CZ301246B6

CZ301246B6 - Zpusob zjištování fermentovatelnosti vlákniny a zarízení k provádení tohoto zpusobu

Info

Publication number: CZ301246B6
Application number: CZ20060156A
Authority: CZ
Inventors: Jelínek@Miloš; Jelínek@Jirí; Zadák@Zdenek
Original assignee: Amr Amaranth, A. S.
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2009-12-16
Also published as: CZ2006156A3

Abstract

Zpusob spocívá v tom, že je provádena soucasná fermentace alespon dvou druhu vlákniny, z nichž jedna je vzorková a je u ní známo množství vytvárených plynu z fermentace, pricemž množství vytvárených plynu z fermentace jsou snímána u všech soucasne fermentovaných druhu vlákniny a jsou porovnávána s hodnotami vytvárených plynu u vzorkové vlákniny. Hodnoty množství vytvorených plynu jsou prevedeny na signály, které jsou pocítacove zpracovány a znázorneny na obrazovce pocítace. Zpusob je vetšinou doplnen provádením analýzy vytvárených plynu, pricemž hodnoty získané pri analýze plynu jsou vetšinou prevedeny na signály, které jsou dodávány do pocítace a porovnávány s hodnotami analýzy plynu ze známého vzorku vlákniny. Zarízení k provedení zpusobu je tvoreno fermentory (11, 12) s míchadly (1), na které jsou napojena cerpadla (5) pro dopravu vlákniny a cerpadla (6) pro cirkulaci vlákniny. Fermentory (11, 12) jsou opatreny mericími sondami (2) pH a teploty, mericími sondami (3) vodivosti roztoku a mericími sondami (4) kyslíku a jsou napojeny na prutokomery (7), dále napojené na analyzátory (16) plynu, které jsou pres rozhraní (8) napojeny na pocítac (9).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zjišťování fermentovatelností vlákniny a zařízení k provádění tohoto způsobu. Způsob je možno používat zejména jako diagnostický test v klinické výživě i jako test na kvalitu vlákniny.

io

Dosavadní stav techniky

Zjišťováni fermentovatelností vlákniny bylo možno doposud stanovit pouze chemickou analýzou a vyhodnocením fermentace pro určitý druh vlákniny. Tuto skutečnost dokazuje například odbor15 ný časopis Kliň. Biochem. Metab., 11 (32), 2003, No. 1 p. 27 až 36 autorky Tiché A. a kol., uvádí, že metan je markérem anaerobní fermentace probíhající v tlustém střevu při fermentaci vlákniny, čehož je možné využít při hodnocení nutriční kvality vlákniny stanovením konečných produktů anaerobní fermentace po aplikaci definované vlákniny. Toto vědecké pojednání však konkrétní způsob provedení této teorie neuvádí, podobně jako další vědecké pojednání uváděné ve studii

Institutu potravinářských věd Švýcarské technické vysoké školy v Curychu (Emáhrung, 26,2002, č. 2, s. 53 až 57), kde se uvádí, že je možno hodnotit fermentovatelnost podle tvorby fermentaěnich produktů. Konkrétní provedení tohoto způsobu však neuvádí. Toto je důkazem toho, že prakticky však doposud nebyl nalezen konkrétní způsob, jak zjistit fermentovatelnost vlákniny pro ten který lidský organizmus nebo provádět porovnání jednotlivých druhů vlákniny.

Cílem vynálezu je proto nalezení způsobu, kterým bude možno snadnější cestou zjišťovat fermentovatelnost a tudíž i vhodnost příslušné vlákniny pro daný lidský organismus a lépe zjišťovat hodnoty fermentovatelností různých druhů vlákniny.

Podstata vynálezu

Vytyčeného cíle je dosaženo způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je prováděna současná fermentace alespoň dvou druhů vlákniny, z nichž jedna je vzorková a je u ní známo množství vytvářených plynů z fermentace, přičemž množství vytvářených plynů z fermentace jsou snímána u všech současně fermentovaných druhů vlákniny a jsou porovnávána s hodnotami vytvářených plynů u vzorkové vlákniny.

Za účelem snadnějšího porovnání množství vytvářených plynů jsou tato množství dále převedena na signály, které jsou počítačově zpracovány a znázorněny na obrazovce počítače. Například jsou zpracovány do křivek, znázorňujících na obrazovce počítače množství vytvářených plynů z fermentace všech měřených druhů vlákniny ve stejných Časových jednotkách. Následně se porovnává průběh všech znázorněných křivek. Při porovnávání množství vytvořených plynů z fermentace více druhů vlákniny, přičemž jeden druh této vlákniny je určen jako porovnávací vzorek, je možno určit, kletý druh vlákniny je pro organizmus, ze kterého byla vybrána bakteriální násada, nejvýhodnější. Při použití stejné bakteriální násady je tak také možno podle vývoje plynů za určitou časovou jednotku zjišťovat fermentovatelnost a tím také vhodnost příslušného druhu vlákniny pro daný lidský organizmus. Naopak při použití stejného druhu vlákniny pro různé fermentační procesy je možné použít různé bakteriální násady, tudíž z různých lidských organiz50 mů, z nichž jedna je určena jako porovnávací vzorek, při porovnání výsledných údajů je možno zjistit, pro který lidský organizmus je příslušná vláknina nej vhodnější.

Způsob je zpravidla doplněn prováděním analýzy vytvářených plynů, přičemž získané hodnoty jsou většinou převedeny na signály, které jsou dodávány do počítače a porovnávány s hodnotami známého druhu vlákniny.

-1CZ 301246 B6

Jedno ze zařízení k provedení způsobu je tvořeno více fermentory, napojenými na průtokoměry plynů, které jsou dále napojeny na počítač. Signály od průtokoměrů všech fermentorů jsou vedeny do počítače, kde jsou znázorňovány na obrazovce s možností vzájemného porovnání.

Průtokoměry jsou zpravidla napojeny na analyzátory plynů, které mohou být rovněž napojeny na počítač. Analyzátor plynů vyhodnotí přítomnost plynů v každém z fermentorů. Vyhodnocené hodnoty mohou být v analyzátoru převedeny na signály, zaslané do počítače, kde jsou znázorněny na obrazovce s možností vzájemného porovnání,

Fermentory jsou většinou opatřeny měřicími sondami pH a teploty, vodivosti roztoku a množství kyslíku, napojenými na počítač. Měřicí sondy vyhodnotí zjištěné údaje a převedou je ve formě signálu do počítače. Na základě těchto údajů je možno upravit pH a teplotu, vodivost roztoku a množství kyslíku na potřebné hodnoty, zajišťují stejné podmínky pro fermentaci, které má vzo15 rek, podle kterého je prováděno porovnávání.

Fermentory jsou většinou doplněny Čerpadlem pro dopravu vlákniny a čerpadlem pro cirkulaci vlákniny.

Přehled obrázku na výkrese

Zařízení k provedení způsobu podle vynálezu je schematicky znázorněno na přiloženém výkrese.

Příklady provedení způsobu podle vynálezu

Příklad 1

Bylo třeba zjistit, zda příslušný druh vlákniny vyhovuje pro daný lidský organizmus. Za tím účelem byla provedena fermentace této vlákniny v jednom z fermentorů a ve druhém fermentorů byla prováděna fermentace zkušebního vzorku, jehož hodnoty fermentace jsou známy, přičemž oba druhy vlákniny byly naočkovány bakteriální násadou z daného lidského organizmu. Množst35 ví vytvořených plynů v zadaných časových úsecích byla snímána jak u zkoušené vlákniny, tak u zkušebního vzorku a převedena na signály, dodané dále do počítače, aby byly znázorněny ve formě grafu a vytvořená křivka zkoušené vlákniny byla porovnávána s vytvořenou křivkou od zkušebního vzorku a na základě tohoto zjištění bylo posouzeno, zdaje zkoušený druh vlákniny pro daný lidský organizmus vhodný. Při fermentaci byly také odebírány bioplyny od zkoušené vlákniny a od vzorku vlákniny a prováděna jejich analýza, přičemž naměřené hodnoty byly převáděny na signály, dále dodávané počítači, kde byly převedeny do křivek, znázorněných na obrazovce. Vzhledem ktomu, že metan je podstatný plyn vznikající pri fermentaci, porovnáním hodnot metanu se známými hodnotami vzorku je možno rovněž zjistit, zda fermentovaný druh vlákniny vyhovuje pro daný lidský organizmus.

Příklad 2

Bylo třeba zjistit fermentovatelnost daného druhu vlákniny. Za tím účelem se do jednoho z fer50 mentorů umístila vláknina zkoušená a do druhého z fermentorů se umístil vzorek vlákniny, jejíž hodnoty fermentace byly již známy. Následně se oba druhy vlákniny naočkovaly stejnou bakteriální násadou - organickým kalem a provedla současná fermentace obou druhů vlákniny. Dále byly vyhodnocovány množství plynů vzniklých pri fermentaci u obou fermentovaných vzorků a převáděno na signály, vedené do počítače, kde byly znázorněny do křivek a umožnily vzájemné porovnání, na základě kterého se zjistila lepší nebo naopak horší fermentovatelnost zkoušené

-2CZ 301246 B6 vlákniny oproti vzorku se známými hodnotami. Také í v tomto případě byla současně u obou druhů vlákniny prováděna analýza vytvoření metanu a zjištěné hodnoty byly převedeny na signály, dodané do počítače, k umožnění převodu těchto hodnot do křivek na obrazovce, podle kterých bylo možno provést porovnání fermentovatelnosti podle vývinu metanu.

Příklad zařízení k provedení způsobu podle vynálezu

V daném příkladu provedení je zařízení tvořeno fermentorem JT pro umístění zkoušené vlákniny a fermentorem 12 pro umístění vlákniny jako vzorku, jehož hodnoty vzniků plynů při fermentaci jsou známy. Oba fermentory JI a 12 jsou opatřeny míchadly 1 a měřicími sondami 2 pro snímání pH a teploty, měřicími sondami 3 pro snímání vodivosti roztoku a měřicími sondami 4 pro snímání množství kyslíku, kteréjsou napojeny přes rozhranní 8 na počítač 9. Vrchní část fermentoru JT pro umístění zkoušené vlákniny i fermentoru J2 pro umístění vlákniny jako vzorku, jsou napojeny na průtokoměry ]_ plynů, které jsou rovněž napojeny přes rozhranní 8 na počítač 9. Vláknina je do fermentoru JJ. pro umístění zkoušené vlákniny a do fermentoru J2 pro umístění vlákniny jako vzorku, dopravována peristaltickými čerpadly 5 pro dopravu vlákniny. Fermentory 11, 12 jsou dále opatřeny membránovými čerpadly 6 cirkulace vlákniny. Pohony těchto Čerpadel 5, 6 jsou rovněž napojeny přes rozhraní 8 na počítač 9. Fermentory 11,12 jsou opatřeny topným zařízením 13 ventilem J4 přívodu dusíku a ventilem J5 výstupu vzduchu. Průtokoměr 7 je napojen na analyzátor J6 plynů, rovněž napojený přes rozhraní 8 a na počítač 9. Vypouštění roztoku z fermentorů JJ a 12 se provádí vypouštěcími ventily 17, umístěnými ve spodní části fermentorů JJal2.

Zkoušená vláknina i vlákniny jako vzorek jsou dopraveny peristaltickými čerpadly 5 pro dopravu vlákniny do fermentorů 11 a 12, kdejsou naočkovány bakteriální násadou a míchány míchadly J. Dále se na základě údajů měřicích sond 2 upraví pH a teplota na stejné hodnoty v obou fermentorech JJ a 12, stejně jako se upraví vodivost roztoku podle údajů měřicích sond 3 a množství kyslíku v roztoku se upraví podle údajů měřicích sond 4. Průtokoměry 7 jsou měřeny průtoky plynu, kteréjsou převáděny na signály, vedené do počítače 9, kdejsou znázorněny na obrazovce ve tvaru křivek grafů, které je možno vzájemně porovnávat a tak zjišťovat rozdíl mezi hodnotami fermentace u zkoušené vlákniny oproti vzorku vlákniny, u které jsou hodnoty fermentace již známy. Fermentory JJ, J2 jsou vyhřívány topným zařízením J3. Před provedením fermentace je z fermentorů JJ, J2 vytlačen vzduch ventily J5 výstupu vzduchu, dusíkem, který je přiveden ventily J4 přívodu dusíku. Průtokoměry 7 jsou většinou napojeny na analyzátor 16, rovněž napojený přes rozhraní 8 na počítač 9. Tak je možno na obrazovce počítače 9 porovnávat přímo vznik bioplynu při fermentaci vlákniny jako vzorku a vlákniny zkoušené při současném analyzování jednotlivých složek bioplynu, jako metanu, vodíku a kysličníku uhličitého.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

5 1. Způsob zjišťování fermentovatelnosti vlákniny, vyznačující se tím, že je prováděna současná fermentace alespoň dvou druhů vlákniny, z nichž jedna je vzorková a je u ní známo množství vytvářených plynů z fermentace, přičemž množství vytvářených plynů z fermentace jsou snímána u všech současně fermentovaných druhů vlákniny a jsou porovnávána s hodnotami vytvářených plynů u vzorkové vlákniny.
2. Způsob zjišťování fermentovatelnosti vlákniny podle nároku 1, vyznačující se tím, že hodnoty množství vytvořených plynů jsou převedeny na signály, které jsou počítačově zpracovány a znázorněny na obrazovce počítače.

15
3* Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je doplněn prováděním analýzy vytvářených plynů.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že hodnoty získané při analýze plynů jsou převedeny na signály, kteréjsou dodávány do počítače a porovnávány s hodnotami analý20 zy plynů ze známého vzorku vlákniny.
5. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je tvořeno více fermentory (11, 12) napojenými na průtokoměry (7) plynů, kteréjsou dále napojeny na počítač (9).
6. Zařízení kprovádění způsobu podle nároku 3, vyznačující se tím, že průtokoměry (7) plynů jsou napojeny na analyzátory (16) plynů.
7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že analyzátory (16) plynů jsou napojeny na počítač (9).
8. Zařízení podle nároků 5až7, vyznačující se tím, opatřeny měřicími sondami (2) pH a teploty.

že fermentory (11, 12) jsou
9. Zařízení podle nároků 5 až 8, vyznačující se tím, opatřeny měřicími sondami (3) vodivosti roztoku.

že fermentory (11, 12) jsou
10. Zařízení podle nároků 5až9, vyznačující se tím, že fermentoiy (11, 12) jsou opatřeny měřicími sondami (4) kyslíku,
11. Zařízení podle nároků 8ažl0, vyznačující se tím, že měřicí sondy (2) pH a teploty, měřicí sondy (3) vodivosti roztoku a měřicí sondy (4) kyslíku jsou napojeny na počítač (9).

45 12. Zařízení podle nároků 5 až 11, vyznačuj ící se tím, že fermentory (11, 12) jsou doplněny čerpadly (5) pro dopravu vlákniny a čerpadly (6) pro cirkulaci vlákniny.