CZ22445U1 - Zařízení pro zpracování ječmene - Google Patents
Zařízení pro zpracování ječmene Download PDFInfo
- Publication number
- CZ22445U1 CZ22445U1 CZ201124334U CZ201124334U CZ22445U1 CZ 22445 U1 CZ22445 U1 CZ 22445U1 CZ 201124334 U CZ201124334 U CZ 201124334U CZ 201124334 U CZ201124334 U CZ 201124334U CZ 22445 U1 CZ22445 U1 CZ 22445U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- glucans
- barley
- proteins
- filter
- dried
- Prior art date
Links
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 title claims description 41
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 title claims 3
- 229920002498 Beta-glucan Polymers 0.000 claims description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 31
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 31
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 10
- 108010058643 Fungal Proteins Proteins 0.000 claims description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 6
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 6
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 5
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 claims description 4
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 claims description 4
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 3
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 101710081721 Alpha-amylase A Proteins 0.000 claims 1
- 241000209219 Hordeum Species 0.000 description 38
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 25
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 8
- 235000013376 functional food Nutrition 0.000 description 7
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 5
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 5
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 5
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 5
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- FYGDTMLNYKFZSV-URKRLVJHSA-N (2s,3r,4s,5s,6r)-2-[(2r,4r,5r,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5r,6s)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1[C@@H](CO)O[C@@H](OC2[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-URKRLVJHSA-N 0.000 description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 229940038580 oat bran Drugs 0.000 description 3
- GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N (±)-α-Tocopherol Chemical compound OC1=C(C)C(C)=C2OC(CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000029650 alcohol withdrawal Diseases 0.000 description 2
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 description 2
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 description 2
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 description 2
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 2
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 2
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001499808 Allium atrorubens Species 0.000 description 1
- 241000186000 Bifidobacterium Species 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 1
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 1
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 description 1
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 description 1
- 108010082495 Dietary Plant Proteins Proteins 0.000 description 1
- 208000031226 Hyperlipidaemia Diseases 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- 108010064851 Plant Proteins Proteins 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 229930003427 Vitamin E Natural products 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000008452 baby food Nutrition 0.000 description 1
- 229940098396 barley grain Drugs 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000014048 cultured milk product Nutrition 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229930003935 flavonoid Natural products 0.000 description 1
- 235000017173 flavonoids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002215 flavonoids Chemical class 0.000 description 1
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000003599 food sweetener Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- WIGCFUFOHFEKBI-UHFFFAOYSA-N gamma-tocopherol Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC1CCC2C(C)C(O)C(C)C(C)C2O1 WIGCFUFOHFEKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012432 gingerbread Nutrition 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229930013686 lignan Natural products 0.000 description 1
- 235000009408 lignans Nutrition 0.000 description 1
- 150000005692 lignans Chemical class 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 238000004890 malting Methods 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 235000012771 pancakes Nutrition 0.000 description 1
- 239000002530 phenolic antioxidant Substances 0.000 description 1
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 1
- 229940068065 phytosterols Drugs 0.000 description 1
- 235000021118 plant-derived protein Nutrition 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 235000013406 prebiotics Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006041 probiotic Substances 0.000 description 1
- 235000018291 probiotics Nutrition 0.000 description 1
- 108060006613 prolamin Proteins 0.000 description 1
- XXRYFVCIMARHRS-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl n-dimethoxyphosphorylcarbamate Chemical compound COP(=O)(OC)NC(=O)OC(C)C XXRYFVCIMARHRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021075 protein intake Nutrition 0.000 description 1
- 230000006920 protein precipitation Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000003765 sweetening agent Substances 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 235000019165 vitamin E Nutrition 0.000 description 1
- 229940046009 vitamin E Drugs 0.000 description 1
- 239000011709 vitamin E Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 235000015041 whisky Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
- Fodder In General (AREA)
Description
Oblast techniky
Technické řešení se týká oblasti zemědělství, potravinářství a krmivářství, konkrétně zařízení, které je určeno pro zpracování ječmene, tzv. ječmenové biorafinerie.
Dosavadní stav techniky
Obilné β-glukany (z obalových vrstev zrn ovsa a z celého endospermu zrna ječmene) mají ve vědecké literatuře mnohokrát ověřený vliv na snížení hladiny krevního cukru a na snížení hladiny škodlivého LDL (nízkohustotního) cholesterolu. Zdrojem β-glukanů v lidské výživě jsou tzv. funkční potraviny s β-glukany, které potřebují zejména lidé s diabetes a nemocní, kteří trpí hyperlipidemií, tj. zvýšeným obsahem cholesterolu a triacylglycerolů (tuků) v krevní plasmě, avšak tyto potraviny lze využít také v preventivním předcházení vzniku srdečně-cévních chorob, a to společně s velkou skupinou antioxidantů z konzumované zeleniny a ovoce (vitamin E, C, karotenoidy, fenolické antioxidanty), s probiotiky a prebiotiky (acidofilní mléko, kysané mléčné výrobky, výrobky obohacené bifidobakteriemi), s fytosteroly (řepkový olej a panenské - extra Virgin - oleje), s fosfolipidy (výrobky ze sóji), s lignany (chléb se lněnými semínky). Značný význam mají též flavonoidy ze skupiny antioxidantů, jejichž nejbohatším zdrojem je červená cibule, také kapusta, z ovoce hlavně jablka.
U každé látky, má-li se využít v prevenci srdečně-cévních chorob, je důležité nutné denní množství, které musí dospělý jedinec konzumovat. U obilních β-glukanů je to průměrně 3 g/den na osobu. Protože v obilkách některých speciálních odrůd ječmene je až 10 % β-glukanů a v oblíkách ovsa až 7 % β-glukanů, zdálo by se, že výroba funkčních potravin s β-glukany z těchto obilnin není žádný problém. Opak je však pravdou. Speciální odrůdy ječmene, bohaté na β-glukany, jsou pro pěstitele rizikové. Jsou to tzv. „vaxy“ s voskovým typem endospermu a bezpluché odrůdy, jejich výnosy jsou zřetelně nižší, než výnosy běžných pluchatých odrůd. Pěstování takových odrůd není efektivní, navíc obsah β-glukanů je velmi závislý na průběhu počasí, na lokalitě, i na agrotechnice. Podle českého užitného vzoru CZ 16072 jsou známé potraviny, do kterých se bezpluchý ječmen přímo přidává, např. chléb, palačinky, perník, dětská výživa apod., ale z hlediska obsahu β-glukanů se jedná o zcela zanedbatelné procento denní dávky. K dosažení potřebné denní dávky je zapotřebí koncentrovaných přípravků vhodných pro výrobu funkčních potravin.
Obdobná situace je u ovsa, kde je pěstování speciálních odrůd rovněž rizikové, a navíc oves na rozdíl od ječmene obsahuje β-glukany nikoliv v celém zmu, ale jen v jeho subaleuronových (podpovrchových) vrstvách. Podle české přihlášky vynálezu PV 2008-24 je znám způsob a zařízení pro zpracování ovsa, jehož cílem je izolace β-glukanů pro výrobu funkčních potravin. Podstata tohoto způsobu a zařízení spočívá v tom, že se hrubým šrotováním oddělí ovesné otruby tj. obalové části zrn od endospermu zrn, a obě části se zpracovávají odděleně. Z ovesných otrub se extrakcí, filtrací, odstředěním a dalšími kroky izoluje ovesný škrob, ovesný protein a β-glukan ve formě silně viskózního roztoku. Z ovesných otrub lze dále vyrobit celou radu ekonomicky využitelných látek. Z oddělených endospermů zm se vytvoří ovesná krupice, ze které se následně vločkují ovesné vločky se sníženým obsahem β-glukanů. Tento způsob a zařízení ale naráží na těžkosti v technologii zpracování zrna, kde běžné mlecí stolice nejsou schopny efektivně oddělit subaleuronové vrstvy zm. Navíc uvedený způsob není vůbec využitelný při zpracování ječmene, kde jsou β-glukany obsaženy v celém zmu.
Úkolem technického řešení je vytvoření zařízení umožňujícího efektivní zpracování zejména běžně pěstovaných ječmenů, tzn. pluchatých odrůd, a izolaci β-glukanů ze zm těchto ječmenů, v koncentrované formě vhodné pro přípravu funkčních potravin, a zároveň umožňujícího výrobu dalších využitelných látek a surovin, které by zlepšily ekonomiku výroby a zajistily v podstatě bezodpadové zpracování ječmene.
-1 CZ 22445 Ul
Podstata technického řešení
Vytčený úkol zcela řeší zařízení pro zpracování ječmene, zejména jeho pluchatých odrůd podle technického řešení. Jeho podstata spočívá v tom, že zahrnuje extrakční nádobu pro extrakci hrubé ječné drtě ve vodném nebo alkalickém extrakčním roztoku, a následně zařazený filtr pro oddělení pevného podílu a filtrátu z extrakčního roztoku. Filtrát se jímá do procesní nádrže s vyhřívacím tělesem, kde vzniká procesní kapalina obsahující kromě filtrátu i enzymatický přípravek na bázi α-amylázy termostabilní při teplotě alespoň 90 °C, enzymatický aktivátor a neutralizační kyselinu. Zařízení dále zahrnuje i chlazenou srážecí nádobu s přívodem neutralizační kyseliny pro srážení bílkovin, Čistých β-glukanů nebo směsi β-glukanů s bílkovinami v procesní kapalině, a plachetkový filtr pro oddělení Čistých β-glukanů nebo směsi β-glukanů s bílkovinami z procesní kapaliny.
Ve výhodném provedení technického řešení, určeném pro výrobu lihu, zařízení dále zahrnuje kvasnou nádobu pro kvašení filtrátu procesní kapaliny z plachetkového filtru, odstředivku pro odstředění kvasničné bílkoviny z kvasu, a destilační kolonu pro destilaci lihu ze zbytkového kvasu bez kvasničné bílkoviny.
Zařízení podle technického řešení dále s výhodou zahrnuje sušárnu pro sušení pevného podílu z filtru na sušenou ječnou drť nebo sušené vysrážené bílkoviny, sušení Čistých β-glukanů nebo směsi β-glukanů s bílkovinami na sušené čisté β-glukany nebo sušenou směs β-glukanů s bílkovinami, a sušení filtrátu procesní kapaliny z plachetkového filtru na směs glukózy a fruktózy. Jednotlivé produkty se v návaznosti na probíhající technologické postupy suší na sušárně postupně, skladují se nebo balí a prodávají se jako krmivá pro hospodářská zvířata.
Ve výhodném provedení zařízení opatřeného kvasnou nádobou a destilační kolonou pak zařízení dále zahrnuje také sušárnu pro sušení kvasničné bílkoviny z odstředivky a výpalků z destilační kolony, rovněž na krmivá pro hospodářská zvířata. Pro toto provedení je pak i dále výhodné, když k destilační koloně je připojena nádrž s lihem, propojená s chlazenou srážecí nádobou, a opatřená ventilem odběru lihu a ventilem přívodu lihu. Líh je tak možné ze systému odebírat a prodávat, v případě nedostatečné vlastní produkce je pak možné líh do systému doplňovat.
Výhoda zařízení pro zpracování ječmene spočívá v tom, že umožňuje efektivně a v podstatě bezodpadově zpracovávat běžné odrůdy pluchatých odrůd ječmene pro izolaci β-glukanů využitelných zejména k výrobě tzv. funkčních potravin. Také izolace a příprava směsi β-glukanů s bílkovinami je výhodná, protože základem odtučňovacích diet u lidí je snížený příjem tuků a sacharidů a zvýšený příjem bílkovin. Rostlinné bílkoviny ječmene jsou k tomuto účelu mimořádně vhodné, protože vyrovnávají nerovnováhu mezi živočišnými a rostlinnými bílkovinami u otylých, kteří tyto diety používají. Přebytek živočišných bílkovin by mohl vyvolat ledvinové komplikace a i z hlediska hygieny střev je jednoznačně záporná. Biologická hodnota bílkovin ječmene je proti pšenici i kukuřici vyšší, protože obsahují nižší podíl prolaminů a vyšší podíl esenciálních, přístupných aminokyselin.
V neposlední řadě zařízení podle technického řešení umožňuje vyrábět souběžně celou řadu produktů, které jsou ekonomicky využitelné zejména jako krmivá pro hospodářská zvířata.
Přehled obrázku na výkrese
Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresu, na němž znázorňuje obr. 1 technologické blokové schéma zařízení podle technického řešení.
Příklady provedení
Rozumí se, že dále popsané příklady uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení možných provedení technického řešení na uvedené příklady. Odborníci, znalí stavu techniky, najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimen-2CZ 22445 Ul tování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty do rozsahu následujících nároků na ochranu.
Příklad 1 - biorafinerie pro zpracování ječmene
Nejlepší surovinou pro zpracování v biorafinerii jsou ječmeny, označované jako ječmeny potravinářské, neboť mají vyšší obsah vlákniny i β-glukanů. Méně vhodné jsou odrůdy ječmene, které se zařazují do skupiny ječmenů průmyslových (k výrobě whisky, škrobu, etanolu) a ječmeny sladovnické. Nejhorší surovinou jsou ječmeny krmné, které mají vysoký obsah bílkovin a nízký obsah β-glukanů.
io Složení vzorku použitého ječmene v příkladu provedení (odrůda: BLANÍK) v sušině:
í%3
| škrob | 60,0 |
| bílkoviny | 13,0 |
| N-látky rozpustné | 2,0 |
| celulóza | 5.0 |
| pentosany | 9,0 |
| β-glukany | 3,5 |
| nízkomolekulární sacharidy (sacharóza. maltóza, glukóza, fruktóza) | 2.5 |
| tuky | 3,0 |
| minerální látky | 2,0 |
| 100 |
Produkt v množství 13,4 % suš. původního množství rozemletého ječmene obsahuje 81,1 % bílkovin a 18,9 % β-glukanů. Denní nutná dávka tohoto produktu je 15,9g/den pro 1 dospělou osobu.
Zařízení pro zpracování ječmene, označované také jako biorafinerie, je znázorněno na obr. 1.
V zásobníku 2 se skladuje hrubě namletá ječná drť i, která se dávkuje do extrakční nádoby 3 s míchadlem 5 a s extrakčním roztokem 4. Čím více je extrakční roztok 4 alkalický, tím vyšší je výtěžnost β-glukanů z extrakce, ale zhoršuje se jejich kvalita. Extrakční roztok 4 může být i voda, což vede k extrakci vysoce kvalitních β-glukanů, ale s malou výtěžností, takže extrakce se musí i několikrát opakovat. U alkalického extrakčního roztoku 4 je nutno extrakci provádět alespoň dvakrát za sebou. Použitá ječná drť 1 se odfiltruje na sítovém filtru 6 jako pevný podíl 14 z filtrace, promývá se promývacím roztokem tvořeným vodou s octem, který je přiveden na sítový filtr 6 přívodem 7 a odváděn odvodem 9, vede se na sušárnu 13 a po vysušení se může použít např. jako krmivo pro hospodářská zvířata (drůbež).
Filtrát 8 ze sítového filtru 6 se shromažďuje v procesní nádrži 10, promíchá se míchadlem j_i a neutralizuje se neutralizační kyselinou 18, nej častěji zředěnou kyselinou chlorovodíkovou, až na hodnotu pH = 6,5.
Do procesní nádrže W se přidá enzymatický aktivátor 23 tvořený bezvodým CaCl2 a enzymatický přípravek 17 na bázi enzymu α-amylázy termoodolného typu se zaručenou funkcí i pri teplotě
95 °C. Procesní kapalina 15, která takto vznikne v procesní nádrži 10, se zahřívá se na teplotu
-3CZ 22445 Ul °C pomocí vyhřívacího tělesa 12, aby se zničily enzymy rozkládající β-glukany, a udržuje se při 95 °C celkem 60 minut, načež se procesní kapalina 15 nechá volně zchladit na pokojovou teplotu.
Po ochlazení se procesní kapalina 15 zneutralizuje neutralizační kyselinou 18 tvořenou zředěnou
HC1 (1 : 2 - 1 : 3) tak dlouho, až se dosáhne hodnoty přesně pH = 4,5 a nechá se v klidu až do vysrážení bílkovin. Procesní kapalina 15 se v jedné variantě příkladu provedení může přečerpat pres sítový filtr 6, kde se odfiltruje pevný podíl 14 (bílkoviny) a odvede se na sušárnu 13, odkud se distribuují sušené bílkoviny 26 jako krmivo pro hospodářská zvířata, přičemž procesní kapalina 15 bez bílkovin se vrátí do procesní nádrže JO. V druhé variantě příkladu provedení se proto česní kapalina 15 ponechá v procesní nádrži 10 i s vysráženými bílkovinami.
Procesní kapalina 15 s bílkovinami nebo bez nich se přečerpá do chlazené srážecí nádoby 19. Přidá se líh 20 v množství alespoň 50 % objemových, promíchá se a zchladí se na teplotu 4 °C, která se udržuje 24 hodin.
V chlazené srážecí nádobě 19 se vy sráží se gumovitá hmota tvořená gumovitými β-glukany a arabínoxylany, které nelze od β-glukanů účinně oddělit, ale jejich vlastnosti jsou obdobně příznivé jako vlastnosti β-glukanů, takže není potřeba je separovat. Gumovitá hmota se spolu s již vysráženými bílkovinami oddělí filtrační plachetkou na plachetkovém filtru 25.
Vlhká hmota β—glukanů 16 nebo směsi 16 β-glukanů a bílkovin se zváží, stanoví se obsah sušiny. Suší se v sušárně 13 při 105 °C, pak se suchá hmota mele, a vytvoří se sušené β-glukany 24 nebo sušená směs 24 β-glukanů a bílkovin. Tento produkt lze samostatně prodávat jako surovinu resp. přídavek do funkčních potravin.
V jedné variantě příkladu provedení se přefiltrovaná procesní kapalina 15 z plachetkového filtru 25 odstředí a následně suší na odparce nebo na sušárně 13 na suchou směs 27 glukózy a fruktózy, která se zužitkuje jako krmivo pro hospodářská zvířata, nebo jako sladidlo pro přípravu ener25 getických nápojů pro zvířata, např. pro skot.
V druhé variantě příkladu provedení se procesní kapalina 15 z plachetkového filtru 25 vede do kvasné nádoby 28, kde se cukerné roztoky zpracují obvyklým kvasným způsobem na kvas 29, který se odstředí v odstředivce 30. Odstředěním získaná kvasniČná bílkovina 31 se suší na sušárně 13 a zužitkuje se také jako krmivo pro hospodářská zvířata. Zbytkový kvas 32 zbavený kvasničné bílkoviny 31 jde z odstředivky 30 do destilační kolony 33, kde se z něho destiluje líh 20. Výpalky 34 z destilační kolony 33 se použijí jako krmivo pro hospodářská zvířata, s výhodou po jejich usušení na sušárně 13.. Líh 20 se může vyrábět jako samostatný produkt k prodeji, nebo se skladuje v záchytné nádrži, ze které se přes ventil 22 doplnění lihu 20 dopouští do chlazené srážecí nádoby 19 k procesu srážení β-glukanů. Přes ventil 21 odběru lihu 20 se líh 20 může odebí35 rat do nádob a následně skladovat jinde nebo prodávat.
Výše popsaným zařízením lze β-glukany úspěšně vyrábět i z krmných ječmenů, jestliže se ještě před přídavkem lihu 20 do chlazené srážecí nádoby 19 zařadí další filtrace plachetkovým filtrem 25 a oddělí se zcela vysrážené ječné bílkoviny. Tím sice konečný produkt ztratí bílkovinovou část bílkovino—β-glukanového koncentrátu, což je na jedné straně škoda, ale koncentrace β—glukanů v konečném produktu se prudce zvýší na hodnotu 80 až 90 %. Výtěžek β—glukanů bude samozřejmě menší, zhruba 20 % obvyklého množství. Ale denní nutná dávka pro osobu a den se naopak podstatně sníží a bude se pohybovat v intervalu 3 až 5 g/den pro 1 dospělou osobu, neboť půjde v podstatě o koncentrát.
Při realizaci výroby je nutno si uvědomit, že podmínky extrakce β-glukanů a přítomnost arabí45 noxylanů jako lepivých viskózních roztoků vyžadují značná ředění a tím manipulaci se značnými objemy kapalin. Pokud se zpracuje 100 kg ječmene „BLANÍK“, vyrobí se asi 1 200 nutných denních dávek. Ale k izolaci těchto 1 200 denních dávek by bylo nutné manipulovat se 72 000 1 extrakčního roztoku 4, to znamená, že by pro zpracování tohoto množství ječmene najednou byla potřeba extrakcní nádoba 3 o objemu nejméně 50 m3 a procesní nádoba 10 o objemu dokonce
-4CZ 22445 Ul
100 m3. Je tedy zřejmé, že výrobní postup je nutno organizovat jako periodicky kontinuální a vycházet z možností výrobce. V každém případě jde ale o výrobu velkokapacitní.
Také regenerace a vlastní výroba lihu 20 z cukerných roztoků, které vznikly rozštěpením ječného škrobu enzymatickou cestou, je velkokapacitní. Při zpracování 100 kg ječmene najednou je v procesní kapalině 15 zhruba 50 m3 lihu 20, který se stále regeneruje na destilační koloně 33. Protože alkoholová výtěžnost škrobu při průměrné kvalitě práce je 60 %, lze očekávat, že při zpracování 100 kg ječmene v dané kvalitě lze získat 60 χ 0,6 = 36 dm3 100% etanolu, tj. 37,5 1 96% lihu 20. Z tohoto množství asi 50 % doplní technologické ztráty lihu 20 při srážení β-glukanů a lze proto počítat jen s prodejem 15 až 18 dm3 96% lihu na 100 kg zpracovaného io ječmene.
Průmyslová využitelnost
Zařízení podle technického řešení lze využít jednak k efektivní izolaci β-glukanů a/nebo směsi β-glukanů a bílkovin z ječmene, pro jejich následné využití při přípravě funkčních potravin, a jednak k výrobě řady krmiv pro hospodářská zvířata jako vedlejších produktů. V neposlední řadě ts je zařízení využitelné i k výrobě lihu.
Claims (5)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Zařízení pro zpracování ječmene, zejména jeho píuchatých odrůd, vyznačující se tím, že zahrnuje extrakční nádobu (3) pro extrakci hrubé ječné drtě (1) ve vodném nebo alkalickém extrakčním roztoku (4), filtr (6) pro oddělení pevného podílu (14) a filtrátu (8) z extrakč20 ního roztoku (4), procesní nádrž (10) s vyhřívacím tělesem (12) pro procesní kapalinu (15) obsahující filtrát (8), enzymatický přípravek (17) na bázi α-amylázy termostabilní při teplotě alespoň 90 °C, enzymatický aktivátor (23) a neutralizační kyselinu (18), a že dále zahrnuje chlazenou srážecí nádobu (19) s přívodem neutralizační kyseliny (18) pro srážení bílkovin (26), čistých β-glukanů (16) nebo směsi β-glukanů s bílkovinami (16) v procesní kapalině (15), a plachetko25 vý filtr (25) pro oddělení čistých β-glukanů (16) nebo směsi β-glukanů s bílkovinami (16) z procesní kapaliny (15).
- 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kvasnou nádobu (28) pro kvašení filtrátu procesní kapaliny (15) z plachetkového filtru (25), odstředivku (30) pro odstředění kvasničné bílkoviny (31) z kvasu (29), a destilační kolonu (33) pro destilaci líhu (20)30 ze zbytkového kvasu (32) bez kvasničné bílkoviny (31).
- 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje sušárnu (13) pro sušení pevného podílu (14) z filtru (6) na sušenou ječnou drť (1) anebo sušené vysrážené bílkoviny (26), sušení čistých β-glukanů (16) nebo směsi β-glukanů s bílkovinami (16) na sušené čisté β-glukany (24) nebo sušenou směs (24) β-glukanů s bílkovinami, a sušení filtrátu procesní35 kapaliny (15) z plachetkového filtru (25) na směs (27) glukózy a fruktózy.
- 4. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že dále zahrnuje sušárnu (13) pro sušení kvasničné bílkoviny (31) z odstředivky (30) a výpalků (34) z destilační kolony (33).
- 5. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že k destilační koloně (33) je připojena nádrž s lihem (20), propojená s chlazenou srážecí nádobou (19) a opatřená ventilem (21)40 odběru lihu (20) a ventilem (22) přívodu lihu (20).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201124334U CZ22445U1 (cs) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Zařízení pro zpracování ječmene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201124334U CZ22445U1 (cs) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Zařízení pro zpracování ječmene |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ22445U1 true CZ22445U1 (cs) | 2011-06-30 |
Family
ID=44257291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201124334U CZ22445U1 (cs) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Zařízení pro zpracování ječmene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ22445U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304017B6 (cs) * | 2011-05-12 | 2013-08-21 | Jihoceská univerzita v Ceských Budejovicích, Zemedelská fakulta | Zpusob zpracování pluchatých odrud jecmene a zarízení k provádení tohoto zpusobu |
-
2011
- 2011-05-12 CZ CZ201124334U patent/CZ22445U1/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304017B6 (cs) * | 2011-05-12 | 2013-08-21 | Jihoceská univerzita v Ceských Budejovicích, Zemedelská fakulta | Zpusob zpracování pluchatých odrud jecmene a zarízení k provádení tohoto zpusobu |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kaushal et al. | Maize: an underexploited golden cereal crop | |
| US6323338B1 (en) | Method for concentrating β-glucan | |
| Rausch et al. | The future of coproducts from corn processing | |
| US9066534B2 (en) | Process for improving products of dry milling | |
| CN108359026B (zh) | 一种水不溶性木聚糖的制备方法及其用途 | |
| WO2006119206A2 (en) | Grain wet milling process for producing ethanol | |
| CN101607218A (zh) | 玉米汽爆分离及其胚乳多组分联产利用技术 | |
| US20120282358A1 (en) | Oral administration composition | |
| WO2010088744A2 (en) | Method for making pentoses and pentose-based soluble oligo/polysaccharides from cereals | |
| JPWO2006123474A1 (ja) | 爆砕発酵処理バガスの製造方法 | |
| RU2014135545A (ru) | Способ переработки растительных отходов | |
| WO2018219869A1 (en) | A process for preparation of oat or barley fractions | |
| EP1883313A2 (en) | Grain wet milling process for producing dextrose | |
| US20250197906A1 (en) | Hydrolysis of brewer's spent grain | |
| Abu-Ghannam et al. | Biotechnological, food, and health care applications | |
| EP2515672B1 (en) | A method of producing beta-glucan, insoluble food fibre as well as a preparation of oat proteins | |
| EP3886605B1 (en) | A process for preparation of cereal fractions | |
| CN113068842A (zh) | 一种梨膳食纤维的制备方法 | |
| US20120301597A1 (en) | Systems and methods for producing a composition of fiber | |
| Giap et al. | Study on enzyme‐assisted extraction of the total phenolic content, vitamin C and antioxidant activity from Beta vulgaris var. rubra | |
| RU2611180C1 (ru) | Способ производства ферментированного продукта из зерновой культуры, содержащего пищевые волокна | |
| CZ304017B6 (cs) | Zpusob zpracování pluchatých odrud jecmene a zarízení k provádení tohoto zpusobu | |
| Galanakis | Concluding remarks and future perspectives | |
| TWI581721B (zh) | 抗性澱粉之製備方法 | |
| AU649161B2 (en) | Method for continuously producing partially hydrolyzed starch, product thereby obtained and uses thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20110630 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20150512 |