Способ получения целлюлозных растительных волокон для использования в качестве нейтрального инертного наполнителя в составе дражирующей смеси предпосевной обработки семян как альтернативы древесных опилок твердых и мягких пород


 


Владельцы патента RU 2589220:

Закрытое акционерное общество "Инновационный центр "Бирюч" (ЗАО "ИЦ "Бирюч") (RU)

Изобретение относится к способу получения целлюлозных волокон из жома сахарной свеклы. Способ включает измельчение и фракционирование жома сахарной свеклы, запаривание в водопроводной воде температурой 45-50°C в течение 5-10 минут, постепенный контролируемый нагрев до 60-65°C, добавление щавелевой кислоты до достижения рН=3,3-3,5, плавный контролируемый нагрев до 70-75°C, выдерживание при достигнутой температуре 25-35 минут, отжим, промывку с последующим отжимом, отмывку отжатой пульпы в водопроводной воде с последующим отжимом, ИК-конвективную сушку. При необходимости готовый сухой продукт подвергают дополнительной стадии размола. Способ отличается экологичностью, экономичностью, масштабируемостью, высокой производительностью, позволяет максимально сохранить исходное состояние биологически активных полезных веществ в сухом продукте. Полученный продукт применяют в растениеводстве при предпосевной обработке семян в качестве нейтрального инертного наполнителя в составе дражирующей смеси, также он может быть использован в качестве альтернативы древесных опилок твердых и мягких пород. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способу получения целлюлозных волокон из растительного сырья различного происхождения, в частности из жома сахарной свеклы. Полученное вещество предложено для использования в сельском хозяйстве, в частности в растениеводстве, а именно в предпосевной обработке семян в качестве нейтрального инертного наполнителя в составе дражирующей смеси.

Известен способ получения пищевой добавки путем щелочного гидролиза растительного сырья, согласно которому выжимки корнеплодов сахарной свеклы или других растений подвергаются действию гидрата окиси натрия или калия в насыщенной известковой воде при рН 13-14 (SV, авт. св. №1799252, 1993). Недостатком данного способа является то, что в результате гидролиза в составе ткани образуются смешанные натрий-кальциевые или калий-кальциевые соли полиуроновых кислот, в результате чего вещество становится очень рыхлым, образуются мелкие частицы, затрудняющие фильтрацию.

Известен способ производства микрофибриллярной целлюлозы, включающий кислотный или щелочной гидролиз сырья, в частности пульпы сахарной свеклы, с удалением пектина и гемицеллюлоз. При кислотном гидролизе используется деионизированная вода, концентрированный раствор соляной или серной кислоты при соблюдении температурного и временного режимов. При щелочном гидролизе используют раствор гидроксида натрия или гидроксида калия. При этом возможно добавление сульфита натрия для предотвращения окислительных процессов. Из полученной суспензии извлекают твердый осадок и подвергают повторному щелочному гидролизу с выполнением аналогичных условий, после чего из полученной суспензии извлекают твердый осадок путем фильтрации и промывают пульпу. Затем проводят отбелку с использованием хлорита натрия, или гипохлорита натрия, или перекиси водорода, и повторно извлекают твердый осадок путем фильтрации, и разводят водой до содержания сухих веществ 2-10%. После этого проводят гомогенизацию. В результате получают продукт, содержащий 80% основных целлюлозных волокон, простые карбоновые кислоты и соли. Получаемый таким образом продукт образует устойчивые суспензии и может быть использован в пищевой промышленности в качестве заменителя жира, стабилизатора для эмульсий, загустителя для напитков, спредов, молочных десертов и мясных продуктов (патент US 5964983 (А), 1999). Недостатками описанного способа являются: многоступенчатость процесса (кислотный гидролиз, несколько щелочных гидролизов, отбелка); использование химически активных реагентов (хлорита и гипохлорита натрия), непригодных для использования в пищевой промышленности; использование деионизированной воды на всех ступенях процесса, что приводит к повышению себестоимости продукта; получаемый таким образом продукт образует суспензии, а не структурообразующий гель, обладающий реологическими свойствами.

Известны способы получения микрофибриллярной целлюлозы из различных сырьевых материалов растительного происхождения путем кислотного и/или щелочного гидролиза с возможными стадиями отбелки, сушки и гомогенизации с последующим применением в пищевой и непищевой промышленности (US 2004074615 (А1), 2004; US 7005514 (B2), 2006; US 5068121 (A), 1991; US 2003116289 (A1), 2003; US 7074300 (B2), 2006; US 20080146701 (A1), 2008).

Известен способ получения пищевого волокна из жома свеклосахарного производства, включающий прессование жома, паровую обработку насыщенным паром с температурой 125-1300С в течение 15-20 минут. Обработанную растительную массу экстрагируют 3-5% раствором перекиси водорода в течение 15-20 минут для пробеливания. После экстракции волокна прессуют до содержания сухих веществ 15,0-16,0%, сушат и измельчают до порошкообразного состояния (патент РФ №2175844, A23L 1/214, A23L 1/308, С13С 3/00, опубл. 20.11.2001). Высокотемпературная обработка позволяет устранить запах исходного сырья и решить проблему микробиологической чистоты продукта, однако приводит к разрушению пектина и снижению степени влагоудержания целлюлозных волокон.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату в части способа является способ получения пищевого волокна из жома свеклосахарного производства, включающий запаривание фракции, полученной дроблением исходного сырья, с трехкратной отмывкой, и последующую отбелку с трехкратной отмывкой с дополнительными стадиями гомогенизации и инфракрасной конвективной сушки (RU 2011 146034, опубл. 10.09.2013). Данный способ не позволяет получить продукт с заявленными свойствами, характеризуется более высокой себестоимостью производства.

Вышеперечисленные недостатки известных способов, каждый отдельно или все вместе, снижают технологическую эффективность, повышают стоимость производства, вызывают сложности при масштабировании производства, не позволяют получить продукт с заявленными свойствами.

Задачей изобретения является разработка экономичного способа получения целлюлозного продукта из растительного сырья, в частности из жома сахарной свеклы, который возможно использовать в качестве нейтрального инертного наполнителя для дражирующей смеси предпосевной обработки семян как альтернативы других наполнителей, используемых при дражировании семян, в частности древесных опилок твердых и мягких пород.

Способ характеризуется следующей совокупностью существенных признаков:

1) выполнение несложных технологических операций;

2) использование низкотоксичных реагентов в минимальном объеме;

3) экологическая безопасность;

4) снижение энергетических затрат;

5) масштабируемость производства.

Технический результат изобретения заключается в получении готового целлюлозного продукта, использование которого в составе дражирующей смеси в предпосевной обработке семян способствует повышению показателей влаго- и воздухопроницаемости, аккумуляции влаги за счет высокой степени гидрофильности, энергии прорастания и всхожести семян, позволяет получить натуральный, экологически безопасный продукт.

Технический результат достигается тем, что жом сахарной свеклы влажностью до 7% измельчают и фракционируют до размера фракции 2-3 мм, заливают водопроводной водой температурой 45-50°C, выдерживают в течение 5-10 минут, при ГМ=1:20, производят постепенный контролируемый подъем температуры до 60-65°C, в течение 15-25, вносят щавелевую кислоту до достижения рН=3,3-3,5, производят плавный контролируемый нагрев до 70-75°C и выдерживают при достигнутой температуре 25-35 минут, пульпу отжимают, промывают водопроводной водой при температуре 70-75°C в течение 5-10 минут, отжимают, проводят отмывку отжатой пульпы в водопроводной воде при температуре 40-45°C в течение 5 минут, производят отжим пульпы на центрифуге или другом отжимном оборудовании.

Технический результат достигается за счет выбора оптимальных температурных и временных показателей технологических этапов, подбора технологической воды оптимального качества.

Способ реализуется следующим образом.

При производстве пектинсодержащих целлюлозных волокон в качестве сырья используют однолетние растения, в частности жом сахарной свеклы.

Жом сахарной свеклы влажностью до 7% измельчают и фракционируют до размера фракции 2,0-3,0 мм.

Полученную фракцию заливают водопроводной водой температурой 45-50°C, выдерживают в течение 5-10 минут, оптимально 5 минут, при гидромодуле 1:20. Затем производят постепенный контролируемый подъем температуры до 60-65°C, оптимально 65°C, в течение 15-25, предпочтительно 15-20 минут, оптимально 20 минут.

При достижении оптимальной температуры 65°C вносят щавелевую кислоту до достижения рН=3,3-3,5. Далее производят плавный контролируемый нагрев до 70-75°C, оптимально 75°C, и выдерживают при достигнутой температуре 25-35 минут, предпочтительно 25-30 минут, оптимально 30 минут.

По истечении времени пульпу отжимают на центрифуге или другом отжимном оборудовании.

Отжатую пульпу промывают водопроводной водой при температуре 70-75°C в течение 5-10 минут, оптимально 10 минут.

По истечении времени пульпу отжимают на центрифуге или другом отжимном оборудовании.

Далее проводят отмывку отжатой пульпы в водопроводной воде при температуре 40-45°C в течение 5 минут.

По истечении времени проводят отжим пульпы на центрифуге или другом отжимном оборудовании.

Полученный продукт подвергают ИК-конвективной сушке при температуре продукта не выше 35°C, до влажности продукта 4,5-4,7%.

Получают готовый целлюлозный продукт влажностью 4,5-4,7%, с общим содержанием пектиновых веществ по АСС более 35%, общей зольностью, в т.ч. Са2+, не более 5%, с влагоудержанием сухого сорбента более 13%, с вязкостью 1,5% гидрогеля по АСС более 3800 сП.

При необходимости производят размол готового сухого пектинсодержащего целлюлозного продукта до размера фракции 30-100 микрон, предпочтительно 30-80 микрон, оптимально 40-45 микрон, для обеспечения пролонгированной гидрофильности.

Полученный продукт имеет применение в сельском хозяйстве, в частности в растениеводстве при предпосевной обработке семян в качестве нейтрального инертного наполнителя в составе дражирующей смеси, и может быть использован в качестве альтернативы древесных опилок твердых и мягких пород. Использование описанного пектинсодержащего целлюлозного продукта в составе дражирующей смеси способствует повышению показателей прорастания и всхожести семян, особенно в почвах с пониженной влажностью, что подтверждено рядом испытаний в лабораторных и полевых условиях.

1. Способ получения целлюлозных волокон, включающий измельчение жома сахарной свеклы влажностью до 7%, фракционирование до размера фракции 2,0-3,0 мм, добавление водопроводной воды температурой 45-50°C, выдерживание в течение 5-10 минут, при гидромодуле 1:20, постепенный контролируемый нагрев до 60-65°C, в течение 15-25 минут, добавление щавелевой кислоты до достижения рН=3,3-3,5, плавный контролируемый нагрев до 70-75°C, выдерживание при достигнутой температуре 25-35 минут, отжим на центрифуге или другом отжимном оборудовании, промывку водопроводной водой при температуре 70-75°C в течение 5-10 минут, отжим на центрифуге или другом отжимном оборудовании, отмывку отжатой пульпы в водопроводной воде при температуре 40-45°C в течение 5 минут, отжим пульпы на центрифуге или другом отжимном оборудовании, ИК-конвективную сушку при температуре продукта не выше 35°C, до влажности продукта 4,5-4,7%.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что готовый сухой пектинсодержащий целлюлозный продукт размалывают до размера фракции 30-100 микрон.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способу предпосевной обработки семян хлопчатника. Способ предпосевной обработки семян хлопчатника включает обработку семян раствором полимера, тщательное перемешивание, при этом в качестве полимера используют 3-5%-ный раствор рыбного клея в соотношении его к семенам по массе 1:3-5, содержащем 0,2% крезацина в качестве стимулятора роста растений.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Для защиты гречихи от гречишного долгоносика проводят обработку семян за день до посева препаратом Круйзер с нормой расхода 0,7 л/т, почву после посева опрыскивают препаратом Децис Профи с нормой расхода 0,03 л/га, при достижении развития растений фазы всходы, появление первого листа их обрабатывают препаратом Фитоверм М с нормой расхода 2,5 л/га.

Изобретение относится к средствам для предпосевной обработки семян огурца. Композиция представляет собой раствор.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к овощеводству, и может найти применение при возделывании чеснока. Для упрощения способа и повышения его продуктивности зубки обволакивают смесью амарантовой муки и парааминобензойной кислоты в соотношении 5:1, которую смачивают 1% водным раствором уксусной кислоты в количестве 1/6 часть от объема смеси, и в период посадки добавляют горячую золу в равной смеси со стимуляторов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Комплексное соединение метилового эфира 2-бензимидазолилкарбаминовой кислоты с природным полисахаридом получают путем механохимического взаимодействия в устройствах ударно-истирающего действия.

Изобретение относится к фунгицидным составам. Состав содержит компоненты при следующих соотношениях, мас.%: действующее вещество из класса азолов - 1,0-6,0 комбинацию неионогенного - 13,0-22,0 и анионоактивного - 18,0-27,0 поверхностно-активных веществ и органический растворитель - остальное.
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Осуществляют протравливание семян яровых культур полимерным составом из смеси гидрофобного полимера и поливинилового спирта.

Изобретение относится к химическим средствам защиты растений, в частности к протравителям посадочного материала в качестве средства защиты от возбудителей заболеваний культуры и регуляторов роста растений.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к садоводству. Способ включает размножение черенков годичного прироста длиной 15-20 см с 3-4 почками и двумя-тремя целыми листьями с последующей обработкой черенков перед посадкой.
Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано для выращивания посадочного материала сосны обыкновенной при предпосевной подготовке семян к посеву.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Композиция содержит тебуконазол, природные или синтетические водорастворимые полимеры и высушенные части растений с содержанием сапонина не менее 20% при следующем соотношении компонентов (в мас. ч.): тебуконазол : природные или синтетические полимеры : высушенные части растений с содержанием сапонина не менее 20% - 1:4,5:1-1:5,5:1. При этом композицию получают путем механохимической активации. Изобретение позволяет усилить ростовые процессы, оздоровить и укрепить корневую систему, увеличить зерновую продуктивность. 2 з.п. ф-лы, 6 табл., 6 пр.
Наверх