DE2449181A1 - Verfahren zur gewinnung von mit nativem protein angereicherten fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von mit nativem Protein angereicherten Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von mit nativem Protein angereicherten Flüssigkeiten, insbesondere proteinreicher Molke oder Magermilch, bei welchem man eine proteinha.ltige Flüssigkeit aus einem Sammeiraum in einen mindestens ein Ultrafilter enthaltenen Kreislauf einführt und in diesem herumführt, ein im wesentlichen protsnfreies Ultrafiltrat abführt und a.ngereicherte Flüssigkeit aus dem Kreislauf in den Sammelraum zurückführt.
• Bei d.en vorbeka.nnten Verfahren dieser Art wird die anzureichernde Flüssigkeit zur Vermeidung einer bakteriologischen Beeinträchtigung im Sammelraum bei Temperaturen unterhalb von 10 C gehalten, die in den Kreislauf eingeführte Flüssigkeit jeweils auf die Ultrafiltrationstempe natur erwärmt und die aus dem Kreislauf in den Sammelbehälter zurückgeführte Flüssigkeit entsprechend abgekuhlt.
• Selbst wenn hierbei ein Wärmeaustausch benutzt wird, wird hierzu wegen der großen umgewälzten Flüssigkeitsmengen ein umfangreicher Wärmeaustauscher benötigt und trotz des teilweisen Wärmerückgewinnes ein hoher Energieaufwand für Erwärmung und Abkühlung erforderlich. Eine Lagerung der Flüssigkeit im Sammelbehälter bei Raumtemperatur oder den durch die Beschaffenheit der Ultrafilter begrenzten Ultrafiltrationstemperaturen hat sich als nicht durchführbar erwiesen, da die Flüssigkeit bei diesen Temperaturen während der zur Erzielung einer hinreichend.en Anreicherung erforderlichen Verfahrensdauer einer zu starken bakteriologischen Beeinträchtigung un.terliegt.
• Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die bisheringen Nachteile vermeidet und auf einfache Weise, ohne Beeinträchtigung der Qualität des Produktes, eine möglichst wirtschaftliche und emergiesparende Gewinnung von proteinreichen Flüssigkeiten ermöglicht.
• Es wurde nun überraschend gefunden, daß Molke im Gegensatz zu der bei Temperaturen zwischen 730C und 500C eintretenden bakteriologischen Beeinträchtigung bei Temperaturen zwischen 540C und 600C ohne Schwierigkeiten 10 Stunden und darüber gelagert werden kann, wobei sich weder der pH-Wert noch die Löslichkeit der Proteine verändern und der Keimgehalt gegenüber dem Ausgangswert sogar noch absinkt.
• Zur Lösung der vorstehend genannten Aufga.be ist das Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß man die im Kreislauf geführte Flüssigkeit auf Temperaturen zwischen 360C und 520C, vorzugsweise zwischen 460C und 500C hält und die Flüssigkeit im Sammelraum auf Temperaturen zwischen 5400 und 600C, vorzugsweise zwischen 560C und 580C hält.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei die aus dem Sammelraum in den Kreislauf eingeführte Flüssigkeit d.urch Wärmetausch mit d.er aus dem Kreislauf in den Sammelraum abgeführten Flüssigkeit abgekühlt. Vorteilhaft wird dabei die aus d.em Kreislauf in den Sammelraum abgeführte Flüssigkeitsmenge auf 80 bis 95%, vorzugsweise 85% bis 90% der aus dem Sammelraum in den Kreislauf eingeführten Flüssigkeitsmenge eingestellt. Je nach der angestrebten Proteinkonzentration wird der Kreislauf zweckmäßig i bis 16 Stunden, vorzugsweise 6 bis 12 Stunden und insbesondere etwa 10 Stunden aufrecht erhalten.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kommt nicht nur mit einem wesentlich geringer dimensionierten Wärmetauscher aus, sondern führt auch ohne Beeinträchtigung der Qualität des Produktes zu erheblichen Energieeinsparungen.
• Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert, die eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
• Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besteht aus einem als Sammelraum für die proteinhaltige Fl-üssig keit dienenden Behälter 1, aus welchem die Flüssigkeit mittels einer Pumpe 2 durch eine Zuführleitung 5 in eine Kreislaufleitung 6 eingeführt wird, in der ein Ultrafilter 7 angeordnet ist. Das aus dem Ultrafilter 7 austretende Ultrafiltrat wird über eine Filtratleitung 8 abgeführt.
• Die in der ICreislaufleitung 6 und im Ultrafilter 7 enthaltene Flüssigkeit wird dadurch eine Kreislaufpumpe 9 umgewälzt. Die Kreislaufleitung 6 ist weiterhin durch eine Rückführleitung 10 mit dem Behälter 1 verbunden.
• Zur Erzielung eines Wärme tausches zwischen der aus dem Sammelbehälter 1 der Kreislaufleitung 6 zugeführten Flüssigkeit und der aus dieser in den Sammelbehälter 1 zurückgeführten Flüssigkeit ist in der Zuführleitung 5 und der Rückführleitung 10 ein Wärmetauscher 4 angeordnet. Diesem ist in der Zufürleitung 5 ein Kühler 3 und in der Rückführleitung 10 ein Erhitzer 11 nachgeschaltet.
• Im Betrieb wird die proteinhaltige Flüssigkeit aus dem Behälter 1 mittels der Zuführpumpe 2 über die Zuführleitung 5 durch den Wärmetauscher 4 und den Kühler 3 in die Kreislaufleitung 6 eingeführt, in dieser mittels der Kreislaufpumpe 9 über das Ultrafilter 7 im Kreislauf herumgeführt und jeweils ein Teilstrom über die Rückführleitung 10, d.en Wärmetauscher 4 und den Erhitzer 11 zum Behälter 1 zurückgeführt.
• Beispiel In einem Versuchs lauf einer im wesentlichen der Zeichnung entsprechenden Anlage mit einem Ultrafilter mit einer Filterfläche von 20m wurde der Behälter 1 mit 20.000 1 Molke mit einem Gehalt von 6,5% Trockenmasse und einem Proteingehalt von 0,8 beschickt und während der gesamten Versuchsdauer auf einer Temperatur von 560C gehalten. Mittels der Zuführpumpe 2 wurde die Molke aus dem Behalter 1 in einer Menge von 20.000 l/h mit einer im Wärmetauscher 4 und im Kühler 3 eingestellten Temperatur von 500C in die Kreislaufleitung 6 eingeführt. Gleichzeitig wurde über die Rückführleitung 10 eine Menge von 18.000 l/h bis 19.400 l/h (Mittelwert 18.800 l/h) aus der Kreislaufleitung 6 abgezogen und nach Rückwärmung im Wärmetauscher 4 und. im Erhitzer 11 auf 560C in den Behälter 1 zurückgeführt. Über die Filtratleitung 8 wurden gleichzeitig 2.000 l/h bis 600 l/h (Mittelwert 1.200 l/h) Ultrafiltrat abgezogen. Nach einer Betriebsdauer von 16 h wurden 1.000 1 proteinreiche Molke mit einem Proteingehalt von 10 und einer Trockenma.sse 16% erhalten.
• Bei der Anreicherung ergab sich keine Veränderung des pH-Wertes und das in der angereicherten Molke enthaltene Protein zeigte die gleichen Löslichkeitseigenschaften, wie das Ausgangsprodukt. Im Vergleich su einer Anreicherung mit einer Lagertemperatur 80C wurde eine Energieersparung um 75% erzielt. Darüber hinaus konnte die erforderliche Wärmetaucherfläche wesentlich verkleinert werden.
• Das vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels für die Anreicherung von Molke beschriebene Verfahren kann auch zur Anreicherung von Matermilch, Buttermilch und anderen Flüssigkeiten mit einem Gehalt an nativem Protein, beispielsweise Blutserum, benutzt werden. Dabei sollen die Temperaturen im Sammelraum und im Kreislauf sowie die in d.en Ereislauf zugeführten und aus diesem abgeführten Flüssigkeitsmengen unter Berücksichtigung der Art der Flüssigkeit, deren Proteingehalt sowie der Art und Flächengröße des Ultrafilters und der angestrebten Betriebsdauer anhand der angegebenen Zahlenwerte zweckentsprechend. aufeinander abgestimmt werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE

1) Verfahren zur Gewinnung von mit nativem Protein angereicherten Flüssigkeiten, insbesondere proteinreicher Molke oder Magermilch, bei welchem man eine protelnhaltige Flüssigkeit aus einem Sammelraum in einen mindestens ein Ultrafilter enthaltenden Kreislauf einführt und in diesem herumführt, ein im wesentlichen proteinfreies Ultra.filtrat abführt und angereicherte Flüssigkeit aus dem Kreislauf in den Sammelraum zurückführt, dadurch gekennzeichnet, daß man die im Kreislauf geführte Flüssigkeit auf Temperaturen zwischen 360C und. 520C, vorzugsweise zwischen 460C und 500C hält und die Flüssigkeit im Sammelraum auf Temperaturen zwischen 540C und 600C, vorzugsweise zwischen 560C und 580C hält.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus d.em Sammelraum in den Kreislauf eingeführte Flüssigkeit d.urch Wärmetausch mit der aus dem Kreislauf in den Sammelraum abgeführten Flüssigkeit abkühlt.

3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus dem Kreislauf in den Sammelraum a.bgeführte Flüssigkeitsmenge auf 80% bis 95%, vorzugsweise 80% bis 90% der aus dem Sammelraum in d.en Kreislauf eingeführten Flüssigkeitsmenge einstellt.

4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kreislauf 4 bis 16 Stunden, vorzugsweise 6 bis 10 Stunden aufrechterhält.