CZ304017B6 - Method of and apparatus for treatment of barley - Google Patents

Method of and apparatus for treatment of barley Download PDF

Info

Publication number
CZ304017B6
CZ304017B6 CZ20110279A CZ2011279A CZ304017B6 CZ 304017 B6 CZ304017 B6 CZ 304017B6 CZ 20110279 A CZ20110279 A CZ 20110279A CZ 2011279 A CZ2011279 A CZ 2011279A CZ 304017 B6 CZ304017 B6 CZ 304017B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
process liquid
barley
glucans
proteins
dried
Prior art date
Application number
CZ20110279A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2011279A3 (en
Inventor
Kolár@Ladislav
Kuzel@Stanislav
Silovská@Sárka
Peterka@Jirí
Pezlarová@Jana
Losák@Tomás
Marousek@Josef
Svojgr@Josef
Original Assignee
Jihoceská univerzita v Ceských Budejovicích, Zemedelská fakulta
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jihoceská univerzita v Ceských Budejovicích, Zemedelská fakulta filed Critical Jihoceská univerzita v Ceských Budejovicích, Zemedelská fakulta
Priority to CZ20110279A priority Critical patent/CZ304017B6/en
Publication of CZ2011279A3 publication Critical patent/CZ2011279A3/en
Publication of CZ304017B6 publication Critical patent/CZ304017B6/en

Links

Landscapes

  • Fodder In General (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)

Abstract

Method of treatment glumiferous barley species and apparatus for making the same

Description

Způsob zpracování pluchatých odrůd ječmene a zařízení k provádění tohoto způsobuA method for treating peeled barley varieties and apparatus for carrying out the method

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká oblasti zemědělství, potravinářství a krmivářství, konkrétně způsobu bezodpadového zpracování pluchatých odrůd ječmene při výrobě proteinového β-glukanového koncentrátu využitelného při výrobě funkčních potravin a při výrobě dalších produktů jako např. bioetanolu, kvasničných bílkovin, krmivá pro skot a drůbež a dalších. Vynález se týká také zařízení, které je určeno ke zpracování ječmene podle vynálezu, tzv. ječmenové biorafinerie.The invention relates to the field of agriculture, food and feed, in particular to a process for the waste-free processing of barley varieties of barley in the production of protein β-glucan concentrate useful in the production of functional foods and in the production of other products such as bioethanol, yeast proteins, feed for cattle and poultry. The invention also relates to a device for processing barley according to the invention, the so-called barley biorefineries.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

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.Cereal β-glucans (from the coat layers of oat grains and the whole endosperm of barley grains) have many times proven effects in the scientific literature on lowering blood sugar levels and lowering the level of harmful LDL (low density) cholesterol. The source of β-glucans in human nutrition is the so-called functional foods with β-glucans, which are especially needed by people with diabetes and patients suffering from hyperlipidemia, ie increased cholesterol and triglycerides (fats) in blood plasma, but these foods can also be used in the prevention of cardiovascular diseases, together with a large group of antioxidants from consumed vegetables and fruits (vitamin E, C, carotenoids, phenolic antioxidants), probiotics and prebiotics (acidophilic milk, fermented dairy products, bifidobacteria-enriched products), with phytosterols (rapeseed oil and virgin - extra virgin - oils), with phospholipids (soya products), with lignans (flaxseed bread). Of great importance are also flavonoids from the group of antioxidants, the richest source of which is red onion, also cabbage, mainly fruit from apples.

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 obilkách 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.For each substance, in order to be used in the prevention of cardiovascular diseases, it is important that the daily amount that an adult has to consume is important. For cereal β-glucans, this is an average of 3 g / day per person. Since some special barley varieties contain up to 10% β-glucans and in oat casks up to 7% β-glucans, it would seem that the production of functional foods with β-glucans from these cereals is no problem. But the opposite is true. Special barley varieties rich in β-glucans are risky for growers. These are the so-called "waxes" with the wax type of endosperm and the hull-free varieties, their yields being significantly lower than the yields of the common hull varieties. The cultivation of such varieties is not effective, moreover, the content of β-glucans is very dependent on the weather, location, and agrotechnics. According to the Czech utility model CZ 16072 there are known foodstuffs to which the husked barley is directly added, eg bread, pancakes, gingerbread, baby food, etc., but in terms of β-glucan content this is a completely negligible percentage of the daily dose. Concentrated preparations suitable for the production of functional foods are required to achieve the required daily dosage.

Jsou známé způsoby zpracování tzv. vaxových odrůd ječmene, které mají vysoký obsah β-glukanů a izolace těchto látek je proto snadná. Např. v patentové přihlášce KR 1002 61045A je popsána extrakce β-glukanů ze zrn ječmene v horké vodě, následně se míchá, odstřeďuje a sbírá supernatant a zahřívá se po deaktivaci β-glukanázy a pro deaktivaci bílkovin. Hydrolýza škrobů a deaktivace β-glukanázy se provádí odděleně. Bílkoviny se následně koagulují a odstraňují. Výsledkem postupuje získání čistého β-glukanu, jehož cena je velmi vysoká, bílkoviny zůstávají nevyužité. Obdobný postup získávání β-glukanů z ječmene je popsán v patentových dokumentech US 5 013 561 a US 4 804 545, kde rovněž dochází k extrakci β-glukanů ve vodném roztoku z vaxových odrůd ječmene. Způsoby zpracování se zabývají dále vedlejší výrobou oleje, maltózového sirupu a proteinového koncentrátu z vaxových odrůd ječmene. Nevýhodou těchto známých postupů je vysoká výrobní cena čistých izolovaných β-glukanů popř. proteinového koncentrátu, a také to, že tyto způsoby nelze využít pro zpracování tzv. pluchatých odrůd ječmene s nižším obsahem β-glukanů, neboť výtěžnost těchto postupů je zde minimální.There are known methods of processing so-called vax varieties of barley, which have a high content of β-glucans, and isolation of these substances is therefore easy. E.g. KR 1002 61045A describes the extraction of β-glucan from barley grains in hot water, followed by mixing, centrifuging and collecting the supernatant and heating after deactivation of β-glucanase and for protein deactivation. Starch hydrolysis and β-glucanase inactivation are performed separately. The proteins are then coagulated and removed. As a result, pure β-glucan is obtained, the cost of which is very high, and proteins remain unused. A similar process for obtaining β-glucan from barley is described in U.S. Pat. Nos. 5,013,561 and 4,804,545, which also extracts β-glucan in aqueous solution from barley vax varieties. Processing methods further deal with the by-production of oil, maltose syrup and protein concentrate from barley vax varieties. A disadvantage of these known processes is the high production cost of pure isolated β-glucans. protein concentrate, as well as the fact that these methods cannot be used for the processing of the so-called hulled barley varieties with a lower β-glucan content, since the yield of these processes is minimal here.

- 1 CZ 304017 Β6- 1 GB 304017-6

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 zrnu, 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 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 řadu ekonomicky využitelných látek. Z oddělených endospermů zrn 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 zrn. Navíc uvedený způsob není vůbec využitelný při zpracování ječmene, kde jsou β-glukany obsaženy v celém zrnu.A similar situation is found in oats, where the cultivation of special varieties is also risky, and in addition to oats, oats contain β-glucans not only in the whole grain, but only in its subaleuronic (subsurface) layers. According to the Czech patent application PV 2008-24, a method and apparatus for processing oats is known, the object of which is the isolation of β-glucans for the production of functional foods. The essence of this method and apparatus consists in separating the bran, i.e., the grain wrapper parts, from the grain endosperm, by coarse grinding, and processing the two parts separately. Oat starch, oat protein and β-glucan are isolated from oat bran by extraction, filtration, centrifugation and other steps in the form of a strongly viscous solution. Furthermore, a number of economically usable substances can be produced from oat bran. Separate grain endosperms form oatmeal, from which oatmeal with reduced β-glucan content is flocculated. However, this method and apparatus encounters difficulties in grain processing technology where conventional mill stands are unable to effectively separate the subaleuron grain layers. Moreover, the method is not applicable at all in the processing of barley, where β-glucans are contained in the whole grain.

Úkolem vynálezu je vytvoření způsobu a zařízení umožňujícího efektivní zpracování zejména běžně pěstovaných ječmenů, tzn. pluchatých odrůd, a izolaci β-glukanů ze zrn 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.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for efficient processing of commonly grown barley. plucked varieties, and the isolation of β-glucans from the barley grains, in a concentrated form suitable for the preparation of functional foods, while allowing the production of other useful substances and raw materials that would improve production economics and ensure essentially waste-free processing of barley.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vytčený úkol zcela řeší způsob zpracování pluchatých odrůd ječmene a zařízení k provádění tohoto způsobu podle vynálezu. Podstata způsobu zpracování pluchatých odrůd ječmene podle vynálezu spočívá v tom, že hrubě namletá ječná drť se alespoň dvakrát za sebou extrahuje v alkalickém extrakčním roztoku a filtruje, přičemž se extrahují β-glukany a bílkoviny, filtrát s těmito látkami se následně neutralizuje na hodnotu pH=6,5, přidá se k němu enzymatický přípravek na bázi α-amylázy termostabilní při teplotě alespoň 90 °C a enzymatický aktivátor tvořený bezvodým CaCl2 v množství odpovídajícím enzymatické aktivitě odpovídající dané výrobní šarži enzymu, a takto vzniklá procesní kapalina se zahřeje na teplotu alespoň 90 °C. Při zahřátí dojde ke ztekucení škrobů a k jejich hydrolýze až na jednoduché cukry (glukóza, fruktóza), a zároveň se ničí enzymy rozkládající β-glukany. Procesní kapalina se následně volně zchladí a neutralizuje se na hodnotu pH=4,5, přičemž se vysrážejí bílkoviny, které se ponechají v procesní kapalině, a do procesní kapaliny se přidá líh v množství alespoň 50 % objemových celkového objemu procesní kapaliny. Následně se procesní kapalina zchladí v chlazené srážecí nádobě na teplotu 4 °C nebo nižší, s tepelnou prodlevou, při které se vysrážejí β-glukany, které se odfiltrují jako směs β-glukanů s bílkovinami. Využití čistých β-glukanů je širší, kromě přípravy funkčních potravin jsou využitelné např. i v kosmetice, ale směs β-glukanů s bílkovinami má jedinečné vlastnosti pro použití ve funkčních potravinách. Proto se výrobní postup orientuje na současnou izolaci β-glukanů s ječnými bílkovinami. Biologická hodnota bílkovin ječmene je proti pšenici i kukuřici vyšší, protože obsahují nižší podíl prolaminů a vyšší podíl esenciálních, přístupných aminokyselin.The object of the present invention is to solve the barley varieties of barley varieties and the apparatus according to the invention. The principle of the process of processing the barley varieties according to the invention is that the coarsely ground barley pulp is extracted at least twice in an alkaline extraction solution and filtered, whereby the β-glucans and proteins are extracted, and the filtrate with these substances is subsequently neutralized to pH = 6.5, an enzyme preparation based on α-amylase thermostable at a temperature of at least 90 ° C and an enzyme activator consisting of anhydrous CaCl 2 in an amount corresponding to the enzymatic activity corresponding to a given batch of enzyme are added thereto, and the resulting process liquid is heated to at least 90 ° C. When heated, the starches are liquefied and hydrolyzed to simple sugars (glucose, fructose), while destroying β-glucans degrading enzymes. The process liquid is then freely cooled and neutralized to a pH of 4.5, precipitating the proteins left in the process liquid and adding at least 50% by volume of the total volume of the process liquid to the process liquid. Subsequently, the process liquid is cooled in a chilled precipitation vessel to a temperature of 4 ° C or lower, with a thermal delay at which β-glucans precipitate, which are filtered off as a mixture of β-glucans with proteins. The use of pure β-glucans is wider, besides the preparation of functional foods they can be used eg in cosmetics, but the mixture of β-glucans with proteins has unique properties for use in functional foods. Therefore, the production process is oriented to the simultaneous isolation of β-glucan with barley proteins. The biological value of barley proteins is higher than wheat and maize because they contain a lower proportion of prolamines and a higher proportion of essential, accessible amino acids.

Ve výhodném provedení způsobu zpracování ječmene podle vynálezu se procesní kapalina po odfiltrování β-glukanů a/nebo bílkovin zpracuje obvyklým kvasným procesem na kvas, ze kterého se odstředí kvasničná bílkovina, která se vysuší na krmivo pro hospodářská zvířata, a ze zbytkového kvasu bez kvasničné bílkoviny se destiluje líh, který lze prodávat jako samostatný produkt. V ještě dalším výhodném provedení způsobu podle vynálezu se líh z destilace se použije opět do výrobního procesu pro srážení bílkovin a β-glukanů v chlazené srážecí nádobě, a výpalky z destilace se usuší na krmivo pro hospodářská zvířata.In a preferred embodiment of the process for processing the barley according to the invention, after the β-glucan and / or protein has been filtered off, the process liquid is processed by a conventional fermentation process into a ferment from which the yeast protein is centrifuged and dried for livestock feed. alcohol distills, which can be sold as a separate product. In yet another preferred embodiment of the process according to the invention, the distillation alcohol is used again in the production process for the precipitation of proteins and β-glucans in a cooled precipitation vessel, and the distillate stillage is dried on livestock feed.

-2CZ 304017 B6-2GB 304017 B6

Z vícenásobné extrakce hrubě namleté ječné drtě zůstává po filtraci značné množství odpadu. Extrahovaná ječná drť se po promytí usuší na kvalitní krmivo pro hospodářská zvířata, zejména pro drůbež.A considerable amount of waste remains from the multiple extraction of coarsely ground barley pulp after filtration. After washing, the extracted barley pulp is dried to produce high-quality feed for livestock, especially poultry.

Také je možné vysrážené bílkoviny, případně alespoň hrubé částice vysrážených bílkovin odfiltrovat z procesní kapaliny tak, že se procesní kapalina s vysráženými bílkovinami přefiltruje a vrátí se do chlazené srážecí nádoby ještě před přidáním lihu. Bílkoviny se následně usuší na krmivo pro hospodářská zvířata.It is also possible to filter out the precipitated proteins or at least coarse particles of precipitated proteins from the process liquid by filtering the precipitated protein process liquid and returning to the chilled precipitation vessel before adding the alcohol. The proteins are then dried to feed for farm animals.

Podle vynálezu je také výhodné, když se následně vlhká směs β-glukanů s bílkovinami usuší na sušenou směs β-glukanů s bílkovinami, kterou lze dobře transportovat, balit a udržovat v trvanlivém stavu.It is also advantageous according to the invention if the subsequently wet β-glucan / protein mixture is dried to a dried β-glucan / protein mixture which can be transported, packaged and kept in a durable condition well.

Filtrát procesní kapaliny lze po odfiltrování β-glukanů nebo směsi β-glukan a bílkovin zpracovat i jiným způsobem než na výrobu lihu, a to tak, že kapalina se odstředí, přičemž se zbaví zbytků zákalu, a následně se suší na směs glukózy a fruktózy, kterou lze využít jako krmivo pro hospodářská zvířata, např. ve formě cukerných roztoků pro skot.The process liquid filtrate, after filtering the β-glucan or β-glucan / protein mixture, can be processed in a way other than the production of alcohol by centrifuging the liquid to remove haze and then drying to a mixture of glucose and fructose, which can be used as feed for farm animals, eg in the form of sugar solutions for cattle.

Předmětem vynálezu je dále i zařízení pro zpracování pluchatých odrůd ječmene, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje extrakční nádobu pro extrakci hrubé ječné drtě v 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, a β-glukanů v procesní kapalině, a plachetkový filtr pro oddělení směsi β-glukanů s bílkovinami z procesní kapaliny.The invention also relates to an apparatus for treating peeled barley varieties comprising an extraction vessel for extracting coarse barred pulp in an alkaline extraction solution, and a downstream filter for separating the solids and filtrate from the extraction solution. The filtrate is collected in a process tank with a heating element, where a process liquid is formed containing, in addition to the filtrate, an enzyme preparation based on α-amylase thermostable at a temperature of at least 90 ° C, an enzymatic activator and a neutralizing acid. The apparatus further includes a cooled precipitation vessel with a supply of neutralizing acid to precipitate proteins, and β-glucans in the process liquid, and a sliding filter to separate the mixture of β-glucans with proteins from the process liquid.

Ve výhodném provedeni vynálezu, 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.In a preferred embodiment of the invention for the production of alcohol, the apparatus further comprises a fermentation vessel for fermentation of the process liquid filtrate from the tarpaulin filter, a centrifuge for centrifuging the yeast protein from the ferment, and a distillation column for distilling the alcohol from the residual ferment without yeast protein.

Zařízení podle vynálezu dále s výhodou zahrnuje sušárnu pro sušení pevného podílu z filtru na sušenou ječnou drť nebo sušené vysrážené bílkoviny, sušení směsi β-glukanů s bílkovinami na 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.Preferably, the apparatus of the invention further comprises an oven for drying solids from the dried barley filter or dried precipitated protein, drying the β-glucan protein mixture to the dried β-glucan protein protein mixture, and drying the process liquid filtrate from the canvas filter to the glucose mixture. and fructose. Individual products are gradually dried, stored or packaged and sold as livestock feed, following the ongoing technological processes.

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 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.In a preferred embodiment of the apparatus provided with the fermentation vessel and the distillation column, the apparatus further comprises an oven for drying the yeast protein from the centrifuge and the distillation column stillage, also for animal feed. It is furthermore advantageous for this embodiment if the distillation column is an alcohol withdrawal valve and an alcohol supply valve. It is thus possible to remove and sell alcohol from the system and in the case of insufficient own production it is possible to replenish the alcohol into the system.

Výhoda způsobu zpracování pluchatých odrůd ječmene a zařízení podle vynálezu 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.The advantage of the process of treating barley varieties and the apparatus according to the invention is that it enables the efficient and substantially waste-free processing of common strains of barley varieties for the isolation of β-glucans, which are particularly useful for the production of so-called functional foods. Isolation and preparation of a mixture of β-glucans with proteins is also beneficial, as the basis of slimming diets in humans is reduced fat and carbohydrate intake and increased protein intake. Barley plant proteins are particularly suitable for this purpose because they compensate for the imbalance between animal and plant proteins in obese who use these diets. Excess animal protein could cause renal complications and is clearly negative in terms of intestinal hygiene.

-3CZ 304017 B6-3GB 304017 B6

Biologická hodnota bílkovin ječmene je proti pšenici i kukuřici vyšší, protože obsahují nižší podíl prolaminů a vyšší podíl esenciálních, přístupných aminokyselin.The biological value of barley proteins is higher than wheat and maize because they contain a lower proportion of prolamines and a higher proportion of essential, accessible amino acids.

V neposlední řadě způsob a zařízení podle vynálezu umožňuje vyrábět souběžně celou řadu produktů, které jsou ekonomicky využitelné zejména jako krmivá pro hospodářská zvířata.Finally, the method and apparatus according to the invention make it possible to produce a number of products which are economically useful, in particular, as feedstuffs for livestock.

Přehled obrázku na výkreseOverview of the figure in the drawing

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, na nichž znázorňuje obr. 1 technologické blokové schéma způsobu a zařízení podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a flow diagram of the method and apparatus of the invention.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Rozumí se, že dále popsané příklady uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení možných provedení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci, 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 do rozsahu následujících patentových nároků.It is to be understood that the following exemplary embodiments of the invention are presented to illustrate, not to limit, possible embodiments of the invention to the examples. Those skilled in the art will find or will be able to detect, 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.

Příklad 1 - způsob zpracování pluchatého ječmeneExample 1 - Process of processing barley barley

Zpracování ječmene probíhá v následující posloupnosti operací:Barley processing takes place in the following sequence of operations:

1. 1000 g pluchatého ječmene se rozemele na hrubě namletou ječnou drť i. Toto množství se vloží do extrakční nádoby 3 s míchadlem 5 a přilije se 401 extrakčního roztoku 4 tvořeného 0,25 M NaOH.1. Grind 1000 g of peeled barley into coarsely ground barley pulp. This quantity is placed in an extraction vessel 3 with stirrer 5 and 401 of extraction solution 4 consisting of 0.25 M NaOH is added.

2. Extrakční roztok 4 s ječnou drtí i se míchá míchadlem 5 rychlostí 1 až 2 ot/sek při teplotě ± 4 °C po dobu 60 minut. Pak se hrubá ječná drť i oddělí od filtrátu 8 scezením na sítovém filtru 6 s velikostí ok 0,2 až 0,5 mm.2. Stir the barley extraction solution 4 with stirrer 5 at a rate of 1 to 2 rpm at ± 4 ° C for 60 minutes. Then the coarse barley is separated from the filtrate 8 by sieving on a sieve filter 6 having a mesh size of 0.2 to 0.5 mm.

3. Filtrát 8 se přečerpá do procesní nádrže 10 o obsahu 80 až 100 1, k hrubé mokré ječné drti 1 se v extrakční nádobě 3 přidá dalších 20 1 extrakčního roztoku 4 tvořeného 0,25 M NaOH, opět se 60 minut při teplotě 20 ± 4 °C míchá a pak se scedí na sítovém filtru 6 s velikostí ok 0,2 až 0,5 mm.3. The filtrate 8 is pumped to a process tank 10 containing 80 to 100 liters, to the coarse wet barley 1 in the extraction vessel 3 is added another 20 liters of extraction solution 4 consisting of 0.25 M NaOH, again at 20 ± 60 minutes. Stir 4 ° C and then strain on a sieve filter 6 with a mesh size of 0.2 to 0.5 mm.

4. Ječná drť i ze sítového filtru 6 se několikrát promyje promývacím roztokem tvořeným studenou vodou s přídavkem octa (2 až 4%), zjistí se indikátorovým papírkem, zda už není alkalická, vysuší se a využije jako krmivo pro drůbež.4. Wash the barley pulp from the sieve filter 6 several times with a cold water wash solution with the addition of vinegar (2-4%), determine by indicator paper that it is no longer alkaline, dry it and use it as feed for poultry.

5. Druhý filtrát 8 se spojí s prvním filtrátem 8 v procesní nádrži 10 o obsahu 80 až 100 1, promíchá se a neutralizuje zředěnou neutralizační kyselinou 18 HCI (1 : 2 až 1 : 3) za stálého míchání a měření pH-metrem na hodnotu pH = 6,5.5. Combine the second filtrate 8 with the first filtrate 8 in the process tank 10 containing 80-100 L, mix and neutralize with dilute neutralizing acid 18 HCl (1: 2 to 1: 3) with stirring and pH measurement to pH pH = 6.5.

6. Změří se přesně objem zneutralizované kapaliny. Z původních 60 1 se část kapaliny zachytila v ječné drti I, část kapaliny naopak přibyla při neutralizaci kyselinou 18. Na každých 5 1 kapaliny se přidá 0,35 g enzymatického aktivátoru 23 tvořeného bezvodým CaCl2 a 5 ml enzymatického přípravku - enzymu α-amylázy typu TERMAMYL-120 (termoodolný enzym) firmy NOVOZYMES, Dánsko. Do takto vzniklé procesní kapaliny J_5 se vloží teploměr a zahřívá se na teplotu 95 °C. Občas je nutno procesní kapalinu 15 kapalinu promíchat míchadlem 11. Po dosažení této teploty se procesní kapalina 15 udržuje při 95 °C celkem 60 minut (pouze s přerušením na promíchání).6. The volume of the neutralized liquid is measured accurately. Of the original 60 L, some of the liquid was collected in barley pulp I, while some of the liquid was added when neutralized with acid 18. 0.35 g of enzymatic activator 23 consisting of anhydrous CaCl 2 and 5 ml of the enzyme preparation α-amylase enzyme was added to each 5 l of liquid. type TERMAMYL-120 (thermo-resistant enzyme) of NOVOZYMES, Denmark. A thermometer is placed in the process liquid 15 so formed and heated to 95 ° C. Occasionally the process liquid 15 needs to be mixed with a mixer 11. After reaching this temperature, the process liquid 15 is held at 95 ° C for a total of 60 minutes (only with interruption for mixing).

7. Po této době se procesní kapalina 15. nechá volně zchladit na teplotu 20 ± 10 °C.7. After this time, the process liquid 15 is allowed to cool freely to a temperature of 20 ± 10 ° C.

-4CZ 304017 B6-4GB 304017 B6

8. Po ochlazení se procesní kapalina 15 za stálého míchání a přesného měření pH neutralizuje neutralizační kyselinou tvořenou zředěnou HC1 (1 : 2 až 1 : 3) tak dlouho, až se dosáhne hodnoty přesně pH = 4,5. Nechá se v klidu do druhého dne.8. After cooling, the process liquid 15 is neutralized with dilute HCl-neutralizing acid (1: 2 to 1: 3) with stirring and accurate pH measurement until a pH of exactly 4.5 is reached. Allow to rest until the next day.

9. Druhý den se v procesní kapalině 15 objeví vysrážené bílkoviny. Procesní kapalina 15 se může nyní přečerpat přes sítový filtr 6, kde se odfiltruje pevný podíl Γ4 (bílkoviny) a odvede se na sušárně 13, přičemž procesní kapalina J_5 bez bílkovin se vrátí do procesní nádrže 10, nebo se ponechá v procesní nádrži 10 i s vysráženými bílkovinami.9. The next day precipitated proteins appear in the process liquid 15. The process liquid 15 can now be pumped through a sieve filter 6 where the solids (4 (protein) is filtered off and taken to the dryer 13, wherein the protein-free process liquid 15 is returned to the process tank 10 or left in the process tank 10 with precipitated proteins.

10. Procesní kapalina 15 se přečerpá do chlazené srážecí nádoby 19. Na každých 5 I procesní kapaliny 15 s vysráženými bílkovinami se přidá 5 1 lihu 20 (96%), promíchá se a zchladí na teplotu 4 °C, která se udržuje 24 hodin.10. Transfer process liquid 15 to a chilled precipitation vessel 19. Add 5 L of alcohol 20 (96%) to each 5 L of protein-precipitated process liquid 15, mix, and cool to 4 ° C, which is maintained for 24 hours.

11. Vysráží se gumovitá hmota tvořená gumovitými β-glukany a arabinoxylany, která se spolu s již vysráženými bílkovinami oddělí filtrační plachetkou na plachetkovém filtru 25.11. A gummy mass consisting of gum β-glucans and arabinoxylans is precipitated, which together with the already precipitated proteins are separated by a filter cloth on a cloth filter 25.

12. Z filtrátu procesní kapaliny 15 se použitý líh regeneruje destilací v dešti lační koloně 33, cukry z rozštěpeného škrobu se zkvasí v kvasné nádobě 28, odstředí se kvasničná bílkovina 31 a z kvasu 32 bez kvasničné bílkoviny 31 vydestiluje se nový líh 20 v destilační koloně 33.12. From the filtrate of the process liquid 15, the spent alcohol is recovered by distillation in a distillation column 33, the split starch sugars are fermented in a fermentation vessel 28, the yeast protein 31 is centrifuged, and the new alcohol 20 is distilled off in the distillation column 33. .

13. Vlhká hmota 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 sušená směs 24 β-glukanů a bílkovin.13. Weigh the wet mass of the mixture of 16 β-glucans and proteins and determine the dry matter content. It is dried in oven 13 at 105 ° C, then the dry mass is ground, and a dried mixture of 24-β-glucans and proteins is formed.

Příklad 2 - biorafinerie pro zpracování ječmeneExample 2 - Biorefinery for processing barley

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.The best raw materials for processing in biorefineries are barley, referred to as food barley, because they have a higher fiber and β-glucan content. Less suitable are barley varieties, which belong to the group of industrial barley (for the production of whiskey, starch, ethanol) and malting barley. The worst raw material is feed barley, which has a high protein content and low β-glucan content.

Složení vzorku použitého ječmene v příkladu provedení (odrůda: BLANÍK) v sušině: [%]Composition of the sample of barley used in the example (variety: BLANIK) in dry matter: [%]

škrob starch 60,0 60.0 bílkoviny proteins 13,0 13.0 N-látky rozpustné N-soluble substances 2,0 2,0 celulóza cellulose 5,0 5.0 pentosany pentosans 9,0 9.0 β-glukany β-glucans 3,5 3.5 nízkomolekulárnř sacharidy (sacharóza, maltóza, glukóza, fruktóza) low molecular weight carbohydrates (sucrose, maltose, glucose, fructose) 2,5 2.5 tuky fats 3,0 3.0 minerální látky mineral substances 2,0 2,0 100 100 ALIGN!

Produkt z množství 13,4 % suš. původního množství rozemletého ječmene obsahuje 81,1 % bílkovin a 18,9 % β-glukanů. Denní nutná dávka tohoto produktu je 15,9 g/den pro 1 dospělou osobu.The product from the amount of 13.4% of dried original amount of milled barley contains 81.1% protein and 18.9% β-glucans. The daily dose of this product is 15.9 g / day for 1 adult.

-5CZ 304017 B6-5GB 304017 B6

Zařízení pro zpracování ječmene, označované také jako biorafinerie, je znázorněno na obr. 1.Barley processing equipment, also referred to as biorefinery, is shown in Figure 1.

V zásobníku 2 se skladuje hrubě namletá ječná drť 1, 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. U alkalického extrakčního roztoku 4 je nutno extrakci provádět alespoň dvakrát za sebou. Použitá ječná drť I se odfiltruje na sítovém filtru 6 jako pevný podíl 14 z filtrace, promývá se promývacím roztokem tvořeným vodou s octem, kterýje přiveden na sítový filtr 6 přívodem 7 a odváděn odvodem 9, vede se na sušárku 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 H a neutralizuje se neutralizační kyselinou 18, nejčastěji zředěnou kyselinou chlorovodíkovou, až na hodnotu pH=6,5.The container 2 stores coarse ground barley pulp 1, which is metered into the extraction vessel 3 with the stirrer 5 and the extraction solution 4. The more the extraction solution 4 is alkaline, the higher the recovery of β-glucans from extraction, but their quality deteriorates. For alkaline extraction solution 4, the extraction must be carried out at least twice in succession. The barley pulp I used is filtered on a sieve filter 6 as a solid 14 from the filtration, washed with a water-vine washing solution which is fed to the sieve filter 6 through an inlet 7 and drained through a drain 9, passed to a dryer 13 and dried. eg as feed for farm animals (poultry). The filtrate 8 from the sieve filter 6 is collected in the process tank 10, mixed with the stirrer H and neutralized with neutralizing acid 18, most often diluted with hydrochloric acid, to a pH of 6.5.

Do procesní nádrže 10 se přidá enzymatický aktivátor 23 tvořený bezvodým CaCU a enzymatický přípravek 17 na bázi enzymu α-amylázy termoodolného typu s zaručenou funkcí i při teplotě 95 °C. Procesní kapalina 15, která takto vznikne v procesní nádrži 10, se zahřívá se na teplotu 95 °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.An enzyme activator 23 consisting of anhydrous CaCl 2 and an enzyme preparation 17 based on a thermally resistant type α-amylase enzyme with a guaranteed function even at a temperature of 95 ° C are added to the process tank 10. The process liquid 15 thus formed in the process tank 10 is heated to 95 ° C with a heating element 12 to destroy β-glucan degrading enzymes and held at 95 ° C for a total of 60 minutes, after which the process liquid 15 allow to cool freely to room temperature.

Po ochlazení se procesní kapalina 15 neutralizuje neutralizační kyselinou 18 tvořenou zředěnou HC1 (1 : 2 až 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 může přečerpat přes sítový filtr 6, kde se odfiltruje pevný podíl 14 (bílkoviny) a odvede se na sušárku 13, odkud se distribuují sušené bílkoviny 26 jako krmivo pro hospodářská zvířata, přičemž procesní kapalina 15 bez bílkovin se vrátí do procesní nádrže 10. Alternativně se podle vynálezu procesní kapalina 15 ponechá v procesní nádrži 10 i s vysráženými bílkovinami.After cooling, the process liquid 15 is neutralized with dilute HCl acid 18 (1: 2 to 1: 3) until exactly pH = 4.5 is reached and allowed to stand until the proteins precipitate. The process liquid 15 can be pumped through a sieve filter 6 where the solids 14 (proteins) are filtered off and transferred to a dryer 13 from which the dried proteins 26 are distributed as livestock feed, wherein the protein-free process liquid 15 is returned to the process tank. 10. Alternatively, according to the invention, the process liquid 15 is left in the process tank 10 with the protein precipitated.

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.The process liquid 15, with or without proteins, is pumped into a chilled precipitation vessel 19. Add alcohol at least 50% by volume, mix and cool to 4 ° C, which is maintained for 24 hours.

V chlazené srážecí nádobě 19 se vysráží se gumovitá hmota tvořená gumovitými β-glukany a arabinoxylany, 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 sjiž vysráženými bílkovinami oddělí filtrační plachetkou na plachetkovém filtru 25.In the chilled precipitation vessel 19 a gummy material consisting of gum β-glucans and arabinoxylans precipitates, which cannot be effectively separated from the β-glucans, but their properties are as favorable as those of the β-glucans, so there is no need to separate them. The gummy mass, together with the proteins already precipitated, is separated by a filter cloth on a cloth filter 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.The wet mass of β-glucans 16 or a mixture of 16 β-glucans and proteins shall be weighed and the dry matter content determined. It is dried in an oven 13 at 105 ° C, then the dry mass is ground, and a dried β-glucans 24 or a dried mixture of 24 β-glucans and proteins are formed. This product can be sold separately as a raw material. addition to functional foods.

V jedné variantě příkladu provedení se přefiltrovaná procesní kapalina 15 z plachetkového filtru 25 odstředí pro zbarvení zákalu a následně se 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 energetických nápojů pro zvířata, např. pro skot.In one variant of the embodiment, the filtered process liquid 15 from the tarpaulin filter 25 is centrifuged to color the turbidity and then dried in an evaporator or dryer 13 to a dry mixture of glucose and fructose 27 which is used as livestock feed or as a sweetener for preparation of energy drinks for animals, eg cattle.

V druhé variantě příkladu provedení se procesní kapalina J_5 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 poIn a second variant of the embodiment, the process liquid 15 from the canvas filter 25 is fed to a fermentation vessel 28 where the sugar solutions are processed in a conventional fermentation process to a ferment 29 which is centrifuged in a centrifuge 30. The yeast protein 31 obtained by centrifugation is dried in an oven 13 and utilized. is also used as livestock feed. The residual yeast 32 free of yeast protein 31 goes from the centrifuge 30 to the distillation column 33, where alcohol 20 is distilled therefrom. The stillage 34 from the distillation column 33 is used as feed for livestock, preferably after

-6CZ 304017 B6 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 2J. odběru lihu 20 se líh 20 může odebírat do nádob a následně skladovat jinde nebo prodávat.The alcohol 20 may be produced as a stand-alone product for sale, or stored in a collection tank from which it is discharged through a liquid replenishment valve 22 to a cooled precipitation vessel 19 for the β-glucan precipitation process. Via valve 2J. alcohol collection 20, the alcohol 20 may be collected in containers and subsequently stored elsewhere or sold.

Výše popsaným způsobem a 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-p-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.The β-glucans can also be successfully produced from feed barley by the method and apparatus described above if, prior to the addition of the alcohol 20 to the chilled precipitation vessel 19, further filtration through a sheet filter 25 and the completely precipitated barley proteins are separated. Thus, while the end product loses the protein portion of the protein-β-glucan concentrate, which is a pity, on the one hand, the β-glucan concentration in the end product increases sharply to 80-90%. The yield of β-glucans will, of course, be less, about 20% of the usual amount. However, the daily dose required per person per day will be substantially reduced and will range from 3 to 5 g / day for 1 adult, as it will be essentially a concentrate.

Při realizaci výroby je nutno si uvědomit, že podmínky extrakce β-glukanů a přítomnost arabinoxylanů 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 1200 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 extrakční nádoba 3 o objemu nejméně 50 m3 a procesní nádoba JO o objemu dokonce 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.It is important to realize in the production process that the β-glucan extraction conditions and the presence of arabinoxylans as sticky viscous solutions require considerable dilutions and thus large volumes of liquids to be handled. When 100 kg of 'BLANK' barley is processed, about 1,200 necessary daily allowances are produced. However, to isolate these 1200 daily doses, it would be necessary to handle 72,000 liters of extraction solution 4, that is to say that at least 50 m 3 of extraction barley 3 and even 100 m of process vessel 10 were required to process this amount of barley at a time. 3 . It is therefore clear that the production process has to be organized periodically continuously and based on the possibilities of the manufacturer. In any case, it is a large-scale production.

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 x 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 ječmene.Also the regeneration and production of alcohol 20 from sugar solutions, which were formed by the cleavage of barley starch by an enzymatic route, is also of high capacity. When processing 100 kg of barley at a time, there is approximately 50 m 3 of alcohol 20 in process liquid 15, which is still regenerated on distillation column 33. Since the alcohol yield of starch at an average quality of work is 60%, 100 kg of barley can be expected quality can be obtained 60 x 0.6 = 36 dm 3 100% ethanol, ie 37.5 1 96% of alcohol 20. Of this amount, about 50% will complement the technological losses of alcohol 20 during the precipitation of β-glucan and therefore can only be counted on sales 15 to 18 dm 3 96% alcohol per 100 kg of processed barley.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Způsob a zařízení podle vynálezu lze využít jednak k efektivní izolaci směsi β-glukanů a bílkovin z pluchatých odrůd ječmene, pro jejich následné využití při přípravě funkčních potravin, a jednak k výrobě řady krmiv pro hospodářská zvířata jako vedlejších produktů. V neposlední řadě je způsob a zařízení využitelný i k výrobě lihu.The method and apparatus of the present invention can be used to efficiently isolate a mixture of β-glucans and proteins from the barley varieties of barley, for their subsequent use in the preparation of functional foods, and to produce a variety of animal feed by-products. Last but not least, the method and apparatus can also be used for the production of alcohol.

Claims (11)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob zpracování pluchatých odrůd ječmene, při kterém se ječná drť (1) extrahuje v extrakčním roztoku, přidá se enzymatický přípravek (17) a nakonec se po přidání lihu (20) vysráží β-glukany, které se odfiltrují, vyznačující se tím, že hrubě namletá ječná drť (1) se extrahuje v alkalickém extrakčním roztoku (4) a filtruje, odfiltrovaná ječná drť (1) se alespoň jednou znovu extrahuje v extrakčním roztoku (4) a filtruje, filtrát (8) se neutralizuje na hodnotu pH=6,5, přidá se kněmu enzymatický přípravek (17) na bázi α-amylázy termostabilní při teplotě alespoň 90 °C a enzymatický aktivátor (23) tvořený bezvodým CaCf v množství odpovídajícím enzymatické aktivitě odpovídající dané výrobní šarži enzymu, vzniklá procesní kapalina (15) se zahřeje na teplotu alespoň 90 °C, následně se volně zchladí a neutralizuje se na hodnotuProcess for the treatment of peeled barley varieties, in which the barley pulp (1) is extracted in an extraction solution, the enzyme preparation (17) is added and, after the addition of alcohol (20), β-glucans are precipitated. that the coarsely ground barley pulp (1) is extracted in an alkaline extraction solution (4) and filtered, the filtered barley pulp (1) is extracted at least once in an extraction solution (4) and filtered, the filtrate (8) is neutralized to pH = 6.5, add to it an α-amylase-based enzyme preparation (17) thermostable at a temperature of at least 90 ° C and an enzyme activator (23) consisting of anhydrous CaCl 2 in an amount corresponding to the enzymatic activity corresponding to the enzyme production batch, the resulting process liquid (15) is heated to a temperature of at least 90 ° C, then cooled freely and neutralized to -7CZ 304017 B6 pH=4,5, přičemž se vysrážejí bílkoviny, které se ponechají v procesní kapalině (15), přidá se líh (20) v množství alespoň 50 % objemových celkového objemu procesní kapaliny (15), procesní kapalina (15) se zchladí na teplotu 4 °C nebo nižší, s tepelnou prodlevou, při které se vysrážejí βglukany, které se odfiltrují jako směs (16) β-glukanů s bílkovinami.PH = 4.5, while precipitating the proteins which are left in the process liquid (15), alcohol (20) is added in an amount of at least 50% by volume of the total volume of the process liquid (15), the process liquid (15) Cool to 4 ° C or less, with a thermal delay at which β-glucan precipitates, which are filtered off as a mixture of (16) β-glucan with proteins. 55 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že následně se procesní kapalina (15) zpracuje obvyklým kvasným procesem na kvas (29), ze kterého se odstředí kvasničná bílkovina (31), která se vysuší na krmivo pro hospodářská zvířata, a ze zbytkového kvasu (32) bez kvasničné bílkoviny (31) se destiluje líh (20).Method according to claim 1, characterized in that the process liquid (15) is subsequently processed into a ferment (29) by a conventional fermentation process, from which the yeast protein (31) is centrifuged and dried to feed the livestock, and The residual ferment (32) without yeast protein (31) is distilled with alcohol (20). 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že líh (20) z destilace se použije pro ío srážení bílkovin a β-glukanů, a výpalky (34) z destilace se usuší na krmivo pro hospodářská zvířata.Method according to claim 2, characterized in that the distillation alcohol (20) is used for the precipitation of proteins and β-glucans, and the distillate stillage (34) is dried on livestock feed. 4. Způsob podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že extrahovaná ječná drť (1) se promyje a usuší na krmivo pro hospodářská zvířata.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the extracted barley pulp (1) is washed and dried to feed for livestock. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že z procesní kapaliny (15) se poThe method according to claim 1, characterized in that the process liquid (15) is polysized 15 odfiltrování směsi (16) β-glukanů a bílkovin odstředí zbytky zákalu, a procesní kapalina (15) se po odstředění suší na směs (27) glukózy a fruktózy.15, filtering the mixture (16) of β-glucans and proteins centrifuges the remains of turbidity, and the process liquid (15) is dried after centrifugation to a mixture (27) of glucose and fructose. 6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že směs (16) βglukanů s bílkovinami se usuší na sušenou směs (24) β-glukanů s bílkovinami.Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the mixture (16) of β-glucans with proteins is dried to a dried mixture (24) of β-glucans with proteins. 7. Zařízení pro provádění způsobu podle nároků laž6, vyznačující se tím, žeDevice for carrying out the method according to claims 1 to 6, characterized in that 20 zahrnuje extrakční nádobu (3) pro extrakci hrubé ječné drtě (1) v alkalickém extrakčním roztoku (4), filtr (6) pro oddělení pevného podílu (14) a filtrátu (8) zextrakčního 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 dále zahrnující chlazenou srážecí nádobu (19) spří25 vodem neutralizační kyseliny (18) pro srážení bílkovin a β-glukanů v procesní kapalině (15), a plachetkový filtr (25) pro oddělení směsi (16) β-glukanů s bílkovinami z procesní kapaliny (15).20 includes an extraction vessel (3) for extracting coarse crumb (1) in an alkaline extraction solution (4), a filter (6) for separating the solid (14) and the filtrate (8) from the extraction solution (4), the process tank (10) with a heating element (12) for a process liquid (15) comprising a filtrate (8), an α-amylase-based enzyme preparation (17) thermostable at a temperature of at least 90 ° C, an enzymatic activator (23) and a neutralizing acid (18); comprising a refrigerated precipitation vessel (19) containing water-neutralizing acid (18) for precipitating proteins and β-glucans in the process liquid (15), and a sliding filter (25) for separating the mixture (16) of β-glucans with proteins from the process liquid (15). ). 8. Zařízení podle nároku 7, 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 lihu (20)The apparatus of claim 7, further comprising a fermentation vessel (28) for fermentation of the process liquid filtrate (15) from the canvas filter (25), a centrifuge (30) for centrifuging the yeast protein (31) from the leaven (29). , and a distillation column (33) for distilling alcohol (20) 30 ze zbytkového kvasu (32) bez kvasničné bílkoviny (31).30 from residual ferment (32) without yeast protein (31). 9. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že dále zahrnuje sušárnu (13) pro sušení pevného podílu (14) z filtru (6) na sušenou ječnou drť (1) a/nebo sušené vysrážené bílkoviny (26), sušení směsi (16) β-glukanů s bílkovinami na sušenou směs (24) β-glukanů s bílkovinami, a sušení filtrátu procesní kapaliny (15) z plachetkového filtru (25) na směs (27)The apparatus of claim 7, further comprising an oven (13) for drying the solid (14) from the filter (6) to dried barley (1) and / or the dried precipitated protein (26), drying the mixture (14). 16) protein β-glucan to a dried mixture (24) protein β-glucan, and drying the process liquid filtrate (15) from the sheet filter (25) to the mixture (27) 35 glukózy a fruktózy.35 glucose and fructose. 10. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že dále zahrnuje sušárnu (13) pro sušení kvasničné bílkoviny (31) z odstředivky (30) a výpalků (34) z destilační kolony (33).The apparatus of claim 8, further comprising an oven (13) for drying the yeast protein (31) from the centrifuge (30) and the stillage (34) from the distillation column (33). 11. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že k destilační koloně (33) je připojena nádrž s lihem (20), propojená s chlazenou srážecí nádobou (19) a opatřená ventilem (21)Apparatus according to claim 8, characterized in that an alcohol tank (20) is connected to the distillation column (33) and communicates with a cooled precipitation vessel (19) and is provided with a valve (21). 40 odběru lihu (20) a ventilem (22) přívodu lihu (20).40 and the valve (22) of the alcohol supply (20).
CZ20110279A 2011-05-12 2011-05-12 Method of and apparatus for treatment of barley CZ304017B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110279A CZ304017B6 (en) 2011-05-12 2011-05-12 Method of and apparatus for treatment of barley

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110279A CZ304017B6 (en) 2011-05-12 2011-05-12 Method of and apparatus for treatment of barley

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2011279A3 CZ2011279A3 (en) 2012-11-21
CZ304017B6 true CZ304017B6 (en) 2013-08-21

Family

ID=47172946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20110279A CZ304017B6 (en) 2011-05-12 2011-05-12 Method of and apparatus for treatment of barley

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ304017B6 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4804545A (en) * 1984-08-10 1989-02-14 Barco, Inc. Production of beta-glucan, bran, protein, oil and maltose syrup from waxy barley
US5013561A (en) * 1984-08-10 1991-05-07 Barco, Inc. Process for recovery of products from waxy barley
EP0431139A1 (en) * 1989-06-30 1991-06-12 George E Inglett Oat soluble dietary fiber compositions.
JPH03285653A (en) * 1990-03-30 1991-12-16 Snow Brand Milk Prod Co Ltd Fat metabolism improving substance and production thereof
KR100261045B1 (en) * 1998-01-15 2000-07-01 김강권 Method for extracting a beta-glucan from a grain
WO2002027011A2 (en) * 2000-09-27 2002-04-04 The Governors Of The University Of Alberta Grain fractionation methods and products
CZ22445U1 (en) * 2011-05-12 2011-06-30 Jihoceská univerzita v Ceských Budejovicích, Barley treatment apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4804545A (en) * 1984-08-10 1989-02-14 Barco, Inc. Production of beta-glucan, bran, protein, oil and maltose syrup from waxy barley
US5013561A (en) * 1984-08-10 1991-05-07 Barco, Inc. Process for recovery of products from waxy barley
EP0431139A1 (en) * 1989-06-30 1991-06-12 George E Inglett Oat soluble dietary fiber compositions.
JPH03285653A (en) * 1990-03-30 1991-12-16 Snow Brand Milk Prod Co Ltd Fat metabolism improving substance and production thereof
KR100261045B1 (en) * 1998-01-15 2000-07-01 김강권 Method for extracting a beta-glucan from a grain
WO2002027011A2 (en) * 2000-09-27 2002-04-04 The Governors Of The University Of Alberta Grain fractionation methods and products
CZ22445U1 (en) * 2011-05-12 2011-06-30 Jihoceská univerzita v Ceských Budejovicích, Barley treatment apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2011279A3 (en) 2012-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Watson Corn marketing, processing, and utilization
US7914832B2 (en) Method for producing chlorella fermented food
CN101653450B (en) Improved dietary fiber containing materials comprising low molecular weight glucans
Wedad et al. Effect of fermentation, malt-pretreatment and cooking on antinutritional factors and protein digestibility of sorghum cultivars
CN104780987B (en) extracting method
CN109105736B (en) Method for producing grain fermentation enzyme powder with increased fermentation efficiency using liquid seed culture fluid inoculated with Bacillus coagulans strain
Eckhoff et al. Corn and sorghum starches: Production
CN108359026B (en) Preparation method and application of water-insoluble xylan
Hounhouigan Fermentation of maize (Zea mays L.) meal or mawe production in Benin: physical, chemical and microbiological aspects
JP6573551B2 (en) Nutritional supplements containing iron
KR20200065928A (en) Method for preparing oat powder
IT8224870A1 (en) IMPROVEMENT IN AND RELATIVE TO AN ENZYME BY DECOMPOSITION OF A HIGH MOLECULAR WEIGHT CARBOHYDRATE, HIGH MOLECULAR WEIGHT ISOLATED CARBOHYDRATE, A METHOD FOR SELECTING A MICROORGANISM PRODUCING THIS ENZYME AND A METHOD OF ENYME PRODUCTION
WO2018219869A1 (en) A process for preparation of oat or barley fractions
EP2515672B1 (en) A method of producing beta-glucan, insoluble food fibre as well as a preparation of oat proteins
Abu-Ghannam et al. Biotechnological, food, and health care applications
CN107455477A (en) A kind of preparation method of high protein low phytic acid salt plant type rice bran Yoghourt
CA3121259A1 (en) A process for preparation of cereal fractions
RU2611180C1 (en) Method of producing fermented product from cereal crop containing dietary fibres
CZ304017B6 (en) Method of and apparatus for treatment of barley
CZ22445U1 (en) Barley treatment apparatus
US20120301597A1 (en) Systems and methods for producing a composition of fiber
TWI581721B (en) Preparation of resistant starch
US20220195475A1 (en) Hydrolysis of brewer's spent grain
AU649161B2 (en) Method for continuously producing partially hydrolyzed starch, product thereby obtained and uses thereof
CN103146522A (en) Production process of Chinese water chestnut peel fruit wine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20131111