CZ303813B6 - Method of processing oats, apparatus for making the same as well as the use of oat pollard for isolating valuable substances - Google Patents
Method of processing oats, apparatus for making the same as well as the use of oat pollard for isolating valuable substances Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303813B6 CZ303813B6 CZ20080024A CZ200824A CZ303813B6 CZ 303813 B6 CZ303813 B6 CZ 303813B6 CZ 20080024 A CZ20080024 A CZ 20080024A CZ 200824 A CZ200824 A CZ 200824A CZ 303813 B6 CZ303813 B6 CZ 303813B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- oat
- starch
- glucan
- bran
- production
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cereal-Derived Products (AREA)
Abstract
Description
Způsob zpracování ovsa, zařízení k provádění tohoto způsobu a použití ovesných otrub k izolaci cenných látekA method of processing oats, an apparatus for carrying out the method, and using oat bran to isolate valuable substances
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká oblasti potravinářství a krmivářství, výroby nutričně upravených potravin, zejména ovesných vloček, a způsobu komplexního zpracování ovsa pro výrobu těchto nutričně upravených potravin a pro izolaci a přípravu dalších cenných hospodářsky využitelných látek.The invention relates to the field of food and feed, the production of nutritionally modified foods, in particular oatmeal, and a method of complex processing of oats for the production of these nutritionally modified foods and for the isolation and preparation of other valuable economically useful substances.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Zpracování ovsa při výrobě ovesných vloček probíhá tak, že nejprve se oves čistí, pak postupuje do vertikálního loupacího stroje, kde se zbavuje pluch, a dále pak do speciálního odíracího stroje k odstranění vousku. Tak vznikne tzv. „ovesná rýže“, která se suší a napařuje parou až do 100 °C pro odstranění hořké chuti. Při této hydrotermické úpravě dochází k hlubokým biochemickým změnám, kde denaturují bílkoviny, částečně hydrolyzuje škrob a inaktivují se enzymy, hlavně lipolytické, nebezpečné citlivému ovesnému tuku. Po úpravě vlhkosti postupuje oves do vločkovací válcové stolice, která zrno drží (vločkuje), a získané vložky se suší a po vychlazení se třídí a balí.The processing of oats in the production of oatmeal proceeds by first cleaning the oats, then proceeding to a vertical peeling machine where the husk is removed, and then to a special scouring machine to remove the whisker. This gives rise to so-called "oat rice" which is dried and steamed up to 100 ° C to remove the bitter taste. This hydrothermal treatment leads to profound biochemical changes, denaturing proteins, partially hydrolyzing starch and inactivating enzymes, mainly lipolytic, dangerous sensitive oat fat. After the moisture treatment, the oats are passed into a flocculating roller mill which holds (flocculates) the grain and the inserts obtained are dried and, after cooling, are sorted and packaged.
Ovesná zrna prochází tímto zpracováním vcelku, včetně obalových částí zrna, tzv. včetně otrub. Pod pojmem „otruby“ se přitom rozumí jednak zužitkovatelné odpady, které vznikají u čištění obilí, ale hlavně obalové součásti zrna, jejichž podíl je asi 20 % hmotn. obilí. Při mlynářském zpracování jiných obilnin jako např. pšenice nebo žita na mouku se otruby při mletí odstraňují, tzv. oddělují se obalové vrstvy zrna od jeho endospermu, a endosperm se následně rozmělňuje. Celý proces mletí probíhá na válcových stolicích v procesech šrotování, luštění krupic a vymítání. Odstranění otrub se provádí v mlynářství proto, aby nebyla mouka těmito otrubami znečištěna. Mele se zpravidla na 5 až 6 šrotů s menšími přítlaky.The oat grains undergo this processing as a whole, including the packaging parts of the grain, including the bran. The term 'bran' refers to both recoverable wastes which arise from the cleaning of cereals and, in particular, the packaging components of the grain, the proportion of which is about 20% by weight. corn. In the milling of other cereals such as wheat or rye into flour, the bran is removed during grinding, the so-called separating layers of grain from its endosperm are separated, and the endosperm is subsequently comminuted. The whole grinding process takes place on cylindrical mills in the processes of grinding, grinding and excreting. The bran removal is carried out in milling so that the flour is not contaminated by the bran. As a rule, it is ground to 5 to 6 scrap with less downforce.
Nutriční hodnoty potravin a krmiv lze ovlivňovat pomocí nutričních a antinutričních faktorů. Oves obsahuje průměrně 3,2 % β-glukanů, které jsou prokazatelně antinutričním faktorem. Ve středním traktu bobtnají, zvyšují viskozitu tráveniny a tím zhoršují pohyblivost živin i trávicích enzymů. Tím zhoršují možnost využití živin, zejména tuků. β-glukany, vlastně smíšené β(1 —> 3),(1 —> 4)-D-glukany jsou polysacharidy tvořené β-D-glukopyranosou, kteráje asi ze 30 % vázána glykosidickými vazbami (1 —> 3) a převážně vazbami (1 —> 4). Patří mezi tzv. „nešrobové polysacharidy“ označené jako NPS (non-starch polysaccharides) a jsou považované za vlákninu.Nutritional values of food and feed can be influenced by nutritional and anti-nutritional factors. Oats contain an average of 3.2% of β-glucans, which are proven to be an antinutritional factor. In the middle tract they swell, increase the viscosity of the digestion and thus impair the mobility of nutrients and digestive enzymes. This reduces the possibility of using nutrients, especially fats. β-glucans, actually mixed β (1 -> 3), (1 -> 4) -D-glucans are polysaccharides composed of β-D-glucopyranose, which are about 30% bound by glycosidic bonds (1 -> 3) and predominantly by bonds (1-> 4). They are among the so-called "non-starch polysaccharides" designated as NPS (non-starch polysaccharides) and are considered fiber.
Výseč ze struktury β-(1 —* 3)(1 —> 4)-D-glukany lze znázornit takto:A slice of β- (1 - * 3) (1 -> 4) -D-glucans can be represented as follows:
CI-LOHCI-LOH
1-*4 vazba1- * 4 binding
- 1 CZ 303813 B6- 1 GB 303813 B6
Celkový obsah β-glukanů v ovsu kolísá většinou v intervalu 2,4 až 4,2 % hmotn. v sušině. Z toho rozpustných β-glukanů v ovsu je závislý především na odrůdě, např. oves bezpluchý ADAM má průměrně 3,8 % β-glukanů v sušině, ZLAŤÁK jen 1,9 %. Kromě odrůdy má na obsah β-glukanů prokazatelný vliv také soubor půdně-klimatických podmínek, úroveň hnojení nikoliv.The total β-glucan content of oats varies mostly in the range of 2.4 to 4.2% by weight. in dry matter. Of these, soluble o-glucan in oat is mainly dependent on the variety, eg oat-free oats ADAM has an average of 3.8% of β-glucan in dry matter, and only 1.9% of OIL. In addition to the variety, a set of soil-climatic conditions has a demonstrable influence on the β-glucan content, not the fertilization level.
β-glukany ovsa (ale i ječmene) mají řadu příznivých účinků ve výživě, kteréjsou charakteristické pro vlákninu. Snižují např. hladinu cholesterolu v krvi, omezují riziko výskytu rakoviny tlustého střeva, jsou prevencí proti cukrovce, zácpě a obezitě. Na druhé straně snižují využitelnost io živin a tím snižují nutriční hodnotu přijímané potravy. To může být značná výhoda pro jedince, jejichž příjem energie ve stravě je vyšší, než výdej. Tedy pro jedince s omezeným pohybem, pro duševně pracující, pro všechny, kteří mají sklon k otylosti. Tyto vlastnosti jsou však naopak nevýhodou pro ty, jejichž spotřeba energie je mimořádně vysoká. Tedy pro sportovce, manuálně těžce pracující, pro podvyživené a rekonvalescenty. A také pro zvířata, která jsou krmena krmivý s přísadou ovesných vloček a všude tam, kde se sledují hmotnostní přírůstky v závislosti na výživě a krmení.Oat β-glucans (but also barley) have a number of beneficial effects in nutrition that are characteristic of fiber. For example, they lower blood cholesterol, reduce the risk of colon cancer, prevent diabetes, constipation and obesity. On the other hand, they reduce nutrient utilization and thus reduce the nutritional value of the food ingested. This can be a great advantage for individuals whose dietary intake is higher than their expenditure. That is, for individuals with limited movement, for the mentally working, for all who are prone to obesity. However, these properties are a disadvantage for those whose energy consumption is extremely high. That is, for athletes, manual workers, for malnourished and convalescent. And also for animals that are fed with oatmeal and wherever weight gains are monitored depending on nutrition and feeding.
Dosud známé a popsané způsoby pro odstranění β-glukanů při technologické úpravě krmiv pro drůbež a částečně i pro prasata, se řadí do tří skupin.The known and described methods for the removal of β-glucans in the technological treatment of feed for poultry and partly for pigs are classified into three groups.
První známou metodou je depolymerizace β-glukanů z celých zrn včetně obalových částí pomocí mikrovlnného záření. Jde o metodu v podstatě laboratorní a výzkumnou, s malou hospodářskou využitelností, která se neprosadila do praxe.The first known method is depolymerization of β-glucans from whole grains, including the packaging parts by microwave radiation. It is essentially a laboratory and research method, with little economic usefulness, which has not been put into practice.
Druhou známou metodou je vyluhování rozpustných β-glukanů z celých zrn včetně obalových částí vodou, při kterém dochází také k aktivaci rostlinných hydrolytických enzymů v zrnu, které jsou schopny štěpit polysacharidy buněčných stěn. Tato metoda má nevýhodu v tom, že obsah βglukanů se sníží jen nepatrně, ale zrno se při procesu navlhčí, což zhorší jeho vlastnosti z hlediska mechanického zpracování a skladování, a musí se následně opět dehydratovat.The second known method is the leaching of soluble β-glucan from whole grains, including coatings with water, which also activates plant hydrolytic enzymes in the grain, which are able to cleave cell wall polysaccharides. This method has the disadvantage that the β-glucan content is only slightly reduced, but the grain is moistened during the process, which will deteriorate its mechanical processing and storage properties, and must then be dehydrated again.
Třetí známou metodou je aplikace enzymových preparátů, rovněž na celá zrna včetně obalových částí. Nejdůležitějším hydrolytickým enzymem je endo-β-glukanáza kromě endoxylanázy, arabinofuranoxidázy, glukuronidázy a galakturonidázy. Jde hlavně o technickou celulózu, tedy enzymy produkované plísní Trichoderma viride (reesei) či bakterie Bacillus subtilis.The third known method is the application of enzyme preparations, also to whole grains including the packaging parts. The most important hydrolytic enzyme is endo-β-glucanase in addition to endoxylanase, arabinofuranoxidase, glucuronidase and galacturonidase. These are mainly cellulose, ie enzymes produced by Trichoderma viride (reesei) or Bacillus subtilis.
Aplikace enzymovaných preparátů je účinná, ale je zřejmé, že tato cesta k odstranění β-glukanů při výrobě ovesných vloček je neschůdná z ekonomických důvodů, poněvadž účinné enzymatické preparáty s dostatečnou aktivitou jsou velmi drahé, a proces je značně náročný na teplotu a mikrobiologickou čistotu ošetřovaného materiálu.Application of enzymatic preparations is effective, but it is clear that this route to β-glucan removal in oatmeal production is not viable for economic reasons, since efficient enzymatic preparations with sufficient activity are very expensive, and the process is very temperature and microbiological purity treated material.
Z dokumentu WO 00/56 170 je známá metoda zpracování ovsa, kde se ovesná zrna máčí v alkoholové lázni s obsahem 40 až 50% etanolu, za mokra se rozemelou na endosperm, krupici a otruby, a z ovesných otrub se vyrábí β-glukan extrakcí při teplotě 60 až 100 °C za přítomnosti aamylázy. Pevná složka ovesných otrub se oddělí, z tekutiny se získá β-glukan prepicitací. nevý45 hoda tohoto způsobu spočívá v extrakci za poměrně vysoké teploty, a ve vysoké ceně enzymatických přípravků. Metoda se nezabývá výrobou jiných cenných látek z ovsa, tyto látky tak zůstávají nevyužity.WO 00/56 170 discloses an oat-processing method in which oat grains are dipped in an alcohol bath containing 40 to 50% ethanol, wet ground into endosperm, semolina and bran, and oat bran is produced by β-glucan extraction by 60-100 ° C in the presence of aamylase. The oat bran solids are separated and β-glucan is recovered from the fluid by prepicitation. The disadvantage of this process is the extraction at relatively high temperature and the high cost of the enzyme preparations. The method does not deal with the production of other valuable oat substances, so these substances remain unused.
Z dokumentu US 2004/0 101 935 je známý způsob zpracování ovesných zrn, který vede k výrobě β-glukanu s masivní příměsí škrobu. Ovesná mouka se míchá s vodným organickým rozpouštědlem, okyselenou nebo zásaditou vodou, extrahuje se za pokojové teploty, případně s přídavkem α-amylázy nebo proteázy, následně se směs filtruje. Nevýhoda spočívá ve velkém podílu škrobu ve výsledném produktu, a v malé výtěžnosti β-glukanů. Metoda rovněž neřeší získávání jiných cenných látek a výrobu jiných produktů z ovsa.US 2004/0 101 935 discloses a method of processing oat grains which leads to the production of β-glucan with a massive starch admixture. The oatmeal is mixed with an aqueous organic solvent, acidified or basic water, extracted at room temperature, optionally with the addition of α-amylase or protease, followed by filtration. The disadvantage lies in the large proportion of starch in the final product and in the low yield of β-glucans. Nor does the method address the acquisition of other valuable substances and the production of other products from oats.
-2CZ 303813 B6-2GB 303813 B6
Úkolem vynálezu je nalezení takového ekonomického a průmyslově vhodného způsobu zpracování ovsa, zejména pro výrobu nutričně upravených ovesných vloček se sníženým obsahem βglukanů, který by odstraňoval výše uvedené nedostatky. Dalším úkolem vynálezu je vytvořit způsob komplexního a v podstatě bezodpadového zpracování ovsa, při kterém by se izolovaly cenné látky využitelné v průmyslu a v zemědělství jako suroviny, polotovary a výrobky vhodné technicky a ekonomicky pro další zpracování. Tento okol je vytýčen s ohledem na stále klesající odbyt ovsa a obilí do potravinářství na jedné straně, a na potřebu zachovat osevní zemědělské plochy vhodné k pěstování ovsa na straně druhé. Další úkolem vynálezu je potom vyřešení dílčích výrobních postupů při izolaci těchto látek, a vytvoření technologického zařízení k provádění uvedený postupů.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide such an economically and industrially suitable process for the processing of oats, in particular for the production of nutritionally modified oat flakes having a reduced β-glucan content which overcomes the above drawbacks. Another object of the invention is to provide a process for the complex and substantially waste-free processing of oats, in which valuable materials useful in industry and agriculture are isolated as raw materials, semi-finished products and products which are technically and economically suitable for further processing. This situation is set out in view of the ever-decreasing sales of oats and cereals to the food industry on the one hand and the need to maintain sowing areas suitable for growing oats on the other. It is a further object of the invention to solve partial production processes for the isolation of these substances and to provide a technological device for carrying out said processes.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
V evropských i amerických odrůdách ovsa je obsah β-glukanů 3,2 až 6,8 %, jsou přítomny hlavně v buněčných stěnách subaleuronové vrstvy, a pro nejbohatší surovinou k izolaci βglukanů jsou ovesné otruby, kde β-glukany tvoří asi 90 % z jejich celkové rozpustné vlákniny. Rozpustná vláknina ovesných otrub tvoří asi 25 % jejich celkové vlákniny. V ovesných otrubách jako celku kolísá obsah β-glukanů kolem 15 %.In European and American varieties of oats, the content of β-glucans is 3.2 to 6.8%, they are mainly present in the cell walls of the subaleuronic layer, and oat bran is the richest raw material for the isolation of β-glucans, where β-glucans make up about 90% of their total soluble fiber. The soluble fiber of oat bran accounts for about 25% of their total fiber. In oat bran as a whole, the β-glucan content fluctuates around 15%.
Vynález je založen na myšlence, že chceme-li snížit obsah β-glukanů v ovesných vločkách jako výsledném ovesném produktu, je potřeba provést zpracování ovsa bez otrub. Podstata způsobu zpracování ovsa podle vynálezu pak spočívá v tom, že nejprve se hrubým šrotováním oddělí ovesné otruby tj. obalové vrstvy zrn do endospermu zrn, přičemž z endospermu se vytvoří ovesná krupice, a následně se z ovesné krupice vločkují ovesné vločky se sníženým obsahem β-glukanů, a z oddělených ovesných otrub se vyrobí alespoň jedna látka nebo směs ze skupin: β-glukan, ovesný škrob, ovesný protein, peletované biopalivo, fural, furan, tetrahydrofuran, organominerální hnojivo, etanol, butanol, aceton, pasta na čištění tukem zaneseného potrubí, náplň bioreaktoru pro výrobu bioplynu, ovesný tvaroh.The invention is based on the idea that in order to reduce the content of β-glucans in oatmeal as the final oat product, oat-free oat processing is required. The principle of the oat processing according to the invention consists in first separating the oat bran, i.e. the coat layer of the grains, into the endosperm of the grains, whereby oatmeal is formed from the endosperm, and then oatmeal with reduced β- At least one substance or mixture of the following groups is made from the separated oat bran: β-glucan, oat starch, oat protein, pelleted biofuel, fural, furan, tetrahydrofuran, organomineral fertilizer, ethanol, butanol, acetone, paste , bioreactor filling for biogas production, oat curd.
Další hospodářské využití těchto výrobků vynahradí zvýšené náklady na oddělování ovesných otrub. Ve výhodném provedení vynálezu se z oddělených ovesných otrub vyrábí ovesný škrob, ovesný protein a β-glukan tak, že se nejprve připraví pufr s hodnotou pH v rozmezí od 9,5 do 11,0, který vznikne smísením roztoku Na2CO3 a roztoku NaHCO3, tímto pufrem se extrahují ovesné otruby při teplotě 50 až 95 °C za stálého míchání po dobu alespoň 60 min. při poměru 100 g materiálu na 11 extrakčního roztoku, extrakt se zchladí na 2 až 4 °C a zfíltruje sítem, přičemž na sítu zůstává odpad, a filtrát se dále odstřeďuje, kde po odstředění oddělený nerozpustný zbytek tvoří ovesný škrob, kteiý se suší v sušárně při teplotě 60 °C, a supematant z odstředění se neutralizuje čistou HCI zředěnou v poměru 1:3 až 1:5 do hodnoty pH = 4,5, zchladí se na 2 až 4 °C, a odstředí se ovesný protein, který se dále suší při teplotě 60 °C, a supematant po odstředění ovesného proteinu se opět zchladí na teplotu 2 až 4 °C, přidá se k němu stejný objem 2-propanolu (isopropanolu), zchlazeného také na teplotu 2 až 4 °C, a ze směsi se odstředí β-glukan, který se může buďto usušit do práškového stavu, anebo se vlhký odstředěný β-glukan s výhodou dále zpracuje tak, že po zjištění obsahu sušiny a stanovení molekulové hmotnosti se rozpustí v redestilované vodě na koloidní roztok za pomoci ultrazvukového desintegrátoru při teplotě 100 °C, čímž se zároveň sterilizuje, a supematant se odstředí β-glukanu se destiluje a při 82 °C se regeneruje isopropanol pro novou výrobu.Further economic use of these products will compensate for the increased costs of oat bran separation. In a preferred embodiment of the invention, oat starch, oat protein and β-glucan are produced from separate oat bran by first preparing a buffer having a pH in the range of 9.5 to 11.0, which is formed by mixing the Na 2 CO 3 solution and the solution NaHCO 3 , this oat bran is extracted at 50-95 ° C with stirring for at least 60 min. at a ratio of 100 g of material per 11 extraction solution, the extract is cooled to 2 to 4 ° C and filtered through a sieve, leaving waste on the sieve, and the filtrate is further centrifuged, where after centrifuging the separated insoluble residue is oat starch dried in an oven at 60 ° C, and the centrifugation supernatant is neutralized with pure HCl diluted 1: 3 to 1: 5 to pH = 4.5, cooled to 2 to 4 ° C, and centrifuged with oat protein, which is further dried at 60 ° C, and the supernatant after centrifugation of the oat protein was again cooled to 2-4 ° C, an equal volume of 2-propanol (isopropanol), also cooled to 2-4 ° C, was added thereto, and from the mixture centrifuging the β-glucan, which can either be dried to a pulverulent state, or the wet centrifuged β-glucan is preferably further processed such that, after determining the dry matter content and determining the molecular weight, it is dissolved in the oloid solution is ultrasonic disintegrated at 100 ° C, thereby sterilizing, and the supernatant is centrifuged β-glucan distilled and isopropanol is recovered at 82 ° C for new production.
Produkt je sice znečištěn určitým podílem ovesného škrobu a ovesného proteinu, ale tyto látky jsou lidskému organismu jen prospěšné a výrobní postup lze silně zrychlit a zlevnit, β-glukan bude dodáván ve formě silně viskózního roztoku jako přídavek při výrobě funkčních potravin, chránících spotřebitele před cévními chorobami, cukrovkou, obezitou a částečně i proti nádorovému onemocnění. V jednání je spolupráce s výrobnami mléčných výrobků.Although the product is contaminated by a certain proportion of oat starch and oat protein, these substances are only beneficial to the human body and the production process can be greatly accelerated and cheaper, β-glucan will be supplied as a highly viscous solution as an additive in the production of functional foods protecting consumers from vascular diseases, diabetes, obesity and partly also against cancer. Cooperation with dairy producers is under negotiation.
-3CZ 303813 B6 β-glukan ve formě práškové (získaný sušením před jeho rozpouštěním na koloidní roztok) bude nabízen jako nutričně přínosný hydrokoloid nahrazující modifikované škroby, želatinu, pektin a karboxymetylcelulózu výrobcům zmrzlinových práškových směsí, instantních polévek a omá5 ček, džemů a zavařenin suchých směsí pro výrobu moučníků, suchých limonád v prášku, tekutých nutričně upravených výživ pro sportovce, rekonvalescenty a přestárlé nemocné a vyzkoušet je nutno i možnost náhrady amylopektinových škrobů z mrazírenství a zesítěných škrobů v konzervárenství.The β-glucan in powder form (obtained by drying before dissolving it into a colloid solution) will be offered as a nutritionally beneficial hydrocolloid replacing modified starches, gelatin, pectin and carboxymethylcellulose to manufacturers of ice cream powders, instant soups and sauces, jams and jams mixtures for the production of desserts, dry lemonade powder, liquid nutritionally modified nutrition for athletes, convalescents and elderly patients and it is also necessary to try the possibility of substituting amylopectin starches from freezing and cross-linked starches in canning.
Také oddělený ovesný protein se může buďto sušit do práškového stavu a dodávat jako čistá bílkovina pro krmivářství a potravinářství, nebo se ve vlhkém stavu použije k výrobě ovesného tvarohu.Also, the separated oat protein can either be powdered and supplied as pure feed and food protein or used in the wet state to make oat curd.
V jiném výhodném provedení vynálezu lze připravit etanol, popř. butanol a aceton tak, že z ovesných otrub a/nebo z ovesné hmoty ovesných otrub po oddělení β-glukanu, ovesného škrobu a ovesného proteinu se připraví zápara, která se zakvasí studeným Nýbrleho zákvasem z pivovarských kvasnic, a ze zkvašené zápary obsahující nejvýše 10 % etanolu se vydestiluje etanol.In another preferred embodiment of the invention, ethanol and the like can be prepared. butanol and acetone by preparing oat bran and / or oat bran oat after separation of β-glucan, oat starch and oat protein, which is fermented with cold Nýbrle ferment from brewer's yeast and from fermented mash containing not more than 10% ethanol, distilled off ethanol.
Jiný možný způsob zpracování je takový, že z ovesných otrub a/nebo z ovesné hmoty ovesných otrub po oddělení β-glukanu, ovesného škrobu a ovesného proteinu se připraví zápara, která se zakvasí anaerobem Granulobacter butyricum při teplotě 38 °C, a za 28 až 36 hodin se ze zkvašené zápary vydestiluje směs sestávající ze 60 % butanolu, 30 % acetonu a 10 % etanolu.Another possible processing method is to prepare a mash of oat bran and / or oat bran oat after separation of β-glucan, oat starch and oat protein, which is fermented with anaerob Granulobacter butyricum at 38 ° C and at 28 to The mixture consisting of 60% butanol, 30% acetone and 10% ethanol was distilled off from the fermented mash for 36 hours.
Pokud se týká zpracování odstředěného ovesného škrobu, ten se může usušit a jako práškový nativní ovesný škrob dodávat např. jako surovina pro farmaceutický průmysl. V jiném výhodném způsobu úpravy se práškový nativní ovesný škrob přidáním látky uvolňující oktenylsukcinátový radikál (např. laktonu) přemění na modifikovaný oktenylsukcinát škrobu, který lze využít jako emulgátor v potravinářském průmyslu.With regard to the processing of skimmed oat starch, it can be dried and supplied as a powdered native oat starch, e.g. as a raw material for the pharmaceutical industry. In another preferred method of treatment, the powdered native oat starch is converted to a modified starch octenyl succinate which can be used as an emulsifier in the food industry by adding an octenyl succinate radical releasing agent (eg, lactone).
V dalším výhodném provedení vynálezu se připraví fural tak, že směs pluch z čištění ovsa a oddělených ovesných otrub se rozkládá koncentrovanou neoxidující kyselinou jako např. HCl nebo H2SO4 za vysoké teploty a pod tlakem v autoklávu, kde dehydratací vznikají černé huminové látky a fural, který se přečistí destilací při teplotě 162 °C, případně lze z něho dále vyrobit dekarbonylací na CaO při teplotě 300 °C furan, a z něho hydrogenací vodíkem na niklu i tetra35 hydrofuran. Fural lze využít v chemickém a lakařském průmyslu jako selektivní extrahovadlo (např. pro surový petrolej), k separaci butadienu od kontaminujících uhlovodíků pro výrobu intermediátů při výrobu nylonu, pro výrobu fural-formaldehydových pryskyřic a plastů pro výrobu tetrahydrofurfurylalkoholu jako lakařského rozpouštědla, pro výrobu polytetrametylen-etherglukolu pro výrobu polyuretanů na elastomery a termoplasty na výrobu lepidel a tmelů fenolické40 ho charakteru apod. Také furan a tetrahydrofuran jsou významná rozpouštědla a suroviny pro organickou chemii a výrobu plastických hmotn.In a further preferred embodiment of the invention, the fural is prepared by decomposing the oat and separated oat bran husks with a concentrated, non-oxidizing acid such as HCl or H 2 SO 4 at high temperature and under autoclave pressure, where dehydration produces black humic substances; fural, which is purified by distillation at a temperature of 162 ° C, optionally further produced by decarbonylation to CaO at 300 ° C furan, and therefrom by hydrogenation with hydrogen on nickel and tetra35 hydrofuran. Fural can be used in the chemical and paint industries as a selective extractant (eg for crude kerosene), for separating butadiene from contaminating hydrocarbons for the production of intermediates in the production of nylon, for the production of fural-formaldehyde resins and plastics for the production of tetrahydrofurfuryl alcohol -etherglucol for the production of polyurethanes for elastomers and thermoplastics for the production of adhesives and sealants of phenolic nature, etc. Also furan and tetrahydrofuran are important solvents and raw materials for organic chemistry and plastics production.
V dalším výhodném provedení vynálezu se z oddělených ovesných otrub připraví pasta tvořená směsí otrub tj. drcených obalových částí zm a acetátového pufru pH = 5,5 ve spojení s fosforečným diesterem škrobu. Oves je zdrojem značného množství enzymu lípázy, která štěpí tuky na glycerol a mastné kyseliny. Ovesné otruby obsahují 69 % celkové lipázy ovsa. Optimum účinnosti je při pH = 7,4 až 7,5 a teplotě 35 až 39 °C.In a further preferred embodiment of the invention, a separate oat bran is prepared comprising a mixture of bran, i.e., crushed shell portions, and an acetate buffer pH = 5.5 in conjunction with a phosphate diester of starch. Oats are a source of considerable amounts of the lipase enzyme that breaks down fats into glycerol and fatty acids. Oat bran contains 69% of the total oat lipase. The optimum efficiency is at a pH of 7.4 to 7.5 and a temperature of 35 to 39 ° C.
Stejný preparát lze využít jako náplň bioreaktoru pro všechny výrobce bioplynu, kteří budou chtít 50 zvýšit produkci bioplynu a tím rentabilitu energetické výroby přídavkem odpadních tuků z jatek do fermentačních nádrží. Pokud však použijí jateční zbytky v původní formě, efekt je mizivý a celé zařízení se zamastí. Teprve uvolněním mastných kyselin z tuku lipázou se významně zvyšuje produkce bioplynu z jatečních odpadů. Obecně lze říci, že lipáza štěpí triacylglyceroly s mastnými kyselinami pouze o 12 a více atomech uhlíku. Při přípravě náplně bioreaktoru jeThe same preparation can be used as a bioreactor charge for all biogas producers who want to increase biogas production and thus profitability of energy production by adding waste fats from slaughterhouses to fermentation tanks. However, if they use the slaughter residues in their original form, the effect is scarce and the whole plant is greased. Only the release of fatty acids from fat by lipase significantly increases biogas production from slaughter waste. In general, lipase cleaves triacylglycerols with fatty acids of only 12 or more carbon atoms. When preparing the bioreactor charge it is
-4CZ 303813 B6 nutno do pasty přidat porézní nosič a zformovat pastu do pevných útvarů, aby ji bylo možno zakládat do bioreaktoru.The porous carrier must be added to the paste and the paste formed into solid formations so that it can be loaded into the bioreactor.
V dalším výhodném provedení vynálezu se připraví organominerální hnojivo tak, že oddělené pevné odpady z jakékoli fáze zpracování ovsa se mísí a homogenizují s neutralizovanými černými huminovými látkami z výroby furalu, s mletým vápencem, a s jílovou suspenzí, přidají se stopové prvky a zdroje dusíku, draslíku, fosforu a síry, a zhomogenizovaný materiál se na 14 dnů uloží do bioreaktoru vyhřátého na teplotu 55 °C, která během pěti dnů klesne na 35 °C, a následně se po ukončení inkubace zjistí hodnota iontovýměnné kapacity T a dle potřeby se při závěrečío né homogenizaci doplní množství ionexu rašelinou o známé hodnotě T podle křížového pravidla na konečnou hodnotu 250 mgekv/kg.In another preferred embodiment of the invention, an organomineral fertilizer is prepared by mixing and separating solid wastes from any stage of oat processing and homogenizing with neutralized black humic substances from fural production, ground limestone, and a clay slurry, adding trace elements and nitrogen, potassium sources. , phosphorus and sulfur, and the homogenized material is stored for 14 days in a bioreactor heated to 55 ° C, which drops to 35 ° C in five days, after which the ion exchange capacity T value is determined after completion of the incubation and the homogenization is supplemented with a peat ion-exchange amount of known T value according to the cross rule to a final value of 250 mgeq / kg.
Pokud v organominerálním hnojivu chybí živiny, doplní se živiny tak, aby obsah kationtů živin naplňoval 100 % iontovýměnné kapacity hnojivá.In the absence of nutrients in the organomineral fertilizer, the nutrients are replenished so that the nutrient cation content is 100% of the fertilizer ion exchange capacity.
V jiném výhodném provedení vynálezu se zpluch a z oddělených pevných odpadů z jakékoli fáze zpracování ovsa peletováním vyrobí peletované biopalivo, které lze spalovat v běžných topných zařízeních.In another preferred embodiment of the invention, the pellet and separated solid wastes from any stage of oat pellet processing are pelletized biofuel that can be combusted in conventional heating devices.
Předmětem vynálezu jsou rovněž nutričně upravené ovesné vločky, které jsou vyrobeny způsobem výše popsaným, sestávají z vločkované ovesné krupice neobsahující otruby tj. obalové vrstvy zrna, a obsah β-glukanů z nich je menší než 60 % původního obsahu β-glukanů v ovesných zrnech včetně otrub. Tyto vločky jsou jednoduše vyrobitelné, a představují potravinu vhodnou pro sportovce, manuálně pracující, podvyživené a rekonvalescenty.The invention also relates to nutritionally modified oatmeal produced by the process described above, consisting of flake free oatmeal without bran, i.e., a coat layer of grain, and having a β-glucan content of less than 60% of the original oat grain content including bran. These flakes are easy to produce and are a food suitable for athletes, manual workers, malnourished and convalescent.
Předmětem vynálezu je také ovesný škrob, modifikovaný oktenylsukcinát škrobu, ovesný protein a β-glukan, vyrobený způsobem podle vynálezu. Tyto výrobky jsou samostatně dále využitelné v potravinářství a v krmivářském průmyslu.The invention also relates to oat starch, modified starch octenyl succinate, oat protein and β-glucan produced by the process of the invention. These products are further usable in the food and feed industry.
Předmětem vynálezu je i organominerální hnojivo, které je tvořeno směsí oddělených pevných odpadů vznikajících v jakékoli fázi zpracování ovsa podle vynálezu a neutralizovaných černých huminových látek vznikajících při výrobě furalu s přídavkem mletého vápence, jílové suspenze, stopových prvků a zdrojů dusíku, draslíku, fosforu a síry.The present invention also provides an organomineral fertilizer consisting of a mixture of separated solid wastes arising at any stage of the processing of oats according to the invention and neutralized black humic substances resulting from the production of fural with the addition of ground limestone, clay suspension, trace elements and nitrogen, potassium, phosphorus and sulfur sources. .
Předmětem vynálezu je i pasta na čištění tukem zaneseného potrubí, která sestává ze směsi ovesných otrub tj. drcených obalových částí zrn, acetátového pufru pH = 5,5 a fosforečného diesteru škrobu.The subject of the invention is also a paste for cleaning the greasy piping, which consists of a mixture of oat bran, i.e. crushed grain shell parts, an acetate buffer pH = 5.5 and a phosphate diester of starch.
Dalším předmětem vynálezu je náplň bioreaktoru pro výrobu bioplynu, která sestává ze směsi ovesných otrub tj. drcenných obalových částí zrn, acetátového pufru pH = 5,5, fosforečného diesteru škrobu a porézního nosiče, upravené do tvaru tuhých těles jako např. koulí, hranolů apod.Another object of the invention is a biogas production bioreactor cartridge comprising a mixture of oat bran, i.e. crushed grain coating portions, an acetate buffer pH = 5.5, a phosphate diester of starch and a porous carrier, shaped into solid bodies such as balls, prisms and the like. .
Předmětem vynálezu je také ovesný tvaroh, který obsahuje ovesný protein izolovaný z ovesných otrub, tj. z drcených obalových částí zrn.The subject of the invention is also an oat curd comprising oat protein isolated from oat bran, i.e. from crushed grain shell parts.
Předmětem vynálezu je mimo jiné i použití ovesných otrub k izolaci a/nebo výrobě alespoň jedné látky nebo směsi ze skupiny: β-glukan, ovesný škrob, ovesný protein, peletované biopalivo, fural, furan, tetrahydrofuran, organominerální hnojivo, etanol, butanol, aceton, pasta na čištění tukem zaneseného potrubí, náplň bioreaktoru pro výrobu bioplynu, ovesný tvaroh.The invention also relates to the use of oat bran for the isolation and / or production of at least one substance or mixture from the group: β-glucan, oat starch, oat protein, pelleted biofuel, fural, furan, tetrahydrofuran, organomineral fertilizer, ethanol, butanol, acetone , paste for cleaning of greasy pipes, bioreactor filling for biogas production, oat curd.
Nakonec je předmětem vynálezu i zařízení pro zpracování ovsa, zejména při výrobě nutričně upravených ovesných vloček z vyčištěných ovesných zrn bez pluch a nečistot, které je tvořeno technologickou linkou sestávající z mlecí stolice, která je předřazena vločkovací stolicí pro vločkování ovesné krupice, a za kterou je zařazena extrakční nádoba s filtrem a odstředivkou,Finally, the invention also relates to an oat processing plant, in particular in the manufacture of nutritionally modified oat flakes from purified oat grains without peelings and impurities, which consists of a technological line consisting of a grinding mill which is preceded by an oatmeal mill flocculation mill and Extraction vessel with filter and centrifuge included
-5CZ 303813 B6 ultrazvukový desintegrátor a vakuová sušárna pro izolaci ovesného škrobu, ovesného proteinu a β-glukanu.-5GB 303813 B6 Ultrasonic disintegrator and vacuum dryer for the isolation of oat starch, oat protein and β-glucan.
Ve výhodném provedení zařízení je za mlecí stolicí zařazen autokláv a destilační kolona pro výrobu a čištění furalu.In a preferred embodiment of the apparatus, an autoclave and a distillation column for the production and purification of the fural are placed downstream of the grinding stand.
V dalším výhodném provedení zařízení je za destilační kolonou zařazena průtočná pec s náplní CaO pro výrobu furanu.In another preferred embodiment of the apparatus, a CaO flow furnace for furan production is downstream of the distillation column.
ίο V dalším výhodném provedení zařízení je za autokláv zařazena mísíma a bioreaktor pro výrobu organominerálního hnojivá.In another preferred embodiment of the apparatus, a mixer and a bioreactor for the production of organomineral fertilizer are downstream of the autoclave.
V dalším výhodném provedení zařízení je za mlecí stolicí zařazen peletovací lis pro výrobu peletovaného biopaliva. Pro výrobu etanolu, butanolu a acetonu je s výhodou za mlecí stolicí zařazen hydrolyzér, kvasný reaktor a/nebo anaerobní fermentor, alespoň jedna destilační kolona a alespoň jedna rektifikační kolona.In a further preferred embodiment of the apparatus, a pellet press for the production of pelletized biofuel is downstream of the grinding mill. For the production of ethanol, butanol and acetone, a hydrolyser, a fermentation reactor and / or anaerobic fermenter, at least one distillation column and at least one rectification column are preferably downstream of the grinding mill.
Je výhodné, když hydrolyzér je zároveň zařazen za extrakční nádobou, takže se pro kvasné a destilační procesy mohou využívat nejen oddělené ovesné otruby, ale také ovesná hmota oves20 ných otrub vzniklá po oddělení ovesného škrobu, ovesného proteinu a β-glukanu.It is preferred that the hydrolyzer is also downstream of the extraction vessel so that not only the separated oat bran can be used for the fermentation and distillation processes, but also the oat bran oat produced after separation of the oat starch, oat protein and β-glucan.
Pro výrobu ovesného tvarohu je s výhodou v lince zařazen mísič tvarohu, a to za extrakční nádobou.For the production of oat curd, a curd mixer is preferably downstream of the extraction vessel.
V jiném výhodném provedení je za mlecí stolicí zařazeno míchadlo pasty na čištění potrubí a/nebo náplně bioreaktoru. V případě, že jde o náplň bioreaktoru, je za míchadlem zařazen ještě lis pro lisování náplně do potřebného tvaru, např. do tvaru hranolů apod.In another preferred embodiment, a paste stirrer for cleaning the bioreactor pipe and / or charge is downstream of the grinding stand. In the case of a bioreactor charge, a press is inserted downstream of the stirrer for pressing the charge into the required shape, eg in the shape of prisms, etc.
Pro finální balení nativního práškového ovesného škrobu je v lince umístěna balička ovesného škrobu, která je zařazena přímo za vakuovou sušárnou pro sušení ovesného škrobu. Pro úpravu nativního práškového ovesného škrobu je s výhodou využito modifikačního reaktoru, který je rovněž zařazen za vakuovou sušárnou pro sušení ovesného škrobu, a ve kterém se škrob přemění na modifikovaný oktenylsukcinát škrobu. Je výhodné, když modifikační reaktor je zároveň propojen s baličkou ovesného škrobu. Pak je možné na téže baličce balit jak nativní práškový ovesný škrob, tak i modifikovaný oktenylsukcinát škrobu.For the final packaging of native oat starch powder, a line of oat starch pack is placed in the line, which is placed directly downstream of the oat starch vacuum dryer. For the treatment of native oat starch powder, a modification reactor is also used, which is also downstream of the oat starch drying oven and in which the starch is converted to modified starch octenyl succinate. It is preferred that the modification reactor is also connected to the oat starch pack. Then, both native oat starch powder and modified starch octenyl succinate can be packaged on the same package.
Hlavní výhody řešení podle vynálezu spočívají vtom, že představuje způsob komplexního a bezodpadového zpracování ovsa, při kterém se technologicky jednoduchým a průmyslově snadno využitelným způsobem vyrobí nutričně upravené ovesné vločky se sníženým obsahem β40 glukanů. Zároveň se izoluje celá řada nových cenných látek využitelných v průmyslu a v zemědělství, které by jinak zůstaly nevyužity v odpadu, a které lze dále ekonomicky zhodnotit, a vyrábí se celá řada nových produktů, které lze uplatnit v různých průmyslových a zemědělských odvětvích.The main advantages of the solution according to the invention are that it is a method of complex and waste-free processing of oats, in which a nutritionally modified oatmeal with a reduced β40 glucan content is produced in a technologically simple and industrially easy-to-use manner. At the same time, a number of new valuable industrial and agricultural substances that would otherwise remain unused in waste and which can be further economically recovered are isolated, and a number of new products are produced that can be used in various industrial and agricultural sectors.
Přehled obrázku na výkreseOverview of the figure in the drawing
Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na němž znázorňuje obr. 1 blokové technologické schéma zařízení pro zpracování ovsa podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a flow diagram of an oat processing device according to the invention.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění vynálezu jsou přestavo55 vány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení vynálezu na uvedené případy. Odbor-6CZ 303813 B6 níci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented by way of illustration and not by way of limitation of the examples to the examples. Those skilled in the art will find, or will be able to ascertain, using routine experimentation, more or less equivalents to specific embodiments of the invention specifically described herein. These equivalents will also be included within the scope of the following claims.
Před výrobou ovesných vloček na vločkovací stolici 2 se nejprve z vyčištěného ovsa oddělí otruby na mlecí stolici i a získají se tak ovesná krupice a ovesné otruby. Ovesná krupice s podstatně sníženým obsahem antinutričního faktoru - β-glukanů - se dále zpracuje na vločkovací stolici 2 na ovesné vločky, které mají vyšší nutriční hodnotu a slouží jako bohatší zdroj energie pro sportovce, těžce pracující a jako krmivo pro zvířata. Vločky se balí do spotřebních balení na io baličce 3 ovesných vloček.Prior to the production of oatmeal on the flake mill 2, bran from the cleaned oat is first separated on the mill mill 1 to obtain oat groats and oat bran. Oatmeal with substantially reduced antinutritional factor - β-glucan content - is further processed into flake mill 2 into oatmeal, which has a higher nutritional value and serves as a richer source of energy for athletes, hard-working and animal feed. The flakes are packed in pre-packs and on a pack of 3 oatmeal.
Odpad, tj. ovesné otruby, lze zpracovat na nové produkty, které lze ekonomicky zhodnotit v dalších výrobách, popř. v přímém prodeji odběratelům.Waste, ie oat bran, can be processed into new products, which can be economically utilized in other productions, eventually. in direct sales to customers.
Příklad 1Example 1
Izolace β-glukanů, ovesného škrobu modifikovaného oktenylsukcinátu škrobu, ovesného proteinu, výroba ovesného tvarohuIsolation of β-glucan, oat starch modified starch octenyl succinate, oat protein, production of oat curd
V tomto příkladu provedení v extrakční nádobě 8 extrahujeme pufrem pH = 9,8 až 10,0, který vznikne smísením 534 objem, dílů roztoku 1,06% Na2CO3 (počítáno na bezvodou sůl!) a 466 objem, dílů 084 % roztoku NaHCO3 prosev ovesných otrub sítem s velikostí oka 0,5 mm při teplotě 50 °C za stálého míchání po dobu 60 minut při poměru 100 g materiálu na 1 1 extrakč25 ního roztoku.In this exemplary embodiment, in the extraction vessel 8, we extract with a pH buffer of 9.8 to 10.0, which is produced by mixing 534 volumes of 1.06% Na 2 CO 3 solution (calculated on anhydrous salt!) And 466 volumes of 084% solution of NaHCO 3 sieving oat bran through a sieve with a mesh size of 0.5 mm at 50 ° C with stirring for 60 minutes at a ratio of 100 g of material per 1 of extraction solution.
Po extrakci se systém zchladil na 2 až 4°C a potom se rychle zhruba zfíltruje umělohmotným sítem. Zbytek na sítu je odpad, který je surovinou pro další výrobky. Filtrát jde do odstředění na odstředivku.After extraction, the system was cooled to 2-4 ° C and then rapidly filtered approximately through a plastic sieve. The sieve residue is waste, which is a raw material for other products. The filtrate is centrifuged into a centrifuge.
Nerozpustný zbytek oddělený odstředivkou je ovesný zbytkový škrob, který se buďto usuší ve vakuové sušárně 10 při 60 °C a balí se na baličce 24 ovesného škrobu k expedici jako nativní ovesný škrob v práškovém stavu, nebo se po usušení vede do modifikačního reaktoru 25, kde se k němu přidává lakton nebo jiná látka uvolňující oktenylsukcinátový radikál a přemění se na modifikovaný oktenylsukcinát škrobu, kteiý se poté balí na baličce 24.The insoluble residue separated by a centrifuge is oat residual starch, which is either dried in a vacuum oven 10 at 60 ° C and packaged on an oat starch pack 24 for shipping as native oat starch in powder form, or after drying to a modification reactor 25 where lactone or other octenyl succinate free radical releasing agent is added thereto and converted to modified starch octenyl succinate, which is then packaged on a package 24.
Supematant z odstředivky se neutralizuje čistou HCI zředěnou 1:3 až 1:5 do pH = 4,5 a dá se znova zchladit na 2 až 4 °C. Vyloučí se ovesný protein. Ten se odstraní dalším odstředěním. Suší se pak při 60 °C ve vakuové sušárně ϋ a vede se do mísiče-granulátoru 12 pro výrobu krmiv nebo se balí v baličce 14 bílkovin a expeduje jako čistá bílkovina. Část izolovaného ovesného proteinu může jít také do mísiče tvarohu 23, kde se z něj vyrábí ovesný tvaroh.The supernatant from the centrifuge is neutralized with pure HCl diluted 1: 3 to 1: 5 to pH = 4.5 and can be recooled to 2-4 ° C. Oat protein is secreted. This is removed by further centrifugation. It is then dried at 60 ° C in a vacuum oven ϋ and fed to a mixer-granulator 12 for feed production or packaged in a protein packer 14 and shipped as pure protein. A portion of the isolated oat protein may also go to the curd mixer 23 to make oat curd.
Supematant po odstranění ovesného proteinu se opět zchladí na 2 až 4 °C a přidá se k němu stejný objem 2-propanolu (isopropanolu) rovněž zchlazeného na 2 až 4 °C. Vzniklý kal se opět oddělí odstředěním. Oddělený β-glukan se může usušit ve vakuové sušárně JO (práškový βglukan) nebo se uloží vlhký k analýze. Po zjištění obsahu sušiny a stanovení molekulové hmotnosti izolátu se β-glukan rozpustí v redestilované vodě na koloidní roztok za pomocí ultrazvukového desintegrátoru 9 při teplotě 100 °C a tím se zároveň sterilizuje.The oat protein removal supernatant is again cooled to 2-4 ° C and an equal volume of 2-propanol (isopropanol) also cooled to 2-4 ° C is added. The resulting sludge is again separated by centrifugation. The separated β-glucan may be dried in a JO (dry β-glucan) vacuum oven or stored moist for analysis. After determining the dry matter content and determining the molecular weight of the isolate, β-glucan is dissolved in redistilled water to a colloidal solution using ultrasonic disintegrator 9 at 100 ° C, thereby sterilizing.
Supematant z oddělení β-glukanu se převede do destilačního přístroje a při 82 °C se regeneruje použitý izopropanol pro novou šarži výroby.The supernatant from the β-glucan separation was transferred to a distillation apparatus and the used isopropanol was recovered at 82 ° C for a new batch of production.
-7CZ 303813 B6-7EN 303813 B6
Příklad 2Example 2
Pe letované biopalivo, fural, furan, organominerální hnojivoFor brazed biofuel, fural, furan, organomineral fertilizer
Peletované biopalivoPelleted biofuel
Při přípravě ovesné surovin se odděluje podíl pluch a nečistot, které lze zpracovávat spolu s oddělenými ovesnými otrubami na pelety určené jako palivo, a to v peletovacím lisu 4.In the preparation of oat raw materials, the proportion of peas and impurities that can be processed together with the separated oat bran into fuel pellets is separated in a pellet press 4.
io Furalio Fural
Podíl pluch a nečistot v případě malého zájmu o peletované biopalivo by byl obtížným odpadem. Proto lze využít této frakce suroviny, která obsahuje až 29 % pentosanů (arabanů a xylanů) spolu s částí ovesných otrub, které zde budou hlavní surovinou, k výrobě furalu.The share of plows and impurities in case of low interest in pelleted biofuel would be a difficult waste. Therefore, this fraction of the raw material, which contains up to 29% of pentosanes (arabanes and xylans), together with part of the oat bran, which will be the main raw material, can be used to produce fural.
Fural se připraví rozkladem pluch a otrub koncentrovanými neoxidujícími kyselinami (HC1, H2SO4) za horka a pod tlakem v autoklávu 5. Dehydratací vznikají černé huminové látky a fural. Fural jako bezbarvou kapalinu charakteristické kořenové vůně přečistíme destilací při 162 °C v destilační koloně 6.The fural is prepared by decomposing the hulls and bran with concentrated non-oxidizing acids (HCl, H2SO4) under hot and autoclave pressure 5. Dehydration produces black humic substances and fural. Fural as a colorless liquid of characteristic root aroma is purified by distillation at 162 ° C in distillation column 6.
FuranFuran
Z furalu dekarbonylací na CaO při 300 °C lze vyrobit furan v průtočné peci 7, jehož hydrogenací vodítkem na niklu lze získat tetrahydrofuran. Je to bezbarvá kapalina éterické vůně teploty varuFuran can be produced from fural by decarbonylation at CaO at 300 ° C in a flow furnace 7, which can be hydrogenated with nickel to produce tetrahydrofuran. It is a colorless liquid with an ethereal aroma of boiling point
64 °C, mísitelná s vodou i organickými rozpouštědly. Je to významné rozpouštědlo a surovina pro technologii četných organických sloučenin a plastických hmotn.64 ° C, miscible with water and organic solvents. It is an important solvent and raw material for the technology of numerous organic compounds and plastics.
Organominerální hnojivoOrganomineral fertilizer
Oddělené pevné odpady ze všech fází výroby, odpady po oddělení β-glukanů a další výrobní odpady se vyváží na mísímu 20 (kompostoviště), kde se homogenizují spolu s odpadem z výroby furalu, neutralizovanými černými huminovými látkami. Mísí se s pufračním materiálem mletým vápencem a s jílovou suspenzí, připravenou z cihlářského jílu a vody v betonářské míchačce. Přidává se koncentrát stopových prvků v roztoku a zdroje dusíku, draslíku, fosforu a síry.Separate solid wastes from all stages of production, β-glucan separation wastes, and other manufacturing wastes are exported to mixing 20 (composting site), where they are homogenized with fural waste, neutralized with black humic substances. It is mixed with a limestone ground buffer material and a clay suspension prepared from brick clay and water in a concrete mixer. Trace element concentrate in solution and sources of nitrogen, potassium, phosphorus and sulfur are added.
Zhomogenizovaný materiál se uloží do bioreaktoru 21, který je vyhřát na teplotu 55 °C, která během 5 dnů klesá na 35 °C. Vyhřívá se odpadním teplem z regenerátoru nebo rekuperátoru tepla z výroby ovesných vloček.The homogenized material is placed in a bioreactor 21 which is heated to 55 ° C, which drops to 35 ° C in 5 days. It is heated by the waste heat from the oatmeal regenerator or heat recuperator.
Po 14 dnech se inkubace ukončí a v materiálu se zjistí hodnota iontovýměnné kapacity T. Podle výsledku se při závěrečné homogenizaci doplní množství ionexu na předpokládanou hodnotu 250 mgekv/kg rašelinou o známé hodnotě T podle křížového pravidla. Obsah kationtů živin by měl doplňovat 100 % iontovýměnné kapacity výrobku. Není-li tomu tak, živiny se doplní. Balí se do malého balení pro zahrádkáře.After 14 days, the incubation is terminated and the ion exchange capacity value of T is determined in the material. As a result, the ion exchange capacity is added to a predicted value of 250 mgeq / kg peat of known T value according to the cross rule. The content of nutrient cations should complement 100% of the ion-exchange capacity of the product. If not, the nutrients are replenished. Packed in a small package for gardeners.
Příklad 3Example 3
Etanol, butanol a acetonEthanol, butanol and acetone
V ovesné hmotě ovesných otrub po oddělení β-glukanů, částí ovesného škrobu a částí proteinů zůstává ještě dostatek polysacharidů, které lze využít v hydrolyzéru 13. Z materiálu se připraví zápara, která je zpracována na zkvasitelné cukry dlouhým sladem (lihovarským). Zápary se zakvasí studeným Nýdrleho zákvasem z pivovarských kvasnic z výroby ležáku v kvasném reak-8CZ 303813 B6 toru Γ5 a ze zkvašených zápar s obsahem 8 až 10 % etanolu se vydestiluje etanol na destilační koloně 17. Lze také využít ovesné otruby přivedené přímo z mlecí stolice J_.There is still enough polysaccharide in the oat bran oat after separation of β-glucans, oat starch and protein parts that can be used in hydrolyser 13. The mash is prepared from the material, which is processed into fermentable sugars with long malt (distillery). The mashes are fermented with cold Nýdrle ferment from brewing yeast from the production of lager in fermentation reaction a5 and from fermented mashes containing 8 to 10% ethanol distilled ethanol on distillation column 17. Oat bran brought directly from the grinding mill can also be used J_.
V jiném možném způsobu destilace etanolu je možno zápary zakvasit anaerobem Granulobacter butyricum při 38 °C v anaerobním fermentoru 16 a za 28 až 36 hodin vydestilovat ze zkvašené zápary 2 až 3 % směsi, která obsahuje 60 % butanolu, 30 % acetonu a 10 % etanolu. Ze směsi lze pak destilačně oddělit aceton pro potřeby chemického a lakařského průmyslu a etanol a butanol jako energetické zdroje k míšení s benzinem. Destilace se provádí na destilační koloně 18 s přečištěním na rektifikační koloně 19.In another possible method of distilling ethanol, the mashes can be fermented with anaerobic Granulobacter butyricum at 38 ° C in anaerobic fermenter 16 and after 28-36 hours distill the mashed 2 to 3% mixture containing 60% butanol, 30% acetone and 10% ethanol. . Acetone can be separated from the mixture by distillation for the needs of the chemical and varnishing industries and ethanol and butanol as energy sources for blending with petrol. The distillation is carried out on a distillation column 18 with a purification on a rectification column 19.
Příklad 4Example 4
Pasta na čištění tukem zaneseného potrubíPaste for cleaning grease clogged pipes
Náplň bioreaktoru pro výrobu bioplynuBioreactor charge for biogas production
Část ovesných otrub z mlecí stolice I lze využít k výrobě pasty na čištění tuku zaneseného potrubí. Oves je zdrojem značného množství enzymu lipázy, která štěpí tuky na glycerol a mastné kyseliny. Ovesné otruby obsahují 69 % celkové lipázy ovsa. Optimum účinnosti je při pH =Part of the oat bran from the grinding mill I can be used to produce a paste for cleaning the fat of the clogged pipe. Oats are a source of considerable amounts of the lipase enzyme that breaks down fats into glycerol and fatty acids. Oat bran contains 69% of the total oat lipase. The optimum efficiency is at pH =
7,4 až 7,5 (jiní autoři doporučují pH = 4,0 až 6,5) a teplotě 35 až 39 °C (Matlashewski 1982). Pasta je směsí otrub a acetátového pufru pH = 5,5 ve spojení s modifikovaným škrobem typu fosforečného diesteru škrobu, mísí se v míchadle 22.7.4 to 7.5 (other authors recommend pH = 4.0 to 6.5) and a temperature of 35 to 39 ° C (Matlashewski 1982). The paste is a mixture of bran and an acetate buffer pH = 5.5 in conjunction with a modified starch of the phosphate diester type starch, mixed in a stirrer 22.
Stejný preparát lze v podstatě využít i jako náplň bioreaktoru pro všechny výrobce bioplynu, kteří budou chtít zvýšit produkci bioplynu a tím rentabilitu energetické výroby přídavkem odpadních tuků z jatek do fermentačních nádrží. Použijí-li však zbytky v původní formě, efekt je mizivý a celé zařízení se zamastí. Teprve uvolněním mastných kyselin z tuku lipázou se významně zvyšuje produkce bioplynu z jatečních odpadů. Je nutno do směsi v míchadle 22 přidat porézní nosič a směs v lisu 26 zformovat např. do tvaru hranolů apod., aby se s ní dalo dobře manipulovat.The same preparation can basically be used as a bioreactor charge for all biogas producers who want to increase biogas production and thus profitability of energy production by adding waste fats from slaughterhouses to fermentation tanks. However, if the residues are used in their original form, the effect is scarce and the entire device is greased. Only the release of fatty acids from fat by lipase significantly increases biogas production from slaughter waste. It is necessary to add a porous support to the mixture in the mixer 22 and to form the mixture in a press 26, for example, in the shape of prisms or the like, so as to be easy to handle.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Předmět vynálezu lze průmyslově využít zejména při výrobě nutričně upravených ovesných vloček, při získávání hospodářsky využitelných a jinak cenných látek z ovsa, a při bezodpadovém komplexním zpracování ovsa.The present invention can be used industrially in particular in the production of nutritionally modified oatmeal, in obtaining economically useful and otherwise valuable oatmeal substances, and in the waste-free complex processing of oat.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20080024A CZ303813B6 (en) | 2008-01-17 | 2008-01-17 | Method of processing oats, apparatus for making the same as well as the use of oat pollard for isolating valuable substances |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20080024A CZ303813B6 (en) | 2008-01-17 | 2008-01-17 | Method of processing oats, apparatus for making the same as well as the use of oat pollard for isolating valuable substances |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ200824A3 CZ200824A3 (en) | 2009-08-26 |
| CZ303813B6 true CZ303813B6 (en) | 2013-05-15 |
Family
ID=40986364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20080024A CZ303813B6 (en) | 2008-01-17 | 2008-01-17 | Method of processing oats, apparatus for making the same as well as the use of oat pollard for isolating valuable substances |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ303813B6 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000056170A1 (en) * | 1999-03-22 | 2000-09-28 | Her Majesty In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Agriculture | Methods for processing oat groats and products thereof |
| US20040101935A1 (en) * | 2000-09-27 | 2004-05-27 | Thava Vasanthan | Grain fractionation methods and produccts |
| WO2005048735A1 (en) * | 2003-11-24 | 2005-06-02 | Biovelop International B.V. | Soluble dietary fibre from oat and barley grains, method for producing a fraction rich in b-glucan and use of the fraction in foods, pharmaceuticals and cosmetics |
| CN1974602A (en) * | 2006-12-13 | 2007-06-06 | 山西金绿禾燕麦研究所 | Production technology of extracting oat starch and oat protein powder from oat |
| CZ18803U1 (en) * | 2008-01-17 | 2008-08-18 | Jihoceská univerzita v Ceských Budejovicích, | Oatmeal flakes with modified nutritive quality and apparatus for making such oatmeal flakes and other oat-made products with modified nutritive quality |
-
2008
- 2008-01-17 CZ CZ20080024A patent/CZ303813B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000056170A1 (en) * | 1999-03-22 | 2000-09-28 | Her Majesty In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Agriculture | Methods for processing oat groats and products thereof |
| US20040101935A1 (en) * | 2000-09-27 | 2004-05-27 | Thava Vasanthan | Grain fractionation methods and produccts |
| WO2005048735A1 (en) * | 2003-11-24 | 2005-06-02 | Biovelop International B.V. | Soluble dietary fibre from oat and barley grains, method for producing a fraction rich in b-glucan and use of the fraction in foods, pharmaceuticals and cosmetics |
| CN1974602A (en) * | 2006-12-13 | 2007-06-06 | 山西金绿禾燕麦研究所 | Production technology of extracting oat starch and oat protein powder from oat |
| CZ18803U1 (en) * | 2008-01-17 | 2008-08-18 | Jihoceská univerzita v Ceských Budejovicích, | Oatmeal flakes with modified nutritive quality and apparatus for making such oatmeal flakes and other oat-made products with modified nutritive quality |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| (BIOVELOP INTERNATIONAL BV), 2.6.2005, naroky * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ200824A3 (en) | 2009-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nigam | An overview: Recycling of solid barley waste generated as a by-product in distillery and brewery | |
| CN104185680B (en) | Method for producing ethanol and fermented solid product simultaneously | |
| Rausch et al. | The future of coproducts from corn processing | |
| Mussatto | Biotechnological potential of brewing industry by-products | |
| CA2605125C (en) | Process for the production of animal feed and ethanol and novel animal feed | |
| CN104256086B (en) | Technology for preparing docosahexaenoic acid (DHA)-rich feed additive by grain dreg raw material through fermentation | |
| WO2008108942A1 (en) | Dry corn mill as a biomass factory | |
| CN102008107A (en) | Healthy oat beverage and preparation method thereof | |
| CN111345395A (en) | Production method of fiber-containing ruminant fermented feed | |
| CN104397857A (en) | Concentrate automatic processing device and concentrate preparation method | |
| CN106260762A (en) | A kind of raising growth performance enzymolysis laminaria production fermented grain type tilapia feed | |
| CN106367201A (en) | Fermentation and extraction method for pumpkin seed oil | |
| CN110384176A (en) | A method of animal feed is prepared using distillers ' grains and expanded corn powder culture bacillus licheniformis | |
| CN104928341A (en) | Preparation method for ferulic acid combining ultrasonic-assisted enzymolysis and microbial-fermented bran | |
| CN1331889C (en) | Method of extrating bela dextran from highland barley | |
| CN104664052B (en) | Functional living being feed production technology | |
| WO2014017945A1 (en) | Zero-waste method for producing ethanol and apparatus for implementing same | |
| CZ303813B6 (en) | Method of processing oats, apparatus for making the same as well as the use of oat pollard for isolating valuable substances | |
| CZ18803U1 (en) | Oatmeal flakes with modified nutritive quality and apparatus for making such oatmeal flakes and other oat-made products with modified nutritive quality | |
| CZ18788U1 (en) | Apparatus for producing products from oats | |
| Khan et al. | Bioprocessing of agricultural wastes for value added bacterial amylase production. | |
| CN107047946A (en) | A kind of preparation method of cassava residue fermented feed | |
| CN106509340A (en) | Producing method of livestock feed | |
| CN109563523B (en) | Vertical plug flow process for simultaneous production of ethanol and a fermented solid conversion product of a substrate | |
| CN105039469A (en) | Method for preparing compound mycoprotein by organic waste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20130804 |