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on Zwiebeln zum extrahierten Öl

von ätherischen Ölen aus Zwiebeln

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Einleitung

Zwiebeln gehören zu den ältesten von Menschen kultivierten Gemüsearten und haben zahlreiche gesundheitliche Vorteile. Ihr Schneiden und Schälen verursacht jedoch oft Augenreizungen, was diese Vorgänge unangenehm macht. Deshalb steigt die Nachfrage nach bereits verzehrfertigen Zwiebeln, wie geschälten, vorgeschnittenen oder getrockneten Zwiebeln, stetig an. Die industrielle Verarbeitung von Zwiebeln zur Deckung dieser Nachfrage erzeugt eine erhebliche Menge an organischen Abfällen, die hauptsächlich aus Schalen und Endstücken bestehen. Die ordnungsgemäße Entsorgung dieser Reste stellt für Unternehmen der Branche eine Herausforderung dar, da sie schwefelhaltige Verbindungen enthalten, die einen besonders intensiven Geruch verströmen.

Öl? Ein neues Leben für organische Abfälle

Obwohl sie als Abfall gelten, können diese Materialien aufgewertet und für alternative Zwecke genutzt werden. Zwiebelabfälle können eine wertvolle Ressource für die Entwicklung funktioneller Lebensmittel und Nutraceuticals sowie für die Energie- und Biogasproduktion sein. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass im Sinne der zirkulären Bioökonomie wertvolle Biomoleküle aus diesen Reststoffen extrahiert werden können. Besonders Zwiebelschalen enthalten natürliche Verbindungen, die zur Bekämpfung von oxidativem Stress, mikrobiellen Infektionen und sogar bestimmten Krebsarten eingesetzt werden können. Zwiebelextrakte werden antimikrobielle, antibakterielle, antidiabetische, antiadipöse, antithrombotische und antitumorale Eigenschaften zugeschrieben, außerdem tragen sie zur Senkung des Gesamtcholesterins bei. Ätherisches Zwiebelöl ist ein flüchtiges und aromatisches Öl, das aus den Knollen von Allium cepa extrahiert wird, einer der am meisten genutzten und geschätzten Pflanzen der Menschheit seit der Antike.

Vorstellung des Kundenunternehmens und seiner Anforderungen

Das Kundenunternehmen erntet Zwiebeln für den Verkauf und nutzt qualitativ minderwertige Zwiebeln zur Herstellung von Essenzen und polyphenolischen Verbindungen. Darüber hinaus setzt es auf eine umweltfreundliche Strategie und nutzt die Produktionsabfälle zur Energieerzeugung, bis das erschöpfte Produkt einer Biogasanlage zugeführt wird. Zukünftig plant es, eine eigene Anlage zur Energieproduktion zu errichten.

Kundenanforderung

Das Produkt über eine erhebliche Entfernung von den Silos zur Kochanlage zu transportieren. Anschließend werden die gekochten Zwiebeln zum Extraktor weitergeleitet, der daraus Essenzen und Öle gewinnt, während die Abfälle in das Rückgewinnungssystem gepumpt werden. Das Kundenunternehmen suchte daher nach geeigneten Maschinen für diesen Zweck, wobei zu berücksichtigen war, dass Zwiebeln verderblich sind und in Tanks über eine gewisse Distanz gepumpt werden müssen, wobei sie während des Pumpvorgangs auch gekocht und auf Temperatur gehalten werden.

Die Herausforderung

Das Pumpen von Zwiebeln über eine lange Distanz mit einer Exzenterschneckenpumpe birgt mehrere technische Herausforderungen:

Hohe Abrasivität und Verschleiß – Die Schalen und Fasern der Zwiebeln können einen vorzeitigen Verschleiß des Stators und Rotors verursachen und somit die Lebensdauer der Pumpe verkürzen. Unterschiedliche Konsistenzen – Ganze, geschälte oder vorgeschnittene Zwiebeln haben unterschiedliche Konsistenzen, was es schwierig macht, einen gleichmäßigen Fluss zu gewährleisten. Luftanteil – Falls das Produkt viel Luft enthält, kann die Pumpe die Ansaugung verlieren und die Effizienz des Pumpvorgangs verringern. Blockadenbildung – Zwiebelstücke können sich ansammeln und Rohrleitungen oder Pumpkammern verstopfen, insbesondere wenn das Produkt nicht gut vorbereitet ist. Hygieneprobleme – Die Zersetzung von Zwiebelresten kann unangenehme Gerüche verursachen und häufige Reinigungen erforderlich machen, um Verunreinigungen zu vermeiden. Transferdistanz – Bei großen Entfernungen muss ein ausreichender Druck sichergestellt werden, um Druckverluste zu vermeiden oder Zwischenpumpen einzusetzen. Viskosität und Feststoffgehalt – Wird aus den Zwiebeln ein Püree hergestellt, kann sich die Viskosität verändern, was die Pumpenleistung beeinflusst.

Die Prozessschritte

Schritt 1: Die Trichterpumpe FSH-R fördert die Zwiebelstücke über 300 Meter Entfernung in einen Sammelbehälter. Schritt 2: Die DH-Pumpe transportiert die Zwiebeln vom Sammelbecken zur Kochanlage. Schritt 3: Die Flanschpumpe JN pumpt die kochende Zwiebelsuppe zur Ölextraktions- und Trennanlage für Wasser und verbrauchte Zwiebeln. Die verbrauchten Zwiebeln, eine Mischung aus Zwiebeln und Wasser, werden dann in LKWs verladen und zur Biogasanlage transportiert.

Herausforderungen vor der Installation der Pumpen

Nova Rotors organisierte einen Testlauf in den eigenen Anlagen, um die Funktionsweise der Pumpen zu überprüfen. Der Kunde stellte verschiedene Behälter mit vorverarbeiteten Zwiebeln bereit, die auf Temperatur gebracht und über eine Distanz gepumpt wurden, um Durchflussrate, Druck und Druckverluste zu testen. Die größte Herausforderung bestand in der hohen Temperatur der Zwiebeln, ein Faktor, der im Testsystem nicht vollständig simuliert werden konnte, außer in kleinen Mengen. Zudem war es entscheidend, die Qualität der Zwiebeln vor der Extraktion der Essenzen zu bewahren.

Die Lösung

Um einen effizienten Transfer zu gewährleisten, wurden folgende Pumpen ausgewählt:

FSH-R Trichter-Exzenterschneckenpumpen mit Schnecke für den Transport der heißen Mischung.
DH-Exzenterschneckenpumpe für den Transfer des Produkts zur Kochanlage.
JN-Flansch-Exzenterschneckenpumpe für den Transport der kochenden Zwiebelsuppe zur Ölextraktions- und Trennanlage.