DE202021102655U1

DE202021102655U1 - Vorrichtung zur Herstellung von Weizengraspolysacchariden und Weizengrasproteinen

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Publication number: DE202021102655U1
Application number: DE202021102655.3U
Authority: DE
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Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2031-05-18

Abstract

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Weizengraspolysacchariden und Weizengrasproteinen, welche umfasst:
eine Vorverarbeitungsvorrichtung zur vorherigen Verarbeitung des Originalmaterials, wobei durch die Vorverarbeitungsvorrichtung trockenes Weizengras zerstückelbar ist, wobei das zerstückelte Weizengras dann mit destilliertem Wasser gemischt wird, um so eine neue Lösung zu bilden;
eine enzymatische Hydrolyseverarbeitungsvorrichtung, die mit der Vorverarbeitungsvorrichtung gekoppelt ist, um die Lösung von der Vorverarbeitungsvorrichtung aufzunehmen und dann der Lösung Cellulose als Mischlösung beizumischen, wobei der PH-Wert der Mischlösung auf einen voreingestellten Wert gehoben und dann die Mischlösung geschüttelt oder gerührt wird, um sich in eine enzymatischen Hydrolyselösung umzuwandeln;
eine Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung, die mit der enzymatischen Hydrolyseverarbeitungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung mit einer Mikrowellenvorrichtung und einer ersten Zentrifugalvorrichtung gekoppelt ist, wobei die Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung die enzymatische Hydrolyselösung von der enzymatischen Hydrolyseverarbeitungsvorrichtung empfängt und dann die enzymatische Hydrolyselösung durch Mikrowellen in der Mikrowellenvorrichtung bearbeitet wird, um später zur zentrifugalen Verarbeitung in die primäre Zentrifugalvorrichtung überführt zu werden, wo sie eine Überstandslösung und einen Bodensatz bildet;
eine Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung, die mit der Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung verbunden ist und eine Rotationsverdampfungsvorrichtung, eine Alkoholfällungsvorrichtung, eine sekundäre Zentrifugalvorrichtung und eine Gefriertrocknungsvorrichtung enthält, wobei die Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung die Überstandslösung von der Mikrowellenextrationshilfsvorrichtung erhält und die Überstandslösung durch die Rotationsverdampfungsvorrichtung kondensiert und druckreduziert wird, wobei dann die Alkoholfällungsvorrichtung der Überstandsösung zur Alkoholfällungsverarbeitung reines Ethanol hinzufügt und dann die Überstandslösung durch die sekundäre Zentrifugalvorrichtung weiterverarbeitet wird, wobei danach die verarbeitete Lösung zum Einfrieren und Trocknen in die Gefriertrocknungsvorrichtung überführt wird, so dass sich Weizengrasrohpolysaccharide bilden können;
eine aquagene Zweiphasenextraktionsvorrichtung, die mit der Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung gekoppelt ist und einen Schüttler sowie ein aquagenes Zweiphasensystem aus Ionenflüssigkeit und Salz umfasst, wobei die Ionenflüssigkeit [Bmin] BF4 und das Salz entweder (NaH2PO4) oder NaCl ist, wobei eine aquagene Zweiphasenextraktionsvorrichtung die Weizengrasrohpolysaccharide von der Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung aufnimmt und dann die Rohpolysaccharide zu dem Wasser hinzufügt, um eine Rohpolysaccharidlösung entstehen zu lassen, welche zur Vibration auf den Schüttler übertragen wird;
eine Weizengras-Polysaccharidvorrichtung, die mit der aquagenen Zweiphasenextraktionsvorrichtung verbunden ist und einen Superfilterfilm enthält, wobei die Weizengras-Polysaccharidvorrichtung die geschüttelte Lösung aus der Zweiphasenextraktionsvorrichtung empfängt und die untere Schicht darin aufnimmt, welche anorganische Salze enthält, wobei das Salz in der unteren Schicht durch den Superfilterfilm entfernt und dann kondensiert, gefroren und getrocknet wird, um Weizengraspolysaccharide zu bilden; und
eine Weizengrasprotein produzierende Vorrichtung, die mit der aquagenen Zweiphasenextraktionsvorrichtung gekoppelt ist und eine Vakkuumsrotationstrocknungsvorrichtung umfasst, wobei die Weizengrasprotein produzierende Vorrichtung nach der Schüttlung durch die aquagene Zweiphasenextraktionsvorrichtung eine obere Schicht aus der Lösung aufnimmt und dann Dichlormethan hinzufügt, wobei danach die Lösung durch die Vakuumrotationstrocknungsvorrichtung getrocknet wird, um das Dichlormethan abzuscheiden und das Weizengrasprotein zu erhalten.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die Zubereitung von Weizengras und ist insbesondere eine Vorrichtung zur Herstellung von Weizengraspolysacchariden und Weizengrasproteinen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Weizengras enthält viel Eiweiß, Kohlenhydrate und Rohfasern und ist darüber hinaus noch fettarm, wodurch es als ein nahrhaftes Lebensmittel gilt. Bei der Herstellung von Weizengraspolysacchariden wird das Weizengrasprotein häufig als Abfall zurückgelassen. Dadurch wird eine große Menge an Weizengrasressourcen verschwendet und die dazugehörigen Verarbeitungskosten massiv erhöht.
Die aquagene Zweiphasenextraktionstechnologie ist eine Technik zum Heraustrennen von Proteinen bei gleichzeitigem Abscheiden und Reinigen von Proteinen, Nukleinsäuren, Erregern und anderen Materialien. Derzeit sind uns nur die aquagene Zweiphasenextraktionstrennungstechniken und die aquagene Ionenflüssigkeits / salzaquagene Zweiphasenextraktionstrennungstechniken bekannt. Diese Technologien können jedoch nicht gleichzeitig zur Herstellung von Weizengraspolysacchariden und Weizengrasproteinen verwendet werden. Sie können nur Weizengraspolysaccharide mit einem niedrigeren Ertrag abscheiden, aber eben kein Weizengrasprotein.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, die zur Herstellung von Weizengraspolysacchariden und Weizengrasproteinen verwendet werden kann, um die Defizite bei der derzeitigen Technik zu lösen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Herstellung von Weizengraspolysacchariden und Weizengrasproteinen zu bieten, wobei diese Erfindung auch dafür verwendet werden kann, um Weizengraspolysaccharide und Weizengrasproteine durch die Verwendung von Cellulose gleichzeitig mit höherer Effizienz herzustellen. Mikrowellenextraktion kann die Struktur des Weizengrases aufbrechen, so dass die Polysacchariden und das Protein effizient herausgefiltert werden können. Das NaCl in einem aquagenen Zweiphasensystem ist für den Extraktionsvorgang vorteilhaft. Zudem unterliegt die Ionenflüssigkeit in der vorliegenden Erfindung fast keinem Verdampfungsdruck, so dass beim Trennprozess kein Verlust und keine Umweltverschmutzung entsteht. Die Durchführung der vorliegenden Erfindung ist leicht zu handhaben, für die Massenproduktion geeignet und kann Wert von Weizengras fördern.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockdiagramm, welche die Elemente der vorliegenden Erfindung zeigt
2 zeigt eine schematische Ansicht der Bedienung und zeigt die Vorbereitung der vorliegenden Erfindung

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Damit ein Experte die vorliegende Erfindung besser verstehen kann, ergeht im Folgenden eine detaillierte Beschreibung der Funktion. Diese Beschreibungen und die beigefügten Zeichnungen werden jedoch nur verwendet, um dem Experten die Ziele, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung verständlich zu machen, nicht aber, um den Umfang der vorliegenden Erfindung, welche durch die angehängten Ansprüche definiert ist, einzuschränken.
Mit Bezugnahme auf die 1 und 2 wir die Struktur der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die vorliegende Erfindung beinhaltet dabei die folgenden Elemente.
Eine Vorverarbeitungsvorrichtung 10 dient zur Verarbeitung des Originalmaterials vorab, indem die Vorverarbeitungsvorrichtung 10 trockenes Weizengras 90 (Weizenglas) zerstückelt. Das zerstückelte Weizengras wird dann mit destilliertem Wasser gemischt, mit dem es dann eine eigene Lösung bildet. Die Ratio des Weizengrases zu destilliertem Wasser beträgt dabei 1: (30 - 50).
Eine enzymatische Hydrolyseverarbeitungsvorrichtung 20 ist mit der Vorverarbeitungsvorrichtung 10 gekoppelt, um die Lösung von der Vorverarbeitungsvorrichtung 10 aufzunehmen und dann der Lösung Cellulose als Beimischung zuzusetzen, wodurch der PH-Wert der Mischlösung auf einen voreingestelltes Niveau angehoben wird. Dann wird die Mischlösung geschüttelt oder gerührt, um sich zu einer enzymatischen Hydrolyselösung zu wandeln.
Eine Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung 30 ist mit der enzymatischen Hydrolyseverarbeitungsvorrichtung 20 verbunden. Die Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung 30 umfasst eine Mikrowellenvorrichtung 31 und eine primäre Zentrifugalvorrichtung 32. Die Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung 30 nimmt die enzymatische Hydrolyselösung von der enzymatischen Hydrolyseverarbeitungsvorrichtung 20 auf. Dann wird die enzymatische Hydrolyselösung durch Mikrowellen in der Mikrowellenvorrichtung 31 bearbeitet und später zur zentrifugalen Weiterverarbeitung in die primäre Zentrifugalvorrichtung 32 überführt, um dort eine Überstandslösung 91 und einen Bodensatz 92 zu bilden.
Eine Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung 40 ist mit der Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung 30 verbunden und umfasst eine Rotationsverdampfungsvorrichtung 41, eine Alkoholfällungsvorrichtung 42, eine sekundäre Zentrifugalvorrichtung 43 und eine Gefriertrocknungsvorrichtung 44. Die Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung 40 nimmt die Überstandslösung 91 aus der Mikrowellenextraktionshilsvorrichtung 30 auf. Die Überstandslösung 91 wird durch die Rotationsverdampfungsvorrichtung 41 kondensiert und druckreduziert. Dann fügt die Alkoholfällungsvorrichtung 42 der Überstandslösung zur Alkoholfällungsverarbeitung reines Ethanol hinzu. Danach wird die Überstandslösung durch die sekundäre Zentrifugalvorrichtung 43 zentrifugal weiterverarbeitet. Später wird die verarbeitete Lösung zum Einfrieren und Trocknen in die Gefriertrocknungsvorrichtung 44 überführt, so dass unter Bildung von Weizengrasrohpolysacchariden 93 die Überstandslösung 91 kondensiert und druckreduziert wird, wobei ein Fünftel des ursprünglichen Volumens zurückbleibt und das Volumenverhältnis des absoluten Ethanols zur Überstandslösung 2-4:1 beträgt.
Eine aquagene Zweiphasenextraktionsvorrichtung 50 ist mit der Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung 40 verbunden und umfasst einen Schüttler 51 und ein aquagenes Ionenflüssigkeits- / Salz-Zweiphasensystem 52, bei dem die Ionenflüssigkeit 97 [Bmin] BF4 und das Salz NaH2Po4 und NaCl sein kann. Die aquagene Zweiphasenextraktionsvorrichtung 50 nimmt die Weizengras-Rohpolysaccharide 93 von der Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung 40 auf und fügt dann die Rohpolysaccharide 93 zum Wasser hinzu, um die Rohpolysaccharidlösung 94 zu erhalten, die zur Vibration auf den Schüttler 51 übertragen wird.
Eine Weizengras-Polysaccharidvorrichtung 60 ist mit der aquagenen Zweiphasenextraktionsvorrichtung 50 gekoppelt und verfügt über einen Superfilterfilm 61. Die Weizengraspolysaccharidvorrichtung 60 nimmt die geschüttelte Lösung aus der aquagenen Zweiphasenextraktionsvorrichtung 50 auf und sammelt die untere Schicht 501 darin ein, welche anorganische Salze enthalten kann. Das Salz in der unteren Schicht 501 wird durch den Superfilterfilm 61 abgeschieden und dann kondensiert, gefroren und getrocknet, um so Weizengraspolysaccharide 95 zu bilden.
Eine Weizengrasprotein produzierende Vorrichtung 70 ist mit der aquagenen Zweiphasenextraktionsvorrichtung 50 verbunden und umfasst eine Vakuumrotationstrocknungsvorrichtung 71. Die Weizengrasprotein produzierende Vorrichtung 70 entnimmt der Lösung nach Schüttlung durch die aquagene Zweiphasenextraktionsvorrichtung 50 eine obere Schicht 502 und fügt dann Dichlormethan hinzu. Danach wird diese Lösung durch die Vakuumrotationstrocknungsvorrichtung 71 getrocknet, um das Dichlormethan zu entfernen und um dadurch Weizengrasprotein 96 zu gewinnen.
In der vorliegenden Erfindung wird das aus der Trennung des Weizengrasproteins erzeugte Wasser wiederverwendet.
Die vorliegende Erfindung ist somit beschrieben, wobei offensichtlich ist, dass diese auf vielerlei Arten variiert werden kann. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung anzusehen, und alle Modifikationen, die für den Fachmann offensichtlich wären, sollen in den Umfang der folgenden Ansprüche fallen.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Herstellung von Weizengraspolysacchariden und Weizengrasproteinen, welche aufgrund des Einsatzes von Cellulose eine höhere Effizienz aufweist. Dabei wird Mikrowellenextraktion verwendet, um die Struktur des Weizengrases aufzubrechen, so dass die Polysaccharide und das Protein effizienter gewonnen werden können. Das NaCl im aquagenen Zweiphasensystem wird dabei im Extraktionsvorgang verwendet. Weiterhin hat die Ionenflüssigkeit in der vorliegenden Erfindung fast keinen Verdampfungsdruck, so dass beim Trennprozess kein Verlust und keine Umweltverschmutzung auftritt. Die Durchführung der vorliegenden Erfindung ist einfach und zur Massenproduktion geeignet und fördert den Wert von Weizengras.

Claims

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Weizengraspolysacchariden und Weizengrasproteinen, welche umfasst: eine Vorverarbeitungsvorrichtung zur vorherigen Verarbeitung des Originalmaterials, wobei durch die Vorverarbeitungsvorrichtung trockenes Weizengras zerstückelbar ist, wobei das zerstückelte Weizengras dann mit destilliertem Wasser gemischt wird, um so eine neue Lösung zu bilden; eine enzymatische Hydrolyseverarbeitungsvorrichtung, die mit der Vorverarbeitungsvorrichtung gekoppelt ist, um die Lösung von der Vorverarbeitungsvorrichtung aufzunehmen und dann der Lösung Cellulose als Mischlösung beizumischen, wobei der PH-Wert der Mischlösung auf einen voreingestellten Wert gehoben und dann die Mischlösung geschüttelt oder gerührt wird, um sich in eine enzymatischen Hydrolyselösung umzuwandeln; eine Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung, die mit der enzymatischen Hydrolyseverarbeitungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung mit einer Mikrowellenvorrichtung und einer ersten Zentrifugalvorrichtung gekoppelt ist, wobei die Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung die enzymatische Hydrolyselösung von der enzymatischen Hydrolyseverarbeitungsvorrichtung empfängt und dann die enzymatische Hydrolyselösung durch Mikrowellen in der Mikrowellenvorrichtung bearbeitet wird, um später zur zentrifugalen Verarbeitung in die primäre Zentrifugalvorrichtung überführt zu werden, wo sie eine Überstandslösung und einen Bodensatz bildet; eine Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung, die mit der Mikrowellenextraktionshilfsvorrichtung verbunden ist und eine Rotationsverdampfungsvorrichtung, eine Alkoholfällungsvorrichtung, eine sekundäre Zentrifugalvorrichtung und eine Gefriertrocknungsvorrichtung enthält, wobei die Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung die Überstandslösung von der Mikrowellenextrationshilfsvorrichtung erhält und die Überstandslösung durch die Rotationsverdampfungsvorrichtung kondensiert und druckreduziert wird, wobei dann die Alkoholfällungsvorrichtung der Überstandsösung zur Alkoholfällungsverarbeitung reines Ethanol hinzufügt und dann die Überstandslösung durch die sekundäre Zentrifugalvorrichtung weiterverarbeitet wird, wobei danach die verarbeitete Lösung zum Einfrieren und Trocknen in die Gefriertrocknungsvorrichtung überführt wird, so dass sich Weizengrasrohpolysaccharide bilden können; eine aquagene Zweiphasenextraktionsvorrichtung, die mit der Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung gekoppelt ist und einen Schüttler sowie ein aquagenes Zweiphasensystem aus Ionenflüssigkeit und Salz umfasst, wobei die Ionenflüssigkeit [Bmin] BF4 und das Salz entweder (NaH2PO4) oder NaCl ist, wobei eine aquagene Zweiphasenextraktionsvorrichtung die Weizengrasrohpolysaccharide von der Polysaccharidalkohol-Fällungsvorrichtung aufnimmt und dann die Rohpolysaccharide zu dem Wasser hinzufügt, um eine Rohpolysaccharidlösung entstehen zu lassen, welche zur Vibration auf den Schüttler übertragen wird; eine Weizengras-Polysaccharidvorrichtung, die mit der aquagenen Zweiphasenextraktionsvorrichtung verbunden ist und einen Superfilterfilm enthält, wobei die Weizengras-Polysaccharidvorrichtung die geschüttelte Lösung aus der Zweiphasenextraktionsvorrichtung empfängt und die untere Schicht darin aufnimmt, welche anorganische Salze enthält, wobei das Salz in der unteren Schicht durch den Superfilterfilm entfernt und dann kondensiert, gefroren und getrocknet wird, um Weizengraspolysaccharide zu bilden; und eine Weizengrasprotein produzierende Vorrichtung, die mit der aquagenen Zweiphasenextraktionsvorrichtung gekoppelt ist und eine Vakkuumsrotationstrocknungsvorrichtung umfasst, wobei die Weizengrasprotein produzierende Vorrichtung nach der Schüttlung durch die aquagene Zweiphasenextraktionsvorrichtung eine obere Schicht aus der Lösung aufnimmt und dann Dichlormethan hinzufügt, wobei danach die Lösung durch die Vakuumrotationstrocknungsvorrichtung getrocknet wird, um das Dichlormethan abzuscheiden und das Weizengrasprotein zu erhalten.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei die Ratio von Weizengras zu destilliertem Wasser 1: (30-50) beträgt.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei die Überstandslösung kondensiert und druckreduziert wird, so dass sie nur ein Fünftel ihres ursprünglichen Volumens einnimmt und das Volumenverhältnis des reinen Ethanols zu der Überstandslösung 2-4:1 beträgt.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei das Wasser, welches aus dem Proteintrennungsprozess gewonnen wird, wiederverwendet wird.