CZ23725U1

CZ23725U1 - Production line for preparing dried colostrum

Info

Publication number: CZ23725U1
Application number: CZ201225661U
Authority: CZ
Inventors: Štepánek@Jirí
Original assignee: Marple S.R.O.
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2012-04-26

Description

Výrobní linka pro přípravu sušeného kolostraProduction line for preparation of dried colostrum

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení spadá do oblasti potravinářského průmyslu a týká se výrobní linky pro přípravu sušeného kolostra, jakožto raného mateřského mléka.The technical solution falls within the food industry and relates to a production line for the preparation of dried colostrum as early breast milk.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Kolostrum, nazývané rovněž jako mlezivo, je označení pro mateřské mléko, které se vytváří v mléčných žlázách savců prvních 48 hodin po porodu. Je naprosto unikátní svým složením a zajišťuje pro organizmus novorozence dokonalou ochranu před patogeny, viry a bakteriemi. Obsahuje látky stimulující růst tkání sliznic, svalů, nervového systému a mozku a optimalizující metaboio lizmus. Nejvýznamnějšími složkami obsaženými v kolostru jsou jednak imunoglobuliny, jakožto protilátky produkované bílými krvinkami, rozeznávající antigeny a usnadňující jejich odstranění, jednak lactoferin, jakožto tumor nekrotizující faktor s biologickou imunostimulační a protinádorovou aktivitou, jednak colistrin, jakožto regulátor imunitního systému, a dále kolostrum obsahuje růstové faktory, které podporují regeneraci buněčných tkání, is Pozitivních účinků kolostra, které se doposud nepodařilo vyrobit laboratorně, je využíváno v mnoha různých průmyslových odvětvích. V potravinářském průmyslu se kolostrum používá například jako biologický krmný doplněk, jak je popsáno ve spise CZ 279597. Ve farmaceutickém průmyslu, kdy se používá především kolostrum bovinní, tj. kravské, v němž je obsah biologicky aktivních látek mnohonásobně vyšší než v mlezivu lidském, je časté využití kolostra ve formě potravinových doplňků primárně stimulujících imunitní systém a tlumících alergie, jak je například popsáno ve spisech CZ 298215, CZ 22739 Ul. Známé je i využití v kosmetickém průmyslu, kdy se kolostrum používá jako přísada do krémů a mastí.Colostrum, also known as colostrum, is a designation for breast milk that is produced in mammary mammary glands for the first 48 hours after birth. It is completely unique in its composition and provides the newborn baby with perfect protection against pathogens, viruses and bacteria. It contains substances stimulating the growth of tissues of mucous membranes, muscles, nervous system and brain and optimizing metaboism. The most important components of colostrum are immunoglobulins as antibodies produced by white blood cells, recognizing antigens and facilitating their removal, lactoferrin as a tumor necrosis factor with biological immunostimulatory and antitumor activity, colistrin as a regulator of the immune system and colostrum contains growth factors , which promote the regeneration of cellular tissues, even with the positive effects of colostrum, which have not yet been produced by the laboratory, is used in many different industries. In the food industry, colostrum is used, for example, as a biological feed supplement, as described in CZ 279597. frequent use of colostrum in the form of food supplements primarily stimulating the immune system and inhibiting allergies, such as described in CZ 298215, CZ 22739 Ul. It is also well-known in the cosmetics industry, where colostrum is used as an ingredient in creams and ointments.

Většině způsobů průmyslového využití kolostra nejlépe vyhovuje forma sušeného, tedy práškového bovinního kolostra, které se získává během 12 hodin po otelení, aby bylo zajištěno co nej25 větší množství cenných látek. Po odebrání se kolostrum zamrazí a udržuje se v zamrazeném stavu až do zahájení procesu sušení. Samotný proces sušení, kdy dochází k postupnému úbytku tekutých složek a koncentraci účinných látek, se provádí dvěma způsoby. Jednak procesem sprej ového sušení při teplotě 75 až 90 °C, a jednak lyofílizací, což je proces sušení vymrazováním při nízkých teplotách ve vakuu, jak je například popsáno ve spisech CZ 157972, EP 1232369 a USMost industrial uses of colostrum are best suited to the form of dried, i.e. powdered, bovine colostrum, which is obtained within 12 hours after calving to provide as much valuable as possible. After collection, the colostrum is frozen and kept frozen until the drying process begins. The drying process itself, in which the liquid components are gradually lost and the concentration of the active ingredients, is carried out in two ways. On the one hand, by the spray drying process at a temperature of 75 to 90 ° C, and on the other hand by lyophilization, which is a freeze-drying process at low temperatures under vacuum, for example as described in CZ 157972, EP 1232369 and US

6 2 2 6 8 87. Jsou známa řešení, která před procesem sušení upravují kolostrum takovým způsobem, aby jednak došlo k jeho zahuštění a rovněž z něho byly odstraněny bakteriální zárodky, jak je například popsáno ve spise CN 201188850. Odstranění bakteriálních zárodků se provádí metodou pasterace, jejíž nevýhodou je snížení účinných látek, zejména imunoglobulinů, působením vysokých pasteračních teplot, nebo metodou sterilní filtrace, která se provádí za běžných pokojových teplot a zaručuje zachování důležitých látek.6 2 2 6 8 87. Solutions are known which treat the colostrum prior to the drying process in such a way as to both concentrate it and remove bacterial germs, as described in CN 201188850, for example. pasteurization, which has the disadvantage of lowering the active substances, in particular immunoglobulins, by the effect of high pasteurization temperatures, or by the method of sterile filtration, which is carried out at normal room temperature and guarantees the preservation of the important substances.

U obou používaných způsobů sušení kolostra, sprejového sušení nebo sušení vymrazováním, je dosažitelný obsah účinných látek ve finálním produktu limitován podílem jiných složek kolostra, zejména obsahem kaseinu a laktózy. Pri sprejovém sušení navíc dochází k opakovanému zahřívání kolostra na teplotu dosahující 75 °C, čímž dochází ke ztrátě značného množství účinných látek, jako jsou imunoglobuliny a růstové faktory. Proces lyoíylizace, tj. sušení vymražením, je vysoce náročný po stránce energetické a v podmínkách běžného provozního využití i časově náročný.In both the colostrum drying, spray drying or freeze drying methods used, the achievable active ingredient content in the final product is limited by the proportion of other colostrum ingredients, in particular the casein and lactose contents. In addition, spray-drying involves repeated heating of the colostrum to a temperature of 75 ° C, thereby losing a considerable amount of active ingredients such as immunoglobulins and growth factors. The freeze-drying process, i.e. freeze-drying, is highly energy intensive and time consuming under normal operating conditions.

Navržené technické řešení zajišťuje výrazné zvýšení podílu účinných látek v kolostru, aniž by došlo k jeho jinému biologickému znehodnocení. Ve srovnání s běžně užívanými postupy tak dojde, pomocí zvýšené koncentrace účinných látek v tekutém kolostru, k podstatnému zkrácení nutné doby vlastního procesu sušení. Technické řešení rovněž umožňuje dosáhnout stability ukazatelů finálního produktu, zejména navýšením podílu imunoglobulinů, což zvýší užitnou hodnotu sušeného kolostra a jeho cenu na trhu.The proposed technical solution ensures a significant increase in the proportion of active substances in colostrum without any other biological degradation. Compared to commonly used processes, the increased concentration of the active ingredients in the liquid colostrum thus significantly reduces the time required for the actual drying process. The technical solution also makes it possible to achieve stability of the end product indicators, in particular by increasing the proportion of immunoglobulins, which will increase the utility value of the dried colostrum and its market price.

-1 CZ 23725 Ul-1 CZ 23725 Ul

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Stanoveného cíle je do značné míry dosaženo technickým řešením, kterým je výrobní linka pro přípravu sušeného kolostra obsahující jednu či více míchacích nádob a sušicích zařízení pro sprejové sušení nebo sušení vymrazováním, které jsou vzájemně propojeny pomocí potrubního systému, kde podstata řešení spočívá v tom, že potrubní systém je vybaven minimálně jedním hnacím čerpadlem a minimálně jedním výtlačným čerpadlem, mezi kterými je do potrubního systému zabudováno alespoň jedno zařízení pro membránovou filtraci.The object is largely achieved by a technical solution which is a production line for the preparation of dried colostrum containing one or more mixing vessels and drying devices for spray drying or freeze drying, which are interconnected by means of a piping system, the principle of which is the piping system is equipped with at least one drive pump and at least one discharge pump, among which at least one membrane filtration device is incorporated into the piping system.

Ve výhodném provedení obsahuje výrobní linka dvě zařízení pro membránovou filtraci různé filtrační úrovně, která jsou upravena pro provádění buď reverzní osmózy a/nebo nanofiltrace io a/nebo ultrafiltrace a/nebo mikrofiltrace.In a preferred embodiment, the production line comprises two membrane filtration devices of different filtration levels which are adapted to perform either reverse osmosis and / or nanofiltration 10 and / or ultrafiltration and / or microfiltration.

Technickým řešením se dosahuje proti dosud známým provedením nového a vyššího účinku v tom, že aniž by došlo k biologickému znehodnocení, zajišťuje zvýšený podíl účinných látek v kolostru. Tím je umožněno dosažení stability ukazatelů finálního produktu, zejména podílu imunoglobulinů.The technical solution achieves a new and higher effect in comparison with the prior art in that it ensures an increased proportion of active substances in the colostrum without biological degradation. This makes it possible to achieve stability of the end product indicators, in particular the proportion of immunoglobulins.

Navržené technické řešení upravuje kolostrum před vstupem do sprej ové sušárny, případně lyofilizátoru, takovým způsobem, aby z něho byly odstraněny kasein a laktóza a to použitím kombinace membránových technologií, jako je mikrofiltrace či ultrafiltrace, čímž se dosahuje úpravy kolostra na koncentrát syrovátkových bílkovin s vysokým obsahem imunoglobulinu třídy IgG, a také lactoferinu a růstových faktorů,The proposed technical solution treats the colostrum before entering the spray dryer or lyophilizer in such a way that casein and lactose are removed from it by using a combination of membrane technologies such as microfiltration or ultrafiltration, thus achieving colostrum treatment to a high whey protein concentrate contain IgG class immunoglobulin as well as lactoferrin and growth factors,

Popis obrázků na připojených výkresechDescription of the figures in the attached drawings

Konkrétní příklad provedení technického řešení je zjednodušeně znázorněn na připojených výkresech, kde:A specific embodiment of the invention is shown in simplified form in the attached drawings, where:

obr. 1 je celkové základní zjednodušené schéma výrobní linky pro přípravu sušeného kolostra, obr. 2 je alternativní provedení výrobní linky s dvouúrovňovou membránovou filtrací.Fig. 1 is an overall basic simplified diagram of a production line for preparing dried colostrum; Fig. 2 is an alternative embodiment of a two-level membrane filtration production line.

Výkresy, které znázorňují představované technické řešení, a následně popsané příklady konkrétního provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu technického řešení.The drawings which illustrate the present invention and the examples of the particular embodiment described below do not in any way limit the scope of protection given in the definition, but merely illustrate the nature of the invention.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Výrobní linka pro přípravu sušeného kolostra sestává z míchací nádoby I opatřené lopatkovým ' míchadlem 11, která je pomocí potrubního systému 2 propojena se zařízením 4 pro membránovou filtraci, které je rovněž pomocí potrubního systému 2 dále propojeno se sušicím zařízením 6. Do potrubního systému 2 jsou zapojena dvě čerpadla 3, 5, a to hnací čerpadlo 3, které je umístěno mezi míchací nádobou I a zařízením 4 pro membránovou filtraci a výtlačné čeipadlo 5, které je umístěno mezi zařízením 4 pro membránovou filtraci a sušicím zařízením 6. K sušicímu zařízeníThe production line for the preparation of dried colostrum consists of a mixing vessel 1 equipped with a paddle stirrer 11, which is connected via a piping system 2 to a membrane filtration device 4, which is also further connected to a drying device 6 via a piping system 2. two pumps 3, 5 are connected, namely the drive pump 3, which is located between the mixing vessel I and the membrane filtration device 4 and the discharge nipple 5, which is located between the membrane filtration device 4 and the drying device 6. To the drying device

6 je pak připojen maloobjemový kontejner 7 sušeného kolostra.6, a small-volume container 7 of dried colostrum is then attached.

Pri předkládaném technickém řešení je kolostrum upraveno tak, že je nejprve rozmraženo do tekutého stavu v míchací nádobě I, která trvalým pohybem lopatkového míchadla H zajistí homogenní konzistenci tekutého kolostra. Poté je kolostrum potrubním systémem 2 dopraveno nejprve pomocí hnacího čerpadla 3 do zařízení 4 pro membránovou filtraci a v něm kolostrum pro40 chází soustavou filtrů různé porozity, jejichž kombinací lze ovlivnit dosaženou kvalitu čistoty kolostra na výstupu. Na této soustavě membrán jsou postupně odfiltrovány jednotlivé složky, které negativně ovlivňují dosažitelnou hladinu koncentrace účinných látek v kolostru.In the present invention, the colostrum is modified so that it is first thawed into a liquid state in the mixing vessel I, which by continuous movement of the paddle stirrer H ensures a homogeneous consistency of the liquid colostrum. Thereafter, the colostrum via the piping system 2 is first conveyed by means of a drive pump 3 to the membrane filtration device 4 and therein the colostrum pro40 passes through a set of filters of different porosity, the combination of which can influence the achieved quality of colostrum purity at the outlet. On this membrane system the individual components are gradually filtered out, which negatively affect the achievable concentration level of active substances in the colostrum.

Ze zařízení 4 pro membránovou filtraci je potom tekuté kolostrum potrubním systémem 2 dopraveno pomocí výtlačného čerpadla 5 do sušicího zařízení 6, kde probíhá vlastní proces sušení vli45 vem teploty, a to odpařováním nebo vymražováním. Ze sušicího zařízení ó je finální produkt, sušené kolostrum, ve výrobních cyklech jímán do násypného maloobjemového kontejneru 7, kde je kolostrum připraveno pro další zpracování. Poté je sušené kolostrum vsypáno, pomocí nezná-2CZ 23725 Ul zorněného vakuovacího stroje, do přepravního nebo obchodního balení, ze kterého se vakuovou pumpou odsává vzduch a je připraveno ke skladování.From the membrane filtration device 4, the liquid colostrum is then conveyed via a piping system 2 by means of a displacement pump 5 to a drying device 6, where the actual drying process is carried out at a very high temperature, either by evaporation or freezing. From the drying apparatus 6, the final product, dried colostrum, is collected in production cycles into a small-volume container 7, where the colostrum is ready for further processing. Thereafter, the dried colostrum is poured, using an unknown vacuum machine, into a shipping or commercial package from which air is sucked out by a vacuum pump and is ready for storage.

Popsané uspořádání výrobní linky není jediným možným provedením technického řešení. Jak je znázorněno na obr. 2, výrobní linka může být opatřena dvěma zařízeními 4 pro membránovou filtrací, provádějící různé úrovně filtrace, jako je reverzní osmóza, nanofiltrace, ultrafiltrace či mi kro filtrace. Výrobní linka může obsahovat například více jak jednu míchací nádobu 1 a může být opatřena jiným než lopatkovým míchadlem jT. Výrobní linka může být rovněž vybavena dalším potrubním systémem 2, několika sušicími zařízeními 6 nebo záložními hnacími čerpadly 3 a výtlačnými čerpadly 5.The described production line arrangement is not the only possible implementation of the technical solution. As shown in Fig. 2, the production line may be provided with two membrane filtration devices 4 performing different levels of filtration such as reverse osmosis, nanofiltration, ultrafiltration or microfiltration steps. For example, the production line may comprise more than one mixing vessel 1 and may be provided with a non-paddle stirrer 11. The production line can also be equipped with an additional piping system 2, several drying devices 6 or backup drive pumps 3 and discharge pumps 5.

io Průmyslová využitelnostio Industrial applicability

Technické řešení je uplatnitelné v mnoha různých průmyslových odvětvích, především však v potravinářském průmyslu, kdy sušeným kolostrem, ve kterém je uchováno maximální množství biologicky aktivních látek, lze obohacovat jiné komponenty a dosahovat vyšších pozitivních účinků této látky.The technical solution is applicable in many different industries, especially in the food industry, where the dried colostrum, which retains the maximum amount of biologically active substances, can enrich other components and achieve higher positive effects of this substance.

Claims

15 PROTECTION REQUIREMENTS

A production line for preparing dried colostrum comprising one or more mixing vessels (1) and drying devices (6) for spray drying or freeze drying, which are interconnected by means of a piping system (2), characterized in that the piping system (2) ) is equipped with at least one drive pump (3) and at least one discharge pump (5),

20 between which at least one membrane filtration device (4) is incorporated into the piping system (2).

Production line according to claim 1, characterized in that it comprises two membrane filtration devices (4) of different filtration levels, which are adapted to carry out either reverse osmosis and / or nanofiltration and / or ultrafiltration and / or microfiltration.