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Dokumentenidentifikation DE102006000870B3 15.02.2007
Titel Verfahren zum Herstellen von verseiftem, carotinoidhaltigem Oleoresin und verseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin
Anmelder Lohmann Animal Health GmbH & Co. KG, 27472 Cuxhaven, DE
Erfinder Nestler, Helge, 27478 Cuxhaven, DE;
Schwarz, Klaus-Uwe, Dr., 27476 Cuxhaven, DE
Vertreter Patentanwälte Hauck, Graalfs, Wehnert, Döring, Siemons, Schildberg, 20354 Hamburg
DE-Anmeldedatum 05.01.2006
DE-Aktenzeichen 102006000870
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.02.2007
IPC-Hauptklasse C09B 61/00(2006.01)A, F, I, 20060105, B, H, DE
IPC-Nebenklasse A23L 1/221(2006.01)A, L, I, 20060105, B, H, DE   A23K 1/16(2006.01)A, L, I, 20060105, B, H, DE   
Zusammenfassung Verfahren zum Herstellen von verseiftem, carotinoidhaltigem Oleoresin, bei dem unverseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin mit im festen Zustand befindlichem, kleinstückigem und/oder pulverförmigem Alkalimetallhydroxid intensiv gemischt und hierbei das Oleoresin verseift wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von verseiftem, carotinoidhaltigem Oleoresin und auf verseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin.

Auf dem Weltmarkt sind die sogenannten carotinoidhaltigen Oleoresine (Extrakte aus Marigoldblüten, Paprika etc.) eine „commodity", also standardisierte Massenware. Die nachfolgende Behandlung dieser Oleoresine erfolgt in der Regel mit dem Ziel, hochreine Carotinoide zu gewinnen. Hierbei werden die Carotinoide einer Verseifung unterzogen.

Der Grund für die Verseifung der Oleoresine liegt in der chemischen Modifikation, in der die Carotinoide in den Pflanzen in der Regel gespeichert werden. Die Pflanzen synthetisieren z.B. das Xanthophyll Lutein zusammen mit zwei Fettsäureresten zu einem Luteindipalmitat oder ähnlichem. Gewünscht ist aber das reine, unveresterte Carotinoid. Dies gilt insbesondere für den Einsatz im Futtermittelsektor. Als Futtermittelzusatz werden Carotinoide (insbesondere Xanthophylle) insbesondere zur Pigmentierung von Eigelb und der Haut von Geflügel eingesetzt. Geflügel können veresterte Carotinoide schlecht verdauen.

Die Verseifung kann in einen nachfolgenden Prozeß der Aufkonzentrierung zu reinem Lutein oder allgemein zu reinen Xanthophyllen eingebunden sein. So wird z.B. in der US 6 262 284 eine simultane Extraktion, Verseifung und Aufkonzentrierung beschrieben. Kennzeichnend für fast alle Methoden der Verseifung ist der Einsatz von wäßriger KOH oder NaOH oder von anderen Alkalimetallhydroxiden. Grundsätzlich erfolgt die Verseifung über eine alkalische Esterhydrolyse.

Für den Futtermittelsektor gibt es eine Anwendung, die Oleoresine nur zu verseifen, um das verseifte Oleoresin nachfolgend in eine Feststofformulierung zu bringen. Das klassische Verseifungsverfahren zeichnet sich durch den Einsatz von Kaliumhydroxid (ca. 15%), Wasser (ca. 20%), Oleoresin (ca. 50%), manchmal Propandiol (ca. 20%) und/oder Ethanol aus. Die Verseifungstemperaturen betragen üblicherweise 65 bis 90°C bei einer Zeit von ca. 6 Stunden. Die Reaktion findet meist in einem Kessel mit einem langsam laufenden Ankerrührwerk statt. Die langsam drehenden Rührwerkzeuge werden eingesetzt, weil das Oleoresin die Eigenschaft hat, mit zunehmendem Verseifungsgrad immer zähfließender zu werden.

Das herkömmliche Verfahren hat den Nachteil, daß massiv Lösungsmittel, Wasser und andere Zusatzstoffe eingesetzt werden, um das Produkt bei steigendem Verseifungsgrad noch fließfähig zu halten. Diese Zusatzstoffe können gar nicht oder nur noch mit erheblichem Aufwand aus dem Produkt herausgeholt werden. Dies erfordert zusätzliche Anlagen oder hat den Verlust der Zusatzstoffe zur Folge.

Daher fällt die Wahl in der Regel auf möglichst billige Lösungsmittel. Durch die hohen Temperaturen und langen Reaktionsdauern wird die Oxidation der empfindlichen Carotinoide gefördert. Dies führt zu Degradationsreaktionen wie z.B. radikalischen Kettenreaktionen im Produkt.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein schonendes, leicht zu handhabendes und ökonomisches Verfahren zum Herstellen von verseiftem, carotinoidhaltigem Oleoresin verbesserter Qualität zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von verseiftem, carotinoidhaltigem Oleoresin wird unverseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin mit in festem Zustand befindlichem, kleinstückigem und/oder pulverförmigem Alkalimetallhydroxid intensiv gemischt und hierbei das Oleoresin verseift.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf einer intensiven Vermischung der beiden Edukte unverseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin und kleinstückiges und/oder pulverförmiges Alkalimetallhydroxid. Die großen, reaktionsfähigen Oberflächen des Alkalimetallhydroxids werden hierbei vom Oleoresin bedeckt oder benetzt. In Verbindung mit sehr hohen Scherkräften führt dies zu einer unmittelbaren Hydrolyse des Oleoresins. Die Zerkleinerung des Alkalimetallhydroxids kann bis hin zu einer kolloidalen Vermahlung gehen. Hierdurch entstehen sehr große, reaktionsfähige und vom Oleoresin bedeckbare oder benetzbare Oberflächen, welche die unmittelbare Hydrolyse des Oleoresins mit dem festen Alkalimetallhydroxid besonders fördern. Hierdurch wird der Temperaturanstieg des Reaktionsgemisches verringert und eine schonende Verseifung erreicht. Infolge der niedrigeren Verseifungstemperaturen, die insbesondere im Bereich von etwa 40 bis 60°C liegen können, findet eine nur geringe bis keine Degradation von Lutein statt. Grundsätzlich sind keine weiteren Zusatzstoffe erforderlich, um das Reaktionsgemisch fließfähig zu machen. Infolgedessen ist das Verseifungsverfahren kostengünstiger. Die Verseifungszeiten sind sehr kurz und die Skallierbarkeit des Prozesses ist sehr einfach. Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens kann sehr kompakt und mit geringem Platzbedarf gebaut werden.

Das carotinoidhaltige Oleoresin kann dem Verfahren in festem und/oder flüssigem Zustand zugeführt werden. Der Einsatz von carotinoidhaltigem Oleoresin in festem Zustand vereinfacht das Verfahren. Zur Verflüssigung wird das Oleoresin auf die Schmelztemperatur aufgeschmolzen, die bei ca. 53°C liegen kann. Hierdurch kann die Benetzung des Alkalimetallhydroxid mit Oleoresin und damit die Verseifungsreaktion gefördert werden.

Es ist möglich, dem Verfahren kleinstückiges und/oder pulverförmiges Alkalimetallhydroxid zuzuführen. Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird Alkalimetallhydroxid zu kleinstückigem und/oder pulverförmigem Alkalimetallhydroxid zerkleinert und dieses mit dem unverseiften, carotinoidhaltigen Oleoresin gemischt. Bei dieser Ausgestaltung wird dem Verfahren unzerkleinertes oder nur teilweise zerkleinertes Alkalimetallhydroxid zugeführt und wird dieses in einer für die Verseifung geeigneten bzw. diese fördernden Weise zerkleinert. Das Zerkleinern ist z.B. ein Brechen von Alkalimetallhydroxid in kleine Stücke und/oder ein Zermahlen von Alkalimetallhydroxid zu einem Pulver.

Die Zerkleinerung des Alkalimetallhydroxids wird z.B. vor der Mischung und Umsetzung mit dem unverseiften, carotinoidhaltigen Oleoresin durchgeführt. Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Zerkleinerung des Alkalimetallhydroxids gleichzeitig oder zeitlich überlappend mit der Mischung und Umsetzung des Alkalimetallhydroxids mit dem unverseiften, carotinoidhaltigen Oleoresin durchgeführt. Hierdurch kann eine besonders effiziente Zerkleinerung des, Alkalimetallhydroxids sowie intensive Mischung und Umsetzung der Edukte erreicht werden. Ferner können durch das Zusammenlegen der Verfahrensschritte der Durchsatz erhöht, die Reaktionszeiten reduziert und der apparative Aufwand vermindert werden.

Das Verfahren ist grundsätzlich mit sämtlichen Alkalimetallhydroxiden durchführbar, gegebenenfalls auch mit Kombinationen verschiedener Alkalimetallhydroxide. Gemäß einer Ausgestaltung ist das Alkalimetallhydroxid KOH (Kaliumhydroxid) oder NaOH (Natriumhydroxid). Diese Alkalimetallhydroxide sind gut bzw. kostengünstig verfügbar.

Für einen intensiven Kontakt des Oleoresins mit dem kleinstückigen und/oder pulverförmigen Alkalimetallhydroxid ist es förderlich, wenn Lufteinschlüsse in der Mischung vermieden werden. Hierfür wird/werden gemäß einer Ausgestaltung das Oleoresin und/oder das Alkalimetallhydroxid beim Zerkleinern oder Mischen und/oder Umsetzen entgast.

Das Verfahren wird beispielsweise diskontinuierlich durchgeführt. Hierfür werden z.B. die Edukte in mindestens einem diskontinuierlichen Rühr- und/oder Mahlwerk gemischt und/oder zerkleinert und/oder umgesetzt. Gegebenenfalls wird das Alkalimetallhydroxid zuvor mittels einer gesonderten Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinert und/oder zermahlen. Für hohe Produktionsleistungen wird das Verfahren gemäß einer Ausgestaltung als kontinuierlicher Prozeß durchgeführt, bei dem die Edukte kontinuierlich zugeführt und das Produkt kontinuierlich abgezogen wird.

Gemäß einer Ausgestaltung, die sich insbesondere für die kontinuierliche Durchführung des Verfahrens eignet, werden die Edukte einem Extruder zugeführt und in diesem gemischt und umgesetzt.

Gemäß einer Ausgestaltung wird das Alkalimetallhydroxid vor Eintritt in den Extruder und/oder im Extruder zerkleinert. Eine Zerkleinerung vor Eintritt in den Extruder ist mittels mindestens einer zusätzlichen Zerkleinerungsvorrichtung (z.B. Brecher oder Mühle) durchführbar. Aufgrund der hohen Scherkräfte im Extruder kann zusätzlich oder statt dessen das Alkalimetallhydroxid im Extruder zerkleinert werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Extruder ein Zweischneckenextruder. Im Zweischneckenextruder ist durch einen kontrollierten Rückfluß der Extrudiermasse eine kontrollierte Vermischung gegeben.

Die Erfindung bezieht Ausführungen ein, bei denen die Edukte dem Schneckengang des Extruders in derselben Axialposition zugeführt werden. Gemäß einer Ausgestaltung werden die Edukte dem Schneckengang des Extruders in verschiedenen Axialpositionen zugeführt. Dies ermöglicht es, zumindest ein Edukt gesondert zu komprimieren, zu entgasen, zu vergleichmäßigen und zu zerkleinern und ein weiteres Edukt in das solchermaßen vorbereitete Edukt einzuspeisen.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung werden die Edukte vor Eintritt in den Extruder vorgemischt und an derselben Axialposition in den Extruder eingespeist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden die Edukte vorgemischt und entgast und dann dem Extruder zugeführt.

Gemäß einer anderen kontinuierlichen Ausgestaltung des Verfahrens, die nicht eines Extruders bedarf, werden die Edukte in einer Inline-Kolloidmahlvorrichtung zermahlen und vorgemischt und in einem nachgeschalteten kontinuierlichen Mischer intensiv gemischt und umgesetzt. Eine Inline-Kolloidmahlvorrichtung umfaßt ein in einem Trichter angeordnetes, kegelförmiges Mahlwerkzeug. Zwischen der weiten Öffnung des Trichters und dem großen Durchmesser des Mahlwerkzeuges ist ein breiter Aufgabespalt vorhanden. Zwischen dem kleinen Durchmesser des Mahlwerkzeuges und der kleinen Öffnung des Trichters ist ein enger Austragsspalt ausgebildet. Das Mahlwerkzeug wird von einem Antriebsmotor in Drehung versetzt. Es kann am Umfang eine schraubenlinienförmige Profilierung aufweisen. Bei Antrieb des Mahlwerkzeuges wird das Mahlgut zerkleinert und vom Aufgabespalt zum Austragsspalt gefördert.

Der kontinuierliche Mischer ist z.B. ein Rührwerk mit einem geeigneten Rührwerkzeug. Gemäß einer Ausgestaltung ist der kontinuierliche Mischer ein statischer Mischer. Der statische Mischer ist ein Rohr mit feststehenden Einbauten. Die Einbauten bewirken eine Vermischung eines durchströmenden Mediums. Bei der Vermischung im statischen Mischer findet zugleich die Umsetzung der Edukte statt.

Gemäß einer Ausgestaltung ist die Umsetzung des Oleoresins mit dem Alkalimetallhydroxid temperaturgeführt. Beispielsweise wird die Temperatur durch Kühlung so gesteuert, daß nachteilige Degradationsreaktionen unterdrückt werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird die Umsetzung bei einer Temperatur zwischen 20°C und 100°C durchgeführt. Vorzugsweise beträgt die Temperatur maximal 65°C. Zur Temperaturführung wird z.B. der Extruder und/oder die Inline-Kolloidmahlvorrichtung und/oder der kontinuierliche Mischer gekühlt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung, die einer unerwünschten Oxidation der Carotinoide entgegenwirkt, werden dem Reaktionsgemisch Antioxidantien zugeführt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfassen die Antioxidantien BHT und/oder BHA und/oder Ethoxiquin und/oder Vitamin C und/oder chemische Modifikationen von Vitamin C und/oder Tocopherole.

Grundsätzlich weist die Mischung aus festem und/oder flüssigem Oleoresin und festem Alkalimetallhydroxid eine hinreichende Fließfähigkeit für eine diskontinuierliche oder kontinuierliche Verarbeitung auf. Gemäß einer Ausgestaltung wird dem Reaktionsgemisch zusätzlich ein Fließhilfsmittel zugesetzt. Gemäß einer Ausgestaltung ist das Fließhilfsmittel Propandiol. Zur Unterstützung der Fließfähigkeit sind erhebliche geringere Mengen Fließhilfsmittel erforderlich, als bei herkömmlichen Verseifungsverfahren an Zusatzstoffen hinzugegeben werden müssen, um die Fließfähigkeit des Reaktionsgemisches zu erhalten.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf verseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin, hergestellt nach dem vorbeschriebenen Verfahren.

Das Oleoresin hat gemäß einer Ausgestaltung einen Wassergehalt von 0 bis 5 Gew.-%. Der Wassergehalt liegt somit deutlich unter dem Wassergehalt des Oleoresins, das bei herkömmlichen Verseifungsverfahren resultiert.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung enthält das Oleoresin keine zersetzten Carotinoide oder nur einen geringen Anteil zersetzter Carotinoide an der Nachweisgrenze. Aufgrund der schonenden Behandlung durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Carotinoide allenfalls in sehr geringem Umfang zersetzt.

Schließlich bezieht sich die Erfindung auf ein Futtermittel enthaltend ein verseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin der vorstehenden Art.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die durch die anliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind. In den Zeichnungen zeigen:

1 Vorrichtung zum Herstellen von verseiftem, carotinoidhaltigem Oleoresin mit einem Extruder und Zerkleinerung des Alkalimetallhydroxids im Extruder in einem Längsschnitt;

2 Vorrichtung zum Herstellen von verseiftem, carotinoidhaltigem Oleoresin mit einem Extruder und einer Mühle zum Zerkleinern des Alkalimetallhydroxids in einem Längsschnitt;

3 Vorrichtung zum Herstellen von verseiftem, carotinoidhaltigem Oleoresin mit einer In-Line-Kolloidmühle und einem statischen Mischer in einem Längsschnitt.

Im Labormaßstab wurden folgende Voruntersuchungen durchgeführt:

Als Materialien wurden unverseiftes Oleoresin mit einem Gehalt von 121 g/kg Gesamtxantophylle eingesetzt. Ferner KOH-Plätzchen und – bei einem Teil der Versuche – 1,2-Propandiol sowie Wasser.

An Geräten und Maschinen kamen zum Einsatz ein Mörser, ein Rührwerk vom Typ Ultra Turrax (mit einer Nenndrehzahl von 18000 min–1), eine Heizplatte und Bechergläser (mit einem Fassungsvermögen von 500 ml).

In einem Versuch V1 wurden KOH-Plätzchen im Mörser zerkleinert.

Das Oleoresin wurde im Becherglas auf der Heizplatte aufgeschmolzen (Schmelztemperatur ca. 53°C).

Das vorzerkleinerte KOH wurde zum aufgeschmolzenen Oleoresin zugegeben und das Produkt mit dem Ultra Turrax vermischt, bis das Material sich nicht mehr rühren ließ. Die Mischdauer betrug ca. 2 bis 3 Minuten.

In einem Versuch V2 wurde wie in V1 vorgegangen, wobei jedoch das KOH nicht vorzerkleinert wurde, sondern direkt versucht wurde, die Plätzchen mit dem Ultra Turrax zu zerkleinern.

In einem Versuch V3 wurde ebenfalls wie in V1 vorgegangen, wobei jedoch durch Zugabe von 1,2-Propandiol die Rührzeit verlängert wurde.

Im Versuch V4 wurde wie im Versuch V1 vorgegangen, wobei jedoch das KOH in Wasser gelöst und danach mit dem aufgeschmolzenen Oleoresin vermischt wurde.

Die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengetragen.

  • *GX = Gesamtxantophylle = Wertstoff

Anhand der Meßergebnisse für Versuch V4 ist zu erkennen, daß eine wasserhaltige Mischung fast keinen Verseifungseffekt (Verseifungsgrad: 4,88%) bringt.

Wenn jedoch die KOH im ungelösten Zustand, fein zerteilt mit dem Oleoresin in Kontakt tritt, stellt sich innerhalb kürzester Zeit ein sehr hoher Verseifungsgrad ein. Dies ist bei den Versuchen V1 und V2 der Fall (Verseifungsgrade: 51,4% bzw. 25,7%). Die Grenzen dieser Umsetzungen liegen in dem Mischwerkzeug, denn dieses saugt ab einer bestimmten Viskosität das Oleoresin nicht mehr ein und eine weitere Vermischung ist mit der hohen Intensität nicht mehr möglich.

Versuch V3 belegt, daß durch die Zugabe von Propandiol als Fließhilfsmittel die Mischung solange niedrigviskos gehalten werden konnte, daß eine praktisch vollständige Verseifung stattfand (Verseifungsgrad: 97,8%).

Mittels eines Extruders können sehr viel höhere Scherkräfte erreicht werden, als in einem Ultra Turrax. Deshalb ermöglicht die Verwendung eines Extruders eine praktisch vollständige Verseifung, auch ohne Einsatz eines Fließhilfsmittels.

Gemäß 1 umfaßt ein Extruder 1 in einem Gehäuse 2 mindestens einen Zylinder 3 oder Schneckengang, in dem mindestens eine Schnecke 4 angeordnet ist. Die Schnecke 4 ist mittels eines Antriebsmotors 5 antreibbar. Der Extruder 1 ist z.B. ein Zweiwellen- oder Zweischneckenextruder oder ein Ringextruder.

Im Bereich eines Einlaufes 6 ist der Zylinder 3 mit dem kleinen Durchmesser einer trichterförmigen Vorlage und Zuführung 7 verbunden. Die Vorlage und Zuführung 7 ist am großen Durchmesser offen. In der Vorlage und Zuführung 7 ist ein Rührer 8 angeordnet.

Im Bereich des Einlaufes 6 hat die Schnecke 4 eine allmählich abnehmende Steigung. Angrenzend an den Einlauf 6 weist der Zylinder 3 einen Entgasungsbereich 9 auf mit mindestens einem Entgasungskanal 10 für Luft.

Daran angrenzend hat der Zylinder 3 einen Einspeisungsbereich 11 für Feststoff mit mindestens einem Eintrittskanal 12 für Alkalimetallhydroxid. Daran schließt sich ein weiterer Entgasungsbereich 13 mit mindestens einem weiteren Entgasungskanal 14 für Luft an.

Es folgt ein Mahlbereich 15, in dem das Alkalimetallhydroxid fein vermahlen wird. Vom Einlauf 6 bis zum Mahlbereich 15 nimmt die Steigung der Schnecke ab und ihr Außendurchmesser zu. Im Mahlbereich 15 ist die minimale Steigung und der maximale Außendurchmesser erreicht. Dort kann der Extruder bzw. die Schnecke einen speziellen Mahleinsatz haben. Im Mahlreich 15 hat das Gehäuse 2 eine Kühlkammer 16 mit einem Kühlwassereintritt 17 und einem Kühlwasseraustritt 18.

Daran angrenzend weist der Extruder 1 einen Reaktionsbereich 19 auf, in dem die Schnecke 4 dieselbe Steigung und denselben Außendurchmesser wie im Mahlbereich 15 aufweist. Auch der Reaktionsbereich 19 ist von einer Kühlkammer 20 umgeben, die einen weiteren Kühlwassereintritt 21 und einen weiteren Kühlwasseraustritt 22 aufweist.

Das Reaktionsteil 19 mündet in einen Auslaßkanal 23. Der Querschnitt des Auslaßkanals 23 unterschreitet den des Zylinders 3. Der Auslaßkanal 23 ist z.B. als Düsenkopf ausgebildet.

Dem Extruder 1 wird unverseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin über die Vorlage und Zuführung 7 zugeführt. Dort wird das Oleoresin mittels des Rührers 8 gleichmäßig vermengt und gelangt in den Einlauf 6, um von der Schnecke 4 bis zum Auslaßkanal 23 gefördert zu werden. Im Einlauf 6 wird das Edukt allmählich komprimiert und von der Schnecke 4 zum Entgasungsbereich 9 transportiert. Dort treten ausgepreßte Luft und andere Gase durch den Entgasungskanal 10 aus.

Im Einspeisungsbereich 11 wird Alkalimetallhydroxid in stückiger Form durch den Eintrittskanal 12 eindosiert.

Im nachfolgenden weiteren Entgasungsbereich 13 wird das Gemenge aus Oleoresin und Alkalimetallhydroxid von der Schnecke 4 komprimiert, wobei Luft und weitere Gase durch den weiteren Entgasungskanal 14 austreten.

Im Mahlbereich 15 wird das Alkalimetallhydroxid fein vermahlen und intensiv mit dem Oleoresin gemischt. Dies findet unter ständiger Kühlung statt. Die Verdichtungs-, Entgasungs- und Mahlvorgänge in den Bereichen 13 und 15 sind bereits von einer Umsetzung der Edukte miteinander begleitet. Im Reaktionsbereich 19 findet abschließend der wesentliche Teil der Umsetzung statt. Auch die Reaktion wird gekühlt. Schließlich wird verseiftes Oleoresin aus dem Auslaßkanal 23 herausgepreßt.

Der Extruder 1' von 2 unterscheidet sich von dem Extruder 1 von 1 dadurch, daß das Alkalimetallhydroxid zunächst einer Mühle (z.B. Wälzmühle, Walzenmühle, Rührwerksmühle (z.B. Rührwerkskugelmühle, Spaltrührwerksmühle), Inline-Homogenisator (Rotor-Stator-Systeme) – z.B. Silverson) 24 zugeführt wird. Das gemahlene Alkalimetallhydroxid gelangt aus der Mühle 24 durch den Eintrittskanal 12 in den Einspeisungsbereich 11. Dort und in dem nachfolgenden Entgasungsbereich 13 und verstärkt in dem nachfolgenden Reaktionsbereich 19 findet die Verseifungsreaktion statt. Das verseifte, carotinoidhaltige Produkt verläßt den Extruder 1' durch den Auslaßkanal 23. Der Extruder 1' weist keinen zusätzlichen Mahlbereich 15 auf und kann deshalb etwas kürzer als der Extruder gemäß 1 ausgeführt sein.

Die Vorrichtung von 3 weist einen kontinuierlichen Kneter 25 mit einem Knetwerkzeug 26 auf, der eingangsseitig mit einer trichterförmigen Vorlage und Zuführung 27 verbunden ist, die einen Rührer 28 aufweist.

Ausgangsseitig ist der Kneter 25 mit einer Pumpe 29 verbunden. Die Pumpe 29 ist z.B. eine Exzenterschneckenpumpe, Zellenradpumpe, Zahnradpumpe. Daran schließt sich ein Entgasungsbereich 30 an, der mit mindestens einem Entgasungskanal 21 verbunden ist.

Auf den Entgasungskanal 31 folgt eine In-Line-Kolloidmühle 32. Die In-Line-Kolloidmühle ist z.B. eine Zahnkolloidmühle oder eine Korundscheibenmühle. Sie ist ausgangsseitig mit einem Reaktionsbereich in Form eines statischen Mischers 33 verbunden.

Stückiges Alkalimetallhydroxid und unverseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin werden der Vorlage und Zuführung 27 zugeführt. Darin werden sie vorgemischt.

Danach gelangt die Mischung in den Kneter 25. Von dort wird sie mittels der Pumpe 29 abgezogen und in einem Entgasungsbereich 30 komprimiert. Dort verläßt das ausgepreßte Gas die Masse durch den Entgasungskanal 31.

Das komprimierte Gemisch gelangt in die In-Line-Kolloidmühle 32, in der das Alkalimetallhydroxid fein gemahlen wird. Danach gelangt das Reaktionsgemisch in den statischen Mischer 33, in dem die Verseifung des Carotinoides stattfindet. Das verseifte carotionoidhaltige Produkt verläßt die Vorrichtung durch einen Austrittskanal 34.


Anspruch[de]
Verfahren zum Herstellen von verseiftem, carotinoidhaltigem Oleoresin, bei dem unverseifes, carotinoidhaltiges Oleoresin mit im festen Zustand befindlichem, kleinstückigem und/oder pulverförmigem Alkalimetallhydroxid intensiv gemischt und hierbei das Oleoresin verseift wird. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das carotinoidhaltige Oleoresin in festem und/oder flüssigem Zustand zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Alkalimetallhydroxid zerkleinert und mit dem unverseiften, carotinoidhaltigen Oleoresin gemischt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Zerkleinerung des Alkalimetallhydroxids gleichzeitig oder zeitlich überlappend mit der Mischung und Umsetzung des Alkalimetallhydroxids mit dem unverseiften, carotinoidhaltigen Oleoresin durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Alkalimetallhydroxid KOH und/oder NaOH ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Oleoresin und/oder das Alkalimetallhydroxid beim Zerkleinern und/oder Mischen und/oder Umsetzen entgast wird/werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das als kontinuierlicher Prozeß durchgeführt wird, bei dem die Edukte kontinuierlich zugeführt und das Produkt kontinuierlich abzogen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Edukte einem Extruder zugeführt und in diesem gemischt und umgesetzt werden. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Alkalimetallhydroxid vor Eintritt in den Extruder und/oder im Extruder zerkleinert wird. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Extruder ein Zweischneckenextruder ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem die Edukte vor Eintritt in den Extruder vorgemischt werden. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Edukte vorgemischt und entgast und dem Extruder zugeführt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem die Edukte dem Schneckengang des Extruders in verschiedenen Axialpositionen zugeführt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Edukte in einer Inline-Koloidmahlvorrichtung zermahlen und vorgemischt und in einem nachgeschalteten kontinuierlichen Mischer intensiv gemischt und umgesetzt werden. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der kontinuierliche Mischer ein statischer Mischer ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die Umsetzung des Oleoresins mit dem Alkalimetallhydroxid temperaturgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Umsetzung bei einer Temperatur zwischen 20°C und 100°C durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Umsetzung bei einer Temperatur von maximal 65°C durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem dem Reaktionsgemisch Antioxidantien zugeführt werden. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Antioxidanzien BHT und/oder BHA und/oder Ethoxiquin und/oder Vitamin C und/oder chemische Modifikationen von Vitamin C und/oder Tocopherole umfassen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem dem Reaktionsgemisch ein Fließhilfsmittel zugesetzt wird. Verseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21. Oleoresin nach Anspruch 22, mit einem Wassergehalt von 0 bis 5 Gewichtsprozent. Oleoresin nach Anspruch 22 oder 23, enthaltend keine oder nur einen geringen Anteil zersetzter Carotinoide an der Nachweisgrenze. Futtermittel enthaltend ein verseiftes, carotinoidhaltiges Oleoresin nach einem der Ansprüche 22 bis 24.






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