Извлечение ингредиентов из биологического материала

009088 Настоящее изобретение относится к способу улучшенного извлечения ингредиентов из биологического материала, в частности из сахарной свеклы (Beta vulgaris) или свекловичной стружки. Как известно, ценные ингредиенты извлекают механическими и/или термическими способами из множества разнообразных биологических материалов, в частности растительного сырья, как получаемые в сельском хозяйстве фрукты. Чтобы можно было выделить эти ингредиенты из биологического материала, в любом случае должны быть открыты мембраны клеточного материала, в частности растительных клеток. Это происходит, как правило, за счет механического воздействия, как резание, перетирание,размол и т.д. Другим способом раскрытия клеточных мембран биологического материала является термическое раскрытие клеток, причем клеточные мембраны денатурируются под воздействием температуры, или сочетание термического и механического способов. После процесса раскрытия растворимые ингредиенты биологического материала отжимают, экстрагируют растворителем, чаще всего водой, или вымывают в случае нерастворимых веществ. Такие способы извлечения ингредиентов из биологического материала особенно важны для сахарной промышленности, так как в Центральной Европе, как известно, для извлечения сахара (сахарозы) сахарную свеклу (Beta vulgaris) должны перерабатывать такими способами, чтобы извлечь из нее сахар. Обычно при этом мытую свеклу режут в обычных резальных машинах и полученную стружку ошпаривают в ошпаривателе свекловичной стружки горячей водой при температуре примерно от 70 до 75 С. При этом клетки свеклы в термических условиях денатурируются, т.е. оболочки клеток раскрываются и тем самым становятся проницаемыми для молекул сахарозы. В последующем процессе экстракции,обычно посредством противоточной экстракции, при температурах примерно от 68 до 70 С извлекают содержащий сахарозу экстракт (диффузионный сок). Чтобы сделать возможным эффективное экстрагирование, нужно, как известно, добавлять значительную фракцию дополнительной воды (конденсата). Для оптимизации процесса экстракции и для снижения остаточного содержания сахара в экстрагированных стружках в известных способах обычно откачивается примерно от 105 до 110% диффузионного сока в расчете на количество стружки. Откачка рассчитывается из соотношения количества экстракта к использованному количеству свеклы. Затем может быть проведена очистка сока экстракта. Помимо значительного количества дополнительной воды, требуемой для экстракции, переработка биологического материала для извлечения ингредиентов является также очень энергоемким способом. В частности, термическое раскрытие биологического материала при обычных температурах выше 70 С требует высокого расхода энергии. Но и для последующей стадии экстракции также требуется нагрев существенной доли дополнительной воды до температур выше 70 С и снова энергоемкое выпаривание на дальнейших стадиях процесса. Таким образом, из уровня техники следует потребность раскрывать биологический материал, в частности сахарную свеклу или клетки сахарной свеклы, с меньшими энергозатратами и с помощью применения подходящего дополнительного снижения количества воды и энергии для извлечения ингредиентов из биологического материала. Следующим существенным моментом является способность к обезвоживанию подвергшегося экстракции биологического материала. Например, для получения сахара в Федеративной Республике Германии ежегодно перерабатывается около 27 млн т сахарной свеклы. После водной противоточной экстракции измельченной свеклы получают в таком случае 15 млн т проэкстрагированной стружки с содержанием воды примерно 90%, которая годится на корм для скота. Чтобы сделать продукт пригодным для хранения и транспортабельным, необходимо его существенно обезводить. Обезвоживание проводится сначала механически посредством прессования и затем сушкой до остаточного содержания воды примерно 10%. В принципе, более высокое отжатие означает более высокую потребность в электрической энергии, что нужно сопоставить с меньшим количеством топлива для сушки. Так как затраты на механическое обезвоживание до содержания сухого вещества примерно до 35% являются заметно меньшими,чем на сушку, улучшение отжима является давней целью сахарной промышленности. Затраты при сушке и связанные с этим меры по охране окружающей среды привели к тому, что механическое обезвоживание постоянно совершенствовалось. Среднее содержание сухого вещества в прессованных стружках,определенное по 16 выбранным фабрикам, повысилось с неполных 20% в 1976 г. в среднем примерно до 32% в 1987 г. Если после отжима проэкстрагированных стружек до содержания сухого вещества 20% нужно удалить еще примерно 44% воды, отведенной вместе с проэкстрагированной стружкой, то при отжиме до 30% сухого вещества эта доля снизится уже примерно до 25%. Это означает существенную экономию энергии, которая для фабрики с дневной производительностью 10000 т свеклы может составлять примерно 500000 евро за сезон (условная цена нефти 150 евро/т). Поэтому существует острая потребность в еще большем улучшении отжима, т.е. способности к обезвоживанию, биологического материала, в частности свекловичной стружки, после экстракции. Задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованного способа извлечения ингредиентов из биологического материала, а также устройство для осуществления усовершенствованного способа, причем усовершенствованный способ отличается, в частности, высокой эффективностью и экономичностью при одновременно низком расходе ресурсов, таких как энергия и вода.-1 009088 Согласно изобретению задача решается способом, в котором для извлечения ингредиентов из биологического материала на первой стадии а) биологический материал подвергают электропорации, на второй стадии b) отделяют диффузионный сок подвергшегося электропорации биологического материала, на третьей стадии с) материал, полученный на стадии b), подвергают экстракции, и на четвертой стадии d) получают ингредиенты из извлеченного на стадии b) диффузионного сока и извлеченного на стадии с) экстракта. Посредством проведенной согласно изобретению электропорации клетки биологического материала, в частности клетки свеклы, особенно благоприятно раскрываются при применении импульсов высокого напряжения. Поэтому термическое раскрытие этих клеток для последующей экстракции не является необходимым. Проводимая далее предварительная обработка биологического материала позволяет провести предварительное отделение диффузионного сока, в частности большей или значительной части диффузионного сока, благодаря чему будет благоприятным образом снижено количество экстрагируемых ингредиентов биологического материала на дальнейшей стадии экстракции согласно изобретению. В результате особенно благоприятным является ощутимое снижение потребности в дополнительной воде, которая должна применяться для экстракции ингредиентов, оставшихся в биологическом материале после указанного отделения диффузионного сока. Это ведет также к ощутимому снижению откачки, т.е. соотношения количества экстракта и количества использованного биологического материала. В контексте настоящего изобретения под "биологическим материалом" понимается растительное сырье и агропродукты, содержащие ценные ингредиенты, прежде всего, им являются сахарная свекла и сахарный тростник с их важным компонентом сахарозой, а также цикорий с его важным ингредиентом инулином, а также масличные семена для извлечения масла, виноград для извлечения виноградного сока или фрукты, которые применяются для извлечения растительных красителей, как каротин, или ароматических веществ. Далее, под этим понимаются растения или составные части растений, которые применяются для извлечения крахмала. В контексте настоящего изобретения под экстракцией понимается процесс разделения для выделения определенных составных частей, в частности ингредиентов, из твердых или жидких смесей веществ,в частности, биологического материала, с помощью подходящего растворителя, причем между растворителем и растворенным веществом, т.е. ингредиентом биологического материала, не происходит никаких химических реакций. При извлечении водорастворимых ингредиентов, таких как сахароза, инулин,крахмал, из биологического материала предпочтительно в качестве экстрагента применяется вода, например, при извлечении сахара из сахарной свеклы или свекловичной стружки. В одном варианте из биологического материала извлекают дополнительно или исключительно жирорастворимые ингредиенты путем применения преимущественно неполярных и/или органических растворителей. В одном особенно предпочтительном варианте осуществления стадия а) способа согласно изобретению, а именно электропорация биологического материала, проводится в проводящей среде, причем биологический материал подвергается действию поля высокого напряжения. Предпочтительно предусмотрено, что поле высокого напряжения создается известным образом, например, за счет находящихся под напряжением электродов путем приложения напряжения, в частности высокого напряжения через биологический материал. Предпочтительно применяется импульсная картина линий высокого напряжения, но предусмотрены также и периодические переменные поля и поля постоянного напряжения. Напряженность поля составляет предпочтительно примерно от 0,5 до 1,5 кВ/см, в частности от 0,7 до 1,3 кВ/см. В одном особенно предпочтительном варианте проводимость среды, в которой находится биологический материал, подбирают к проводимости биологического материала таким образом, чтобы достигалась более оптимальная картина силовых линий поля внутри биологического материала; предпочтительно проводимость составляет приблизительно от 0,2 до 2,5 мС/см, в частности от 0,4 до 2,1 мС/см. В одном особенно предпочтительном варианте для электропорации применяются фрукты целиком, например целая сахарная свекла. Было обнаружено, что тем самым снижается расход энергии, требуемой для электропорации, по сравнению с электропорацией измельченного биологического материала. Разумеется, предусматривается также подача биологического материала на электропорацию и в измельченном виде, например, в случае сахарной свеклы - в виде свекловичной стружки. Согласно изобретению на стадии b) способа согласно изобретению выделение диффузионного сока из биологического материала предпочтительно происходит при незначительной механической нагрузке. Согласно изобретению предусматривается, что механическая нагрузка, т.е. усилие сжатия, на биологический материал на стадиях а), b), с), d) способа согласно изобретению всегда, т.е. в любой момент времени и на любой стадии процесса, составляет менее 2 МПа, в частности менее 1 МПа, предпочтительно менее 0,5 МПа. Это означает, что предпочтительно согласно изобретению давление на биологический материал или механическая нагрузка на биологический материал в течение всего процесса всегда составляет менее 2 МПа и предпочтительно никакие другие силы и нагрузки на биологический материал не накладываются. Согласно изобретению особенно предпочтительно механическая нагрузка на биологический материал максимально снижена, и усилие сжатия всегда меньше 1 МПа, предпочтительно меньше 0,5 МПа. В частности, к биологическому материалу не прикладывается никакого давления или никакой механической нагрузки. Незначительные механические нагрузки существенно снижены по сравнению с известными из-2 009088 уровня техники высокими механическими нагрузками - более 2 МПа, преимущественно примерно от 10 до примерно 30 МПа, которые эквивалентны отжиму биологического материала. Предпочтительная согласно изобретению незначительная механическая нагрузка обычно достигается простым изминанием и/или ворошением биологического материала, например, в шнеке, который предпочтительно выполнен как цельный шнек. Для изминания и/или ворошения биологического материала могут также применяться, разумеется, известные другие устройства, которые предназначены для подобной цели. К ним предпочтительно относятся все виды винтовых транспортеров, как полуоткрытые шнеки, а также ленточные конвейеры, вибролинии или барабаны. Неожиданно было обнаружено, что уже при малой механической нагрузке (см. выше) биологического материала, предварительно обработанного электропорацией, в частности свеклы или свекловичной стружки, может быть извлечена высокая доля диффузионного сока и тем самым уже высокая доля ингредиентов, содержащихся в биологическом материале. Как известно, термически или электрически раскрытую свеклу или свекловичную стружку путем обычной предварительной обработки, например, перед экстракцией прессуют под высоким механическим давлением более 2 МПа, главным образом примерно от 10 до 30 МПа, из-за чего свекла или свекловичная стружка должны передаваться на следующие за этим прессованием стадии процесса в механически сильно измененной форме, главным образом в кашеобразной консистенции. В противоположность этому, биологический материал, обработанный на стадииb) для отделения диффузионного сока посредством предпочтительно согласно изобретению незначительной механической нагрузки, сохраняет свою форму и свойства неизменными и может, следовательно, быть легко проведен в механически неизменном виде на следующую стадию с), а именно на экстракцию. Помимо этого благоприятным оказалось то, что диффузионный сок, выделенный на стадии b), благодаря незначительной механической нагрузке является, по существу, прозрачным и не загрязнен неизбежно образующимися при высокой механической нагрузке составными частями материала, в частности взвесями и т.д., и поэтому может быть извлечен особенно чистым. В следующем варианте диффузионный сок, выделенный на стадии b), дополнительно осветляют добавлением коагулятора. Стадией b) способа согласно изобретению достигается предварительная обработка биологического материала перед экстракцией на следующей стадии с). Эта предварительная обработка особенно эффективно способствует благоприятному согласно изобретению предварительному выделению диффузионного сока из биологического материала. Было показано, что биологический материал, обработанный согласно изобретению, в частности, благодаря предпочтительно незначительным механическим нагрузкам,является механически стабильным и также неплотно упакованным, так что экстрагент может очень хорошо проходить сквозь упаковку, что способствует особенно эффективной экстракции. Следующее преимущество способа согласно изобретению состоит в том, что предварительным выделением из биологического материала большого количества диффузионного сока и существенной доли содержащихся в нем ингредиентов последующая экстракция вносит существенно меньший вклад в извлечение ингредиентов из биологического материала. В частности, при применении сахарной свеклы или свекловичной стружки в качестве биологического материала количество сахара, отделяемое на последующей экстракции, снижается. При предпочтительном применении свеклы или свекловичной стружки в качестве биологического материала выход составляет приблизительно от 10 до 30 мас.% в расчете на общую массу биологического материала. Особенно предпочтительно эффект согласно изобретению ведет к ощутимому снижению потребности в дополнительной воде, которая должна применяться для экстракции ингредиентов биологического материала, и приводит к ощутимому снижению откачки, т.е. соотношения количества экстракта и количества использованного биологического материала. При этом откачка снижается до значений менее 100%, в частности приблизительно до 90%. Особенно предпочтительным из-за обусловленного согласно изобретению снижения откачки является повышение чистоты экстракта до значений выше 90%, в частности от приблизительно 91,5 до 92,5%. Следовательно, на последующей, предусмотренной согласно изобретению стадии экстракционной очистки, следующей за экстракционным извлечением на стадии с),может быть существенно сокращено количество, например, применяемого известняка (известковое молоко), в частности, до значений от приблизительно 15 до приблизительно 30%. Не ограничиваясь теорией, полагают, что, во-первых, из-за электропорации на стадии а) (так как посредством электропорации уже произошло раскрытие клеток), а во-вторых, из-за выделения большого количества диффузионного сока из биологического материала, прошедшего стадию b) электропорации,требования к дополнительной экстракции существенно снижены, так что экстракция биологического материала может проходить при существенно пониженных температурах. Поэтому предпочтительный способ согласно изобретению отличается также тем, что стадия экстракции с) осуществляется при существенно пониженной по сравнению с уровнем техники температурой, т.е. при температуре от 10 до 65 С,предпочтительно от 45 до 60 С, в частности от 46 до 60 С. Разумеется, температура экстракции может подбираться с учетом требований биологического материала и находиться также существенно ниже или выше, пока экстракция еще может проводиться. Благодаря снижению температуры экстракции биологический материал, например свекловичная стружка, обрабатывается бережнее, чем при обычном способе-3 009088 теплового денатурирования. Благодаря этому обеспечивается предпочтительное согласно изобретению повышение отжимаемости биологического материала, например свекловичной стружки, примерно на 2 процентных пункта в %СВ (СВ = сухое вещество). Согласно изобретению предусмотрено также, что очищенный экстракт, в частности очищенный сокI и II, затем сгущают в многоступенчатой выпарной установке до содержания сухого вещества примерно 70%. Количество энергии, требующееся для последующего выпаривания дополнительной воды из извлеченного экстракта, уменьшается благодаря достигнутому согласно изобретению снижению количества дополнительной воды. Предпочтительно согласно изобретению из экстракта и/или очищенного сока, полученного экстракцией обработанной согласно изобретению сахарной свеклы, в многоступенчатом кристаллизаторе извлекают сахар. Проэкстрагированный биологический материал, в частности проэкстрагированную свекловичную стружку, затем еще обезвоживают механически и, например, смешивают с мелассой и предпочтительно после термической сушки продают в качестве корма, в частности в качестве гранулированного корма. В одном предпочтительном варианте экстракция на стадии с) проводится как щелочная экстракция,в частности, с применением подщелачивающих средств, как известковое молоко и/или жженая известь. Под "щелочным" в этом контексте понимается значение рН водной среды от примерно рН 7 до примерно рН 14 (при 20 С). В одном предпочтительном варианте щелочная экстракция проводится при рН от 7,5 до рН 11, в частности при приблизительно рН 10, например рН 10,2. При щелочной экстракции не всегда могут быть исключены химические реакции с биологическим материалом, в частности, может быть образована фракция высокомолекулярного пектата кальция. При известных температурах экстракции приблизительно от 70 до 75 С эти нежелательные химические реакции щелочной экстракции так сильны, что в значительной степени образуется большое количество пектата кальция, что существенно затрудняет фильтрацию извлеченного экстракта, предпочтительно очищенного путем очистки сока, так что подобный способ не может быть внедрен в практику. В противоположность этому предпочтительная согласно изобретению щелочная экстракция, которая проводится при более низких температурах, снижает образование этих высокомолекулярных соединений, вследствие чего при фильтрации очищенного экстракта, в частности, очищенного сока I и/или II, полученного путем очистки сока при экстракции сахарной свеклы, достигается коэффициент фильтрации менее 1 мм/г. Внесение щелочности в биологический материал, предпочтительно сахарную свеклу, сахарный тростник или цикорий, например, в виде известкового молока, гидроксида кальция, сахарата кальция или жженой извести, происходит предпочтительно уже сразу после электропорации (стадия а, в частности,в промежуточный бункер перед дальнейшей переработкой биологического материала на стадии b). В другом варианте щелочность вносят при отделении диффузионного сока на стадии b). В еще одном варианте щелочность вносят непосредственно перед проведением экстракции (стадия с. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения подщелачивание биологического материала, т.е. предпочтительно свеклы или свекловичной стружки, сахарного тростника или цикория,проводится путем добавления подщелачивателя непосредственно в резальную машину. Преимуществом этого является частичная дезинфекция биологического материала. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения подщелачивание биологического материала проводится путем добавления подщелачивателя в бункер биологического материала, в частности свекольный бункер, или на пути к бункеру, в частности к свекольному бункеру. Преимуществом этого является частичная дезинфекция. Предпочтительно согласно изобретению щелочность обычно обеспечивают путем введения в биологический материал водного раствора, предпочтительно путем опрыскивания. В дальнейшем варианте для обеспечения щелочности в биологический материал вносится по меньшей мере одно вещество с щелочными свойствами, в частности известь, как жженая известь, как твердое вещество предпочтительно в виде порошка. Путем внесения щелочности в биологический материал, в частности, на ранней стадии способа согласно изобретению, предпочтительно на стадии b) или непосредственно перед ней, особенно предпочтительно согласно изобретению проводят очистку выделенного диффузионного сока уже непосредственно во время процесса выделения из биологического материала. В предпочтительном применении в случае свеклы или свекловичной стружки происходит предварительное отделение несахаров, главным образом белков. При этом большая часть несахаров сохраняется адсорбированной или коагулированной на свекловичной стружке вплоть до самой экстракции. Разумеется, затем может проводиться также дополнительная очистка выделенного диффузионного сока известным способом. Введением щелочности в биологический материал достигается, кроме того, снижение опасности инфекции биологического материала и повышение микробиологической стабильности биологического материала и выделенного диффузионного сока при переработке. Микробиологическая стабильность составляет при этом приблизительно 104 КОЕ/мл. В одном другом предпочтительном варианте в способе согласно изобретению предпочтительно на стадии b) в биологический материал подается по меньшей мере одно вспомогательное вещество. В кон-4 009088 тексте настоящего изобретения под "вспомогательным веществом" понимается состав или химически чистое вещество, которое не несет никакой функции в извлеченном ингредиенте, предпочтительно извлеченном пищевом продукте. Им являются производственные материалы, как конденсат, но также технологическая вода, растворитель, дезинфицирующее вещество, как формальдегид, или антивспениватель. Предпочтительно им являются также коагулянты, как катионные или анионные коагулянты, вещества для внесения щелочности и/или ионов кальция, как известковое молоко, жженая известь, гидроксид кальция, сахарат кальция, сульфат кальция и другие соли кальция и/или алюминия. Предпочтительно согласно изобретению по меньшей мере одно добавленное вспомогательное вещество вводится в биологический материал обычно в виде раствора, предпочтительно путем опрыскивания. В одном дальнейшем варианте по меньшей мере одно вспомогательное вещество вводится в виде твердой фазы, предпочтительно в виде порошка. Внесенные вспомогательные вещества способствуют также предварительной очистке выделенного диффузионного сока. Особенно благоприятно путем электропорации согласно изобретению биологического материала на стадии а) его клеточные оболочки раскрываются таким образом, что, в частности, на стадии b) при выделении диффузионного сока из биологического материала облегчается введение щелочности и/или ионов кальция в биологический материал. В частности, предпочтительная согласно изобретению комбинация электропорации на стадии а) и щелочной экстракции на стадии с) приводит к дальнейшему увеличению способности биологического материала к обезвоживанию после завершения процесса согласно изобретению, например, путем отжима до содержания сухого вещества примерно 8 процентных пунктов(%СВ). Предпочтительным объектом настоящего изобретения является поэтому способ повышения отжимаемости проэкстрагированного биологического материала, в частности свекловичной стружки, и тем самым достигаемого при отжиме содержания сухого вещества, отличающийся тем, что на первой стадии проводят электропорацию биологического материала, в частности сахарной свеклы, и на следующей стадии проводят щелочную экстракцию подвергшегося электропорации биологического материала, в частности подвергшейся электропорации сахарной свеклы или свекловичной стружки, сахарного тростника или цикория, и, наконец, получают проэкстрагированный биологический материал с повышенной отжимаемостью. Следующим предпочтительным объектом настоящего изобретения является поэтому также способ получения проэкстрагированного биологического материала, в частности проэкстрагированной свекловичной стружки, сахарного тростника или цикория, с высокой долей сухого вещества, предпочтительно приблизительно 38% СВ, отличающийся тем, что на первой стадии биологический материал, в частности сахарную свеклу, подвергают электропорации, на следующей стадии подвергнутый электропорации биологический материал, в частности подвергшуюся электропорации сахарную свеклу или свекловичную стружку, подвергают щелочной экстракции, на последующей стадии подвергнутый электропорации биологический материал, в частности, подвергшуюся электропорации сахарную свеклу или свекловичную стружку, предпочтительно отжимают известным способом и, наконец, получают проэкстрагированный биологический материал с повышенным содержанием сухого вещества. В одном другом предпочтительном варианте между стадиями способа а) и b) биологический материал дополнительно измельчают на другой стадии процесса, например, в случае сахарной свеклы - в свекловичную стружку. Именно для того, чтобы еще больше облегчить выделение клеточного сока из подвергшегося электропорации биологического материала. В одном предпочтительном варианте этого способа стадия b) проходит дополнительно уже в передаточном стволе расположенного внутри участка шнека, выполненного для приема биологического материала, или в буферной шахте. Оказываемое на биологический материал механическое исходное давление как в передаточном стволе, так и в шнеке, предпочтительно всегда составляет менее 2 МПа, особенно предпочтительно менее 1 МПа, предпочтительно менее 0,5 МПа. Особенно предпочтительно не используется никакого исходного давления. Разумеется, предпочтительно предусмотренный передаточный ствол служит для промежуточного хранения и накапливания биологического материала для подачи в шнек, при этом давление, приложенное на биологический материал, рассматривается как пренебрежимо малое. В частности, оно является высоким как раз настолько, чтобы накопленный в передаточном стволе биологический материал подавался известным путем с хорошей эффективностью на шнек, и шнек имел хорошую степень наполнения. В одном варианте наружный кожух и/или нарезка шнека, т.е. винт, предпочтительно применяемого согласно изобретению шнека являются перфорированными. Это означает, что они имеют отверстия, через которые диффузионный сок, выделенный из биологического материала, может вытекать из шнека. Особенно предпочтительно перфорированы наружный кожух и винт. Диффузионный сок, в частности,высвобождающийся при транспортировке биологического материала через шнек, т.е. транспортируемый сок или продвигаемый сок, проникает через перфорированную нарезку шнека и/или перфорированный наружный кожух шнека и собирается в ванну, обычно размещенную у шнека согласно изобретению, в частности, окружающую шнек. Эта ванна упирается обычно в сливную трубу предпочтительно в самой нижней точке.-5 009088 В другом варианте передаточный ствол, т.е. буферная шахта, в которой собирается подвергшийся электропорации материал перед подачей в выполненный для приема биологического материала участок шнека, снабжена сливом, предпочтительно в самой нижней точке буферной шахты. Существенная доля диффузионного сока, выделенного в буферной шахте из биологического материала, стекает через предпочтительно предусмотренный слив. Предметом настоящего изобретения является поэтому также устройство для извлечения ингредиентов из биологического материала, которое обычно применяется для осуществления способа согласно изобретению. Согласно изобретению это устройство имеет одно устройство, в частности камеру для электропорации биологического материала, а также по меньшей мере один цельный шнек для приема подвергшегося электропорации биологического материала для выделения диффузионного сока из биологического материала, и один экстрактор для экстракции биологического материала. Согласно изобретению, по меньшей мере один цельный шнек перфорирован на его наружном кожухе и/или нарезке шнека. Предпочтительно на цельный шнек установлена ванна для приема диффузионного сока, выделенного в цельном шнеке, которая предпочтительно охватывает цельный шнек, в частности, охватывает герметично. Функцией по меньшей мере одного цельного шнека согласно изобретению является, по существу,изминание биологического материала, чтобы меньше нагружать механически. Предпочтительно это связано с дальнейшими функциями цельного шнека, а именно транспортировкой биологического материала через устройство, предпочтительно от устройства электропорации до экстрактора. Предпочтительно согласно изобретению экстрактор является колонным экстрактором. В одном варианте экстрактор является экстрактором с лотковым шнеком, как DDS-экстрактор. В другом варианте экстрактор является секционным барабанным экстрактором, как RT-барабан. В другом предпочтительном варианте осуществления устройство согласно изобретению содержит шинковку, т.е. резальную машину, предпочтительно барабанную овощерезку, которая расположена на пути транспортировки биологического материала от устройства электропорации к цельному шнеку и которая далее измельчает подвергшийся электропорации биологический материал перед передачей на цельный шнек. В одном варианте шинковка снабжена промежуточным бункером для приема подвергшегося электропорации биологического материала перед измельчением, который, в первую очередь, путем наслоения биологического материала создает необходимое давление для его измельчения. Предпочтительно к участку шнека, выполненному для разгрузки транспортируемого биологического материала, дополнительно присоединен сборник для мезги, в котором собирается выходящий из шнека биологический материал, предпочтительно для последующей экстракции биологического материала в экстракторе. В одном предпочтительном варианте осуществления устройство согласно изобретению дополнительно снабжено по меньшей мере одним дозатором для введения вспомогательных веществ и/или щелочности. Это дозатор содержит в одном варианте по меньшей мере один пульпопровод по меньшей мере с одной соединенной с ним сопловой насадкой для распыления раствора вспомогательных веществ и/или подщелачивателей, как известковое молоко, на предпочтительно находящийся в цельном шнеке биологический материал. В одном другом варианте по меньшей мере один дозатор служит устройством,которое служит для ввода твердых веществ, предпочтительно в виде порошковой среды, в частности,является пневматическим дозатором и/или спиральным конвейером. Предпочтительно дозатор установлен в зоне дозировки цельного шнека, в частности, над его наружной поверхностью. В одном варианте дозатор установлен в зоне дозировки промежуточного бункера. В одном другом варианте дозатор установлен у сборника для мезги в зоне дозировки. В этом контексте под "зоной дозировки" понимается ограниченное пространство, откуда через выбранный дозатор в или на биологический материал может быть нанесен материал для дозировки, т.е. указанные вспомогательные вещества, подщелачиватели и т.д. В другом предпочтительном варианте участок шнека, выполненный для приема подвергшегося электропорации биологического материала, предпочтительно находится в его начале, в нижней точке,тогда как участок шнека, предназначенный для разгрузки транспортируемого биологического материала,находится предпочтительно в его конце, в верхней точке, которая находится выше указанной нижней точки. То есть цельный шнек, предусмотренный согласно изобретению, установлен вдоль уклона, причем биологический материал в цельном шнеке транспортируется от нижней точки к верхней точке против уклона. Дальнейшие предпочтительные варианты осуществления следуют из зависимых пунктов. Устройство согласно изобретению подробнее поясняется посредством фигуры: на фигуре схематически изображен предпочтительный способ выполнения устройства согласно изобретению, которое имеет устройство для электропорации биологического материала (1), резальную машину (3) для измельчения подвергшегося электропорации биологического материала с промежуточным бункером (2) и передаточным стволом (4), перфорированный цельный шнек (5) с улавливающей ванной, по меньшей мере один дозатор (6) для введения вспомогательного вещества в биологический материал, слив (7) для сбора соков из передаточного ствола и из цельного шнека и экстрактор (8). Изобретение подробнее поясняется следующими примерами.-6 009088 Пример 1. Щелочная экстракция подвергшегося электропорации свекольного материала. Убранную непосредственно с поля или складированную сахарную свеклу моют и затем в крупно нарезанной форме или неразрезанной загружают в установку для электропорации (1) с импульсами высокого напряжения от 0,7 до 1,5 кВ/см. При этом свекла или свекловичная стружка оказываются в проводящей среде, с проводимостью от 0,4 до 2,1 мС/см. Путем электропорации оболочки клеток раскрываются известным образом. Подвергшаяся электропорации свекла или свекловичная стружка затем направляется в промежуточный бункер (2) непосредственно над резальной машиной (3), оттуда попадает в резальную машину(3), измельчается и затем через передаточный ствол (4) попадает в цельный шнек (5), наружный кожух которого, а также нарезка шнека являются перфорированными, чтобы сделать возможным стекание диффузионного сока, выходящего из свекловичной стружки, т.е. транспортируемого сока или продвигаемого сока. В промежуточный бункер для снижения микробиологической активности дозируется известковое молоко. Закрытый цельный шнек предназначен для транспортировки подвергшейся электропорации стружки в ошпариватель в предусмотренном для этого сборнике для мезги экстрактора (8). Он расположен с идущим вверх наклоном в направлении транспортировки. То есть самая нижняя точка цельного шнека находится непосредственно ниже передаточного пункта (4) между резальной машиной (3) и шнеком (5). Самая высокая его точка находится непосредственно перед приемной шахтой ошпаривателя стружки. Между выходом резальной машины и входом выполненного как винтовой транспортер цельного шнека находится передаточный ствол (4), выполненный как буферная шахта. В нем собирается свежая подвергшаяся электропорации свекловичная стружка. В самой нижней точке шнека находится слив (7). Этот слив служит для сбора клеточного сока, который выходит из подвергшейся электропорации стружки при транспортировке в шнеке и/или при механической нагрузке давлением в передаточном стволе. Задачей шнека (5) является, во-первых, транспортировка подвергшейся электропорации стружки к ошпаривателю свеклы, кроме этого, его задачей является также механическая загрузка, а также изминание материала стружки при транспортировке против уклона. Механическое входное давление из передаточного ствола всегда при этом составляет менее 2 МПа. Это максимальное значение давления справедливо для всей установки, то есть на пути от резальной машины к ошпаривателю свеклы через описанную установку к подвергшемуся электропорации материалу стружки прикладывается давление, которое в любой момент времени составляет ниже 2 МПа. Транспортируемый сок, высвобождающийся при транспортировке стружки через шнек (5), проникает через перфорированный наружный кожух шнека и собирается в окружающую цельный шнек ванну,которая в самой нижней точке шнека упирается в вышеописанный слив (7). При транспортировке подвергшейся электропорации стружки в цельном шнеке клеточный сок подвергшейся электропорации стружки выходит через перфорацию цельного шнека и перфорацию наружного кожуха шнека, улавливается в установленной под цельным шнеком ванне и направляется к сливу (7). При этом ванна герметично охватывает цельный шнек. Между ванной и наружным кожухом шнека в осевом направлении шнека устроен пульпопровод. Пульпопровод имеет сопловые насадки, которые служат дозатором (6), через который вспомогательные вещества наносятся опрыскиванием снаружи на наружный кожух цельного шнека. В одной модификации непосредственно перед началом шнека в направлении его перемещения примерно до места цельного шнека, в котором стружка при нормальной работе шнека еще пребывает приблизительно 5 мин, внутри шнека установлено несколько дозирующих насадок с соплами. Через эти сопла в транспортируемую упаковку стружки дозируются вспомогательные вещества. Через места подачи вспомогательных веществ в промежуточный бункер и в цельный шнек к стружке на ее пути к ошпаривателю свеклы добавляется раствор сахарата кальция. Альтернативно к стружке добавляют известковое молоко или сухую известь. Наибольшая часть этого раствора поглощается стружкой. При этом стружка поглощает кальций и становится таким образом подготовленной к щелочной экстракции, которую проводят известным образом. Часть сахарата кальция, или извести, или известкового молока, которая не поглощена стружкой, собирается в самой нижней точке шнека и отводится оттуда вместе с диффузионным соком, т.е. транспортируемым соком, и перерабатывается далее. Смятая перед шнеком свекловичная стружка через сборник для мезги проводится на установку противоточной экстракции, подвергается в ней экстракции, и экстракт улавливается. Температура экстракции составляет от 45 до 60 С; предпочтительно температура выбирается заметно выше 45 С, но максимум 60 С. Экстрактор является башенным экстрактором, экстрактором с лотковым шнеком или секционным барабанным экстрактором. В экстракторе стружка экстрагируется в противотоке с экстрагентом(так называемой свежей водой). По окончании этого проводится очистка сока известковым молоком и углекислотой. Очищенный экстракт (очищенный сок I и II) обычно перерабатывается далее; т.е. после сгущения сока в сироп в кристаллизаторах путем дальнейшего выпаривания и постепенной кристаллизации извлекается сахар. Выделенная взвесь карбоната кальция традиционно обезвоживается через фильтр-пресс и отправляется на продажу как удобрение, так называемая карбоизвесть.-7 009088 В диффузионный сок, выделенный в цельном шнеке и/или в передаточном стволе, после предшествующего подщелачивания добавляется коагулятор. Затем транспортируемый сок проводится на традиционный статический отстойник. Нижний слив отстойника снимают и проводят на преддефекатор осуществляемой параллельно переработки экстракта. Осветленный поток отстойника, наоборот, проводится на его дальнейшую утилизацию, которая включает очистку очищенным соком со стадии переработки экстракта. Параллельно этому поступающий экстракт подвергается традиционной очистке сока. Проэкстрагированную стружку отжимают в винтовом прессе. Отжатая жомопрессовая вода возвращается в экстрактор. Отжатую стружку традиционно обезвоживают термически, т.е. в низкотемпературных сушилках, высокотемпературных сушилках или испарительных сушилках. Пример 2. Процесс в масштабе пилотной установки. Далее представлены эксперименты в масштабе пилотной установки (перерабатываемая свекла: 6 кг/ч), чтобы проиллюстрировать преимущества способа. Стадия резания и подщелачивания свеклы. Свеклу подвергали электропорации в установке электропорации при напряженности поля от 0,7 до 1,5 кВ/см и затем измельчали в пилотной резальной машине (так называемый Alexander-аппарат). Затем стружку переводили в смеситель и смешивали с известковым молоком (раствор гидроокиси кальция). При этом следили за тем, чтобы температура стружки находилась ниже 20 С. Количество раствора гидроокиси кальция (концентрация: 220 г СаО/л) соответствует подаче действующей щелочности от 0,3 до 0,5 г СаО/100 г свеклы. Подщелаченную свеклу переводили в лотковый шнек типа DDS. Наружный кожух и нарезка винтового шнека перфорированы. Массу стружки продвигали с помощью винтового шнека с мягким изминанием. По пути было выделено примерно от 20 до 30% подщелаченного свекольного сока в расчете на использованное количество свекольной массы. Щелочной свекольный сок (значение рН от 11 до 12) улавливали. Стадия экстракции. Щелочную стружку переводили в экстрактор с лотковым шнеком типа DDS и там экстрагировали. Стружку и экстракционную воду (воду, слабо подщелаченную известковым молоком и с повышенной жесткостью (рН=9,5; 80 градусов жесткости подавали в противотоке к материалу стружки. В квазинепрерывном режиме работы стружку, из которой был предварительно извлечен сок, подвергали экстракции с расходом по порядку величины 4,8 кг/ч при подаче свежей воды от 60 до 80% от массы стружки. Экстракцию проводили при меньшей по сравнению с традиционным способом температурой 60 С. Это отразилось особенно благоприятно в меньшем потреблении энергии в процессе и щадящей обработке материала стружки. Это выражается, в частности, в лучшем качестве экстракции (более высокая чистота) и лучшей отжимаемости при последующем отжиме стружки. Главным достоинством щелочной экстракции в комбинации с электропорацией при испытании оказалась более высокая по сравнению с традиционным способом отжимаемость проэкстрагированной стружки (отжим в маркировочном прессе), что ведет в заметному, до примерно 8 процентных пунктов,повышению содержания сухого вещества в прессованной стружке. Например, содержание сухого вещества повышается до 38% СВ по сравнению с 30% СВ в обычном способе. Это имеет следствием также значительно сниженное потребление энергии при последующем термическом обезвоживании стружки. Чистота экстракта составляет от 91,5 до 92,5% и, тем самым, является значительно выше, чем при традиционном способе. Основные несахара, которые экстрагируют при традиционном способе, как, например, белки и пектины, остаются при щелочной обработке в стружках и повышают ее ценность как корма при последующей переработке в гранулы комбикорма. При технической реализации способа жомопрессовая вода, получаемая при отжатии подвергнутой экстракции стружки, отводится назад в установку экстракции. При этом высокая чистота жомопрессовой воды, составляющая примерно 89%, оказывается благоприятной. Стадия очистки сока. Очищали щелочной транспортируемый сок и щелочной экстракт. Очистку сока проводили в лабораторном аппарате очистки сока (трехгорлые колбы с возможностью термостатирования). Смесь смешивали с известковым молоком (концентрация 220 г СаО/л) (до щелочности от 0,4 до 0,6 г СаО/100 мл экстракта). После этого проводили щелочную обработку сока при 85 С. Эта стадия процесса служит расщеплению инвертированного сахара и амидов кислоты, которые мешали бы следующему процессу. Дальнейшие стадии, по существу, соответствуют традиционному способу. На первой и второй карбонатации путем введения диоксида углерода осаждают карбонат кальция, который адсорбционно связывает имеющиеся в соке несахара, и при последующей фильтрации удаляется из сока. По окончании очистки сока получают очищенный экстракт. Эксперименты показали, что очищенный экстракт имеет высокое качество, т.е. меньшее окрашивание (примерно от 600 до 800 I.E.) по сравнению с традиционным способом (выше 1000 I.E.). Также стабильность очищенного экстракта в отношении термической нагрузки при последующем упаривании сока является высокой. В лабораторном тесте (кипение в течение одного часа с обратным холодильником) окрашивание сока оказалось незначительным, всего лишь примерно 25 I.E. Недостатком способа является относительно высокое содержание растворимых ионов кальция, так называемых известковых солей.-8 009088 От стадии преддефекации, которая предусматривает постепенное усиление подщелачивания при мягких по температуре и щелочности условиях, можно отказаться. Выделенный осадок карбоната кальция содержал меньше несахаров, чем при традиционном способе. Это повышает ценность карбоизвести как удобрения. Краткое изложение результатов. Предварительной обработкой свеклы путем приложения механического давления в цельном шнеке и в передаточном стволе из свекольного материала отделяют существенную долю диффузионного сока. Выход составляет при этом от примерно 10 до 30% диффузионного сока в расчете на массу введенного свекольного материала. Предварительным отделением диффузионного сока достигается снижение количества сахара, отделяемого на дополнительной экстракции, что ведет к ощутимому снижению откачки приблизительно до 90%. Снижение откачки приводит в итоге к повышению чистоты экстракта до приблизительно 92%. Подвергнутый электропорации материал стружки подвергают противоточной экстракции при пониженной температуре, т.е. при температуре от 45 до 60 С, предпочтительно всегда выше 45 С и всегда меньше 60 С. Щадящая обработка материала стружки при экстракции обеспечивает дальнейшие преимущества в качестве (чистоты) экстракта. Отжимаемость стружки после щелочной экстракции повышена. Извлечение сухого вещества составляет 8 процентных пунктов, например от 30 до 38% СВ. Уменьшением потребности в количестве свежей воды снижается потребность в выпаривании воды. Предварительное отделение транспортируемого сока повышает сепаратную обработку в последующей установке счистки сока. Благодаря его высокой чистоте создается возможность предварительного отделения растворенных в транспортируемом соке несахаров. Смешение высокочистого транспортируемого сока и экстракта с последующей экстракции приводит к более чистым сокам, чем получаемые традиционным способом. Путем подщелачивания свекловичной стружки и выделенного из нее диффузионного сока ее микробиологическая стабильность повышается до значения 104 КОЕ/мл. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения ингредиентов из биологического материала, включающий стадии:a) электропорации биологического материала,b) выделения диффузионного сока из подвергшегося электропорации биологического материала, и затемc) щелочной экстракции ингредиентов из подвергшегося электропорации биологического материала при значениях рН от примерно 7 до примерно 14, иd) сбор диффузионного сока и экстракта. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что биологический материал на стадии а) подвергают действию поля высокого напряжения в проводящей среде. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на стадии b) выделение диффузионного сока из биологического материала осуществляется путем механической нагрузки, предпочтительно путем изминания. 4. Способ по п.3, причем механическое усилие сжатия на биологический материал всегда составляет менее 2 МПа. 5. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что стадия b) проводится в шнеке, предпочтительно в цельном шнеке. 6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на стадии b) в биологический материал вводят вспомогательные вещества, предпочтительно известь и/или известковое молоко. 7. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что стадия с) проводится при температуре от 0 до 65 С, предпочтительно от 45 до 60 С. 8. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что биологический материал включает сахарную свеклу (Beta vulgaris) и/или свекловичную стружку. 9. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что биологический материал включает цикорий. 10. Способ извлечения ингредиентов из биологического материала, представляющего цикорий или сахарный тростник, включающий стадии:a) электропорации биологического материала,b) выделения диффузионного сока из подвергшегося электропорации биологического материала,затемc) экстракции ингредиентов из биологического материала иd) сбор диффузионного сока и экстракта.-9 009088 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что биологический материал на стадии а) подвергают действию поля высокого напряжения в проводящей среде. 12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что на стадииb) выделение диффузионного сока из биологического материала осуществляется путем механической нагрузки, предпочтительно путем изминания. 13. Способ по п.12, причем механическое усилие сжатия на биологический материал всегда составляет менее 2 МПа. 14. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что стадия b) проводится в шнеке, предпочтительно в цельном шнеке. 15. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на стадии b) в биологический материал вводят вспомогательные вещества, предпочтительно известь и/или известковое молоко. 16. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что стадия с) проводится при температуре от 0 до 65 С, предпочтительно от 45 до 60 С. 17. Устройство для извлечения ингредиентов из биологического материала, включающее по меньшей мере одно устройство для электропорации (1) и по меньшей мере один экстрактор (8), отличающееся тем, что между устройством для электропорации (1) и экстрактором (8) установлен по меньшей мере один цельный шнек (5) для приема подвергшегося электропорации биологического материала, который перфорирован на наружном кожухе и/или на нарезке шнека. 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что по меньшей мере один цельный шнек (5) выполнен как шнековый транспортер и участок шнека, предназначенный для приема подвергшегося электропорации биологического материала, в нижней точке, и участок шнека, предназначенный для разгрузки транспортируемого биологического материала, в верхней точке, выполнен как уклон между этими участками. 19. Устройство по п.17 или 18, отличающееся тем, что дополнительно имеется по меньшей мере один дозатор (6) для дозирования вспомогательных веществ.