Dr.-Ing. Frank Eiden
Biotechnologie
Weiße Biotechnologie
Gruppenarbeit
Gruppe 1: Materialvorbereitung
Fachhochschule Gelsenkirchen
Sommersemester 2011
Weiße Biotechnologie
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Inhaltsverzeichnis
Zielsetzung
Ausgangsmaterialien
• Die Papaya
• Die Braunalge Laminaria saccharina
Aufbereitungsprozess der Papaya
Aufbereitungsprozess der Braunalge
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Zielsetzung
• Aufbau einer Anlage zur Produktion eines Alkoholarmen (1 Vol % EtOH)
Getränk
• Keine Hefen
• Produktion von 2 Mio. Flaschen á 0,33l/Jahr
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Materialvorbereitung
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Ausgangsmaterialien
Die Papaya
(reife + unreife)
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Die Braunalge
Laminaria saccharina
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Die Papaya
• Inhaltsstoffe: Vitamin A, C, B1; Natrium,
Kalium, Calcium, Phosphor, Magnesium, Eisen
• Enzym: Papain
 hitzebeständig bis 100°C
• Vorkommen: Tropische/ subtropische
Regionen
z.B. Brasilien, Costa Rica, Mexico, Indien, Nigeria,
Kenia, Südafrika, Thailand, Elfenbeinküste,
Bangladesh, China
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Anbau und Lieferung
• Ort:
• Preis:
• Saison:
Brasilien
Durchschnittlich ca. 87€/t
Ganzjährige Ernte
Ein Papayabaum liefert ca. 30-150 Früchte pro Jahr
• Bei einer Kühlung von 8-10°C sind die Papayas 2-3 Wochen
haltbar
• Einfuhr per Luft- oder Seeweg
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Die Braunalge Laminaria saccharina
• hoher Anteil an Polysacchariden
• Zusammensetzung:
Komponenten
Inhalte in % TM
Cellulose
5
Lipide
3-5
Protein
15-20
Alginate
23
Laminaran
14
Fucoidan
5
Mannitol
12
Insgesamt vergärbarer
Zucker
45-55
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Anbau und Lieferung
• Vorkommen: Nordsee/Ostsee, Grönland bis Portugal
– Kältere Regionen
• Saison: 3 mal jährlich Erntezeit
• Preis: 12€/kg Trockengewicht
• Anbau z.B. in Oberflächenfarmen
• Ausbringung der Algen auf Kulturleinen
– Vorteil: Ernte ohne Taucher möglich
• Anlieferung per LKW
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Der Aufbereitungsprozess
Papaya
Algen
 Reinigung
 Reinigung
 Zerkleinern
 Zerkleinern
 Pressen
 Zuckergewinnung
 Trocknen
Der identische Prozess läuft für
die unreifen und reifen
Papayas hintereinander ab.
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Der Aufbereitungsprozess der Papaya
Die Reinigung
• Trommelwaschmaschine
• Leistung: bis 80t/Std
Vorteile:
• Keine Produktbeschädigung
durch Spezialform der Trommel
• Wasserrückführung möglich
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Der Aufbereitungsprozess der Papaya
Zerkleinern
• Trommelschneidmaschine
• Leistung: bis 5.000 t/d
Die Papaya wird mitsamt der Schale
zerkleinert, da dort das Papain
gespeichert ist
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Der Aufbereitungsprozess der Papaya
Pressen
• Kontinuierlich arbeitende
Bandpresse
• Für sämtliche Obst- und
Beerenmaischen
• Bis zu 75% Ausbeute
• Leistung: bis 3000kg/h
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Der Aufbereitungsprozess der Braunalge
Waschen und Reinigen
•
•
•
•
Tauchbecken
Verweilzeit 1 bis 5 Minuten
Leistung: 1000-4500kg/Std
Fassungsvermögen: 25kg, 1400l
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Der Aufbereitungsprozess der Braunalge
Zerkleinern
• Rohware von 5 Presswalzen verdichtet
und schrittweise hervorgeschoben
• Vor dem Mundstück bewegen sich die
Messer ellipsenförmig auf und ab
Vorteile:
• Problemlose Verarbeitung selbst von
sehr langer, elastischer und faseriger
Rohware
• Keine Erwärmung der Schnittware →
keine Verluste von Wirk- und
Aromastoffen
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Der Aufbereitungsprozess der Braunalge
Zuckergewinnung
• Zucker liegt in Form von Polysacchariden vor
• Durch saure Hydrolyse aufspalten der Polysaccharide in Monosaccharide
 Glucose für Fermentation
Trocknen
• Trocknen der vorverarbeiteten Braunalgen
• Gewinnung der Trockenmasse zur Zugabe für die Fermentation
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Fließschema Aufbereitungsprozess
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