18/2003. NaWaRo kaskádové pre wellness región

NaWaRo kaskádové pre oblasť wellness Vyšetrovanie kaskádového možného využitia zvyškov kôstkového ovocia v potravinárskom a nepotravinárskom sektore E. Wimmer, H. Mackwitz, S. Schemitz, U. Burner, W. Stadlbauer Správy z energetického a environmentálneho výskumu 18/2003 Dynamické so zodpovednosťou

Tiráž: Majiteľ, vydavateľ a vlastník médií: Spolkové ministerstvo dopravy, inovácií a technológií Radetzkystraße 2, 1030 Viedeň Zodpovednosť a koordinácia: Oddelenie pre energetické a environmentálne technológie Vedúci: DI Michael Paula Zoznam a všetky správy v tejto sérii je možné objednať na http: //www.nachhaltigwirtschaften .at alebo na: Projektfabrik Waldhör Nedergasse 23, 1190 Viedeň E-mail: [email protected]

NaWaRo-kaskádové pre wellness oblasť Vyšetrovanie kaskádového možného využitia zvyškov kôstkového ovocia v potravinárskej a nepotravinárskej oblasti TB Ing. Elmar Wimmer e + c engineering & consulting Dipl.-Cem. Univerzitný lektor Hanswerner Mackwitz, Susanne Schemitz, Dr. Ursula Burner Concerned People GmbH Dr. Wolfgang Stadlbauer alchemia-nova Viedeň, máj 2003 Správa o projekte v rámci programu Impulse Udržateľné hospodárstvo v mene Federálneho ministerstva dopravy, inovácií a technológií

Továreň budúcnosti Stránka 4 z 222 Záverečná správa NaWaRo-kaskádový projektový tím TB Ing. Elmar Wimmer e + c engineering & consulting Projektový manažment: Dipl.-Ing. Rada Elmara Wimmera: Dr. Alfred Strigl Concerned People GmbH Dipl.-Chem. Univ.-Lector Hanswerner Mackwitz Susanne Schemitz Dr. Ursula Burner alchemia-nova Inštitút pre inovatívny výskum rastlín Dr. Wolfgang Stadlbauer

Továreň na budúcnosť Strana 11 z 222 Záverečná správa NaWaRo-Cascading 1 Úvod 1.1 Poďakovanie V tomto okamihu by sme si nenechali ujsť príležitosť poďakovať tým ľuďom doma i v zahraničí, ktorí sa zaviazali k projektu NaWaRo-Cascading a bez ich účasti aj tých prezentovateľných. Neboli by dosiahnuté výsledky. Thomas Belazzi (A) Uwe Brandweiner (A) Helmut Buchgraber (A) Erhard Busek (A) Peter Dyk (A) Walter Eckenhofer (A) Julia Fandler (A) Robert Fandler (A) Gebhard Ferschly (A) Othmar Fragner (A) Karl Geiger (A) Alois Gölles (A) Thomas Hartlieb (A) Thomas Kasfeld (D) Johannes Kisser (A) Nina Kisser (A) Andreas Kubin (A) Harald Löw (A) Michael Paula (A) Birgit Reiss (A) Gerald Rosskogler (A) Brigitte Salcher (A) Romy Schweighofer (A) Hans-Joachim Schümann (A) Behzad Sagedhi (A) Mustafa Sam (A) Hans Staud (A) Luri Senic (Moldavsko) Brigitte Weiß (A) Andreas M. Wilfinger (A) Alfred Winter (A) Manfred Wörgötter (A) Traude Ziegler (A) Josef Zotter (A) Viedeň, v máji 2003 Elmar Wimmer a Alfred Strigl (vedenie projektu) Ursula Burner, Hanswerner Mackwitz, Susanne Schemitz a Wolfgang Stadlbauer

Továreň budúcnosti Stránka 16 z 222 Záverečná správa NaWaRo-Cascading 1.5.1 Firemní partneri Ste tu s nami od začiatku projektu: Alois Gölles, výrobca ovocných liehovarov a octu Riegersburg Štajersko. Moderný pálenica pálenky necháva všetko na prírodu, ale nič na náhodu. Ing.Gebhard Ferschli, GF ovocná pálenica a výroba likérov Krobotek Bgld. Koľko ton broskyňových jadier je potrebných na to, aby ste v každom supermarkete mali fľašu broskyňového oleja? Josef Zotter, výrobca čokolády, GF Zotter Schokoladen, Riegersburg Štajersko. Jadrá by mali byť ušľachtilým produktom, nie náhradou mandlí. Cena je dôležitá, ale nie nevyhnutne rozhodujúca. Robert Fandler, GF Ölmühle Fandler Pöllau Štajersko. Veľmi profesionálny projekt! Veľmi zaujímavé výsledky, práca na ňom ma veľmi bavila. Vrátim sa nabudúce. Andreas M. Wilfinger, GF Ringana Fresh Cosmetics Hartberg Styria. Zaujímavé výsledky projektu, perspektíva oleja k dispozícii, prípadne emulgátory. Používanie jadier v kozmetickom priemysle si vyžaduje ďalší výskum. Potravinová a nutraceutická perspektíva sa dala implementovať rýchlo. Slivka by mala byť zvýhodnená.

Továreň budúcnosti Stránka 17 z 222 Záverečná správa NaWaRo-kaskádové riadenie Počas projektových prác pribudli ďalší traja dôležití firemní partneri: Karl Geiger, poľnohospodársky majster, GF Sunflower Park Tulbing Tulbing N.Ö. Veľmi vzrušujúci a poučný projekt. Nikdy by som neveril, čo je v jadre. Výsledky sú veľkým stimulom ísť ešte ďalej! Thomas Kasfeld, obchodný manažér spoločnosti Kuhmichel Abrasiv GmbH Ratingen (D) Pieskovacie médiá (múky zo semien kôstkového ovocia) sú jedným z mála nekovových otryskávacích prostriedkov, ktoré možno použiť ako tryskacie systémy pracujúce podľa systému stlačeného vzduchu, tak aj v strojoch vybavených otryskávacími kotúčmi. Hans Staud, výrobca džemov a zeleninových pochúťok, Viedeň Od semena po hotovú prípravu je na prvom mieste čestnosť a originalita!

Továreň budúcnosti Stránka 21 z 222 Záverečná správa Kaskádovanie NaWaRo Obr. 1: Kaskádovanie NaWaRo Experimentálna časť

Továreň na budúcnosť Strana 22 z 222 Záverečná správa NaWaRo-Cascading 2 Ovocné kôstky Ovocné kôstky sú zložky kôstkového ovocia, ktoré nie sú priamo jedlé a sú kontaminované ovocnou dreňou a džúsom, ako aj inými nečistotami špecifickými pre ovocie, ktoré sa ľahko kazia fermentáciou a plesňou. Ich obsah vlhkosti je 87 - 90%, pre ďalšie spracovanie je nevyhnutné predbežné vysušenie. Obrázok 2: Čerešňové jadierka zlomené a broskyňové jadro rozrezané. Obrázok 3: Marhuľové mäkké jadro a mäkké jadro jadra Ovocné kôstky pozostávajú z tvrdej škrupiny a mäkkého jadra, ktoré je obklopené jemnou jadrovou pokožkou. Pri rôznych druhoch ovocia sú kôstky tiež inak zložené. Priemerné hodnoty proporcionálnej základnej látky sú uvedené nižšie: Marhuľa (marhuľa) 19-27% broskyňa 6-8% slivka 17-29% čerešňa 25-35% Poznámka; Látka jadra semena v podstate pozostáva z extraktov mastného oleja, bielkovín, tukov a dusíka. Okrem toho jadro obsahuje i.a. 3,5 - 4% amygdalínu, ktorého rozkladom sa vytvára kyselina kyanovodíková, čo sa v priebehu projektu ukázalo ako bezproblémové.

Továreň na budúcnosť Stránka 27 z 222 Záverečná správa NaWaRo-kaskádové riadenie Obr. 6: Drviaca skúška s marhuľovými zrnami vo valcovom mlyne Drvenie prebieha medzi vačkami a stenou krytu pôsobením tlaku, tlaku a šmyku. Výsledná veľkosť je daná geometriou drviacich prvkov, šírku medzery je možné meniť iba v malej miere. Výsledok nemohol byť nijak uspokojivý, pretože je poškodených príliš veľa mäkkých jadier. Získaná zmes sa nedá čisto oddeliť ani pomocou vibračného stola, ktorý nám dala k dispozícii spoločnosť Dyk Getreidemühle v Raabs/Thaya. Obrázok 7: Výsledok skúšky tlakom na valcovom mlyne

Továreň na budúcnosť Strana 32 z 222 Záverečná správa NaWaRo-kaskádové 2.1.4 Pozitívny výsledok praskania a separácie V spoločnom úsilí s technicky skúseným farmárom sa zdanlivo beznádejný problém jemného praskania ovocných jadier podarilo vyriešiť v relatívne krátkom čase. Za necelé tri týždne skonštruoval Karl Geiger rôzne mechanicko-technické zariadenia, ktoré zohľadňovali rozmanitosť tvarov, ako aj rozdielnu tvrdosť a veľkosť ovocných jadierok. Na spracovanie približne 400 kg ovocných kôstok sme nainštalovali motorický pákový dierovač s raziacimi rúrkami rôznych veľkostí, ktorý vykonal dierovanie presne v čase, keď na kŕmnu dosku dorazilo jedno z mnohých jadier, ktoré bolo mierne zakrivené smerom nadol. Jadrá sa transportovali pomocou vibračného zariadenia cez napájací žľab, čím sa mohla riadiť rýchlosť migrácie prostredníctvom frekvencie vibrácií. Obrázok 12: dokonalý výsledok vďaka úsiliu K. Geigera

Továreň na budúcnosť Stránka 33 z 222 Záverečná správa NaWaRo-kaskádové Pre rôzne jadrá bolo treba vymeniť iba dierované trubice. Vibračné zariadenie si dobre počínalo aj v následnom separačnom procese, tvrdé škrupiny sa dali perfektne oddeliť od mäkkého jadra. Obrázok 13: Oceľový kotúčový mlyn Iba oceľový kotúčový mlyn dokáže spracovať šupky z tvrdého ovocia: je ostrý, tvrdý a rýchlo sa otáčajúci. Nepretržitý odtok drveného materiálu zaisťuje iba mierne zahriatie! Obrázok 14: Frakcionácia škrupín tvrdého jadra pomocou perforovaných sít, vibračné zariadenie V ďalšom kroku boli tvrdé škrupiny z marhúľ, čerešní, Pfisich a slivky najskôr drvené kladivovým mlynom na 5 mm; potom sa rozdrvili a mikronizovali pomocou oceľového kotúčového mlyna a znovu rozdelili na rôzne frakcie pomocou vibračného zariadenia a presných perforovaných sít s definovanými prietokovými otvormi a vyvážené alebo kvantifikované. Podrobnosti pozri tiež Materiálové využitie jadier jadrovníka.

Továreň na budúcnosť Stránka 39 z 222 Záverečná správa NaWaRo-kaskádové 3.3 Metódy a materiály: Lisovanie oleja z ovocných jadier 3.3.1 Prípravné práce, blanšírovanie Ovocné jadrá zbavené tvrdej škrupiny sa potom väčšinou stiahli z kože vo vlastnom laboratóriu alebo v kuchyniach priateľov a známych. . Na tento účel bolo potrebné jadrá krátko ponoriť do vriacej vody a potom ich manuálne vybrať zo semennej membrány. Obrázok 19: Čerešňové kôstky sú vyvážené a blanšírované Obrázok 20: Marhuľové mäkké jadrá blanšírované, šupky marhuľových jadier sušené (strata hmotnosti 8 - 12%) Proces blanšírovania sa ukázal ako obzvlášť zdĺhavý a časovo náročný, pretože celková hmotnosť bola okolo 15 kg Museli byť poskytnuté jadrá na lisovanie oleja z lúpaného jadra, na spracovanie v čokoládovni Zotter a na naše vlastné lisovacie a kozmetické testy. Počas blanšírovania sa opäť vyskytujú materiálne straty rádovo 8 - 17%. Následné sušenie jadier zbavených šupky pochopiteľne vedie k redukcii hmotnosti (asi 3 - 5%). Vzhľadom na vykonanú manuálnu prácu plánované zvýšenie úrovne

Továreň na budúcnosť Stránka 41 z 222 Záverečná správa NaWaRo-kaskádové 3.3.3 Výťažky oleja z jadier Obr. 22: Čerstvo lisované oleje z jadier z nevylúpaných zŕn pomocou závitovkového lisu Lisovacie testy v laboratóriu závodu boli založené na samostatných mäkkých jadrách (pozri tabuľku 1). V každom prípade sa 1 až 3 kg (6 kg pre čerešňu) nelúpaných jadier lisovali do čírych a príjemne voňajúcich olejov. Oleje nebolo potrebné filtrovať. Zvyšok mäkkých jadierok bol blanšírovaný, ako je opísané vyššie, a potom ich čokoládový výrobca Josef Zotter premenil na čerešňovú panvicu, marillopan, persipan a prunipan, krehký krém creme de la prune a ďalšie. m., ktoré sa majú ďalej spracovať (podrobnosti pozri v kapitole 5 Lahôdky vyrobené z ovocných kôstok). Na kozmetické testy v rastlinnom laboratóriu stačilo niekoľko stoviek gramov. 6 Repertoár kozmetických aplikácií. Teória výťažnosti oleja v% hm/hm približne% čerešňa 22 20 marhuľa 38 40 broskyňa nezrelá 23 n.n. Zrelá broskyňa 40 32-35 Slivka 37 (!) 20 Tabuľka 2: Výťažok oleja zo závitovkového lisu

Továreň na budúcnosť Strana 42 z 222 Záverečná správa Kaskáda NaWaRo 3.3.4 Diskusia o rovnováhe oleja z jadra Výsledky sú v súlade s literatúrou. V prípade zrelých broskýň a domácich sliviek boli hodnoty z literatúry prekročené ďaleko. Podrobnejší popis olejov nájdete v nasledujúcej analytickej kapitole. Obr. 23: Marhuľové mäkké jadrá, nelúpané a lisované koláče mleté rezačkou a mlynčekom na korenie. Lisovací koláč bol tiež získaný zo všetkých olejových výliskov pomocou závitovkového lisu, ktorý vyzaľuje obzvlášť aromatickú vôňu čerešní, sliviek a broskýň. Ako sa ukázalo počas analýzy, obsah kyseliny kyanovodíkovej 15 mg/kg je hlboko pod tolerančným limitom pre marcipán (50 mg/kg).

Továreň budúcnosti Stránka 54 z 222 Záverečná správa NaWaRo-Cascading Abundance TIC: PFIRSICH.D 1600000 1500000 1400000 1300000 1200000 1100000 1000000 900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 Čas -> 0 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 Obr .27: Prchavé zložky GC-MS broskyňové jadro (mäkké jadro) 500000 400000 300000 200000 100000 Čas -> 0 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 Obr. 28: Prchavé zložky GC-MS čerešňové jadro (mäkké jadro)

Továreň na budúcnosť Strana 55 z 222 Záverečná správa Kaskáda NaWaRo Zloženie prchavých zlúčenín pre broskyňový kameň by malo byť opäť zobrazené graficky: Broskyňový kameň (celý): Prchavé zložky [v%] 1-hexanol; 0,5 hexanalu; 0,5 karénu; 0,6 benzylacetát; 1,5 3-hydroxy-2-butanón; 1,7 2,3 (1,3) butándiol; 2,3 2,3 (1,3) butándiol; 4,9 nonán; 0,6 toluén; 0,6 pyridín; 1 etylbenzoát; 1,2 benzylalkohol; 15,7 kyselina octová; 43,9 benzaldehyd; 19.20 Obr. 29: Prchavé zložky z jadra broskyne (mäkké jadro)

Továreň budúcnosti Stránka 143 z 222 Záverečná správa Kaskádovanie NaWaRo Obr. 73: Tryska extrudéra s vystupujúcou polymérnou taveninou a vyrobená zmes vo forme granulátu 7.3.2 Výroba skúšobných telies Testovacie vzorky boli vyrobené v súlade s ÖNORM EN ISO 3167 Plastové viacúčelové skúšobné vzorky. Granulát sa sušil 2 dni v sušiarni pri teplote 50 ° C pred výrobou skúšobného telesa, pretože v priebehu granulácie absorboval relatívne veľké množstvo vody kvôli vysokému podielu plniva obsahujúceho lignocellus. Vzorky sa potom skladovali v súlade s normou ÖNORM EN ISO 291 pre plasty pre klimatizáciu a testovanie najmenej 88 hodín v štandardnej klíme (23 ° C a 50% relatívna vlhkosť) pred tým, ako sa použili na príslušné merania. Obrázok 74: Univerzálna skúšobná vzorka 7.3.3 Skúška Mechanické hodnoty tohto materiálu boli stanovené podľa príslušných noriem pre plasty (ťahové vlastnosti podľa DIN EN ISO 527-1, ohybové vlastnosti podľa DIN EN ISO 178 a rázová pevnosť podľa Charpyho podľa DIN EN ISO 179-1/1eU.

Továreň na budúcnosť Strana 144 z 222 Záverečná správa Kaskádovanie NaWaRo V nasledujúcej tabuľke sú porovnané charakteristické hodnoty s hodnotami čistého nenaplneného polyméru a s hodnotami klasických plnív (sľuda a mastenec) a tiež s drevenými vláknami. PP 70% PP 70% PP 70% PP 70% PP + 30% marhuľová tvrdá + 30% drevené vlákna + 30% sľuda + 30% mastencová škrupinová múka + látka zvyšujúca priľnavosť Pevnosť v ťahu E-modul (MPa) 1055 1466,6 3000 2450 3200 Fmax (Mpa ) 28,5 21,62 25 29,5 33,5 Predĺženie pri Fmax (%) 13,8 6,43 3 3,6 4,1 Skúška modulu pružnosti (Mpa) 1550 2142 2500 3350 4550 Fmax (Mpa) 40 41,52 43 54 60,07 Predĺženie pri Fmax (%) 6,4 5,51 4,2 4,21 Rázová pevnosť (Charpy) Rázová energia (J) ob 0,6 1 1,12 rázová húževnatosť (kj/m²) o.b. 15 24,8 27,5 Tabuľka 23: Porovnanie charakteristických hodnôt PP s a bez rôznych prísad Modul ťahu (MPa) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 PP marhuľová múka drevné vlákno/sľudový mastenec MAH Obr. 75: Modul ťahu v závislosti od použitého plniva (úroveň naplnenia 30%)

Továreň na budúcnosť Strana 145 z 222 Záverečná správa NaWaRo-kaskádové 7.3.4 Diskusia Vidíte veľmi jasne, že jadrovinová múčka z tvrdých škrupín len mierne zvyšuje modul v ťahu, ale porovnanie s drevenými vláknami je prípustné iba v obmedzenom rozsahu, pretože anhydrid kyseliny maleínovej bol do týchto vzoriek pridaný bol. To značne zvýšilo adhéziu medzi nepolárnym polypropylénom a plnivom obsahujúcim lignocelulózu (drevo), čo sa veľmi výrazne prejavilo na zlepšení mechanických vlastností. Okrem toho vláknitá štruktúra drevených vlákien ovplyvňuje vlastnosti v ťahu oveľa silnejšie ako približne guľové častice jadra. Modul pružnosti v ohybe (MPa) 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 PP marhuľová múka drevné vlákno/sľudový mastenec Obr. 76: Modul pružnosti v ohybe v závislosti od použitého plniva (stupeň plnenia 30%) S vlastnosťami ohybu prekvapivo ukazuje, že Rozdiel medzi drevenou a marhuľovou múkou nie je taký výrazný ako v ťahových vlastnostiach. To je veľmi potešujúce, pretože pridanie spojovacieho činidla zvýši modul najmenej o 25%, čím sa dosiahnu vlastnosti zlúčenín PP/drevných vlákien.

Továreň na budúcnosť Strana 200 z 222 Záverečná správa NaWaRo-Cascading 1.05). Látka by sa mala skladovať v tesne uzavretých a čo najviac naplnených nádobách, pretože pri vystavení svetlu a vzduchu sa ľahko oxiduje na kyselinu benzoovú. Prítomnosť iónov ťažkých kovov urýchľuje oxidáciu. Za mechanizmus reakcie sa považuje reťazová reakcia prostredníctvom radikálov [1]: Obrázok 80: Schéma reakcie pre benzaldehydové zápachové charakteristiky/zápachový profil: intenzívny ako horké mandle, príjemný, aromatický, silne sladký. Chuťový dojem je horiaci, aromatický, ako horké mandle. angl.: pripomína horké mandle, príjemné, voňavé, aromatické, silné sladké. horiace tlačidlo. Je zaujímavé, že horký mandľový zápach benzaldehydu sa vyskytuje aj v zlúčeninách s izosterickými skupinami (ako je nitrobenzén, benzylkyanid a dokonca aj benzo-1,2,3-triazol): Vôňa týchto látok je nápadne podobná vôni benzaldehydu! Použitie: Parfuméria: V dielach typu heliotrop, orgován, konvalinka a fialová (všimnite si použité množstvo, niekedy použité iba v stopách!). Aj v parfumérii na mydlo. Benz-

Továreň na budúcnosť Stránka 204 z 222 Záverečná správa NaWaRo kaskádové 90% výťažky Benzylalkohol (Fieser/Fieser, s. 327): Dôležitá je tiež možnosť oxidácie toluénu vzdušným kyslíkom na benzylhydroperoxid, čo je počas hydrolýzy benzylalkohol (okrem niektorých benzaldehydov). zásoby. Benzylalkohol, ktorý stále obsahuje zvyšky benzaldehydu, sa môže zbaviť benzaldehydu varom so silnou lúhom sodným. Chemické a fyzikálne vlastnosti: hodnota parametra (napr. RK = Roth/Kormann, R = Römpp, B = Bauer a kol.) Rozsah (FCC 3) hustota 20 C/s.g. 1,0419 (B); 1,045 (R) 1,042-1,047 (25 ° C) index lomu/refr. index 1,5396 (B, RK) 1,539-1,541 teplota topenia/t.t. -15 C (RK) --- teplota varu/bp destilačná oblasť/dist. rozsah 205 ° C (organický); 205,4 C (B, RK) --- Rozpustnosť v etanole 1: 1,5 obj. L50% (RK) Miešateľná rozpustnosť vo vode Hraničná hodnota pre aldehydy/aldehydy 1 g v 25 g (RK); 1 ml v 30 ml úplného a číreho (Ph.Eur.) --- 0,2% 206 C (rozklad) NLT 95% medzi 202,5 a 206,5 1 ml v 30 ml Predpisy Nariadenie o horľavých kvapalinách (VbF): A II/Bod vzplanutia: 96 C Trieda nebezpečnosti pre vodu (D): WGK 1 (mierne nebezpečná pre vodu) Švajčiarska trieda jedu (CH): 4

Továreň na budúcnosť Stránka 206 z 222 Záverečná správa Kaskádovanie NaWaRo Cieľové údaje Relatívna hustota pri 25 ° C 1,040 - 1,050 Index lomu pri 20 ° C 1,5410 - 1,5460 Optická rotácia pri 20 ° C 0 až +0 25 Počet kyselín max. 8 Obsah aldehydu (ako benzaldehydu) Minimálna 95% rozpustnosť v etanole 1 + 2 obj. L70% Dôležitá poznámka: Tu uvedené informácie boli zostavené opatrne a podľa našich najlepších vedomostí. Nie je však možné zaručiť ich správnosť, chyby a zmeny sú vyhradené. Za aplikáciu, použitie a spracovanie zakúpených produktov zodpovedá výlučne zákazník. Naše technické rady týkajúce sa aplikácií (ústne alebo písomne) vás nezbavujú vlastnej kontroly zakúpeného tovaru z hľadiska jeho vhodnosti na zamýšľané účely a procesy. Zákazník sa preto musí informovať o bezpečnom a správnom zaobchádzaní a dávkovaní látok pred použitím, ako aj o akýchkoľvek existujúcich zákonných požiadavkách. Nenesieme zodpovednosť za škody spôsobené manipuláciou s výrobkami. Tu opísané prípravky sa nesmú používať na lekárske účely.