CZ305794B6 - Způsob úpravy dřevních suků s přesně regulovanou strukturou drtě pro výrobu lignanů a zařízení k provádění tohoto způsobu, s využitím v potravinářské výrobě - Google Patents

Abstract

Způsob úpravy dřevních suků s přesně regulovanou strukturou drtě pro výrobu lignanů, s využitím v potravinářské výrobě spočívá v tom, že suky jsou před drcením zmrazeny kapalným plynem na teplotu nižší než -60 .degree.C, načež se uvede do chodu brusný pás (7) a tlačné zařízení (3) s regulací tlaku, přičemž při této nízké teplotě je dřevní hmota křehká a snadno se pomocí diamantového brusného pásu přemění na malé částice, kdy při této nízké teplotě se obsažená pryskyřice nenalepuje na pracovní plochu pásu a plynule odpadává do zásobníku drtě, přičemž volbou hrubosti brusného pásu a zvolením jeho stavitelné rychlosti se získá definovaná velikost prachových částic, načež následuje extrakce lignanů vodou při 100 .degree.C. Zařízení k provádění způsobu sestává z tlakové chladicí komory (1) s násypkou (2), opatřené tlačným zařízením (3), kdy do komory (1) ústí vstřikovací tryska (4) napojená ze zásobníku (6) tekutých plynů přes regulátor (5), přičemž k přední části chladicí komory (1) přiléhá brusný pás (7) s držákem (8) brusného pásu opatřený přítlakem, přičemž k zadní straně brusného pásu (7) přiléhá čisticí zařízení (12), přičemž brusný pás (7) je poháněn motorem (9) s regulátorem (10) otáček. Pod brusným pásem (7) je umístěn zásobník (13) drtě. Zásobník (6) tekutých plynů obsahuje tekutý dusík. Zásobník (6) tekutých plynů alternativně obsahuje tekutý oxid uhličitý.

Description

Způsob úpravy dřevních suků s přesně regulovanou strukturou drtě pro výrobu lignanů a zařízení k provádění tohoto způsobu, s využitím v potravinářské výrobě

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu úpravy dřevních suků s přesně regulovanou strukturou drtě pro výrobu lignanů a zařízení k provádění tohoto způsobu, s využitím v potravinářské výrobě. Zejména se jedná o využití hydroxymatairesinolu (dále HMR) a alfa-conidendrinu (dále Coni) při výrobě extraktu pro potravinářské účely.

Dosavadní stav techniky

Lignany patří do široké skupiny rostlinných fenolů, které na sebe v posledních dvou dekádách upozorňují nejen pro své četné biologické účinky, ale také svou strukturní bohatostí a druhovou rozmanitostí. Z hlediska struktury jsou lignany tvořeny dvěma fenyl-propanovými jednotkami, které jsou spojeny přes centrální beta uhlíky obou postranních řetězců. Tvoří tak nejčastěji dimery, ale v posledních letech byly v různých druzích měkkých dřevin popsány i vyšší lignany - oligolignany, konkrétně se jedná o seskvi-, di-, a sesterolignany. Jako sekundární metabolity cévnatých rostlin vynikají účinky antioxidačními, protinádorovými, antivirovými, antibakteriálními, insekticidními, fungicidními, estrogenními, antiestrogenními a v neposlední řadě i ochrannými účinky proti srdečním chorobám. Zvýšený zájem o lignany vychází především z možnosti jejich využití ve farmacii a výživě.

Nejčastěji se nacházejí ve dřevě a kůře stromů, ale i v kořenech, listech, květech, plodech a semenech rostlin. Lignany se vyskytují jednak ve volné formě v podobě aglykonů zejména v dřevinách a dále pak vázané na širokou skupinu sacharidů v případě zemědělských produktů. Lignany a další rostlinné polyfenoly se běžně vyskytují v jádrovém dřevu stromů, přičemž lignany jsou obsaženy převážně v měkkých dřevinách (jehličnany), zatímco flavonoidy v dřevinách s tvrdým jádrem. Stilbeny jsou dále typické pro borovice a jsou obsaženy také v kůře stromů. V nedávné době byl skupinou finských vědců publikován objev pravděpodobně nejbohatšího přírodního zdroje lignanů. Holmbom et al objevili v sucích stromů v průměru 5 až 10 hmotn. % lignanů, přičemž suky smrku ztepilého (Picea abies) dosahovaly hodnoty 6 až 29 % hmotn., s nejvíce zastoupeným lignanem - hydroxymatairesinolem (HMR), který tvořil 70 až 85 % hmotn. z celkového obsahu lignanů. [Holmbom B., Eckerman Ch., Eklund P., Hemming J., Nisula L., Reunanen M., Sjóholm R., Sundberg A., Sundberg K., Willfbr S.: Knots in trees - A new rich source of lignans. Phytochemistry Reviews 2, 331-340 (2003)]

Lignany obsažené v sucích (v dřevní hmotě) smrku ztepilého jsou málo rozpustné ve vodě a jednoduchá macerace hrubě namleté dřevní hmoty vodou nebo moštem je nedostatečná pro zvýšení jejich obsahu. V dřívější přihlášce vynálezu CZ PV 2014 - 870 téhož přihlašovatele o názvu „Způsob extrakce lignanů ze suků jehličnanů a využití extraktu pro potravinářské účely“, je popsán technologický postup postupné extrakce lignanů varem ve vodě bez použití organických rozpouštědel. Pro tuto technologii se používají dřevní suky nadrcené ve střižním mlýnu SM 100 firmy Retsch. Rozdrcená dřevní hmota je hrubá a extrakce varem se musí provádět několikrát za sebou. Tím zbytečně narůstá množství vody s rozpuštěnými lignany, která se musí zahušťovat odpařením. Tato skutečnost zpomaluje výrobu lignanů a zvyšuje ekonomické náklady. Rovněž při mletí suků se střižné plochy nožů často zanášejí pryskyřicí a zařízení se musí často odstavovat z provozu a čistit. Tento mlýn bylo výhodné použít pro přípravu lignanů v laboratorních podmínkách. Pro výrobu lignanů novým postupem, s vysokou produktivitou práce, je však nedostačující. Vynálezci museli proto vyvinout nové zařízení a nový postup výroby.

- 1 CZ 305794 B6

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob úpravy dřevních suků s přesně regulovanou strukturou drtě pro výrobu lignanů a zařízení k provádění tohoto způsobu, s využitím v potravinářské výrobě, jehož podstata spočívá v tom, že suky jsou před drcením zmrazený kapalným plynem na teplotu nižší než -60 °C, načež se uvede do chodu brusný pás a tlačné zařízení s regulací tlaku, přičemž při této nízké teplotě je dřevní hmota křehká a snadno se pomocí diamantového brusného pásu přemění na malé částice, kdy při této nízké teplotě se obsažená pryskyřice nenalepuje na pracovní plochu pásu a plynule odpadává do zásobníku drtě, přičemž volbou hrubosti brusného pásu a zvolením jeho stavitelné rychlosti se získá definovaná velikost prachových částic, načež následuje extrakce lignanů vodou při 100 °C, která je z takové struktury dřevního sukového prachu rychlá a lze ji snadno definovat pro výrobní proces.

Zařízení sestává z tlakové chladicí komory, s násypkou, opatřené tlačným zařízením, kdy do komory ústí vstřikovací tryska napojená ze zásobníku tekutých plynů přes regulátor. K přední části chladicí komory přiléhá brusný pás s držákem brusného pásu opatřený přítlakem. K zadní straně brusného pásu přiléhá čisticí zařízení. Brusný pás je poháněn motorem s regulátorem otáček. Pod brusným pásem je umístěn zásobník drtě. Zásobník tekutých plynů obsahuje s výhodou tekutý dusík. Zásobník tekutých plynů obsahuje s výhodou tekutý oxid uhličitý.

Množství vody s extraktem lignanů se sníží trojnásobně a při zahušťování se podstatně sníží časová a finanční náročnost.

K největším výhodám tohoto vynálezu patří vysoká výtěžnost lignanů a vysoká produktivita práce při jejich získávání.

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr. 1 je znázorněno schéma zařízení.

Příklady uskutečnění vynálezu

Zařízení podle obr. 1 sestává z tlakové chladicí komory 1, s násypkou 2. Tlaková chladicí komora 1 je opatřená tlačným zařízením 3, kdy do komory 1 dále ústí vstřikovací tryska 4 napojená ze zásobníku 6 tekutých plynů přes regulátor 5. K přední části chladicí komory 1 přiléhá brusný pás 7 s držákem 8 brusného pásu, opatřený přítlakem. K zadní straně brusného pásu 7 přiléhá čisticí zařízení 12. Brusný pás 7 je poháněn motorem 9 s regulátorem otáček 10. Pod brusným pásem 7 je umístěn zásobník 13 drtě. Zásobník 6 tekutých plynů obsahuje tekutý dusík.

Způsob výroby

Do tlakové chladicí komory 1 se nasypou násypkou 2 dřevné suky. Násypka 2 se uzavře a tryskou 4 ovládanou regulátorem 5 se pustí tekutý plyn (dusík nebo oxid uhličitý) ze zásobníku 6 tekutých plynů. Po dosažení teploty nejméně - 60 °C se uvede do chodu brusný pás 7 pomocí motoru 9 a regulátorem 10 se nastaví požadované ideální otáčky. Současně s pásem 7 se začne otáčet čisticí rotační zařízení 12, které má za úkol odstranit z pásu 7 zbytky unášeného dřevního prachu. Uvede se do pohybu tlačné zařízení 3 s regulací tlaku. Křehké zmrazené suky jsou pásem 7 s diamantovým brusivém přeměněny nájemnou prachovou strukturu, která padá do zásobníku 13 drtě. Pohon celého zařízení zajišťuje elektromotor 9 napájený ze zdroje 11 elektrické energie. Při nastavené nízké teplotě se obsažená pryskyřice nenalepuje na pracovní plochu pásu a plynule odpadává do zásobníku 13 drtě. Volbou hrubosti brusného pásu a zvolením jeho stavitelné rychlosti se získá definovaná velikost prachových částic. Potom se provede extrakce lignanů vodou

-2CZ 305794 B6 při 100 °C, která je z takové struktury dřevního sukového prachu rychlá a lze ji snadno definovat pro výrobní proces.

Claims (5)

1. Způsob úpravy dřevních suků s přesně regulovanou strukturou drtě pro výrobu lignanů, s využitím v potravinářské výrobě, vyznačující se tím, že suky jsou před drcením zmrazený kapalným plynem na teplotu nižší než -60 °C, načež se uvede do chodu brusný pás (7) a tlačné zařízení (3) s regulací tlaku, přičemž při této nízké teplotě je dřevní hmota křehká a snadno se pomocí diamantového brusného pásu přemění na malé částice, a současně se při této nízké teplotě obsažená pryskyřice nenalepuje na pracovní plochu pásu a plynule odpadává do zásobníku drtě, přičemž volbou hrubosti brusného pásu a zvolením jeho stavitelné rychlosti se získá stanovená velikost prachových částic, načež následuje extrakce lignanů vodou při 100°C.

2. Zařízení kprovádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestává z tlakové chladicí komory (1) s násypkou (2), opatřené tlačným zařízením (3) s tím, že do komory (1) ústí vstřikovací tryska (4) napojená ze zásobníku (6) tekutých plynů, přes regulátor (5) a s tím, že k přední části chladicí komory (1) přiléhá brusný pás (7) s držákem (8) brusného pásu opatřený přítlakem; že k zadní straně brusného pásu (7) přiléhá čisticí zařízení (12); a že brusný pás (7) je poháněn motorem (9) s regulátorem (10) otáček.

3. Zařízení podle nároku 2 , vyznačující se tím, že pod brusným pásem (7) je umístěn zásobník (13) drtě.

4. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že zásobník (6) tekutých plynů obsahuje tekutý dusík.

5. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že zásobník (6) tekutých plynů obsahuje tekutý oxid uhličitý.