DE2007588A1 - Verfahren zur Verbesserung von Mehlen aus Leguminosensamen und Vorrichtung zu dessen Durchfuhrung - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung von Mehlen aus Leguminosensamen und Vorrichtung zu dessen DurchfuhrungInfo
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Description
Neuanmeldung
Anmelderin: Firma HOLTZ & WILLEMSEN,
Krefeld-Uerdingen
Krefeld-Uerdingen
Verfahren zur Verbesserung von Mehlen aus
Leguminosensamen und Vorrichtung zu dessen
Durchführung.
Leguminosensamen und Vorrichtung zu dessen
Durchführung.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung von Mehlen aus Leguminosensanen, insbesondere zur Herstellung
von Bitterstoff-freien, ureasefreien und geschmacklich indifferenten Sojabohnenvollmehlen und betrifft auch eine vorteilhafte
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist bekannt, daß Leguminosensamen, insbesondere Sojabohnen
für die Verwendung als Uahrungs- und Futtermittel wertvolle
Stoffe enthalten. Es ist ferner bekannt, daß es äusserst
schwierig ist, dem Rohprodukt diejenigen Geruchs- und Geschmackskomponenten, insbesondere Bitterstoffe, zu entziehen,
Stoffe enthalten. Es ist ferner bekannt, daß es äusserst
schwierig ist, dem Rohprodukt diejenigen Geruchs- und Geschmackskomponenten, insbesondere Bitterstoffe, zu entziehen,
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200/588
die als geschmacklich unangenehm empfunden v/erden. Sojabohnen
und die aus ihnen hergestellten Hehle v/eisen einen starken, bohnigen, bitteren Geschmack auf. Ferner enthalten sie Stoffe,
die die Verdaulichkeit negativ beeinflussen bzw. wachstumshemmend
wirken, wie Trypsininhibitoren, llämagglutinine,
Saponine und verschiedene Enzyme, unter anderem Urease.
Es sind zahlreiche Verfahren bekannt geworden, mit denen fe versucht worden ist, das Sojabohnengrundmaterial geschmacklich
sowie in seiner Verwertbarkeit zu verbessern und von unangenehm sich auswirkenden Stoffen zu befreien. Im
wesentlichen lassen sich die bekannten Verfahren in drei Gruppen einordnen,
(a) Verfahren, bei denen Chemikalien angewendet v/erden,
(b) Verfahren, die durch Einwirkung von Gasen, wie SO2 eine wirksame Entbitterung anstreben, und
(c) Verfahren, bei denen das Sojabohnen-Rohmaterial der Einwirkung von Wasser bzw. Wasserdampf ausgesetzt
wird.
Die bekannten Verfahren der Gruppen (a) und (b) haben den Machteil, daß Fremdstoffe zugesetzt werden, deren restlose
Entfernung aus dem behandelten Gut sofern überhaupt nur re lativ aufwendig vorgenommen werden kann. Die bekannten Verfahren der Gruppe (c) haben ebenfalls bedeutsame Nachteile.
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Sofern die Behandlung, wie in zahlreichen Verfahren angegeben durch den Zusatz von Wasser mit oder ohne Chenikalienzusatz
und unter gegebenenfalls wechselnden Temperaturen vorgenommen wird, besteht die Gefahr, daß das Produkt wohl
geschmacklich verbessert, aber nicht von den beinhalteten toxischen und wachstumshemmenden Stoffen befreit wird.
Ferner lassen sich die ggf. zugesetzten Chemikalien nicht restlos entfernen. Darüber hinaus besteht bei diesen Verfahren
die Gefahr, daß durch die eintretende Quellung das Gutmaterial einer Säuerung unterliegen kann, die durch Zusatz
von alkalischen Stoffen kompensiert v/erden muss. Da man andererseits, wie oben bereits ausgeführt, eine wässrige
Behandlungsflüssigkeit v/egen der Gefahr einer Säuerung nicht zu langzeitig einwirken lassen soll, viel mehr kurze
Zeiten, wie etwa 10 Hinuten lange Einwirkung, bekanntermassen
empfohlen werden, hat man auch schon versucht, die zuvor genannten Machteile dadurch zu beheben, daß man in der Behandlungsflüssigkeit das Wasser wenigstens teilweise durch Alkohol ersetzt.
Auch damit ist man nicht zu dem gewünschten Erfolg gelangt, weil die dazu erforderlichen Vorrichtungen vergleichsweise
aufwendig sind. Auch weitere Bemühungen, günstigere Arbeitsverhältnisse dadurch zu schaffen, daß der p„-Wert des zu
behandelnden Gutes gegenüber dem ursprünglichen Viert um wenigstens 0,5 verändert wird, haben nicht befriedigt.
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Bei einem der bekannten Verfahren wird Wasserdanpf mit einem
überdruck von 0,5-1 atü mehrmals ca. 1/2 Stunde lang auf
das zu behandelnde Gut zur Einwirkung gebracht, wobei zwischendurch jeweils abgekühlt wird. Wenn man technisch vorteilhaftere
kürzere Einwirkungszeiten anstrebt, dann ist es erforderlich, wenigstens bei relativ hoher Temperatur zu arbeiten. Dabei
entsteht dann die Gefahr, daß die Koagulationstemperatur der Eiweißbestandteile, die bei etwa 76 - 800C liegt, überfc
schritten wird. Man hat diesen letztgenannten Machteil dadurch zu vermeiden gesucht, daß man das Gut in unzerkleinertem
Zustand einer solchen Veredelungsbehandlung unterzogen und danach getrocknet hat, bevor es zerkleinert wurde. Dies lässt
sich, mindestens bei nichtentöltem Rohmaterial, nicht mit Erfolg durchführen, denn dieses nichtentölte Material muss bei
Temperaturen unter der Koagulationstemperatur des Eiweißes vergleichsv/eise intensiv behandelt v/erden, weil das Behändlungsmedium,
in diesem Falle Wasserdampf, den gesamten Bohnenkörper durchdringen und aufschliessen muss, ehe eine Einwirkung
auf die Bitterstoffe und Hemmstoffe möglich ist.
In Allgemeinen ist es mit den bekannten Verfahren allenfalls gelungen, die unerwünschten Enzyme zu beeinträchtigen, jedoch
sind die Bemühungen, die Bitterstoffe und unerwünschten Stoffe mit toxischem Charakter sowie fttitrypsin und der-
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gleichen Substanzen zu entfernen, bisher nicht vollbefriedigend
gewesen. Sinngeräss das gleiche gilt für solche bekannten Verfahren, bei denen unter Anv/endung von hohem Druck gearbeitet
wird. Abgesehen davon, daß die Druckbehandlung sich auf die Qualität des Produktes nachteilig auswirken kann,
weil dabei leicht öl abgepresst wird, was dann zur vorzeitigen Ranzidität des Produktes führt, sind solche die Anv/endung von
hohen Drucken erfordernde Verfahren wegen der dazu benötigten Vorrichtungen technisch aufwendig. Dies gilt auch für bekannte
Vorschläge, die durch Bitterstoffe und sonstigen unerwünschten Substanzen durch Einwirkung von Infrarot- bzw. Hochfrequenz-Strahlung
zu entfernen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bisherigen Nachteile zu vermeiden und ein technisch einfaches und wenig
aufwendiges Verfahren zu schaffen, mit welchem sich Bitterstoff-freie, das Wachstum nicht hemmende und geschmacklich
indifferente Sojabohnenvollmehle gewinnen lassen.
Diese Aufgabe wird gelöst mittels eines Verfahrens der eingangs beschriebenen Art, bei dem rohes, nichtentöltes Gut,
das entschält sein kann, zerkleinert, bei erhöhter Tempe-
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ratur mit überhitzten Dampf behandelt und danach vermählen
wird, und v/elches erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet
ist, daß das zerkleinerte Gut 10 - 60 Sekunden lang in einen eine Pralleinrichtung aufweisenden Raun: mit den
überhitzten Dampf als Trägermedium bei einer Temperatur von 110 - 150°C verwirbelt wird. Dabei kann nan zweckmässig
den als Wirbelmedium dienenden überhitzten Dampf mit einer Temperatur von 180 - 200°C auf Raumtemperatur
aufweisendes Dehandlungsgut zur Einwirkung bringen. Es ist jedoch auch möglich, das Behandlungsgut in auf etwa
50 - 60°C vorerwärmtem Zustand einzusetzen und den als Wirbelbettmedium benutzten überhitzten Wasserdampf mit
einer Temperatur von 140 - 16O°C darauf zur Einv/irkung zu bringen.
Wie überraschend gefunden wurde, gelingt es durch intensive Verwirbelung bei vergleichsweise hoher Temperatur in Anwesenheit
von Wasserdampf unter gleichzeitiger mechanischer Beanspruchung in äusserst kurzer Zeit, nicht entöltes Behandlungsgut
so hervorragend zu veredeln, daß ohne jegliche Qualitätseinbusse ein von Bitterstoffen befreites neutralschmeckendes,
von unerwünschten Enzymen freies Sojaprodukt hoher biologischer Wertigkeit und Verdaulichkeit anfällt, ohne
daß die von H.J. Almquist und Mitarbeiter sowie Y. Birk und A. Gertler aufgezeigten Hitzeschädigungen auftreten.
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V-
Das erfindungsgemässtVerfahren ist alleine wegen der kurzen
Behandlungszeit äusserst wirtschaftlich; es werden ausserden keine aufwendigen Vorrichtungen benötigt, und man kann
bequem kontinuierlich arbeiten.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Wirbelkammer mit Einlaßdüsen für das Verwirbelungsmedium
am Boden dieser Kammer und einem Auslaßstutzen dafür am Kopf der Kammer sowie seitlich angeordneten Einlaß- und
Auslaß-Schleusen für das Behandlungsgut und einem innerhalb der Wirbelkammer angeordneten Prallblech. Vorteilhaft
kann man in der Seitenwand der Wirbelkammer nahe der Einlaß-Schleuse für das Behandlungsgut zusätzlich einen Zuluftstutzen
vorsehen.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird eine Ausführungsform
der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das erfindungsgemässe Verfahren im Fließbild,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsge-
mässe Wirbelvorrichtung, rechtwinkling zur
Behälterachse, und
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Fig. 3 die Vorrichtung der Figur 2 im Längsschnitt in
Achsrichtung.
Gleiche Teile sind in den Figuren 2 und 3 mit gleichen Bezugsziffern markiert.
Das Fließbiid der Figur 1 veranschaulicht die ausserordentlich
einfache Verfahrensführung beim erfindungsgemässen Verfahren.
Aus einem Vorratsbehälter V. wird das nicht entölte, geschälte Behandlungsgut in eine Zerkleinerungseinrichtung Z
herkünmlicher Art, z.B. Riffelstühle, geführt, worin die
Guts-Körper, wie Sojabohnen, halbiert bis geviertelt werden. Das geviertelte oder sonstwie zerkleinerte Gut wird anschliessend
über eine Fördereinrichtung, z.B. eine impulsgesteuerte Förderkette, der Wirbelkammer W zugeleitet. Gleichzeitig
wird am Boden der Wirbelkammer der als Verwirbelungsmedium dienende Wasserdampf, der bei H erhitzt bzw. überhitzt
worden ist, eingedüst. Das verwirbelte Gut wjLrd am oberen Teil der Wirbelkammer aus dieser ausgetragen, über eine Fördereinrichtung
einer Mahlanlage M zugeführt, darin zu Vollmehl vermählen und anschliessend in den Vorratsbehälter V2 geleitet
oder auf Abpackvorrichtungen verpackt und versandt.
Das verbrauchte Verwirbelungsmedium v/itd oben aus der Wirbelkammer
abgezogen und einem Abscheider A zugeführt;
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Da die Verweilzeit des Behandlungsgutes in der Wirbelkammer
erfindungsgemäss so niedrig wie durchschnittlich etwa 20 Sek. liegt, kann beim erfindungsgemässen Verfahren mit hohem Durchsatz
durch die Anlage gefahren und hohe Raum/Zeitausbeuten erzielt v/erden.
In den Figuren 2 und 3 ist eine zur Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahren zweckmässig konstruierte Wirbeleinrichtung veranschaulicht. Man erkennt, daß das Verwirbelungsmedium
am Boden der Wirbelkammer 1 durch das Düsenaggregat 4 in die Wirbelkammer gesprüht wird; das Behandlungsgut wird
durch die Einlaßschleuse 5 in die Wirbelkammer 1 und durch die Auslaßschleuse 6 aus der Kammer 1 herausgetragen.
Die Schleusen können impulsgesteuert sein. Das durch die Schleuse 5 bei geschlossener Schleuse 6 in die Wirbelkammer
1 eingetragene Gut wird durch den über den Düsenstock eintretenden, überhitzten Wasserdampf erfasst und zirkuliert
nachfolgend mit hoher Geschwindigkeit um ein Leitblech 3, welches in der Wirbelkammer 1 angeordnet ist. Staubverschmutzungen,
lose Schalen und dergleichen werden aufgrund ihres relativ geringen spezifischen Gewichts von dem durch
den Auslaßstutzen 8 aus der Wirbelkammer 1 entweichenden Strom mitgerissen, wogegen der spezifisch schwerere Bohnenkörper
bzw. Bohnenbruch in der Kammer verbleibt und diese **>
über die Schleuse 6 in trockenem Zustand verlässt. o
Die Verweilzeit des Gutes, z.B. geviertelte Sojabohnen, in »
der Wirbelkammer 1 beträgt im Mittel 20 Sekunden. Die Tem- ®
peratur des ale Verwirbelungsmedium eingesetzten, Uber-
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hitzten Wasserdampf liegt bei dessen Eintritt in die Wirbelkammer 1 bei ca. 190°C und beträgt nach Entspannung bzw.
nach Eintritt in die Kammer etv/a 110 - 150°C. Die Qualität des so veredelten Gutes ist, wie im nachstehenden Beispiel veranschaulicht, ausgezeichnet,
nach Eintritt in die Kammer etv/a 110 - 150°C. Die Qualität des so veredelten Gutes ist, wie im nachstehenden Beispiel veranschaulicht, ausgezeichnet,
In eine isolierte Wirbelkammer gemäss Figur 2 und 3 v/urde
durch die Düsen 4 überhitzter Viasserdampf mit einer Temperatur von ca. 200°C eingesprüht. Infolge Entspannung des
Dampfes nach Austritt aus den Düsen 4 fiel die Dampftemperatur auf 135°C. Diese Temperatur entsprach der Arbeitstemperatur des Verfahrens. Bei geschlossener Schleuse 6
wurden auf Riffelstühlen halbierte bis geviertelte, entschälte Sojabohnen über Schleuse 5 in die Kammer eingetragen. Der Wasserdampf wurde mit einem Staudruck von 0,4 bis 1,0 atü in die Kammer eingeführt, und die Menge des eingebrachten Behandlungsgutes betrug ca. 3 kg. Bei dieser Ein- f regulierung lag die Verweilzeit des Sojabohnenmaterials in der Wirbelkammer bei durchschnittlich 20 Sekunden. Mit einer Menge von ca. 4,5 kg/Min, v/urde das behandelte Gut über die Schleuse 6 bei geschlossener Schleuse 5 abgezogen. Es v/urde über eine Fördereinrichtung ohne v/eitere Bearbeitung, jedoch mit Kühlung einem Aufnahmebehälter zugeführt. Darin fielen
durch die Düsen 4 überhitzter Viasserdampf mit einer Temperatur von ca. 200°C eingesprüht. Infolge Entspannung des
Dampfes nach Austritt aus den Düsen 4 fiel die Dampftemperatur auf 135°C. Diese Temperatur entsprach der Arbeitstemperatur des Verfahrens. Bei geschlossener Schleuse 6
wurden auf Riffelstühlen halbierte bis geviertelte, entschälte Sojabohnen über Schleuse 5 in die Kammer eingetragen. Der Wasserdampf wurde mit einem Staudruck von 0,4 bis 1,0 atü in die Kammer eingeführt, und die Menge des eingebrachten Behandlungsgutes betrug ca. 3 kg. Bei dieser Ein- f regulierung lag die Verweilzeit des Sojabohnenmaterials in der Wirbelkammer bei durchschnittlich 20 Sekunden. Mit einer Menge von ca. 4,5 kg/Min, v/urde das behandelte Gut über die Schleuse 6 bei geschlossener Schleuse 5 abgezogen. Es v/urde über eine Fördereinrichtung ohne v/eitere Bearbeitung, jedoch mit Kühlung einem Aufnahmebehälter zugeführt. Darin fielen
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109838/078 6
2Ü07588 - A4
ca. 250 kg je Stunde an trockenen Sojabohnenprodukt an.
s Dieses Produkt wurde zu einem Mehl mit durchschnittlicher
Teilchengröße von 38 u vermählen. Das Mehl wurde auf seine
chemischen, biologischen Eigenschaften und Werte untersucht. Dabei ergaben sich folgende Durchschnittsv/erte:
Urease in N/gr/Min.; 0,0
Rohprotein: J 41,6 %
Rohfett: 21,6 %
Wasser: 4,2 %
Rohfaser: 1,9 %
Asche: 4,4 %
Stickstofffreie Extraktstoffe: 26,2 % ffa. des extrahierten Fettes: 0,9 %
POZ d. extrahierten Fettes: 0
JZ d. extrahierten Fettes: 129,3
VZ d. extrahierten Fettes: 189
Zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Verfahrens v/erden in Tabelle 1 die für die Beurteilung kritischen Werte im Vergleich
gestellt:
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2Ü0/ä88
Sojavollmehl, gemäss vorliegender Patentanmeldung aus ge·
schälten Sojabohnen
Sojavollnehl, hergestellt nach einem Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohnen 2-5 Minuten gedämpft, mit
kaltem Wasser abgeschreckt und danach durch Erhitzen bei
70 ·* 75°C getrocknet wurden.
Tabelle 1
I II III
verdaul. Protein 40,9 % 33,9 % 36,4 %
In Tabelle 2 wird die Verbesserung der Zugänglichkeit bzw. Verdaulichkeit der Aminosäuren durch Behandlung der Bohnen
nach dein erfindungsgenässen Verfahren in Gegenüberstellung zu unbehandeltem Sojavollmehl, v/ie zuvor unter II. angegeben,
dargestellt.
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- Γ' 2Ü07
43
Tabelle 2
Gehalt an Aminosäuren im enzymatischen Hydrolysat;
Gehalt an Aminosäuren im enzymatischen Hydrolysat;
I II
Arginin 7,1 % 6,4 %
Histidin 0,9 % 0,8 %
Leucin 7,2 % 6,8 %
Isoleucin 4,6 % 4,4 %
Lysin 3,7 % 2,2 %
Methionin 0,9 % 0,7 %
Zystin 1,2 % 0,6 %
Phenyalanin 3,5 % 3,2 %
Threonin 3,6 % 3,3%
Valin 5,6 % 5,4 %
Die Untersuchungsergebnisse zeigen, daß das erfindungsgemäss
behandelte Produkt frei von Bitterstoffen, frei von die Verdaulichkeit negativ beeinflussenden Stoffen (frei von Urease)
war und ausgezeichnete phänomenologische Eigenschaften aufwies.
- 15 -
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Claims (7)
1. Verfahren zur Verbesserung von Mehlen aus Leguminosensamen, insbesondere zur Herstellung von von Bitterstofffreien, geschmacklich indifferenten Sojabohnenvollmehlen,
bei dem das rohe, nicht entölte Gut zerkleinert, bei erhöhter Temperatur mit überhitztem Dampf behandelt und
danach vermählen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das
W zerkleinerte Gut 10 - 60 Sekunden lang in einem Pralleinrichtungen aufweisenden Raum mit überhitztem Dampf
als Trägermedium bei einer Temperatur von 110 - 1500C
verwirbelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den als Verwirbelungsmedium dienenden überhitzten
Dampf mit einer Temperatur von 180 - 200° C auf Raumtemperatur aufweisendes Behandlungsgut zur Einwirkung
fe bringt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den als Verwirbelungsmedium dienenden überhitzten
Wasserdampf mit einer Temperatur von 140 - 160°C auf etwa 50 - 60°C vorerwärmtes Behandlungsgut zur Einwirkung
bringt.
- 16 -
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2Ü07S88
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß man den als Verwirfaelungsmedium dienenden überhitzten
Dampf mit einem Staudruck von 0,4 - 1,0 atü eindüst.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet,
dass das behandelte Gut nach dem Verwirbeln mit dem Dampf und nach Abkühlen vermählen wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-5, gekennzeichnet durch eine Wirbelkammer (1) mit Einlaßdüsen (4) am Boden der Wirbelkammer (1) und Auslaßstutzen (8) am Xopf der Kammer für das Verwirbelungsmedium sowie seitlich ansitzenden Einlaß- (5) und Auslaß- (6)
Schleusen für das Behandlungsgut sowie innerhalb der Wirbelkammer (1) angeordnetem Prallblech (3).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Einlaßschleuse (5) ein Zuluftstutzen (7} angeordnet
ist.
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