DE1467499A1

DE1467499A1 - Verfahren zur Extraktion von OEl aus pflanzlichen Stoffen

Info

Publication number: DE1467499A1
Application number: DE19651467499
Authority: DE
Inventors: Couche Raymond Arthur; Cavanagh John Charles
Original assignee: CAVANAGH JOHN CHARLES; COUCHE RAYMOND ARTHUR
Current assignee: CAVANAGH JOHN CHARLES; COUCHE RAYMOND ARTHUR
Priority date: 1964-12-03
Filing date: 1965-12-03
Publication date: 1969-01-09
Also published as: DK116227B; GB1081640A; NL6515750A

Description

John Charles Oavanagh 1. Dezem^e

Raymont Arthur öouohe
Adelaide" !Terrace
Perth / Westaustralien

Verfahren zur Extraktion von öl aus pflanzlichen Stoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Extraktion von Öl aus pflanzlichen Stoffen, wobei die pflanzlichen Stoffe einer mehrstufigen Extraktion mit Hilfe eines im Gegenstrom zugeführten, hydrophilen, organischen Lösungsmittels oder einer derartigen Lösungsmittelmischung unterworfen werden. Das Verfahren ist dabei darauf gerichtet, aus pflanzlichen Stoffen, wie z.B. Reiskleie, Sojabohnen, Erdnüssen, Mais-(Korn-) Keimen, Kokosnußfleisch u. dgl. öl zu gewinnen und/ oder hieraus verbesserte proteinhaltige Stoffe herzustellen.

Üblicherweise wird das Öl durch Pressen der pflanzlichen Stoffe und/oder durch Extraktion mittels eines Lösungsmittels gewonnen. Aufgrund des verhältnismäßig geringen ölgehaliB einiger Stoffe ist die Ölausbeute beim Preßverfahre.1 vergleichsweise gering, zumal beim Pressen gewisse Ölmengen in den Poren der pflanzlichen Stoffe zurückbleiben und nicht erfaßt werden können. Um eine höhere Ölausbeute zu erhalten, muß daher eine Extraktion mit Hilfe eines Lösungsmittels vorgenommen werden. Ist bei pflanzlichen Rohstoffen mit geringem Ölgehalt, wie z.B. Reiskleie und Sojabohnen ohnehin eine Extraktion mit Hilfe eines Lösungsmittels erforderlich, so wird aufsein Abpressen.

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verzichtet und das Öl ausschließlich durch Extraktion mittels eines Lösungsmittels gewonnen.

Als Lösungsmittel wird bei dem bekannten Extraktionsverfahren durchweg ein Erdöl-Kohlenwasserstoff, wie z.B. Hexan, verwendet. Die Extraktion erfolgt dabei im allgemeinen in Einrichtungen, die nach dem G-egenstromverfahren arbeiten. Die üblicherweise verwendeten Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel dienen lediglich der Extraktion des Öls und haben sonst keinen nennenswerten Einfluß auf die der Extraktion unterworfenen Stoffe. Das bei dem Verfahren anfallende, vom öl befreite Mehlprodukt entspricht daher im wesentlichen dem Ausgangsprodukt} ein verbessertes bzw. ein in irgendeiner Weise vergütetes Produkt wird daher bei dieser Arbeitsweise nicht erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Extraktionsverfahren zu schaffen, mit welchem sich eine hohe Ölausbeute erzielen laut ind bei dem die anfallenden Stoffe verbesserte Eigenschaften haben.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Extraktionsverfahren der eingangs genannten Art der Y/as sergehalt der Extraktionsflüssigkeit in der ersten Stufe so eingestellt, daß in dieser ersten Stufe das der Extraktion unterworfene Material sich in Berührung mit einer Mischung aus dem Lösungsmittel und einer wesentlichen V/assermenge befindet, und daß sich in den nachfolgenden Stufen das Material in Berührung mit dem Lösungsmittel befindet, welches zunehmend weniger Wasser enthält, wobei die Menge an Lösungsmittel und Wasser und die Anzahl der Stufen so eingestellt werden, daß in der ersten Stufe nur eine minimale ülmenge sich von der

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Extraktionsflüssigkeit als getrennte Phase abtrennt und daß sich im wesentlichen kein öl in einer gesonderten Phase in zumindest der letzten Extraktionsbehandlung abtrennt. Das sich in den verbleibenden Stufen in einer gesonderten Phase abtrennende öl wird dabei auf dem Weg der Extraktionsflüssigkeit von der einen Stufe zu der nächstfolgenden abgetrennt.

Die Extraktionsbehandlung der pflanzlichen Stoffe wird mit Hilfe eines besonderen Lösungsmittels vorzugsweise in einer größeren Anzahl an Stufen vorgenommen, durch die das lösungsmittel im Gegenstrom zu dem der Extraktion unterworfenen Material hindurchgeführt wird. Das der Extraktion unterworfene Material wird demgemäß der ersten Behandlungsstufe zugeführt und schließlich aus der letzten Behandlungestufe abgeführt, während frisches, d.h. neues oder reines !lösungsmittel der letzten Behandlung β stufe zugegeben und aus der ersten Behandlungsstufe abgeführt wird. Jede Stufe besteht aus einem Behälter, in dem das Material in Berührung mit dem lösungsmittel umgerührt bzw. durohbewegt wird und dann im wesentlichen von dem Lösungsmittel wieder befreit wird. Zur Abtrennung der Extraktionsflüssigkeit von dem Extraktionsmaterial eignen sich insbesondere mit Fliehkraft arbeitende Dekantiervorriohtungen oder ein Gegenstrom-Waschfilter. Im allgemeinen empfiehlt es sich, in den beiden ersten Extraktionsstufen die Dekantiervorrichtung und in den verbleibenden Stufen den Filter zu verwenden. Andererseits kann aber auoh für alle Stufen des Verfahrens eine Dekantiervorrichtung vorgesehen werden. Das abgetrennte Lösungsmittel gelangt im Rücklauf zu dem Behälter der vorhergehenden (in der Ordnungszahl niedrigeren) Stufe, während das Extraktionsmaterial dem Behälter der nachfolgenden

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(in der Ordnungszahl, höheren) Stufe zugeführt wird. Bevor die Extrakt! ons flüssigkeit zu dem Behälter der vorhergehenden Stufe gelangt, wird etwaiges öl abgetrennt, welches als gesonderte Phase in der Extraktionsflüssigkeit vorliegt. Das abgetrennte öl kann dann gesonderten Vorratsbehältern zugeführt oder aber zu einem Produkt zusammengeschüttet werden, je nach der ölqualität der verschiedenen Stufen und den wirtschaftlichen Bedingungen des Verfahrens. Das.die letzte Behandlungsstufe verlassende Material ist vom öl befreitf nach dem Entfernen des Lösungsmittels entsteht so ein mehlartiges Produkt. Das die erste Stufe des Verfahrens verlassende Lösungsmittel, d.h. die beim Gresamtverfahren anfallende Extraktionsflüssigkeit, kann neben einigen anderen Komponenten noch etwas öl in Lösung enthalten. Das Verfahren ist dem in der Zeichnung dargestellten Pließdiagramm zu entnehmen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein hydrophiles Lösungsmittel, wie z.B. Azeton, oder eine im wesentlichen hydrophile Mischung aus Lösungsmitteln, z.B. eine Mischung aus Äthylalkohol, Äthylacetat und Azeton oder eine Mischung aus Äthylalkohol, Äthylacetat und Isopropyläther verwendet. Bei Verwendung von Mischungen können die für den jeweiligen Verwendungszweck geeignetesten Anteile der verschiedenen Mischungskomponenten leicht durch Versuche ermittelt we"rden. Bei der erstgenannten Mischung ist ein Volumenverhältnis von 1 : 1 t 1 besonders geeignet, während sich bei der zweitgenannten Mischung ein Volumenverhältnis von 4- r 2 : eignet. Das der Extraktion unterworfene Material wird im Gegensatz zu anderen Verfahren nicht in seinem normal trockenen Zustand, sondern in feuchtem Zustand der Behandlung unterzogen. Wird trockenes Material verwendet, welches

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keine Eigenfeuohtigkeit besitzt, so wird (vor der eigentlichen Behandlung) dem Material Wasser in einer Menge von etwa 20 bis 70 Grew.-#, bezogen auf das angefeuchtete Material, zugesetzt. Andererseits kann das Wasser auch zu der aus dem Material und. dem Lösungsmittel bestehenden Mischung in der ersten Behandlungsstufe oder aber zu der der ersten Behandlungsstufe zuströmenden Extraktionsflüssigkeit zugesetzt werden. Wesentlich ist, daß das lösungsmittel bzw. die Lösungsjoittelmischung einerseits so stark hydrophil ist, daß es bzw. sie mit einer wesentlichen Menge an Wasser mischbar ist, und daß es bzw. sie andererseits 3?ett oder öl in verhältnismäßig reiner Form löst, wenn es bzw. sie nur wenig oder kein Wasser enthält. Außerdem sollte das Lösungsmittel bzw. die Mischung einen Siedepunkt bzw. einen Siedebereich aufweisen, der niedriger liegt als der Siedepunkt des Wassers.

Das dem erfindungsgemäßen G-egenstromverfahren unterworfene Material befindet sich daher zu Beginn des Extraktionsverfahrens in Berührung mit einer Mischung aus Lösungsmittel und Wasser, in der der Anteil des Wassere verhältnismäßig groß ist und etwa 10 bis 30 VoI.-^ beträgt. Im Verlauf des weiteren Verfahrens kommt dann das Material in Berührung mit einem Lösungsmittel, welches zunehmend weniger Wasser enthält, bis es schließlich in die letzte Behandlungsstufe gelangt, in der es in Berührung mit neuem oder reinem Lösungsmittel steht, welches kein oder nur sehr wenig Was- *ser enthält.

In der ersten und zweiten Verfahrensstufe ist die Lösbarkeit des Öls in dem Lösungsmittel aufgrund des Wassergehalts des Lösungsmittels geringj das öl befindet sich daher in

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diesen ersten Stufen nicht nur in Lösung mit dem Lösungsmittel, sondern es "bildet eine gesonderte Phase, die entweder zum Boden des Lösungsmittels absinkt oder auf dem Lösungsmittel aufschwimmt bzw. in der Form von in dem Lösungsmittel verteilter Tröpfchen vorliegt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das derart in einer gesonderten Phase vorliegende Öl von der Extraktionsflüssigkeit abgetrennt, nachdem diese die eine Stufe verlassen hat und bevor sie dann der nächsten (in der Ordnungszahl niedrigeren ) Stufe zugeführt wird. Das Verfahren wird demgemäß über die Menge des Wassers und Lösungsmittels in bezug auf den ülgehalt des Materials sowie über die Anzahl der Stufen so gesteuert, daß sich in der ersten Stufe nur eine minimale ölmenge in einer gesonderten Phase abtrennt. In den nachfolgenden Behandlungsstufen, in denen das Lösungsmittel zunehmend weniger Wasser enthält, ist die Löslichkeit des Öls in dem Lösungsmittel erheblich größer, so daß in diesem Bereich sich eine wirksame Ölextraktion vollzieht. Es empfiehlt sich, das Verfahren so einzustellen, daß zumindest in den beiden letzten Stufen kein freies Öl vorhanden ist. Auf diese Weise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine außerordentlich wirksame Ölextraktion erzielt.

Das Öl, welches in den letzten Extraktionsstufen sich in Lösung in dem Lösungsmittel befand und dann bei der zunehmenden Verdünnung des Lösungsmittels mit V/asser beim Durchlauf von Stufe zu Stufe im G-egenstromverfahren aus der Lösung herausgetrieben wurde und eine gesonderte Phase bildete, ist verhältnismäßig rein und liegt in einer Porm vor, die äußerst wünschenswert ist.

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Das in der gesonderten Phase vorliegende öl kann in einigen oder in allen Stufen abgetrennt und gewonnen werden, bevor das Lösungsmittel im Gegenstrom der nächstfolgenden (in der Ordnungszahl vorhergehenden) Stufe zufließt. Im allgemeinen fällt das meiste öl in der Stufe 2 an} es wird abgetrennt,bevor das Lösungsmittel in die Stufe 1 gelangt. Das in Stufe 1 befindliche Lösungsmittel ist daher nahezu vollständig ölfrei und enthält etwa 10 bis 30 Vol.-#

Wasser.

Die Stufe 1 hat demgemäß keine öiextraktions-]?unktion$ ihre Punktion besteht vor allem darin, die in wässrigem Lösungsmittel lösbaren Stoffe, wie Zucker, Gummi bzw. Harzstoffe, Pigmente und andere Komponenten, die in dem wässrigen Lösungsmittel lösbar sind, zu extrahieren und mit der die Stufe 1 verlassenden Flüssigkeit abzuführen. Diese Stoffe bleiben daher bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht als Verunreinigungen in dem öl zurück und gelangen auch nicht mit· dem die einzelnen Stufen durchlaufenden Material in das mehlartige Endprodukt. Ein besonderer Vorteil besteht mithin darin, daß ein und dieselbe im Gegenstrom fließende Lösungsmittelmenge einerseits eine Extraktionsfunktion hat und ein hochwertiges öl liefert, andererseits aber die hiervon abweichende !Funktion der Entfernung der sonstigen Komponenten aus dem Material, wie Zucker, Gummi, Pigmente hat.

Bei gewissen Rohstoffen wird eine gewisse ölmenge bereits in der ersten Stufe des Verfahrens dem Rohstoff durch das wässrige Lösungsmittel entzogen. Diese sich in diesen Fällen unvermeidlich einstellende ölmenge geht mit dem wässrigen Lösungsmittel in die abfließende Extraktionsflüssigkeit. Das wässrige Lösungsmittel hat außerdem die

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Tendenz, einen Teil der freien Fettsäure-Komponente des in dem Material enthaltenen ÖIb zu lösen, die somit ebenfalls in die abfließende Extraktionsflussigkeit geht. Im Bedarfsfall kann das mit der Extraktionsflüssigkeit abgehende öl später wieder gewonnen werden. Allerdings ist dieses öl im allgemeinen von geringerer Qualität\ es enthält mehr freie Fettsäure als das in den Zwischenstufen abgetrennte öl.

■ Die neben dem öl vorliegenden, von dem wässrigen"Lösungsmittel in Stufe 1 entfernten Komponenten bestehen im allgemeinen aus Polyose sowie Gesohmacks- und Geruchs stoffen.

' In bestimmten Fällen werden spezifische Komponenten, wie antitryptisehe, digestive Inhibitoren (antitrypUo digestive inhibitor) und Urease im Falle der Verwendung von Soja-

\ bohnen, Gossypol im Falle der Verwendung von Baumwollsamen und JLflatoxin bei Verwendung von Erdnüssen, die mit Kolbenschimmel (aepergillus flavus) infiziert sind, entfernt.

Die den Extraktionsprozeß verlassende Flüssigkeit wird so behandelt, daß etwaiges, in einer gesonderten Phase vorliegendes öl zur Abtrennung kommt. Die Phase an der Oberfläche der Flüssigkeit (d.h. die Phase mit geringerem

spezifischem Gewicht) besteht aus öl und kleinen Mengen an Lösungsmittel, während die sich am Boden absetzende Pha'se (d.h. die Phase mit höherem spezifischem Gewicht) aus Lösungsmittel/Wasser mit den hierin gelösten geringen j Komponenten besteht. Im allgemeinen zeigt sich, daß der ,' Gehalt des Öls an freier Fettsäure sich teilweise in der [ am Boden absetzenden Phase und zum anderen Teil in der aufschwimmenden Phase befindet. Das abgetrennte öl ist demgemäß teilweise raffiniert und enthält weniger freie Fettsäure als übliches Eohöl. Die beiden genannten Phasen

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werden durch Sohwerkraft-Dekantieren oder durch Schleudern voneinander getrennt. Die aufschwimmende Phase wird dann, vorzugsweise in einer Vakuum-Extraktionssäule, erhitzt, um die geringen Mengen an Lösungsmittel zu entfernen und das öl in verhältnismäßig reiner Form zu gewinnen. Das lösungsmittel wird dann wiederverwendet. Die sich am Boden absetzende Phase wird einer Destillation, vorzugsweise einer Fraktionierung oder einer Rektifikationsbehandlung unterworfen, so daß das. Lösungsmittel abdestilliert wird und zwecks Wiederverwendung kondensiert wird, während das Wasser und die üblicherweise in Verbindung mit einer geringen ölmenge mit einem hohen Gehalt an freien fettsäuren befindlichen Nebenprodukte als Eückstand zurückbleiben. Das genannte öl entspricht demjenigen öl, welches in der ersten Stufe bei hohem Wassergehalt in dem Lösungsmittel in Lösung gehalten wurde; es kann wiedergewonnen werden, falls dies aus wirtschaftlichen Erwägungen erwünscht ist. Der wässrige Rückstand kann durch Eindampfen konzentriert oder einer anderen Behandlung zur Wiedergewinnung der hierin befindlichen verwertbaren Komponenten unterzogen werden.

Das von der zwischen jeweils zwei Stufen von der Extraktionsflüssigkeit abgetrennte öl kann dem öl zugefügt werden, welches von der abgehenden Extraktionsflüssigkeit abgetrennt und wie oben erwähnt, von dem Lösungsmittel befreit wurde. Statt dessen können die beiden anfallenden ölmengen aber auch voneinander getrennt bleiben, wobei beide ölmengen von dem Lösungsmittel befreit und als unabhängige Verfahrensprodukte verwertet werden.

Im folgenden werden einige Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutertt

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Beispiel I - Reiskleie

Die Extraktion wurde in einem achtstufigen Gegenstromverfahren in der oben "beschriebenen Weise durchgeführt. Als Lösungsmittel wurde eine Mischung aus 4 Vol.-Anteilen Äthylalkohol, 2 Vol.-Anteilen A'thylacetat und .1 YoI.-Anteil Isopropyläther verwendet. Auf jeweils 250 g der Stufe 1 zugeführten Heiskleie wurde etwa 500 g Wasser zugegeben. Außerdem wurde für jeweils 250 g der Stufe 1 zugeführte Reiskleie eine Menge von 1,575 1 Lösungsmittel der Stufe 8 zugeführt. Bei diesem Beispiel lag ein Teil des Öles in "freiem" Zustand (d.h. als gesonderte Phase) in dem die. Stufen 2 und 3 im Gegenstrom durchströmenden Lösungsmittel vor. Dieses öl wurde abgetrennt und der aus Stufe 1 abfließenden Extrakt!onsflüssigkeit (d. h. der aus dem Gesamtverfahren ausscheidenden Flüssigkeit) zugesetzt. Diese den Prozeß verlassende Flüssigkeit wurde in der oben beschriebenen Weise behandelt.

Eingesetzt wurden zwei Chargen an Reiskleie, d.h. also insgesamt 500 g Reiskleie, wobei folgende Werte ermittelt wurden»

ölausbeute: 77 g

Gehalt an freien Fettsäuren im Öl: 1,8 $>

Ausbeute an Mehlproduktι 299 g

Proteingehalt des Mehlprodukts: 18,5 $

(Oleinsäure)

(in knochentrockenem Zu-. stand)

(Stickstoff mal 6,5 des knochentrockenen Mehlprodukts)

Ausbeute an Nebenprodukten (ohne

öl) im knochentrockenen Zustand: 64 g öl zusammen mit Nebenprodukten: 6,5 g Gehalt an freien Fettsäuren in dem

mit den Nebenprodukten versehenen öl: 23,0

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Ein Teil des in dem oben erwähnten Beispiel anfallenden Öls (d. h. die Hauptölmenge von 77 g ausschließlich des die Nebenprodukte enthaltenden Öls) wurde in einem mit einem Gummistopfen verschlossenen Glasbehälter gelagert, wobei während der Lagerzeit von drei Monaten der Glasbehälter von Zeit zu Zeit geöffnet wurde. Hierbei konnte keine Änderung der Farbe des Öls festgestellt werden. Bei einer Vergleicheanalyse wurde für den Gehalt an freier Fettsäure der bereits bei der Herstellung des Öls ermittelte Wert von 1, 8 $ erhalten. Selbst nach einer lagerzeit von weiteren elf Monaten lag der Gehalt an freier Fettsäure unverändert bei 1,8 Ji.

Das Mehlprodukt war praktisch geruohs- und geschmacksfreif es lag in einer gereinigten Form vor. Nach einer dreimonatigen Lagerung des Mehlprodukte in einem Schraubendeokelglas mit Polyvinyleinlage, wobei das Glas häufig geöffnet wurde, 1(LbB das Mehlprodukt keine Veränderung im Aussehen und auoh keine Verschlechterung erkennen. Nach weiteren elf Monaten konnte ebenfalls keine Verschlechterung festgestellt werden.

Werden die Nebenprodukte durch Eindampfen auf eine Masse von 65 Ji Feststoffen und 35 & Wasser eingedickt, so ergibt sich ein dunkelbrauner Sirup, dessen Geruch sehr stark an Melasse erinnert (süß-bitterer Geruch).

Beispiel II - Sojabohnen

Zur Extraktion der Sojabohnen wurde ein achtstufiges Gebenstromsystem verwendet. Das Lösungsmittel bestand aus einer Mischung aus gleichen Vol.-Anteilen an Äthylalkohol,

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Äthylacetat und Azeton. Partien von {jeweils 4.50 g Sojabohnen wurden wie folgt behandelt:

300 g Wasser und Extraktioneflüssigkeit der Stufe 2 (900 g) wurden mit den zugesetzten Sojabohnen (450 g) gemischt. DievJS.o jabohnen wjardjew;=±ife dä&Bßjr^iösungsmit'tel-Wasser-Mischung verkleinert und dann etwa fünf Minuten* lang heiß (50° 0) verrührt» Anschließend wurden die Feststoffe von den flüssigen Stoffen getrennt. Die etwa-einen gleichen Gewiehtsanteil an Flüssigkeit enthaltenden Feststoffe wurden dann in den nachfolgenden Stufen des GNöfeenetromsystejms behandelt. Die Durchsohnittstemperatur in jeder Stufe betrug 50° 0 plu
jeder Stufe 5 Minuten,

Stufe betrug 50° 0 plus minue 5° 0, die Verweilzedt in

Die Flüssigkeit (Extraktionsflüssigkeit der Stufe 1) enthielt etwa 30 Gew.->$> Wasser sowie weitere Komponenten in Lösung. Das Lösungsmittel wurde durch Destillation wieder- ■> gewonnen, während die weiteren Komponenten (Nebenprodukte) zu einem wässrigen Extrakt eingedickt wurden. _Λ

Hinter dfr Stufe 3 und vor der Stufe 4 wurde das Feststoffe majfc^rjtal mittels einer mi$ hoher Drehzahl umlauf enden Zer-.i kleinerungsvorrichtung (Desintegrator) in Anwesenheit des Lösun^fm^telf-rzejpkleiniert, -Um₁^^,d$.§,,grg^en^^ilchen ,auf 'eine Größe zu

An frischem Lösungsmittel wurden lediglich 900 g zu den Feststoffen der Stufe 7 zugegeben, so daß die Stufe 8 er-* ■ halten wu,rde. Wasser wurde lediglich in Stufe 1. dem System zugesetzt. Aufgrund des bei dem Gegenetrom sich einstellendöi

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GKLeiohgewiohtes betrug der Wassergehalt der Extraktionsflüssigkeit in den Stufen 1 bis 8 etwa 30; 10$ 5,5| 4,5; 4,1} 4,0| 4,Oj 4,0 ?6, wobei der Wassergehalt des frischen Lösungsmittels sich auf 4 # belief.

Beim Setrieb dee G-egenstromsystems stellt sich in dem von den Stufen I, *, 3 und 2 zu den Stufen 4, 3, 2 und 1 strömenden lösungsmittel sowie in der die Stufe 1 verlassenden Bxtraktionsflüssigkeit das Ol in einer gesonderten Phase ein* Hinter den Stufen 5, 4, 3 und 2 wurde dann aus dem Lösungsmittel eine Zwischenstufen-Abtrennung des Öls vorgenommen, und zwar dadurch, daß das Ol unter Einwirkung seiner Schwerkraft in dem Lösungsmittel zur Absetzung gebracht und dann abgezogen wurde. Die größte ölmenge wurde aus dem aus der Stufe 4 abgezogenen Lösungsmittel gewonnen. Aue den aus der Stufe 1 abgezogenen Lösungemittel wurde das öl durch Dekantieren von der Oberfliehe des Lösungsmittels abgetrennt (das Lösungsmittel hat hier einen größeren Wassergehalt und entsprechend ein höhere« spezifisches Gewicht). Das au» den Zwischenstufen-Lösungsmitteln gewonnene Ol wurde dem aus dem Lösungsmittel der Stufe 1 gewonnenen Ol zugesetzt» dann wurde das EestXösemittel mittel« einer Dampfdestillation abgeschieden und dae Ol bei 120° 0 getrocknet.

TJm einen Massenausgleich zwischen dem zugeführten Ma.teri.al und den zugeführten Stoffen zu erzielen, wurde sum Abschluß . der Gegenstrombehandlung die letzte Partie an Sojabohnen ' ^duroh alle Stufen hindurchgeführt, und es wurde die gesamte \ Flüssigkeit destilliert, um das in ihr enthaltene Ol zu bestimmen· Dae Ol wurde von dem Lösungsmittel abgetrennt , . bei 120° 0 getrocknet und dem während der Gegenstrembehandlung gewonnenen öl zugesetzt. Die gesamte gewonnene ölmenge betrug 320 g bei 2250 g Sojabohnen, was einer Ausbeute von

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14, 2 $> der Sojabohnen entspricht. Das Öl war von hoher Qualität, offensichtlich frei von Harzstoffen und enthielt 0,22 j6 freie Fettsäure in der Form von Oleinsäure.

Der feste Rückstand aus Stufe 8 wurde durch Erhitzen in einem Zwangsumlauf--Luftofen bei 65° 0 und anschließender Erhitzung unter Vakuum (755 mm) bei 65° C von dem Xösungs-

von /

mittel befreit. Eine G-esamtmenge/1470 g trockenen Feststoffen wurde derart gewonnen. Die Feststoffe wurden dann in drei Siebklassen abgesiebt, die anschließend getrennt hinsichtlich des Rohproteins und des Restöls einer Analyse unterzogen wurden. Hierbei erge&sxsioh folgende Werte:

	Fraktion / Gewicht (g)	N χ 6.25 = Rohprotein
+ 44 Haschen	78	21,6
-44+60 Haschen	141	46,0
- 60 Haschen	1251	61,1

Peatöl

0,78

1,49 1,47

Sie Analyse der Feststoffe ergab, daß der antitryptische digestive Inhibitor sowie das urease, beides Stoffe, die normalerweise im Sojabohnenmehl: enthalten sind, ohne Zuhilfenahme eines zu deren Beseitigung bzw. Unschädlichmachung angewandten "Röstverfahrens" aus dem Mehl entfernt waren. Das Hehl wies demgemäß einen höheren Proteingehalt auf, da eine Hitzebeschädigung der Proteine vermieden werden konnte. ^e

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Das nach der Wiedergewinnung des Lösungsmittels aus der Flüssigkeit der Stufe 1 anfallende wässrige Extrakt bildete eine dicke gelbliche Emulsion. Diese Emulsion war in heißem und kaltem Alkohol sowie in einem Überschuß an Hexan lösbar.

,'Jt ;■ ■■■■.;■· -:■ ■·...·■· · ■

DurWh Auflösen in Hexan wurden zwei Produkte erhalten, und

zwar' " "■■"' ' ■·,■■/

1· ein wasserlösliches Material in einer wässrigen Schicht und > - '

2. ein hexanlöeliches Material (das meiste wahrscheinlich Harzstoffe und Leeithine) in einer Hexansohicht.

Diese Stoffe wurden getrennt gewonnen, wobei 217 g Feststoff in dem wässrigen-Extrakt und 16 g Harzfeststoff (Gummi) in dem Hexanextrakt anfielen.

Die gesamten bei diesem Verfahren anfallenden Stoffe warenι

Ausbeutet

- 22^0 g Sojabohnen	1	470	g
Trookene Feststoffe		320
öl		217
Feststoffe im wässrigen Extrakt		16
Feststoffe im Hexan-Extrakt		243
Wassergehalt und Yersuohs- verluste (Differenzbestimmung)	2	250	g

Da der normale Wassergehalt der Sojabohnen angenähert 10 $> betrug, war der für den Versuch angesetzte Wasser-Differenzwert zutreffend.

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f *S »'·■·.■ .'■'». ■

Beispiel III - Baumwollsamen

Zur Extraktion der Baumwollsamen-Kerne (Fleisch) wurde ein aohtstufiges G-egenstrom-Lösungsmittel-System verwendet. Das Lösungsmittel bestand aus einer Mischung aus Äthylalkohol, Ä'thylaoetat und Isopropyläther in einem Vol.-Verhältnis von 4 ι 2 t 1.

10 Partien von jeweils 200 g Baumwollsamen wurden wie folgt verarbeitet:

4-20 g Wasser wurden zu den Kernen zugegeben, die in einer Schleudermühle gemahlen wurden, so daß sie eine dünne, kremige Konsistenz aufwiesen. Diese Wassermenge war erforderlich, um eine wirksame Peinzerkleinerung jsu erzielen. Das zerkleinerte Gut wurde mit 1 300 g Flüssigkeit der Stufe 2 vermischt und heiß gerührt (50° 0 + 5°)| nach einer Rührzeit von 5 Minuten wurden Feststoffe und Flüssigkeit voneinander getrennt. Die Feststoffe, die angenähert im gleichen Anteil Flüssigkeit enthielten, wurden dann in den nachfolgenden Stufen des Q-egenstromsystems behandelt. Die Verweilzeit der Stoffe in jeder Stufe betrug 5 Minuten, wobei die Stoffe zugleich bei einer Temperatur von 50°ö+j> umgerührt wurden. Die Flüssigkeit (Flüssigkeit der Stufe 1) enthielt angenähert 33 G-ew.-jt Wasser und andere Komponenten in lösung. Das lösungsmittel wurde aus der Flüssigkeit der Stufe 1 durch Destillation wiedergewonnen, wobei die lösliehen Komponenten zu einem wässrigen Extrakt eingedickt wurden.

Zwischen den Extraktionsstufen 3 und 4 wurden die Feststoffe in Anwesenheit des Lösungsmittels mittels einer mit

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hoher Geschwindigkeit umlaufenden Zerkleinerungsmaschine zerkleinert, um die groben Teile auf eine für die ölextraktion wirksamere Größe zu bringen.

irisches Lösungsmittel wurde lediglich in einer Menge von 1300 g zu den Feststoffen der Stufe 7 zugegeben, wodurch die Stufe 8 gebildet wurde. Die einzige Wasserzugabe zu dem System erfolgte bei dem Naß-Aufmahlen der Kerne vor dem Mischen derselben mit dßr Flüssigkeit der Stufe 2 (wodurch die Stufe 1 gebildet wurde). Aufgrund des sich beim Gegenstrom einstellenden Gleichgewichtes beliefen sich die Prozentsätze an Wasser in der Gesamtflüssigkeit in der Reihenfolge der Stufen 1 bis 8 auf etwa 33| 10| 5j 4,2j 4»1$ 4tO| 4,Oj 4,0, wobei das frische lösungsmittel 4 Gew.-# Wasser enthielt.

Während des Betriebs des Gegenstromsystems wurde das sich in einer gesonderten Phase in dem die Stufe 2 verlassenden Lösungsmittel befindliche Öl abgetrennt, so daß dieses Lösungsmittel in ölfreiem Zustand in die Stufe 1 gelangte. Die Berührung des Lösungsmittels mit den in der Stufe 1 befindlichen Kernen ergab keine Oleztraktionj die die Stufe verlassende Flüssigkeit enthielt daher kein Ol in einer getrennten Phase. Das von der die Stufe 2 verlassenden Flüssigkeit abgetrennte öl wurde mittels einer Dampfdestillation vom Lösungsmittel befreit und bei einer Temperatur von 120° 0 unter Vakuum (755 mm) getrocknet. Das öl wies "eine hellgelbe Farbe auf und war von ausgezeichneter Qualitätj sein Gehalt an freier Fettsäure (Oleinsäure) betrug 0,34 #.

Die Gesamtölausbeute aus 2000 g Kernen betrug 440 g. Das beim Abschluß der Gegenstrombehandlung in den Flüssigkeiten der Stufen 2 bis 8 in Lösung befindliche öl wurde nicht ge-

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wonnen. Seine Menge belief sich auf etwa 50 bis 100 g.

Die festen Rückstände wurden durch Erhitzen auf 65° O in einem mit Luftumwälzung arbeitenden Ofen von dem Lösungsmittel befreit. Aus der Einsatzmenge von 2000g Kernen wurden insgesamt 1048 g Feststoffe gewonnen^ diese wurden abgesiebt, wobei folgende drei Produkte erhalten wurden:

	Gewicht (a)	f> der ur	$ Protein (η χ 6.25)	Rückstand Öl 0
	140	Kerne
Hülsen und Pasern	244	7,0	61,0	3,83
Mittelprodukt (-30 + 100 Maschen)	"Mehl" (-100 Maschen) 664	12,2	69,5	0,52
	33,2
1048	52,4

Eine Analyse des "Mehle s" auf freies G-ossypol ergab, daß diese toxische Komponente nahezu vollständig entfernt war. Es wurde lediglich ein Gehalt von 0,005 $> festgestellt.

Die Stickstofflöslichkeit in 0,02 If Hatriumhydroxyd gemäß dem Verfahren Lyman, Ghang Cough (J. Nutrition 49, 679, 1953) betrug 81,3 ^ und war daher höher als bei den meisten üblichen Baumwollsamen-Mehlen. Dieser Wert läßt die gute Proteinqualität erkennen. Die Entfernung des freien Gossypol durch Lösen (statt durch chemisches Abbinden mit einer Aminosäure (Lysine)) verbessert ebenfalls die Qualität des Proteinmehles gegenüber den in üblicher Weise hergestellten Produkten.

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In dem G-egenstroinsystem wurde eine Sonderpartie von 200 g behandelt, wobei die Feststoffe aus jeder Stufe auf ihren Olrestgehalt und auf freies Gossypol untersucht wurden· Dabei ergaben sich folgende Wertet

Stufe	ölgehalt (56 der trockenen Feststoffe)	freies Gossypol (Jf)
* 1	32,4	0,03
2	14,3	0,01
3	6,4	0,01
4	2,3	0,01
5	1,2	0,01
6	0,8	0,01
7	0,7	0,01
θ	0,6	weniger als 0101

ursprüngliche Kerne 0,84

Diese Ergebnisse lassen die hohe Wirksamkeit des Verfahrens (d.h. des mit einem wässrigen Lösungsmittel arbeitenden Systems) bezüglich der Entfernung weiterer Komponenten, wie z.B. des toxischen G-ossypols, von dem festen Produkt erkennen· Das Proteinprodukt war gesohmaok- und geruchlos und für alle monogaetrisehen Lebewesen sowie für Menschen zum Verzehr geeignet. Auch bei Prüfung der ölausbeute aus der Extraktionsflüsslgkeit der Stufe 2 ergab sich, daß das Gossypol sowie Farbstoffe des Rohöls praktisch vollständig entfernt waren. Es war daher nicht nur das Mehl, sondern auch das bei dem Verfahren anfallende Ol von verbesserter Qualität.

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Das wässrige Extrakt, welches bei der Wiedergewinnung des Lösungsmittels aus der Flüssigkeit der Stufe 1 anfiel, wurde eingedickt, wobei eine dicke "pechartige¹¹ Schicht während der Konzentration von der wässrigen Lösung abgetrennt wurde. Diese wurde gesondert von dem wässrigen Konzentrat gewonnen, welches hauptsächlich aus Polyose und wasserlöslichen Farbstoffen bestand. Dabei fielen folgende Extraktstoffe ant

"pechartiges" Material Polyose-Material

103 g H2 g.

Das G-esamt-Stoff glei chgewicht ging bei Berücksichtigung des in der Flüssigkeit der abschließenden Einsatzmenge in Lösung gehaltenen Öls auf.

Folgendes Ausbringen wurde ermittelt:

Feststoffe	1048	g
öl	444	β
Extraktetoffβ (Fest stoffe insgesamt)	223	g
	1715	β
Nicht ausgewiesen	285	β
	2000	£

(Eigenwasser, Versuchsverluste, öl in Lösung)

Beispiel IV - Erdnüsse

Die Extraktion der Erdnußkerne wurde in einem seohsstufigen Grepenstromsyetem durchgeführt. Das Lösungsmittel bestand aus,

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einer Mischung aus Äthylalkohol, Äthylaeetat und Isopropyläther im VoI.-Verhältnis von 4 t 2 ι 1.

Vier Partien von 250 g Kernen wurden wie folgt verarbeitet»

Zu jeweils 250 g Kernen wurden 520 g Wasser hinzugefügt, wobei die Kerne zu einem dünnen kremartigen Brei aufgemahlen wurden, der einen G-esamtwassergehalt von 70 $ aufwies. Dieser Brei wurde mit 1620 g Flüssigkeit der Stufe 2 gemischt und fünf Minuten lang heiß (50° C £ 5°) umgerührtj anschließend wurden die Peststoffe von der Flüssigkeit abgetrennt. Die Peststoffe, die eine angenähert gleiche Flüssigkeitsmenge aufwiesen, wurden dann in den nachfolgenden Stufen des G-egenstromsystems weiterbehandelt. Die Verweilzeit in jeder Stufe des Systems betrug fünf Minuten, wobei die Stoffe bei einer Temperatur von 50° ± 5° 0 umgerührt wurden. Die Flüssigkeit (Lauge der Stufe 1) enthielt angenähert 33 # Wasser und anderen Komponenten in Lösung sowie öl, welches eine gesonderte Phase bildete. Die Lauge bzw. Flüssigkeit der Stufe 1 wurde zur Wiedergewinnung des Lösungsmittels destilliert. Das öl und die sonstigen Komponenten wurden in dem wässrigen Extrakt zurückgehalten.

Zwischen den Extraktionsstufen 3 und 4 wurde der Feststoff in- Anwesenheit des Lösungsmittels zerkleinert, um ihn für die Ölextraktion weitgehend aufzuschließen.

Dem gesamten System wurden insgesamt nur 1620 g Lösungsmittel zugegeben. Das Lösungsmittel wurde dem Feststoff der Stufe 5 zugeführt, wodurch die Stufe 6 gebildet wurde. Wasser wurde lediglich den Kernen zugeführt, bevor diese in die Stufe 1 des Systems gelangten.

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Bei dem sich, einstellenden Gegenstrom-G-leichgewicht ergaben sich in der Reihenfolge der Stufen 1 bis 6 für den Wassergehalt in der Lauge bzw. Flüssigkeit etwa folgende Prozentanteile! 33} 10; 5} 4,2} 4,1} 4,0, wobei das frische Lösungsmittel 4 Gew.-% Wasser enthielt.

In den Stufen 1 bis 3 trennte sich das Öl in zwei Phasen ab, in Stufe 3 jedoch nur beim Abkühlen. Das sich von der kalten Flüssigkeit der Stufe 3 abtrennende Öl wurde abgezogen und mit dem öl aus der Stufe 2 vereinigt. Dann wurde das Lösungsmittel mittels einer Dampdestillation entfernt und das öl anschließend bei 120° 0 unter Vakuum (755 mm) getrocknet. Das dabei anfallende Öl war nahezu wasserklar und enthielt 0,30 $ freie Fettsäure (Oleinsäure). Die gesamte Ölausbeute betrug 401 g aus insgesamt 1000 g Kernen. Bas in Lösung in der Endlauge verbleibende und nicht wiedergewonnene Öl läßt sich auf vielleicht bis zu 100 g veranschlagen.

Die festen Rückstände wurden bei 65° 0 in einem Ofen mit zirkulierender Luft von dem Lösungsmittel befreit. Sie waren von nahezu rein weißer Farbe, geschinack- und geruchlos und als Protein-Nahrung für Menschen geeignet. Das Gesamtgewicht an trocken&em Produkt betrug 379 g| dieses wurde in drei Produkte abgesiebt, wie die folgende Tabelle erkennen läßti

Protein ölgehalt

I JjI X υ

Cj-ί oVjxxfO "ι *f*Q (rPWi Γ*lr\"fc V

/-η _q q \ /ν trockener trockener

⁽'-^ö*^b*^b*^J ^^g; Feststoff Peststoff

13,5	68,7
22,9	68,6
342,6	70,9

+ 60 Maschen

- 60 + 100 Maschen

- 100 Maschen 342,6 70,9 0,17

- 23 809902/0780

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Aus dem wässrigen Extrakt wurde 97 g Konzentrat in der Form eines dicken Sirups gewonnen, der 79 g Peststoffe, hauptsächlich Polyose und Geschmackskomponenten enthielt.

Folgende stoffliche Zusammensetzung wurde ermittelt!

Feste Produkte	379 g
.Öl	401 g
Extrakt-Feststoffe	79 g
Rest	141 g

(Eigenwasser, öl in Lösung und Versuchsverluste)

Da der Eigenwassergehalt zwischen 4 und 7 f< > liegt und bis zu etwa 10 i» Öl in Lösung enthalten ist, geht die Nachrechnung auf.

Es wurde eine zusätzliche Extraktion von Erdnußkernen durchgeführt, die zu 4 Teilen/Mio Aflatoxin B1, ein extrem toxisches Produkt des Kolbenschimmelpilzes (aspergillus flavus) enthielt. Ein Gutachten des "Tropical products Institute", London, ergab für das gewonnene Mehl in qualitativer Hinsicht niedrige bzw. negative Aflatoxin-Werte und in quantitativer Hinsicht Werte, die unter 0,007 Teile/Mio B1 lagen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich daher zugleich mit der Gewinnung eines qualitativ hochwertigen Öls die toxischen Bestandteile der Feststoffe wirksam entfernen.

Beispiel V - Mais-(Korn-) Keime

Mais-(Korn-) Keime wurden in einem achtstufigen Gegenstromsystem einer Extraktion unterzogen. Die Keime wurden in

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einen Zustand gebracht, den sie beim feuchten "Au&iahlen aufwiesen, d.h. sie enthielten 50 bis 53 $> Wasser. Als Lösungsmittel wurde eine Mischung aus gleichen Volumenanteilen an Äthylalkohol, Äthylaoetat und Azeton verwendet.

Partien von jeweils 250 g trookenen Keimen wurden wie folgt verarbeitet»

Die mit Wasser (250 g) versetzten Keime wurden 15 Minuten lang unter der Einwirkung des Wassers gehalten, so daß sich annähernd der feuchte Keim zurückbildete. Sie angefeuchtete Partie wurde mit 800 g Lauge bzw. Flüssigkeit der Stufe 2 gemischt und in einem mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Sohneidwerk (Waring Blendor) zerkleinert. Sie Mischung wurde dann fünf Minuten lang heiß (50° C + 5°) umgerührt| anschließend wurde der Peststoff von der Flüssigkeit abgetrennt. Das in einer gesonderten Phase in der Flüssigkeit (Lauge der Stufe 1) befindliche öl wurde dann abgetrennt, wobei die Lösungsmittellauge ausgeschieden wurde. Sine Wiedergewinnung des Lösungsmittels wurde bei dem Versuch nicht angestrebt) auch wurde hierbei keine Ermittlung der extrahierten Komponenten vorgenommen.

Der Feststoff wurde dann in den nachfolgenden Stufen des Systems weiterbehandelt. Die normale Extraktionstemperatur betrug 50° 0+5° und die Verweil- und Etihrzeit in jeder Stufe fünf Minuten.

An frischem Lösungsmittel wurden Θ00 g lediglich dem Festetoff der Stufe 7 zugesetzt, wodurch die Stufe 8 gebildet wurde. Der Wasserzusatz zu dem System bestand lediglich in dem aur Rückbildung der trookenen Keime verwendeten Wasser.

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80990/» / η 7 ft Π

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In der Praxis wird es sich empfehlen, die feuchten Keime von dem Filter unmittelbar dem Prozeß zuzuführen. Das sich beim öegenstrom einstellende öleichgewicht brachte in der Eeihenfolge der Stufen 1 bis 8 angenähert etwa folgende Wassergehalte (in £)ι 35| Hj 7J 5 J 4,3* 4,1J 4,0} 4,0, wobei das frische Lösungsmittel 4 Gew.-^ Wasser enthielt.

In den Stufen 1 bis 7 fiel das öl in einer gesonderten Phase an (in den Stufen 6 und 7 nur beim Abkühlen). Beim Entfernen des Öls aus der flüssigkeit der Stufe 2 wurde in Stufe 1, falls überhaupt, nur wenig öl extrahiert bzw. in einer gesonderten Phase gebildet.

Das anfallende öl wurde durch Abtrennung der ölphase von der wässrigen Lösmngsmittellauge in jeder Stufe gewonnen. Das öl wurde mittels einer Dampfdestillation von dem Lösungsmittel befreit und bei 120° 0 getrocknet.

Aus 1750 g trockenen Keimen ergab sich die folgende Ausbeute:

Öl 840 g

Pester Eückstand 721 g

Heat 189 (Eigenfeuchtigkeit, Verluste

und lösliche Komponenten.)

Das gewonnene öl war von hoher Qualität und eine Analyse "- des Hehls ergab einen Anteil von etwa 23 S^ rohem Protein (S χ 6,25) mit einem ölgehalt von etwa 3,6 ?6. Dieser hohe Restölgehalt läßt erkennen, daß entweder vor der Extraktion ein wesentlich weiterer Aufschluß des Materials durch Peinzerkleinerung vorgenommen werden muß oder in einer Zwischenstufe der Extraktion eine erneute Zerkleinerung durchgeführt werden muß.

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Der Vorteil des Verfahrens bei direkter Verwendung eines feuchten pflanzlichen Materials besteht darin, daß zugleich mit der Gewinnung eines hochwertigen Öls ein trockenes Mehl erhalten wird, welches sich vorzüglich als Proteinersätz eignet. Das gewonnene öl war offensichtlich von höherer Qualität als das mit den bisherigen Verfahren gewonnene Öl.

Beispiel VI - Kokosnußfleisch

Unter "Kokosnußfleisch" wird das feuchte Fleisch der Kokosnuß vor dem !Trocknen zu Kopra verstanden. Sein Feuchtigkeitsgehalt beträgt etwa 50 fi und sein ölgehalt angenähert 33 £.

Zur Extraktion des frischen Kokosnußfleisches wurde ein achtstufiges G-egenstromsystem verwendet. Das Lösungsmittel bestand aus einer Mischung aus Äthylalkohol, Äthylacetat und Isopropyläther im Vol.-Verhältnis von 4 ι 2 : 1. Partien von jeweils 500 g wurden wie folgt verarbeitet:

Kokosnußfleisch wurde zerschnitzelt und mit 750 g Lauge der Stufe 2 vermischt, so daß die Stufe 1 gebildet wurde.

bi

bei Diese Mischung wurde fünf Minuten lang/einer !Temperatur von

50° 0+5° umgerühri^ und es wurde anschließend der Peststoff von der Flüssigkeit abgetrennt. Ein Teil des Kokosnußöls bildete in der Flüssigkeit der Stufe 1 eine gesonderte Phase. Der Feststoff wurde dann in den nachfolgenden Stufen des Systems behandelt. Die normale Extraktionstemperatur betrug 50 C + 5 und die Verweil- und Umrührzeit 5 Minuten.

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Zwischen den Extraktionsstufen 2 und 3 wurde der Feststoff mittels eines mit hoher Geschwindigkeit unlaufenden Desintegrators in Anwesenheit des Lösungsmittels fein zerkleinert ..

Frisches Lösungsmittel wurde lediglich in einer Menge von 750 g den Peststoffen der Stufe 7 zugesetzt, so daß die Stufe 8 erhalten wurde. Dem System wurde kein Wasser zugeführt, da das natürliche Kokosnußfleisoh etwa 50 # Eigenfeuchtigkeit besitzt. Die angenäherten Wassergehalte (in Ji) in den Flüssigkeiten der Stufen Ϊ bis 8 betrugen bei öleiohgewioht 37| 15» 8| 5,5| 4,4| 4,2| 4,1| 4,0 #, wobei das ; frische Lösungsmittel einen Wassergehalt von 4 Grew.-^ auf- ' wies.

Das in diner gesonderten Phase in den Stufen 1 bis 4 (in den Stufen 3 und 4 nur bei Kühlung) anfallende Ol wurde von

der Lösungsmittellauge jeweils abgetrennt und derart ge- ,

wonnen. Das Ol aus allen Stufen wurde miteinander vereinigt !

und mittels einer Dampfdestillation vom Lösungsmittel be- :

freit und bei einer Temperatur von 120° C getrocknet· ,

Das Feststoffprodukt wurde bei einer Temperatur von 85° 0 in einem Ofen mit zirkulierender Luft getrocknet und dann zu zwei Produkten, nämlich über 100 Haschen und unter 100 Haschen, abgesiebt. Das Produkt unter 100 Haschen (Kokosnußaehl) wurde analysiert, wobei für den Rohprotein- und Hestölgehalt folgende Werte erhalten wurdenι

Rohprotein (Hx 6,25) = 35,1 Ji des trockenen

Teststoffee.

Bestöl * 0,30 Ji des trockenen

Feststoffes.

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Insgesamt wurden acht Partien verarbeitet, wobei die 7· Partie zur Beurteilung der ölextraktion und die 8, Partie zur feststellung des Einflusses der Zerkleinerung in einzelne Proben aufgeteilt wurden. Partie 8 wurde hinter der Stufe 2 nicht zerkleinert, sondern als geschnitzeltes Material insgesamt durch die einzelnen Verfahrensstufen hindurohgeführt. Außerdem wurden von der Partie 8 Ölextraktionsproben genommen. Die dabei ermittelten Werte für das Ausbringen der einzelnen Stoffe stellen daher keine wahre Angabe der vollständigen Gewinnung dar. ' ■

Insgesamt wurde eine ölmenge von 1 117 g gewonnen, zu der eine weitere ölmenge von etwa 200 g hinzuzurechnen ist, die aus dem Lösungsmittel wiedergewonnen werden kann und aus dem Peststoff nicht extrahiert wurde. Die Ausbeute betrug daher etwa 33 i·· Das öl war wasserklar und von hoher Qualität. Der Gehalt an freier Fettsäure (Oleinsäure) betrug 0,09 i»\ er war hinsichtlich der freien Fettsäure von einer annehmbar verbesserten Qualität.

Die Geeamtfeststoffausbeute aus den sechs Partien betrug 385 g, was einer Auebeute von 12, 8 j£ entspricht. 50 i» hiervon bestanden aus "Mehl* und 50 ?C aus einem Gut über 100 Maschen. Das Mehl war geschmacklos, rein weiß, geruchlos und wies einen niedrigen Pasergehalt auf. Es bildete einen für jeden Verwendungszweck, einschließlich der Verwendung als Nahrungsmittel für Menschen geeignetes Proteinmaterial.

Die bei den beiden letzten Partien festzustellende Ölextraktion ließ die Notwendigkeit einer Feinzerkleinerung des Materials erkennen. Ss wurden hier folgende Ergebnisse ersieltt

. - 29 -

809907/078(1

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Partie	7	nach Stufe
		2 4 6 8
Partie	8	naoh Stufe
		4 · 8

Restöl des trockenen Feststoffes)

2,7 1,4

Restöl des trockenen Feststoffea)

19,8 9,0

Das nach dem Abdeetillieren des Lösungsmittels in der Lauge der Stufe 1 verbleibende wässrige Extrakt wurde auf 168 g Kokosnußsirup eingedickt« Dieser Sirup enthielt Polyose und andere Komponenten. Er hatte einen angenehmen Kokosnußduft.

Die Gesamtbereohnung führte unter Berücksichtigung der während des Q-e samtverfahr ens durchgeführten Änderungen zu folgender Aufstellung«

Feststoffe	12,8
öl	33,0
Extrakt (geschätzt)	4,0
Eigenfeuchtigke it	50,0
Heat (Differenzwert)	0,2

(trockener feststoff)

Dieses Ausführungsbeispiel läßt die Anwendung des Verfahrens auf ein feuchtes Rohmaterial sowie den sich hierbei einstellenden Vorteil der Vermeidung einer !Erooknungsatufe erkennen»

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Beispiel VII - Kaffeesatz

Unter "Kaffeesatz" ist der feuchte Feststoffrücfcstand zu verstehen, der bei der Herstellung des Pulverkaffees na&h der Extraktion des wasserlöslichen Kaffees vorliegt. Der übliche Wassergehalt des Kaffeesatzes beträgt- 60 $ und der bei dem folgenden Beispiel verwendete- handelsübliche Kaffeesatz wies einen Wassergehalt von 62 fo auf. ■

Die Extraktion des Kaffeesatzes wurde in einem sechsstufigen Gegenstromverfahren durchgeführt. Als Lösungsmittel wurde eine Mischung aus Äthylalkohol, Äthylacetat und Isopropyläther in einem VoIr-Verhältnis von 4 * 2 j 1 verwendet. Partien von jeweils TOO g wurden wie folgt verarbeitet: '

Der feuchte Satz wurde mit 1000 g Lösungsmittel aus Stufe 2 vermischt und fünf Minuten lang bei einer Temperatur von 50° 0 + 5° umgerührt. Anschließend wurde der Feststoff ^ " von der Flüssigkeit abgetrennt. Der Feststoff, der etwa 'zu? gleichem Anteil Flüssigkeit enthielt, wurde danii deri anderen Stufen des Gegenstromsystems zugeführt, in denen er fünf Minuten lang bei einer Temperatur von 50° 0+5° behandelt wurde. Die Flüssigkeit (Lauge aus Stufe 1) wurde zur Ge- ' winnung des Öls und anderer in Lösung befindlichen Komponenten zurückgehalten. ■ ,.-,.*.

Dem System wurde kein Wasser zugeführt! der GesamtwassergV-halt entspricht daher dem Wassergehalt dös feuchten Sat;ze"is. Frisches Lösungsmittel wurde in einer Menge von 1000g lediglich mit dem Feststoff der Stufe 5 vermiscni, ' so daß die Stufe 6 gebildet wurde. Der WassergetialV'dfer^Xäügen der Stufen 1 bis 6 betrug angenähert 44} 16j 7,5j ί,Ί| 4V3j 4,1 #, wobei das frische Lösungsmittel 4 Gew.-$ Wasser enthielt

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und das Extraktionssystem sich, im Gleichgewicht befand.

Hach-dem zur Erzielung der Gleichgewichtsbedlngungen Tier Partien verarbeitet worden waren, wurden zwei Partien zur Ermittlung der quantitativen Werte dem Verfahren unterworfen. In den Stufen 2 bis 5 (in Stufe 5 nur bei Abkühlung) bildete das Ol eine gesonderte Phase, wobei der ölanteil in Stufe 2 äußeret gering war und die Hauptmenge in Stufe 4 abgetrennt wurde. Das öl war dunkelbraun und hatte einen schwachen Kaffeegeruoh. Es enthielt 0,6 fL freie Fettsäure (Oleinsäure) und ließ sich leicht abscheiden. Die Ausbeute betrug 114,0 g entsprechend 8,2 i» des feuchten Kaffeesatzes oder 21,6 i» des trockenen Kaffeesatzes.

Eine Hexan-Extraktion der Lauge der Stufe 1 (vor der Wiedergewinnung des Lösungsmittels durch Destillation) brachte eine Ausbeute von 12, 2 g eines wachsartigen Öls (welches bei normalen Außentemperaturen von 20 bis 25° C einen festen Wachs bildete). Dieser Wachs hatte eine stark dunkelbraune bis schwarze Farbe und wie* einen strengen Geruch nach gebranntem Kaffee auf. Die Auebeute betrug 2,3 i» des trockenen Kaffeesatzes.

■· '■""-^: · ■ ' ■ · - ' aus , Das durch die LösungamJLttel-Deat illation/ der Lauge der Stufe 1 gewonnene wässrige Extrakt enthielt 7,0 g Feststoff (trocken)ι durch Eindampfen des wässrigen Extraktes wurden 9,0 g trockenes Material erhalten. Die Menge des gesamten extrahierten Feststoffe· betrug daher 16,0 g entsprechend einer Auebeute von 3,0 Jt des trockenen Kaffeesatzes.

Der Feststoffrückstand der Stufβ 6 wurde durch Erhitzung

auf eine Temperatur von 65°fXI in einem 6ten mit Luftslrkula- j tion von dem Lösungsmittel befreit. Das Gesamtgewicht des

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trockenen Rückstandes betrug 391 gentsprechend einer Ausbeute von 73,5 1° des trockenen Kaffeesatzes. Dieser Rückstand war geschmacklos und wies einen Proteingehalt von 14 # auf.

Die Zusammenstellung ergab im einzelnen folgende Werter

Einsatz

1400 g feuchter Kaffeesatz = 532 trockener

Kaffeesatz

Ausbeute	Gewicht (κ)	Prozent des trockenen Kaffeesatzes
öl	114,9	21,6 ■
Wachs	12,2 .-	*,, - -, . :* .2,-3· ·■■ - -**
Feststoffrück- , stand	391,0	.-".-. 73,5 , .., .,"
Peststoff im Extrakt	16,0	■■■■■'■"·■ --'-3,-O ■'■ '
Yersuchs- sohwankungen	. —3,9 ,.
	532,0	100,0

Dieses Beispiel läßt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf ein feuchtes Pflanzenmaterial erkennen,.bei dem ein leicht" raffiniertes Öl erhalten wird. Dies kannmit den bisher zur Verfügung stehenden Verfahren, bei denen in einer ersten Arbeitsstufe eine !rocknung vorgenommen wird, nicht erreicht werden.

,._:,:.., . ... ,.:.. .Seis.pie.1 VJII. -r.Re.iskleie .·..-■. _; ■

Zum Vergleich der ölextraktion wurden zwei Reiskleie-Prolien, die bereits mehrere- Wochen an der Außenluft standen und daher stark zersetzt waren, einer Extraktionsbehandlung

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üö ν

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" unterzogen, und «war die eine in herkömmlicher Weise und die andere mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei . als Lösungsmittel eine Mischung aus Äthylalkohol, Äthylaoetat und Isopropyläther verwendet wurde. Es wurde dabei ein vierstufiges Extraktionsverfahren mit Hexan in Vergleich au einer seohsstufigen -Extraktion mit der genannten Mischung gesetzt, da die Stufen 1 und 2 des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht als eigentliche ölextraktionsstufen bezeichnet werden können. Es wurde keine ölausbeute erzielt, sondern lediglich der Restölgehalt bestimmt, um eine Anzeige für den relativen Extraktionsgrad zu erhalten.

Die Hexan-Extraktion wurde in drei Partien im Gegenstromverfahren mit 600ml Lösungsmittel und 250 g Reiskleie je Stufe durchgeführt. Das gewonnen· Ol hatte einen Gehalt an freier Pettsäure von 17,4 Ji (Oleinsäure). Der nach der Extraktion verbleibende ölgehalt des Mehls betrug 12,1 J* des trockenen Mehlgewichts.

Die Extraktion nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde mit vier Partien von 250 g ausgeführt· Die erste Stufe bestand aus 250 g Reiskleie, 200 g Wasser und 675 al Lösungsmittel-Lauge der Stufe 2· Frisches Lösungsmittel wurde lediglich der Stufe 6 in einer Menge von 675 ml zugeführt. Das In der Lauge der Stufen 2 bis 4 in einer gesonderten Phase anfallende öl wurde abgetrennt. Dieses Ul enthielt 2,7 * freie Fettsäure (Oleinsäure). Der verbleibend· ölj ^ gehalt des trockenen Mehls betrug 2,2 Ji.

Dieses Beispiel läßt deutlich die Vorteile des erfindungegemäßen Verfahrens bei der Herstellung von öl mit niedrigem Gehalt an freier Fettsäure, d.h. eines teilweise raffinierten Öles, erkennen.

Patentansprücheι

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Claims

-34- U67499 Patentansprüche

1. Verfahren zur Extraktion von O^ aus pflanzlichen Stoffen, wobei die pflanzlichen Stoffe einer mehrstufigen Extraktion mit Hilfe eines im Gegenstrom fließenden hydrophilen, organischen Lösungsmittels oder einer Lösungsmittelmischung unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt der Extraktionsflüssigkeit in der ersten Stufe so eingestellt wird, daß in dieser ersten Stufe die Stoffe sich in Berührung mit einer Mischung aus dem Lösungsmittel und einer wesentlichen Wassermenge befindet, und daß sich in den nachfolgenden Stufen die Stoffe in Berührung mit Lösungsmittel befinden, welches zunehmend weniger Wasser enthält, und daß ferner die Menge _an Lösungsmittel und Wasser und die Anzahl der Stufen so eingestellt werden, daß in der ersten Stufe nur eine minimale Ölmenge sich von der Extraktionsflüssigkeit als getrennte Phase abtrennt und daß sich im wesentlichen kein öl in einer gesonderten Phase in zumindest der letzten Extraktionsbehandlung abtrennt, wobei das sich in den verbleibenden Stufen in einer gesonderten Phase abtrennende öl von der Extraktionsflüssigkeit auf dem Weg derselben von der einen Stufe zu der nächstfolgenden abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Lösungsmittel Azeton oder eine Mischung aus Äthylalkohol, Äthylacetat und Isopropyläther oder eine Mischung aus Äthylalkohol, Äthylacetat und Azeton ist.

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3. Verfahren nach, Anspruch· 2, dadurch, gekennzeichnet, daß das hydrophile lösungsmittel eine Mischung aus Äthylalkohol, Äthylaoetat und Isopropyläther in. einem Volumenverhältnis von 4 ι 2 : 1 ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Lösungsmittel eine Mischling aus Äthylalkohol, Äthylace.tat und Azeton in einem Volumenverhältnis von 1 ι 1 χ ΐ ist.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt der ersten Stufe durch Zugabe von"Wasser zu den Stoffen so eingestellt wird, daß der WaBsergetiält; etwa 10 bis 30 Vol.-$> der Gresamt-Extraktionsflüssigkeit' der ersteh Stufe beträgt.

6. Verfahren nach' einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt der ersten Stufe durch Zugabe *vöii'Ifasö'er zu der von der"zweiten Stufe zur ersten ^ufe^^lfln^ind-en Exträktiönsfiussigk'eit so eingestellt wird, daß* der täs^seigeiiaTt angenähert 10 bis 30 VoI.-^ der gesamten Extr'aktiOnWfliiesigkei't der ersten Stufe beträgtV

7· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geicenÄzeicJme't,' daß die Stoffe Während der Extraktion einer zweiten Zerkleinerung uüterworfieh werden.

BAD ORIGINAL
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