Овесените корпуси не са здраво свързани с ядрото и могат лесно да бъдат отстранени чрез механични процеси, които напукват или разбиват корпуса.

Свързани термини:

  • Ретинол
  • Протеаза
  • Фурфурол
  • Въглехидрати
  • Ензими
  • Аминокиселини
  • Овес
  • Пептидази
  • Ниацин

Изтеглете като PDF

За тази страница

Фрезоване на овес: Спецификации, съхранение и обработка

Noël Girardet, F.H.Webster, в Oats (Второ издание), 2011

ОВЕСНИ ЛЮПИ

Овесените корпуси (люспи) представляват най-големия обем страничен продукт от операцията по смилане на овес. Овесът с добро качество на смилане може да достигне средно до 25% корпус, но стойности, вариращи от 20 до 36%, са докладвани от изследователите (Hutchinson 1953, Salo and Kotilainen 1970, Welch et al 1983). Съставът на корпуса на овеса е както следва: 30–35% сурови влакна, 30–35% пентозани, 10–15% лигнин,

4% протеин и 5% пепел (3-4% силициева киселина) (Welch et al 1983).

Изхвърлянето на корпуса поради големия обем може да бъде сериозен проблем за мелничарите на овес. По едно време производството на фурфурол беше основният изход за обезвреждане на овесения корпус. Въпреки това, алтернативни източници на пентозан като царевични кочани и захарна тръстика са се превърнали в предпочитани суровини за фурфурал. Съществуват няколко алтернативни приложения за оползотворяване на корпуса на овес. Двете най-често срещани са фино смлени фуражи с високо съдържание на фибри и преработени хранителни съставки с високо съдържание на диетични фибри. Фигура 14.16 изобразява типична система за обработка за производство на фуражи за животни от потоците от овесени странични продукти. В Северна Европа някои овесени мелници използват процес на изгаряне на корпуса, за да произвеждат енергия. Освен това Университетът на Айова изследва процес, предназначен да използва корпусите като заместител на гориво от биомаса за въглища. Казусът установи, че изгарянето на овесени корпуси може значително да намали емисиите на CO2 и SO2. В резултат на това университетът изгаря овесени корпуси, за да генерира пара за използване в основния кампус, приблизително 10 милиона kWh „зелена“ мощност. Горивото за биомаса представлява 20% от горивото (въглища, природен газ и биомаса), консумирано в главната електроцентрала на университета в Айова. Подробности за това разследване можете да видите на адрес http://facilities.uiowa.edu/uem/renewable-energy/biomassfuelproject.pdf .

теми

Фиг. 14.16. Схема на типична система за обработка за производство на фуражи за животни от потоци от овесени странични продукти.

Вижте глава 17 за по-задълбочена дискусия относно използването на корпуса на овес.

Фуражи за коне

Богати на целулоза фуражи

Корпусите от ечемик, овесените люспи и ръжените трици са примери за не-нишестени въглехидратни фуражи, които се характеризират с високо съдържание на диетични фибри и високо съдържание на целулоза (Bach Knudsen 1997). Фракцията на диетичните фибри в тези фуражи е до голяма степен неразтворима и има високо съдържание на лигнин. Фуражите, богати на целулоза, като източници на зърнени влакна, се ферментират в ограничена степен от еднокопитната микрофлора на задните черва (Sunvold et al 1995, Coenen et al 2006). Като цяло енергийното съдържание в тази група фуражи е ниско.

Ключови точки

Богатите на захар фуражи, съдържащи глюкоза, фруктоза и захароза, се използват добре от конете и могат да се използват за заместване на богати на нишесте фуражи. Тези фуражи обаче може да не са подходящи за еднокопитни животни, предразположени към ламинит

Богатите на пектин фуражни фуражи се използват добре от коне и са подходящи като заместител на богатите на нишесте фуражи

Използване на овес: минало, настояще и бъдеще

Разни приложения за овесени корпуси

Овесени диетични фибри: търговски процеси и функционални атрибути

Дейвид Г. Стивънсън, Джордж Е. Инглет, в Овес (Второ издание), 2011

ВЛАКНА ОВЕЗЕН ХУЛ

Разработени са няколко процеса за извличане на хранителни влакна от овесените люспи. Използвани са алкални обработки за изолиране на високоцелулозни влакнести материали (Gould et al 1989, Lundberg et al 2003) от овесени люспи. Корпусите се накисват в 5–50% разтвор на NaOH при pH 8–9 в продължение на поне 6 часа при температура в диапазона от 20 до 100 ° C. Натопените корпуси се измиват с вода, избелват се с водороден прекис и се филтрират върху сито с размер на отворите 30–200 μm. Филтрираният материал се рафинира в плочи рафинер (дискова фреза), която раздробява материала, създавайки микрофибри. Водата се подава в рафинерата, за да поддържа твърдите частици да текат без запушване и да предотврати прегряването на плочите. Микрофибрите се изолират чрез центрофугиране, разреждат се с вода до 0,5–37% съдържание на твърдо вещество и се хомогенизират при> 5000 psi, за да се получи високо рафиниран целулозен гел с концентрация на лигнин 1–20%. По време на обработката лигнинът е достатъчно разграден, така че нежеланото натрупване е сведено до минимум. Използването на леко накисване на NaOH и стъпка на рафиниране преди хомогенизиране под високо налягане избягват необходимостта от готвене при висока температура и високо налягане и намаляват въздействието върху околната среда при изхвърлянето на силно концентрирани алкални разтвори.

Нови химични и физични методи за модифициране на клетъчните стени на овесения корпус и царевичния перикарп (известни в търговската мрежа като „корпус“) (Inglett 1997, Inglett and Carrière 2001, Carrière и Inglett 2003) са разработени за производство на целулозни функционални влакнести съставки на пазара. Двустепенен процес, започващ с термично алкално разграждане с интензивна сила на срязване, последвано от алкална пероксидация и срязване, е от съществено значение за получаване на желания функционален гел. Изсушеният продукт лесно се диспергира във вода при високо срязващи процедури, като колоидни мелници и хомогенизиране, за да се получат гелове с висок вискозитет (Inglett 1998b, c). Такива целулозни гелове са важни за добавяне на повишени вискоеластични свойства, без да се увеличава калоричността на храните. Z-Trim, търговското целулозно влакно, произведено предимно от овес, но патентовано за зърнени култури и селскостопански странични продукти, в момента се произвежда и предлага на пазара от FiberGel Technologies, Inc., дъщерно дружество на Circle Group Holding, Inc., в Mundelein, IL.

Vitacel е друг предлаган в търговската мрежа продукт, обработен с алкални влакна от овесени черупки, съставен предимно от целулоза. Корпусите се обработват със смес от механична сила и алкали, за да се получи високо чист целулозен материал. Към алкалите се добавя водороден прекис; избелва продукта и насърчава делигнификацията. За делигнификацията се използват висока температура и високо налягане, наподобяващи процес на пулпиране на сода (Ramaswamy 1991). Отстраняването на лигнин води до по-голяма абсорбция на вода и отстраняване на пепел (силициев диоксид), комплексирана с лигнин. Vitacel се състои от 70% целулоза, 25% хемицелулоза и

Овес - от ферма до вилица

4.9 Фрезоване на странични продукти

Има три основни странични продукта от преработката и смилането на овес: пресявки, овесени люспи и овесени млечни храни. В някои случаи лекият овес се изолира от прожекциите като отделен поток от странични продукти. Всички се продават на стокови или други пазари за по-нататъшна употреба. Овесените пресявания обикновено са комбинация от отхвърлени материали от почистващата система. Те се състоят от скалпинг и отсяване и могат да съдържат лек овес. Просеите могат да бъдат смилани и включени в дажбите за храна за животни или могат да бъдат допълнително почиствани, за да се извлекат компоненти с по-висока стойност като царевица, соя и рапица. Лекият овес може да се смесва в стоков овес за целите на търговията или да се използва за постелки за добитък или птици като алтернатива на сламата.

Овесените корпуси са може би най-гъвкавият страничен продукт. По-голямата част от овесените корпуси се използват като биомаса с чисто изгаряне за производство на електроенергия и пара. Овесените корпуси също могат да бъдат химически обработени, за да се получи фурфурол, възобновяема, непетролна суровина за лепила, пластмаси и найлон (Ebert, 2008). Като алтернатива те могат да бъдат третирани с алкали за извличане на хранителни овесени влакна. И накрая, относително малко количество се използва във фуражите за животни като добавка за фибри.

Овесеното мляко е общ термин за всичко, което е отхвърлено от процеса на смилане на овес. Обикновено се продава като храна за животни. Състои се от смес от обработващ прах, малки количества трихоми и люспи от овес, които не са отстранени адекватно по време на процеса на лющене, а понякога и овесено брашно.

ХЕМИЦЕЛУЛОЗИ

Фурфуралът може да се получи чрез нагряване на ксилан в присъствието на 12% солна или сярна киселина. Овесените корпуси и кочаните от царевица са традиционни източници. Фурфуралът може да се използва като разтворител при рафинирането на нефт, при производството на фурфурол-фенолни пластмаси (дурит), като разтворител за целулозен нитрат и целулозен ацетат, при производството на инсектициди и като найлонов предшественик. (Вижте OATS.)

Ксилитолът е захарен алкохол, образуван чрез намаляване на ксилозата. Той е толкова сладък, колкото захарозата, но не е кариогенен. Неговата ендотермична топлина от разтвора предизвиква хладно усещане в устата, така че е включена в дъвка. Тъй като се метаболизира напълно, не е нискокалоричен подсладител. Той не се нуждае от инсулин и се използва за интравенозна инфузия. (Вж. ЗАХАРНИ АЛКОХОЛИ.)

Ксилозата се използва като хранителна съставка за получаване на ксилоза/глюкоза изомераза, която се използва при производството на царевични сиропи с високо съдържание на фруктоза.

Карбоксиметилксиланът е приготвен със свойства, подобни на карбоксиметилцелулозата. Той има потенциална употреба в детергенти, диспергатори на пигменти или хартиени покрития. Други производни на хемицелулоза, аналогични на целулозните производни, включват ацетати, бутирати, естери с по-високо съдържание на мастни киселини, бензоати и ксантати. Ацетатите могат да се използват за образуване на филми, подобни на целофан.

Свежестта на хляба може да се подобри до три пъти чрез добавяне на хемицелулоза към тестото. Той също така подобрява капацитета за свързване с вода, качеството на смесване, енергийната ефективност на смесването и обема на хляба. (Вижте ХЛЕБ | Химия на печенето.)

Диетичните фибри съдържат хемицелулоза. Приблизително 40–60% се усвояват от микроби в дебелите черва на човека. (Вж. ВЛАКНА ЗА ДИЕТА | Свойства и източници.)

Производство на етанол от субстрати от земеделска биомаса

Rodney J. Bothast, Badal C. Saha, в Advances in Applied Microbiology, 1997

III Предварителна обработка

Предварителната обработка на лигноцелулозна биомаса е от решаващо значение за ензимната хидролиза. Dunning and Lathrop (1945) признават потенциала на такива селскостопански остатъци като царевични кочани, овесени люспи и ленени снопи като евтини източници на потенциално ферментиращи захари. В класическата си статия тези автори представят ясни методи за нискотемпературна (100-120 ° C) разредена екстракция на сярна киселина и хидролиза на хемицелулозните компоненти на биомасата. Използвайки смлени царевични кочани като примерна суровина, 95% от хемицелулозата беше отстранена от биомасата като продуктов поток, състоящ се от около 86% ксилоза, 9% фурфурол и 0,8% глюкоза. През годините тези резултати бяха повторени многократно от други изследователи чрез прилагане на същите или леко модифицирани методи на разредена киселина към голямо разнообразие от източници на биомаса.

Основните предимства на обработката на биомаса с разредена киселина включват производството на разтворим пентозен поток, който може да бъде физически отделен от остатъците от частици. Второ, значително увеличена скорост на ензимна хидролиза на остатъчната целулозна част води до резултат, вероятно в голяма степен поради индуцирана от киселина повишена порьозност на влакната (Grethlein, 1985). От друга страна, при обработката с киселина се получава фурфурол, който е токсичен за много микроорганизми, а остатъчната киселина трябва да бъде неутрализирана. Dunning and Lathrop (1945) произвеждат чист ферментируем поток от 15% ксилоза чрез отстраняване на фурфурала чрез вакуумна дестилация и отстраняване на киселината като филтруема калциева сулфатна торта чрез добавяне на вар. Тези процедури обаче не са търговски практични поради значителните разходи, добавени към преработката при етанолна ферментация.

Grohmann и Bothast (1997) изследват последователно захарифициране на полизахариди в царевичните влакна чрез обработка с разредена сярна киселина при 100-160 ° C, последвана от частична неутрализация и ензимна хидролиза със смесени целулазни и амилоглюкозидазни ензими при 45 ° C. Последователното третиране постига висока (приблизително 85%) конверсия на всички полизахариди в царевичните влакна. Въпреки това, образуването на съединения, инхибиращи ферментативните микроорганизми, стана ясно очевидно при всички предварителни обработки, тествани при 140 и 160 ° C.

Таблица III. Методи за предварителна обработка на лигноцелулозна биомаса