von etwa 60⁼ C extrahiert werden.

Erdnüsse sind besonders gut für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Sie enthalten auch Lipide. Kohlenhydrate und kleinere Mengen anderer Stoffe. Jedes auf dem Fachgebiet bekannte Lösungsmittel, das zum Entfernen des Öls wirksam ist, kann zur Extraktion des Öls eingesetzt werden. Alkohole. Ketone. Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe und dergleichen können verwendet werden. Zu solchen Lösungsmitteln gehören Hexan. Aceton. Äthylalkohol. Isopropylalkohol. Methyienchlorid. Trichioräthan. Trichloräthylen, Tetrachlorethylen, fluorierte, chlorierte Kohlenwasserstoffe und dergleichen. Für die Extraktion kann ein einzelnes Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch verwendet werden.

Sind die Flocken konditioniert werden sie in ein Bett gebracht und der So'vens-Extrafciion unterworfen, um das Fett zu entfernen und ein entfettetes, proteinhahiges Produkt von hoher Löslichkeit und breiter

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weggelassen und die Perkolationsgeschwindigkeiten verglichen wurden. So ist der übliche Vergleich für das Verfahren die Perkolationsgeschwindigkeit (nach dem Gleichgewicht) oder die Geschwindigkeit des Lösungsmittelstroms durch das Flockenbett oder die Flockenschicht. Wie ein Vergleich der F i g. 1 und 2 zeigt, wird eine Perkolation von 0,0493 bis 0.1214 l/cm²/min nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber 0,0191 bis 0.0424 l/cm²/min nach einem Verfahren mit den gleichen Stufen erhalten, mit der Ausnahme, daß die Konditionierstufe des trockenen Erhitzen«, fehlt. In den Fig. 3 bzw. 4 ist eine Extraktion nach der Flockenbildung und Konditionierung mit trockner Hitze und eine solche ohne beides wiedergegeben. Die Perkolationsgeschwindigkeiten sind 0,0216 bis 0.0359 l/cm-Vmin bzw. 0.0191 bis 0,0424 l/cm-Vmin. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden nicht nur die Perkolationsgeschwindigkeiten verbessert, sondern weitere Vorteile, wie τ. B. bessere Miscell-Klarheit (miscella clarity), minimales Zusammenbrechen des Bettes bzw. der Schicht werden erreicht, während die Wasserlöslichkeit (NSI) und die helle Farbe des Proteins sowie bessere Flockenbeschaffenheit erhalten bleiben.

Außerdem entfernt das erfindungsgemäße Verfahren unerwarteterweise das bittere, muffige, »rohe« Erdnußaroma aus dem verbleibenden Proteinmehl, was das Protein überaus brauchbar für solche Nahrungsmittelzwecke macht, wo der Geschmack bzw. das Aroma wesentlich ist. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, ein hoch proteinhaltiges Erdnußmehl einer Zusammensetzung mit Protein von 57 bis 65% MFWB (bezogen auf das) Trockengewicht, einem Fettgehalt von 0.5 bis 3%. einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 14% und einer Wasserlöslichkeit (NSI) von 50 bis 90% zu erhalten.

Die folgenden Beispiele 1 bis 6 dienen der Veranschaulichung der Erfindung und zeigen den Einfluß verschiedener Variabler auf das Verfahren: sie beschränken sie jedoch nicht.

Beispiel 7 enthält einen Vergleich der Erfindung mit dem Verfahren gemäß US-PS 26 45 650.

Alle Versuchsmaßnahmen sind bekannte Arbeitsmethoden, beschrieben in Chemical Engineering Unit Operations Texten, wie z. B. Unit Operations (W. L. McCabe und J. C Smith. McGraw Hill Book Co, Ina. 1956).

Die Testergebnisse, wie sie in den Tabeiien wiedergegeben sind, wurden unter Verwendung der folgenden Einrichtung mit den beschriebenen Merkma-

len gesammelt. Hexan wurde als Lösungsmittel aufgrund seiner gewerblichen Bedeutung und seiner Annehmlichkeit verwendet, doch können Abänderungen getroffen werden, um andere Lösungsmittel außer Hexan einzubringen. Die angewandte Methode war Einzeldurchgang-Streiiflußextraktion unter Verwendung von Hexan als Anfangslösungsmittel in einem 2:1- bis 25: !-Verhältnis von Lösungsmittel zu Feststoffen, bei einer Temperatur von 38°C.

Durchlauf-Festbett-Extraktoren sind ein Fünffach-Gegenstromsystem unter Verwendung verschiedener Konzentrationen von Gemischen (eine extrahiertes Öl oder Fett enthaltende Lösung oder Mischung) als Anfangs-Lösungsmittel. Die Verwendung frischen Hexans für jeden Durchlauf simuliert die Verwendung von Gemisch (miscella) in einem Gegenstromsystem.

Zur Ermittlung der Extraktionsparameter, wie z. B. der Perkolationsgeschwindigkeit. der statischen und dynamischen Stauung, wurde ein Verfahren ähnlich der Blaw-Knox Methode 11-12 (Blaw-Knox Chemical Plants Division, Dravo Corp., Pittsburg, Pa.. 1962) angewandt. Dieses Verfahren und die verwendete Vorrichtung sind schematisch in F i p. 5 dargestellt.

Bei diesem Verfahren wird eine 15,24 cm χ 3,05 m-Glassäule I mit einem 40 Maschen Bodensieb 2 mit einem flockigen Produkt gefüllt. Die Säule ist auf einer Waagschale 3 aufgehängt, um die Gewichtsbestimmung zu erleichtern. Das Extraktionslösungsmittel wird von einer Pumpe 4 durch eine Leitung 5 in die Säule mit einem von einem DurchfluQmesser 6, Modell 112AIOG-3BlA, Brooks Instruments, Hatfield, Ohio, genau bestimmten Durchfluß und durch eine Leitung 7 über einen Hahn oder ein Ventil 8 ir. die Säule gepumpt. Die Temperatur des Lösungsmittels wird durch Heizschlangen 9 im Zwischenbehälter 10 für das Lösungsmittel gesteuert. Das Lösungsmittel wird kontinuierlich durch die Säule über die Leitungen 5,7 und 11, wie angegeben, im Kreis geleitet, bis das öl in den Flocken mit dem Gemisch im Gleichgewicht steht, dann geht kein weiteres Öl mehr von der festen in die flüssige Phase über. Dieses Gleichgewicht wird ermittelt durch das Ausbleiben einer Änderung des Brutto- oder Gesamtgewichts in der Säuie bei einer festen Durchtiuugescnwindigkeit, fester Lösungsmittelsäule und konstanter Temperatur. Das Gleichgewicht wird registriert durch Bestimmen des Prozentgehalts an Fett im Gemisch in bestimmten Zeitabständen über die Versuchsdauer hinweg.

Die dynamische Stauung wird bestimmt durch Ermittlung des Gewichtsunterschiedes zwischen dem gefluteten Bett und dem abgelaufenen Bett (Verzögerung oder Rückhaltung der Flüssigkeit während der Lösungsmittelextraktion). Die statische Stauung oder der statische Restgehalt oder Rückstand bestimmt sich durch den Gewichtsunterschied des abgetropften Bettes gegenüber dem Gewicht des lösungsmittelfreien Bettes. Das Gewicht ohne Lösungsmittel wird bestimmt durch Entfernen der Lösungsmittel-nassen Flocken aus dem Bett, Wiegen und Befreien des Materials vom Lösungsmittel durch Lufttrocknen. Die Analyse des Fettes, der Feuchtigkeit und des Proteins erfolgt vor der Extraktion und nach der Solvens-Extraktion und dem Trocknen.

In den Beispielen können Erdnüsse mit oder ohne Haut eingesetzt werden. Ganze Erdnüsse sollten gespalten, gebrocher, oder granuliert werden, um die Konditionierstufe zu erleichtern. Ein NußspliVver-Blanchierer, wie z. B. ein Bauer 341B-2000-BIanchierer (the Bauer Brothers Co., Springfield, Ohio) kann /um Aufspalten unu/oder Blanchieren der ganzen oder der gespaltenen Nüsse verwendet werden. Brech- oder Zerkleinerangswalzen, wie z. B. Ferrel-Ross, 2 Hi 10" χ 42"; Oklahoma City, Oklahoma, können eingesetzt werden, um ganze oder aufgespaltene Nüsse zu brechen oder zu zerkleinern. Die Nüsse können mit einem Cutter granuliert werden, wie z. B. einem Urschel Modell CD-Dicer, Ureschel Laboratories Inc., Valparaiso, Ind.

Die Erdnüsse können bequem feucht-heiß konditioniert werden, wobei direkte Dampfeinführung in einen kontinuierlichen Kocher angewandt wird. In den Beispielen wurde eine Dampfretorte, Dixie Canners Modell RDTI-3. Athens, Ga.; zum Konditionieren geringer Mengen an Erdnüssen unter kontrollierter Temperatur und Druck eingesetzt.

Die konditionierten Erdnüsse wurden dann auf 0,1 Ϊ1 bis 0.356 mm geflockt unter Einsatz von Flockenwal/en. wie z.B. Ferrel-Ross 18" χ 24" HD-Flockenwalzen. Nach der Flockenbildung werden die Erdnüsse in einem kontinuierlichen Trockner getrocknet. In den Beispielen wurde ein Proctor und Schwartz-Portable Lab Dryer, Philadelphia, Pa. eingesetzt.

Analytische Untersuchungen wurden auch an den Bettmedien und dem Gemisch in verschiedenen Verfahrensstufen durchgeführt. Als in den Beispielen eingesetzte ölhaltige Samen wurden sowohl blanchierte als auch unblanchierte Erdnüsse verwendet.

Alle chemischen Analysen wurden gemäß den AOCS-Verfahren durchgeführt, wie folgt:

Protein

Fett

Rohfaser

Asche

Feuchtigkeit

NSI

(Stickstofflöslichkeitsindex)

WSP

(wasserlösliches Protein)

Aa 5 -39 AOCS
Ab 3-49 AOCS
Bc 6-49 AOCS
Bc 5-49 AOCS
Ab 2-49 AOCS

Ba 11-65 AOCS
Ba U-65 AOCS

Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung der Vorbehandlung bei Erdnüssen vor dem Konditionieren durch Vergleich von Extraktionsparametern.

4536 kg Erdnüsse wurden mit Wasser (ca. 454 ml) übersprüht und bei 93° C für 10 min getrocknet, um die Häute vor dem Blanchieren der gespaltenen Nüsse unter Verwendung eines Bauer 341 B-2000-Nußsplitterblanchierers zu lösen.

la) 13,6 kg blanchierter Erdnußsplitter wurden auf 104° C für 12 min in einer Retorte, Dixie Canners Modell RDTI-3, blanchiert. Die konditionierten Erdnüsse wurden dann auf einer Ferrel-Ross-Flokkenwalze, Modell 18" χ 24" HD, mit einem Walzenabstand von 0,127 bis 0,203 mm zu Flocken verarbeitet um eine endgültige Flockendurchschnittsstärke von 0,635 mm zu erhalten. Die Flocken wurden dann in einem Proctor-Schwartz-Portable Lab Dryer bei 82° C 18 min lang getrocknet

Ib) 13,6 kg blanchierter Erdnußsplitter wurden auf einer Ferrel-Ross-Brechwalze, Modell 2 Hi-10" χ 42" unter Einsatz nur des Bodsnwalzensatzes mit einem Abstand von 4,76 mm gebrochen. Die gebrochenen Erdnußstücke wurden dann wie oben in 1 a) konditioniert und zu Flocken verarh eitet.

lc) 13,6 kg blanchierter ErdliuBsplitler wurden auf einem Urschel Comitrol Granulator, Modell CD Dicer Valparaiso, Ind., granuliert. Gerade Schneidmesser mit einem Abstand von 4,76 mm wurden eingesetzt, um Granulatstücke zu erzeugen. Die Granulatstücke wurden dann wie oben unter la) konditioniert und zu Flocken verarbeitet.
Fett- und Feuchtigkeitsanalysen (nach AOCS-Methoden) der ErdnuLSflocken wurden vor und nach der Trockenkonditionierung durchgeführt, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

9,07 kg Flocken, hergestellt nach dem Verfahren la), 1 b) bzw. I c), wurden in eine 15,24 cm χ 3,05 m messende, austarierte Rundglassäule, gebaut wie in Fig. 5 veranschaulicht, bis zu einer Bett- bzw. Schichtdicke, wie sie in Tabelle I aufgeführt ist, eingebracht.

2 Gewichtsteile (0,91 kg) Lösungsmittel für je 1 Gewichtsteil (0,45 kg) Flocken in der Extraktionssäule 1 wurden, wie in F i g. 5 gezeigt, in einen Zwischenbehälter 10 gebracht. Das Lösungsmittel wurde mittels Dampf übei die Heizschlange 9 erwärmt und bei 38⁰C gehalten. Die Temperatur wird durch Temperaturmeßeinrichtungen 12 und 13 gemessen. Das Lösungsmittel wurde 30 min lang im Kreis geführt, um ein Fett-Lösungsmittel-Gleichgewicht zwischen Flocken und Gemisch sicherzustellen. Nach dem Erreichen des Gleichgewichts wurde die Perkolationsgeschwindigkeit durch einen Strömungsmesser 6 (F i g. 5) gemessen und nach jeder Messung durch Auffanjen des Gewichts pro Zeiteinheit des Gemisches aus einem bypass-Ventil 14 gemäß F i g. 5, das normalerweise geschlossen ist, überprüft. Die Perkolationsgeschwindigkeitswerte wurden in l/cm²/min umgerechnet und sind in Tabelle I aufgeführt.

Eine Probe des Gemische wurde genommen und gewogen, im Vakuum eingedampft und bei IOO"C für 30 min getrocknet, bewertet und die Fettzusammensetzung durch die Differenz bestimmt. Die Gesamtmenge an entferntem Fett wurde durch Muitip'izifiren der Prozent Fettgehalt mit dem Gewicht in Pounds des Endgemischs ermittelt.

Der andere beim Gleichgewicht ermittelte Parameter war die dynamische Stauung, und diese wurde als Gewichtsdifferenz zwischen dem gefluteten Bett und dem abgetropften Bett gemessen. Die dynamische Stauung ist in Tabelle 1 in Kilogramm-Gemisch wiedergegeben.

Dieser Vorgang wurde viermal wiederholt und gibt 5 Stufen der Streuflußextraktion wieder. Für jeden Durchgang wurden die pro Durchgang entfernte Fettmenge, die Perkolationsgeschwindigkeit und die dynamische Stauung gemessen und in Tabelle 1

Nach der fünften Extraktionsstufe wurden die abgetropften Flocken luftgetrocknet und der statische Rückstand wurde als Gewichtsdifferenz vor und nach dem Trocknen gemessen. Der statische Rückstand ist ^:n Tabelle 1 in Kilogramm an Hexanen aufgeführt.

Das luftgetrocknete, entfettete Material wurde dann auf Protein, Fett, Feuchtigkeit und NSI nach dem jeweils angemessenen AOCS-Verfahren analysiert. Die Anfangs-Proteinlöslichkcit (NSI) wurde durch Zerschneiden von Erdnüssen, wie nach der AOCS-Methode Ab 3 — 49, Soxhlet-Cxtraktion mit Hexan für 16 h und Bestimmung des Stickstofflöslichkeitsindex nach dem AOCS-Verfahrer. bestimmt. NSI-Bestimmungen wurden durchgeführt, um den Verlust an Proteinlöslichkeit aus den Konditionierstufen anzugeben.

Tabelle 1

Ia Splitter

Ib Ic

Bruchstücke GranuK.'e

Feuchtigkeit der konditionierten Flocke nach dem Feucht-heiß-Konditionieren, jedoch vor dem Konditionieren mit trockener Wärme, %

Feuchtigkeit der getrockneten Flocke nach dem Konditionieren mit trockner Wärme, doch vor der Extraktion, %

Ausgangsgewicht der Flocken, kg
Verhältnis Lösungsmittel zu Feststoffen (Hexane)
Schütthöhe (15,24 cm Durchmesser), m
Anfangsfettgehalt des Extraktionsbettes, kg

Entferntes Fett pro Durchgang, kg
1.
2.
3.
4.
5.

10,2

4.1

9.2

3.1

10,2

3,5

9.41	9.07	9.07
2:1	2: 1	2: 1
1,22	1.22	1,22
4,71	4.80	4.69
3,208	3,387	3,255
0,976	1,024	0,967
0,272	0,282	0,259
0,078	0,077	0,085
0.044	0,029	0,039

Endfettgehalt der extrahierten Flocken, kg

0,131

0,080

0,090

	ι	25 44	13	Fortsetzung	863	la	14	Ie	. oben sind in	Feuchtigkeit der konditionierten Flocke nach dem Feucht-heiß-	10,6	Feuchtigkeit der getrockneten Flocke nach dem Konditionieren	7,6	2b	und 2b). wie in
	ίί			Splitter		G ra η u late	Tabelle 2 aufgenommen und stellen Trocknung auf	Kondilionieren, jedoch vor dem Konditionieren mit trockner	mit trockner Wärme, doch vor der Extraktion, %	9,072
	■ί				Ib		3.5% dar.	Wärme, %	Ausgangsgewicht der Flocken, kg	2: I
		Gleichgewichts-Perkolationsgeschwindigkeit		Bruchstücke			Verhältnis Lösungsmittel zu Feststoffen (Hexane)	4,778	10,7	2c
	<;	pro Durchgang in I/cnr/min	0,091		0,092		Anfangsfettgehalt des Bxtraktionsbettes, kg
		1.	0,121		0,100	Die Extraktionsparameter wurden wie in Beispiel I	Entferntes Fett pro Durchgang, kg	2,82	2,0
		2.	0,112	0,060	0,108	bestimmt für getrocknete Flocken 2a)	1,	1.075	9,000	10.2
		3.	0,116	0,080	Ο,ΠΟ	Tabelle 2 angegeben.	2.	0.375	2:1
		4.	0,119	0,084	0,110		3.	0.141	4,653	3,5
		5.		0,087		2a	4.	0.055		9,072
		Dynamische Stauung pro Durchgang in kg	6,35	0,088	5,90	5.	(U 14	2.97	2: I
i		1.	6,12		5,90	lindfettgchalt der extrahierten Flocken, kg		1,00	4,694
		2.	6,12	5,33	5,90		0.304
		3.	5,90	5,67	6,12	0,112	3.255
		4.	6,58	5,67	6,01	0,052	0,967
		5.	3,930	5,76	4,240	0,211	0,259
		Statischer Rückstand in kg	92,2	5,78	92,2	0.085
	Anfangs-Proteinlöslichkeit (NSI)	70,9	4,700	69,2	0.0.19
	End-Proteinlöslichkeit (NSI)		92,2	lc beschrieben.	0.090
	Beispiel 2	71,6	verarbeiteten Erdnüsse wurden
	Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung, die die	Flocken verarbeitet wie in Beispiel	auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt
	Trockenkonditionierung nach der Flockenbildung auf	Die zu Flocken	von 2,0% getrocknet
	die naß-konditionierten granulierten Erdnußstiicke hat r>	35 min bei 82° C	2c) Die Angaben von Beispiel Ic) s
•	2a) Granulierte Erdnüsse wurden konditioniert und zu
	Flocken verarbeitet, wie in Beispiel Ic) beschrieben.
	Die zu Rocken verarbeiteten Erdnüsse wurden
	7 min bei 82°C auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt
	von 7,6% getrocknet w
	2b) Granulierte Erdnüsse wurden konditioniert und zu
	Tabelle 2

25 44	15	Fortsetzung	863	2a	Gleichgewichts-Perkolationsgeschwindigkeit pro Durchgang	0,039	16	2c	Flocken	wurden mit Hexanen	Rocken	wurden mit Hexanen	•heiß-	10,2	Feuchtigkeit der getrockneten Flocke nach dem Konditionieren	3,6	3b	3c	10,1
		in 1/cnr/min	0,064			bei einer Temperatur von 38'	C extrahiert	bei einer Temperatur von 54'	C extrahiert	mit trockner Wärme, aber vor der Extraktion, %	9,004	38 C	54 C
	1.	0,068	2b		3c) 13,6 kg blanchierter Erdnußsplitter wurden wie in	Die Ergebnisse zeigt die Tabelle 3.	Flockenausgangsgewicht in kg	1,22		0,762-0,889 0,762-0,889	3,9
2.	0,067		0,092	Ic) bearbeitet. Die		Tiere des zu extrahierenden Bettes, m	2:1		9,299
3.	0,064		0,100	3a	Verhältnis von Lösungsmittel zu Feststoffen		10,3	1,22
4.		0,094	0,108	24 C	(handelsübliches Hexan)	4,54		2:1
5.	4,31	0,111	0,110	0,762-0,889	Anfangsfettgehalt des Extraktionsbettes, kg		4,0
Dynamische Stauung pro Durchgang in kg	4,76	0,120	0,110	Entferntes Fett pro Durchgang in kg (30 m in/Durchgang)	2,886	9,004	4,94
1.	5,22	0,123		I.	0.940	1,22
2.	4,88	0,123	5,90	2.	0.301	2: 1	3,246
3.	4.31		5,90	3.	0.098		0.982
4.	5,04	5,78	5,90	4.	0.052	4,77	0,327
5.	92,2	6,12	6,12	5	0.2W)		0.141
Statischer Rückstand in kg	77,5	6,58	6,01	F.ndfcttgchnll der extrahierten !locken		3,195	0.067
Anfangs-Proteinlöslichkeit (NSI)		6,12	4,24	0.957	0.181
End-Proteinlöslichkeit (NSl)	6,35	92,2	0.282
	4,06	69,2	0.098
Beispiel 3 30	92,2	C extrahiert.	0.049
Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung der	71,9	3b) 13,6 kg blanchierter Erdnußsplitter wurden wie in	(1.186
Temperatur des I^ösungsmittels auf die Extraktion	bei einer Temperatur von 24C	Ic) bearbeitet Die
durch Vergleichsextraktionsparameter von Erdnüssen,
die wie in Beispiel 1 behandelt wurden.
3a) 13,0 kg blanchierter ErdnuQsplitter wurden wie in r>
Ic) bearbeitet. Die Rocken wurden mit Hexanen
Tabelle 3
Stärke der konditionierten Flocke in mm
Feuchtigkeit der konditionierten Flocke nach dem Feucht
Konditionieren, aber vor der Extraktion, %

17 18

Fortsetzung

3a 3b 3c

24 C 38 C- 54 C

Gleichgewichts-Perkolationsgeschwindigkeit pro Durchgang in I/cm²/min

Dynamische Stauung pro Durchgang in kg 1. 2. 3. 4. 5.

Statischer Restgehalt in kg Ausgangs-Proteinlöslichkeit (NSl) End-Protcinlöslichkeit (NSI)

„ . ... Ic) bearbeitet Die Flocken wurden mit Aceton bei

^BeisP'^{el 4} 38°Cextrahiert Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung der 4b) 13,6 kg blanchierter Erdnußsplitter wurden wie in Verwendung verschiedener Lösungsmittel durch Ver- 35 Ic) bearbeitet Die Flocken wurden mit Hexanen

gleichsextraktionsparameter von wie in Beispiel 1 bei einer Temperatur von 38° C extrahiert Dies

behandelten Erdnüssen. sind die gleichen Angaben wie in Tabelle 1.

4a) 13,6 kg blanchierter Erdnußsplitter wurden wie in Die Ergebnisse zeigt die Tabelle 4.

Tabelle

0,068	0,075	0,073
0,113	0,117	0,068
0,128	0,127	0,093
0,131	0,129	0,100
0,129	0,129	0,110
6,69	■ 6,80	5,90
6,58	6,58	5,22
6,80	5,67	5,67
6,24	6,17	6,35
7,26	7,26	7,26
4,130	4,069	4,511
92,2	92,2	92,2
70,8	69,4	72,9

Stärke der konditionieren Flocke in mm Feuchtigkeit der konditionierten Flocke, % Feuchtigkeit der getrockneten Flocke vor der Extraktion, % Anfangsgewicht der Flocken, kg Tiefe des zu extrahierenden Bettes in m Verhältnis von Lösungsmittel zu Festsfoffen (handelsübliches Hexan) Anfangsfettgehalt der Flocken, kg

Pro Durchgang entferntes Fett in kg (30 min/Durchgang) I. 2. 3. 4. 5.

Endfettgehalt der extrahierten Flocken 0.198 0.I3I

4a	4b
Aceton	Hexan
0,508-0,762	0,508-0,762
10,3	10,2
4,4	4,1
8,845	9,412
1,22	1,22
2:1	2:1
4,511	4,709
2,703	3,208
1,000	0,976
0,371	0,272
0,160	0,078
0,078	0.044

Fortsetzung

Gleichgewichtsperkolationsgeschwindigkeit pro Durchgang in l/cnr/min 1. 2. 3. 4. 5.

Dynamische Stauung pro Durchgang in kg 1. 2. 3. 4. 5.

Statischer Restgehalt in kg Anfangs-Proteinlöslichkeit (NSI) End-Proteinlöslichkeit (NSI)

4a	4b
Aceton	Hexan
0,111	0,091
0,122	0,121
0,126	0,112
0,126	0,116
0,126	0,119
5,67	6,35
5,67	6,12
6,80	6,12
7,12	5,90
7,26	6,58
4,84	3,93
92,2	92^
74,2	70,9

Beispiel 5 Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung des Feucht-heiß-Konditionierens und der Flockenbildung

durch Vergleichsextraktionsparameter an Erdnüssen, behandelt wie in Beispiel 1, in den Beispielen 5a) bis 5e), wobei Beispiel 5f) nicht vorkonditionierte betrifft

5a) 13,6 kg blanchierter Erdnußsplitter wurden wie oben in Ic) bearbeitet Die Erdnußsplitter wurden feucht-heiß konditioniert, wie in Beispiel l.und der

Flockeiiwalzenabstand betrug 0,203 mm.

5b) 13,6 kg blanchierter Erdnußsplitter wurden wie oben in Ic) bearbeitet Die Erdnußspiitter wurden feucht-heiß konditioniert, wie in Beispiel 1. Der

Flockenwalzenabstand betrug 0,127 mm.

5c) 13,6 kg blanchierter Erdnußsplitter wurden wie oben in Ic) bearbeitet Die Erdnußsplitter wurden feucht-heiß konditioniert, wie in Beispiel 1. Der

Flockenwalzenabstand betrug 03556 mm.

5d) 13,6 kg eines Erdnußgranulats wie in Ic) oben wurden 45 min bei >1°C feucht-heiß konditioniert

Die konditionierten Erdnußteilchen wurden wie in Beispiel i zu Flocken verarbeitet, wobei die Flockenwalzen auf einen Abstand von 03556 mm

eingestellt waren.

5e) 13,6 kg Erdnußgranulat wie in Ic) oben, mit der Ausnahme, daß sie 2 min bei 121°C feucht-heiß konditioniert wurden. Das konditionierte Erdnußgranulat wurde zu Flocken wie in Beispiel 1 verarbeitet wobei die Flockenwalzsn auf einen Abstand von 03556 mm eingestellt waren. 13,6 kg Erdnußsplitter wurden auf eine Stärke von 0,762 mm geschnitten. Eine Feucht-heiß-Konditionierung erfolgte nicht Die Schnitzel wurden auf 3,5% Feuchtigkeit getrocknet und wie in Beispiel 1 extrahiert

Die Wirkung, die das Vorkonditionieten auf die Fettextraktion hat, ist deutlich der Tabelle 5 zu entnehmen, in dem der Endfettgehalt der extrahierten Flocken von 5f), die nicht konditioniert waren, mit dem der Beispiele 5a) bis 5e) verglichen wird. Auch die Wirkung einer Temperatur Ober etwa 115° C, d. h. 121° C auf die Proteinlöslichkeit ist dem Beispiel 5e) zu so entnehmen, wonach eine Endproteinlöslichkeit von nur 63,7 erhalten wurde, was das Protein weniger annehmbar für Genußzweck!; macht, wobei eine hohe ProffrfnJöslichkeit wesentlich ist

35

40

45

Tabelle 5

5a

5b

5d

5e

5f

Flockenwalzenabstand in mm	C2O3	0,127	0,356	0,356	0,356	geschnitten
Stärke der konditionierten Flocke in mm	0,508-0,762	0,381-0.508	0,635-0.889	0,635-0.762	0.635-0,761	0.508
Feuchtigkeit der konditionierten llocke nach dem Fei'cht-heiU- Konditionieren, aber vor dem Konditionieren mit trockner Wärme, %	10.0	9.6	9.4	8.1	9.9	64

21

l'orlset/ιιημ

22

a

5 c

5(1

Feuchtigkeit JL-r getrockneten
t locke nach dem Konditionieren
mil trockner Wärme, aber vor der
lixtraktion. 7.

Anfangsgewicht der [locken in kg

Tiefe des /u extrahierenden
Helles in m

Verhältnis von Lösungsmittel /u
IiStStO(TeM (handelsübliches Hexan ι

1.9

9.(XM

1.22

Anfangsfellgchall der I locken in kg	4.858
I'm Durchgang entferntes I ell in kg I.	3.329
2	!.!'.X)
3.	0,246
4.	0.075
5.	0.028
l'ndfetlgehalt der extrahierten I locken	0.(178
(iletchgcwichts-l'crkolations- gcschwindigkeit pro Durchgang in l/cnv/min
I.	0.069
2.	0.058
.1.	0.060
4.	0.062
5.	(M)MI
Dynamische Stauung pro Durchgang in kg I.	5.56
2.	5.44
1	5.56
4.	5.56
5.	5..U
Sl:lli«rhi»r Rps!ui»h:tll in Iu	Λ -111)
Anfangsproteinloslichkeit (NSIl	'»2.2
lindnrolcinlnslichkcil (NSh	76."

!!."2! 0.217 0.059 0.02.S

0.IM4 0.05.1 0.056 0.056 0.056

5.5.1 5..1I 5.67 5.44 5.90

2.8

9.004

1.22

2.5 : I 4.86.1

1.444 0,^u2> 0.226 0.088 0,078

0.10.1

0.079 0.08.1 0.088 0.085 0.086

5.22 5,90 6,12 5.78 5.67

2.4	2.7	.1.5
9.(KM	9.(XM	9.(KM
1.22	1.22	1.22
2 I	2 I	2 I
4.5^4	5.029	4.(öX
2.9^11	.1.279	2.172
j (Uli	!.('2S	Ii J2)
0.29X	0.120	0.144
0.105	0.117	0.2.17
(UM7	0.067	0.224

0.152

0.2IX

92.2

77,1

0.06(1	0.091	0.078
(I.(l7(i	0.104	0.071
0.07X	o.m»	(1.072
0.077	O.lw.1	0.072
0.075	0.115	0.074
5.78	6.35	6.6')
4.99	6.35	6,6')
5.10	6.46	6.4(,
4.99	6.35	6.X0
5.22	6.58	6.69
4 SlVl	s I^	igt·)
'•2.2	92.?	92.2
S 3.1	63."	92.2

Beispiel 6

Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung unblanchierter Erdnüsse durch Vergleich der Extraktionsparameter blanchierter gegenüber unblanchierten Erdnüssen.
6a) 13.6 kg blanchierter Erdnußsplitter wurden wie in Ib) bearbeitet. Die Flocken wurden mit Hexaner bei 38° C extrahiert.

6b) 13.6 kg unblanchierter Erdnußsplitter wurden wi( in Ib) bearbeitet. Die Flocken wurden mit Hexaner bei 38°C extrahiert. Die Ergebnisse zeigt Tabelle

Tabelle 6

Mit Maut (unblanchiert)

Ohne Haut (blanchiert)

Stärke der konditionierten Flocke in mm O.38I-O.635 0.381-0.508

Feuchtigkeit der kondiiionierten Flocke nach dem Feuchi-heiß-

Konditionieren. aber vor dem Konditionieren mit trockner Wärme. ⁰A 10.14 9.6

Fortsei/Ulli!

Feuchtigkeit der getrockneten I locke nach dem Konditionieren mit trockne Wärme, aber vor dem F.xtrahieren, %

Anfangsgewicht der !'locken in kg

Tiefe des /u extrahierenden Bettes in m

Verhältnis von Lösungsmittel /u Feststoffen (handelsübliches Hexan)

Anfangsfettgehalt der Flocken in kg

Pro Durchgang entferntes Fett in kg (.lOmin/Durchgung) I.
2.
3.
4.

Fndlcttgehall der extrahierten Flocken

(ileichgewichts-Perkolationsgeschwindigkeit pro Durchgang in 1 /cm /min I.

Dynamische Stauung pro Durchgang in kg I.
2.
3.
4.
5

Maiischer Resigchaii in kg
Anfangsproteinlöslichkcit (NSI)
Kndproteinlöslichkeit (NSIl

MK Maul	Ohne Haut
(unhliinchierli	(hlanchicrl)
2.90	2,4
9.00	9,00
1.22	1.22
2.5 : 1	2.5 : 1
5.303	4,919
3.449	3.633
1.473	η m ι
0.254	0.217
0.044	0.059
0.032	0.028

0.054

0,061

	0.052	0.044
	0.063	0.053
	0.065	0,056
	0.067	0.056
	0.071	0.056
	6.35	5.53
	6.12	5.31
	6.12	5.67
	5.90	5.44
	6.12	5.90
	92.2	92.2
	72.8	76.2
Beispiel 7

Dieses Beispiel zeigt die Überlgenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Verfahren gemäß US-PS 26 45 650 bei Verwendung gleichen Ausgangsmaterials und bei möglichst identischen Bedingungen auf vergleichbaren Verfahrensstufen.

Zur Durchführung der Vergleichsversuche wurden 57 kg blanchierte Erdnüsse des »Runner«-Typs halbiert und in einem Bauer 341B-2000 Blanchierer gleichzeitig von den Erdnußherzen befreit. Die Erdnüsse wurden dann gut gemischt und in gleiche Portionen für ihren Einsatz in die zu vergleichenden Verfahren aufgeteilt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde dabei wie folgt verfahren:

Die Erdnüsse wurden zuerst mit einem Urschel-Modell CD-Zerkleinerer mit geraden Messern mit einem Abstand voneinander von 3 mm zu Granulat zerkleinert. Die zerkleinerten Erdnüsse wurden dann unter Verwendung einer Dixie Canners Modell RDTI-3-Retorte für 12 Minuten bei 104⁼C feucht-heiß konditioniert. Nach dem feucht-heißen Konditionieren wurden

v, die Erdnüsse in 36 χ 58 χ 20 cm Kästen gefüllt und auf die Temperatur der Umgebung abgekühlt. Die Erdnüsse wurden danach unter Verwendung von Ferrell-Ross-Flockenwalzen. Modell 18" χ 24" HD mit einem Rollenabstand von 0,13 mm -0,2 mm geflockt, wodurch

so Flocken mit einer durchschnittlichen Dicke von 0.S4 mm erhalten wurden. Die Flocken wurden dann in 61 χ 76 χ 8 cm Kästen bei 82° C für 6 Minuten in einem Aeroglide Cabinet Trockner getrocknet Die Richtung des Luftstroms wurde nach 3 Minuten von einem Aufwärtsstrom in einen Abwärtsstrom geändert. Die Flocken wurden danach mit eingeblasener Umgebungsluft drei Minuten gekühlt Vor der Extraktion hatten die Flocken die Temperatur der Umgebung.

Für die Extraktion wurden 19 kg Flocken verwendet. Ein Lösungsmittel/Feststoff verhältnis von 2,5/1,0 pro Durchgang wurde verwendet (45,4 kg Hexan). Die Temperatur des Hexans wurde bei 21°C gehalten. Die Extraktion wurde wie vor Beispiel I beschrieben und in F i g. 5 gezeigt durchgeführt.

Zum Vergleich wurde das Erdnußmaterial gemäß Verfahren d"f US-PS 26 45 650 wie folgt behandelt:

Die Erdnüsse wurden zuerst in einer Dickens' Mühle mit einem 3 mm Gitter zerkleinert. Es zeigt sich dabei, daß dieses Gitter das kleinste war, das zum Mahlen der Erdnüsse verwendet werden konnte, ohne daß Erdnußbutter entstand. Das angestrebte Produkt sollte eines sein, daß zu 30% durch ein 50 Maschen-Sieb (50 mesh screen) ging. Wegen der Freisetzung von öl sind gemahlene Erdnüsse in bezug auf die Teilchengröße extrem schwierig mit hinreichender Genauigkeit zu messen, da sie eine Tendenz zum Zusammenklumpen und Zusammenhängen beim Sieben zeigen. Um dieses Problem zu überwinden, wurde eine Probe in einer Säule mit einem Durchmesser von 5 cm langsam mit Hexan extrahiert. Nach der Extraktion und der Lufttrocknung wurde das Material durch US-Standard-Test Siebe Nr. 18 und 50 gesiebt, wobei ein Fischer-Wheeler Sieb-Schüttler verwendet wurde.

Der Feuchtigkeitsgehalt der gemahlenen Erdnüsse wurde dann durch Zugabe von Wasser unter Berücksichtigung des Feuchtigkeitsgehalts der Erdnüsse selbst auf die gewünschten 12% eingestellt. Es war dabei berechnet worden, daß dazu die Zugabe von 1,7 kg Wasser zu 21,2 kg gemahlenen Erdnüssen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 4,6% erforderlich ist. Die gemahlenen Erdnüsse wurden in zwei Portionen geteilt und die entsprechende Menge Wasser langsam zugegeben, wi.bei sorgfältig von Hand gemischt wurde. Die beiden Portionen wurden dann wieder vereinigt und nochmals sorgfältig gemischt. Die Mischung wurde dann bei Raumtemperatur unter Verwendung von Ferrell-Ross Flockenwalzen Modell 18" χ 14" HD mit einem Walzenabstand von 0,13-0,2 mm zu Flocken gewalzt. Dabei entstanden keine echten Flocken, sondern beim Abkratzen der Walzen wurden Teilchen oder Stücke verschiedener Größe erhalten.

Das Material wurde dann in 61 χ 76 χ 8 cm Kästen gegeben und bei 82°C für insgesamt 4 Minuten in einem Aeroglide Cabinet Trockner getrocknet. Die Richtung des Luftstroms wurde nach 2 Minuten von aufwärts nach abwärts umgekehrt. Das Material wurde bis zur Bestimmung seines Feuchtigkeitsgehalts in Behältern mit Plastikfutter aufbewahrt. Nachdem die Feuchtigkeitsbestimmung ergeben hatte, daß der Feuchtigkeitsgehalt im Produkt noch 9,3% betrug, wurde das bereits einmal getrocknete Material nochmal in bl χ 7b χ 8 cm Kästen gegeben und für weitere 3 Minuten getrocknet, wobei die Richtung des Luftstroms nach P/2 Minuten umgekehrt wurde. Das Produkt wurde dann durch eingeblasene Luft vor seiner Entnahme aus dem Aeroglide Cabinet Trockner abgekühlt. Das Material wies vorder Extraktion Umgebungstemperatur auf.

Für die Extraktion wurden 19 kg des vorbereiteten Materials benutzt. Pro Durchgang wurde dabei ein Lösungsmittel/Feststoff-Verhältnis von 2,5/1 verwendet (45,4 kg Hexan). Die Temperatur des Hexans betrug 21°C. Die Extraktion wurde wie vor Beispiel 1 beschrieben und in F i g. 5 gezeigt durchgeführt.

Ergebnisse

Wie Tabelle 7, in der die Ergebnisse der Vergleichsversuche einander gegenübergestellt sind, zeigt, waren die Ergebnisse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr gut

Dagegen waren die Versuche, mit Hilfe des

τ ciiatticiia gcniau uo-r ο 22 ~tj 2SO \ji aüä ι_.ΓιιΓιϋ35νιι Zu extrahieren, erfolglos. Wegen ihres hohen Ölgehalts ist es schwierig, Erdnüsse wie gemäß US-PS 26 45 650 erforderlich, zu mahlen. Die verwendete Methode war die einzig bekannte, die ein Erdnußmaterial lieferte, das dem gemäß US-PS 26 45 650 eingesetzten, von dem 30% ein 50 Maschen-Sieb passieren, nahekam. Andere Versuche zum Vermählen von Erdnüssen lieferten nur so Erdnußbutter. Das auf den erforderliche Feuchtigkeitsgehalt eingestellte (d. h. »feucht konditionierte«) Erdnußmaterial lieferte keine Flocken, wenn es durch die Ferrell-Ross-FlockenwaJzen geleitet wurde, sondern Klumpen oder ein Gemisch von Material verschiedener Teilchengröße und Teilchenform. Das Material sammelte sich an den Messern an, bevor es abfiel oder abgekratzt wurde. Das Material war viel feiner und dichter als die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen guten Flocken. ω

Die Ergebnisse der Versuche, das erhaltene Material zu extrahieren, indem Lösungsmittel durch 19 kg perkoliert wurde, waren sehr schlecht Erst nach etwa Z¹Ii Stunden nach dem Zeitpunkt, zu dem erstmals Hexan auf die Flocken gebracht wurde, erschienen die erster. Tropfen Extraktionslösung auf dem Sieb, das dec Boden der Säule bildete. Die Säule wurde über Nacht stehengelassen, dann wurden die Daten ermittelt Es wurde festgestellt, daß die Höhe des Hexanspiegels auf den Flocken innerhalb von 24 Stunden nur um 17 cm gefallen war. Daraufhin wurde die Säule noch über das Wochenende stehengelassen. Am Montag war die gesamte Hexanmenge durch das E.dnußmaterial

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dann geleert, wobei das Erdnußmaterial mit Hilfe eines Stocks herausgestoßen werden mußte, danach wurde der Säuleninhalt noch einmal gründlich gemischt, bevor eine Probe für eine Anylse abgenommen wurde. Es wurde dabei ein Fettgehalt von 6% ermittelt

Um eine mögliche Verbesserung der Extraktion zu erreichen, wurde beim zweiten Durchgang das Erdnußmaterial in angeteigter Form, d. h. im Gemisch mit dem Lösungsmittel auf die Säule aufgegeben. Zu diesem Zweck wurde das nach dem ersten Durchgang erhaltene Material langsam in die Glassäule gegeben, während gleichzeitig von oben Hexan in die Säule gesprüht wurde. Der Hexanfluß durch die Säule war etwas besser als beim ersten Durchgang, aber immer noch sehr schlecht (möglicherweise hätte der zweite Durchgang auch beim Arbeiten wie beim ersten Durchgang eine ähnliche leichte Verbesserung geliefert), wobei die Perkolationsrate 0,00093 l/cm² · min betrug. Diese Perkolationsrate änderte sich innerhalb von 3 Stunden nicht

Das Material wurde der Säule entnommen und wie oben beschrieben wurde eine Probe für eine Analyse entnommen. Die Ergebnisse der Analyse sind in Tabelle 7 aufgenommen.

27 labdle 7a Oaten der Extraktion	25 44 863	vor dem Flocken, %	Protein %	28	US-PS 26 45 650	91.3 76.4 66.6 71.6 69.7
behandlung		vor der Extraktion, %	27,0 27,4 26,4 27,2 61.1	Erfindung	entrallt
Feuchtigkeitsgehalt nach dem feucht-heißen Konditionieren, %			11,8	12,6
Feuchtigkeitsgehalt der gemahlenen Erdnüsse			entrallt	8,0
Feuchtigkeitsgehalt der getrockneten Flocken			4,6	19
Anfangsgewicht der Flocken, kg			19	2.5/1
Verhältnis Lösungsmittel/Feststoffe			2/1	143
Betthöhe (Ij cm Durchmesser), cm	, in l/cm2, min		274	9
Anlangsfettgchalt des Extraktionsbetts, kg			9,1	-
Endfetlgehalt der extrahierten Flocken, kg			0,036	-
Gleichgewichtsperkolationsrate per Durchgang 1. 2. 3. 4. 5.			0,071 0,062 0,062 0,063 0.066	_
Dynamische Stauung pro Durchgang in kg I. 2. 3. 4. 5.			14.4 '2,5 13,1 13,0 12,7	-
Statische Stauung in kg			8.7	92.2
Anfangsproteinlöslichkeit (NSI)	US-PS 26 45 650		91,3	-
Endproteinlöslichkeit (NSI)	2,43		69,7
Tabelle 7b Extraktionslösungsdaten				US-PS 26 45 650
Durchgang Fett % Erfindung		Kleinstteilchen \ Erfindung	0.75
1 18,12 2 4,45 3 0,96 4 0,26 5 0,09		0,02 0,01 0,00 0,01 0,00
Tabelle 7c Chemische Analyse der Flocken		Feuchtigkeit % NSI*) \
	Fett %	4.6 11.8 8.4 4.6 7.6
1. Erfindung Granulierte Erdnüsse (9750) feucht-heiß behandelt (9751) geflockt (9752) getrocknete Flocken (9753) extrahierte Flocken (9775)	50.1 46,7 48,6 50.6 0.2

29

Fortsetzung

*) ProteinloslichkeiL

30

	Protein %	Fetl%	Feuchtigkeit %	NSl*) %
2. US-PS 26 45 650
Gemahlene Erdnüsse	29,4	49,6	5,2	92,2
angefeuchtete gemahlene Erdnüsse	27,4	45,1	12,6	92,8
geflockt	26,8	46,8	11,4	84,2
getrocknete Flocken	28,1	48,3	8,0	83,0
extrahierte Flocken	57,8	2,6	8,8

nach zwei Durchgängen

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Gewinnung eines proteinhaltigen Materials mit geringem Fettgehalt aus Erdnußmaterial, wobei man das Erdnußmaterial auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6 bis 12% bringt, dann verflockt, den Feuchtigkeitsgehalt der Flocken durch trockene Wärme erniedrigt und schließlich das in den Flocken enthaltene öl mit einem Lösungsmittel extrahiert, dadurch gekennzeichnet, daß man den Feuchtigkeitsgehalt des Erdnußmaterials vor der Verflockung von 6 bis 12% durch feucht-heiße Konditionierung bei einer Temperatur von 71 bis 115° C für eine Dauer von 2 bis 45 Minuten einstellt und die Erniedrigung des Feuchtigkeitsgehaltes der Rocken aufwerte von 13 bis 6% vornimmt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Erdnußmaterial ganze ErdnüsseeksetzL

3. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Erdnußmaterial gespaltene Erdnüsse einsetzt

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Erdnußmaterial Erdnußgranulat einsetzt

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Erdnußmaterial gebrochene Erdnüsse einsetzt

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet* daß man das feucht-heiß konditionierte Erdnußmaterial vor der Verarbeitung zu Flocken kühlt

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß n.an das Erdnußmaterial blanchiert einsetzt

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Erniedrigung des Feuchtigkeitsgehaltes der Flocken durch Konditionieren mit trockener Wärme in üblichem Heizsystem rasch bis zu Werten von 2,5 bis 4% durchführt

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß man den Feuchtig' keitsgehalt des Erdnußmaterials vor der Verflokkung von 8 bis 11 % durch feucht-heiße Konditionierung für eine Dauer Von 10 bis 20 Minuten bei 93 bis 105⁰C einstellt.