18/2003. A NaWaRo lépcsőzetes a wellness régió számára
NaWaRo kaszkád a wellness régió számára A csonthéjas gyümölcsmaradványok lépcsőzetes lehetséges felhasználásának vizsgálata az élelmiszer- és nem élelmiszeripari szektorban E. Wimmer, H. Mackwitz, S. Schemitz, U. Burner, W. Stadlbauer Jelentések az energetikai és környezeti kutatásból 18/2003 Dinamikus felelősséggel
Impresszum: Tulajdonos, kiadó és médiatulajdonos: Szövetségi Közlekedési, Innovációs és Technológiai Minisztérium Radetzkystraße 2, 1030 Bécs Felelősség és koordináció: Energetikai és Környezetvédelmi Technológiai Osztály Vezető: DI Michael Paula lista, és a sorozat összes jelentése megrendelhető a http: //www.nachhaltigwirtschaften címen vagy a: Projektfabrik Waldhör Nedergasse 23, 1190 Bécs E-mail: [email protected]
NaWaRo-Cascading a wellness régió számára A csonthéjas gyümölcs maradványainak lépcsőzetes lehetséges felhasználásának vizsgálata az élelmiszer- és nem élelmiszeripari területen TB Ing. Elmar Wimmer e + c mérnöki és tanácsadó Dipl.-Cem. Egyetemi oktató Hanswerner Mackwitz, Susanne Schemitz, Dr. Az Ursula Burner Concerned People GmbH Dr. Wolfgang Stadlbauer Alchemia-nova Bécs, 2003. május Projektjelentés az Impulse Program Fenntartható Menedzsment részeként a Szövetségi Közlekedési, Innovációs és Technológiai Minisztérium megbízásából
A jövő gyára 4/222 oldal Végleges jelentés NaWaRo-Cascading projektcsapat TB Ing. Elmar Wimmer e + c mérnöki tanácsadás Projektmenedzsment: Dipl.-Ing. Elmar Wimmer tanácsai: Dr. Alfred Strigl Concerned People GmbH Dipl.-Chem. Hanswerner Mackwitz egyetemi tanár Susanne Schemitz Dr. Ursula Burner alchemia-nova Innovatív Növénykutató Intézet Dr. Wolfgang Stadlbauer
A jövő gyára 11. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading 1 Bevezetés 1.1 Köszönetnyilvánítás Ezen a ponton nem szeretnénk elszalasztani az alkalmat, hogy köszönetet mondjunk azoknak az otthon és külföldön élő embereknek, akik elkötelezték magukat a NaWaRo-Cascading projekt mellett, és az előadóknak a részvételük nélkül. Eredményeket nem értek volna el. 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 (Moldova) Brigitte Weiß (A) Andreas M. Wilfinger (A) Alfred Winter (A) Manfred Wörgötter (A) Traude Ziegler (A) Josef Zotter (A) Bécs, 2003 májusában Elmar Wimmer és Alfred Strigl (projektmenedzsment) Ursula Burner, Hanswerner Mackwitz, Susanne Schemitz és Wolfgang Stadlbauer
A jövő gyára 16. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading 1.5.1 Vállalati partnerek A projekt kezdete óta velünk vagytok: Alois Gölles, gyümölcsfőző és ecetgyártó Riegersburg Stájerország. A modern schnapps lepárló mindent a természetre hagy, de semmit a véletlenre. Ing. Gebhard Ferschli, a GF gyümölcsfőző és likőrgyártó Krobotek Bgld. Hány tonna őszibarackmag szükséges ahhoz, hogy minden szupermarketben legyen egy üveg őszibarackmag-olaj? Josef Zotter, csokoládékészítő, GF Zotter Schokoladen, Riegersburg Stájerország. A magnak nemes terméknek kell lennie, nem pedig a mandula helyettesítésére. Az ár fontos, de nem feltétlenül meghatározó. Robert Fandler, GF Ölmühle Fandler Pöllau Stájerország. Nagyon profi projekt! Nagyon érdekes eredmények, nagyon élveztem a munkát. Legközelebb visszajövök. Andreas M. Wilfinger, GF Ringana friss kozmetikumok Hartberg Stájerország. Érdekes projekt eredmények, rendelkezésre álló olaj perspektíva, esetleg emulgeálószerek. A magok használata a kozmetikai ágazatban további kutatásokat igényel. Az élelmiszer- és táplálkozási perspektíva gyorsan megvalósítható. A szilva előnyben kell részesíteni.
A jövő gyára 17. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading A projekt során további három fontos vállalati partner került fel: Karl Geiger, agrármester, a GF Sunflower Park Tulbing Tulbing N.Ö. Nagyon izgalmas és tanulságos projekt. Soha nem hittem volna, hogy mi van a kernelben. Az eredmények nagyszerű ösztönzést jelentenek a még mélyebbre való belépéshez! Thomas Kasfeld, a Kuhmichel Abrasiv GmbH Ratingen értékesítési menedzsere (D) A zöldségfúvó közeg (csonthéjas gyümölcsliszt) egyike azon kevés nemfémes robbantó csiszolóanyagnak, amelyek mind a sűrített levegős rendszer szerint működő robbantórendszerekben, mind a robbantókerekekkel felszerelt gépekben használhatók. Hans Staud, lekvárok és zöldségcsemegék gyártója, Bécs A magtól a kész elkészítésig az őszinteség és az eredetiség az első!
A jövő gyára 21. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading 1. ábra: NaWaRo-Cascading kísérleti rész
A jövő gyára 22. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading 2 Gyümölcskövek A gyümölcskövek a csonthéjas gyümölcsök alkotóelemei, amelyek nem közvetlenül ehetők, és gyümölcspéppel és -lével, valamint egyéb gyümölcsspecifikus szennyeződésekkel szennyezettek, amelyek az erjedés és a penészgombák révén könnyen elrontanak. Nedvességtartalmuk 87-90%; az előszárítás elengedhetetlen a későbbi feldolgozáshoz. 2. ábra: Meggygödrök törve és őszibarackmag nyitva 3. ábra: Sárgabarack puha mag és puha mag maghéja A gyümölcskövek kemény héjból és a puha magból állnak, amelyet finom maghéj vesz körül. A különféle gyümölcsöknél a kövek is másképp vannak összeállítva. Az arányos maganyag átlagos értékeit az alábbiakban soroljuk fel: Sárgabarack (barack) 19-27% őszibarack 6-8% szilva 17-29% cseresznye 25-35% Megjegyzés; A magmag anyaga lényegében a zsíros magolajból, fehérjéből, zsírból és nitrogénmentes kivonatokból áll. Ezenkívül a mag tartalmaz egyebek mellett. 3,5-4% amigdalin, amelynek bomlásakor hidrogén-cianid képződik, ami problémamentesnek bizonyult a projekt során.
A jövő gyára 27. oldal/222 Zárójelentés NaWaRo-Cascading 6. ábra: Zúzódási teszt barackmaggal görgős malomban A zúzás a bütykök és a ház fala között történik nyomás, zúzás és nyírás hatására. A végleges méretet a zúzó elemek geometriája határozza meg, a rés szélessége csak kis mértékben változtatható meg. Az eredmény semmilyen szempontból nem lehet kielégítő, mert túl sok puha mag van elszakítva. A kapott keveréket nem lehet tisztán elválasztani egy rezgőasztal segítségével, amelyet a Rayk/Thaya-i Dyk Getreidemühle cég biztosított számunkra. 7. ábra: A hengerrel végzett aprítási teszt eredménye
A jövő gyára 32. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading 2.1.4 Pozitív repedés és szétválasztási eredmény A technikailag tapasztalt gazdálkodóval közös erőfeszítéssel a gyengéd gyümölcsmag-repedés reménytelennek tűnő problémája viszonylag rövid idő alatt megoldható. Alig három hét alatt Karl Geiger különféle mechanikai-technikai eszközöket készített, amelyek figyelembe vették a formák sokféleségét, valamint a gyümölcsmagok eltérő keménységét és méretét. Kb. 400 kg gyümölcsgödör feldolgozásához különféle méretű lyukasztócsövekkel felszerelt motoros hajtókar-lyukasztót telepítettünk, amely pontosan abban az időben hajtotta végre a lyukasztási folyamatot, amikor a sok mag egyike megérkezett az adagolólemezre, amely kissé lefelé görbült. A magokat egy rázószerkezettel szállítottuk egy adagolócsatornán keresztül, ezáltal a vándorlás sebességét a rezgés frekvenciáján keresztül lehetett szabályozni. 12. ábra: tökéletes eredmény K. Geiger erőfeszítéseinek köszönhetően
A jövő gyára 33. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading Csak a lyukasztott csöveket kellett kicserélni a különböző magokra. A rázóeszköz a későbbi elválasztási folyamatban is jól teljesített, a kemény héjak tökéletesen elválaszthatók a lágy magtól. 13. ábra: Acéllemez-malom Csak az acéllemez-malom képes kezelni a kemény gyümölcsgödör héját: éles, kemény és gyorsan forog. Az őrölt anyag folyamatos kiáramlása csak enyhe melegítést biztosít! 14. ábra: A kemény maghéjak frakcionálása perforált sziták, vibrációs eszköz segítségével Egy további lépésben a barack, a cseresznye, a Pfisich és a szilva kemény héjait először kalapácsmalommal 5 mm-es részecskékké zúztuk; majd az acéllemez-malommal összetörik és mikronizálják, majd a rezgőberendezés és a precízen perforált sziták segítségével meghatározott átfolyási nyílásokkal és kiegyensúlyozott vagy kvantifikált módon ismét szétválasztják a különböző frakciókat. A részleteket lásd még: A csonthéjas magok anyaghasználata.
A jövő gyára 39. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading 3.3 Módszerek és anyagok: Olajprés gyümölcsmagból 3.3.1 Előkészítő munka, blanírozás A kemény héj alól felszabadított gyümölcsmagokat a laboratóriumban, vagy a barátok és ismerősök konyhájában nagyrészt megkopasztották. . Ebből a célból a magokat rövid időre forrásban lévő vízbe kellett meríteni, majd kézzel eltávolítani a magmembránról. 19. ábra: A cseresznye kövek kiegyensúlyozottak és kifakultak Magokat kellett biztosítani a hámozott magból történő olajpréseléshez, a Zotter csokoládégyárban történő feldolgozáshoz, saját sajtoláshoz és kozmetikai tesztekhez. A blansírozás során ismét 8-17% nagyságrendű anyagi veszteség jelentkezik. A nyúzott mag későbbi kiszáradása érthető módon súlycsökkenéshez vezet (kb. 3-5%). Tekintettel a kézi munkára, a tervezett átméretezésre
A jövő gyára 41. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading 3.3.3 A magolaj hozama 22. ábra: Frissen préselt maghéjak héj nélküli magokból csavaros prés alkalmazásával A növényi laboratórium sajtolási tesztjei különálló lágy magokra épültek (lásd 1. táblázat). Mindegyik esetben 1-3 kg (meggy esetében 6 kg) hámozatlan magot tiszta és kellemes illatú olajokba préseltünk. Nem volt szükség az olajok szűrésére. A többi puha magot a fent leírtak szerint blansírozták, majd cseresznyés serpenyővé, marillopan, persipan és prunipan, törékeny, creme de la prune és más termékekké változtatták Josef Zotter csokoládégyártó által. m. tovább feldolgozandó (a részleteket lásd a gyümölcsgödrökből készült finomságok 5. fejezetében). Néhány száz gramm elegendő volt a növényi laboratóriumi kozmetikai vizsgálatokhoz. 6 A kozmetikai alkalmazások repertoárja. Olajhozam elmélet, tömegszázalékban, kb. Meggy 22 20 barack 38 40 barack éretlen 23 n.n. Érett őszibarack 40 32-35 szilva 37 (!) 20 2. táblázat: Olajhozam a csavarprésből
A jövő gyára 42. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading 3.3.4 A magolaj-mérleg ismertetése Az eredmények jól egyeznek az irodalommal. Az érett őszibarack és a házi szilva esetében az irodalmi értékeket messze túllépték, az olajok részletesebb leírása a következő elemzési fejezetben található. 23. ábra: Sárgabarack-lágy mag, hámozatlanul és sajtoló torta őrölve vágógéppel és fűszerdarálóval. A csavaros présgéppel ellátott összes olajpréselésből sajtpogácsát is nyertünk, amely cseresznyével, szilval és őszibarackkal kifejezetten aromás illatot áraszt. Mint az elemzés során kiderült, a 15 mg/kg hidrogén-cianid-tartalom messze elmarad a marcipán tűréshatárától (50 mg/kg).
A jövő gyára 54. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading Abundance TIC: PFIRSICH.D 1600000 1500000 1400000 1300000 1200000 1100000 1000000 900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 Idő -> 0 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 Ábra 27. ábra: GC-MS illékony komponensek barackmag (lágy kernel) 500000 400000 300000 200000 100000 Idő -> 0 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 28. ábra: GC-MS illékony komponensek cseresznyemag (lágy kernel)
A jövő gyára 55. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-kaszkád A barackkõ illékony vegyületeinek összetételét ismét grafikusan kell bemutatni: Barackkõ (egészben): Illékony vegyületek [% -ban] 1-hexanol; 0,5 hexanal; 0,5 karén; 0,6 benzil-acetát; 1,5 3-hidroxi-2-butanon; 1,7 2,3 (1,3) butándiol; 2,3 2,3 (1,3) butándiol; 4,9 nonán; 0,6 toluol; 0,6 piridin; 1 etil-benzoát; 1,2-benzil-alkohol; 15,7 ecetsav; 43,9 benzaldehid; 19.20 29. ábra: Illékony komponensek a barackmagból (puha mag)
A jövő gyára 143. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading 73. ábra: Extruder fúvóka kilépő polimerolvadékkal és granulátum formában előállított keverékkel 7.3.2 Vizsgálati mintagyártás A vizsgálati mintákat az ÖNORM EN ISO 3167 Plastics többcélú vizsgálati mintáknak megfelelően készítettük el. A granulátumot szárítószekrényben, 50 ° C-on szárítottuk 2 napig a tesztminta előállítása előtt, mivel a granulálási folyamat során viszonylag nagy mennyiségű vizet szívott fel a lignocellust tartalmazó töltőanyagok nagy aránya miatt. Ezután a mintákat az ÖNORM EN ISO 291 szabvány szerinti műanyag klímának megfelelően tárolták kondicionálás és tesztelés céljából, legalább 88 órán át, normál éghajlaton (23 C és 50% relatív páratartalom), mielőtt a megfelelő mérésekhez felhasználták őket. 74. ábra: Univerzális vizsgálati minta 7.3.3 Vizsgálat Ennek az anyagnak a mechanikai értékeit a vonatkozó műanyag szabványok szerint határozták meg (szakító tulajdonságok a DIN EN ISO 527-1 szerint, hajlítási tulajdonságok a DIN EN ISO 178 szerint és az ütésállóság a Charpy szerint a DIN EN ISO 179-1/1eU szerint).
A jövő gyára 144. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-kaszkádozás Az alábbi táblázatban összehasonlítjuk a jellemző értékeket a tiszta töltetlen polimer értékeivel, a klasszikus töltőanyagok (csillám és talkum) értékeivel, valamint a farostokkal. PP 70% PP 70% PP 70% PP 70% PP + 30% sárgabarack kemény + 30% farost + 30% csillám + 30% talkum héjmagliszt + tapadásnövelő Szakítópróba E-modulus (MPa) 1055 1466,6 3000 2450 3200 Fmax (Mpa) ) 28,5 21,62 25 29,5 33,5 Nyúlás Fmax-nál (%) 13,8 6,43 3 3,6 4,1 Hajlító modulus teszt (Mpa) 1550 2142 2500 3350 4550 Fmax (Mpa) 40 41,52 43 54 60,07 Nyúlás Fmax-nál (%) 6,4 5,51 4,2 4,21 Ütési szilárdság (Charpy) Ütési energia (J) ob 0,6 1 1,12 ütésállóság (kj/m²) o.b. 15 24,8 27,5 23. táblázat: A PP jellegzetes értékeinek összehasonlítása különféle adalékokkal és anélkül Szakító modulus (MPa) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 PP barackliszt farost/MAH csillám talkum 75. ábra: Szakító modulus a használt töltőanyagtól függően (töltési szint 30%)
A jövő gyára 145. oldal/222 végleges jelentés NaWaRo-Cascading 7.3.4 Megbeszélés Nagyon világosan láthatja, hogy a kemény héjú magliszt csak kissé növeli a húzó modulust, de a farostokkal való összehasonlítás csak korlátozott mértékben megengedett, mivel ezekben a mintákban maleinsavanhidridet kapcsolószerként adtak volt. Ez jelentősen megnövelte a nem poláros polipropilén és a lignocellulóz tartalmú töltőanyag (fa) közötti tapadást, ami nagyban tükröződik a mechanikai tulajdonságok javulásában. Ezenkívül a farostok rostos szerkezete sokkal erősebben befolyásolja a húzó tulajdonságokat, mint a mag körülbelül gömb alakú részecskéi. Rugalmas rugalmassági modulus (MPa) 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 PP barackliszt farost/MAH csillám talkum 76. ábra: Hajlítási modulus az alkalmazott töltőanyagtól függően (töltési fok 30%). A hajlító tulajdonságokkal meglepő módon azt mutatja, hogy a A fa és a sárgabarackliszt közötti különbség nem olyan hangsúlyos, mint a szakító tulajdonságokban. Ez nagyon örömteli, mert egy kapcsolószer hozzáadása legalább 25% -kal növeli a modulust, ezáltal elérve a PP/farost vegyületek tulajdonságait.
A jövő gyára 200. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-Cascading 1.05). Az anyagot szorosan záródó és a lehető legteljesebb tartályokban kell tárolni, mivel fény és levegő hatására könnyen benzoesavvá oxidálódik. A nehézfém-ionok jelenléte felgyorsítja az oxidációt. A reakció mechanizmusát feltételezzük, hogy gyökökön keresztüli láncreakció [1]: 80. ábra: A benzaldehid szagjellemzőinek/szagprofiljának reakcióvázlata: intenzív, mint a keserű mandula, kellemes, aromás, erősen édes. Az íz benyomása égő, aromás, mint a keserű mandula. angol: keserű mandulára emlékeztet, kellemes, illatos, aromás, erős édes. égő gomb. Érdekes módon a benzaldehid keserű mandulaillata izoszterikus csoportokkal rendelkező vegyületekben is előfordul (például nitrobenzol, benzil-cianid és még benzo-1,2,3-triazol): Ezen anyagok illata feltűnően hasonlít a benzaldehidéhez! Használat: Illatszer: Heliotrope, lila, gyöngyvirág és ibolya típusú alkotásoknál (vegye figyelembe a felhasznált mennyiséget, amelyet néha csak nyomokban használnak!). A szappan parfümériában is. Benz-
A jövő gyára 204. oldal, 222. oldal Végleges jelentés NaWaRo-kaszkádos 90% -os benzilalkohol-hozam (Fieser/Fieser, 327. o.): Fontos a toluol atmoszférikus oxigénnel történő oxidálásának lehetősége benzil-hidroperoxiddá is, amely a hidrolízis során benzil-alkohol. kellékek. A benzaldehid-maradékot még tartalmazó benzil-alkohol erős nátrium-hidroxid-oldattal forralva benzaldehid-mentessé tehető. Kémiai és fizikai jellemzők: Paraméterérték (pl. RK = Roth/Kormann, R = Römpp, B = Bauer et al.) Tartomány (FCC 3) Sűrűség 20 C/s.g. 1,0419 (B); 1,045 (R) 1,042-1,047 (25 ° C) törésmutató/refr. index 1,5396 (B, RK) 1,539-1,541 olvadáspont/olvadáspont -15 C (RK) --- forráspont/bp desztillációs terület/diszt. 205 ° C (szerves); 205,4 C (B, RK) --- Oldékonyság etanolban 1: 1,5 térfogat, L50% (RK) Vegyes oldékonyság vízben Oldhatóság aldehidek/aldehidek esetében 1 g 25 g-ban (RK); 1 ml 30 ml-es teljes és tiszta (Ph.Eur.) --- 0,2% 206 C (bomlik) NLT 95% 202,5 és 206,5 között 1 ml 30 ml-ben Rendelkezés a gyúlékony folyadékokról (VbF): A II/Lobbanáspont: 96 C Vízveszélyeztetési osztály (D): WGK 1 (enyhén vízszennyező) Svájci mérgezési osztály (CH): 4
A jövő gyára 206. oldal/222 Végleges jelentés NaWaRo-kaszkádos célszámok Relatív sűrűség 25 C-on 1,040-1,050 Törési index 20 C-on 1,5410-1,5460 Optikai forgatás 20 C-on 0 - +0 25 Savszám max. 8 Aldehid-tartalom (benzaldehid formájában) Min. 95% oldhatóság etanolban 1 + 2 térfogat% L70% Fontos megjegyzés: Az itt megadott információkat körültekintően állítottuk össze és a legjobb tudásunk szerint. Helyességükre azonban nem vállalunk garanciát, a hibákat és a változtatásokat fenntartjuk. A megvásárolt termékek alkalmazása, felhasználása és feldolgozása a vevő kizárólagos felelőssége. Műszaki alkalmazási tanácsunk (legyen szó akár szóban, akár írásban) nem mentesíti Önt a megvásárolt áruk saját vizsgálata alól a rendeltetési célokra és folyamatokra való alkalmasságuk szempontjából. Az ügyfélnek ezért tájékoztatnia kell magát az anyagok biztonságos és helyes kezeléséről és adagolásáról a használat előtt, valamint a meglévő törvényi előírásokról. Nem vállalunk felelősséget a termékek kezelésével okozott károkért. Az itt leírt készítmények nem használhatók gyógyászati célokra.