LV14966B - Grauaugu kultūru graudu kompleksas pārstrādes paņēmiens - Google Patents

Description

Izgudrojuma apraksts

Izgudrojums pieder pie spirta rūpniecības un proteīnu saturošas lopbarības iegūšanas jomas, un tas var tikt pielietots etanola ražošanā no graudzāļu kultūru graudiem, vienlaicīgi iegūstot dažādus lopbarības produktus.

Pašlaik ir zināmi dažādi paņēmieni etanola iegūšanai no graudiem un paņēmieni ražošanas atkritumu pārstrādei lopbarībā. Par piemēru var minēt spirta ražošanas šķidro atkritumu pārstrādes paņēmienu pēc Krievijas Federācijas patenta Nr. 2220195, A23K 1/06. Šī paņēmiena būtība ir uzduļķoto, koloidālo un izšķīdušo organisko un minerālo piemaisījumu atdalīšana no brāgas ar fizikāli ķīmiskām metodēm, to nogulsnēšana, koagulācija, pievienoj ot mālus - perlītu -, ūdenī šķīstošu polielektrolīta reaģentu un kaļķus. Pēc tam iegūtās nogulsnes sablīvē un izmanto par lopbarību. Tādā veidā iegūtā lopbarība satur lielu šķiedrvielu un pievienoto reaģentu daudzumu un samērā nelielu daudzumu (ne vairāk par 30 %) proteīna, tādēļ tā ir samērā zemas kvalitātes un ar ierobežotu pielietojumu.

Ir zināmi ari dažādi spirta ražošanas no labības graudiem atkritumu pārstrādes paņēmieni, iegūstot augstākas kvalitātes barību dzīvniekiem. Par piemēru var minēt spirta un proteīnu barības iegūšanas paņēmienu no labības graudiem, ko veic starptautiskajā pieteikumā WO 2004/038031 aprakstītajā ierīcē. Saskaņā ar šo paņēmienu notīrītus un sasmalcinātus graudus iejauc ūdenī, veic fermentatīvo hidrolīzi, kuras rezultātā iegūst misu, misā ietilpstošo cukuru raudzē un pēc misas atdestilēšanas iegūst rūdzeņa destilātu un brāgu, kura satur uzduļķotas un izšķīdinātas vielas (proteīnus, raugu šūnas, hemicelulozes, šķiedrvielas, polipeptīdus, aminoskābes, glicerīnu, neizrūgušus cukurus, gaistošas organiskas skābes, minerālskābju un organisko skābju sāļus u.c.). Misas destilātu rektificē, iegūstot koncentrētu etanolu, bet brāgu centrifūgā sadala biomasā (biomasas izdalīšana) un centrifugātā (dzidrināta brāga). Centrifugātu ietvaicē, pievieno sausās vielas taj ā līdz 3 0 - 40 % saturam, un pēc žāvēšanas maisījumā ar biomasu, kas izdalīta no brāgas, realizē kā sauso proteīnu lopbarību (DDGS) dzīvniekiem.

Šī paņēmiena trūkumi ir:

- zemais proteīnu saturs lopbarībā un to kvalitātes pazemināšanās rūdzeņa destilācijas procesā aktīvās mijiedarbības ar raugu metabolisma produktiem, nenolūgušajiem ogļhidrātiem un citām sākotnējā rūdzeņa vielām, kā arī ar jaunām vielām, kas veidojas rūdzeņa destilēšanas procesā, piemēram, ar raugu termolīzes produktiem, dēļ;

- proteīnu barības kvalitātes pazemināšanās derīgo raugu sastāvdaļu (vitamīnu u.c.) zemā satura tajā dēļ, tām inaktivējoties rūdzeņa destilācijā, kā arī ietvaicētā centrifugātā visu, bez izņēmuma, balastvielu, arī attiecībā uz barību negatīvo (raugu nukleīnskābes, nenolūgušo ogļhidrātu sadalīšanās produkti u.c.), atrašanās lopbarībā.

Tādējādi šajā lopbarības produktā paaugstina olbaltumvielu procentuālo saturu, vienlaicīgi pasliktinot barības kvalitatīvo sastāvu.

No zināmajiem paņēmieniem vistuvākais piesakāmajam ir etanola un lopbarības produkta iegūšanas paņēmiens, ko realizē pēc Latvijas Republikas patenta Nr. 13634. Saskaņā ar šo paņēmienu ir paredzētas operācijas, kas ietver graudu sasmalcināšanu, miltu un putraimu maisījuma un kliju izdalīšanu no sasmalcinātajiem graudiem, sasmalcināto graudu un miltu un putraimu maisījuma fermentatīvo hidrolīzi, iegūstot misu, misas raudzēšanu un rūdzeņa iegūšanu, biomasas izdalīšanu no rūdzeņa, iegūstot dzidrinātu rūdzeni, biomasas žāvēšanu ar uzkarsētu inertu gāzi, iegūstot lopbarības produktus, kā arī dzidrinātā rūdzeņa destilācijas operācijas, lai iegūtu etanolu un brāgu, un brāgas pārstrādes operācijas. Izdalītās biomasas, kas satur ap 20 % sausnes un 80 % ūdens-etanola šķīduma, žāvēšanu veic ar uzkarsētas līdz 180 — 200 °C inertas gāzes palīdzību, iegūstot sausu lopbarību ar neapstrādāta proteīna saturu līdz 65 % un ūdens-etanola tvaiku. Inertās gāzes izmantošana par siltumnesēju novērš žāvējamo komponentu oksidēšanos. Brāgu, kas iegūta miltu un putraimu maisījuma pārstrādes rezultātā, paredzēts izmantot raugu aerobai kultivēšanai, bet viens no paredzētajiem variantiem ir raugus, kas izdalīti no kultūras šķidruma, žāvēt kopā ar biomasu, kas izdalīta no miltu un putraimu maisījuma pārstrādes procesā iegūtā rūdzeņa. Ietvaicēto brāgu, kas iegūta sasmalcināto graudu pārstrādes procesā, paredzēts žāvēt maisījumā ar biomasu, kas izdalīta no rūdzeņa, kas iegūts sasmalcināto graudu pārstrādes procesā.

Šī paņēmiena trūkumi ir;

- lopbarības kvalitāte pazeminās daļas termiski nestabilo komponentu, kas atrodas galvenokārt raugos, termiskās inaktivācijas, kas rodas biomasas žāvēšanas ar līdz 180- 200 °C uzkarsēto inerto gāzi rezultātā, dēļ; visās no rūdzeņa izdalītajās biomasas ir pentožu cukuri ksiloze un arabinoze, kas veidojas no hemicelulozēm misas iegūšanas procesā. Temperatūras iespaidā šie cukuri Maijāra reakcijas rezultātā reaģē ar biomasas olbaltumvielu aminoskābēm, sevišķi ar lizīnu un mazākā mērā ar metionīnu, treonīnu un arginīnu. Pēc savienošanās ar cukuriem aminoskābes kļūst nepieejamas dzīvnieku gremošanas fermentiem, un tādējādi lopbarības proteīnu bioloģiskā vērtība pazeminās. Paralēli ar Maijāra reakciju iespējamas aminoskābju reakcijas ar citiem komponentiem izdalītajā biomasā, kas var novest pie aminoskābju samazināšanās lopbarības produktos;

- lopbarības produktu kvalitātes pazemināšanās cēlonis ir nukleīnskābes, kuru avots ir no rūdzeņa izdalītie raugi;

- lopbarības produktu kvalitātes pazemināšanās cēlonis ir nukleīnskābju paaugstinātais saturs tajos, ja biomasu žāvē kopā ar brāgā kultivētajiem raugiem;

- nav paredzēta iespēja iegūt lopbarību ar atšķirīgām pozitīvām īpašībām uz graudu proteīnu, graudu šķiedrvielu un rūdzenī esošo raugu bāzes;

- nav paredzēta iespēja paaugstināt lopbarības produktu kvalitāti, daļu raugu komponentu pārvēršot bioloģiski aktīvās vielās.

Piedāvātā risinājuma mērķis ir graudaugu graudu kompleksa pārstrāde, kas nodrošina iegūstamo produktu veidu paplašināšanu, vienlaicīgi ar bioloģiski aktīvo vielu koncentrācijas paaugstināšanu uzlabojot to kvalitāti.

Šis mērķis tiek nodrošināts tādējādi, ka etanola un lopbarības iegūšanas paņēmienā, kas ietver graudu sasmalcināšanu, miltu un putraimu maisījuma un kliju izdalīšanu no sasmalcinātajiem graudiem, miltu un putraimu maisījuma fermentatīvo hidrolīzi misas iegūšanai, misas raudzēšanu un rūdzeņa iegūšanu, biomasas izdalīšanu no rūdzeņa, biomasas žāvēšanu ar uzkarsētu inertu gāzi, kā ari brāgas destilācijas un pārstrādes operāciju (no rūdzeņa secīgi izdala frakciju ar biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas un frakciju ar biomasu, kas satur galvenokārt raugus), turklāt izdalītās biomasas žāvē atsevišķi vai kopā, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C uzkarsētu inerto gāzi.

Izgudrojuma mērķis tiek sasniegts ari tādējādi, ka no rūdzeņa secīgi izdala biomasu, kas satur graudu proteīnu, biomasu, kas satur galvenokārt šķiedrvielas, un biomasu, kas satur galvenokārt raugus; izdalītās biomasas frakcijas žāvē atsevišķi, bet biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu, žāvē kopā ar biomasu, kas satur galvenokārt raugus, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C uzkarsētu inerto gāzi, turklāt biomasu, kas satur galvenokārt raugus, pakļauj denukleācijai, iegūstot nukleotīdus no raugu nukleīnskābēm, bet iegūto raugu biomasu, kas satur nukleotīdus, žāvē kopā ar biomasu, kas satur graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C uzkarsētu inerto gāzi.

Izgudrojuma mērķi sasniedz arī tādējādi, ka biomasu, kas satur galvenokārt raugus, pakļauj denukleācijai un proteolīzei, iegūstot nukleotīdus no raugu nukleīnskābēm un betaglikānu un mannānu no raugu šūnu sieniņām, bet iegūto suspensiju, kas satur nukleotīdus, beta-glikānu un mannānu bioloģiski aktīvā formā, žāvē kopā ar biomasu, kas satur graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C uzkarsētu inerto gāzi, vai žāvē atsevišķi.

Iegūtais lopbarības produkts, kas satur galvenokārt graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas ar neapstrādāta proteīna koncentrāciju līdz 65 %, var būt pieprasīts lopbarības ražotnēs, kurās nav paredzēts pievienot lopbarībai raugus, vai tos pievieno barībai noteiktā daudzumā. Iegūtais lopbarības produkts, kas satur galvenokārt raugus ar neapstrādāta proteīna saturu līdz 65 % un augstu B grupas vitamīnu saturu, var būt pieprasīts lopbarības ražotnēs, kurās raugu pievieno barībai noteiktā daudzumā. Iegūtais lopbarības produkts, kas satur galvenokārt graudu proteīnu, graudu šķiedrvielas un raugus ar neapstrādāta proteīna koncentrāciju līdz 65 %, var būt pieprasīts lopbarības ražotnēs, kuras apmierina šī lopbarības produkta sastāvs. Biomasu žāvēšanas režīms, iegūstot minētos lopbarības produktus, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C (bet ne līdz temperatūrai 180 — 200 °C, kā prototipā, pie kuras žāvēšanas procesā aktīvāk noārdās termiski nestabilie komponenti) uzkarsētu inerto gāzi, nodrošina lopbarības produktu augstu kvalitāti.

Piedāvātajā paņēmienā tiek paredzēts arī izdalīt no rūdzeņa biomasu, kas galvenokārt satur graudu proteīnu, biomasu, kas galvenokārt satur graudu šķiedrvielas, un biomasu, kas galvenokārt satur raugus, bet šo biomasu žāvēšanu paredzēts veikt atsevišķi vai biomasu, kas galvenokārt satur graudu proteīnu, un biomasu, kas galvenokārt satur raugus, paredzēts žāvēt kopā. Iegūtais lopbarības produkts, kas satur galvenokārt graudu proteīnu ar neapstrādātā proteīna koncentrāciju līdz 80 %, var būt pieprasīts lopbarības ražotnēs, kurās iegūst lopbarību ar augstu proteīna saturu un zemu šķiedrvielu saturu un kurās nav paredzēts barībai pievienot raugus, vai ari tos pievieno barībai noteiktā daudzumā. Iegūtais lopbarības produkts, kas satur galvenokārt šķiedrvielas ar neapstrādātā proteīna koncentrāciju līdz 40 %, var būt pieprasīts liellopu barības ražošanā. Iegūtais lopbarības produkts, kas satur galvenokārt raugus ar neapstrādātā proteīna koncentrāciju līdz 60 % un augstu B grupas vitamīnu saturu, var būt pieprasīts lopbarības ražotnēs, kurās raugus pievieno barībai noteiktā daudzumā. Iegūtais lopbarības produkts, kas satur graudu proteīnu un raugus ar neapstrādātā proteīna saturu līdz 73 %, var būt pieprasīts lopbarības ražotnēs, kuras apmierina šī lopbarības produkta sastāvs. Biomasu žāvēšanas režīms minēto lopbarības produktu ražošanā, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C uzkarsētu inerto gāzi, nodrošina to augstu kvalitāti.

Ir zināms, ka lopbarības produktos esošās nukleīnskābes pazemina to kvalitāti, bet nukleotīdi, kas iegūti no nukleīnskābēm un pievienoti lopbarībai, paaugstina tās kvalitāti. Piedāvātajā paņēmienā paredzēts paaugstināt lopbarības produktu kvalitāti, būtiski pazeminot tajos nukleīnskābju saturu un bagātinot lopbarības produktus ar nukleotīdiem, ko iegūst no raugu nukleīnskābēm. Šī mērķa sasniegšanai paredzēts no rūdzeņa izdalīto biomasu, kas satur galvenokārt raugus, apstrādāt ar vispārzināmu paņēmienu, kā rezultātā raugu nukleīnskābes sadalās līdz nukleotīdiem, un iegūto biomasu, kas satur nukleotīdus, žāvēt kopā ar biomasu, kas satur graudu proteīnus un graudu Šķiedrvielas.

Ir zināms, ka lopbarības ražošanā lopbarības produktu kvalitātes paaugstināšanai plaši lieto raugu feta-glikānu un mannānu aktīvā formā. Sākotnēji raugos šie komponenti atrodas šūnu sieniņās, kur cieši saistīti ar olbaltumvielām, un tādēļ nav bioloģiski aktīvi. Piedāvātajā paņēmienā paredzēts paaugstināt lopbarības produktu kvalitāti ar trīs bioloģiski aktīvu komponentu - nukleotīdu, raugu beta-glikāna un mannāna aktīvā formā - saturu. Sī mērķa sasniegšanai no rūdzeņa izdalīto biomasu, kas satur galvenokārt raugus, apstrādā ar vispārzināmiem paņēmieniem, piemēram, intracelulāru raugu endonukleāžu ievadīšanu un raugu šūnu sieniņu proteolīzi, kā rezultātā notiek nukleīnskābju sašķelšanās procesi līdz nukleotīdiem un raugu šūnu sieniņu sašķelšana līdz Zieta-glikānam un mannānam aktīvā formā. Iegūto biomasu žāvē atsevišķi, iegūstot lopbaribas produktu, kas satur nukleotīdus, betaglikānu un mannānu, vai samaisītu kopā ar biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnus un graudu šķiedrvielas, lai iegūtu vajadzīgo proteīna un bioloģiski aktīvo vielu koncentrāciju, iegūstot lopbaribas produktu, kas bagātināts ar nukleotīdiem, &eto-glikānu un mannānu.

Piedāvātais paņēmiens attēlots 1. zīmējumā.

Zemāk minēti piedāvātā paņēmiena realizācijas piemēri.

1. piemērs:

Sākotnējos labības graudus (kviešu graudi, tritikāles graudi) attīra no piemaisījumiem un samitrina, lai klijām piešķirtu elastīgumu, kas novērš to sadrupšanu sīkās daļiņās malšanas procesā un pāreju miltu un putraimu maisījumā frakcionēšanas laikā. Samitrinātos graudus sasmalcina ar valču dzirnavu palīdzību un no iegūtajiem sasmalcinātajiem graudiem ar vispārzināmiem paņēmieniem izdala miltu un putraimu maisījumu ar daļiņu izmēru līdz 0,8 mm un klijas. Iegūto miltu un putraimu maisījumu, kura mitrums ir apmēram 15 %, izmanto misas iegūšanai, bet klijas izmanto par lopbaribas piedevu vai iegūst lopbarības piedevu, tās žāvējot maisījumā ar ietvaicēto brāgu.

Miltu un putraimu maisījumu attiecībā 1,0 : 2,2 - 2,7 samaisa ar tehnoloģisko ūdeni, kas uzsildīts līdz 66 - 70 °C, kā arī ar enzīmu preparātiem (ksilanāzes, ūeta-glikanāzes un termostabilas «//b-amilāzes avotiem). Fermentu preparātu Viscostar 150L (Dyadic) (ksilanāzes un ūeto-glikanāzes avots) pievieno 0,08 - 0,12 % daudzumā. Fermentu preparātu Liquazyme SC (Novozymes) (termostabilās a//a-amilāzes avots) pievieno 0,25 - 0,30 % daudzumā. Par tehnoloģisko ūdeni izmanto ūdeni un ūdens kondensātu, kas iegūts brāgas ietvaicēšanā, dažādās kvantitatīvās attiecībās. Iegūtās miltu un putraimu maisījuma suspensijas atšķaidīšanu veic atkarībā no graudu veida pie temperatūras 57 -62 °C 10-15 min laikā pie pH 6,0 - 6,5. Atšķaidīto suspensiju nepārtraukti ievada nepārtrauktas darbības hidrolizēs aparātos, kur to uzkarsē ar tiešo tvaiku līdz 85 - 95 °C temperatūrai un veic miltu un putraimu maisījuma cietes fermentatīvo hidrolīzi līdz dekstrīniem. Hidrolizēs ilgums minētajās temperatūrās ir 30 - 60 minūtes un ir atkarīgs no izmantotās labības veida. Iegūtajam hidrolizātam pievieno 0,08 0,12 % karbamīda un 0,04 - 0,06 % diamonija fosfāta. Hidrolizātu atdzesē līdz 28 - 32 °C temperatūrai un paskābina ar sērskābi līdz pH 4,6 - 5,0. Pēc tam hidrolizātam pievieno 0,02 0,03 % fermentu preparāta Viscostar 150L (Dyadic) un 0,12 - 0,14 % fermentu preparāta Saczyme Plus (Novozymes) (glikoamilāzes avots). Iegūto misu ar izšķīdinātās sausnes koncentrāciju 21-26 % izmanto rūdzeņa un rūpnieciskā rauga iegūšanai.

Misas raudzēšanu veic ar periodisko paņēmienu. Misu, kas atdzesēta līdz 28 - 32 °C, iepilda periodiskās darbības raudzēšanas aparātā, kur vienlaicīgi ievada uzsētos raugus 8,0 10 % no misas tilpuma aparātā.

Raudzēšanas procesu veic 28 - 35 °C temperatūrā 60 - 72 stundas. Misas rūgšanas procesa noslēgumā veidojas rūdzenis, kurā atrodas sekojošas izšķīdušas un uzduļķotas vielas: etanols (12 - 16 % tilpuma), olbaltumvielas, polipeptīdi, aminoskābes, raugu šūnas, šķiedrvielas, glicerīns, nepārrūgušie cukuri, gaistošās organiskās skābes, skābju sāļi, minerālvielas u.c. Misas rūgšanas procesā radušos ogļskābo gāzi nepārtraukti izvada no raudzēšanas aparāta un tālāk izmanto par siltumnesēju no rūdzeņa izdalītās biomasas žāvēšanai.

No iegūtā rūdzeņa, centrifugējot 25 - 36 °C temperatūrā, izdala frakcijas - biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas, un biomasu, kas satur galvenokārt raugus. Sākumā no rūdzeņa izdala biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas, ar sausnes koncentrāciju biomasā 22 - 26 %, un pēc tam izdala biomasu, kas satur galvenokārt raugus, ar sausnes koncentrāciju biomasā 18-22 %. Raugu biomasas izdalīšanas noslēdzošajā stadijā iegūst dzidrinātu rūdzeni ar uzduļķoto vielu atlikuma saturu tajā ne vairāk kā 5 - 7 % no kopējā uzduļķoto vielu satura rūdzenī (pārrēķinot uz sausni). Dzidrināto rūdzeni, kas satur līdz 4 % galvenokārt izšķīdušo vielu, novada uz pārtvaici etanola iegūšanai.

Atsevišķu izdalīto biomasas frakciju, kā ari šo biomasu maisījuma žāvēšanu veic zināmās konvekcijas tipa žāvētavās, piemēram, žāvētavās ar verdošo slāni, iegūstot lopbarības produktus ar mitrumu, ne augstāku par 10 %. Par siltumnesēju žāvētavu ieejā izmanto jebkuru inertu gāzi, piemēram, CO₂ (vai inerto gāzu maisījumu), kas žāvētavas ieejā uzkarsēta līdz 110 - 160 °C. Bet optimāls ir žāvēšanas režīms, kad izmanto inerto gāzi, kas žāvētavas ieejā uzkarsēta līdz temperatūrai 120 - 140 °C. Izejā no žāvētavām CO₂ un ūdens-etanola tvaiku maisījuma temperatūra tiek uzturēta robežās no 70 līdz 90 °C. Žāvētavu izejā iegūst lopbarības produktu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas ar neapstrādātā proteīna saturu 60 - 65 %, lopbarības produktu, kas satur galvenokārt raugus ar neapstrādātā proteīna saturu 55 - 60 %, vai lopbarības produktu, kas satur graudu proteīnu, graudu šķiedrvielas un raugus ar neapstrādātā proteīna koncentrāciju 58 - 63 % atkarībā no frakciju koncentrācijas maisījumā. Visu minēto biomasu žāvēšanas režīms ar žāvētavas ieejā līdz 120 140 °C temperatūrai uzkarsētu inertu gāzi nodrošina sauso lopbarības produktu augstu kvalitāti.

Granulētos lopbarības produktus ar mitruma saturu 8 - 10 % nosūta uz iesaiņošanu, bet ūdens-etanola tvaiku maisījumu ar inerto gāzi ievada kondensatoros. No žāvētavām nākošā ūdens-etanola tvaika kondensāciju un CO₂ reģenerāciju veic, izmantojot zināmu tipu kondensatorus, piemēram, mitrās sajaukšanas kondensatoru, kurā notiek ūdens-etanola tvaika kondensācija, šī tvaika siltumu atdodot iepriekš atdzesētam kondensātam. Turklāt iegūst ūdensetanola tvaika kondensātu un reģenerētu ogļskābo gāzi CO₂.

Vienu daļu veidojošamies kondensāta ar etanola koncentrāciju 12 - 16 % (tilp.) nepārtraukti izvada no kondensatora un pakļauj pārtvaicei maisījumā ar dzidrināto rūdzeni. Otru kondensāta daļu nepārtraukti ievada no kondensatora siltummainī, no kurienes kondensātu pēc atdzišanas līdz temperatūrai 17 - 22 °C ievada kondensatorā ūdens-etanola tvaika kondensēšanai.

No ūdens-etanola tvaika attīrīto CO₂ atgriež no kondensatora žāvētavā, kur to atkārtoti izmanto par siltumnesēju biomasas žāvēšanā.

Dzidrinātā rūdzeņa maisījuma ar ūdens-etanola tvaika kondensātu pārtvaici veic, izmantojot zināmas nepārtrauktas darbības brāgas rektifikācijas iekārtas, iegūstot etanolu un brāgu.

Brāgu, kas iegūta dzidrinātā rūdzeņa maisījuma ar ūdens-etanola tvaika kondensātu pārtvaicē un satur līdz 4 % galvenokārt izšķīdinātas sausnes, paredzēts ietvaicēt nepārtrauktas darbības ietvaicēšanas iekārtās līdz sausnes saturam 45 - 80 %. Pateicoties uzduļķoto vielu niecīgajam saturam sākotnējā brāgā, brāgu var ietvaicēt līdz sausnes saturam tajā 70 - 80 %. Bet optimāls ir brāgas ietvaicēšanas režīms līdz sausnes saturam tajā 45 - 65 %. Ietvaicēto brāgu var izmantot biogāzes iegūšanai, tvaika iegūšanai, to sadedzinot tvaika katlā atsevišķi vai maisījumā ar dažādiem kurināmā veidiem, piemēram, ar koksnes atkritumiem, kā arī lopbarības produkta iegūšanai, to sajaucot ar klijām un iegūto maisījumu žāvējot. Otrējo ūdens kondensētu, ko iegūst brāgas ietvaicēšanas procesā, izmanto misas iegūšanā no miltu un putraimu maisījuma.

2. piemērs:

Visu operāciju secība šajā realizācijas piemērā līdz biomasas izdalīšanas stadijai un pēc žāvēšanas stadijas ir analoģiska 1. piemēram. Papildu operācijas un to apraksts redzams zemāk.

Biomasas, kas satur galvenokārt graudu proteīnu, biomasas, kas satur galvenokārt graudu šķiedrvielas, un biomasas, kas satur galvenokārt raugus, izdalīšanu centrifugējot un filtrējot veic 25 - 36 °C temperatūrā sekojošā secībā. Sākumā no rūdzeņa filtrācijas ceļā izdala biomasu, kas satur galvenokārt graudu šķiedrvielas ar sausnes koncentrāciju 27 - 40 %, pēc tam centrifugēšanas ceļā no rūdzeņa izdala biomasu, kas satur graudu proteīnu ar sausnes koncentrāciju biomasā 22 - 26 %, un nobeigumā centrifugēšanas ceļā izdala biomasu, kas satur galvenokārt raugus ar sausnes koncentrāciju biomasā 18 - 22 %. Raugu biomasas izdalīšanas nobeiguma stadijā iegūst dzidrinātu rūdzeni ar uzduļķoto vielu atlikuma saturu tajā, ne augstāku par 5 - 7 % no kopējā uzduļķoto vielu satura rūdzenī (pārrēķinot uz sausni). Dzidrināto rūdzeni, kas satur līdz 4 % galvenokārt izšķīdušo vielu, novada uz pārtvaici etanola iegūšanai.

Visu augstāk minēto biomasu atsevišķu žāvēšanu, un biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu un raugus, kopēju žāvēšanu veic zināmās konvekcijas tipa žāvētavās, piemēram, žāvētavās ar verdošo slāni, iegūstot lopbarības produktus ar mitrumu, ne augstāku par 10 %. Par siltumnesēju žāvētavu ieejā izmanto jebkuru inertu gāzi, piemēram, CO₂, (vai inerto gāzu maisījumu), kas žāvētavu ieejā uzkarsēta līdz 110 - 160 °C. Taču optimālais ir žāvēšanas režīms, izmantojot žāvētavu ieejā līdz temperatūrai 120 - 140 °C uzkarsētu inerto gāzi tāpat, kā aprakstīts 1. piemērā. Žāvētavu izejā CO₂ un ūdens-etanola tvaiku maisījuma temperatūra tiek uzturēta robežās no 70 līdz 90 °C. Žāvētavu izejā iegūst lopbarības produktu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu ar proteīna koncentrāciju 76 - 80 %, lopbarības produktu, kas satur galvenokārt graudu šķiedrvielas ar neapstrādātā proteīna koncentrāciju 36 40 %, lopbarības produktu, kas satur galvenokārt raugus ar neapstrādātā proteīna koncentrāciju 55 - 60 % un lopbarības produktu, kas satur graudu proteīnu un raugus ar neapstrādātā proteīna saturu 70 - 75 %. Visu minēto biomasu žāvēšanas režīms ar žāvētavas ieejā līdz 120 - 140 °C temperatūrai uzkarsētu inertu gāzi nodrošina sauso lopbarības produktu augstu kvalitāti.

Granulētos lopbarības produktus ar mitruma saturu 8 - 10 % nosūta uz iesaiņošanu, bet ūdens-etanola tvaiku maisījumu ar inerto gāzi ievada kondensatoros.

3. piemērs:

Visu operāciju secība un to apraksts šajā realizācijas piemērā līdz žāvēšanas stadijai un pēc žāvēšanas stadijas ir analoģiski 1. realizācijas piemēram.

Raugu denukleāciju raugu biomasā veic ar fermentēšanas paņēmienu, kura pamatā ir karstuma šoka metode. Biomasu, kas satur galvenokārt raugus ar sausnes koncentrāciju 18 22 %, atšķaida ar ūdeni līdz sausnes koncentrācijai 14 - 16 %. Iegūtās suspensijas pH noregulē līdz 7,8 - 8,2, uzsilda to līdz temperatūrai 50 - 52 °C un iztur 2 stundas. Šajos apstākļos nukleīnskābes sašķeļas šūnu iekšējo endonukleāžu ietekmē līdz nukleotīdiem, kuri pāriet šķīdumā. Iegūto suspensiju sajauc ar agrāk iegūtajām frakcijām.

Suspensijas maisījuma ar biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnus un graudu šķiedrvielas, žāvēšanu veic tāpat, kā aprakstīts 2. realizācijas piemērā, kad žāvē biomasas, kas satur galvenokārt raugus, un biomasas, kas satur galvenokārt graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas, maisījumu. Turklāt iegūst lopbarības produktu ar neapstrādātā proteīna koncentrāciju 57 - 64 % un nukleotīdu koncentrāciju 1,0-1,4 %.

4. piemers:

Visu operāciju secība un to apraksts šajā realizācijas piemērā līdz žāvēšanas stadijai un pēc žāvēšanas stadijas ir analoģiski 1. realizācijas piemēram.

No rūdzeņa izdalītā biomasa, kas satur galvenokārt raugus, ir pamats nukleotīdu iegūšanai no raugu nukleīnskābēm un Z?eto-glikāna un mannāna iegūšanai no šūnu sieniņām. Šo komponentu iegūšanu veic sekojošā secībā. Biomasu, kas satur galvenokārt raugus ar sausnes koncentrāciju 18-22 %, atšķaida ar ūdeni līdz sausnes koncentrācijai 14 - 16 %. Iegūtās suspensijas pH noregulē līdz 7,8 - 8,2, suspensiju uzsilda līdz 50 - 52 °C temperatūrai un iztur 2 stundas. Šajos apstākļos nukleīnskābes šūnu iekšējo endonukleāžu ietekmē sašķeļas līdz nukleotīdiem. Pēc tam suspensijā noregulē pH līdz 9,2 - 9,7, iemaisa tajā sārmainās proteāzes preparātu un veic raugu šūnu sieniņu olbaltumvielu proteolīzi 53 - 57 °C temperatūrā 15 - 17 stundas. Olbaltumvielu proteolīzes rezultātā raugu šūnu sieniņas noārdās līdz suspensijā šķīstošam mannānam un nešķīstošam fteto-glikānam, kuri pāriet no neaktīva stāvokļa bioloģiski aktīvā stāvoklī.

Suspensijas, kas satur nukleotīdus, 0eto-glikānu un mannānu, maisījumā ar biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas, žāvēšanu veic analogi 1. realizācijas piemēram, kad žāvē biomasas frakcijas, turklāt iegūst lopbarības produktu ar neapstrādātā proteīna saturu 57 - 64 %, nukleotīdu saturu 1,0 - 1,4 %, ž>eto-glikāna saturu

- 1,8 % un mannāna saturu 1,0-1,4%.

Suspensijas, kas satur nukleotīdus, beta-glikānu un mannānu, individuālo žāvēšanu veic zināmās žāvētavās, piemēram, izsmidzināšanas žāvētavā, kas nodrošina šīs suspensijas ar sausnes koncentrāciju 14 - 16 % un termiski nestabiliem komponentiem sastāvā, efektīvu žāvēšanu. Turklāt iegūst lopbarības produktu ar neapstrādātā proteīna saturu 55 -60 %, betaglikāna saturu 7 - 9 %, mannāna saturu 5 - 7 % un nukleotīdu saturu 5 - 7 %.

Tādējādi šis paņēmiens nodrošina bezatlikuma kompleksu labības graudu pārstrādi ar iespēju iegūt lopbarības produktus ar augstu - līdz 80 % - proteīna saturu un citām bioloģiski aktīvām vielām sastāvā. Turklāt iegūto produktu daudzveidība ļaus variēt lopbarības produktu sastāvu, kas ir nepieciešams lopkopībā.

Claims (5)

1. PRETENZIJAS

   1. Graudzāļu kultūru graudu kompleksas pārstrādes paņēmiens, kas ietver graudu sasmalcināšanu, miltu un putraimu maisījuma un kliju izdalīšanu no sasmalcinātajiem graudiem, miltu un putraimu maisījuma fermentatīvo hidrolīzi misas iegūšanai, misas raudzēšanu un rūdzeņa iegūšanu, biomasas izdalīšanu no rūdzeņa, biomasas žāvēšanu ar uzkarsētu inerto gāzi, brāgas destilāciju, ietvaicēšanu un pārstrādi, raksturīgs ar to, ka no rūdzeņa secīgi izdala biomasu, kas satur galvenokārt raugus, un biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas, bet pēc tam izdalītās biomasas frakcijas žāvē, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C uzkarsētu inerto gāzi.
2. 2. Paņēmiens saskaņā ar 1. pretenziju, raksturīgs ar to, ka iegūtās biomasas frakcijas samaisa, bet pēc tam iegūto maisījumu žāvē, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C uzkarsētu inerto gāzi.
3. 3. Paņēmiens saskaņā ar 1. pretenziju, raksturīgs ar to, ka no rūdzeņa secīgi izdala biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu, biomasu, kas satur galvenokārt šķiedrvielas, un biomasu, kas satur galvenokārt raugus; izdalītās biomasas frakcijas žāvē atsevišķi, bet biomasu, kas satur galvenokārt graudu proteīnu, žāvē kopā ar biomasu, kas satur galvenokārt raugus, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C uzkarsētu inerto gāzi.
4. 4. Paņēmiens saskaņā ar 1. vai 3. pretenziju, raksturīgs ar to, ka biomasu, kas satur galvenokārt raugus, pakļauj denukleācijai, iegūstot nukleotīdus no raugu nukleīnskābēm, bet iegūto raugu biomasu, kas satur nukleotīdus, žāvē kopā ar biomasu, kas satur graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C uzkarsētu inerto gāzi.
5. 5. Paņēmiens saskaņā ar 1. vai 3. pretenziju, raksturīgs ar to, ka biomasu, kas satur galvenokārt raugus, pakļauj denukleācijai un proteolīzei, iegūstot nukleotīdus no raugu nukleīnskābēm un ieta-glikānu un mannānu no rauga šūnu sieniņām, bet iegūto suspensiju, kas satur nukleotīdus, fefa-glikānu un mannānu bioloģiski aktīvā formā, žāvē kopā ar biomasu, kas satur graudu proteīnu un graudu šķiedrvielas, izmantojot žāvētavas ieejā līdz temperatūrai 110 - 160 °C uzkarsētu inerto gāzi, vai žāvē atsevišķi.