| Simultaneous Oil and Protein Recovery from Oil Seed Rape |
Schlüsselwörter:
Rapeseed oil, extraction, rapeseed kernels, protein, oleosin
Rapsoel, Extraktion, Rapskoerner, Protein, Oleosin
Sachgruppe der DNBAbstract
The objective of the work was to develop a process for recover-
ing rapeseed oil and protein products in a simultaneous
extraction step. It was further intended to avoid the use of
organic solvents and thermal denaturing of the storage proteins.
In the first part of the thesis, the morphology of rapeseed is
discussed and the interactions of the constituents are assessed
on the basis of the chemical and physical properties of the
rapeseed oil and the protein fractions. The simultaneous re-
covery of oil and protein has been split into the following sub-
processes: chemical conditioning of the hulled rapeseed; mech-
anical crushing and wet cell treatment; spontaneous extraction
of the oil and protein. For each of the steps, reaction schemes
were formulated and these were balanced in a dynamic mass model.
The second part of the work experimentally verifies the process
engineering functional models for the sub-processes involved in
the simultaneous recovery of oil and protein. The effect of
mechanical power dissipation during the cell treatment in the
range from 10 to 1,000 W/kg (UT process) and from 100 to
200,000 W/kg (HDH process) was studied, as was the extraction
behaviour. The UT-process with integrated wet-sieving of
particles greater than 40 microns and recycling of the
coarsest solids gave favourable results. The UT-process is
shown to have high selectivity for the extraction of oil and
there are only minor interactions between the oil and oil-free
dried matter. An innovative protein, the membrane protein
oleosin, was recovered from the O/W emulsion in the pilot-plant
scale UT-process. In order to assess the quality of the protein,
the kinetics of thermal denaturing of the myrosinase and the
storage proteins in the rapeseed were determined.
An oil yield of 72% was achieved in the solvent-free process.
This figure represents considerable progress, although the oil
yield from mechanically pressing the rapeseed is 85%. In
contrast to the expeller from the well-known final-press
technique, the process which has been developed here offers the
option of recovering soluble and light-coloured protein
products in addition to the oleosin.
Die Arbeit zielte auf die Entwicklung eines Verfahrens zur Gewin-
nung von Rapsöl und Proteinprodukten in einem simultanen Extrakt-
ionsschritt, wobei organische Lösemittel und die thermische
Denaturierung der Speicherproteine vermieden werden sollten.
Im ersten Teil wurden für Rapskörner morphologische Grundlagen
sowie die Wechselwirkung der Inhaltsstoffe auf Basis chemischer
und physikalischer Eigenschaften von Rapsöl und den Protein-
fraktionen formuliert. Die simultane Öl- und Proteingewinnung
wurde in die Teilprozesse: thermische Konditionierung von geschäl-
ten Rapskörner; mechanische Zerkleinerung und Nasszellaufschluss,
spontane Extraktion von Öl und Protein gegliedert.
Für die Teilschritte wurden reaktionstechnische Darstellung
formuliert und in einem dynamischen Massenmodell bilanziert.
Im zweiten Teil der Arbeit wurden die verfahrenstechnischen Funk-
tionsmodelle für die Teilschritte zur simultanen Öl- und Protein-
gewinnung experimentell verifiziert. Es wurde die Auswirkung der
mechanischen Leistungsdissipation beim Zellaufschluss im Bereich
10 bis 1.000 W/kg (UT-Verfahren) und 100 bis 200.000 W/kg (HDH-
Verfahren) und das Extraktionsverhalten untersucht. Als günstig
erwies sich das UT-Verfahren mit integrierter Nasssiebung größer
40 Mikrometer und Rückführung der groben Feststoffe. Das UT-
Verfahren zeigte eine hohe Selektivität für die Extraktion von Öl
und geringe Wechselwirkungen zwischen Öl und ölfreier Trockensub-
stanz. Als innovative Proteinfraktion konnte das Membranprotein
Oleosin mittels des UT-Verfahrens aus der O/W-Emulsion im tech-
nischen Prozess gewonnen werden. Zur Absicherung der Protein-
qualität wurde die Kinetik der thermischen Denaturierung der
Myrosinase und der Speicherproteine in Rapskörner ermittelt.
Es wurde in dem lösemittelfreien Verfahren eine Ölausbeute von
72 % erreicht. Dieser Wert stellt einen deutlichen Fortschritt
dar, allerdings beträgt die Ölausbeute durch mechanisches
Pressen der Rapskörner 85 %. Im Gegensatz zu dem Expeller aus dem
bekannten Fertig-Pressverfahren bietet das entwickelte Verfahren
neben der Oleosingewinnung die Option der Gewinnung von lös-
lichen und hellen Proteinprodukten.
| Betreuer | Meuser, Friedrich; Prof. Dr. |
| Gutachter | Meuser, Friedrich; Prof. Dr. |
| Gutachter | Holley, Wolfgang; Dr.-Ing. |
| Upload: | 2002-03-22 |
| URL of Theses: | http://edocs.tu-berlin.de/diss/2001/waesche_andreas.pdf |