18/2003. NaWaRo în cascadă pentru regiunea wellness
NaWaRo în cascadă pentru regiunea wellness Investigarea posibilităților în cascadă de utilizare a reziduurilor de fructe de piatră în sectorul alimentar și nealimentar E. Wimmer, H. Mackwitz, S. Schemitz, U. Burner, W. Stadlbauer Rapoarte din cercetarea energetică și de mediu 18/2003 Dinamic cu responsabilitate
Amprenta: Proprietar, editor și proprietar media: Ministerul Federal pentru Transporturi, Inovare și Tehnologie Radetzkystraße 2, 1030 Viena Responsabilitate și coordonare: Departamentul pentru Energie și Tehnologii de Mediu Șef: DI Michael Paula List și toate rapoartele din această serie pot fi comandate la http: //www.nachhaltigwirtschaften .at sau la: Projektfabrik Waldhör Nedergasse 23, 1190 Viena Email: [email protected]
NaWaRo în cascadă pentru regiunea wellness Investigarea posibilităților în cascadă de utilizare a reziduurilor de fructe de piatră în zona alimentară și nealimentară TB Ing. Elmar Wimmer e + c inginerie și consultanță Dipl.-Cem. Lector universitar Hanswerner Mackwitz, Susanne Schemitz, Dr. Ursula Burner Concerned People GmbH Dr. Wolfgang Stadlbauer alchemia-nova Viena, mai 2003 Un raport de proiect în cadrul Programului Impulse Economie durabilă În numele Ministerului Federal pentru Transporturi, Inovare și Tehnologie
Fabrica viitorului Pagina 4 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading Project Team TB Ing. Elmar Wimmer e + c inginerie și consultanță Managementul proiectului: Dipl.-Ing. Elmar Wimmer Sfaturi: Dr. Alfred Strigl Concerned People GmbH Dipl.-Chem. Univ.-Lector Hanswerner Mackwitz Susanne Schemitz Dr. Ursula Burner alchemia-nova Institute for Innovative Plant Research Dr. Wolfgang Stadlbauer
Fabrica viitorului Pagina 11 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading 1 Introducere 1.1 Mulțumiri În acest moment nu am dori să pierdem ocazia de a mulțumi acelor persoane din țară și din străinătate care s-au angajat în proiectul NaWaRo-Cascading și fără implicarea lor pe cele prezentabile Rezultatele nu ar fi fost obținute. 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) Viena, în mai 2003 Elmar Wimmer și Alfred Strigl (management de proiect) Ursula Burner, Hanswerner Mackwitz, Susanne Schemitz și Wolfgang Stadlbauer
Fabrica viitorului Pagina 16 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading 1.5.1 Parteneri corporativi Ați fost alături de noi de la începutul proiectului: Alois Gölles, producătorul de distilerie de fructe și oțet Riegersburg Styria. Distilatorul modern de schnapps lasă totul naturii, dar nimic întâmplător. Ing. Gebhard Ferschli, distileria de fructe GF și producția de lichior Krobotek Bgld. De câte tone de miez de piersici ai nevoie pentru a avea o sticlă de ulei de miez de piersici în fiecare supermarket? Josef Zotter, producător de ciocolată, GF Zotter Schokoladen, Riegersburg Styria. Miezul trebuie să fie un produs nobil, nu un substitut pentru migdale. Prețul este important, dar nu neapărat decisiv. Robert Fandler, GF Ölmühle Fandler Pöllau Styria. Proiect foarte profesionist! Rezultate foarte interesante, mi-a plăcut foarte mult să lucrez la el. Mă întorc data viitoare. Andreas M. Wilfinger, GF Ringana Fresh Cosmetics Hartberg Styria. Rezultate interesante ale proiectului, perspectivă petrolieră disponibilă, emulsificatori posibil. Utilizarea miezurilor în sectorul cosmeticelor necesită cercetări suplimentare. Perspectiva alimentară și nutraceutică ar putea fi implementată rapid. Pruna ar trebui favorizată.
Fabrica viitorului Pagina 17 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading În timpul lucrărilor de proiect, au fost adăugați încă trei parteneri corporativi importanți: Karl Geiger, maestru agricol, GF Sunflower Park Tulbing Tulbing N.Ö. Un proiect foarte interesant și instructiv. Nu aș fi crezut niciodată ce este în nucleu. Rezultatele sunt un mare stimulent pentru a merge și mai adânc! Thomas Kasfeld, director de vânzări la Kuhmichel Abrasiv GmbH Ratingen (D) Mediile de sablare a legumelor (făină de semințe de fructe de piatră) sunt unul dintre puținele substanțe abrazive de sablare nemetalice care pot fi utilizate atât în sistemele de sablare care funcționează conform sistemului de aer comprimat, cât și în mașinile echipate cu roți de sablare. Hans Staud, producător de gemuri și delicatese vegetale, Viena De la sămânță până la prepararea finită, onestitatea și originalitatea sunt pe primul loc!
Fabrica viitorului Pagina 21 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading Fig. 1: NaWaRo-Cascading Partea experimentală
Fabrica Viitorului Pagina 22 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading 2 Pietre de fructe Pietrele de fructe sunt constituenții fructelor de piatră care nu sunt direct comestibile și sunt contaminate cu pulpă și suc de fructe, precum și cu alte impurități specifice fructelor, care se strică ușor prin fermentare și mucegai. Conținutul lor de umiditate este de 87-90%, pre-uscare este esențială pentru prelucrarea ulterioară. Fig. 2: Gropițe de cireșe rupte și sâmburi de piersici tăiate deschise Fig. 3: Sâmbure moale de cais și piele de semințe de sâmbure Pietrele de fructe constau dintr-o coajă tare și miezul moale, care este înconjurat de o piele fină de semințe. Cu diferitele tipuri de fructe, pietrele sunt compuse diferit. Valorile medii pentru substanța proporțională de bază sunt enumerate mai jos: Caise (caise) 19-27% piersică 6-8% prune 17-29% cireșe 25-35% Notă; Substanța de bază a semințelor constă în principal din ulei de semințe grase, proteine, grăsimi și extracte fără azot. În plus, nucleul conține u. A. 3,5-4% amigdalină, a cărei descompunere formează cianură de hidrogen, care sa dovedit a fi fără probleme în cursul proiectului.
Fabrica viitorului Pagina 27 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading Fig. 6: Test de zdrobire cu sâmburi de caise într-o moară cu role Zdrobirea are loc între came și peretele carcasei prin efecte de presiune, zdrobire și forfecare. Dimensiunea finală este determinată de geometria elementelor de zdrobire, lățimea spațiului poate fi modificată doar într-o mică măsură. Rezultatul nu ar putea fi satisfăcător în niciun fel, deoarece prea multe sâmburi moi sunt rupte. Amestecul obținut nu poate fi separat în mod curat nici cu ajutorul unei mese vibrante care ne-a fost pusă la dispoziție de compania Dyk Getreidemühle din Raabs/Thaya. Fig. 7: Rezultatul testului de zdrobire cu o moară cu role
Fabrica viitorului Pagina 32 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading 2.1.4 Rezultatul pozitiv al fisurării și separării Într-un efort comun cu fermierul cu experiență tehnică, problema aparent lipsită de speranță a crăparii blânde a miezului de fructe ar putea fi rezolvată într-un timp relativ scurt. În abia trei săptămâni, Karl Geiger a construit diverse dispozitive mecanice și tehnice care țineau seama de varietatea formelor, precum și de duritatea și mărimea diferitelor sâmburi de fructe. Pentru a procesa aproximativ 400 kg de gropi de fructe, am instalat un pumn cu pârghie acționat de motor cu tuburi de perforare de diferite dimensiuni, care a efectuat procesul de perforare exact în momentul în care unul dintre numeroasele miezuri a ajuns pe placa de alimentare, care a fost ușor curbat în jos. Miezurile au fost transportate prin intermediul unui dispozitiv de vibrație printr-un jgheab de alimentare, prin care viteza de migrare a putut fi controlată prin frecvența vibrației. Fig. 12: rezultat perfect datorită eforturilor lui K. Geiger
Fabrica viitorului Pagina 33 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading Doar tuburile perforate trebuiau schimbate cu diferite nuclee. Dispozitivul de vibrații a funcționat de asemenea bine în procesul de separare ulterior, carcasele dure putând fi separate perfect de miezul moale. Fig. 13: Freză de disc din oțel Numai freză de disc din oțel poate manipula piei de groapă de fructe tari: este ascuțită, dură și rotativă rapidă. Ieșirea continuă a materialului de la sol asigură doar o ușoară încălzire! Fig. 14: Fracționarea cojilor de miez dur folosind site perforate, dispozitiv de vibrație Într-o etapă ulterioară, cojile dure de caise, cireșe, Pfisich și prune au fost mai întâi zdrobite la particule de 5 mm cu o moară cu ciocan; apoi sfărâmate și micronizate cu moara de disc din oțel și separate din nou în diferitele fracțiuni cu ajutorul dispozitivului de vibrații și cu site perforate precise cu deschideri de curgere definite și echilibrate sau cuantificate. Pentru detalii vezi de asemenea, utilizarea materială a gropilor cu fructe de piatră.
Fabrica viitorului Pagina 39 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading 3.3 Metode și materiale: Presarea uleiului din sâmburi de fructe 3.3.1 Lucrări preliminare, albire Sâmburii de fructe, eliberați de coaja tare, au fost apoi în mare parte jupuiți în propriul laborator sau în bucătăriile prietenilor și cunoștințelor . În acest scop, miezurile trebuiau să fie scufundate pe scurt în apă clocotită și apoi scoase manual din membrană. Fig. 19: Gropile de cireșe sunt echilibrate și albite Fig. 20: Sâmburi moi de caise albiți, piei de sâmburi de caise uscate (pierderea masei 8-12%) Procesul de albire s-a dovedit a fi deosebit de obositor și consumator de timp, deoarece totalul a fost de aproximativ 15 kg Trebuiau furnizate miezuri pentru presarea uleiului din miezul decojit, pentru prelucrarea la fabrica de ciocolată Zotter și pentru propriile teste de presare și cosmetice. În timpul albirii apar din nou pierderi materiale de ordinul 8-17%. Uscarea ulterioară a sâmburilor cu piele duce la înțelegere la o reducere a greutății (aproximativ 3-5%). Având în vedere munca manuală implicată, modernizarea planificată
Fabrica viitorului Pagina 41 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading 3.3.3 Ulei de sâmburi produce Fig. 22: Uleiuri de sâmburi proaspăt presate din sâmburi fără piele folosind o presă cu șurub Testele de presare din laboratorul plantei s-au bazat pe sâmburi moi separați (vezi Tabelul 1). În fiecare caz, 1-3 kg (6 kg pentru cireșe) din sâmburi necojite au fost presate în uleiuri limpezi și cu miros plăcut. Nu a fost necesar să se filtreze uleiurile. Restul sâmburilor moi au fost albiți așa cum s-a descris mai sus, apoi transformați în tigaie de cireșe, marillopan, persipan și prunipan, fragil, creme de la prune și altele asemenea de către ciocolaterul Josef Zotter. A. m. pentru a fi prelucrate în continuare (pentru detalii vezi Capitolul 5 Delicatese din fructe). Câteva sute de grame au fost suficiente pentru testele cosmetice din laboratorul plantei. Mai multe despre acest lucru în cap. 6 Repertoriul de aplicații cosmetice. Teoria randamentului uleiului în% g/g cca% cireșe 22 20 cais 38 40 piersică necoapte 23 n.n. Piersici coapte 40 32-35 Prune 37 (!) 20 Tabelul 2: Randament de ulei de la presa cu șurub
Fabrica viitorului Pagina 42 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading 3.3.4 Discutarea bilanțului de ulei de miez Rezultatele sunt de acord cu literatura de specialitate. În cazul piersicilor coapte și al prunelor de casă, valorile literaturii au fost depășite de departe.Descrierea mai detaliată a uleiurilor poate fi găsită în următorul capitol de analiză. Fig. 23: Sâmburi moi de caise, necojite și măcinate cu tort cu un tăietor și un tocător de condimente Un tort de presare a fost obținut și din toate presările de ulei cu presa cu șurub, care emană un miros deosebit de aromat cu cireșe, prune și piersici. După cum sa dovedit în timpul analizei, nivelurile de acid cianhidric de 15 mg/kg sunt cu mult sub limita de toleranță pentru marțipan (50 mg/kg).
Fabrica viitorului Pagina 54 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading Abundance TIC: PFIRSICH.D 1600000 1500000 1400000 1300000 1200000 1100000 1000000 900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 Timp -> 0 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 Fig 27: Componente volatile GC-MS miez de piersici (miez moale) 500000 400000 300000 200000 100000 Ora -> 0 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 Fig. 28: GC-MS componente volatile miez de cireș (miez moale)
Fabrica viitorului Pagina 55 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading Compoziția compușilor volatili pentru piatra de piersici ar trebui să fie prezentată din nou grafic: Piatră de piersic (întreagă): Compuși volatili [în%] 1-hexanol; 0,5 hexanal; 0,5 carene; 0,6 acetat de benzii; 1,5 3-hidroxi-2-butanonă; 1,7 2,3 (1,3) butandiol; 2,3 2,3 (1,3) -butanediol; 4,9 nonane; 0,6 toluen; 0,6 piridină; 1 benzoat de etil; 1,2 alcool benzilic; 15,7 acid acetic; 43,9 benzaldehidă; 19.20 Fig. 29: Componente volatile din nucleul de piersici (nucleu moale)
Fabrica viitorului Pagina 143 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading Fig. 73: Duză de extrudare cu topitură de polimer ieșită și amestec produs în formă granulată 7.3.2 Producția eșantioanelor de testare Eșantioanele de testare au fost produse în conformitate cu ÖNORM EN ISO 3167 Eșantioane multifuncționale de plastic. Granulatul a fost uscat într-un dulap de uscare la 50 ° C timp de 2 zile înainte de obținerea specimenului de testat, deoarece absorbise o cantitate relativ mare de apă în timpul procesului de granulare datorită proporției ridicate de umplutură care conține lignocel. Probele au fost apoi depozitate în conformitate cu climatul standard ÖNORM EN ISO 291 din plastic pentru condiționare și testare timp de cel puțin 88 de ore în climatul standard (23 C și 50% umiditate relativă) înainte de a fi utilizate pentru măsurătorile respective. Fig. 74: Eșantion universal de testare 7.3.3 Test Valorile mecanice ale acestui material au fost determinate în conformitate cu standardele plastice respective (proprietăți de întindere conform DIN EN ISO 527-1, proprietăți de îndoire conform DIN EN ISO 178 și rezistență la impact conform Charpy conform DIN EN ISO 179-1/1eU.
Fabrica viitorului Pagina 144 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading În tabelul următor, valorile caracteristice sunt comparate cu cele ale polimerului pur neumplut și cu valorile umpluturilor clasice (mica și talc) și, de asemenea, cu fibrele de lemn. PP 70% PP 70% PP 70% PP 70% PP + 30% cais tare + 30% fibre de lemn + 30% mica + 30% faina de miez de talc + promotor de aderență Test de tracțiune E-modul (MPa) 1055 1466,6 3000 2450 3200 Fmax ) 28,5 21,62 25 29,5 33,5 Alungire la Fmax (%) 13,8 6,43 3 3,6 4,1 Test de modul flexural (Mpa) 1550 2142 2500 3350 4550 Fmax (Mpa) 40 41,52 43 54 60,07 Alungire la Fmax (%) 6,4 5,51 4,2 4,21 Forța impactului (Charpy) Energia impactului (J) ob 0,6 1 1,12 rezistența la impact (kj/m²) o.b. 15 24,8 27,5 Tabelul 23: Comparația valorilor caracteristice ale PP cu și fără diferiți aditivi Modul de tracțiune (MPa) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 PP Făină de caise Fibra de lemn/MAH talc mic Fig. 75: Modul de tracțiune în funcție de umplutura utilizată (grad de umplere 30%)
Fabrica Viitorului Pagina 145 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading 7.3.4 Discuție Puteți vedea foarte clar că masa de miez de coajă tare crește doar modulul de tracțiune, dar comparația cu fibrele de lemn este permisă doar într-o măsură limitată, deoarece anhidridă maleică a fost adăugată ca agent de cuplare în aceste probe. a fost. Acest lucru a crescut considerabil aderența dintre polipropilena nepolară și materialul de umplutură care conține lignoceluloză (lemn), ceea ce se reflectă foarte mult în îmbunătățirea proprietăților mecanice. În plus, structura fibroasă a fibrelor lemnoase influențează proprietățile de tracțiune mult mai puternic decât particulele aproximativ sferice ale miezului. Modulul de elasticitate flexional (MPa) 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 PP făină de cais fibră de lemn/talc mica MAH Fig. 76: Modul flexural în funcție de materialul de umplutură utilizat (grad de umplere 30%) Cu proprietățile de flexie arată surprinzător Diferența dintre făina de lemn și cea de caise nu este la fel de pronunțată ca în proprietățile de întindere. Acest lucru este foarte îmbucurător, deoarece adăugarea unui agent de cuplare va crește modulul cu cel puțin 25%, obținând astfel proprietățile compușilor din PP/fibre de lemn.
Fabrica viitorului Pagina 200 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading 1.05). Substanța trebuie păstrată în recipiente cât mai bine închise și cât mai complet umplute, deoarece este ușor oxidată în acid benzoic dacă este expusă la lumină și aer. Prezența ionilor de metale grele accelerează oxidarea. Se presupune că mecanismul reacției este o reacție în lanț prin intermediul radicalilor [1]: Fig. 80: Schema de reacție pentru caracteristicile parfumului benzaldehidic/profilul mirosului: intens ca migdalele amare, plăcut, aromat, puternic dulce. Impresia gustativă este arzătoare, aromată, ca migdalele amare. engl.: amintește de migdale amare, plăcute, parfumate, aromate, puternice dulci. buton de ardere. Interesant este că mirosul de migdale amare al benzaldehidei apare și la compușii cu grupări izosterice (precum nitrobenzenul, cianura de benzii și chiar benzo-1,2,3-triazolul): Mirosul acestor substanțe este izbitor de similar cu cel al benzaldehidei! Utilizare: Parfumerie: În creațiile de tip heliotrop, liliac, crin de vale și violet (rețineți cantitatea utilizată, uneori folosită doar în urme!). Tot în parfumeria săpunului. Benz-
Fabrica viitorului Pagina 204 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading 90% randament Alcool benzilic (Fieser/Fieser, p. 327): Posibilitatea oxidării toluenului cu oxigen atmosferic la hidroperoxid de benzii, care este alcool benzilic în timpul hidrolizei (pe lângă unele benzaldehidă), este de asemenea importantă provizii. Alcoolul benzilic, care încă conține reziduuri de benzaldehidă, poate fi produs fără benzaldehidă prin fierbere cu soluție puternică de hidroxid de sodiu. Caracteristici chimice și fizice: valoarea parametrului (de exemplu, RK = Roth/Kormann, R = Römpp, B = Bauer și colab.) Gama (FCC 3) densitate 20 C/s.g. 1,0419 (B); 1,045 (R) 1,042-1,047 (25 C) indicele de refracție/refr. index 1.5396 (B, RK) 1.539-1.541 punct de topire/mp -15 C (RK) --- punct de fierbere/bp zona de distilare/dist. intervalul 205 C (organic); 205,4 C (B, RK) --- Solubilitate în etanol 1: 1,5 vol. L50% (RK) Solubilitate miscibilă în apă Valoare limită pentru aldehide/aldehide 1 g în 25 g (RK); 1 ml în 30 ml complet și limpede (Ph.Eur.) --- 0,2% 206 C (descomp.) NLT 95% între 202,5 și 206,5 1 ml în 30 ml Regulament Ordonanță privind lichide inflamabile (VbF): A II/Punct de aprindere: 96 C Clasa de pericol pentru apă (D): WGK 1 (ușor periculoasă pentru apă) Clasa de otravă elvețiană (CH): 4
Fabrica viitorului Pagina 206 din 222 Raport final NaWaRo-Cascading Cifre țintă Densitate relativă la 25 C 1,040-1,050 Indice de refracție la 20 C 1,5410-1,5460 Rotație optică la 20 C 0 până la +0 25 Număr acid max. 8 Conținut de aldehidă (sub formă de benzaldehidă) min. 95% solubilitate în etanol 1 + 2 vol. L70% Notă importantă: Informațiile oferite aici au fost compilate cu grijă și au fost compilate în funcție de cunoștințele noastre. Cu toate acestea, nu se poate oferi nicio garanție pentru corectitudinea lor; erorile și modificările sunt rezervate. Aplicarea, utilizarea și procesarea produselor achiziționate sunt responsabilitatea exclusivă a clientului. Sfaturile noastre tehnice de aplicare (fie verbal, fie în scris) nu vă eliberează de propria examinare a bunurilor achiziționate pentru a le fi adecvate scopurilor și proceselor prevăzute. Prin urmare, clientul trebuie să se informeze despre manipularea și dozarea sigură și corectă a substanțelor înainte de utilizare, precum și despre orice cerințe legale existente. Nu ne asumăm nicio răspundere pentru daunele cauzate de manipularea produselor. Preparatele descrise aici nu pot fi utilizate în scopuri medicinale.