PROCESS FOR THE PRODUCTION OF FRACTIONS RICH IN BALLAST MATTER AND RICH IN PROTEIN FROM DRAFF

Abstract: 1. A process for recovering fractions rich in bulk material and rich in protein from brewer's spent grains wherein particles having different sizes are produced from wet spent grains and these are separated by sifting, characterized in that the wet spent grains after a pre-dehydration are comminuted during flash-drying in a stream of hot air to form coarse husk fragments and fine protein particles and these are separated.

Description: Verfahren zur Gewinnung ballaststoffreicher und protein reicher Fraktionen aus Biertreber Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fraktionierung von Biertrebern. Die entstehenden ballaststoffreichen Produkte können zur Herstellung von Backwaren oder Teig waren oder Müsli mitverwendet sowie auch - ähnlich wie Speisekleie - direkt verzehrt werden. Aufgabe der Erfindung ist es, aus den Trebern den Protein anteil teilweise zu entfernen, um damit den Ballaststoff gehalt in der verbleibenden Restmasse zu erhöhen. Gleich zeitig sollen die Treber so schonend getrocknet werden, dass sie hinsichtlich ihres Wasserbindungs- und Quellver- mögens eine den Nasstrebern entsprechende Qualität erhalten. Die bisherigen Bemühungen zur Nutzbarmachung der Treber für die menschliche Ernährung konzentrierten sich auf die Trennung der verschiedenen zusammengesetzten Masse bestandteile und deren Weiterverarbeitung. Bekannt ist auch der Einsatz der getrockneten und gemahlenen Treber als Zusatzstoff für die Backwarenherstellung - DE-PS 23 33 387. In der DE-PS 327 675 wird ein Verfahren beschrieben, mit dem aus getrockneten Trebern zunächst durch Lösungsmittelextraktion der Fettanteil entfernt wird. Anschliessend werden die Proteine in der fettfreien Substanz mit Soda gelöst und abgepresst. Die Proteine werden danach mit Säure hydrolysiert. Das Hydrolysat wird neutralisiert und zu einem Konzentrat eingedampft, das als Würzstoff verwendet werden kann. Aus dem Schalenrückstand wird nach Rösten eine karamelartige Masse gewonnen, die zur Bereitung von AutguBgetränken geeignet sein soll. Der schalenartige Rückstand ist nach dieser Behandlung zur Trocknung als Ballaststoff nicht geeignet, da er unter der Einwirkung von Fettlösungsmitteln und Soda wesentliche Eigenschaften verliert. Insbesondere wird das Quellvermögen der Schalenbestandteile stark vermindert. Die Trennung des Proteins aus den Trebern ist auf mechanischem Wege wie sie von Loncin und Schornick in "Branwelt" 117 (1977) 43 vorgeschlagen wird, einfacher als durch Lösen in Alkalien. Etwa 2/3 des in den Trebern enthaltenen Proteins können durch Rühren, Sieben, Pressen, Absetzen und Zentrifugieren abgetrennt und als "Konzentrat" gewonnen werden, das 50 - 60% Protein und einen sehr geringen Spelzenanteil enthält. Entsprechend erhöht sich in der verbleibenden proteinarmen Fraktion der Schalenanteil. Auf der Grundlage der Angaben in der Veröffentlichung hätte danach die proteinarme Fraktion einen Masseanteil von 75%, den verbleibenden Rest von 25% bildete das Konzentrat. Mit dieser Vorgehensweise lassen sich ballaststoffreiche Fraktionen guter Qualität gewinnen, wenn diese schonend getrocknet werden. Das Verfahren ist allerdings sehr aufwendig. Ähnliches gilt auch für die partielle Trennung der Hauptinhalts stoffe der Treber, wie sie von P.M. Townsley in MBAA Technical quarterly 16 (1979) 130 beschrieben worden ist. die Trennung erfolgt danach durch Sieben der Treber über Vibrationssiebe, wobei das Siebgut bzw. die Siebe zur Unterstützung des Siebdurchgangs mit Wasser unter hohem Druck besprüht werden. Es werden drei Fraktionen mit unterschiedlicnem Protein- bzw. Fasergehalt erhalten. Ihr jeweiliger Masseanteil bzw. Proteingehalt beträgt für die erste Fraktion 54% 111% Protein), die zweite 26% (27% Protein) und die dritte 20% (49% Protein). Der Fasergehalt in diesen Fraktionen ist im Proteingehalt umgekehrt proportional. Obgleich das Verfahren mit einem erheblichen Abwasseranteil belastet ist, der durch Recycling minimiert werden soll, hält Townsley es zur Trennung der Tre berinhaltsstot fe für besser geeignet als die potentielle Möglichkeit der mechanischen Separation nach der Trocknung der Treber. Diese Vermutung ist auf dem Stand der Technik tatsächlich auch richtig, da die Trennung von Proteinen und Schalenbestandteilen nach der Trocknung abhängig vom angewendeten Trocknungsverfahren entweder unmöglich oder kaum noch gegeben ist. Während des Trocknens > beispielsweise im Trommeltrockner - bilden sich so feste Verbindungen zwischen Schale und Protein aus, dass die Substanzen durch Absieben nicht mehr voneinander getrennt werden können Auch eine separierende Zerklei- nerung ist nur unzureichend möglichg so dass sich die Mahipartikel wegen zu geringer physikalischer Unterschiede kaum durch Sichten oder Sieben voneinander trennep lassen. Aufgabe der Erfindung ist es, mittels eines einfachen Verfahrens die Hauptinhaltsstoffe der Treber voneinander zu trennen, um einer seits ballaststoffangereicherte und andererseits proteinangerei cherte Produkte zu erhalten. Das Verfahren ist darauf gerichtet, die nach zerkleinerte ballaststoffangereicherte Fraktion ohne ver arbeitungstechnische Probleme z.B. in Backwaren einarbeiten zu können. Der Lösung der Aufgabe liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass es gelingt'die Schalenteile und Proteinpartikel der Treber für eine Trennung dadurch aufzuarbeiten, dass die Nasstreber gleichzeitig im Heissluftstrom eines Ultrarotors getrocknet und partiell zerkleinert werden. Durch die plötzliche Wasserverdampfung im Heissluftstrom können die Schalenteile und die Proteinpartikel nicht miteinander verkleben, da sie durch die Wasserdampfbildung weitgehend voneinander getrennt gehalten werden. Die sich bildenden losen Agglomerate werden vom Rotor zerschlagen5 wobei aufgrund der untersciiedlichen Festigkeitseigen schaften zwischen Fasern und Proteinpartikeln grobe Schalenbruchstücke und feine Proteinpartikel entstehen. Diese können durch Siebe leicht voneinander getrennt werden. Vorteilhaft für die Trocknung und partielle Zerkleinerung ist es, die Treber vor der Einspeisung in den Ultrarotor mechanisch zu entwässern. Dementsprechend betrifft die Erfindung die in den Ansprüchen dargelegten Gegenstände. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Abb. 1 ist eine Anlage skizziert, die 500 kg Nasstreber/Std. verarbeiten kann. Im Betrieb werden 160 kg Wasser/Std. abgepresst, wodurch 8 kg der eingesetzten Trockenmasse von 107 kg in das Presswasser gelangen. Im Trockner werden weitere 220 kg Wasser/Std. verdampft. Es entstehen 110 kg Trockentreber/Std. mit 10 % Wassergehalt. Wird dieser im Verhältnis 70%/305 gesichtet, entstehen am Ende 78 kg ballaststoffreiche und 32 kg proteinreiche Fraktion/ Std. In diesem Beispiel gelangen ca 60 % des Treberproteins in nur 30 % der Gesamtmasse. Prozentual werden 92 % der Trockenmasse der Nasstreber weiterverarbeitet. Der besondere Vorteil der mechanischen Entwässerung besteht darin, ca 40 % des Wassers nicht verdampfen zu müssen und ausserdem auch keinen Substanzverlust zu erleiden, da der Presssaft in den Brauprozess zurückgeführt werden kann. Nach der Trocknung lässt sich das Mahlgut leicht nach verschiedenen Partikelgrössen mit unterschiedlicher Relativzusammensetzung absieben Tabelle 1 Zusammensetzung des abgepressten Trebers nach der Trocknung im Ultrarotor EMI4.1 <tb> TREBERFRAKTION <SEP> BALLASTSTOFFE <SEP> PROTEIN <SEP> FETT <SEP> ASCHE <tb> GRÖBE <SEP> ANTEIL <tb> <SEP> (um) <SEP> (Z) <SEP> (%TS) <SEP> (%TS) <SEP> (%TS) <SEP> (%TS) <tb> GESAHT <SEP> 100 <SEP> 62,7 <SEP> 17,1 <SEP> 8,3 <SEP> 4,5 <tb> <SEP> > 624 <SEP> 13 <SEP> 76,1 <SEP> 7,0 <SEP> 5,9 <SEP> 4,5 <tb> 250-624 <SEP> 39 <SEP> 77,3 <SEP> 9,7 <SEP> 5,6 <SEP> 4,6 <tb> <SEP> 150-250 <SEP> 19 <SEP> 62,7 <SEP> 13,0 <SEP> 9,3 <SEP> 4,4 <tb> <SEP> < 150 <SEP> 29 <SEP> 40,0 <SEP> 32,8 <SEP> 13,9 <tb> Abhängig von der jeweiligen Siebgrenze enthalten die Fraktionen Ballaststoffgehalte von mehr als 75%. In ihnen beträgt der Proteingehalt weniger als 10% und der Fettgehalt liegt unter 6%. Nach Zusammenfassen der Fraktionen > 150 pm beträgt der Ballaststoffgehalt immer noch mehr als 70% und der Protein- und Fettgehalt ist-gegen über der Trockenmassezusammensetzung der Nasstreber deutlich herabgesetzt (Tab. 2) Tabelle 2 Zusammensetzung des abgepresseten Trebers nach der Trocknung im Ultrarotor EMI5.1 <SEP> TREBERFRAKTION <SEP> BALLASTSTOFFE <SEP> PROTEIN <SEP> FETT <SEP> LUCOSEPOLYMERE <SEP> ASCHE <SEP> SUMME <tb> b <tb> <SEP> GRÖBE <SEP> ANTEIL <tb> (um) <SEP> (%) <SEP> (% <SEP> TS) <SEP> (% <SEP> TS) <SEP> (% <SEP> TS) <SEP> (% <SEP> TS) <SEP> (% <SEP> TS) <SEP> (% <SEP> TS) <tb> <SEP> GESAMT <SEP> 100 <SEP> 62,7 <SEP> 17,1 <SEP> 8,3 <SEP> 5,5 <SEP> 4,5 <SEP> 98.1 <tb> > 150 <SEP> 71 <SEP> 72,9 <SEP> 10,7 <SEP> 7,0 <SEP> 4,8 <SEP> 4,7 <SEP> 100,1 <tb> <SEP> < 150 <SEP> 29 <SEP> 40,0 <SEP> 32,8 <SEP> 13,9 <SEP> 7,2 <SEP> 4,1 <SEP> 98,0 <tb> Unter diesen Versuchsbedingungen gelangen in 71% der Gesamtmasse 83 % der Ballaststoffe; aber nur 44 % des Proteins und 56 % des Fetts. (Tabelle 3). Tabelle 3 Verteilung der Inhaltsstoffe des abgepressten und getrockneten Trebers durch Sieben EMI5.2 <tb> <SEP> FRAKTION <SEP> VERTEILUHG <SEP> (X) <tb> GRÖBE <SEP> (um) <SEP> ANTEIL <SEP> (%) <SEP> BALLASTSTOFFE <SEP> PROTEIN <SEP> FETT <tb> <SEP> > 150 <SEP> 71 <SEP> 83 <SEP> 44 <SEP> 56 <tb> <SEP> < <SEP> 150 <SEP> 29 <SEP> 17 <SEP> 56 <SEP> <tb> Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe sondere darin, dass einmal ein für die menschliche Ernährung geeignetes ernährungsphysiologisch hochwertiges ballast stoffangereichertes Produkt aus Biertrebern gewonnen wird. Diese Treberfraktion enthält nur einen sehr kleinen Anteil verdaulicher Kohlenhydrate sowie einen deutlich verminderten Protein- und Fettgehalt, dafür aber einen sehr grossen Ballast stoffgehalt. Das Produkt kann in relativ einheitlicher Quali tät in grossen Mengen hergestellt werden. Aufgrund seines niedrigen Phytingehalts ist es möglich, Nahrungsmittel wie z.B. Backwaren, darunter auch Vollkornprodukte, Teigwaren mit Ballaststoffen anzureichern. Die Ballaststoffanreicherung ist besonders für Mischbrote empfehlenswert. Weiterhin kann das ballaststoffreiche Produkt bei der Her stellung von Nahrungsmitteln aus verschiedenen Getreidearten wie z.B. Frühstücksflocken, verwendet werden. Es ist also möglich, die bekannten Müsli mit den Produkten anzureichern. Schliesslich lassen sich die Verfahrensprodukte gemäss der Erfindung auch als solche verzehren, wie das z.B. mit Speisekleie der Fall ist. Im Gegensatz zur Kleie hat der Treber eine weitgehend einheitliche Zusammensetzung. Seine fünf Hauptinhaltsstoffe repräsentieren praktisch 100 % der Trockenmasse, während die gleichen Stoffe in der Kleie nur zu 85 % vertreten sind. Die Relativzusammensetzung des Trebers schwankt nur in engen Grenzen, da das Brauverfahren, anders als die Getreidevermahlung, eine definierte Inhaltsstoffausbeute des Rohstoffes zulässt. Die proteinreichen Fraktionen können sowohl für die menschliche als auch tierische Ernährung verwendet werden.

Claims: 1. Verfahren zur Gewinnung balleststoffreicher und proteinreicher Fraktionen aus Biertreber, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Nass treber im Heissluftstrom während einer schlagartigen Trock nung separierend in grobe Schalenbruchstücke und feine Proteinpartikel zerkleinert werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Temperatur im Trocknungsgut 60 C nicht überschreitet. 3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Bal -1 aststoffanteil i in einer Teilfraktion der Treber wenigstens 70 % beträgt. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass der Ballaststoffanteil in einer Teilfraktion der Treber wenigstens 75 % beträgt und der Proteingehalt < 10 % sowie der Fettgehalt < 6 % ist. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Proteinanteil einer Teilfrakti.on der Treber > ist und der Ballaststoffanteil in ihr höchstens 40 % sowie der Fettanteil mindestens 14 % beträgt. ( > . Rerfa]lren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Treber in be]Iebir grosse Teilfraktionen separiert erden, wobei der Ballaststoffanteil bzw. der Proteinanteil beliebige Verhältnisse i-l? den Fraktionen =wischen den maximal möglichen annehmen kann. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung des Trocknungsenergieaufwandes di? Treber mechanisch vorentwässert werden. 8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Presssaft in den Brauprozess zurückgeführt wird. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Trennen des Schwebstoffanteils nur die kohlenhydratreiche Flüssigkeit zurückgeführt wird. 10. Verwendung der nach Ansprüchen 1 bis 9 erhaltenen Produkte für die Ernährung. 11. Nahrungsmittel, enthaltend die nach Ansprüchen 1 bis 9 er haltenen ballaststoffreichen Fraktionen und/oder protein reichen Fraktionen.

Inventors: JIRMANN, FRIEDRICH, MEUSER, FRIEDRICH, PROF. DR., NIEFIND, HANS J., DR.
Applicants: WICKULER-KUPPER-BRAUEREI KG
Application year: 1981
Main classification: C12F3
IPC codes: A23J1, A21D2, C12F3, A23L1