DK175501B1 - Anlæg og fremgangsmåde til kontinuerlig hydrolyse af et proteinholdigt animalsk eller vegetabilsk råmateriale - Google Patents

Description

DK 175501 B1

Opfindelsen angår et anlæg og en fremgangsmåde til hydrolyse af proteinholdigt animalsk eller vegetabilsk materiale af den i krav 1's indledning nævnte type.

5 Der kendes i dag et antal batchprocesser og anlæg til at hydrolysere proteinholdigt animalsk eller vegetabilsk materiale.

Fra svensk utiåggningsskrift nr. 736518-7 kendes et anlæg og en 10 batchproces til fremstilling af et fiskeproteinisolat med mindre end 0,5 w% lipid. Det rå fiskemateriale males og homogeniseres, idet fiskematerialets eget indhold af enzymer udnyttes til hydrolyse af proteinbestanddelene. I tilfælde af for langsom hydrolyse iblandes kommercielt tilgængelige 15 proteolytiske enzymprodukter, der foretrukket har et basisk pH mellem 8 og 10. Fordelen ved at anvende et basisk pH er, at en betydelig del af proteinerne kan opløses, og at oplosning i sig selv fremmer emzymaktiviteten. Ved enzymbehandlingens start forløber opløsningen og hydrolysen hurtigst. Maksimalt 90% af 20 de proteinholdige forbindelser kan bringes i opløsning. Det ikke nedbrudte protein indeholder bl.a. lipoproteiner, som udfældes ved enten at forskyde pH til ca. 4 eller ved varmebehandling, hvorved der opnås et lipidholdigt præcipitat og en opløselig proteinfraktion.

25

En sådan præcipitering efterfølges af en slutseparation med f.eks. centrifugering. Som følge af batchprincippet er det kun muligt at behandle en vis mængde råmateriale ad gangen, og præcipiteringstrinnet medvirker til at forlænge 30 forarbejdningstiden. Dertil kommer, at reaktoren skal renses og genfyldes til brug for en ny batch.

Fra tysk Offenlegungsschrift nr. 25 26 879 kendes et anlæg og en fremgangsmåde ifølge krav l's indledning til kontinuerligt, 35 enzymatisk at hydrolysere et råmateriale af animalsk eller vegetabilsk oprindelse. Det hydrolyserede produkt kan anvendes

2 DK 175501 B1 I

som f.eks. ernæring til både dyr og mennesker, gødning eller

kan oparbejdes yderligere. I

I et cylindrisk reaktionskammer fremfores animalsk eller I

5 vegetabilsk råmateriale langsomt ved hjælp af en I

transportsnegl, der roterer i reaktionskammeret med ringe I

afstand til dettes indvendige væg. Et eller flere steder langs I

kammeret ledes enzymblandingen til de kontinuerligt fremførte I

råmaterialer, med hvilke de blandes ved hjælp af én eller flere H

10 miksere,. der er fordelt i reaktionskammeret langs I

transportsneglens længde. Hydrolysereaktionen styres ved at I

måle og eventuelt justere hydrolyseprocessens pH og temperatur H

langs kammeret. Slutprodukter eller mellemprodukter af I

henholdsvis ikke nedbrudt materiale og opløst materiale udtages H

15 samlet ved reaktionskammerets udløb til videreforarbejdning, H

der bl.a. kan være denaturering af enzymet ved enten pH-ændring

eller varmeinaktivering. I

Alternativt foreslår dette tyske patentskrift at I

20 viderebearbejde mellemprodukterne uden at inaktivere enzymet, I

der foretrukket er valgt blandt pektinaser, cellulaser, I

proteinaser, amylaser eller lipaser. I stedet føres blandingen I

af ikke nedbrudt materiale og opløst materiale gennem et H

kontinuerligt filter, en kontinuerlig presse eller en H

25 centrifuge for at skille den flydende del af det bearbejdede H

materiale fra den faste del. I tilfælde af fedtholdige H

råmaterialer vil et filter eller en presse hurtigt forurenes og H

klotte til. I

30 Dette kendte tyske anlæg har en tendens til at materiale hober I

sig op og danner obstruktioner i reaktionskammeret. Sådanne I

obstruktioner kan give utilsigtede afbrydelser eller I

forlængelser af processen, med deraf følgende manglende

mulighed for at kontrollere og overvåge hydrolyseprocessen. I

3 DK 175501 B1

Under enzymatisk hydrolyse af protein spaltes dette til mindre peptider og aminosyrer. Under proteinspaltning dannes blandt andet hydrofobe aminosyrer eller småpeptider med tilgængelige hydrofobe sidegrupper fra Leu, Val, Ile, Met, Phe and Trp.

5 Hydrophibiciteten bevirker, at disse aminosyrer har en lille eller ingen vandopløselighed og kan give hydrolyseproduktet en uønsket og ubehagelig bitter smag.

Når kødfyldte ben udsættes for et basisk miljø, og når benenes 10 collagen koges, produceres gelatine, der også har et lille indhold af de hydrofobe, bittert smagende aminosyrer.

Med de kendte metoder har det vist sig vanskeligt at styre hydrolysen og graden af bitterhed og fedtindholdet i de 15 resulterende produkter.

Ifølge et første aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse et kontinuerligt hydrolyseanlæg, med hvilket det er muligt mere pålideligt og med mindre omkostninger end hidtil 20 kendt at hydrolysere og oprense et proteinholdigt animalsk og/eller vegetabilsk råmateriale.

Ifølge et andet aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse en fremgangsmåde til brug af hydrolyseanlægget, med 25 hvilken det-er muligt bedre end hidtil kendt at styre graden af hydrolyse.

Ifølge et tredje aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse en fremgangsmåde til fra industrielt oparbejdede 30 levnedsmidler at udvinde bestanddele, der kan udnyttes i eller som ernæring eller ernæringstilskud til mennesker eller dyr.

Ifølge et fjerde aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse et i hovedsagen fedtfrit proteinhydrolysat med høj 35 renhedgrad, og som ikke har en bitter smag.

I 4 DK 175501 B1 I

I Opfinderen af den foreliggende opfindelse har med det fonnål at I

I afhjælpe de ovennævnte ulemper ved den kendte teknik udviklet I

I et nyt og forbedret kontinuerligt hydrolyseanlæg, i hvilket

I inaktiveringsreaktorens udlobsende har mindst et udtag til den I

I 5 faste fase og mindst et i afstand fra udtaget til den faste I

I fase lokaliseret udtag til den flydende fase. I

I Med anlægget ifolge den foreliggende opfindelse foretages en I

I kontinuerlig enzymatisk hydrolyse af et råmateriale, der kan I

I 10 bestå af f.eks. neddelte kødfyldte ben. Sådanne råmaterialer I

I kan have meget forskellige sammensætninger, og det kan derfor I

I være meget vanskeligt at kontrollere graden og omfanget af I

I hydrolysen i tilstrækkelig nødvendigt omfang.

I 15 Dertil kommer, at den faste fase, der i hovedsagen kan bestå af I

I rensede ben, hurtigt kan samle sig på bunden af I

I inaktiveringsreaktoren, og den fedtholdige fraktion af den I

I flydende fase vil akkumulere i toppen af I

I inaktiveringsreaktoren. I

I 20 I

I Når inaktiveringsreaktorens derfor ved sin udløbsende har I

I mindst et udtag til den faste fase, kan ben udtages separat i I

I fornødent omfang og med ønsket hastighed. Herved undgås I

I fordelagtigt, at en voluminøs fast fase optager plads i I

I 25 inaktiveringsreaktoren og forhindrer eller forsinker den I

I kontinuerlige tilførsel af nyt råmateriale. Udtaget til den I

faste fase er i hovedsagen lokaliseret i samme plan, som nævnte I

faste fase befinder sig i, når den dannes i I

inaktiveringstanken. I

30 I

Når inaktiveringsreaktoren desuden har et i afstand fra udtaget I

til den faste fase lokaliseret mindst et yderligere udtag til I

den flydende fase, kan denne flydende fase fordelagtigt frit I

udtages, uafhængigt af hvordan og hvornår og i hvilket omfang, I

35 den faste fase udtages. I

5 DK 175501 B1

Da anlægget således kan arbejde i døgndrift uden afbrydelser, er driften effektiv og rentabel.

Udtaget til en eller flere flydende faser kan hensigtsmæssigt 5 være lokaliseret i et plan, der er parallelt med og skærer planen for den respektive flydende fase og distanceret fra udtaget for den faste fase.

I en første udførelsesform for anlægget ifølge den foreliggende 10 opfindelse er inaktiveringsreaktoren forsynet med en anden og en tredje fremføringssnegl til at forskyde henholdsvis den faste fase og den flydende fase i retningen mod de respektive udtag. Herved sikres på simpel måde, at indholdet, der kontinuerligt tilledes fra hydrolysesektionen, ikke 15 akkumuleres i inaktiveringsreaktoren.

I en modificeret udførelsesform har en eller flere af den første, den anden eller den tredje fremføringssnegl skovle eller plader arrangeret langs med vindingernes periferi, for 20 således at sikre en pålidelig fremføring i de(n) til en fremføringssnegl hørende respektive reaktor(er).

Holdetiderne i hydrolysesektionen i inaktiveringssektionen kan fordelagtigt styres ved først at lade fremføringssneglene 25 skiftevis rotere den ene og den anden vej, for derved at fremføre materiale i en trinvis bevægelse, hvor materiale føres et lille stykke længere frem end det trækkes tilbage. Denne bevægelse vil i det følgende blive benævnt en "reverserende bevægelse".

30

Den flydende fase vil have en tilbøjelighed til af sig selv at skille sig i to ikke-blandbare fraktioner, nemlig en fedtfraktion og en vandig fraktion. 1

Fedtfraktionen lægger sig i toppen af inaktiveringskammeret og kan om ønsket udtages gennem et fedtudtag i

I 6 DK 175501 B1 I

I inaktiveringsreaktorens udløbsende, og som ligger i et plan, I

I der er parallelt med og skærer fedtfraktionens plan. I

I Den vandige fraktion, som indeholder dels opløste aminosyrer, I

I 5 peptider og/eller proteiner, og dels uopløste eller I

I tungtopløselige aminosyrer, peptider og/eller protein, eller I

I blandinger af disse bestanddele, kan ligeledes udtages separat I

I gennem et på tilsvarende måde arrangeret vandfraktionsudtag.

I

I 10 Tungtopløselige og uopløste bestanddele vil lægge sig i en I

I nedre vandfraktion i et plan under de opløste bestanddele, der I

I udgør én over den nedre vandfraktion og under fedtfraktionen I

I beliggende øvre vandfraktion, og kan udtages gennem separate I

I udtag i inaktiveringsreaktorens udløbsende, hvor udtagene er I

I 15 lokaliseret i tilknytning til en specifik fraktion. I

I Imidlertid kan sammensætningen af det kontinuerligt tilførte I

I råmateriale variere betydeligt, og størrelsen og omfanget af de I

I individuelle faser kan derfor også variere betydeligt. Det har I

I 20 derfor i nogle situationer og til nogle råmaterialer vist sig I

I vanskeligt at arrangere separate udtag til den flydende fases I

I fraktioner tilstrækkeligt nøjagtigt. Selv om det ikke altid er I

I et problem, er der med nogle råmaterialer en risiko for, at I

I f.eks. fedtfraktionen og den vandige fraktion forurener I

I 25 hinanden og endda tilstopper deres respektive udtag. Dette gør I

I det vanskeligt at udtage de rene adskilte produktfaser og - I

I fraktioner kontinuerligt fra inaktiveringsreaktorens

I udløbsende. I

I 30 Dertil kommer, at de kontinuerligt virkende første og anden I

I fremføringssnegle fortsat skubber materiale frem mod eventuelt I

I tilstoppede udtag. Inaktiveringsreaktoren risikerer i disse I

I tilfælde at fyldes i et omfang, der kan forhindre I

I fremføringssneglene i at fungere optimalt. Trykkræfterne på I

I 35 reaktorvæggene og på samlinger i rørføringer stiger voldsomt, I

I med deraf følgende risiko for lækage eller eksplosion. I

7 DK 175501 B1

For at undgå dette, må anlægget stoppes og renses af og til.

Det har imidlertid vist sig, at når ovennævnte uønskede forhold indtræffer, kan en foretrukken udførelsesform for den 5 foreliggende opfindelse fordelagtigt anvendes.

I denne udførelsesform kan opløste og uopløste bestanddele i form af protein, aminosyrer og peptider, der er fremkommet ved eller resterer fra hydrolyseren og den efterfølgende 10 denaturering og inaktivering af disse, ved hjælp af passende midler, der er tilvejebragt i inaktiveringsreaktoren, blandes til en i hovedsagen homogen suspension, der nemt og hurtigt kan udtages kontinuerligt og adskilt fra den faste fase.

15 I det følgende vil termen "homogeniseret flydende fraktion" blive anvendt til at beskrive den flydende fraktions homogene suspension af fedtfraktion og vandholdig fraktion.

Suspensionen kan tilvejebringes med f.eks. en blandepropel, 20 omrører eller en cirkulationspumpe.

Denne foretrukne udførelsesform stiller ingen krav til råmateriales sammensætning, og er mindre følsom overfor placeringen af udtagene fra inaktiveringsreaktoren.

25

Den homogeniserede flydende fraktion ledes dernæst over i en kontinuerligt virkende dekanter eller trikanter til slutseparation i slutbehandlingssektionen. 1 I det tilfælde hvor en trikanter benyttes, fraktioneres 35 førnævnte fraktion i en fedtfraktion, en vandige fraktion med vandopløselige bestanddele, og en fraktion med vanduopløselige I det tilfælde hvor en dekanter benyttes, fraktioneres førnævnte fraktion i en fedtfraktion og en vandig. fraktion med opløselige og uopløselige bestanddele.

I 8 DK 175501 B1 I

I bestanddele, fortrinsvis i form af denaturerede proteiner og I I peptider, der generelt er uopløselige eller tungtopløselige i I I vand, som følge af deres ved denatureringen blotlagte hydrofobe I I sidekæder. I I 5 I I De opnåede slutfraktioner kan oprenses yderligere eller I I anvendes direkte som ernæringssupplement. I

I F.eks. kan essentielle fedtsyrer og olier udtrækkes af I I 10 fedtfraktionen. En fast fase i form af rensede ben, kan I I anvendes til fremstilling af benmel til brug i dyrefoder. I I Fraktioner, hvis tørstofindhold stammer fra proteiner, kan I anvendes til at protein- eller aminosyreberige levnedsmidler. I I En fraktion uden bitre hydrofobe aminosyrer vil især I I 15 foretrækkes til levnedsmidler til mennesker. Alternativt kan I I proteinfraktionen anvendes til dyrefoder. I

I Med anlægget ifølge opfindelsen er det derfor muligt at udnytte I I mange forskellige typer , af levnedsmiddelindustri- I I 20 affaldsprodukter, der ellers må brændes for at bortskaffes. Med I I anlægget og fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse I I er det nu blevet rentabelt at anvende disse affaldsprodukter I I som en værdifuld ressource i levnedsmiddelindustrien. I

I 25 Temperaturerne, der anvendes ved udøvelse af fremgangsmåden I I ifølge den foreliggende opfindelse, er så høje, at enhver I I mikrobiologisk aktivitet inaktiveres, men ikke højere end at de I I resulterende slutprodukter bevarer deres næringsværdi. I

I 30 Anlægget og fremgangsmåden til brug af anlægget ifølge den I I foreliggende opfindelse beskrives mere detaljeret nedenfor I I under henvisning til eksemplerne og den ledsagende tegning, I I hvor I

I 35 fig. 1 viser et blokdiagram for en første udførelsesform for I

I fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, I

DK 175501 B1 fig. 2 viser samme, men modificeret til at fjerne metaldele fra råmaterialet, fig. 3 viser et blokdiagram for en modificeret udførelsesform 5 for fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, og fig. 4 viser mere detaljeret en del af anlægget ifølge den foreliggende opfindelse, der omfatter en hydrolysereaktor og en dermed forbundet inaktiveringsreaktor.

10

Fig. 1 viser skematisk et blokdiagram for en kontinuerlig hydrolyse af en reaktionsblanding af et proteinholdigt animalsk eller vegetabilsk råmateriale.

15 I det følgende antages at råmaterialet er slagteriaffald med kødfyldte ben.

En klargøringssektion 1 har en råvaretank 2 og en råvareneddeler 3. Neddeleren 3 kan for eksempel være en 20 kødhakker eller en blender, med hvilken råmaterialet findeles til mindre bestanddele, der ledes videre til hydrolysere i hydrolysesektionen 4. I hydrolysesektionen ledes det findelte råmateriale videre til en tank 5, hvor det blandes med dels varmt vand og et kontinuerligt tilledt egnet proteolytisk 25 enzym. Blandingen af neddelt råmateriale og enzym ledes ind i en hydrolysereaktor 6, og passerer ved hjælp af en første fremføringssnegl (ikke vist), med samme diameter som hydrolysereaktoren 6, igennem denne med en fremføringshastighed, der er fastlagt således, at enzymerne har 30 hydrolyseret størstedelen af råmaterialet, når dette når udløbet af hydrolysereaktoren. Råmaterialeblandingen holdes ved den til enzymet egnede optimale hydrolysetemperatur, således at køddelen opløses og efterlader de rensede ben på bunden af hydrolysereaktoren. Fremføringshastigheden fastlægges under 35 hensyntagen til hydrolysereaktorens dimensioner og blandingens

I 10 DK 175501 B1 I

I tilførselshastighed, samt hydrolyseprodukternes udløbshastighed I

I fra hydrolysereaktoren over i en inaktiveringssektion 7. I

I Inaktiveringssektionen 7 omfatter en inaktiveringsreaktor 8, I

I 5 med en indløbsende 9 og en udløbsende 10, hvor I

I inaktiveringsreaktoren typisk er en rørreaktor 8, der er I

I omringet af en varmekappe 11. Blandingen af hydrolyseprodukter I

I med den fra varmekappen 11 frigivne varme, for at fremkalde I

I denaturering af enzym og bestanddele af proteinoprindelse, I

I 10 foregår med en roterende anden fremføringssnegl (ikke vist) med I

I en mindre diameter end rørreaktoren 8 og anbragt i afstand fra I

I inaktiveringsreaktorens bund. Denne anden fremføringssnegl I

I tjener til dels via sin rotation at føre varme fra varmekappen I

I ned i hydrolyseprodukterne, og dels til at forskyde disse frem I

I 15 mod inaktiveringsreaktorens udløbsende 10. I

I Ved inaktiveringsreaktorens udløbsende 10 er al enzymatisk I

I aktivitet stoppet. Proteiner og peptider er varmedenaturerede

I og eksisterer enten som vandopløselige eller vanduopløselige I

I 20 bestanddele af proteinoprindelse. Det oprindeligt tilførte I

I råmateriale er på dette sted i fremgangsmåden omdannet til en I

I fast fase 12 og en flydende fase 13. I

I Den faste fase 12, der indeholder de rensede ben, udtages I

I 25 gennem udtaget 14 i inaktiveringsreaktoren 8's udløbsende 10 og I

I kan efter tørring oparbejdes til benmel. I

I Den flydende fase 13, der omfatter fedt og førnævnte I

I bestanddele af proteinoprindelse, udtages gennem udtaget 16 i I

I 30 inaktiveringsreaktoren 8's udløbsende 10 efter forudgående I

I homogenisering med en blandepropel 15, der er lokaliseret i I

I inaktiveringsreaktoren 8 i tilknytning til udtaget 16 til den

I homogeniserede flydende fase. I

I 35 Den homogeniserede flydende fase 13 ledes til en I

I slutbearbejdningssektion 17. I fig. 1 omfatter n DK 175501 B1 slutbearbejdningssektionen 17 en trikanter til yderligere at fraktionere den flydende fase i en fedtfraktion, en fraktion, der omfatter vand-opl®selige bestanddele af proteinoprindelse, og en fraktion, der omfatter vand-uopløselige bestanddele af 5 proteinoprindelse.

Fig. 2 viser en modificeret udførelsesform form for den under fig. 1 beskrevne hydrolyse og for ens dele benyttes samme henvisningstal.

10 I denne modificerede udførelsesform har klargøringssektionen 1 yderligere en mellem råvaretanken 2 og neddeleren 3 indskudt sektion 18, til at fjerne metalholdige bestanddele, såsom fiskekroge, hagl og knækkede knivskær fra råmaterialet.

15 Sektionen 18 er i det viste tilfælde en magnet 18.

Fig. 3 viser en modificeret udførelsesform for den under fig. 2 beskrevne hydrolyse og for ens dele benyttes samme henvisningstal.

20 I denne udførelsesform har inaktiveringsreaktoren 8 ingen blandepropel. I stedet holdes den flydende fase i cirkulation i inaktiveringsreaktoren. Cirkulationen kan f.eks. opretholdes med en ikke vist cikulationspumpe.

25

Fig. 4 viser et skematisk tværsnit af en hydrolysereaktor 6.

Ved hydrolysereaktoren 6's indløbende 9 tilføres, som vist med pilen A, en varm blanding af råmateriale og enzym.

Hydrolysereaktoren 6 er udformet med en første fremføringssnegl 30 20 med vindinger 21 med tilnærmelsesvis samme diameter som hydrolysereaktorens indvendige diameter. På hver vinding 21 er udformet en skovl 22 til at blande og medrive reaktionsblandingen frem mod hydrolysereaktoren 6's udløb 23. I en første periode forskyder den første fremføringssnegl 20 35 reaktionsblandingen en afstand a i retning mod udløbet 23. I en efterfølgende anden periode reverseres den første

I 12 DK 175501 B1 I

I fremf©ringssnegl 20 's rotationsretning og trækker derved I

I reaktionsblandingen en afstand b, der er kortere end afstanden I

I a, tilbage, mod hydrolysereaktoren 6’s indlobsende 9. Den I

I reverserende bevægelse giver optimale hydrolysebetingelser og I

I 5 forskyder den i tiltagende grad hydrolyserede reaktionsblanding I

I kontinuerligt frem mod udløbet 23 og over i I

I inaktiveringsreaktoren 8, som vist med pilen B. I

I Inaktiveringsreaktoren 8 er indrettet med en anden 24 og tredje I

I 10 fremføringssnegl 25, der begge på tilsvarende måde som den I

I første fremføringssnegl 20, valgfrit kan være udformet med I

I skovle eller plader 22 til at medrive reaktionsblandingen. Den I

I anden fremføringssnegl 24 foretager typisk samme reverserende I

I bevægelse i inaktiveringsreaktoren 8 som den første frem- I

I 15 føringssnegl gør i hydrolysereaktoren 6. Diameteren på den I

I anden fremføringssnegl er mindre end inaktiveringsreaktorens I

I diameter, idet der ved dennes bund skal være plads til, at den I

I tredje fremføringssnegl 25 kan forskyde en fast fase i form af I

I rensede ben og andre faste bestanddele ud gennem udtaget 14 i I

I 20 inaktiveringsreaktoren 8's udløbsende 10. Inaktiveringsreak- I

I toren er omgivet af en varmekappe 11, der holder en temperatur I

I på mellem 90 og 100°C. I

I Ved udløbsenden 10 har inaktiveringsreaktoren 8 en blandepropel I

I 25 15 til at homogenisere flydende og suspenderede bestanddele for I

I at danne den flydende fase 13, således at denne fase eller dele I

I af denne akkumuleres foran og tilstopper udtaget 16. Med en I

I homogenisering, der er tilpasset råmaterialets type og I

I sammensætning, kan de varmebehandlede flydende og/eller I

I 30 suspenderede hydrolyseprodukter udtages kontinuerligt og uden I

afbrydelser gennem udtaget 16 i inaktiveringsreaktoren 8’s I

udløbsende 10. En fedtrig flydende fraktion må opblandes i I

vandfraktionen under kraftig homogenisering. Eventuelt udtages I

en del af fedtfraktionen eller hele fedtfraktionen batchvis I

35 eller kontinuerligt fra toppen af inaktiveringsreaktoren. I

13 DK 175501 B1

Den resulterende vandige, hovedsagelig fedtfri restfraktion indeholder vandopløselige og vanduopløselige bestanddele, der for nogle råmaterialer lader sig udtage som selvstændige fraktioner gennem selvstændige udtag i inaktiveringsreaktorens 5 udløbsende.

Fortrinsvis homogeniseres de to vandfraktioner inden de udtages som en samlet vandig fraktion, der ledes til de- eller trikanteren.

10

Ved at kombinere og tilpasse driftparametre, såsom længden af reaktorerne 6,8 og mængden af råmateriale i denne, til typen, mængden og koncentrationen af enzymet i kombination med fremføringssneglene 20,24,25’s hastighed, og antallet og 15 længden a,b af fremføringssneglenes bevægelser, er det muligt at optimere holdetiden i reaktorerne 6,8 og dermed reaktionstiden. De optimale driftparametre, med hvilke det er muligt at kontrollere og holde andelen af aminosyrer, der giver hydrolysatet en bitter smag, så lille som mulig, kan fastlægges 20 empirisk eller på baggrund af teoretisk bestemmelse eventuelt efterfulgt at kontrolmålinger.

Et udtag for en fase eller fraktion er som nævnt ovenfor arrangeret i inaktiveringsreaktorens udløbsende udgående fra et 25 plan, der er parallelt med og skærer det plan i inaktiveringsreaktoren, hvor fasen eller fraktionen indstiller sig. Et udtag strækker sig over en del af denne fases eller fraktions tykkelse, og sikrer derved hurtig kontinuerlig udtagning af fraktioner og faser uden at disse forurenes med 3 0 hinanden.

En særskilt udtaget fedtfraktion opsamles og udnyttes selvstændigt eller genblandes med den flydende fases vandige fraktion, inden blandingen efterbehandles i slutbehandlings-35 sektionen 8.

I 14 DK 175501 B1 I

I Alternativt har den anden fremføringssnegl en så stor diameter I I at den samtidigt kan anvendes til at drive den faste fase frem I mod udtaget 14. I

I 5 I en anden alternativ udførelsesform har den anden I I fremføringssnegl en diameter der fylder hele inaktiverings- I I reaktoren og en længde der giver plads for en forholdsvis kort I I tredje fremføringssnegl. I

I 10 I fig. 4 er den tredje fremføringssnegl vist at være I I lokaliseret i sin helhed langs bunden. Det kan imidlertid være I I hensigtsmæssigt, at lade i hvert fald en del af den tredje I I fremføringssnegl, stige op over den flydende fase, for at si I I denne fra, inden den faste ' fase udtages fra I I 15 inaktiveringsreaktoren. I dette tilfælde er udtaget for den I I faste fase lokaliseret over udtaget for den flydende fase. I

I Eksempel 1 I I Under anvendelse af den i fig. 1 illustrerede fremgangsmåde, I I 20 hakkes en blanding af fiskeaffald i form af ben og fiskehoveder I I fra torsk med en hastighed på 3 tons i timen gennem en hulskive I I med huller med en diameter på 30 mm. Den hakkede fiskeblanding I I føres videre med samme hastighed til et blandekar, hvor kogende I I vand tilsættes i forholdet 1:1. Ved blandekammerets udløb måles I I 25 temperaturen til 55°C. Den varme fiskeblanding blev tilsat 1 g I I Novo Alcalase 2,4 pr kg blanding, hvorefter enzym og I I fiskeblanding blev ledt videre til en 8 m lang rørformet I I hydrolysereaktor, der havde en diameter på 0,9 m. I . I I hydrolysereaktoren blev fiskeblandingen med enzym langsomt I I 30 drevet fremad i rørets langsgående retning mod hydrolyse- I I reaktorens udløb af en fremføringssnegl med vindinger, der har I I en stigning på 50%. Hver vinding var langs periferien udstyret I I med plader med en størrelse på 200 mm x 200 mm x 300 mm. I I Passagen af hydrolysereaktoren tog 40 minutter, og temperaturen I I 35 af blandingen af fiskeaffald og enzym måles ved udløbet af I I hydrolysereaktoren til 50eC. Den hydrolyserede blanding blev I

15 DK 175501 B1 ledt videre til inaktiveringsreaktoren, hvor alkalasen og fiskenes egne enzymer blev inaktiveret, og proteiner og peptider blev denatureret ved opvarmning ved hjælp af en omringende dampkappe, der holdt en konstant temperatur på ca.

5 120°C. Indholdet i inaktiveringsreaktoren blev drevet frem mod udtagene i denne ved hjælp af en fremføringssnegl, med vindinger med 50% stigning og skovle langs hver vindings periferi. Halvvejs gennem inaktiveringstanken blev blandingens temperatur målt til 95°C eller højere. Den flydende fase blev 10 homogeniseret med en kraftig omrører indtil synlig homogenisering blev observeret, og den faste fase i form af rensede ben blev kontinuerligt fjernet fra inaktiveringsreaktorens bund med en fremføringssnegl. Den flydende fase omfattede fedt, olie, fedtsyrer, protein, peptider med 15 forskellige længder, aminosyrer og vand. Den homogeniserede flydende fase ledtes videre til en trikanter, hvor den skiltes i tre fraktioner, en fedtfraktion, en vandig fraktion med opløselige dele og en vandig fraktion med uopløselige dele.

20 Centrifugeringen i trikanteren gav 2% fedtfraktion, 80% vandig fraktion med opløselige bestanddele fra proteiner og 18% vandig fraktion med uopløselige bestanddele proteiner. Kontrolmålinger af sammensætningen af den vandige fraktion med opløselige bestanddele viste en sammensætning af denne med 5% protein, 25 0,003% fedt og resten vand. Kontrolmålinger af sammensætningen af den vandige fase med uopløselige bestanddele viste en sammensætning af denne med 7% protein, 0,5% fedt og resten vand. 1 2 3 4 5 6

De opnåede vandige proteinfraktioner vil have en behagelig smag 2 af torsk og kan anvendes som basis for fiskesaucer og supper 3 eller som tilsætning til fiskekødsprodukter. Benene fra den 4 faste fase kan efter forudgående tørring males til benmel.

5

Fedtfraktionen har et højt indhold af mættede fedtsyrer og kan 6 anvendes i helsekostprodukter.

I __ DK 175501 B1 I

I lo

I Eksempel 2 I I Som eksempel 1, men hvor råmaterialet var skrog fra udbenede I I kyllinger. Omrøringen og blandingen i hydrolysereaktoren I I fremmedes ved først at lade fremføringssneglen i I I 5 hydrolysereaktoren rotere med uret i en periode, der tillod I I kyllingeblandingen med enzym at føres 0,4 m frem, og dernæst I lade fremføringssneglen rotere mod uret i en periode, der I I tillod kyllingeblandingen med enzym at trækkes 0,2 m tilbage i I I hydrolysereaktorens langsgående retning. Fedtfraktionen i den I I 10 flydende fase blev udtaget separat ved overkanten af I I inaktiveringsreaktoren én meter før omrøréren ved hjælp af en I I membranpumpe. Fedtfraktionen pumpes videre til dekanteren, hvor I I den inden tilførslen til denne blandes med den flydende fase I I fra inaktiveringstanken. I I 15 I I Centrifugeringen i trikanteren gav. 10% fedtfraktion, 70% I I vandig fraktion med opløselige bestanddele fra proteiner og 20% I I vandig fraktion med uopløselige bestanddele proteiner. I I Kontrolmålinger af sammensætningen af den vandige fraktion med I I 20 opløselige bestanddele viste en sammensætning af denne med 6% I I protein, 0,004% fedt og resten vand. Kontrolmålinger af I I sammensætningen af den vandige fraktion med uopløselige I I bestanddele viste en sammensætning af denne med 9% protein, I I 0,5% fedt og resten vand. I I 25 I I Den vandige fraktion med opløselige bestanddele fra proteiner I I kan anvendes som basis i supper og saucer eller som tilsætning I til kødprodukter. Den vandige fraktion med uopløselige I I bestanddele fra proteiner kan iblandes kødprodukter, såsom I I 30 kødfars, pølser og luncheon meat. Benene fra den faste fase kan I I efter forudgående tørring males til benmel. I

I Typisk separeres den flydende fase i en fedtfraktion og én I

I eller flere vandige fraktioner. I

I 35 I

17 DK 175501 B1

Den uopløselige denaturerede vandige proteinfraktion har en anden massefylde end den opløselige denaturerede proteinfraktion, og disse to fraktioner vil derfor teoretisk være så adskilt fra hinanden, at det er muligt at udtage dem 5 hver for sig til yderligere efterbehandling.

Test har imidlertid vist at dette kan være vanskeligt i praksis med nogle råmaterialetyper.

10 Med den foreliggende opfindelse er det nu muligt at bevare et jævnt og kontinuerligt udtag og flow til dekanteren, selv med et meget kompleks sammensat råmateriale, der giver en meget hurtig og vanskeligt kontrollerbar mængde og sammensætning af varmebehandlede hydrolyseprodukter, som i værste fald kan 15 blokere udtagene fra inaktiveringsreaktoren.

--- i

Claims (10)

1. Anlæg til kontinuerlig hydrolyse af en reaktionsblanding I I af et proteinholdigt animalsk eller vegetabilsk I I 5 råmateriale, fortrinsvis et råmateriale i form af. bi- I I eller affaldsprodukter fra oparbejdning af levnedsmidler, I I til mindst en flydende fase (13) og mindst en fast fase I I (12) hvor anlægget omfatter en klargøringssektion (1), en I I dermed forbundet hydrolysesektion (4), en med I I 10 hydrolysesektionen (4) forbundet inaktiveringssektion (7) I I og en med inaktiveringssektionen (7) forbundet slut- I I bearbejdningssektion (17), hvor hydrolysesektionen (4) er I I af den type, der omfatter mindst én i hovedsagen rørformet I I hydrolysereaktor (6) med en første fremføringssnegl (20) I I 15 til at drive en reaktionsblanding af enzym og råmateriale I I gennem den mindst ene rørformede hydrolysereaktor (6) og I videre over i inaktiveringssektionen (7), der har mindst I én med hydrolysesektionen (4) forbundet I I inaktiveringsreaktor (8) med en indløbsende (9) og en I I 20 modsat denne lokaliseret udløbsende (10), kendetegnet ved, I I - at den mindst ene inaktiveringsreaktor (8) udløbsende (10) I I har mindst et udtag (14) til den faste fase (12) og mindst I I et i afstand fra udtaget (14) til den faste fase (12) I lokaliseret udtag (16) til den flydende fase (13), I 25. at inaktiveringsreaktoren (8) har en anden I I fremføringssnegl (24) til at forskyde indholdet i I I inaktiveringsreaktoren (8) frem mod udtaget (16), I I - at inaktiveringsreaktoren (8) har en ved sin bund I I arrangeret tredje fremføringssnegl (25) til at forskyde I I 30 sedimenteret fast stof frem og ud gennem udtaget (14) for I I den faste fase (12), og I I - at der ved udtaget (16) til den flydende fase (13) er I I arrangeret midler (15) til at blande en vandig fase med en I I fedtfase. I I 35 I

19 DK 175501 B1

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at mindst én af fremføringssneglene (20,24,25) er af den type, der er indrettet til at rotere med uret i et fastlagt første tidsrum, og mod uret i fastlagt andet efterfølgende 5 tidsrum.

3. Anlæg ifølge ethvert af kravene 1 eller 2, kendetegnet ved, at mindst én af fremføringssneglene (20,24,25) er udformet med skovle eller plader (22) i et område ved 10 periferien på fremføringssneglens (20,24,25) vindinger (21) .

4. Anlæg ifølge ethvert af kravene 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at udtagene (16) til den flydende fase (13) omfatter 15 et fedtudtag til en fedtfraktion og mindst et proteinudtag, til en vandig fraktion, der indeholder bestanddele valgt fra gruppen af vandopløselige aminosyrer, peptider og/eller proteiner, vanduopløselige eller tungtopløselige aminosyrer, peptider og/eller 20 protein, eller blandinger af disse bestanddele.

5. Anlæg ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at den vandige fase omfatter opløste og uopløste bestanddele af proteinoprindelse. 25

6. Anlæg ifølge krav 5, kendetegnet ved, at midlerne til at blande den vandige fase med fedtfasen er en blandepropel (15 ) eller en cirkulationspumpe.

7. Anlæg ifølge krav 6, kendetegnet ved, at vandopløselige og vanduopløselige bestanddele af proteinoprindelse og fedtfraktionen skilles fra hinanden i en kontinuerligt virkende dekanter eller trikanter. 1

8. Fremgangsmåde til kontinuerligt at hydrolysere en reaktionsblanding af et proteinholdigt animalsk eller I 20 DK 175501 B1 I I vegetabilsk råmateriale til en flydende fase (13) og en I I fast fase (12) i et anlæg ifølge krav 1-7, omfattende I I trinnene I I - at neddele råmaterialet, I I 5 * at blande råmaterialet med enzym, I I - enzymatisk at hydrolysere råmaterialet i et fastlagt I I tidsrum, I I - at inaktivere enzymer, der er tilstede i I I reaktionsblandingen, i en inaktiveringsreaktor (8), I I 10 kontinuerligt at udtage den faste fase (12) og den I I flydende fase (13) fra reaktionsblandingen i I I inaktiveringsreaktoren (8), kendetegnet ved, I I at den flydende fase (13) omfatter en fedtfraktion og en I I vandig fraktion med et indhold af opløste og uopløste I I 15 bestanddele af proteinoprindelse, I I -at fedtfraktionen og vandfraktionen udtages fra I I inaktiveringsreaktoren (8) kontinuerligt enten hver for I I sig med ens eller forskellig hastighed eller som en samlet I I homogeniseret suspension. I I 20 I

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at de I I opløste og uopløste bestanddele af proteinoprindelse og I I fedtfasen efterfølgende separeres i en trikanter eller I dekanter. I I 25 I

10. Fremgangsmåde ifølge krav 8 eller 9, kendetegnet ved, at I I fremgangmåden omfatter et indledende trin hvor metaldele I I udskilles fra råmaterialet. I I 30 · I