I N I S - m f — 1 1 1 5 0

PROGRESÍVNI TECHNOLOGIEV POTRAVINÁŘSKÉM PRŮMYSLU

Sborník r e f e r á t ůze školení po t raviná ťských technologů

konaného ve dnech 22. a 23. dubna 1987v ÚKDŽ - Praha

Pobočka ČSVTSVUPP Střediska technických informací

Praha

PROGRESÍVNI TECHNOLOGIEV POTRAVINÁŘSKÉM PRŮMYSLU

Sborník referátůz* školení potravinářských technologů

konaného ve dnech 22. a 23, dubna 1987v ÚKDŽ - Praha

O B S A H

Stra,

J V O i <.«..,,..,,„„.. . . . c . ...:... . . . . . a . ......... . . , . . . « « 3

1 n.,. V. Kíi del a 5 CS c .

Hlavní -iruhy, principy a použitelnost

membránových technik ......,....,........o..,.,.. 5

fi. P« Brckeš, CSc.

Využit ie u l t r a f i l t r a c i e v pr ie i r/s l?

a problémy s n i n spojené o . . . . . . . c ' . . , . o J . c . . a . o . » . 18

Ing . J . Kučera

U l t r a f i l t r a č n é membrány vyvinuté vo VU L1X0

£? í^h funl-cr^ v l a s t n o s t i . „ . . . . . . , . . . , . . . . < c . . . . . c 30

I n 2;. V o Visačky, CSc.

Líceno c t i uplatněni,] a u l t r a f i i t r á c i e

v biotechnolo.íi-.acli . . . . . . . . . . . . . » . . . . . r . . . . . . . . . c 35

in:.-, Vo Huíek

Využití jV.'írrľú ráno re cochnologie

v ::ilékárenij]:ér" průmyslu .................>.<>..... 43

1 iig. Ä o Králi č til:

Pouäiti ultrafil",race v konzervárenském průmyslu. , SO

Ing. To Le.inek, CSc

Výhledy uí;,ití merúbránové techniky

v nápojovém pL^ůmyslu ...,...........:.......... «. 67

- 2 -

Cákl

Strana

Využití membránových procesu

f drůbežářském průmyslu „ 72

In^. Ií, Poskočilová

Ľxtruzní technologie v potravinářském

průmyslu <,,*..„,.... .. ........ 80

In'g. J, Holas, CSc.

Extruze v cereálním průmyslu CSR .......... 85

J. Poprac, CSo.

Uplatnenie extrúznej technológie

v podmienkach VEJ MPP ................ o .... '90

Ing, Jo Sedláčková

Radiační ošetření potravin ................. 96

RUDr. J. Zuska, CSc.

Využití ionizujícího záření k desinsekci

potravín, krmiv a dalších skladovaných

produktu ................. c..... o 113

Proft J. Parkas

Světový stav techniky a perspektivy

ozařování potravin ..„.<>. *<,.„... 124

UVOí

Rozvoj potravinářské techniky se zaměřuje na m?tody vý-

roby a konzervace potravin, kt?ré zajišíují komplexní zpraco-

vání zemědělských surovin při racionální srotřebě energie a vc-

dy současní při zachování jakosti vyráběných potravin a minima-

lizaci ztrát.

V .zahraničí v posledních letech došlo k velkému rozvoji

moderních fyzikálních postupů, které splňují uvedené požadavky.

Pro školící seminář byly vybrány následující tři tematic-

ké, okruhy: nezbraňové proce3y, extruzní technika a využití io-

nizujícího záření pro ošetření potravin.

Membránové J3roce3y zaznamenaly v posledních letech značný

rozvoj ja'r v oblasti vývoje nových typů membrán, tak i v apli-

kačních možnostech. Zvýšený zájem o jejich využití v potravi-

nářském průmyslu byl zejména motivován úsporami energie a sou-

časně i nutností, dodržovat předpisy prc ochranu životního pro-

středí. V potravinářském průmyslu -doznaly největšího rozšíření

ultrafÁltrace a reverzní osmósa. Aplikační možnosti především

ul-trafiltrace jsou rozsáhlé", a to ve většin* potravinářských o—

borů. Další využití těchto procesů je při čištění průmyslových

vod, při zpracování vedlejších produktů a odpadů. Tím se vytvá-

ří základ pro bezodpadové technologie.

V GSSR se v rámci některých potravinářských oborů řeší vy-

užití membránových procesů. Do provozu bylo již zavedeno něko-

lik aplikací (např. v průmyslu konzervárenském, drůbežářském,

mlékárenském). Výzkumně se řeší i problematika vývoje menťbrán.

Rozvoji extruzní technologie se věnuje v celém světě vel-

ká pozornost. Důvodem je celá řada předností, které t.ito tech-

nologie má v porovnání s klasickými způsoby tepelné úpravy po-

— L —

tr3viná^Pkýrr currvin. Jedná se především o možnost zpracování

rirďkf'ho sortimentu potravinářských surovin, vysokou produkti-

vitu rrdce, nír.KOu spotrebu energie apod. Extruzní technologie

je bezodpadovou technologií.

7 \ V R se v;.'v o,j a výroba extrur.ních linek, vývoj nových

extrudovaných výrobců a výrkum extru^níno proaesu r e M v rámci

vý:;kĽ-r:iu po káráno k-':ho průmyslu, ôortiment extrudovaných výrobku

L-e vy raní -xz .a :í ::ení'-h :: do vo::u i vyvinutých v rámci pekáren-

oíío'ko prýnyHlu. :.'ejména v posledních letech u nás vyrostl zá-

jec o e :•:% r a.".n. í Lecnnoloŕie i v jiný.'h potravinářských oborech

a tím i c :::cv:no.-:T výroby Širšího sortimentu výrobků, cejmena

pre- i i e i. r. í u c e 1 y.

V .:ahr-?ni^í naiŕlo uplatnení pro r-l::né účely několik druhí

eleti + ronafi:neJ"i •">:-;óho ::áŕení. Mejvřtšího uplatnění *o;:nalo i o n i -

zující Ľárer.í v o-ilaáti ochrany potravin pred jejich cnehodno—

cením. Radiac'ní -.ro.:es se j Ľví jako perspektivní ,"• nevyžaduje

klasický druh enerrie a cŕi H právne aplikaci dávek neaaneohává

rejiďua v potravinách. Ponorné malými dávkami ionisujícího zá-

řen:, lze prc:louŕit pkleaovatelnost potravin snadno -podléhají-

cích :;kár.e. iiača otázek spojená s touto technologií ošetření

potravin je ve ř-vetí jič vyřešena (napr. dávky i:áření, legisla-

tivní pořade v k.y a p o d . ) . ;"e ;;cQi<-; jedrioc:nř:cná stanoviska jsou

v oblasti přijatelnosti radiačně ořetřenýcií potravin spotře-

biteli apod. ,.

V C£áR ee tato problematika výzkumné sleduje již řadu let

s cílem využití v potravinár^kén průmyslu a pro další aplikace.

- 5 -

Ing. Vlastimil K ô d e 1 aUstav makromolekulami chemie 6SAV, F ~r Q h

Hlavní_druh^^ prinoip^ a_použitelnost membránových technik

0 becně o membránovýc h technikách

Membránové teohniky jsou poměrně novým, velmi účinným tech-

nologickým prostředkem pro dělení plynných i kapalných směsí,

disperzí a roztoků. Obecně platí, že membránovými procesy do-

sahujeme;

1. Vyčištění roztoků, směsí, dispersí od nežádoucích složek,

2. Zahuštění žádoucích, resp. oddělovaných složek systémů.

Nezbytnou podmínkou existence membránových technik je roz-

voj umělých separačních membrán. Ve fázi realizace kladou membrá-

nové techniky (procesy) zpětné požadavky na vlastnosti membrán.

Separačni membránou rogumíme pasivní nebo aktivní bariéru

průchodu částic (iontů, molekul, koloidů) meai dvěma prostředí-

mi. Pro membránu je tedy typický transport, a to transport vý-

běrový, selektivní. Míru selektivity transportu označujeme ja-

ko P^rase^-iliľií.'ii Psrmselektivita může představovat prefe-

renci rospouětědla před rozpuřtěnou látkou nebo naopak, prefe-

renci aniontu před kationty nebo naopak, preferenci dispergo-

vaných částic určité velikosti před částicemi jiné velikosti,

preferenoi jednoho druhu iontů před jinými, preferenci nabi-

tých částio před nenabitými apod. Proto mají separaôní membrá-

ny cílevědomě a výběrově zdokonalené transportní vlastnosti

nebo — v obráceném smyslu — zadržovací schopnost. Druh zadržo-

vané a transportované částice, jakož i fyzikální princip zadr-

žení - transportu je příznačný pro určitý membránový proces.

Aby nastal transport membránou, je nutné aplikovat hnací silu,

- 6 -

tj. vhodný potenciálový gradient. Používané gradienty JSOUÍ

1. Elektrického potenciálu.

2J. Chemického potenciálu.

3. Tlaku.

4. Teploty.

5. Tíhy (tíhového zrychlení).

V některýcn procesecn je používána .i kombinace hnacích

sil. Jako temer všude ve vědě a techiuce* ty~o mezní případy

jsou sice nejnadějnější, avšak nejobtížněji uskuteaaitelné a

teoreticky zpracovatelné. Jednotlivé '^^^^ojj^roc^e3j^se

mezi sebou fyzikálně liší použitou hnací siloa a druhem membrá-

ny 5 áe3^5 složení a struktura'musí zbrričíbvet požadovanou pena—

selektivitu. Membrány, určené pro je'lnotlivé procesy, jsou

vzájemně ne.zaměnitelné. Fokud z'!ůranujeir.e . umělé membrány, "be-

reme tím ohled na existenci biologie.:^ch nemhrán, které zpro—

středku j í transport látek jednak ne;: i bunkami a tělními teku-

tinami, jednak uvratř V^nek nezi organeláini a protoplasniou. Pro

Umělé i "biologické membrány platí obdobné fyzikální zákonitosti*

Materiálem pro umělé inenťbránv jsou různé druhy polymerů,

ve zvláštních případech i anorganické látky* jako speciální

skla, úsady jejxně-.zr cr.ého ZrO2 ne filtrech (tzv. dynanické

membrány) , porézní keramika s poro/.itcu upravenou sraženinami

komplexních slouôenin. Polymery jsuu přírodní, upravené ne"bo

umělé.

Tvary membrán sledují cc největší kompaktnost zařízení a

co nejvyšší výkon z plochy:

1. Ploché listyj upevňují se dc speciálních rámů s kanálky pro

přívod nástřiku a odvod permeátu. Rámy s membránami jsou

seřa;íován#y--£l5J svazků.

2. Trubicové (tubulární) moduly - oodobné filtračním svíčkám.

3. Spiráln* linuté (Rogovy) noduly. Nástřik přichází mezi dvenerr: "rány,' po okrajích slepené, oddálené rozdělovači sítkou.IJezi dvoji^o^i ne;Ľbrán je sb-y-rná síxka pro perneát, celýsyatťm je svinut.

4. "Dutá vláknno vnojčíra p runt; r u --10 yum, ? dutinou o prunern20 /im. '/vačky dutých vláken se na dvcu koncích zapolymeru-j í do uníl ( í pryskyřice. Část pryskyřice se mechanicky odstra-ní a dutiny vláken ae tím otevřou.

5. Kadlce.

6. Kapalné memlsrány.

lle-a r ránové procesy jsou vhodné pro řešení separaSních pro—

"bléimi, mají však i svá principiální omezením Můžeme definovat«

~ejich výhody a nevýhody:

1. Nepotř^ruj í pro vlastní separacní činnost chemikálie.

2. Nezaaolu;jí druhotně průmyslové a odpadní vody.

3. Fežno umocňují účinnost separace nad 90 £, často 99 fj?

4. IVioŽňíaií- rekupdrani ^enných látek z provozů.

5« Umožňují frakcionaci látek, zpravidla komhinací procesů,

6. Jscu energeticky rsporne,

7. Jsou provozní levné, nenáročné na místo a prostor,

8. Příslušná zařízení se snadno dají vyrobit jako nobilní.

Nevýhody:

1. Jscu technicky náročné, proto jsou pořizovací náklady snažné,

2. Dopo3ud většinou závislé na dovozu.

3. Prakticky dosažitelné koncentrace jsou onezeny fyzikálními

zákonitostmi.

První z nevýhod je pouze relativní, druhá dočasná, třetí ne-

vyhnutelná.

Hlavní nenibrár.ovŕ prenosy 2 ; r; S -

1. P

Pře vi-.n v '"irui: * rvn..'.: OÍ"Í'; v : ; . ;.-.1„a r ;-3:esecľ; ;;po"-ívJ v prou

dění ř á s t i r vyvolán-*-:: e:; oki ror-vr i " ••:;,> role::., /.ovív-: výb-"rove

zadržování < s:>t.> r. n. -.ilc-kt ro;;* -^ i~i:;,' .--ÍVÍ rakto r.

i ' 1 "Elektrodialý-.a'ŕ:?.) cúnc v í c* r o : ;.u-' •.•'n<-' OJTT-V a dá se v po-

travinárske';:! r-r-'jľiyslu pouŕ í t k od solení svrcv-í-1-;;.- pred. její.-ri

dalším zpracovuií::. a .-: rŕ£prar-v vc-iy .': n/::?:;,'•.": c-ôahern soľ í r. v;'

ciiDJíích si ln- ;, i r^poler.ycŕ: voi . .-".e~""r'_;ny pro eloť.-^rodialvnu

jsou -iiontovŕ, výr-'-nnr'-ho °harak :eru . to znz^en-í, -,e ,ide o po.ly-

merní m a t e r i á l o^^ar.u^íoí >uň "unk^r.í .= k:;;:-lny '-lyselo (napr.

-SCVH) nero ^--sa-ii^- (nar.ŕ. -"ľ [y-.-';, ,.0V. *• 7.7 rour.4 v á současní

isembrár.y k a t i ona kt i vní . t ; , kynei-'. pre i-u^ti;-' pro k^t io^ty,

a aníon3kt; vní , r•':••:~ -.1 i ! •" , ^rop::"":". >~'~c :.r.:. ;;:i:y. ? r i r c i p 37 ie

naznačen na o;;r. ľ., .'.arír.eni .";"-:-1:.'-".í r-.. SVQ;:KU 200 - 400 niezi—

"brán, upnut y r-h do rč.::.-<. o p-i t ren;.':-:: :-:-:r.'!lky pr; prívod n á s t ř i k u

a odvod d i l u i u - , resp. k c v i n t r á t u . o v.r:: T-: ,"••; u"ís J--n mečí dvě "

ploché e lekt rody, pŕiro.í^n-' \zc. ; :dr";ľ ; t-?;-nos.r:iméňo proudu.

K z a ř í z e n í p a t r í pří ;:1 u ŕ n ' potru " í , nr'-Jr:"?, ^orpsdla. Kat ión- •

a k t i v n í a snion'^:*,' v:.í _-;;.." r:/.;/ y c ; .;..•_••"..%- u-i.3lecl;i-;' s t ř í d a v ě . '

Používa j í se výhroän-' plodu: r.?r/--r;'r.y, l i s t v . Vo svršku aennrár.

se s t ř í d a j í '-:or;c r;.- ŕ rr. D V Í " Í ?* /.P h.'.;:ř tov.icí . ""áatř ik roztoku o"h-

sahujíoíl ic O:Í;J l o v j r ; ' t i ^ k . r v l y t se de.;-5 do ;:>edovac ich. komor,

které n a j í sr::.:ro:r. '-:--; .-:! ad n.-' ej ••: ktrorl? ř:^.ionaktivní membránu,

směrera k záporne.e ] c / i rod- .r.o rbrdnu" kat i onakt ivní . V elektr ickém

potenciá lní , " pol i p u t u j í i o n t y k príslu'Ťnyn e i e k t r o ó á a do sa-

Jauštovacícli komor, kde - výhleden ke s t r ídavénu ř a z e n í neEibrán —

n a r a z í na e l e k t r o s t a t i c k y nepropustnou membránu. Chí.r-ákteris-

t i c k ý spád naj^'tí na jedni' ko.:ioře (dví- neubrány) jsou 2Y, spo-

t ř e b a energie T.V je ;:hruna L>0 r/h/ekviva_.cnt převedené a o l i :

- 9

-_ _ (\'!sU

Kš-- :ľ ; rrru;-s-1.-' hustota (to ), 1- j° Faradayova -tens taut afe.;r.- ,. .-: :.r.:.""', H ' ,je specifický odpor komory (pro svazek mem—Í '

*r-;ú: .''"' -; , .-..: r - koncentračních a zředovacích k o no r, ohn n ) ,A ••: . •• ••':.-;,, .•>;••, v y b r á n y (m) Ô % ,',e proudováícoulor/ihická)

iWnr.fo \. J o.-. •-'::.•: jmenovaná veličina zahrnuje .hlavní a vedlej-ší VILV-. -.K- rl.-.-ne ze vztahu (2) :

? crostn- - (?..- r. - D - (D k + »„) -r- (2)

na proudovou účinnost je r.řejn? p?e-

i:>"•;' ť^ls , .-. n.ta v katipnaktivr.i neinhráně ,. a aniontu

• •

X

&

r

-í

:'r.---'1

v-í 11'•;'<-- - i . ;

'•* p ) " 1 -1 -~:

1/ * •

i -

t o v

•I."

•-•.->ráně í . Ideálni t je rovno 1, Oneone jea4t.-,í je hustota disooiovaných skupin v raembrá—J ven působícím na n, je rozdíl koncentrací me-:-:ŕedovací komorou Ä c . , tlouštka menbrá-

ny £!> :< a zojjrc'no difúzni koeficienty kationaktivní a anionak.tivní me^r:-lny ľ v a D . které ovládají zpětnou difúzi.*- Snsží-ne-li se totíi áoaáhnout co největšího zahuštění a zředění,rvStSuje r,í hra".í aíla nežádoucí dáfn™e a dosažený rozdíl kon-centrgoí se rjnir.uje. Difúzi podporuje hotnavost niembrány, kte— .rá rosv? s rostoucím množstvím disociovaných a jiných "hydrofil"—nich skupin. V-- ?."hotnalé nemhráně dochází též ke strhávání mo-lekul vody ionty a zvyšuje se tak elektroosmotický přenos vodyd D sahuptova-í honory, Fyzikálně zákonité omezení dosažitelnékoncentrace zahučtěného roztoku c. „„ potom je:

''kone "" T r " A- - - *" ^" "" '- ~ ~ ' ^ '

xní ~~~. - vI a ve.,''T) . a *"•

I r á n y :-• •

trace r hv

8 vedenívrak: s? tjnaliracr-

1 . '„va:je a y i O

S t ě DiV-ít.*-- -. : . •

P r o t e i n y • ••"- •;• -<•

f á t y . ň n o r " r : r ú ••'•.•

t e i n o v é :k-ař, n - ď-..proudu cbr . e.-..-:• c cd e l š í o 1 e k ť r o T; r T, r c :p o r t d^r.l.v ' [.o^ '

Tieinixier-;] í -:•>';•

odaolení noŕci-'..- r..*1 in í , při o d c o I r; r,. :=' t-.na pred b K ± n o:;. :::.. , - Í

^ * 2 $ c-hu? n_vJ;j;:' í, r -no jako TO ." : • v,zarazenv neut r á l n i

••'.•.•-í.-:-i vr.:'. r ^ s r » anionakti-v—• .. - T O - : . o : : ? n t r a n s p o r t n í čís—

-•:•.•.-.'.. r.---v.-ani (mol k ' s ) ,. -•-.-_•• vo:--. I t i o u š t k a EeiD-

- * .:'' cc ; r : nírki-xi s p o t ř e b u• / . . ;, •;;•'• c.k'í '•'o:-"'i2itelná koncen-^ •.• .'-.>':•• t l u s t o u n e u b r á n u . Ua-

.'.ľ'.;^,; -Í.-JÍ •:onccrx*.rací r o z t o k ů •.' • •:•' " z. ". ••' ;. ľ .ŕ s ct a v c í c h na njecíbránu. .'•:-:.:.'. .J rozpornými požadavky se:" ;• • , . ~;o:L-rozí±3y ^sou n u t n é , o p t i -

v : ř i i l i ; :

!.-tri/.u 0,01 - 0,5,6* fí prevážne KCI, což

:orí surovinu pro odscle-h v U34 pro tento účell^ alkalickýc1! ^o l í je—tx.iou a vápenaté so l i .

iRE^ránáchvápenaté so l ivních membrán jako ŕos.\-ronytín kyselinou, pťo—í .r-cásti i působení •inut a v p r s i i použit

í transportem ^trans-

vody r.^rcdp^avujc s vlastní problémy. Při

: ř^ir.C -. D-i;- jde zhruba o rostoky 0,5 molár-

,/i' "::j;; 0. C 5 nonnální. Je třeba pamatovat

'"+íí^. •';-""''"'i";~ port deflation) je uspořádá-Du, .'.t 'uísto BníonaKtivních. membrán jsou

^ P O rí^aí r;:"-~bráay. Výhodou proti ED při

~O"" O b y l vyv

zprsrc^in: r o\ --: -;'*.:viřs!< ;j<>.r roztoků ,i e t o , 7 e ráporne nabi té

moietcui;.- proxcir--. r.' u l p í v a j í na kladné nebitých anionaktivních

membrána:.-, k :•':-•' :..;'•' prosto nejsou. ľ>-lä klesá, popř. mizí

nebezpečí 'i o >e^~r-í l i m i t n í h o proudu, kterým je fyzikálně ome-

zena vvkor.r.c--• Kľ)1. Zly;": •••s<3 tet i^; p ř í i i e v-lkou proudovou hus-

totou v\ -ŕr; č V;Í,:;Í ionty v blír. kc^ti ?e~/brany takový mm tempem,

že ani r.yr'.'•;.Ä ••;:•.•••.;•:"i , -irA přiro"f-:nou tiirrarA nemohou být dcpl—

nšny? sxcupn-'' o..i:;or konery, vrrostou tepelné s t r a t y , nastává

rosHLlfcd VO---1;. . ;-.i3, n .v:; ÍÍ d cnaturace prote inů. ED pak pracuje

ve z t r á t o v Jr. re..:!::1;:. Into nobczpoíí způsobují opět anionakt iv-

n í merr/nrány ? " H . ; ^ ; 's.o?r>ý?.i rf j ; ;cirií;;, ,1° cohuzování transportem.

Nevýhod c r< ',r>:\oio j.-r oce? c ."e rů.rsí proudová uSinnost ( í v n e -

a t r á í ŕ í i fíeľľi riiľ;-'. TÍV ro?řlo óře vodovému Sí s lu ve volná z: roztoku),

kat iont y ?P ó.o^xixn-'í. ô. o :~ -"edo vac: í ?.'p iconor a jimi do d i l u á t u .

Je £ á l ° r i t ; : : . ^ : -^ -r n ĹC ko- ei:o;io^ioii;,'';n úvah, zda převáží nezbyt-

nost >r:~\:. r , .r^?ps ;TV" •••;iv-t -.re.T: brány, nebo se spokoj i t s men-

š í U S inn O fit í ú-.; :• .:"'. c.:.',

1.3 ^.l^^^^r^S,! '- •'"<"• •-i":-_ ľ0'-" '•?^ ^ e n kationaktivních. membrán pro

zahuStt; : í :. ::r^č.r-,y::.".• rc;:to!i-'i e l e r t r o l y t ů ? re sp, mikroporécních_

n e u t r á l n i r'-, rr; :;..•• ;r? n rro zahuét ŕn í (zředění) suspenzí koloidů,

hodí se +e:iy rovnŕ'.;/ pro ní k t e r-.- b iologické systémy. Využívá

toho, zo napr. záporne íUabitv koloidy p u t u j í k anode, n a r a z í

na neprostupnou, neubráni: a vytvorí konc?ntrovanš j s i suspenzi Jiter?

jako speci f icky hmotnější ne..?, n á s t ř i k klesá v gravitačním p o l i

podél rne m b rá n y a o d t a h uje se s p o a em.

1.4 ^Í^L!' '^ '™— 1 1 1 ^" 8 -yLa uvedena jako škodlivý jev př i ED, byla

však také ~clmorn^ použita i ke r-koncentrování enaymů bez z t r á -

ty a k t i v i t y - voda se odstraňuje s ionty/ée sředevací komory do

komor "ahuíícv:->:'í .-hi« ?,atín;oc objemné, resp . v ízoelektr ickém

bodě n e u t r á l n í ;?:i7y;::y zůstanou ve zřeaovscí komoře. Pojeía z ř e -

žovecí a 7abu?ío;soí komora je zde použit ve stejném smyslu j a -

ko p ř i '3D, tedy vzhledem k iontům.

1.5 Elektrof orc-za s nuceným tokem dělí koloidy dle velikosti

sítovým efektem na membránách s řízenou porozitou, řazených

od nástřiku směrem k anodě.

2. Membráno v é_pr o £e£?y využíva_j_ící_gradientu_chemick£ho poten-

ciálu

2.1 Dialýza, je založena na rozdílu koncentrací a sítovém efek-

tu membrány. Materiál pro membránu je regenerovaná celulóza.

Při dialýze se oddělují malé molekuly a ionty od velkých, např.

elektrolyty od proteinů. Transport je řízen Fickovými zákony.

Zvláštním případem iialýzy je hemodialýza (umělá ledvina), kte-

rou se z krve odstraňují škodlivé metabolity, především moSovi—

na? kreatinin a kyselina močová. Vhodnou formou membrány je ha-

dice a ploché listy. Transport se děje. ze separované směsi do

čisté až velmi čisté vody.

2.2 Csmoza je membránový proces, při němž rozpouštědlo proudí

přes semipermeabilní membránu do roztoku a zřeďuje ho. Nemusí

jít vysloveně o čisté rozpouštědlo a roztok, k osmoze dochází

i při styku dvou různě koncentrovaných roztoků se semipermeabil-

ní membránou. Tento typ membrány je propustný pouze pro rozpou-

štědlo. Semipermealillita je relativní pojem, protože platí vždy

k určité rozpuštěné látce nebo k určité velikosti molekuly v.

roztoku. Osmóza se vyskytuje v živé přírodě, kde udržuje turgor

buněk. Stojí na rozhraní dvou tříd membránových procesů , pro-

tože je na jedné straně vyvolána rozdílem koncentrací, na druhé

straně pak je podmíněna rozdílem osmotických tlaků u , která

jsou ovšem funkcí koncentrace.

T = i cH T , (4)

kde i je osmotický koeficient a £ koncentrace roztoku.

Přímá osmóza se dá v poutravinařském průmyslu použít k za-

hušíování přírodních šíáv bez zvýšení teploty: Je—li šíáva u—

vedena do styku s koncentrovaným roztokem (např. sacharózy),

proudí voda přes membránu a zřeáuje cukerný roztok, který se re-

generuje odpařením vody teplem. Výhodou je zachování fyziologic-

kých vlastností šíáv.

- 13 -

2.3 Usnadněný transport - setkáváme se s ním v iontově selektiv-

ních elektrodách, v jejichž membránách je zakotven selektiv-

ní nosič.

3. Membránové procesy v_gradiěntu~tiaku~

3.1 Reverzní osmoža vychází ze zákonitosti vzniku osmozy.

Je-li v systému, v něnž probíhá osmóza mezp. čistým rozpouštěd-

lem a roztokem, hladina r$§3%Ř$eiiň právě osmotic kému tlaku,

• osmóza se zastsví. Zvýší-li se dále tlak nad roztokem, začne

rozpouštědlo proudit z roztoku do čistého rozpouštědla. Tento

proces je právě reverzní osmóza (HO). Využívá se jí technicky

jednak pro získání permeátu - zpravidla vyčištěné nebo odsolená

vody, jednak pro zahuštění roztoků cenných látek. Membrány

pro R0 zadržují částice o velikosti iontů (např. Na^l) a malých

organických molekul (např. cukrů). Jsou výrazně anizotropní, to

znamená, že separují pouze z jedné strany, což je důsledkem je-

jich asymetrické struktury. Na příčném řezu, resp. lomu lze

elektronovou mikroskopií rozeznat hustou aktivní vrstvu, silnou

asi 10 um, a porézní část - podložku. Tato struktura je výhod-

ná pro výkon membrány — tenká aktivní vrstva má malý hydraulic-

ký odpor, není. však samonosná. Porézní vrstva má pouze podpor-

nou funkci. Vlastnosti RO lze dokázat na rovnicích toku rozpu-

štěné látky J a vody J :

/4 ( m o l B-l) ( 5 )

kde D a D jsou difúzni koeficienty seli a vody (m s ), c

a č"w koncentrace soli a vody v membráně (mol m";),Ax tlouštka

membrány (m), vw parciální objem vody v roztoku (m').,/ p a £Šfc

rozdíly pracovních tlaků a 'ósmotických tlaků na dvou stranách

membrány (N m ).

Z rovnic (5) a (6) především plyne, že tok soli nezávisí

na tlaka, kdežto tok vody ano. Prakticky to znamená, že selek-

tivita membrány pro vodu je tím větší, čím větší je roziíl pra-

c. c v r.-. .-.• ' : • • .

1 e " r o v . . ' '•-

t i our+.-••-• - "•'

n e j t er± •.'•;' fäk'/. •.

t í r. vr t."-/ ,

a t i n ' v • * .'••:' ,' •

v i * - k a >; c . r "••:.*•"

v o o. y ,'• .. ;• • . ' /

n o ^ t . ':•.; • o ••.

d y v r.-r:.': r-'.n

• " ' . : ; : v.".-cor. ; :^ r a r e r , i . - 5 . -

•••"•' r ' . r. . .*.•_: ? v i P J' n í ' "i G j í

; . \ : ; z. ' '-"".G /•"- v 'hooná co

' : • • : : • > " • ' ;•;•'• •. _ r' - Ľ ^ í 7 ' ' ^ í "

;:•-.-•*".:":/1-:, a1";/ :Íc r u ? i l a v r s t -

•. : r >"-r.'-. •. .-:on<: sn'• pro t o k

•Í. , ľ . . *„•-..•..> ,••••-: í h y d r o f i l -

•••.•:•-',' j ' ; ) . , r . - o t o r . - ; s o b s a h e m v o -

.-• :•. •..;-.. (-:•' '-.•Iti-iv. t a k ž e k l e s á

t rány v-:, i:.'! ."•:

r i a l err; .'•/• •' . " ••.

há vrak i:y:: roi . •

brány ? P V V;".!V J

další "r: ro: ,.-.--;•

l i s t - A , n e : . • : • ' • ; . - • •

tá vlákna . C ::':. : ;

filtra-í ,; - >. --T:.-

Odií ŠnOň t ;; rc "-,.':

dif UKní.'iO ícr "r

vody (ry-::;.'.,; '. '

T not r') vi r. i <.

ných l á t o k . :. i-i s,:

už íván/ p r i \C

j ednak c s ^ o t : r1':;1;:

že Zv p">/3 /VM', -ŕ

ce nev.-'ni ka,| / .-.-.

ná, že o 3.T. o t i •':.":;'

v ídá oa 0,.~'3 ... ;""•'

č o v i n a , C , 4 '.•' ::••••--."

.•.. ;. \ or • irr.ii,-.:. Orvy^lýni raate-

v. •••'• :;. ir.Ľje ono ODTÍĽUJIL, podl^ŕ—

•-- 6 i ny:": bn C'. Odolné m-?ri-

-c i . .í!'.!:.-/ • ve výĽKuniu je řada

••••;.. v. o u . "-'^.ii ve t v a r u p loccých

-\:.-' .-.:.-; u ly , a d-.Íle jako du-

•.; : o v,;-.-.:- " : : l i ; ř ; apod. n i k r o -

•-? •' ©; 'jak-: vyplývá f y z i k á l n í

•;". - :• \ Í o K3:"rin3ci prevážne

. ^ ; i l c í r : : í ^ , 'v i skocnín) tokem

r •• 'r-.;."íl.. :'-'; \:C p o u ž í v á k z í s k á v á n í c e n -

••".:-.,• -i •••••• '.l.T-iV'- o d p a d n í c h v o d . T l a k y p o -

• ::••';'•" r--'3ŕ. n i r . k; f :ľii u i o ž . i o a t m i v ý r o h c e ,

K"-.: r ; : 1 . ' l o v o n ó í : o r o z t o k u . O b e c n e p l a t í ,

o•"•-•."•" n..-•;..ŕ/-.r.'.: p r o M h & i . ?o s t r o j a ř s f c ť s t r á n -

v;í i ; r : " I á v ; de t l a k u 3 - 4 MPa, t o s n a m e -

rc.--to!vij r:.j :-- s y t I - 1,2 MFa. Tomu o d p o -

ľ"'':"._, , :, o\\"L, '";-j^0„ ; 0 ,-Ľ ľ;I I \ a 9 3 0 . ; 0 , 4 «5 mo-

:"•••. a i . I . :.;v.. oc-iTir- k o n c e n t r a c e j s o u p r o n á

- 15 -

střik mezní, protože se v průběhu separace zvyšují. Výaaamní

dodavatelé dodá7ají'RO zařízení dc 8 MPa. Takové tlaky jsou nut-

né např. pro odsolení mořské vody, která má osmotický tlak oko-

lo 2,7 MPa..

S použitím RO se setkáváme při zpracování syrovátky (lak-

tóza), odvodňování pomerančové šíávy, kávy, javorového sirupu,

cukerných roztoků (též jejich odsolování), čiřtění bílkovin a

laktózy ze syrovátky propouštěním mléčné kyseliny a soli. Tako-

váto záměrně nedokonalá RO je umožňována přípravou membrán, to-

tiž jejím posledním stupněm - temperováním. Záměrně nízko nebo

krátce temperované membrány (pod 90 °C a pod 5 mirjz acetátu

celulózy jsou mezistupněm mezi membránami pro ultrafiltraci a

RO. Vyr?bí-li se RO membrány z polymeru s discciovatelnými sku-

pinami," je efekt zadržení iontů zvýšen tzv. Donnanovou exkluzí,

v podstatě elektrostatickým působením.

3.2 Ultrafiltrace (Uí1) pracuje na principu zadržení částic sí-

tovým efektem při viskozním toku podporovaném tlakem. Membrány

mají řízenou porozitu, takže u nich lze definovat dělicí řez

(s určitým rozptylem). Rozpuštěné, látky jsou zadržovány nejen

sítovým efektem, nýbrž i van der Waalsovými neto elektrostatic-

kými silami, působícími ze stěn pórů. Viskózni tok se komninu-

je s nezbytnou difúzí, jak lze ukázat na transportní rovnici

(z Poieeuillova a 1. Fickova zákona):

r c. I\ p do .• i .i ( 7 )

£k d e E o ™ 3e zjavná porczita membrány, r průměrný polomer pórů

(m), c. koncentrace a D. difúzni koeficient transportoyané slúž-

ky i v memtráně,'£\p tlakový spád na membráně, n viskozita pro-

stredí v pórech (J s m~ ) , £\.x tlouríka membrány (neuvedené roz-

mery viz výše ). Membrány pro DP 3e dají vyrábět ze stejných a

- 16 -

ještě řady dalších materiálů jako membrány pro R0, mají-

vČsaLt menší požadavky na botnavost. Při výrobě se nastavují dě-

licí řezy (např. dle molekulových hmot 5000, 10000, 20000) kon-

centrací licího roztoku. Postačuje tlakový spád do 0,f> MPa.

Z tohoto hlediska je UF ve srovnání s HO mnohem výhodnější proees—7 —5

©v»šem zadržovací schopnost leží v jiné oblasti: 4-.10 - 10 J m

oproti 5.1010 - 5-10""8 gu Zadržovací schopnost pro ionty lze

výrazně zlepšit,' vyrobí-li se UP membrána z polymeru s disocio-

vatelnými skupinami (Donnanova exkluze jako u RO). UF nemá prin-

cipiální omezení jako RO, totiž určitý maximální osmotický*tlak,

rozteku, jak' plyne z tokové rovnice (7). Z toho důvodu je mož-

no UF vést až na přípravu pastózních výrobků (mléčné, resp.

tvarohové krémy)'. Vzhledem k takovému použití UF jsou požadav-

ky na odclíiojt membrány j-eštš větší než u RO - musí často čis-

tit, steriliciovat. Proto je výhodná možnost použití širšího

sortimentu polymerů než pro RO, 3 akcentem právě na odolnost.

K dosažení vysokých-výkonů z plochy jsou UF membrány vyráběny

s asymetrickou strukturou jako "RO membrány, aktivní vrstva je

ovšem poréznějšíí.

3.3 Další známá tlaková membránová technika — piezodialýsa -

v potravinářství nemá dosud praktický význam. Je totiž tfbtíě-

né vyrobit czv< mozaikové membrány, tj. iontoměničové membrány

s velmi těsně prostoupenými doménami anion- a kationakfivního

charakteru. Na nich dochází pod tlakem k transportu elektroly-

tů v iontových párech (aby bylá zachována elektroneutralita).

Výhodou je, že se z rozdělovaného roztoku transportuje méně ob-

jemná fáze (rozpuštěná látka místo rozpouštědla). Při průrazu

membrány nedojde ke znehodnocení hlavního produktu, totiž vy-

čištěné vody. t

4. Membránoyéprocesy^v^gradientu^teploty^ zatím nemají průmy-

slové aplikace (termoosmóza, Soretův efekt). Na rozhraní tlako-

- 17 -

vých a teplotně podmíněných procesů stojí nadějná membrá-nová destilace. Její princip spočívá v tom, že přes mikro-porézní hydrofobní membránu (polypropylén, polyvinyliden-fluorid, Teflon) pronikají molekuly vody z teplejšího dostudenějšího roztoku, kde kondenzují. Výhodou je odpařovánívody pod bodem varu a tedy pod teplotou denaturace přírod-ních látek.

5. Do oboru membránových procesů v gradientu jííhového_zry-chlení lze zařadit mikrofiltraci na odstředivkách. Mikro-filtrace je žádoucí předstupeň před všemi membránovými pro-cesy, které separují na iontové a molekulární úrovni.

Diíuát

Cl-

Nástřik

Obr. 1 Schéma elektrodialýzy (NaCl).

- 18 -

Ing. Peter ľ- r o k e š , CSe.Výskumný ústa? LIKO

v priemysle a profrlény s ním

spojené

Frincip ultrafiltráčie

Ultraŕiltrácia je noderná netoda separácie zložiek teku-

tých zmesí obsahujúcich rozpustné nakrojnolekulárne látky, a

emulgované slebo koloidné rozpustené častice, prípadne i su-

spendované Častice. Pri ultrafiltrácii prúdi separovaná teku-

tá zmes v UF zariadení pod tlakon (0,1 — i IvíPa) a vysokou rých-v —1 r

lostou (1 - 10 a.s -) pozdĺžne nad povrchom U? memhrány, pri-

čom sa rozdelí na dve frak-;ie. Oes pory membrány počas

filtrácie unikajú z ultrafíltrovanej tekutej zmesi úžinkon tla-

ku rozpuštadlo a v non rozpustené nízkorcolekulárne 1 'tlcy. Tu-

to frakciu nahý varne pemeát. V ultrafiltrovane j tekutej sinesi

nad mem'hránou tak postupne stúpg&oncentrácia raeiabránou zadržia-

vaných látok a túto frakciu tekutej zraesi nazývame koncentrát.

Bežné UP mejťbrány zadržiavajú rozpustené nakromolekulárne lát-

ky, enclgované, koloidné rozpustené, alebo suspendované častice.

Ultrafiltrácia podobne ako ďalšie membránové procesy nože

prebiehat bez znieny teploty a fázovej premeny separovanej te-

kutej zmesi, takže ternolab ilné látky obsiahnuté v separovanej

zmesi zostávajú poôas ultraŕiltrácie nepoškodené.

Okrem toho ultrafiltráci^, podobne ako ďalšie membránové

procesy prebieha za energeticky velmi výhodných podmienok. Spo

trebu energie na odseparovanie objemovej jednotky permeátu pri

nenbránovom procese možno vypočítaí nasledovnou úvahou.

- 19 -

Energia W T spotrebovaná na odseparovanie objemovej jednot—

ky permeátu sa liiude skládat z dvoch častí, a to z energie po-

trebnej na stláčanie separovaného roztoku V/T, a z práce potreb-

nej na protlačenie penneátu cez membránu ^v_> teda

Separovaný roztok je prakticky nestlačitelný a preto W~ = O.

Práca potrebná na pretlaôenie penneátu cez membránu sa 'liude

rovnat

Wvo = P'V1 '

kde p = tlakový s páš cez Jiembránu

V-, = oltjen penneátu.

Z tohoto vztahu možno vypočítat,ak pre zjednodušenia

predpokladáme pretláčanie čistej vody cez membránu, že práca

potrebná na pretlafienie 1 IĽ vody reverznou osmózou pri tlaku

5 MPa bude 1,3í kWh. Pri ultrafiltrácii, ak budeme pracovat

s tlakom lOkrát nižším než pri reverznej osmóse (0,5 MPa), bu-

de tiež lOkrát- nižšia práca potrebná na pretlačenie rovnakého

clijemu vody, teda 0,13^ kWh.N-a odparenie rovnakého objemu vody

je potrebná práca 630 kWh.

Spotreba energie na separáciu konkrétnych roztokov membrá-

novými procesmi je samozrejme vyššia než sme vypočítali pre

čistú vodu. Naopak, značná časí energie spotrebovanej na odpa—

renie vody sa vo viacstupňových oaptirkách získava spät. Napriek

tomu su však memTeráaové procesy energeticky podstatne menej ná-

ročné než väčšina ostatných separačných procesov (taTs. ô.l).

problémy ultrafiltrácie

Problény ultrafiltrácie sú spojené predovšetkým so zabez-

pečovaním jeho bezporuchovej prevádzky a reprodukovatelného vý-

konu. Výkon UF zariadenie pre rôzne médiá sa podstatne líši,

nakoíko je závislý nielen na parametroch použitej ultraŕiitraš-

Tabulka č. 1

Porovnanie spotreby energie pri jednotlivých

metódach skoncentrovávania

Mei/Oda skoncentrovávania

ultrafiltrácia:

úôiujiOot 75 io, tlak 0,25 MTa

reverzná osmóza:

účinnost 75 fí, tlak 7,5 K?a

vymrazovanie: účinnost 80 je

rozdiel teplot 20 °0

rozdiel teplot -',0 CC

rozdiel teplot ^0 °0

pervapcrácia: účinnost 90 fč

odparovanie: Ú5innost 90 fó

jednočlen , , , ,dvoiSlen h e c sachytavaniatroáíSlen aromatických látok

dvoiSen n s o zachytávanímtroáSlen-' aromatických látok

Spotreba energie(ekvival=n": k'7h/kg odseparovanej

vody)

0,001

0,015

0,07

0,15

0,30

0,860,420,27

,0,960,54 j0,39

- 21 -

nej membrány a UP zariadenia, ale v značnej miere tiež na slo-

žení ultrafiltroVanej tekutej zmesi. Na priebeh ultrafiltrácie

má totiž vplyv najmä obsah a vlastnosti suspendovaných látok

v ultrafiltrovanej tekutej zmesi, ktoré sa počas ultrafiltrá-

cie obvykle sčasti usadzujú na povrchu UP membrány a tvoria tam

vrstvu nerozpustných látok, ktorá nielen podstát ne znižuje

výkon UP zariadenia, ale tiež hlavne síažuje jeho reprodukova-

telnost. Tuto vrstvu je treba odstraňovat pri premývaní UF za-

riadenia, pričom sme nútení použit vyššie teploty a extrémne

hodnoty pH. Freto je pre do^rú funkciu UF zariadenie nutné, aby

materiál membrán i ostatných častí UF zariadenia bol značne o—

dolný voři fyzikálnym i chemickým vplyvom.

Tiež obsah ďalších UF membránou zadržiavaných látok, ktoré

sa síce dajú-po skončení ultrafiltrácie zo zariadenia vyplách-

nut, pôsobí na výkon UP zariadenia. Tento vplyv nazývame pola-

rizáciou koncentrácie.

Vplyv polarizácie koncentraci0 na priebeh, ultrafiltrácie

vysvětluje a popisuje llichaclscva teória. Podlá nej v laminár-

nom toku koncentrácia zadržiavanej látky vo vrstve na povrchu

membrány dosiahne takú úroveň, že zadržiavaná "3átk« v tejto

vrstve želatinizuje. Takto vzriiká vrätva gelu, ktorá potom vy-

kazuje odpor voči toku permeátu". Z tejto teórie vychádzal

Blatt a spol., keď vypočítal,že priemerný limitný tok permeátu

cez membránu W _. je daný vztahom

kde

f = 1 1P _ii_.L_r2 m J klim ' ' fa m Lc c

u = priemerná limitná rychlost toku ultrafiltrovaneho

roztoku nad membránou (m.s )

I> = difúzny koeficient pre zadržiavanú látku pri jej

priemernej koncentrácii v ultrafiltrovanom roztoku

(m2.s"1)

n - ;o-cv . ' r. . v...::-, a kariŕ'.Iu. '. :~rý~ u l t r a f i l t r o v a n ý

co.-'z-: ; r u ; : rn-\ r:e:\rránou ''Ľ.>

I -- -u i:.-: a ^a i i i : ; , k'-cryn - j l t r a ŕ i l ' r o v a n ý ror.tok pru-

o_ - ľ.on-.>-r*v'^i--i, T Í ktorej ::adržiavaná l á t k a ž e l a t i -

c - • 1-.'::.• T.i.-i koa^cr t .'-í^i^ raär.zi-jvaiie j látKy v rcs tcku.

t ické aslcu ;e *r.^rŕ.. <~. '.-.'i tr,-"^:I

ako ."áklíádjy.' frvol-. :; r " ' . .-

proces ultrui ' iľ .tr '- '^ic. .-ti: '-.x

suvinlost iacr ; .•--; j.-r r. i: no - • ~

trebne sa porri-j'1". \.or:.i'lcy.i:^

r íčku rceľťbrrínov-'ko rv-o'"r; :P J

e::;nr;1r.a .;s^.D.ire jno n e s t a č í na prak-

= r i r . ••Í"'.-: ,~ ; ;u ^r í fe chápe t l en

r.-1 •: ^oi: :•> l-'^J /."o^esu. íía celý

-•:K'3::e co^nori : vo všet.iých jeho

-'. r ro" 1 .:'..;• -• n m spojené, je po-

"\;K a K O *3 "nácorni l vo svojom reb-

ir.c-niu.- ;*>ar. ^..2).

Frvyn j tacionkon r-o'rrr'ica i í l t r ^ . ' i l t r á e i e je U? membrána.

U? merrvr:ínu ;i3án~":Ĺ;zQ porl"\t; ,;c=j ťunkjnýrh v l a s t n o s t í , teda po-v / - v

d la j e j pr i e j-u.r.. ..in;- ,1 a ôCyara;;riO,j- u'-.iiiiao;-ti, ale t i e ž pcdla

j e j nechanickvT. vlriRtno^-.-:'., .lay.-r. p r u ž n o s t i , pevnosti a t i e ž

podía fynikálne-"he^ic ! ;c; odolnos t i , t-da podlá toho, p r i akej

t e p l o t e , t l a k u . cH ju nožové použi t Vr: s t r a t y j e j funkčnýchvlantno s t ís t í . JE nenVrány v co.-Ieilnon'L case r,vyknu rozdělovat do

t r o c h pokolení. 'J:1' zer^r.^nívni I . polrol^nia 3a myslia estercelu—

lomové UP memhrány, ktor>' ĽÍQJU vf-nrr.f funkčné v l a s t n o s t i a su

i mechanicky r.°vnn, alo JP io1-! ir.ožno používat len do t e p l o t y

35 °C(výnÍT2.cor-e c 0 "O a v ro::f?Jtí rr' - - ^ . ľCenhrány I I . pokole-

nia vyrobene z necelulôi'ov.vci'. polf-r éí-O'.' ;'polysulf ón.u, pol^anj —

dov, polyf jkrylai^ri lcv, polykarhonáto \ atď.) už túto nevýhodu

neraaju a je rr.oi'.m' ich po'.::;íva* pri pH 1-15 a do tep loty 50 °C.

: j e . - . i < ' h c - r - : : t - .

O r a n í : K O : ' V "]:.->

u p r i *.i a :•'.-. " c \

.:,;-;.:••, •. : , . .< ra.~ i.. Í: •'' :.-.e::.rrány. su vyroben

i~ oy' :-. ' ľ.: r.J "-':.o . r^r:c "->;:•'.".o na poro7ito.~

... ľ !•"::; v--~ ."'r.^. •'or.r.o <:rr;~ýv3t oboma s n e r- , , ,. o -

;-o v " ov ;•:•

f ;

va : ' . " :r:-':Dí-:r.v

hr;'r.LJ, , r L v- • '; '

ne,i jK-rr: ("'-.:. ' '¥'

c u l á r n : . ; . . ' ; : Í - : " O

n :.-.••::. ov

c r o ^ - r í : v i ť j - t r / .

•".:3u }<: r:en>ránový ele—

i . "7 e lement p o z o s t á -

: : ' .CU ,T; p o d o p r i e t me i—

O':1ck ^ cdvádzat od

poô pornu podložku tu—

1: .: ; . >-l'-ro ,'': "•' ""r rána v U? module

: ľ .'•:::••. " .• n ^ ' n - V;'-í'j."noľn ú s t a v e LIKO

. : r •• - \- •-.. •-.r o"" o.-r:?:-" -?níni X a t i e ž ineE-

-..r:. :. r. "'. , ""'• -i F. '•'.-. mVirány I . po—

..:.:.- •. .- 1 ; . rrc nioi iolko s á l o a p l i k á -

•-..: •• ' . : ••y-z'.:/. .•"parfaě-iá ú č i n n o s t .

;. ::.. ' .. ľ.' r-.- r ohyb u,i 6 okolo 5000 n 2

• • :••":•."'j ".;. • .' j - .11-ľC chsahu^u plochu, pod—

.'.• -. o.--'; . i o 3 "• c :i ný typ n a š e j podpornej

>•. t. r.:'.: 7ľ>— '-..-•? ' o v r , l}.T.á dve r o z d i e l n e

o-'inv.' => .'-s vyrobené odstreďovaním s poly—

r-.-m ; o ; , o : : - ľ a ::jer:nránu a nabespecuje

>o .'•o;:vc\';: s t r a n a ;*,enespe5uje pr ívod

o..-:;< .->: po v r "h u membrány. TJP elementy v na—

veij-š ^-r.br-.'ny a podpornej dosky e š t e po-

tylr'í'iov :'' * - :r-.:jní e u Í . - : . - V . . I : U pcdlo:.ku, k t o r á p r i posledných,

h :ľ^!:,br-;r: ;<": a.1 H N ^ . ^ - O : : í-a-otíiej membrány.

'.:rot:'-- s ! 'j [ ^ '•n'*: o r. v r p V r í ''kj r.ernb ranového p r o c e s u j e UF

n o d u l . Vo 7Í Li:-/ Hr-' -.'yvirjali n i ^ k o í k o typov UP modulov. F o -2

s l e d n y :;:,• '•' r.cirilu po' : r.r.>.rvor "Jľ?: -^00 obsahuje oa 20 m vyu-

z i t e j pi o "ŕ..-: re:;; rrin;, y .i e i :hko roi-',o"b9rateíný a o v l á d a t e l n ý

( o r r . P). 0\::-.3r.'i;n vr-dla ;F • i^™en:ov (300—"530 kusov) nosný

rám, v Ktoror •<'•'• DC^/'nr.r' eve :":el^, horn-' upevnené na s k r u t k a .

Gr./'c-r. v..'.>•:

ro"pfio. ' ľ

s t rany LO-Í r:o rr_-'

propy.I''n::. ? c : : o

odvod rer::.-? . ' " . ; .

u l t r a f i i* rov^n'^

í i ^ r r:ojulor>r cV

tVTiito dvor.:l ^ l a : r . .--ú r o n í ; i ' : : :- -.o s • -1 . ; ; o '" - v C ^ ^ . p r i -

•Ľ. k t o r e j c."- o i v á i r-i p-: r;::?-át :• V - \ ' . Í L ;', .. '.k- r-lor-í.itov. Prvé

nedri^o.~.-:v ^ D I " :'.•'.- v-ci:t:vo , n = .^-:orcj o . r:; J i t VÍM-,' .- h l i n í k o > -

r..vr. "joiy;.'roř.vl- '--- '. uk-'.o ^ " d - i d c ^ y . „*.. „ .„•::&; .:ie a chemicky

odolnej . ' ic . 'c-1/.' r^-lpcc J7 eloper, ' .c , • /• • i ^ . ; p ó' :J " .ranách c e c -

;;i dvona v o i i ; v : i n ; i i . ' i b n ' i ••; ;>• rv:^ ; i :• ,' -\ •-• o VI i. \> .';•-':• n ? d " i c i r s i e k•í n r\ ^ \j o /A •— j i^ • • ••!'•, • - V , y* r j "i -"^ *". t i V*T**' r~' ' '- * : ' •" * *"- ™ ' ' ' i ' M ŕ i ŕ 1 . " í ^ í"1

f t ^ ^ vJ. V . 7 * \ A ... ^X i i , ,.- ^ i J . ' " i • C l >- v?- Z. . . . _ •- • - - . ' . - • i—- i . i L U i i 1 . ' U i . 1 *

j e v o l n i d o i ' w i i •'.' vo Kolký'-'.r " ľ n i •-::••;: " :• •; v y . v c r l r : 0 j e d n o c l i - -

vé ľ ? s e k c i e . -..; .s-p .---ivíne T ; ; n * i ' . . ; ' i : i i . .' :. a í ;.k.a .IH d o s i a h -

n u t i e u r č i t e j ľ' ':-.lo:-:*.i p r i de.ii-"; : : l \ r ? : " t r r v " : , i ::? rozlcTku nud

ffienbránou s i / - .-.eji;-.: p r i e t o k . t í Va,.: .-.c:' ' ~ • j ľ ý / ' l o , '21° na d r u -

h e j s t r a n e e r c e ľ :.L sr. r á ~ dr--'v>. t r.;a-?r_!.u :. ' i ltrr-.-ar.--':o : "OEtckr

UP n o r i u l o n ^ ~ý::: °y r.výí;! oOpor v o •-'•:. _-;-_-_._ii;\ , j u i . o n e t l a k o v ý

Í3 £/dCt -X: C G Li -L O ~-Í • _ '^.''. fl '^x j j T" i K. X '-< O J".' i j . b • C ;.. ? .L * i i ^; " v _ 1 _i. j lT i? TI "C 3 *~ ' .

je dráha prudeni-i ror. toku v r.cduie C Í r ľ :•.; ~ ^ t i a l čo pr i sek-

ciách po "jV ko l.F e lenentov l e n J> r,. '•: Ír.•-.'••• tóekr i í v U? modrie

Ľ-akronolekulámych 3 nero::pu3tn r?>k l- 't; :•: -•; .-,-iv. " íne dráhi; prú-

denia u l t r a Ľ i i troveného r c ^ t o í u nedulo::: *: k r á t i l i ze c^na io„c ,

že n u 3 í m e P o i -.;; J. 1: v -i ? ř i e c e r o a č 1 c .

+,ýr\ ívt-ipitnivos r e b r í č k a re::ik":\<npv 'ho p r o c e s u io nem—

b r á n o v á .i^dnotke,. .'."e/r/rránová ,:;;ár.o;--'; r •-. .i._~:ii" .v: : ; e r p a a l o , r:') d u -

l y , v e r i a c e a r p ^ u l a c n ^ prvky. rrAve r> ^r::ito stnpi-enku n e n b r á -

no v cho r í r r í ^ u r-::.e na V,v ôkunino::: u H v. ;vr L~..-;o \' " l i n u l o ^ t i n a j -

v i a c ;:aos1,yli, :ío^;"ivali :.;r.e oo^i:: len. Ĺ; i t m •.. i l t r a í ' n é n c d u l y ,

fierpadlo, potrjV i t . v e r i a c e a r e g u l a č.i P prvky rd rauR-?l zhár.a't

u ž i v a t e l s á n . ľ-c-iedok Vol ,ÍRsný: :i--iní-1 a-.o o'ne konple":.né UF

z a r i a d e n i a .-".'edosnhovaii a n i p r i M i : : n : -'..:.:. p a r a m e t r e , aké sme

d o s a h o v a l : v .^kiirorncj p r e v á d z k e . M e p ? e : i i e v to:r.to smere má

n a s t a í v t e j t o pí-itro ^ a i ^ i . ked dodávky r.? M ch TJ?;; 40? p r e v z a l

Podporné doska PD-2-PPA

DDLZIDLX UDDi JL.j '•-'

Ä S ^ I

o

o nnzxjniĽnnuĽľi: o

o

i J i i; - i ' i; i; .í'....!!, J

; i

•Z-..JS

r~ \

A - rozvodná strana podpornej doskyB - podporná s t n n a podpornej dosky

Obir.l. Podporná doska PD-2-PP

- 26 -

! I _,

1- nosný c é m

2- skrutk'ij - Kytici4- horné čelo

D- hyiv-iiu : cký zivihák6~ 3:io'!né íe"1 o

1 0 - u c- i -. í;-3 o ?k'-s-í- -1 "" " ^ £ " '-J C : f- T V:, ô

12- 75ti;r míli-} -

1 . - "-£it :p : 5di=i/k T'c or, !.rí t /

•' i .-•.-{.: i • /

Áf - • ;

v modul, tvn LTFZ-4nn o-» /

J ___,

ZVTJ Kr9Q-^f> ľr^lovt', ktorý icŕ bude dodávat ako kompletné

UF jednotky.

Y U? jednotke môžu byt zaradené UF moduly tak, aby praco-

vali kontinuálne alebo .d i ..-.kontinuálna . Kontinuálna preváď.zka

je vhodnejšia tam, kae sa uitrafiltrovaný roztok rýchlo kazí a

preto kontinuálne pracujúce ľ? jednotky používame u väfieiny

potravinárskych a biotechnoloŕrí cr:ýuh aplkáoií ultraíiltrácie.

U? jednotka oraahujf t i-v:': čistiacu stanicu pozostáva ju-

cu z niekoíkých nádor obsahujúcich ročne čistiace roztoky, ob-

vykle roztoky kyseliny, zásad .y, d e r. infekčného činidla.

Talším stupienkom rebríčka nie r.branového procesu je UP lin-

ka. Táto zahrnuje vedia T"ľ jednotky i zariadenia," ktoré pred-

upravuju tekuté sme s i pred ultraľiitráciou, ako su filtre, se-

dimentačně nádos.y, odstredivky. o Y poslednej

dobe je snaha obnedzit prertupravu preto, lebc membránový pro-

ces často predražuje, kk napríklad tekutá zmes obsahujem vela

nerozpustených Csstíc, volí .ia, ak je to možné, použitie trub-

kového ultrafiltracného zariadenia, ktoré si vyžaduje najmen-

šiu predupravu.

Posledným stupienkom rebríčka membráno7ého procesu je kon-

pietny technologický proces. Je velmi dôležité, na ktoré miesto

v technologickém procese ultrafiltráciu zařadit a hlavne uvá-

žit, či je zaradenie ultra filtrácie do daného technologického

procesu výhodné a aké dôsledky pre technológiu bude caradenie

ultrafiltrácie mat.

Využitie ultraľiltrácie v priemysle

Ultrafiltrácia sa pou.'i'va v najširšom merítku v potravi-

nárskom a fernentačnoin pri-'mysle. Y mliekarenskom priemysle sa

používa na získavanie bielkovín zo srvátky a mlieka, ako aj

— 2 8 —

z použitých lákov, odpadových vod a podobne. T mäsiarskom prie-mysle sa používa na skoncen'trovávanie bielkovín z krvnej plaz—

v

my. V nápojárskom priemysle sa ultrafiltráciou číria ovocne sta-

vy, v konzervárenském priemysle sa ultrafiltráciou skoncentro-

vávaj u roztoky pektínu. V hydinárskom priemysle sa ultrafíltru—

je vaječný obsah, predovšetkým vaječné bielky, ultrafiltráciou

sa Sistí a koncentruje tiež roztok želatín. V cukrpvarníctve

sa ultrafiltráciou odstraňujú z cukrovarníckych extraktov ne-

cukerné látky, V žkrobárenstve sa ultrafiltrácia používa na

získavanie bielkovín z odpadových vod z výroby zemiakového čkro-

bu.

Yo fe«rmentačnom priemysle sa ultrafiltrácia používa na

purifikačné a koncentračné účely. Ultrafiltráciou sa napríklad

antibiotiká zbavujú látok, ktoré spôsobujú alergiu, alebo'sa

ultrafiltráciou skoncentrovávajú a súčasne purifikuju roztoky

najrozličnejších enzýmov, napríklad anylázy, celulásy, proteá-

zy, lipázy, pektolytické enzýmy, acy som spomenul len tie, na

ultrafiltráciu ktorých bolo použité UP1 .-nariadenie VIJ LIEO.

Vo fermentaenom priemysle sa ultrafiltračne zariadenie DO~

že výhodne využií ako. reaktor pre enzymatické reakcie, ale'io

dokonca na riadenú fermentáciu niektorých mikroorganizmov.

V textilnom priemysle sa ultrafiltráciou s koncentrovav a j1*,

farbivá z odpadových vod a odšlichtovacie od.padové vody je

tiež možné regenerovat pomocou ultrafiltrácie.

V kožiarenskom priemysle sa z odpadových vod získavajú

nekolagen.ne bielkoviny a triesloviny.

V chemickom priemysle sa ultrafiltráciou skonoentrováva

suspenzia PVC, regeneruje latex z odpadových vod a podobne.

V spotrebnom priemysle sa ultrafiítráciou regenerujú odpado-

vé vody z elektroforézneho nanášania lakov a tiež brusné emul-

zie atď.

Zaver

Ultra!'íltrácia ;je he:e?:.on .'.-ciev. :: najmodernejších a

najperspektívnejších, separacn..' :•.; ::.-toi. J o len tretá pre nu

hladat novo aplik-íoic a riex.i7 ; ro líir-y G ňou spojené.

Ing. Jo zeťMil eti

Ultrafiltračné raembran.v

Úvod

Pri delení tekutých r.nes: -r\ v ;:"., .-It1 ;;ír?om meradle uplat

ňujú membránové procesy, v nroi,,':\': ;::'=r T - ^ H pôsobí ako neúplná

"bariéra umiestnená me d:: i dvor.a 1 oiu;"ý::/.. ;::neyami. Výsledkom vý-

skumu v oblasti membránových prorokov :;o V "J LlIľO holo vyvinuté

a v praxi aplikované altra"ľilt.ra. J:-: ;:a iarienie doskového typu

ITPZ-4OO, ktorého náplň tvoria cloín.' u" t^u^iitracné nemhrány

vyvinuté tie;-: v tomto nstsve. ľ.avád~a::.i.e "JrZ—<-00 do praze si

vyžiadalo i pctrcbu nvýíit výro'bu ai M-ÍJ: : 1 *uraoných membrán. Tá-

to výroba je zabezpečovaná ns kontinuáln.cn odlievacion zariade-

ní, na ktoror. sa doteraz vyrobilo niekolnn tisíc metrov štvor-

cových U? membrán. TJltraŕiltra6a6 neobrány sa vyrábajú z rôz-

nych materiálov a podlá druhu tohto materiálu ich nožeme rosde-

lit na esterceiulozcve a neoeluiorovi- rcr.brány.

Estercclulosové menrrány

Estercelulozovŕ. aeribrlny lao.-'no vo vývojovom procese

ultrafiltračných membrán na na^ora ústave hned na začiatok a mô-

žeme ich označ" i t ako membrány prvej f--í?nerrtcie. Ide o membrány

asymetrické a na ich v'ýrobu sa pou:":.í ve a^etát celulózy od fir-

my Eastman Kodak. Estercelulozová raerť rána ná výbornú selekti-

vitu, dobrú permeabilitu a na dobre.) ú"rM\ii pŕ aj ^ej mechanic-

ké vlastnosti, a to pružnost r- pevnost, ale ma j ú nedostatočnú

odolnost voči chemickým a fyzikálny::; vplyvom. V praxi je ich

• ••: :ři ':- u. n e -

•;Í. ú leploty

•.'!'.: ô n o u staveb

•-- r;'chlost,

i r prudko

. ovcnských

.' -:cncentrová—

:<•-::: r. rány P ty-

• riny X-bO-O-

."y'J i I

' :.: a

~ r': ť

J r í a

r; e

r.-o

ova

j ?

ftrn

ult

la

para c

:-.e d o

t na

re o—

y ona

rafil

kov .

•p oní ne ne v last

:ali r:aoheret

s^.iu výbornú

do

0 '

TV! p- K

n-;.;t eriálov, kto—

". I : pri ich vý~ ,

i y v dostatccn m

"•'':.'-• ci H chádsali

o :;.OJiié vyrábat

vyvinuxom a vy-

ro»enor, vo ,".; L_Kr'

mé ry, kto rc- ^u ro^

aiy sae ľnohl.* UÍKÍ;

tvorení ja r s^rz-.r

ný kupel v 01 n a n .i

látky ako n r-' .-lar.oi , r- '•:,••?>:.

užíva i u ai*.T":.':Jir6; r;r ;:.-•

lyvínylia^n^/.lo:-: >.;:: , !-;op0

ný c h ma t r? n •' 1 o v ,

n-"-. :

r o b i t u l t n ; / ' I f r- ' a-'- rr-\ - .

j u c i c h \irizc-r\-:' . ľ cly: • '.. .'or ;o p o l y m e r v e Í r : J : - ' ^ fc v " . ' : , . •'"••:,

n a v ý r o b u t u . t r;-::' Ll'.. / ^ Í - . 1 . ' " . - •• •

p o l y m é r a k r y l o : : . ; . " < . i . " •• " •'. . '•

( P Y O ) a p o j y a r , i " .^^e •:.••.<. ......

s u l f o n u a 3 " e t / J :; - : l , v . . - w , ;v-

P o l y s u Z r ' o r j "•:'.'••' -.;••..:."';-••••' .;• "

banéh.0 fi:nr.OM •.'r:.io;.. o.r'' .r:.-C e l k o v ý p o h J . a ; .-•••i .;.'.:, , < . . : ; : . • : . • '

v a n i e í i a c J ^ i . r c i - * : . : : "."! ' . : ' ' O .

t o r n ý c h a í t v r 1 I , T ' - V - Ť :;if-o'••••' •

a F L - 1 0 , T e d a s ^o~'iBr? ;.r, dTv-:. •-•

n i n o ž o t v o ro^yU:: <. :>c] h , V.-., o.;..:;.::

' ž e p r i e p u s t n o Í ; 1 :rc sn:r,r.'-ÍK s -'<••::-.

n e ž u m e m b r á n :• '•• H..••<r''r: O Ŕ Í - ; - .O

r i i p o k u s o v n r v . i 1 ! a r á : : 3 " T ' t y . - : ;

n o t y t o k u p e n n e á ; - í-ľ,, C k.-;:.;"',"

v ý s t u p n o m t / i a f u 0 - ^ ľ^Pa a * ^ P

P L — 1 5 s n i e ^ r ^ i ř í r : ! : ! r : r ; O K O r •;:••.'•

p r i v s t u p n o m i ] o k n C . '• V.T;... - v ý ^ - t u

bO C Z j v e d o n y ? h ho-'j^of. :..Ľ~t':v-i

J var. y len také poly-

rorpustnýnh v" vode,

.,, ktorá .je nutná pri

O J J C ako želatinisač-

.: ľ. a v.í- alebo jedovaté

praxi P a najviac po-

ľoni!, polyamidu, po-

ri:u, ale tiež z i-

••j.li připravit a vy-

iíli podlá nasledu-

"to, lebo sa jedná

- /.;-:,"viac používaný

-.a t e ri ály , •> ako te r-

, polyvinylchlorid

::a r o ."diel od poly-

c.Oi

rwv•.!."". ;: po lysu l fonu vjrá—". a s •;. I Ĺ ^ ne i o h 8 yEb ol om P L *v-':, i d ř-v B najsä i c h testa—..1 • : ;^e ^ e l u radu la"bora-: n^;r.hránarai PL-25, PL-15

;" r.Í;hr\-ri polyméru na dané'•"•/.•-..o pokusov sme z i s t i l i ,ihor: polyméru bola vyššiarr^;. Tak napríklad pri s é -• T:Í-J d.iniahli priemerné hod-• st.:j pnor. t laku 0,4 I/IPa ,"•.'. a pri aeiabránach typu

— 2 — 1toku periseátu 33 »0 kg.m.h

tlaku 0,1 MPa a teplote• n-i ultrafi l tračných mem-

bránach typu PL sú dosiahnuté pri ult rui'iltrá?ii odstredeneho

tilieka vyššie hodnoty toku cez nem r rán u, ne:: sa dosahovali pri

acetát celulózových membránách (okolo 10 kf-. m"1". h~ ).

Ďalším polymérom, ktorý sme odskúraii na prípravu ultra-

filtračných membrán je akrylo-nitril-butadién-rstyrén. Membrány

z ABS sme označili symbolom F, pritom boli testované hlavne

membrány F—20, F-25 a F-30. Strojovo vyrobené membrány z 4T!S

boli mechanicky málo pevné, preto sa odlievali m podložku z

netkaného polyesteru, Sim sa ich pevnost podstatne zvýšila. Ul—

trafiltračné membrány typu ? boli testované v labor-atornon a

štvrtprevádzkovom rozsahu, pričom vy kar. ováli tieto membrány

podobné funkčné vlastnosti ako membrány rady FĽ.

V poslednom období sa na na?o:r. ústave výskun: orientoval

aa membrány na >áze PVC. Vychádzali sme r. FY""1 vyrábaného v Spo-

laně ÍTeratoviec a v CKZV/P Iícváky. Pretože membrány z PVC boli

mechanicky málo pevné, začali nme ich odlievat na podložky

značky-Batist Oorleon a Faon a v súčasnosti na ástonu Uni.

Tieto meml rány dosahovali pri ultrafiltrácii od striedeného

mlieka hodnotu toku permeátu 33 ,0 k^.m '".h pri vstupnom tla-

ku 0,3 MFa a výstupnom tlaku 0,1 ľvIPa a teplote 5 5 °C. Teda ten-

to typ membrány CP-20 nám svojimi vlastnostami nahradil membrá-

nu rady PL, čím sa nám podarilo vyvinut membránu, ktorú ;ie mož-

no vyrobit z materiálov vyrábaných u nás. Tieto membrány vy-

kazujú výborné fyzikálno-chenické vlastnosti, znášajú pH-1-13?

So je výhodné hlavne pri chemickom čistení membrán. Prevádzko-

vé teploty T.IOŽU. dosahovat hodnot 50 C - ^0 C. Ich mechanická

pevnost je určená pevnostou podložky.

Z vyrábaných membrán na VTJ IITTO sa najširšie využitie v

praxi dostalo práve membránam na báze PVU. Membrány CP-20 ú-

spešne pracujú pri ultrafiltrácii oplachovýcň vod v ~3orme

- 34 -

Frýdlant a v Tesle Kolín. Dve sezóny sa používajú pri Číření

ovocných štiav vo Prucone Sabinov. Druhá modifikácia membrány

na báze FVC CPJÄ-25 sa prevádzkuje v slovliku Leopoldov pri

ultrafiltrácii citroluhov..

Po zhodnotení laboratórnych, pole prevádzkových a prevádz-

kových pokusov s celulózovými a necelulórovými membránami vy-

šli najavo jednoznačne prednosti necelulózo7ých membrán. Vy-

značujú sa výbornou permeabilitou, selektivitou, širokou che-

mickou odolnosťou voči preplachom, dobrou T.P cháni e kou pevne-

síou apod. Boli už vykonané laboratórne skúíky s inými poly-

mérmi, ktoré potvrdili správnost načej orientácie na vývoj

necelulózových membrán.

'i V ť k. IAJĽÍ"* V U..- '. C* V L . A

^ozno^ti uplatneni v v iote jhnologiach

Frohls.i •apli^A- L í

ôopar:i-i-i a l u r i Ti •/.•'. >

pracovných k u o 1 , u :, .1 >J •. o .

u p l a t n e n i e pr:iv~ v T»iov> \ :

t a níiľkocolekul-'trn^o.-. l ' " C :

nasposofcu,ie zi^eny v iontw-

vodov neinoSe ^C.1JT ;-: d r.-f-T:

koncentrác iou nakronol&iviil'

nedochádza k n ičeniu pj". ov. r

deniu .Tiikrohiálny^i: "tir.rř. :.k. •.:

r i a d e n i e s l u í i t a.i k- r e a l : ;rí"\

ne typy p o u ž i t i a u l t r a ť i : t ra :•:

ách no z n o podlá :iiej.u p>x-". >:-".;:J.

,' +• - v- - v,

•;.! • r-.;'i ľ . K c ^ u ná( váaka rozsahu

•>-: •• : -r^ ;rocc.-;u, velmi vhodné

o,. í a •[.- :-ri a l^ra f i l t rác í i s t ra-

•::.*o.-"r. "ek roxiolciculárnych látok

:••;:. I •". •-- ŕ.o-rj.c*o-3 pH, z týchto dô-A i 1 ; r o ' e : n c v , So zvyšujúcou sa

y :". I.-'-.-o/. v roztoku nad membránou

c,-9:.ri:, ° : :ui ' : i í , prípadne poško-

:,.•-€•:• *o:';o ^.c::- u l t r a f i l t r a ř n é z a -

i ; r-ior-ri^n:!'kej r e a k c i e . Základ-

.-".o :a;-i artenia v 'b iotechnológi-

r c.. ; o 1 i T ••io M e s t i o h skupín

kone q n t r o v á v ani*: aak.ron:oioK^i:rlr::ynh , r e s p . ľnikroorga—

nizmov

1T3.Í väícsi a rr.ťiozst vo -.•-.] i i ľ. •/r i : j? z.anerané týmto smeron za

učelora z í s k a n i a er.z./novo A'•*, t <'\<-y->;~, aloiso neaktívnych proiíeí-

nov :•; odpadných zdro,iov :-.•:•-c v.''r.o. :r:li ck«renského , ryToného,. f e r

mentaäného a ďalš ích odvetví pr iory si:.;, ŕermeát s týchto a p l i -

k á c i í ,io n o/'.n r op;;it použit ako sa'»ň;: r-it pre mikrobiálnu fermgn

t á c í u , z k t e r e j sa u l t r a f i l t rrfcioti zÍ3ka,iu jednoduchi buneč-

né p r o t e i n y . ,

Diafiltrácia makromolekulám;,-"-.' ~ '* r>-

Fri purifikácii alebo :: :.SK:ivar. I ;..:;."•..

často používajú vysoké kon-er.: r'. .: •" :cJ.. ľ'

nožné znížit obsah solí na potrr.r.-r, -J ' -. .

r. c v r r UÍII^K se

i •; ;'ll tráeiou je

Tali. 1 Prehlad aplikácii v

Proce3

3koncentrovavanie nakromolf—

kulárnych látok, resp. mikro-

organizmov

dia f i l t rác ia ľaakrornolekulár-

nych látok

frakcionácia makromolekular*

nych látok

purifikácia nískomolekulár-

nych látok

biokatalýza v tiltraf i ltra*-

n»m zariadení

• • " »

fermentácia v uitrafiltrad-nom zariadení

i

-A. •.

7^ /

o e

C f:

r. F

K e

pu

t ,•: r.o -c.-- : a ;r.

: r : ' •:!-< i

or.-- - •"•.•":.•.'.'." c v

on"1, r,1.M*:-v.'.-h k y s e l í n , .

o n •. :-y^'. r. -'nov

or. • . v..r;;:--ov

«5l,n:..-. .„roiy^tov . . . .

lan.it? r--; :-• ronolekul podía

c r i l i ::••'-."i a studenou

"ýľ^ovs jiyrircIy^B

--hrania ako no?iN erinýmu . .

Cit.

10

12

9

2

11

3 . .

5

4-

j

1

P r a k c i o n á c i a m a k r o m o l e k u l á r n y c h 1 " t o !

Prakcionácia je . anád na;'. í n:: s : a :ároveň aj najvyžado-

vanejšia metoda meabiránove;' fi IT• ráz-ie . řre :'rakcionáciu možno

pouřit "i '- r v ~ •:-. :. • -\~~~ru pórov. U l -v

trafil4-"-i'."• " n ' . • - -' . ',le'*o vsdla se—

isH. V o r ; j v o •.. .-..•• • " -; J r K: t i v i t e j e d -

n o t i i v. : p - ..:••••••••• •. -. F r i u s p o -

r i a c a : . - ".••.'••.•••.". • " . :•' o'h j e n y .

;•!-? ^ ;..:•. . •".-• • v napojárskom

pri^ny;"!--. :.•-• • -. • r.li:;ácii nápoja

a .-.--rov'";: ..'•;•;; • •' ' , :-:lný a nemení

fa.v>^. ľri; 7 o.: -r.. . ' . : .Jľ a CHS K v odpad-

ních VOÍ ':":'. . - . ' ' •

A ŕ: :cu :. -;-;c> reaktor,n a s t a t i:--> ?y .';•••.-• . •".•:"•.." č v r e a k č n e j

z; in--s i ;•• . o - - ; • :---". . •- o r - i n o u , ale'bo j e

e n r/.T: l~.o-;.:'• .-. '.: ::.ltraf iltračna

rn.-.'-r-r\i:\, .s.-: • •. -nvpj reakcie, tj1"-

pu °ri: ".:: - • • • ...... . r. ^ O 2 n o s t k:on-

t i n u ^ " . . : •... • i" r • - - r ' •. • ; . . .".'-prie vlastnosti

."-••.: no&né dva

Pe

t y p y r:.' r>r\.-.-i, • • • -; ••.; r.; j n i z m o n a s

í s o r i l : "O'•••.'• • -• " • >.•::•:• rn^í m á l o p r á c

s imo''- 1 . , •>. -: . • • ,-. , •...;-.kosti s p o j e n é

s p r ť o r - v - . " : • • • • • • -r.-ľr.tor m ô ž e u s k a -

to':nit • • • ' ' . - ' • . -.;o~ ktorých su m e -

t a ť o l i t y odchádraju' o - pro"- r~-:i ^

vého živného roztoku, aa proces kor." Ir...•-•. , rívodou, c e r s t -

Z nožných biotechnolo-i -:kvi.1.sa ďalej zameriam na separáciu -3 ;-kundárnych nietaholitov a ne1".nrŕnovrolyzátov.

.:_ '" r ' i í i l t.rácier ríkárnych a se-

<• n~yr.ov.ych. hyd-

Skoncentrovávanie roiľtorcov on.: v:.ov

Použ i t ie u l t r a f i l t r á o i o pri Ľ?\i-:-ycelulárnych a endocelulárnyck ea:.j:::o\ •t o , že väčšina enzýrzov sa nevratne ii.y...Okrem toho je výhodné, že v priebehu .'•/. •.sa prakticky nezvyšuje koncentraci:, ní..:.Pre t e n t o typ a p l i k á c i í j s vhoJ.n.-' ,:^>or.viacstupnového procesu u l t r a i ' i l t r á " : '• ;-•účinným povrchom nemhrár • ah y «a o'-ze^r:v dôsledku koncentračnej pol'.r:::---"'"... i --

-".::;::. _ : ' i k a v a n i e x o -•v

v .-:oc:;i-' vnhíadom na ._ •>••;,. •:• •.; D t e p l o t y - J O

•:'. >;: :;* ovania enzýmu." ". z „ •'.' k: i I á my ch l á t o k .•;-';-.- , z r i a d e n i a do;•••?.-? u t.ie klesajúcim'1.1 -s'rgty a k t i v i t y';•. ,,'r.c v na niexbráne.

Y pokuse, pr i ktorom "rola ^1 U;a.ť:. i ' rov-iunt á c i i Asperfrilllus ziiger ( tab- r.a';, - v r^r::;ekyselina ci trónová a v koncentráte P: ; <;•_•-, ;,'.i.-:aa k t i v i t a . P r i použ i t í u i t r a f i l t radnýo: . :.A-:::: rÁr.sa dosiahla na toto médiur, perĽieanil: t s ] H , 0 kl e k t i v i t a na rekt iná^v bola 9.'/' •"'-•

podá po fermen—

Ts nachádzala

a pektolytická

;ypu OPM-25.h" s e -

Pr i u i t r a f i l t r á c i i ferments,-ne,- ĽOV :-> ak. t i vitou "bakte-r i á l n e j alfa aiaylásy ( t a b . 2a) ;-a poirij.i ac-'tátomemhrány typu 1-35-27-25. V tomto rripace Tola pernieabilitamembrán 10,9 kg.mzýiau "bola 99,C fš.membrán 10,9 kg.m~-.h a selektivita v::hÍ3dom na aktivitu en-

).2 : Prehľad aplikácií ultrafiltraených membrán vyrábaných na VÚ LIIÍO pri separácii a purifi-

lcácii metabolitov a pr-oduktov enzymových hydrolýa

ŕ P MEMI3HANY TYP ULTLVFILTľlCY.UIÉIIO IIÉOIA T^PLOTAi TLAK

VM t / v ý a tTA í SELEKTIVITA ZVÝŠENIE AJÍTI- j

VITY ENZÝMU í

( T "" '""•S k o n c o n t r o v á v a n i o r o z

1-25 ferment., pôda - poktinázy j 31

-35-27-25

-5O-25-6O

-50-25-60

-5O-25-6O

t o k o v o n z ý 111 o vn /n 1 n 1-5.0>,58/O, 10;

f o r r a e n t . p ô d a - a m y l á z a

f e r m e n t , pôda - l i p á z y

f e r r a o n t . pôda - p r o t c á z y

f o r r a e n t . pôda - c o l u l á z y

3!\- ; o, 29/0,05; 10,922 ; 0,20/0,05J 22,030 i O,3Q/O,2O| 28,512 i 0,30/0,05' h2,0

95,799,09^,799,^92,0

13 x3,3 xh, 2 x

3,9 x6,3 x

P u r i f i k á c i a n. í z k o 111 o 1 e lí \i 1 á r n y c h. m e t a b o l i t o v

PD-20

PU-20

PD-20

kyselina 6

V ponicilxh

kyselina oc

ainino poíii. c i lá nová]

tovú i2325

°,0 ,

0 ,

35/0,30/0,

30/0,

30j

25!

25!

3717

13'+

,6,6

U l t r a f i l t r á c i a o n z ý m o v ý c l i l i y d r o l y z

'1-20 [liydrolyzát (jlutémt ( i !3 t í/ l ) [ 30 j0,30/0,20Í 23,7

1,3

1,3

!«.£.á t o v

: _ 5 O - O - 6 0 - 2 5 : h y d ľ d y z á t zaiit l tukovóho í k r o - i 55 | ( ) , 3 0 / 0 , 2 O U,Obu ('lOO c/l) \ \ \

; -5O-O-6O-25 ď r o l y z á t b i o V-z.o-vi.ii s r v á t k y -'v0 í 0 , ' ! 0 / ( ) , 2 O l i , 1

0 , 3 0 / 0 , 2 0 ; 26, h

(130

:-5O-O-6O-25 hydrolpát jablä. pektínuj (5 G/l)

vO

I

ENZÝM KONC.

term.+amyláza:10 U/e

í GAM 1 { 1 , 3 e / l

chýr..-í- j 0 , 5 7 - / 1t r y p . 0, Y,'{.v/l

PEP 7^ 0,1 c / l

V spolupráci s Experimentálnym závodom biochemických pre-

parátov Akadémie vied Lotyšskej SSR v Rige sa ss>ustovala íer-

mentačná podá s lipázovou aktivitou. Pri tejto aplikácii do-

siahli ultrafiltracne membrány typu J.-^T.-c^-^O selektivitu

94,7 ý> a permea>>ilitu 22,r1 kg.m '-.h .

V spolupráci s JZji v Slušovicích sme zahas t ováli fr. rren-

tafinu pôdu 3 proteácovou aktivitou. Hemcrány typu 7.-50—25-ŕC-P - 1 ' y

mali permea'.úlitu 26.5 kg.m -h a selektivitu 99r4 c=.

V spolupráci s CH!; SAV v Bratislave sne zah listovali fer-

nentačnú pôdu s ?elaiá;:ovou aktivitou. Pri tejto aplikácii sa

dosiahla vysoká hodnota permeaMlity (42.0 kg.r:"*".h~") .ia rnetr.-

"bránach typu X-50-25—'-0. pretože podá -ala nínky c'r s ah ro:-

pustaej sušiny 3 r.ola dokonale or c-á čistená odstrDder.íc r.z >ak-

toíuge. Selektivita ^^nrrán hol* 92 -í.

Purifikácia ní;:konioiekulárnyci'i metabolitov

Cltraiiltracná nenbrána ,ie absolútny filter pre suspendo-

vané častice, nikroorcaninny a ciakroaolekuiy ämclekulrtvou hmot-

nostou vyššou ne?z js ,iej nedze priepustnosti. Výnodou parií":.-

kácie 'íl trŕf". ,lt r-~. "iou :'~ úspore energie n ľnkt, f:e nolcl'tivi--

ta na níekornolekulá'rne látky ie velni nízka. Pretorŕe proces

prebieha pri be^n^oh teplotách, nie su ovplyvnene ani organo-

leptické vlastnosti produktu.

7 spolupráci s Biotikcu v Slovenskej Lupči srr.c o'ir/iáéoli

ultrafiltráciu roztokov antibiotík. Ultrafiitráciou z-Í zô.3-vá~

nili látky spôsobujúce alergické reskcie . Pri poknroch sa

použili membrány typu CPI--20, ktoré boli dOotato;:.~'i priepustr-'

pre dané antibiotikum (selektivita 1,3 -;') > Foiriecrilita Ĺ.-I r

aminopenicilánovu kyselinu Vola 37, f kg,m ~"~ .h" 1 a Í.s "•" penici--

lí.i bola permeabilita 17, ŕ kg.m^.h' 1 (tab. 2b).

Fri ultrafiltrácíi octu (tar. 2b) doálo k odstránenia z?-

kalot voriiý ch •.'-<! o ok . Tjltraf iltráci ou vyčírený ocot ma lepěi:

vlastnosti 2 estetického aj zdravotného hladiska. V pokuse s :

peužila membrána typu C-PL-20, ktorá inala vnhladom na nicky o"'~-

sah rozpustnej sušiny v octe "vysoké hodnoty permeability

(134,4 kg.iL~".n"~ ). Selektivita no rozpustnú súčinu bela niž-

šia ne z 1 #..

?,zo?.alulárne hydrclytické e-nzý-ny nevyžadujú přítomnost

koenzymu a su dostatočne stabil.o' v roztokoch aj bez imobi].i--

sacie. S týchto dnvoclcv je výhodné poufcií exizýaový membránový

reaktor s rozoustonýin enzýnoE- "Fn ýin j-, v priebehu reakcie vel-

ne pohyblivý v reakčnej sueci a lepřie atakuje makroao*lekulár--

ny eubstrat. Produkty reakcie o d o h ad z '-J j u ce/ ultraf iltracnu

membránu z reakčnej směsi. Yi;hladon na to? že na dosiahnutie

konverzie r.ak.r iiolekulái"'.ielio euusciátu na produkt je potrer/ví

pc".err.(i dlhá äoba(v závislrsti oa koncentrácie substrátu a en-

cýiiii;) , Sjjl^ ultrafiltrac'nú ^čiT-iadenie v tomto prípade dve funi:-

c 1 . • . . . .

- isschytáv-. :;vySkc vn aktivit" err.ýnu v korcentrátovoď podie1 n

a umožňuje ju viacnásobne • využit

- vi-íni kontr-:ninácii produktu enzýnom a iiezreagovanýn substrá-

tom.

7 spolupráci se Slovenskými Skro^árnami v Trnave'sms usku-

točnili i:ltra.filtrácÍĽ. hydvoiyzátu £-1 utónu s ternite'zou a ba1.--

teric'.lnor. auylrizou (tab. č:c). r!ydroly:-át bol ultrafiltrovaný

na membránach typu ~ŕ~L*-? ~).. pričom permeabilita hydrolyzátu tola

25.7 kf. u' ' .h . oelektiv.ita vzhiado::; na rozpustnú sušinu Lo-

la 19 #.

?ri enzýmovej hydrolýze sKrobu je potrebné hydrolyzát C Í G -

- 42 -

tit filtráciou cez karborafín. Použitím ultrafíltrácie sa zjed-

noduší technológia a zlepšia vlastnosti produktu. Pri tejto

aplikácii sa ultrafiltroval hydrclyzát zemiakového škrobu

(tab. 2c) s obsahom sušiny 400 g.l . Permeabilita membrány—? 1 '

X-5O-O-6O-25' bola 4*0 kg.m .h . Obsah glukózy v permeate po72hodinovej hydrolýze bol 96 g«l~ •

Srvátka j€ vážny faktor znečistenia odpadních vod, záro-veň je zdrojom cenných aminokyselín. S použitím ultrafiltrácieje nožné bielkoviny srvátky skoncentrovat a v dalšom krokuv tom istom zariadení previest enzýmovu proteolýsu. Pri ultra—

filtrácii hydrclyzátu "bielkovín srvátky sa použili membrány_2 — "*

typu X-5O-O-6O-25, pričom permeabilita bola 11,1 kg.m *h ".Permeát oTSsaiiOval 4>9 g»l~ alfa aminodusíka (tab. 2c).

Ja'blčný pektín obsiahnutý v jablčnej ?íave po lisovaníspôsobuje technologické tažkosti pri spracovaní jablSnej stavyna koncentrát. Prídavkom pektolytiokého enzymového prípravkudo jablc'nej stavy asi pol hodiny pred začiatkom ultrafiltrácieje možné spojit pektolýzu 'a ultrafiltráciu do jediného tech-nologického kroku a tým urychlit proces círenia šíavy. Pri ul-trafiltrácii boli použité membrány typu X-5O-O-6O-25, ktorémali perneabilitu 24»'í- kg.m"*1.h*" . Hodnota dynamickej visko-zity permeátu ostala konštantná, 1.05 mPa.s, bez ohladu nastupeň skoncentrovania ultrafiltrovaneho roztoku (tab. 2c).

- 43 -

Ing. Vladimír H u š e k ,_ CSc.Výzkumný ústav mlékárenský, Praha

Membránové procesy, Jako je reverzní osmóza, ultrafiltrace,

diafiltrace, mikrofiltrace a elektrodialýza se v současnosti

staly záležitostí běžné praxe zemí s rozvinutým potravinářským

průmyslem. Vzhledem k zaměření referátu nelze obsáhnout celou

šíři problematiky, a to nejen z hlediska popisu jednotlivých pro-

cesů a jejich principů, ale ani z hlediska rozsahu aplikací. Zá-

kladní členění procesů, od teoretické úrovně přes provozně in-

ženýrské principy až po vlastní aplikace, lze nalézt v dostup-

né zahraniční i tuzemské literatuře. Účelem je stručné zhodno-

cení současného stavu využití tlakových membránových procesů

v mlékárenském průmyslu v zahraničí a odhad budoucího vývoje u

nás. Hlavním cílem přitom je naznačit reálné možnosti aplikace

/UP/ ultrafiltrace a /R0/ reverzní osmózy v oblasti mlékárenské-

ho průmyslu z pohledu technologie, ale i z hlediska dosahovaných

efektů-těchto procesů.

Průmyslové zavedení membránové technologie v-mlékařství

se datuje od začátku sedmdesátých let. Rozsah a vývoj těchto

aplikací až do r. 1980 byl prvně souhrnně zhodnocen na sympo-

siu "Membrane Technology in the Eighties" v Ystadu ve Švédsku,

Další vývoj membránových technologií byl vyhodnocen holandským

výzkumným .ústavem NIZ0 až- do r. 1983*

P^dle literárních údajů b:/lo v r. 1983 celosvětově in-2stalováno 46 000 m membránové plechy s využitím pro reverzní

osmózu.

' líej významnější aplikací reverzní osiaózy je predkoncéntrace

syrovátky z výroby sýrů nebo z výroby kazeínu z výchozí sušiny

ca 5,5 - 6,0 % na aušinu 10 - 25 % před.její přepravou k zpra-

cování v centralizovaných kapacitách pro zužitkování syrovátky

anebo před jejím dalším zkoncentrováním odpařováním a sušenia

přímo na miste výroby.Celkový objem takto zpracovávané syro-

vátky činí nejméně 10 milionů litrů rocne, což odpovídá 10 io

celosvětové roňní produkce syrovátky.

Dalíí 0'olastí se zvyšujícím se využitím R0 je koncentrace

permeátu, který je V3dj.ejfcím piuduk:5m ultrafiltrace syrovátky

a mléka,

v

RC pro ícncentraoi mléka se ai doposud upl&tnuj? v omeze-

né míře, protože není dosahováno príslušných ekonomických pří-

nosů, tj. úspor energie v pomeru k cen<í nléka a vyráběných pro-

duktů. Ne pře a co kláda se další zvýšené vyuSití R<"> mléka, pokud

nebudou k dispozici cenově dostupné HO membrány s lepšími se—

paračními vlastnostmi.

HŽ doposud byl převládajícím materiálem pro výrobu men-

bián pro RO acetát celulózy, jehož tepelná i chemická odolnost

byla provozně nevyhovující. Teprve v poslední době byly vyvi-

nuty ncvé typy "necelulozových" membrán., jejichž vlastnosti

jsou uvedeny v další části.

V průmyslovém měřítko se začíná proces UF aplikovat v mlé-

kařství od začátku sedmdesátých lot. V roce 1974 bylo celkově •o

instalováno přibližně 3 000 m"' membránové plochy s využitím

převážně pro ultrafiltraci syrovátky.

Prudký vzestup v rozšíření membránových procesů nastává

prakticky po rnce 1973 jal.:o následek dal;:ího vývoje UP techno-

logie v závislosti jrri. vývc j.l nových typů membrán,např. na báai

polyakrylonitrilu, polysulfonu a v poslední době též keramic-

kých membrán se ZrO„ nebo iilp.": 3. generace, které úplně nahradily

předchozí acetátcelulor-ové membrány. Nové typy membrán spolu se

- 45 -

zdokonalenou konstrukcí UF zařízení z hlediska hydrodynamických"

parametrů poskytly zvýšení provozní jistoty nové technologie,

umožnily průtokové' čistění a sanitaci s využitím běžných ©liemíft-ch ' " —- •

kých čistících a sanitačni prostředků v systému CIP.

Následovala automatizace technologie jako celku s regulací

poměru zahuštění v kontinuálním uspořádání. Nový vývoj konstruk-

ce men-orán, ale i UF zařízení dále vedl ke snížení spotřeby

energie, k dosažení vyščí stability průtoku permeátu v dlouho-

dobém výrobním #yklu. Životnost membrán se zvýšila až na dva ro-

ky při 24-hodinovém provozu, ze kterého 4 hodiny připadají na čiš-

tění a sanitaci v automatizovaném GIF systému.

Pokračující vývoj UF techniky se odrazil i ve zcela nových

•aplikacích v mlékárenské technologii, která tím získala nové mož-

nosti separace základních složek mléka proti dřívějšímu stav a»

kdy bylo možné průmyslově zvyšovat sušinu mléka odpařováním a

sušením a tuk separovat odstreďovaním. Ultrafiltrace a diafil—

trace nabízejí mlékařství další možnosti standardiza«e obsahu

bílkovin, tuku, laktózy a minerálních látek.

Nové konstrukce UF linek rozšířily aplikační možnosti z pů-

vodního zpracování syrovátky i na ultrafiltraci mléka se stan-

dardizovanou tučností a předkysaného mléka, nebo dokonce zpra-

cování koagulované suspenze či tvnrohoviny, běžně při viskozite

do 500 až 1G00 cp.

Paralelně se zdokonalováním UF procesů pokračoval i vývoj

nových výrobKŮ s využitím produktů ultrafiltrtice. Mlékárenský

průmysl tak dosáhl nové oržní možnosti na základe inovací mléká-

renských výrobků, a to jak z koncentrátů mléčných bílkovin, tak

ze získaného permeátu. Rozsah aplikací UF technologie vzrůstá

lineárně až do nynější doby,proti roku 1978 se membránová plocha

rozšířila více než 50x, takže koncem roku 1983 bylo v mlékáren-

ství využíváno již 102 000 n c plochy ultrafiltračních membrán.

Z toho hlavní podíl, 83 000 n4", připadá na výrobu bílkovinných,

koncentrátů ze syrovátky s obsahem bílkovin v Sušině od 30 do

30 9$. Roční výroba bílkovinných koncentrátů se syrovátky je v

• -závislosti na obsahu bílkovin odhadována na 40 až 70 000 t.

Bílkovinné koncentráty se používají ke krmným účelům, ja-

ko Částečná náhrada kondenzovaného mléka, sušeného mléka, při

výrobě zmrazených smetanových krémů, v pekárenském a cukrovin-

kářském průmyslu, v nápojovém průmyslu, k výrobě hotových jídel,

jsou základem výroby nových bílkovinných aditiv a stabilizáto-

rů a emulgátorů v potravinářském průmyslu, slouží t« výrobě spe-

ciálních diet a pro výrobu kojenecké a dětské výživy- Zvýšené

možnosti využití bílkovinných koncentrátů jsou spojeny s regu-

lací obsahu laktózy a minerálních látek v bílkovinných koncen-

trátech různými technikami, další rozšířenou variabilitu jejich

použití poskytly enzymové modifikace.

Kromě zapracování syrovátky má ultrafilirace stoupající ten-

denci i při zpracování mléka, kysaných mléčných výrobků a sýrů.

Úhrnná membránová plocha UP zařízení využívaných k těmto účelům

odpovídá 19 000 m~. Z toho největší podíl připadá .na výrobu měk-

kých sýrů, především s plísní na povrchu. Roční výroba měkkých

sýrů s využitím UF procesu se odhaduje na 150 000 t ročně.

Jinou oblastí aplikace Vf v sýrařství je standardizace ob-

sahu bílkovin v mléce. Další nadějný vývoj lze očekávat v blíz-

ké budoucnosti při výrobě polotvrdých sýrů při- úplné koncentra-

cí mléka, tj. koncentraci na finální sušinu sýrů nebo při čás-

tečné koncentraci mléka pro výrobu polotvrdých i tvrdých sýrů.

Tyto předpoklady vycházejí ze současného úspěšného výzkumu v té-

to oblasti včetně výzkumně—vývojového- vyřešení koagulačaího pro-

cesu s následným řízením synereze v diskontinuálním uspořádání.

Kontinuální proces koagulace a synereze se až doposud nepodařile

úspěšně vyvinout.

_ / 1 _

Dosavadní vývoj v CSSfi

Mlékárenský průmysl VÚT.I Praha tyl jedním c prvních potra-

vinářských praoovišt u nás, kteří se počátkem sedmdesátých let

sácalo zabývat aplikovaným výzkumem RO a UF. V roce 1974 byla

uvedena do provozu první laboratorní jednotka IkB-DDS o ploše

0,3^ rcc s membránami z acetátu celulózy a byla úspěšně vyřeše-

na metoda jejich enzymového čieténí.

V roce 1975 byla v- rámci spolupráce s FMV IT. Bydžov apro-2

voznena zkušební jednotka DDS-4O-24 o membránové pl~še 24 m

s membráaami GRí z polysulíonu.

Fa těchto zařízeních byla ověřena koncentrace syrovátky,

zahuštěné syrovátky až na sušinu ca 20 cí ve vstupu na VY zaří-

zení a dále koncentrace odstředeného mléka.

Ve spolupráci s pracovníky PiJV N. Bydžov)- (J. Sochor,

ing. Dryák) byla dále ověřena technologie sušení bílkovinného

koncentrátu a pri uplatnení díafiltrace byla realizována první

poloprovozní výroba bílkovinného koncentrátu ze syrovátky s ob-

sahem bílkovin v sušino od 30 do CO is. Bylo navrženo a realizo-

váno využití bílkovinného koncentrátu pro ''.čely výživy vrcholo-

vých sportovců v rámci spolupráce PIvíV, VÚM a ÚV-ČSTV-středisko

vrcholového sportu.

V laboratorním měřítku byly prověřeny možnosti obohacení

konzumních mlék bílkovinným koncentrátem ze syrovátky nebo z od-

středeného mléka v porovnání s obohacováním různými kazeináty.

Poloprovozně byla ověřena tég možnost výroby čerstvých sý-

rů a sýrů v solném nálevu z koncentrát! s odstředeného mléka

s následnou standardizací tučnosti.

Při těchto aplikacích bylo p::,i.ocí UP dosaženo koncentrace

bílkovin syrovátky v poměru 1 : 30 a pro odstředěné mléko až

1 : 5 při specifickém pruxoka perr.<=átu 3C - řO l.m ^.h , řesp.

li? - 2C l . n ^ . i f * .

V roce 1?82 ty la ve fspclupr-iJÍ praccvišt YVV. Praha a Tá-

bor a YZLIp Tábor instalována ci-ill:i' zkušební Jľjednotka typu

UPS-1 Alfa-Lavál a dutými vlákny Romicon, nenhráaové patrony

Fl.ľlO a PI.I50 3 rolysulfcnovými membránami. PalM výzkum možností

výroby jýru ^ vyuzi tím T.ľľ t,í jhr.i.-:.; i ;, 1 • [:•;••--"í;ín pracovišt i VÚM

Tábor a výzkur.ne r.de b-'la ověřena í-:on.T?ntracf:- r-léks se standar-

dizovanou tu-^hostí, prípadne cred^ysan'ho r.:lorva, pr? účely výro-

by Čerstvých sýrů a sýru v sclné™ nálevu. priJe:nž bylo dosaho-

váno koncentračního pomíru Z v 4-? při pr-ir.-: rr.éc specifickém prů-

teku perneáta 18 l .n- ' " .h ^ při pou;:ití aier.bránové patrony FIvI 50.

Tentýž modul s rser.bránovou patrónou T'£ lr- byl poučit k vý c k tun u

možností koncentrace 3,yridei, ::terá byla dřív''- ověřena na labc-

r a t e r n í n zař ízení L-.B-BDo-C, 3ŕ' K mer.bránaii-i GRoP z polysulfonsu.

Jednotka -LT3-1 ae trvale využívá p-ri poloprovozní výrobě syř id-

I s r. přečirtenýeh 8lezcvý^h rzŕ-.v zí^i:ávan/^h setodou " i n vivo".

lis UP ^aří^eních instolovsných v I.Ilrkárenskén průmyslu

.k. p. Prah? byla ověřena pro jinó orrani^aoe řada dalších a p l i -

kací UP procesu jako koncentrace vaječného bí lku f vaječného &1--

buminu. iiriurních ^lrbulin-1 pro výrj.;- .:..r.tiG-.'r, koncentrace růz-

ných proteáz, inzul ínu, přec i í t^n í penici l ínu, koncentrace p i -

va a j .

Přes t o , ŕ,e vývoj nových nezbraňových technologií byl mlé—

kárenskýa průmyslem Praha i Braiisiava zachycen v s ST.CEI počátku,

nepodařilo se aň dosud dosáhnout rlnc provozní aplikace menbrá-

nový^h technologi í , 'ct-^ré j^ci? u nás \J.:U? r i n ; vázány na dovor

zařízení i Ker.brán. Tin: jsou dosažené ei'ekty závislé na devizo-

vých re.irulací^h n možnostech, devizová závirilo^t také brání do-

sažení ekonomické ef ektivnoa"...i .

Tuto s i t u a c i nevyřešil ani úspěšný vývoj membrán z aoetátu

celulózy v ÓMCH ČSTV Praha j i z koncem 60. l e t , ani pozdější vy-

- 49 -

voj ve VÚ LIEC Bratislava včetně výroby kompletních Uí1 modulů.

Řešení lze očekávat od delšího vývoje tuzemských UF mem-

brán a zařízení, jejichž použití v náročných podmínkách mléká-

renské technologie je reálné při dosažení srovnatelných provoz-

ních parametrů se současným stavem v zahraničí.

Příklady technologického využití Uff

Definice základních bilančních vztahů

1. M f = M k = M p . . . . . .

M = hmotnost (kg)

označení proudů: f = nástřik, vstup, k = koncentrát,

p = perms á t

2. E = — E - koncentrační faktor vyjádřený v poměru

k hmotností (-)V f

3. E = — E — koncentrační faktor vyjádřený v pomeru

k objemu (-)

4. E = E .K ...E pro stupeň 1 aš n = '•i- E1 2 n 1 vi

n5. E = K . E o .,. E_ pro stupen 1 až n = T* E

s s x s 2 s n í-

nE

6. H f = 1 0 * R^ = x

1

•pf. - rejekční koeficient

x - hmotnostní zlomek složky i v permeátu1

• x„ - hmotnostní zlomek složky i ve vstupu

/• -f_ - — : — ľ — speci í i ?k,y r r l t o i í r <2 m e a t u* L « r - P - , - • " '

V - objeni (1

R+. definovahý podle vr.tahu '«) :Q nor.ávislý na koncentrační

polarizaci membrány.

Výroba bílkovinného _ koncentrávu r:c 3yrcvátky

V syrovátce je obsah bílkovin v učin- ca 10 yl-, ultrafil-

trací lr.e dosáhnout senní hraníce koncentrace 35 fc bílkovin

v sušine. Palší provoz UP zařízení nad touto nenní koncentra-

cí je obtícný a neekonomický.

Prakticky to znamená, :ie "cximáln-S pri dosažení IC = ŕ

je nezbytni aplikovat diafiitxaci. ^o: umoinuje vyrábět bíl-

kovinný koncentrát b?žnŘ s obsahem ^5 - í5 °í bílkovin v sušina.

- 51 -

Průtokové schema:

Výroba sýrů net o sladkého kazeínu <

"J.t Hygienický sběr syrovátky •i 7 J

•Mesioperačni sklad.tank •

Odstranění sýrového i

praohu-rotaSní síto i

IÍOdstředění tuku

r _ „ . ,

JPasterace 72-76 °C !J 15 sec. |

.(Zôhlazení na 10 C i

Skladování

! Ohřev a ošetření, 50-55 °C ii j.

I50-55

I odpařování při ,

1 Sušení irc,—..—iiExpedxce i

ii2£££_ZŽí!5 bílkovinného koncentrátu

65 )

- 52 -

kapacita: 120 000 kg Typ zařízení: Pasilac DDS,ploché membrány

ľ/Iembrsnová plocha: 150 m(GÉtfOF)

Moduly: 3x 36-35lx 36-27Ix 37-18

Provozní tep lota 50 DCPrevozní SRŠ: 20 hod.Čiř tění a sani táce: 3,5 hod OIP, pH 1-13, max. 80 °C, SIC 1

č i s t í c í c h prostředků - 1 , 5 ^ U l t r a s i l (13,7 kg)0,3^ U l t r a s i l 75

(2,7 kg)O,35í oxonia (2,7 kg)

7 případs potřeby d a l š í raeziopprgční č i š t ě n í .•z

Spotřebě vody na č i š t ě n í : 12 nr/den, kvalita pitné vodySpotřeba chladicí vody (15 0 ) : 45 m /denVoc>. pro DIívrr 20 nicroS ml m5/äenl !Spotřeba elektr ické energie: 1 485 kWh/den.

i sy

i

s l o

N

ro vá6000

ľ: e n íB

LMiT

tka 5-7^skg/hod

hm.íž0,600,20-,200,550,15

ri

i r

! J

i

voda T

US1 ľľ.o

i

permeátÍ5 831L

1 30 kg/h!

* • * * * >

DxaF |

11

kg/hod ,

složení hB

NPJ?

3?

0040

• o

,03,18,20,52, 0 0

I koncentrát 27,5?fe"^ 199 kg/hod

1

složení hmB 17

UPU 01 3ML 1

T 4

sušení

sušený SB I96fos, 1140'

«ž,20

,7*,67,46

,53

sonc.kg/den

- 53 -

Složení sučeného "bílkovinného koncentrátu s 65 - bílkovin

v. sušino (-ÍPO 05 fž): ? 59,77

ľíPN 2, ŕ 4L 12,77

ML 5,08

T 15,08

Označení sloŕ.ek: G = sušina, B = bílkoviny, NPN = íiebílkovin-

ný dusík, L - laktóza, ML = minerálni látky,

T = tuk

Z údajů fy Pasilac byly vypočteny následující hodnoty:ry

Spotřeba elektrické energie: 11 kWh'/m permeátu, z celkovéspotřeby 14-P8 lť.Vh/24 hodin/odhad 1240 kWh na výrobu 114 a per-ineátuSpotřeba syrováttcy: _ 30,15 kg na 1 kg WPG ŕ5 o sušině 27,51 £

105,21 kg na 1 kg sušeného WPG fi5, S^ $s

Specifický průtok permeátu: 30 . 1.5 .H"1

Schéjna_a_bilgrice výroby bílkovinného koncentrátu z odstředene —Z s u s ine

Provozní r:aří.::er.i: Pasilac DD3. membrány GS60PP, ostatní pa-

rametry jako při zpracování WPC 65-

Denní ka.pacitg: 140 000 kg mléka/20 hod.

Dále uváděné hodnoty složení koncentrátů a permeátu byly vypoč

teny se známých hodnot íí. , složení je teoretické, nejedná se

o údaie Pasilac.

— -j Zj. —

odstředěné mlékoj

I 7000 kg/hod

,140 300 kg/den

UP1

K. 4 ,3. _°_ , i

, j _ j

k o n c e n t r á t i j sušený k o n c e n t r á t i^1618 k^/hod*;MPC 66 i

v/

kg/hodis 22,06 <fc | ' s 96 <fo jJ52 360 kg/d! 18 336 kg/den I

složení hm.?'

B

ITPN

L

MLT

oO

BUS

TVS

3,430,174,600,500,108,80

38,901,14

•, permeát /

j 5382 kg/hj "

107 640 kg/d

složení

B

NPN

L

LIL

0,050,16

4,23

0,34

T 0,00

3 " 4,78

Bvs 1,05

Bvs = bílkoviny v sušině

Tv3 = tuk v sušine

Pro výpočet zvoleny tyto hodnoty

NPNT.

S

Bvs

T v s

v

14.58 B 63,45

0,20 NPN 0,87

5,85 L

'MI

s

1,03

0,43

22,06

6^,00

1,95

25,334,46

96,00

0,08,

0,32

= 0,985

Hmotnosti-proudů v tilanci zachovány podle údaje Pasilac.

Rozdíly hmotnostní bilance složek: sušina —0,29 $, bílkoviny

-0,63 #, laktóza -0y05 ?ž.

Celková spotreba elektrické energie: 1515 kWh/24 hod

Odhad spotřeby na 105.8 a 5 pennsátu - 1263 kWh/20 hod

s potreba _el. e_nergie_: 12 kWh/m' perraeátu.

Vyu:;ití_ultr^fil1;raoe_£ři_v_ýrpbp .Ý v ^ tvarohů

•*•• ředKQjacentrace aláka při nízké stupni zahužtění např.

Kg 1,1-2 max. Další výroba při použití tradičního výrobního se-

řízení sýráren

CC „

1 f. Koncentrace ^££2.T/él-Z 7' ^as^-c'iíé výroby a je j i vracení

k_nylé_ku r r c vvrobu sýr\\

2» ?[°íl££J^lr.Ž£';L.r-'1-®ltä-Gc; s_t 8 nd a r d i z o vane a _ tučnost í _ pŕ i JI . ? : :g

vyžaduje použití /cel-., nových výrobních línek, jejichž

první cii.ii.' j? '..-.-.^ľ.á-íor Ty Fasiľ.so CC25OO r.ebo ál^urd

Kir-3—Lav-'il r vy;'(ineS;i? kosgulace přímo v obalech

3. Končení race ffléka .iaa "uvrdýc.x syni vyř.p.caje 3c°lo h c v y vývoj technologie (v.ý

4. <iB("O"R-I,leľ-Ie pro^OM pro y.ýiTb.u_?äí5.^i

Koncentr--c5 Syrovátky a tvarohářské odstředivky a její

Irontl.v..' .-..i c-"*řií.c--'ár.í P t76.r^heK!

5- ZŽ£2.^E i7.?2"0!1^ .J^-QQ'-^/^p-icsntrací. koagulátu.

UltraiLltrsce při výrchS sýrů a xvarohů přináší tyto vý-hody: snluei.í spotřeby mláka max. o 18 $, svýšení váhovéhostandardu drobnýc/.1. sýru, tontinualisaci a automatizaci výro-by, sní^°ní spotřeby syř iJ ia až na l/5• Naproti tomu'se svy-suj í investiční náklady, stoupají .nároky ntť 'ívalitu-surovin;/sejicerf v-o ::.í !:."o"bj.' • •• ^ 3-';r^r):e i 7. řJLedicka zpracovatel-

nosti mléka, ^vysuji t---? eii.erfetické a provozní náklady. Měníse proti tr;-dičr-í výrobě více či méně iivaliťä výroLliů z h le-diska konsistence a zrání .

V souča3no3vt umožňuje UP proces desařiení vysrkých. lroti-centrací sušiny na tučněného mléka rd 45 do 58 fc (kl fa-Laval:Romicon, Pasilac; Aboor i j , ) , max. viskozita pro Romicon 200--300 cp.

výrrbu měkkých sýrů 3 pl ísní postačuje koncentrc.eemléka ?e standardní tučnosti na sušinu 34 ý>, 12 fo bíľ..kovi.a.15 c/o tuk, pro sýry Feta az na 40 $> sušiny, 16 fž bílkovin, 18 f-.

- 56 -

tuk. Pro měkké a polotvrdé sýry se mléko koncentruje po speci-

ální předúpravě v poměru IC 5. Pro nízkotučné tvrdé sýry

se UF koncentrát z odstředěného mléka koncentruje odpařováním

v odparce se stíraným povrchem na sušinu 41 Í?, tučnost se upra-

ví na 8,8 $ tO°/c sueť-uou, obát-ľ. bílkovin v koncentrátu 27 £•

Naše pracoviště Tábor, VÚM Praha, vyvinulo technologii

pro výrobu syrá typu Feta a čerstvých sýrů při Kg plnotučného

mléka 4,5-5, koncentrát o sušine 40 <ýí, 45 # t vs. Při UF'zaříze-

ní UPS1 alfa se koncentruje předkysané mléko nebo mléko ve smé-

si se smetanovým zákysem, pH ^,0. Spotřeba mléka klesla z vý-

chozích ^ 1 na 4,85 1, při výrobě čerstvých sýrů až na 4,53 1.

Hansen a íTielsen udávají snížení spotřeby ze 7»3 1 na 6,1, resp.

5,3 l/l kg sýrů Feta.

•Denní kapacita výroby sýrů Feta Uí1 procesem v zahraiičí

dosahuje běžn-1 spracovaní 200—300 000 1 mléka.

Hlavní konstrukční typy Ug sařízení_s využitím^ v mlékárenském

1. Zařízení s plochými membránami_

«l-0E3 , :1I-01JV, SdoR, LDS-Pasilac , Dánsko, Rhone-Po ulenc,

Francie, Dorr Oliver, USA - membránové náboje z paralel-

ních desek, samostatný odvod permeátu z každého náboje, kte-

ré jsou sériové řazeny v průtokové::; kanálu čtvercového prů-

řezu.

2 . T r u b k o v é membrány ( T )

ABCOR, U3A , PCI, ďnglie, 'ffafilin, Holandsko, oFEC, Francie

3. Spirálové vinuté membrány (SW)

áBCOR, USH, Osmonics, US«.

4. "Široká" dutá vlákna 1,1 mm

Romicon-41fa/Laval, US4/3védsko.

- 57 -

Membrány ňBCOR(T) byly zcela nahrazeny typem (Stf) proveškeré rolékařské a p l i k a c e .

Přev láda j íc ím materiálem membrán je polysulfon (DDS, Rhohe-Poulenc, typ IRIS-3O22, Vŕaf i l i n VsTFS, 4BCOR), méně často poly-

, v/afilin,. WPA, 'Rhone-Poulenc-3038, patrně i PCI,T6B, BX1, BX6. Membrány Romicon/Alfa-Laval, PM 10 - "Modakryl".

Také pro RO byly vyvinuty nové typy "necelulózových" mem-

brán DDS-HR, pH -2-11, HMX, pH 2-8, HS, pH 2-12, T „50-60 °C,

PCI-ZF 99, T 60 C, pH 3-11. Nové typy membrán umožňují tr-H13Xvalý provoz při 50-60 C, při Sištění 70-85 C s výjimkou sani-

tace při 50 °0, snášejí pH 1-13 (polysulfon), pH 2-10 při čistě-

ní max. 0-12 (polyakrylonitril).

Keramické membrány SFEC-Carbosep, karbonátové trubky 0f6 mm, v n i t ř n í membrána Z r 0 o , pK 1-13. Tm• 90-(121) • °C. S p o t ř e -

- iu maxba el. energie 12-14 kWh/m permeátu.

Při čištění a sanitaci se běžně u nových typů polymerních

i keramických membrán používá 0,5-1 <fo HNO,, E,P0.. 0,5-1 ý> UaOH,

aktivní 01 200-1500 mg/l, 100-500 mg 35 ?ř H202/l podle typu.

Dělicí rozsah_membrán používaných v mlékařství se pohy-

buje v těchto mezích mol.hm.: 50 OOO-DDS GR51PP, kysané výrob-

ky, tvaroh, koagulát, PM50—Romicon, mléko po předkysání, PM30—

30 000, pro ostatní aplikace. 10 000 - Romicon PM10, 15 000 -

IRIS 3022, 3038 Rhone-Poulenc, HPM100 ABOOR, 18 000 - ABOOR 180,

25 000, 20 000 GR60, 61PP DDS.

Membrány SSSR - polysulfonamid, pH 1-14, max. 80 °C, Vladimir-

KPO Tasma.

Odhad provozních_parametrů. různjfch ařízení pro výrobu WPC -_~\ (~\ C^\ ť* r^řl I T 4" "Y*^] Q TT "Y*ť\ \T Q ^* I^TT / ľ\ Q rtJí, \s \J V v \J J. -L Ľ í'Ji. O y i U V d U IV V / VjL C Xi.

Rámcové údaje zahraničních firem plně nevystihují skuteč-

né províxaní-jaároky, které jsou rozdílné pro tentýž typ zaří-

zení a membrán, podle—1~—charakteru suroviny a její předúpravy.

2. uspořádání kontinuálního systému. Ur/Diář, 3. smutečně dosa-

hovaných hodnot Kg a sušiny koncentrátu*

WPG 65, 4B00R JFr:1 kontinuální zpracování 100 000 1 syrovátky

z výchozí sušiny 5, f 5 #, 0,6 fc B na ,20 jo S , 13 # B, 3,9 # ~>

0,9 # Ml, 5000 I syro vát Icy/h, 5 7C0 kg/h permeátu, 300 kg/h kon-

centrát - 0,175 kWh/nŕ membrán. Spotřeba el. energie: 7,34 kWh/

m^ permeátu, ''~J_2 _kWh/]t sušeného WP_C_65 ».r'C;yk lus Čištění: za

20 hodia 4 = 210 m 2.

WPO P5 DJS Pasilao syrovátka 5,7 $ S, 0,6 <fo B, koncentrát

27,51 ^ S, 17,20 76 S, 3j67 Í= I>, 1,46 S ML, 5 831 kg permeátu a

199 kg koncentrátu/hod - C?413 kWh/nr membrán. Spotřeba el.

energie: 11 kWh/sr permeátu, 1088 kWh/ltsušeného WPC 65. Cyklus

SiStSní: aa 20 hodin. rt-15J m2.

WPC; ^5 Alfa-Laval 3yrovátka 5,75^ S, 0,8 ^ B, koncentrát

16,19 ?S S, 9-47 $> B, 3,97 ?ž L, 0,84 j> ML. 4 670 1 permeátu t

33'*' 1 koncentrátu za l-.j.d., tj. ca 339 kg/h, 0265 k fh/m2 membrán

PII 10. Spotřeba el. energie: 12,20 kWh/m? permeátu, 1004 kWh/U

3 uč e ného kone ent rátu± Čištění za 10 hodin. á»215/m .

Pro srovnání s trubkovými noduly. ještě uvádím, že Instalo-

vaný příkon ;e Jx vyšší proti. VF a plechými membránami, což v

praxi nevyrovná an:ývyšší F v tubulárních zařízeních. Účelem

srovnání je odhad provozní náročnosti pro různé konstrukční ty-

py UF linek. Významná je. i cena membrán, pro dutá vlákna 2,3 -

2,8x větší než pro ploché membrány. Při dosažení .rftzné sušiny

WPC koncentrátu se ještě zvýší provozní náklady na sušení při

spotřebě řáry 3x 2,78 MJ/kg odpařené vody. Rozhodující jsou cel-

kové náklady na výrobu 1 t produktu.

- 59 -

Zajínavé rsrovnání nákladů na výrobu koncentrátu z plnotuč-

ného mléka pro výrobu sýrů ^ylo provedeno v Dánsku. Byly srov-

' nány provozní náklady desetistupňové kontinuální UF Fasilac

(7+2+1/36+?5. GR61PP) a 4stupňové UP Alfa-Laval (řO+40,L,S

PĽI1O) . Při K s 4595 a 4,55 průtok permeátu F odpovídal 32, resp.

24 l.m^.h"1, sušina koncentrátů 38 a 36 # f 16,24 a 15,20 $> B.

Zařízení Pasilac melo 2x vyšší spotřebu, elektrické energie při

jinak- srovnatelných ostatních provozních nákladech s výjimkou

ceny membrán, která v.konečném výsledku má za nágledek o l/5

dražší provoz zařízení Ŕlfa-Baval. Spotřeby energie 12,6, resp.

6 ,4 kV/h/mJ j^rmeátu.

Provoz zařízení ál-OUV v SSSR/' je charakterizován zpracováním

2500 1 odstředeného mléka/h při E" =5T, aišina 20-25 #, 10,5 -

12 ýc B, spotřeba 20-24 kWh/m^ permeátu. Zařízení ál OBá má

kapacitu 5 000 - 6 770 1 syrovátky/hod, při Kq 25 a sušině kon-

centrátu 22-24 fo ainrí spotřeba el. energie 14-15,5 kWh/m per-

meátu. ':

Fři zpracování odatředeneho mléfca na MPC 65,23 ?í S dosa-

huje zařízení áBCOR-opirapack SW spotřebu 7',80 kWh/m permeátu.

ľosud k největším instalovaným kapacitám patří zařízení

fy Pasilac-DLS (l milion-litrů zpracované syrovátky na WFC 80,

Denmark Protein Dánsko a Golden Cheese Co.„Corona, Kalifornie,

USA).Vůbec největší, výrots. WPC se zpracováním 5,5 milionů litrů

syrovátky pracuje se zařízením Abcor.

- 60 -

Ing. Ŕ. Z r á 1 í £ e k ,Konzervárny a lihovary, koncern, Praha

Použití ultrafiltrace v konzervárenském průmyslu.

Ultrafiltrace patří mezi jednu z nejmladších technologií

užívaných, v konzervárenské výrobě v našem koncernu. Princip ul-

trafiltrace je znám již delší dobu, ale.prakticky využitelná

zařízení se ve světě začínají objevovat až koncem 70. let a za-

čátkem ©0. let. První jednání o možném využití tangenciální

ultrafiltrace vedli zástupci Středočeské Pruty Kochov na Salimě

83 se zástupci íirmy AFV.

Na základě tohoto jednání firma APV zprostředkovala zapůj-

čení čtvrtprovozního ultrafiltru do ČSSH. První odzkoušení tech-

nologie ultrafiltrace jablečné štávy se uskutečnilo 25. ledna

1984 v závodě Mochov. Ultrafiltr zde nebyl v provozu nepřetrži-

tě, ale spravidla jen při ranních směnách až do 15. března 19S4-.•z

Celkem byl v Mochově nasazen po dobu 29 dní s výkonem ca 29 m

jablečné štávy. Fři těchto zkouškách se plně nepodařilo využít

všech možností zapůjčeného ultrafiltračního zařízení, tj. pře-

devším trvalého nasazení ve 3směnném provozu. Přesto zkoušky

dopadly velmi dobře a prokázaly oprávněnost co nejrychlejšího

zavedení této technologie do praxe. Čtvrtprovozní ultrafiltrač-

ní jednotka 4FV Abcor byla v našem koncernu zkoušena ještě ve

dvou provozech.

Ve dnech od 1. do 4- října 1984 se vyroMlo v provozu Viký-

řovice (provoz k.p. Seliko Olomouc) ca 8 nr jablečné štávy, kte-

rá byla zpracována na jablečný koncentrát v Přerově. Ve Vikýřo—

vicích byl ultrafiltr po dobu čtyř dnů ve dvousměnném provozu*

- 61 -

Chemické čištění chlornanem a louhem sodným se provádělo v prů-

měru jedenkrát za 12 hodin a při skončení druhé směny. Čištění

nám zpočátku trvalo ca 1,5 hodiny, později při zapracování se

podařilo dobu čištění snížit až na 1 hodinu. "Kyselé" čištění

sG neprovádělo.

5. října 1984 byla na čtvrtprovozním ultrafiltru ve Viký-

řovicích vyzkoušena ultrafiltrace zápary z Hodolanské drožďárny.

V obou případech ve Vikýřovicích se ultrafiltr po technic-

ké stránce osvědčil* Při úpravě zbytků zápary před vypouštěním

do odpadních vod však ultrafiltr nesplňoval požadované ekonomic-

ké parametry. Jeho pořizovací náklady by "byly velmi vysoké vzhle-

dem k objemu zpracovávané • záp*ary za časovou jednotku. Výsledný

efekt — získaná biomasa a předčištěné odpadní vody - by neuhra-

dily vložená investiční náklady, navíc z devizové oblasti.

Foslední zkouSky se uskutečnily v závode Dernožice v k.p.

Východočeské konzervárny a lihovary Nové Město nad Metují. V Oar-

nožicích se nezkoušela ultrafiltrace jen pro úpravu jablečné

štiv'y, ale také pro případné zařazení tangenciální ultrafiltra-

ce clo technologie výroby pektinu. Prrvedená zkouška na již znač-

ná opotřebených membránách, které tyly použity na třech různých

pracovištích a kterc mimo jiné trpěly i novým zacvičováním pří-

slušné obsluhy neprokázala jednoznačnou výhodnost použití ul-

trafiltrace při výrobě pektihu. Vzhledem k tomu, že tento vý-

sledek jediného orientačního měření je v rozporu se zahraniční-

mi výzkumnými pracemi, např. R.J. Daviese z Nového Zélandu,

pokračuje na komplexním dořešení problematiky Výzkumný ústav

konzerváren a lihovarů v Praze.

Zkušenosti s použitím ultrafiltrace barevných ovocných '

šíáv v koncernu zatím žádná nemáme a také informace ze zahrani-

čí jso'i sporadické. Při ultrafiltraci barevných šíáv se výkon

- 62 -

zařízení snižuje až na třetinu. Ztráta "barvy není větří než u

klasickohD čiření, spíše naopak* Při srovnání dvou vzorků teč-

barevní ovocné stavy, z nichž jed<=>n byl čiřen klasicky a dn'.j

pomocí ultrafiltrace, je přece jen na prvý pohled patrný již ba-

revný rozdíl. Ultrafiltrovaná se zdá být světlejší, s menšia

množstvím prírodní barvy. Je to způsobeno tím, že ultrafiltro-

vaná Štáva mú vyšší čirošt, neobsahuje rozptýlené jemné neroz-

pustné částice. Fo smíchání s ultrafiltrovanou jablečnou šíávou

se již netvoří sraženiny. Při zkouškách ultrafiltru v MochovČ

•yly ze stejných partií ovocných šíáv (jablečné, rybízové a viš-

ňové) vvrobeny konzumní sirupy z polotovarů čiřených klasicky,

t2 , s použitím taninu, želatiny, křemelinovó a deskové filtra-

ce a také z polotovarů ošetřených ultrafUtrácí. Výsledné jakost-

ní znaky konzumního airupu, barva a čirost, byly na první po-

hled lepšiu sirupů zultrafiltrováné šíávy, • a vůně bylv stej-

né bez patrného rozdílu.

Fo všech těchto zkouškách a po potvrzení jejich výsledků

přímo u jednoho z uživatelů průmyslového ultrafiltru — u firmy

Hans Rb'Bch v Buhlenhausenu v FSR Vedení koncernu v prosinci

roku 19$b rozhodlo o zakoupení jednoho ultrafiltradního zaííse-

ní pro k.p. Jihočeská Fruta do lisovny Kardašova Bečice formou

devizově návratného úvěru. Původně měl být ultrafiltr dodŕ.n a

instalován již před započetím lisovací sezóny 1986, tj, začát-

kem července, aty bylo možné jej Vyzkoušet již při úpravě barev-

ných ovocných šíáv, a to především višňové a z červeného rybízu.

Vzhledem k administrativním problémům při zajíštDvání ul-

trafiltru. které byly mimo náš koncern, se dodávka zařízení zdr-

žela natolik, že bylo možné ultrafiltr instalovat až v prosinci

roku 1986. Z těchto důvodů nemáme příliš velké zkušenosti z prů-

myslového nasazení ultrafiltru.

Instalovaný trubkový ultrafiltr APV &BCOR s membránami

10-HPM 180-55W, dodaný firmou EOCH Inťl. GmbH, Dusseldorf,

•?:A . -~/-:-:ový výkon 5,2 tun permeátu za hodinu průměrně v jednom

uj r.rr:filtračním cyklu, tj. ca 12 hodin včetně čištění. Při za-

hri/'or: •'. -.ľ:, traf iltrace mel výkon S tun za hodinu, po 7 hodinách

u rov oř:: • ,v; tuny za hodinu. Předpokládaný trvalý provozní vý-

v?r\ _,,- I:;T1 s, 6 až fi tun permeátu za hodinu. Zvýšený výkon zaří-

:-••. r. .' ;•''•:. najíždění ultrafiltru a jeho stabilizace na ca 75 pro—

•.--.<.-r.-ii.--i maximálního výkonu je charakteristická pro tangenoiól-

n::' ni ' raf litry.

výhody použití ultrafiltru při úpravě 'jablečné štávy jsou

proti Klasickým způsobům-'Čiření evidentní:

1. Todr-ratnc zvýšení kvality jablečné štávy, což je nejvíce

patrne při výrobě jablečného koncentrátu, kdy jablečný kon—

or-n t rát je jiskrně průhledný na rozdíl od jablečného koncen-

trátu připraveného z klasicky čiřené štávy. Štáva po ošetře-

n-•' '.-/l + r^ filtre1?, je prakticky sterilní.

/:. ;'nír. rií spotřeby enzymovýc'; preparátů - pektinásy, pří-

r- án amylasy, o dvě třetiny. Při použití přípravku PEP - 74

;•' r;::tivit<= ?C 000 jednotek lzs snížit dávkování z 0,03 kg

r.• -Miíiu ítávy na 0,01 kg na tunu štávy.

;•, '". pora ostatních čiřících prosti ci/ců jako jsou tanin, žela-

lina, příp. bentonít, kaseinát sodný a dále filtrační hmoty,

t,i. křemelina nebo filtrační desky apod. Při míchání různých

ovocných ííáv, ktsré byly ošetřeny pomocí ultrafiltru, není

třeba již dalšího č-iření. Zákaly ani sraženiny se netvoří.

Tor-hrúrí tím k úspoře čiřících prostředků a Času.

4. Fairt:.-?ká úspora jednoho pracovníka v jedné směně, tj. tři

kvalifikovaní lidé při nepřetržitém kampaňovém provozu,.

ci. Snížení celkového množství kalů z ca 5 4> až na ca 1 io.

6. VI traf lit race je velmi snadno automatisovatelná. Fři použití

lisu řUCHEH řízeného počítačem PO 2000 a některé z moderních

odparek bude velmi snadné je spojit v plně automatický ce-

lek řízený pomocí výpočetní techniky, prakticky jen s dohle-

dem obsluhy. Současně se však lépe využije technologický

íaa v?«ch zařízení.

"*. Vzhlo-iem '•: velmi jednoduché technologické zpracovatelnosti

jablečné i barevných ultrafiltrovaných ovocných šíáv jsou ce-

ny produítú ošetřených ultrafiltrací vyšší než klasicky či-

8. Náklady na úpravu šíáv ultrafiltraoí jsou nižší než na kla—

jické čiření a stále se snižují, např. použitím membrán *iB—

COR "oupercor" do ultrafiltrů. .íjávratnost investice včetně

výměny membrán po 4 - 5 letech je ca 2 až 2,5 roku.

r

'Ifelší využití ultrafiltrace v konzervárensko-lihovarském průays1 •

Další využití ultrafiltrace v konzervárensko—lihovarském

průmyslu závisí prakticky na čtyřech nejdůležitějších faktorech?

a) dostupnost, kvalita taembrán, tj. jednoduchost obsluhy,

dlouhá trvanlivost, jednoduchá údržba,

TB) důsledný efektivní výskum technologií, v nichž by bylo

vhodné ultrafiltraci využít, včetně jejich vytypovaní,

c) ekonomicky výhodná cena umožňující rozšiřování ultra-

filtrace do našich, technologií,

d) překonání konzervativní nedůvěry vůči membránovým proce-

sům především u některých starších zkušených odborníků.

I když postupně 3tále lepší plnění prvních tří faktorů bu-

de odstraňovat čtvrtý faktor původní nedůvěry, která se nevysky-

- 65 -

tuje jen a nás, ale v hojné míře i v zahraničí, čeká. nás ještě

mnoho práce než plně využijeme všech možností, které nám ultra-

filtrace může přinést.

ľ.iiao využití pro Siření barevných ovocných šíáv lze v "bu-

doucnosti předpokládat použití ultrafiltrace při výstupní úpra-

vě kvasného octa, kde by ultrafiltrace napomáhala ke snížení

tvorby sekundárních zákalů octa ve spotřebitelském halení. Ob-

dobně by asi bylo možné použít ho při úpravě čirých ovocných

vín a směsných lihovin s ovocnými stavami. Ultrafiltru budeme

možná používat i při zahušťování hydroiyzátu při výrobě pektinu,

dál? se zkoumá jeho využití v úpravě droždárenských odpadních

vod, kdo použití zatím naráží na ekonomické parametry dosavad-

ních ultrafiltřačních membrán.

Značné využití bude mít filtrace i v biotechnologických

procesech. Zde se pravděpodobně bude nejvíc užívat membrán s

různou specifickou prostupností pro nutné dělicí a čisticí pro-

cesy při finalizaci preparátů.

Reverzní osmoza

Reversní osmoza je dalším technickým stupněm v membránových

technologiích. Dosud průmyslově využitelné zařízení firmy Pater-

son Candy JTJTE.RNATT^aL Ltc. z Velké Británie jsou používána

v Itálii na zahuštování rajčatové šíávy z ca 4,5 $ sušiny na

ca 8,5 io sušiny na výrobek typu PASS ATE a na výrobu rajčatového

protlaku.

V našem koncernu předpokládáme použití reverzní osmózy fir-

my PCI v r. 1987 nebo nejpozději v r. 1988 i na výrobu zahuště-

né rajčatové štávy typu PASSATE.

- 66 -

5V- ?o zkoumá použití reverzní osmozy k ekonomicky

:.o::r-;ří technologii zahuštování jatlečné štávy. Reverzní

•zó::a r? e uplatní zvláště při extrakci jablečných výlisků- Sku-

or.os'.i i teoretické znalosti zatím nejsou na takové úrovni.

sty-hor. v našem koncernu připravovali použití revazni osmozy

v lisovnách, n' když toto její využití nelze v budoucnosti vy—

lou-u".

ío

.. ŤÍ v c- r

závěrem lze říci, že použití ultrafiltraoe a reversní os-

mo3y ná v našem koncernu jak z ekonomického, tak i z technolo-

gického hlediska otevřenou cestu a proto Ise očekávat jejich

po:l;~tatnc rozšíření.

- 67 -

Ing. Tomáš L e j s e k , OSc.Pivovary a sladovny, Praha

Výhledy užiti membránové techniky v náprjovém průmyslu

Vzhledem ke snaze o zvládnutí určitého poklesu ve spotřebě

rozhodujících nápojů stoupá v posledních letech V nápojovém

průmyslu zájem o netradiční výrobní technologie n<?lso technolo-

gická zařízení. JT této oblasti se ve světě řadí také aplikace

membránové techniky, která se používá již v provozu k více

výrobním účelům.

V našem průmyslu lze předpokládat zejména využití mikro-

filtrace k zvýšení mikrobiální trvanlivosti nápojů, dále pak

reverzní osmózy k náročné úpravě pitné vody a k výrobě nealko-

holického piva. V současné době většinou nezbývá než hledat pro

tyto aplikace poučení v informacích o zahraničním vývoji a vý-

robních zkušenostech.

1. Mikrofiltrace_ piva a vina

se navrhuje k zvýšení mikrobiální trvanlivosti těchto ná-

pojů, případně jako náhrada^epelné úpravy průtokovou pasteraoí.

K splnění předpokládaného cíle je proto podmínkou zařazení mi-

krofiltru v závereäné fázi výroby, tšsnš před plniČ, Z toho

plvne pro naše podmínky potřebný výkon v ošetření 6 - 9 m / h

vína a 12 - 32 nr/h piva, což především u piva představuje ma-

ximální výkon existujících zařízení.

Používají se svíčkové filtry, nebot se u nich výhodně u-

platňuje možnost vytvoření několikavratné filtrační plochy.

Vnejšá ochranné vrstvy svíček mají s růstem jejich průměru vět—

- 68 -

ši povrch, což zvyšuje účinnost a dobu využití filtru. ovíčky

jsou vyměnitelné, výhodou je zaručená inertnost filtrační pod-

ložky, odpadají protilátky před a po filtraci. Ye filtru jsou

svíčky uspořádány: buď zavěšené, ne"bo jako stojící.

Neodmyslitelnou nutností k dosažení konečného efektu je

ovšemf.zabránění druhotné kontaminace výrobků v láhvi nebo při

plnění, což není vzhledem k současné úrovni a stavu strojního

zařízení lahváren snadná úloha. ' . .

- Halš-í" podstatnou úlohu v úspěchu mikrofixtrace hraje kva-

lita - Sirost vstupního media. Jak u piva, tak vína to před-

stavuje, absenci jukýchkoliv mechanických nebo koloidních čás-

tic, .případně i sloučenin snadno se vylučujících na materiálu

membrán7. Nesplnění těchto předpokladů bylo pří činou, prvých

zklamání u zkoušek jak s pivem, tak vínem. Italská firma Pali,

známá provozní instalací mikrofiltrace v. pivovaru Faul.aner

Bräu v Mnichově, navrhuje před závěrečný mikrof iltr- (membrá-

ny z nylonu Si s póry 0,8 um) další mikrofiltr k předfiltraci

piva z křemellnového filtru, -.ybaveného ještě jistícím pytlo-

vým filtrem,. . • '

Zřejmě proto, že rozměry nežádoucích mikroorganismů

mohou kolísat od 3 um. u kvasinek až do 0,22 >um u baktérií .

škodících pivu,předpokládáj í se u každého.použití mikrofiltru

předběžné zkoušky v úvahu připadajících membrán s pivem škod-

livými mikroorganismy, e to v korelaci s pnitočností membrán.

Během provozu se pak průtočnost svíček neustále kontroluje

manuálně pomocí citlivého manometru nebo automaticky diferen-

ciálním manometrem. •;

Zatím se mikrofiltrace uplatnila více ve výroba vína než

piva, kde se jedná teprve o prvé využití. Kromě již zmíněných

problémů s přípravou nápoje k mikrofiltraci je zřejmé rozho-

- 69 -

dující ekonomie výroby. V mnoha zemích přece jen podstatně

vyšší cena vína nes piva vytváří pro ní vhodnější podmínky.

Výměna filtračních elementů u filtru o výkonu 12 .000 l/h sto-

jí asi 1000 US dol, filtr sám ca 7000 US dol. Mikrofiltrace

piva je cenově ještě náročnější, protože je nutno při stejné

filtrační ploše počítat s Štvrtinovým výkonem než u vína.

Projevuje se tak potřeba uplatnit membrány s menšími pory a

tím i menší průtočností.

2. Úprava vody pomocí reverzní osmozy

Speciálními problémy z této široké oblasti je úprava vo-

dy při výrobě piva (várenské nebo určené k ředění koncentrátů)

a zejména denitrifikací pitné nebo kojenecké vody, uváděné

postupně do prodeje v průmyslových státech nebo státech s ne-

dostatkem vody.

3 ohledem na přísné hygienické požadavky k výrobe kojenec-

ké vody je výhodné přímé zařazení, úpravy vody do výrobní linky,

což znamená, že je třeba docílit výkon až 8 m /h a zaručit ú-•z

právu 60 nr do odstávky a promytí. Vzhledem k uváděné 10 ý. zá-

kladní, hodnotě propustnosti NO,, iontů na používaných membránách

má reverzní osmóza silného konkurenta v nyní u nás zaváděné

denitrifikační ionexové koloně, kde se dociluje snížení obsahu

NO, iontů z 20 mg/l na 2 mg/l.

U úpravy vody k ředění koncentrátů nebo várenské vody* kde

se jedná o snížení celkové a karbonátové tvrdosti i snížení ob-

sahu nitrátů, je potřebný objemový výkon podstatně vyšší, do

5C m'/h, což vyžaduje plochu membrán 20 m .

Nevýhodou obrácené osmozy oproti dalším způsobům úpravy

vody jsou vyšší investiční i provozní náklady a větší spotřeba

- 70 -

vody k proplachpvání• Naopak výhodou je menší zastavěná plo-

cha a hmotnost, neodpadá žádný kal, provozní náklady nestou-

pají podstatní s obsahem solí v původní vodě a lne zajistit

bezobslužný automatizovaný provoz.

5 • Výroba bezalkoholických piv

Na rozdíl od v tuzemsku aplikovaného způsobu výroby piva

Pito s obsahem alkoholu pod 0,59 $> u něhož se nižšího obsa-

hu alkoholu dociluje přímo technologie kými zásahy, uplatnila

se v zahraničí také metoda reverzní osnóz.7 [•; snížení obsahu

alkoholu v "bížn;": vyrobených pivech. Prevážne se uvádí použití

modulů s dutými vlákny obvykle z acetát~vé óelul-zy, pivo se

bezprostředně před dialýzou nařežu je upravenou vodou. Použí-

vají se zařízení výkonu až 5 m^/h. P r 0 samotné výrobce piva

je výhodou^ že "odochází ke zmer.ě koncentrace, aer±í třeba njala

zení ani ohřevu zx jsou salé ztráty oxidu uhličitého. Oproti

technologickým zásahům jsou však přece jen vypší provozní ná-

klady » ekonomie.výroby se zřejmé zlepšuje při výrobe pro zá-

vod menších partií speciálních piv, vyrábaných bud z ríanových

nebo místních prodejních důvodů.

Obdobná se postupuje při zatím ojedinělých případech vy-

užití k několikastupňové koncentraci a prodeji pivního kon-

centrátu, který se zpětně může obohacovat alkoholem v průběhu

ředění.

4. Další použití membránové filtrace v našem průmyslu je ve

stadiu zkoušek a pokud mohu hodnotit literární prameny, jed-

ná se spíše o pokusy s uplatněním již hotového zařízení, jak

ze strany výrobců filtrů n°bo membrán, tak i pivovarů nebo vi-

nařských závodů. Nabízí se koncentrace dotláČky (vodou zředě-

ných zbytků) reverzní osmózou, extrakce piva z kalů ultrafil-

- 71 -

trací, znížení o "b sáhu alkoholu ve víno a regenerate rr.yeícn

louhů ultrafiltraci.

Problémy se savádénírc a rozšírením rcectránové tec.nniky

v našem průmyslu lze vidět především v nedostatku vliodny.cn

filtračních nodulů. Jejich aplikace ve formě filtračních sví-

ček by již nebyla tak obtížná, nebot máme osvědčené a ckuse-

né výrobce obdobrlých křemelinových filtrů a vlastní konstruk-

ce filtru není náročná, pokud ry i pro další průmysly byla

k dispozici vhodná a vyhovující Čerpadla. Také nutnou před-

filtraci zpracovávaného nápoje lze provádět pomocí již zná-

mých a dostupných zařízení a materiálu.

I ,• —

Ing- F. :f u ': 1 .f? ž ár s ký p rumy 31, k. p. , G- Ŕ

Využití membránových propasu v_^ri^ii;"^-l^.^iiL_P£5r2i?J-a

Ye zpracovatelských procesech d rib e V:* s.-c c'ho průnryslu. r~'~ •

rievším spracovaní vajec, hraje značnou ro'.i i proces snižování

obsahu vody. Způsobů snižování obsahu vod;- zíúre \vt několik, ;:-de

se nejčastěji využíva odpařování a membránových procesů. Vzhle-

dem k tonu, že snižování obsahu vody je vVr.ee enorgoticir nej-

nákladnější pročet; opracování potravin, jf- snaha tyto procesy

onanii ne'oc vslii ty :: nich, které jsou no jlevnv jíí. ov";eiii aniž

by se saiScval^ icvalita hotcvť'ho výrobku, "ľ--3k vyniká zájen prá-

vě o iaembranovr pochody, kt^ré jsoií nejievnójřími procesy kon-

centrace ?•.'.rl;. : •• .?.-.•.,! ví bfíího r c;:ř í v. :.:.' K- :i?ly v rláLáreriSkén

průmyslu, prvními pr-.3inyslov.v ultraľj.ltrsr. v potr?vinářokén prů-

myslu u nás by], ultrafil r -ie. ;:c huč-tovď-u VHJeen/ směsi (xz".

melanže) "/afilin T" Z\^ "-.radec Xn'.lovŕ. ľ.ahustování v ronpraao-

vací sušárna '• ylc ponecháno ,;en. v n á v "re ŕ •-:..' ŕá^ti výrony sušené

vaječné s mas i.. V soirría-' dn:-- :'-va ::- tví ultrafiltrl, >ter'

koncern vl2b>i.'. ,;Ó3U VC;U.':Ívany x-a vuví^o.úní vije^, r,vrotí -j-.ltra-

filtr je podstatné Děni,:, .jedná :-e o poloprovozní zařízení .•*. ?,^ Ľ-

nísten v noví vnnikl^ra odboru výzkum': a vývoje, ľ.oto z-aírí.zen.í

je určeno především pro pokusnó účel;, v re r ví je jícím se odvetví

biotechnologie.

Jak již bylo reneto, ve v;.'rotním procesu přímo se r.atír. :..•

užívají nenljrlrcvó pochod;; pc.i;:e pro zíhvš- o vání vaječné' s;něsi.

příp. bílku- Podnínky. ::a j £• k •'"-•;". ultrafiľ.tr precuje, r, s podere; - 'z-

n§ lisí od pod-íneL: jir.ýcii výrob. Žo sc nejeaná P ynaancu nále-

žitost vysvítá ;: toho, že při vyhledávač'.; říjení bylo konf-j''--

továno celkerj 16 fire.-.i, vcetn.5 vžech noznárcejžích výrobců jako

Abcor, PCI, ?Ľúone-7oulenc, SPEC std.. nie pou;:e tři iľirrry byly

- 73 -

ochotné zabývat se koncentrací celých vajec. Fo rozšíření po-

žadavku na kontinualizaci procesu nám zůstaly pouze firmy Ab-

cor a Wafilin. Pravdou je, že popsaná situace je již pět let

stará a vývoj meaitím pokročil. Koncentrace bílku byla zvlád-

nuta již dříve, zahuštrvání tohoto materiálu tylo prováděno

v Jihomoravských drůbežářských závodech ve Velkých Pavlovicích

na menším ultrafiltru Rovosan od firmy DPS, které ov?^a -praco-

valo jebáte s membránami z acetátu celulózy a vyžadovalo čiště-

ní enzymovými prostředky. Koncentrace celých vajec přinášela

nové specifické problémy díky vysokému obsahu lipidů ve žlout-

ku. Srovnání vyplývá s následující tabulky složení "bílku a

vaječné směsi (celých vajec);

sušina

bílkoviny

sacharidy

lipidy

popel

V tabulce jsou průměrné hodnoty v <fs, zbytek tvoří voda.

Zahuštěná směs vykazuje vysokou viskozitu, přesto dosahu-

je instalované zařízení bez problémů na výstupu 40 ýc sušiny a

při zkouškách za účasti firmy >ylo dosaženo téměř .50 c/c. Vět-

šinou je podíl sušiny na výatupu 38-4C ?£, stává se totiž, že

na vstupu je vaječná snes s vyšším obsahem vody (pod 24 <f: su-

šiny). Průběh oddělování vody a vaječné směsi dokládá následu-

jící graf, který byl sestaven firmou Wafilin na základě měření

na membránách typu WPS (polysulfon) na zkušebním ultrafiltru.

í l

1 1

IQ0

0

0

ky

,5

» 3

,5,03,5

Celá

25,1 2 ,

0 ,

1 1 ,

0 ,

vejce

0

56

0

Q

- 74 -

1 4 ••

12 -•

8 .

Prút o 1:

(12:

10,7

" N 9 , 4

Testovací přístroj

\5,S

4,3-__3,3

SuSina

28 32 oť;

A2 do 30 $ sušiny je průtok závislý na koncentreci, catímcopotom je pokles průtoku na koncentraci jen málo závislý. «o-koliv viskos?.ba koncentrátu .stile roste, v blízkosti membrányzřejmě nař.tává při koncentraci nad. 30 ^ sušiny ustálený stav.Podle měření firmy kolísají průtoky m j e-'-.íio tlivých c t upni cliprůmyslového kontinuálního 4stupnového altrafilt.ru v HradciKrálové (pracovní cyklus 10 hod.) takto;

1.,3 tupen

2.stupeň14-16 1/Ľ 2 iiod.5,3-7.^ 1/n'" hod.3,8-4,0 l/m2 hod.1,8-3,2 l/m2 hoC.

Měření vycházelo z™ vstupní koncentrnce 24 4 a výstupuna jednotlivých stupních* 29 ?S, 3? ^, 3r fí, 39 ?=. Kolísání su-šiny na výstupu má poměrné velký vliv na práci ultrafiltru, kon-centrace na výstupu je totiž regulována na základe množství

- 75 -

permeátu. Značnou roli hraje i teplota vstupující suroviny, ne-

bot s měnící so teplotou 3e mění viskozita a průtoky. Zaříze-

ní je napojeno na dva pastéry bez Kornových chladicích stupňů,

tedy přímo na regenerační sekci, takŕ.e vstupující teplota su-

roviny do ultrafiltru Yy mála "»ýt kolem 35 °C. Pracovní teplo-

ta ultrafiltru je kolem 50 °0. Iľe vždy se podaří správně při-

pravit vaječnou směs a níkdy je nutné zahuštcat i vychlazenou

směs ze skladovacích tanků. Při práci aochází k ohřívání suro-

viny, proto připadá na každý stupeň vidy jeden chladicí modul

(voda 10""°C). Zde je nutno podotknout, že sanuštování bílku je

z hlediska te,lot mnohem choulostivější operace. Ŕutor mži mož-

nost vidět ultrafiltr "'afilin na zahuštování tílku ve aěst-5

Zwaanshoeh porlíz 4rcsterdamu (14 rnodulů, celkem íS,4 rrr plochy,

9 tun hílku ze 2C hod., výstup 25 c> sušiny), který praccval

při teplote 24 °C. Zařízení běželo spolehlivé jen s občasným

dohleder. -a trvanlivost nenbrán byla udajne 2 roky.

ArelEÍ diskutovanou otázkou, zvláště při porovnání ultra—

filtrace s odpařováním v odparkách a rozprašovacích sušárnách,

"tyla otázka ztrát a složení permeátu. Naměřené hodnoty sušiny

permeátu přírco v Hradci Králové na ultrafiltru V/afilin byly pod

I ý>. Výrobce sám uvádí nejhorší pŕíp&d takto:

sušina celken 1,2

soli min. "0,5 - 0,ř

glukóza 0,5 - 0,4

bílkovina 0,2 - 0,3

"Všechny údaje jsou v £>, hodnoty jsou samozřejmě závislé na

použitých membránách. V/afilin používal zpočátku membrány typu

WPA z polyakrylonitri.lu, které byly při výměně nahrazeny mem-

bránami WFS (3010 Í: polysulfonu s molekulovou dělicí schopností

II 000 (mléčná bílkovina. Oba typy raemTsrán se prakticky dělicí

schopností neliší. Z uvedených údajů je zřejmé, že proces ultra—

filtrace němá ra kvalitu a -,-y - žne ~t r.»caxi"ní vliv. r?orc?:c

praxe potvrdila, že přináší ur 2 i t >' zlepžení senzorické kvali-

ty. Fřes relativné dlouhou dot u cyklu (10 hod. m^zi íi?těnimi)

nepoklesl vý£en o více než. ľ? >- p rund m e h o výxonu, nedoeháze-

lo k mikrobiálnímu zhoršení produktu. Dnes ;je tedy nožné doľi : -

£rt T ž * zfařazení uitrafiltraee dc zpracování vajec nemá nese--

tivní výsledky g p] r.ě spojuje p o."-ad a v k y na kvalitu íconsoYiĹho

produktu. Platí to nejen na celá vejce, ale i samotný bílek.

Zahuštovat zloutek re^hránovýai poohedy Obitím nikdo ne-kn^.jel

a pravděpodobně 'ry to nercíio 3/ii caysl.

Jestliže v předcházející"; oylo řečeno, ::e ultrviT: Itraoe

je při zpracování vajec rr.ožná •-'-. dokonce ekononioky výhodná,

ipak* to ovšem necner^ení, :ve ":yl?> o JT: Ver premien:';. I okutí pone-

cháme stranou nechanické návady, kccrc bylo nutno v Hradci

Králové odstranit přede vším p.;;;p?u:":-t:.n:' ucpávek oerpydol (třf-

nl těsnění o hřídel způsobovalo zahřívání a na pokání variec),

pele nejvíce p r ? "hl é mí; ::pů.?o>ovrrlo čiřtrní menrrán. Ukázalo s-,

že čiřtšní pouze hydroxid^;:1, Hodným n •? 31 y c í a io poručený čisticí

prostřeiek Henkel Ultras: 1 ner^l ): disyoai^i. 7,.i těchto okolno-

stí byly zkoufeny tureinokĽ čisticí prostředky . zpočátku Azur

4F, potom Pioľr;at. Spolupráce s '"ľ: Tukového rrůruj slu =. Výzkum-

ným ústavem sice v^dla k vývoji vyhovujícího prostředku, av&ak

jeho výroba nebyla zahájena, coí: melo za následek používání ne-

vyhovujících smr-sí a tím snížení životnosti membrán a postupne

snižování výkonu, takže ?ri dodávka IJltraaiiu na konci sezóny

neměljs již patřixný ucinek. Ira letesaí rok byla přijata nápr--j"-

ná opatření a zároveň r dcvczr--ľ: nevýrh n em b rán bude- dover- .

Henkel TJltrasil 11, Fe 'Fec'etry potxž'e vžak v,], ad a j í r.c vrub v.y.-cb

ce , některé závady byly způsobeny hrubou nedbalostí o'.sluliy Ú

je nutno přiznat, že ji:-: při uzavírání kontraktu se piojevil:-;:

nechut uživatele 'k zavádění m>vc techniky ľreíerová;ií .-ŕ.r.r/

- 77 -

techniky, zdůvodňované, nejčastěji spolehlivostí a vyskoušeností,

dokonce ve41o až ke zkreslování ekonomiky a dokazování, že roz-

prašovací sušárna je energeticky méně nárožná než membránové po-

ahody. Neschopnost některých vedoucích praco\y$£ků dívat se po-

hledem, ekonoma však není specifická záležitost jen tohoto oboru.

Ve srovnání s tradičním uplatněním ultrafiltrace je při za-

huštová.ií vaječné směsi podtítatně vyšší spotřeba energie - po-

dle měření na zařízení Wafilin asi 1F0 kWh/m* permeátu. Rozpra-

šovací sušárna (výkon 600 l/hod odparu) má však spotřebu pouze

elektrické energie ca 100 . kWh/nr odparu (tedy více než spotře-

buje ultrafiltr.u méně viskozních materiálů vů>ec), k tomu navíc

88 m /hod zeuního plynu. Podle rozboru z roku 1984 jsou měrné

náklady na energii (vztaženo na oddělenou vodu) přx ultrafil-

traci vajec asi 25 i° nákladů rozprašovací sušárny a celkové

m&rné náklady ultrafiltrace ca 60 ý> nákladů rozprašovací sušár-"

ny. K sušení vajec nutná kombinace ultrafiltr s rozprašovací

sušárnou ekonomiku procesu přiměřeně zhorší, avšak i tak jsou

úspory značné. Nesmíme zapomenout, že ke srovnání byly použity

údaje z prvního průmyslového ultrafiltru, vývoj směřuje ke sni-

žování spotřeby energie, zvyšování výkonu membrán, zvyšování spo-

lehlivosti a usnadnění obsluhy. V tomto směru by se měl ubírat

I případný vývoj tuzemských zařízení a memtrán. Nízké měrné ná-

klady, spolehlivost a kvalita práce jsou základními požadavky

uplatňovanými na výrobce.

Ještě krátce popis ultrafiltru Wafilin. Jde o kontinuální

ultrafiltr se čtyřmi atupni, "každý stupeň obsahuje 7 modul.u fil-

tračních a jeflen chladicí, modlily jsou obsazeny 18 tubulárními

membránami o průměru 14,4 mm a délce 6 nu Celková plocha membrán

je 28 x 4,89 = 137 m • Recirkulační čerpadla udržují pracovní

tlak 6C0 kPa. Membrány WFS mají zaručený průtok (destilovaná vo-

da) 40 l/m hod, snesou max. teplotu 85 °C, rozsah pH 2 - 12,

- 78 -

oáolnost proti chlóru 100 ppm trvale a 1000 ppm krátkodobě (des-

infekce chlornanem sodným s 500 ppm aktivního chlóru). Řízení

je prováděno jednotkou PLC (Programma>le Logic Controller) ty-

pu Modicon. Ná¥ěh, přepínání, práce, odstavení,. čištění a pro-

mývání a přísluSnýmí regulacemi jsou plně automatizovány, o>-

Časný dohled může provádět pracovník rozprašovací sušárny. Za-

řízení je chráněno proti chybné obsluze, důležité krajní stavy

(teplota, tlak atd») jsou signalizovány nebo ohlašovány, hlav-

ní provozní parametry (výkon, průtoky, teploty atd.) jsou za-

pisovány. Průměrný výkon je 1815 l/hod na vstupu při zahuštění

z 24 na 40 # sušiny. Zařízení má vlastní OIP. Jestliže Wafilin

byl prvním, nsbyl zároveň posledním ultrafiltrém průmyslovým

na celá vejce. V ZHZ Oifer, závod Levice, je.'v provozu od roku

1986 ultrafiltr Abcor, který má srovnatelný výkon. Protože pra-

cuje se spirálními membránami a jeho provoz není automatizován,

liší se v mnoha ohledech. Stálá obsluha dvou lidí musí neustále

dbát na to, alty surovina byla pečlivě vyčištěna od chlazení a

nečistot.Proto jsou ještě předřazeny dva filtry Paasch a S-ilke—

lsorg a dvě talířové odstředivky. Prakticky jedna síla je stále

vázána na Čištění odstředivek a filtrů. Čištění a výplachy se

musejí provádět d emine ral i z o'v ano u vodou (max. 1°N tvrdosti). Pra-

covní cyklus mezi Čištěními a desinfekcí (min. 130 min) je 4-5

hod u bílku a až 8 hod u celých vajec Čištění hydroxidem sod-

ným (příp. kyselinou dusičnou) je nuťné každý týden doplnit

enzymovými prostředky. Pracovní tlak je sice o něco vyšší

proti W-afilinu, avšak instalovaný příkon je nižší. Pracovní tep-

lota je zhruba stejná i vaječné směsi, ale "bílek se zahuštuje

při 38-40 °CI Zařízení je rovněž kontinuální, dvoustupňové, re-

cirkulační, celková plocha membrán -88,8 m , oba stupně se lišípoužitými moduly (5 m

2 a 5,6 m ), olsa moduly mají molekulovoudšlicí schopnost 5000. Měření sušiny se provádí refraktometricky,ale značnou nevýhodou je, při relativně složitém propojení, ruč-

- 79 -

ní ovládání celého ultrafiltru. I zde je nutno chladtf vodou. Za-stavěný objem -(hlavně výška) je menší proti Wafilinu. Obsah su-šiny v permeátu je asi 0,8 - 1 #, převážně soli a sacharidy.

Tím ovšem nejsou vyčerpány, zvláště dnes při rozvoji "bio-technologií, věeohny možnosti uplatnění membránových pochodův koncernu Drůbežářský průmysl. V současné době je již v nověbudovaném sávodS na výrobu želatiny z drůbežích "běháků instalo-váno poloprovozní UP zařízení Abcor (20 m membrán) nazahušťování extraktu po vyčištění a před pesterací. Pokud seosvědčí při poloprovozních zkouškách, bude pak objednán provozníultrafiltr. Zatím n^ní odzkoušeno, do jaké míry tiide zahušíová-ní možné. Protože chceme mít co nejvíce a nejpodrolinSjšírh in—.formací pro vlastní rozhodování o dovozu, bude zároveň ultrafil-trace želatinovéiío extraktu testována na dutých vlákne&i Romicon,případně později i tukulárních memiiránách. Nejvyšším kritériemvedle kvality bude hospodárnost provozu. Pokud je nám známo, bu-de to první uplatnění membrán v lince na želatinu u nás, v zahra-ničí již tento problém řešila např. firma Boettcher. S dalším u-platněním membránových pochodů se počítá např. při výrobě lyso-zymu v kooperaci se zahraniční firmou, při zahuštování odpadníohvod jako suroviny pro netradiční výroby, výroisě některých bio-chemikálií, dělení směsí bílkovinných látek apod. Zde jsou poža-davky ještě vyšší, neboí nové technologie vyžadují přesně defino-vané membrány s vysokým rozsahem odolnosti (pJ3, teplota, chemickáodolnost) s vyloučením případné možnosti ovlivnění výrobku, čas-to se totiž jedná o polofarmaoeutické nebo farmaceutické výro>y.Ve všech těchto případech se však musíme opírat o zahraniční fir-my, nelioí naprosto ohybí tuzemské zázemí, které Tiy bylo schopnododávat kvalitní a výkonná zařízení s odpovídajícími membránamina úrovni špičfeevých výro>ků zahraniční techniky. & právě membrá-nové procesy umožňují vznik nových technologií nebo nové ekono-mické pohledy na technologie dosavadní.

- 80 -

Ing. Hana, P o s k o S I l o v á ,Výzkumný ustav mlýnského a pekárenského průmyslu, FraTia

Extrůzni teohnologie^v potravinářském průmyslu

Extruzní technologie se v posledních letech dostává na

čelné místo zájmu výrobců zpracovávajících rostlinné materiály

s Vysokým o'bsahem škrobu nebo "bílkovin. Tyto trendy jsou ^ce-

la logické, ne"bot možnosti extruzní technologie při výrobě po-

trašin , krmiv Si průmyslových meziproduktů na bázi přírodních

surovin jsou prakticky neomezené.»

Historie průmyslových aplikací extruzního procesu zažíná

v roce J-797, kdy byl tento princip poprvé využit u zařízení.

na výrobu olověných trubek. Začátkem dalšího století nacházejí

extruzní principy uplatnění při výrobě těstovin, speciálně ma-

karónů* První dvoušnekový extruder využívající principu Archi-

medova šrou"bu, "byl vyroben v roce 1869 a určen pro výrobu pár-

ků. "V průwěhu dalších let se extruzní zařízení dále vyvíjelo,

a to od jednošnekových nízkotlakýcn až po dvoušnekové vysokotla-

ké extrudéry.

V potravinářské a krmivář3ké praxi vychází převážná část

extruzních procesů z principu kontinuální vysokotlaké varné ex-

truze, která je v literatuře označována symbolem HSTS <hight

temperature,•short time). Varnou extruzí můžeme označit každý

kontinuální proces, při němž jecu v reaktoru (extrudéru) s jedním

neTso dvěma rotujícími šneky suroviny vystaveny krátkodobému ú-

Sinku vysokých teplot a tlaků za součinnosti střižných a smyko-

vých sil. Podstatou extruzního zpracování rostlinných materiá-

lů jsou kvalitativní změny základních složek surovin, vznikají-

~ 61

cí při tr,v« plast í f ikaci . 7 průbšhu plss-cíŕikaäního procesu

dochází k rozrušení vyšších, t^r.. kva rte mích a terciárních,

strukvur vysokomolekulárnlch tii o polymerů i současně :< vytvá-

ření nových strukturálních seskupení* I.Iazovatání škrobu, de-

naturácie bílkovin-, přeměna glybulárních struiccur ns f ibr i lá r-

ní.,prc»srtcí^víí- orientace molekulárních útvaru cio lineárních ře-

tézců vypl.fva^í z komli Lnovanehc působení top^.oty, tlaku a

neřízných s i l , vyuozeriýc.h Ařiekovým aystéweia extruderu. Tyto

-jm^ny nsetávají tedy Dvnitř extrudéru^ Fo 'ýirjtupu ze zařízení

plas t i f i kovaná hmota prudce sdiabstiok:^ expanduje, ztrácí •

••••Jiru-r-a 30 •- 50 ^ obsahu vody a získává charakteristickou poréa

ní strukturu..

Teoiinologické parametry extruzního pro c osu jsou závislé

na konstrakáním řešení 9xtruäcru f poažite receptuře, typu vyrá

těšeno v.vxuVku gtd. Obecně lae extruze ,v;Tie?...t

doba. jjlx;'zsjiž~.Watei~<-éLLVL v ext^rudéru' 5 — 270 s

(pro HTST režimy 10-60 s)

extruzrťi xeplota 90 — 250 °C

.e.:xtrušní tlak 2 - 2 0 MJa

obean vlhkosti v -e cep tur e 5 — 25 c/č

• výkon eztrudérc. ' 50 — 2500 kg/h

7 daisí ^ásti I?VĽU- BČnlení bych se chtěla zamSřit na tr i

6 Í-.I3Q stat/ié uneky a pli \ ao o eztrunní technologie-, a to výroby i

lc potravin a povravijc.áŕsk.ýcŕi ne2uprudakta

2« -crmiv

3o rnc)di.:"ikovari.ých msteriáj U pre:- ;up-;-, br4vinařské účely.

Velké ^icíativí a?'i..lÍHÓÍ n^lez-vne v mi.fn

oboru/' ;;.eho;'; základní suroviny J^OL. p -íno ideální pro extruz—

ní irpraccv'ání, 0 uplatnění extr'jz" v -zowc' průmyslu však bude

p: ijfjdtiáv'ui následující příapovelc-

Další širokou aplikační oblastí je výroba cukrovinek,

která pro vysoký obsah cukru v recepturách vyžaduje nasazení

dvoušnekových extruder1!. Na nich jsou vyráběny nejrušnější

cukrovinkářske hmoty - napf. karamelové, kokosové, lanýžové,

mléčné i nugátové. Zařazení extrudéru do výroby čokolády při-

náší ekonomické efekty na základe a :c ráčené doby konšování.

Existuje i kompletní technologický postup výroby ŕokolady na

extruaní lince se třemi dvoušnekovýr.i extrudéry. ľažné jsou

extruzní výroky žvýkacích s;uin a "pracování 1-ék.ořice. Fři výro-

Toě cukrovinek jsou také používány írlukosovc a maltozcvé siru-

py, připravené enzymovou hyd.rolýLrcuákrobu s vyuäixím extrudé-

ru jako biochemického reaktoru. Jejich výroba dokazuje, ze mo-

difikace škrobnatých materiálů extrusní cestou nemusí být

pouze termická, ale existuje ji.J řada pln.; ověřených technolo-

gických postupů chemických a "bi ochenických modifikací škrobu

a obdobných materiálů. Z chemických derivátů mohu uvést např,

fosfátové, acetátové nebo karboxylmetylové modifikace škrobu.

Také technologie výroby přesně definovaných maltodextrinových

prášků z bramborového škrobu jsou ,]!:: dot;tňteč-ní propracovány.

Zvládnutí náročné technologie texturace rostlinných pro-

teinů znamenalo pro potravinářskou extruzi významný posun ku-

předu. Texturované rostlinné bílkoviny, především sójové, kte-

ré slouží jako masové an' lo;~y, mají proti skutečným masovým vý-

robkům některé nesporné výhody. Výborně se skladují, nebot ne-

podléhají mikrobiálnímu rozkladu, snadno se barví a ochucují,

zvyšují přívod esenciálních aminokyselin potravou a ne vnášej í

do lidského tola nsžádoucí látky, jako např. cholesterol. V sou-

časnosti existují postupy, které umocňují získat masové analo-

gy s texturou, chutí i vzhledem prakticky totožným s výrobky

živočišného původu- Tyto produkty si svůj "masový" charakter

podrží i po déletrvajícím vaření, pečení nebo smažení. Texturo-

- 83 -

váné rostlinné ^íllcoviny mohou >ýt v masném průmyslu s výho-

dou používány jako plnohodnotné plnidlo do mletých inas k pří-

pravě párků, salámů aj.

V oblasti zpracování mléčných bílkovin je velmi zajímavá

extruzní výroba doliře rozpustných, kvalitních kaseínátů, a to

buď s mokrého ka3einu s následným dosoušením kaeeinátu, ne¥o

bez p o ext různí úpravy, kdy je výchosí surovinou předsuěený ka—

sein*

Y dětské výživě mléčného i nemléčného charakteru nalezla

uplatnění extrudováná ovocná a zeleninová pyré spolu s instant—

nimi sáklady kaší nebo polévek. Zvýšení stravitelnosti (na zá-

kladě densturace bílkovin a vysokého stupáš scazovatšní škrobu),

zvýšení hygienické kvality (díky destrukci aatiruitriSnlch fak-

torů? mikroorganismů a jejich toxických produktů) a dále zvý-

šení udržnosti — trvanlivosti (nebot dochází k inaktivaci en-

zymů a snížení obsahu vody) - to vše jsou faktory opravňující

k co nejširšímu zařazení extrudovaných materiálů nejen do dět-

ská výnivy.

Své uplatnění nalezla extruze i v cblas-oi výroiuy nápojů,

at už se jedná o alkoholické (výroba etanolu, zpracování sla-

du pro pivovarnický průmysl) nebo nealkoholická (především in-

stantní práškové nápoje s přídavkem kávy, kakaa a dalšíoh adi-

tiv).

Ani ostatní potravinářské obory nejsou "ušetřeny" zásahu

extruzní tecknologie, neTsot můžeme nalézt údaje o peletizaci

kávy, ôajeý přípravě instantního kakaového prášku, instantníoh

ýudinfcú a flameri, zpracování a sterilaci koření. Existují pa-

tenty na extruzní výrobu vaječných potravin z bílku, na výro-

bu, granulovaného droždí, analogů houbových aromát> zlepšení

extrahovatelnosti olejnin po extruzní úpravš, a řada dalších.

V k r m i v a r í t v; j - - VOXÍÄ ••: z t ru . : . :

s o u č á s t p a l e t i r s ^ n í s i e p r o c e - ; : r.-Vo

n ě p r o d u k u j í c í h o t o v ' k r m i v o . ''•- ; "•.

uvedenvch tníhoa p o d p o r u j>~- :••.;:L< y-

a z v y š u j e p r i / « t : e l n o 3 t :crniv« r r : :.

ku j e v a r n á e- í tvuze ;-i.ro:.e ' y - f ' v ^ r

pro d o n a c í z v í ř a t a •• P - y . ruA '-: . . . r

v ý s l e d k y 'byl;; z : Tkány při . apJ i.'.•;"::.

vých e x t r u a o v jr:,veh k i™ i v d : v i i \ y :

jakými j s o u /""=.pr., o ; . :;eo V : ; . C ::•-' vc>

ř a t a a d a l ? í*

P r o ľio^oc:?::":-::- ^ v . t ^ a i t ;'Ó~L; ř

Obi lná ve 3:n-;ri ; "O " :..\-;; i o u r,'-r :• ;••:/-•

n a l e z l y í ertr ' j ' ísv?:;-;t ' 7.1: r.-'. ;. , '-.v;-.

n o s t a s k l a č Dvatel-:.Oo-í, ? p r D J : > ' - : " "

r ů s t á i s p o t ř e n a -wtr jaovs.- . , ; :/. v-. •> '

odpadů, k t e r Á :--lvu.-:/ ; ; Í - ; O ~O: 01 r c , ,.;

krmiv s k o t u .

.:••.-. r. • iílná

• : -1. ŕ. r o n •'. j l z

'.-. . -i r o ~i a t

, *:: v '-; m-jŕíx-

.y.- •/.':. Ľobrť

' --•:•. -'ioplnko—

• " * • . . • - •. - • •' '/ j . . X á 1/ j

.- • • .Í v - >- iď q t. V

. ".-• L bv.iných

n i t na'mo?noc:L pour, i t í e ?: t r:;.:--:. ".:•.'.. 'ná s l p ž k a odlovr:^ jry ,i = d p r i , LTC •.'-výplachovych r->.'•;! i: . ' Í i" co u ; í ' .' ,'•;/:J) írenský pr-l-:..y.il.

7 to; : + o -'y' i.;: •/.-.. v;,' .:; r-:'- ;•!.': :n o ž n o s t i <'7.-x;-': -c ' '. <: -v.no'io -l ' . :>-i r>n e u s t á l e ncvó corr.~.r ::y i-":c .;•:;:;! í vi rt í extrudovaný-^f: not oriál-'";.. -1'" v "v.ŕ:g i e n á l e z c e í i .^k.^ upi stn-.n.;.' ••• pot r"borech vzh le ie r r K. nízký:;; nárok^n". n;>poSet pr-^covn,;'Í'""Ť * Fťc-ktivno : t •-.•*•:t n;;v ý pro vo r. i r:c~no,":r v y Í á í ho r r o. i řur-Všechny t y t o p ŕ e l n j - ' t : ry n í ť.--iy o:

s p e k t i v n í p o t r a vi aá^okó H .T. ti1*;/.

er-

' "•• :y:oľor-

' ' í-:o VR.reV—

::o :.-O';°ást

••"."• ::i'••- y r o p a -

•:• :.r.;. a plikační

".T ; přinášej í

: -r. r n t'j i využi—

'!..vLo teohnolo—

iir:: i vára kých 0-

otní prostory i

:.- u ti ••? b e z od pa d o -

itníjh surovin.

iO'"i i me ľ; i per—

" x ^ r u ž e y c e r e á i n i m priemyslu * ^ -

'> reální materiály jsou cennými surovinami pro extruznízpracování, icteré otevírá před mlýnsko-pekárenským pr&rayolemm-íbýffal-j možnosti inovace sortimentu. Proto jsou vývoj a výrobaextra::.aj'ch ? ínek, vývoj nových extrudovaných výrobků, ale i stu-dius samotného extruzního procesu pevně zakotveny v úkolech Vý-3ku5iiií::ho ústavu mlýnského a pekárenského průmyslu v Praze.

- 86 -

Bade instalováno v příštím roce dalších 10 extrudérů toho-

to typu. Fředpokládame, že i v dalších letech se toto tempo udr-

ží a že budeme uvádět do provozu ročnč 10 extrudérů, čímž vzro-

ste reční o"hjem extrůzní výroloy nejiéně 5x do konce pětiletky.

Některé výrobky pro tyto extrudéry jsou již připraveny, je to

napr. exfudované Sumo, cáž je cereální vložka do mléčných kaší

pro dšti. instantní pšeničná mouka, Palmix III, Duhovky, extru-

dované otruby atd.

v Sorveuci 1965 Tiyl v poloprovoze našeho Výzkumného ústa-

vu instalován šnekový extruder západonšmecké firmy V/erner a-.

Pfleicerer - CONTTNIM. Jedná se o provozní zařízení s výkonem

85 - 100 kg/h.

Nejdůležitější pracovní část extrudérů je extrusní teleso,

ve kterém i e uložen šnekový systém. Konstrukční řešení extrudérů

řady C0NTINTJ4 umožňuje sestavovat libovolné konfigurace šneků

a prodlužovat či zkracovat pracovní délku extruzního tělesa. To

umožňuje optimalizaci extruzního procesu pro daný výro'be*k.

Obr,

se extrusní těleso člení na 3 Části:

1. p£r y_f'-'í 'ráe se materiál promíchává a odstraňuje spoluprou-

di-í v;-.Ju-;n, který by snižoval výkon zaříeeníj

2« ko^pre^ní, kde se zvyšuje tlak, kterému je materiál vystaven.

Zdfí jsou zařazeny plastifikační zóny se špeciálne tvarovaný-

mi r\n<-7>vovýni segmenty, které podle sestavení vyvozují růaně

intenzívní střihové efekty. V kompresní zóne začíná plastifi-

kace materiálu, která spočívá v rozrušení terciárních a kvar-

ttmíoh struktur biopolymerů vliven komplexního účinku tla-

ku, vyrůstající teploty a za součinnosti střižných a smyko-

V¥"f] Sil •

- 87 -

V poslední varné sekci se v průběhu pokračující plastifika-ce vytvářejí nová strukturální uspořádání pomocí nově vy-tvářených vodíkových a Äisulfidovýchanter- i intramolekulár-ních vazeb. Tyto změny vedou k modifikaci fyzikálně-chemic-kých vlastností jednotlivých složek zpracovávaných surovin.Plastifikcvaný materiál vytváří hmotu .podobnou těstu, kterána výstupu z extrudéru do atmosféry prudce expanduje, ztrá-cí asi 10 $, vody a vytváří charakteristickou, pórovitoustrukcuru výrobku.

(01 r.

Ke zvýšení tlaku v daním místí šneku je třeba zpomalit po-stup materiálu, yytvořiVmu překážku, zvýšit mechanické namáhánía působení střihových sil. To se děje v plastifikační zóně zo-brazené na tomto diapozitivu.

(Obr. 7)

Šnekový systém extrudéru COMľlNUA tvoří dva souhlasně ro-tující, do sebe zapadající šneky.

(Obr. 8) •

Výhodou tohoto konstrukčního uspořádání šneků, které zaji-šíují nucený pohyb surovin, je .iejioh samostírací a tedy i samo-čisticí účinek.

Na oVir. vidíte schematické znázornění pohybu materiáluv mezižnekovém prostoru. Přechází z jednoho šneku na druhý a při-tom postupuje vpřed.

C 0*r. 9)

Dvoušnekový extruder je ne rozdíl od jednošnekového schopenzpracovávat suroviny bez ohledu na jejich granulaci - tzn. odjemných práškovitýoh materiálů, např. škrobů, přes paatovité,až po celozrnné materiály.

- 88 -

(Obr^JLO)

I'alčí obrázek Vám umožní utvořit si představu o objemových

Fr opor o J> n výchozí suroviny a extrudovaného výrobku.

Výrobní možnosti varné extruze dokumentuje následující sé-

rie diapozitivů.

loto ,je univerzální sestava extruzní linky, umožňující ši-

rcké palety extrudátů aí se jedná o snacky (obr. 12_) Si modi-

fikované nouky a škroby (sloužící pro výrobní spotřebu jako zá-

klady do polévek, instantních nápojů, zlepšovacích prostředků

pr" pekárenský a cukrárenský průmysl, apod.). Extruder pracují-

cí tri teplotách okolo 150 - 170 0 produkuje sterilní výrob-

ky, iiteró jsou vhodné pro dětskou výživu* Jsou to především in—

stání ní detské kaše, cereální snídané, sójové náhražky mléka

pro a':-1 i ••; intolerancí laktózy apod.

Na ohr^^jL^ vidíte cereální snídané.Pro skupinu obyvatelstva,

jejich:" výiíva vyžaduj'-/ speciální dietní potraviny, lze řadu

z ruch vnrnou extruzí připravovat přímo "na míru". Jedná se o

výroV\>y s vysokým otsahem vlákniny, se zvýšeným podílem lehce

stravitelných 'bílkovin, o bezlepkové potraviny atd. Tyto spe-

ciální výrobky mohou být na trh dodávány ve formě mouk, snacků

neb o i ,icjko křehký chlé"b. •

(;0br._ 14) Další obrázek přináší pohled na extruder vyrábě-

jíc-; í Rřehký chléb.

(Obr. 15) Křehký chléb je již dodáván na vnitřní trh. Je

vyvinuto několik variant tohoto zajímavého výrobku: pšeničná,

pSeni^ná ae zvýšeným podílem otrub, kmínová, prosná, Žitná aj.

fOb r. 17) Připravuje se zevedení dalších forem křehkého

chleba - např. jak ukazuje diapozitiv, chleba potaženého Soko-

- 89 -

ládou. Roční produkce sortimentu křehkého chleba "by měla v Č3S

v r. 1990 dosáhnout 500 t.

Dalším zajímavým výrobkerc Jsou pelety ÍO£r:L__18_) , což

jsou produkty, které opouštějí extruder v neexpandovaném stavu

a konečnou podobu získávají po usmažení na tuku, bud přímo ve

výrobním závodě n^bo až v domácnosti spotřebitele. Je možné

je vyrálsět i v dietním provedení. Výroba texturo'/anýoh rostlin-

ných bílkovin je z technologického hlediska vysoce nárožná.

(Obr. 19 a 20) Finální produkty jsou však vysoce kvalitní ma-

sové analog a plnidla, která snesou tepelné i mechanické úpra-

vy a i organoleptickými vlastnostmi se vyrovnají masu.

(Obr. 21) V krátkém oase vymezeném našemu příspěvku není mož-

né postihnout všechny aplikační možnosti varné extruze, avšak

je nesporné, že se tato technologie dočká širšího uplatnění

vzhledem k nízkým nárokům na energii, výrobní prostor i počet

pracovníků.

Efektivnost extruzní výroby zvyšuje její "bezodpadový pro-

voz, i možnost vyššího zhodnocení méně kvalitních surovin. Všech-

ny tyto přednosti řadí varnou extruzi k perspektivním technolo-

giím, a to nejen v mlýnsko—pekárenském průmyslu.

Vy. ÍÍÍ'I:IIIU-V.; robňá jednot.-ca j-ii?. Bratislava

.'"ab<e:-:,neíenie spracovania potravinárskych surovín pre I'-b-

ckú v.'':ivu je prvoradá úloha potravinárskeno priemyslu. !Takol-

ko ?p.lř-: ro::,vej tohto odvetvia ur nie je možné riešit len na

úrovni ',:! n.-i 'Ľ ,'fi: princípov spracovania, ;)° nutné ^avád^at no-

V-; íivtracii..1!1/' n posopy, ktoré zí-.rrčia efektívnetirie vyucitie su-

rovín ':": '..•;.'roJ!' vy.'-ľokokv-slitiýoii,. nutrične ľ. o ei n o t n y c ŕ, a atrak;—

i í v f v: •••':: v;.' r T r Á " ) V .

•Tľdno'i r prof-reflí vnych. technologií, ktoré sa v súčasnosti

pri .-. pra,-,)' -';r. oii-lnín a ďalriV-h potravinárskych surovín upiat-

nu.ju, ,;e t- -.liriolo ia extru::Í9. Táto je r:&lo::ená na princípe

l.ra:iPLort'x. nnetenia a t varova.iia, :;a súčasného pôsobenia tep-

la, tlaku a ^0''iianického strihového namánania uskutočňovaného

nr-i j'.! r.rr. ;-•••:•• c.I :;:'. r.::tr:i.:is predc'víivijc kontinuálny prienry-

seln.v t-'arny proces, pretiehaj uci v extrudéri, z dneřneho pohla-

du laoderne;; ;.er.:\r.o Ďi:ie a terminologie označovaného a,i oioche—

micky realtor.

Výrg^ny ro:;vo;' a vyu:.:.itie extrú;;ne,'j technológie pri spra-

covaní T;iopoly:nt'rn.ych cereáinych materiálov, ktorý s--j vo svex,e

v poyle'lný^h rokoch dosiahol, ;ie sp3solien.ý unikátnymi prednosta

mi tejto technologie v porovnaní s klasickými spôsobmi tepelnej

úpravy rotrav.i.nrirsl:yc:h ourovín. Jej ^rodnost; moi-.no shrnút na-

sledovne :

- univerzálny, kontinuálny spôsob tepelného opracovania širokej

ákály potravinárskych surovín,

.'.,' v . rod:.ež r: í::. Konvertore- preber.;.- "e 'ŕ.ani.'.'k

r c• 1 r.!< i

';.,. vi *.;;. r. r", "••:? p r i r e i o t . v n ; n ; r - : o . ; s p o t r e b e

O':CT" v;,':-' one .

•••": ť-',".+ o r 3 I . ' ľ ; p ľ O —

••••-.(.•"•..a : - . o r ' , i r ' r n t u ,

r-!.ví, r i / :r:á hocino-

i a l i i l n o ^ "• sa^-ia lenia r ."i ob-

I5;,r5e';Ľ.e .'r. .:-<^n.c n i e k o l k c funk-

'.; e v :. r:.. u o v o s v •• ; n:.; rov in a vr . pro::.enu ~ arorf-

.: volne !.R'í;!v:o;: :"or;:-y na kolr>iá-

rov

i.ovrij'.T' r-o.-}..H.,;.'lcnio V:oxK./:'i: r . i icroin^reařer . tov

.pt-It..' op r4'-ovanie : : uroví i i ,

v . -;?;ÍÍ;;O va f en í ;.-krobu, ;. ľna + u r á ^ i i a t ^ x t u r á c i i

: .'vnc.-,; :1 -:;.-;1.1 v á '•i i t epe lne lahí ln.vch i n h i b í t o -

t i. v i • i. : n e r i a i u ' ' i "h pn:-:.v:;,ov, d e t o x i : " i k á c i i a oô

-' -".'.n-". ': •:•••!] r: o''..o?'. '• 'i v :'.:r:y;ilr: ,ie,i p1 o u;:. i t i a p r t t c p o l n u u

p r a v ; ; c /..: 1 r. -,'. ••;. r u ť o v j n ; •-) v n o r e . ) Vlí-' i p o t r-j v i n d r o k c n pr ioui .y

:". l e .'.'.'•.' v ;; :'v-i v c l ' r . i ohacíd í ' » n e . ;>t ro;:n'.í-' f-Gi?/:nolo,\". ;.. t ľ k r S n á k l a d*•' r '

n^ '•• '•'': •". ' ' •! v: •.,: u vy3okotl akovr' autogenne roariadeni^ . pracujúce

o v;'vinu Lepia trenfrii pri ní::ke,i vlhkool.j/jpracúv^hc-

'i. - •; , /t.or>' Í"U ňpo^inJne urícn^ na výrobu kukuričných

no prin

h o ľ,".: . :

r.\ vore v

o-

1'. O

". i ť . ; i.;... ť.ť : o . ; : . ' : ' . .•::; :. c i

: ' = • : : r . c i o ř i •; r . ' j . . - : ' j '• .:.• '.O'

.0 . .: ' , .:. •:.

•M 0 " ' ':

r.o' •. -•:

r r o . ' • •• •

l i Hivr.,

V ~..;h '

r o i Í; V

o v .' r '.:•

tu v .•

:;.>v. í:a ;-.; e r..íz.ícniľ. c

• i ! . : : : . . V . ; . i ; i i ' . ; : , : . " : o r : : r , ^

••'• '.:• ' Í . Í Í M u r . . , ' • ' ľ . í ' . i a n e v

: ' v . ' r'•:"•_<:-,'. . ; É ; : r ; e r r ' i . e

.1-ri:.:.'.' z vyi-;o!: u c ;.';•;;C —

o I ::o;•;•'• i. ; . \ ' , : : . . i . ľ o v í ; :

^:: e. ; e

iro:: re-

. . J • " • . • ' • . • ; > i . ' ' O ' Í : ; K —

k o : ' i . h v : ; : : \ . Í ] H p o ' . ' , o t : o V 3 r ; 4 , ^ . ^ . : : e n a r n y o i i . ' . T G i i;4 k . ' . ; v " r : ^ r ^ v e r i ' ' ; L ? -

h / - I z ň ;" k ' ~ o ;, o •..;;•;: Ľ :,; i i r ' » v h o ': e ; : • * . ] n e i ; f r a v e n ; ' l . o ; o í •• r ; : i ' Ľ , . ; o ^ r ; ,',•

ľ L a o v - , i ' '• J ' . V - Í : " ' Í . ] v ' " ! r o r , í n s ; n o e i . o •"!(• r : ' . o ' , u , ' , '••''. o r •.' s v o , í ; : ' " . ) n . O : •

- 93 -

•;.'• :<r )•„•'-n ú a krehkú strukturu, resp. texturu r. í 3 k a j u t r. v. te-

:c ::;.•;•. .okom, najčastejšie smazáním v rozpálenou oleji. ?a~-c

f: a rvi/ve.iú aj produkt ami s dvojitou tepelnou úpravou g v::Ia-

i — ••:, .-polohu konzumácie sa zaradujú do skupiny výrobkov 4;;-

'• '-hnológia i zariadenie firmy Mapimpianti patrí v tej'o

•;-••'• \: rpickovým, pričom point?, výroby peliet, r.a^ezpe'-o.:, u-

v .'okoi-zvalitný výrobok, • spočíva v oddelení varného a tve.ro-

• i or.o procesu. Dôvodom takéhoto postupu je značné ohtieinost•v

• " v-; rovaní peliet pri výstupe 3 varného extruders v::hlč.don?

'V'..i3:ívne vysokej teplote hmoty a jej viscoelastiokýn vlast-

Linka pozostáva v sásad? .- ny3ledo*mý"h ;:-trojne-teohnoio—

;i'" ••; .'""h sa riadení:

- .• "ješaoky suchých recepturnych komponentov, z ktoré,! ro-

•.- ' Uui:,;o pripravená zmes do zásobníka va mého • extrude ra,

- .. varného extrudera typu "G", ktorý je jadrom celej linky.

':.:-'. '•'.•-.e3 sa automaticky dávkuje spolu s vodou do miešacieho

;-'Í r ; :i",en la . ktoré je suSastou extrudera. Vytvorený axiome rát

Vxi.,-o.:iJ '.b - 3'5 ý> v závislosti od vyrábaného produktu postu-

p:; :' "o pracovnej časti varného extrudéra. Fu2d.r0 i cu-itovka

';•••'--rudéra aá roadelené na 4 sekcie, ktoré raaju samostatnú re-

.•;:' v'iu ohrevu a chladenia. Chemické a fyzikálne transi'oriiir'ľie

na"1 •-."i.á].u, ktoré tu prebiehajú, su výsledkom spojeného účinka

a ' - -:o -x rihového extrusneho varenia a techniky varenia vo í'ilr.o

Vt;.: vrr-itve, Aim sa dosiahnu najlepšie výsledky s minimálnym

fitupnorn poškodenia citlivej molekulárnej štruktúry. 1'akvto ^pc

í-'O't -..opelnej úpravy umožňuje originálna geometria pracovnýc.

elementov extrudéra "G", koncipovaná prakticky ako 4 sanostat-

a' fcx'.ru::ne jednotky. Smazovatené kúsky cesta nepravidelného t,v;

ru Í:L; tlakovým vzduchom dopravované r.ez temperac'né mieša.ilo do

• - < - - - ' • •

.O J.

" . ' ? S p 3 —

•""> ' ľ : o ' . ;~e

vr;'.'í; .ľi r iad en j '

•? r<- '. \ r. •. i r s r . a -

;; o '•'..; ; o '••.';.• "' : w " . •-•.• .; ľ •• 'zep.'ho ;: v v -

" í ' O ^ n 1 , ' . • • • ::'•'••?'.'"•:'".••• • r r ' > < : ' . •". *• o v -••'n y \ T " ' < i : ' . i í í v - í n f ľ ľ i ' i k i v

a r K ' : r • • • • • ' . ( . ' •• "• - : r - r - - : : i ' - r r r o " ' , , •:•.-.' < - . - . \ -••;,- : - ] n : ; i a " ; e

a k o -•' ; ,- •: - •',•••.---.•• -; >. -• -*• \r-;'••••-. '•-. ;•'- - . c v , ; y •.••:(-.>.-<v ; Í p o l i e v o k ,

; í i v / • • •. .-• •• • • .<.,-<: . '.-•-.[:. . k . : . ' , . : : : v /-• p - j a i i K t o r s a

i - v . , ; . - . ' • • • ; - - - , ; • , ' . • , . ' . _ . . - . / _ • . ' •: '.•:•: o v i. Í L : . ; . v , .•••.'! ^ . : v : : k : ^ , k t o -

a v.-J i •,

pro :''no !-:o:

ÍJ v .- •

;-. nrer: o : rv

'j v •

' - . r " j

: v c - -

H O T

L' ! C v o:: :~ •?'.: >; . : v y •- o i" n u

. : •. '. o - >-:.: • • y . ' 1 , , v o r -

" : " 1 " o;:; "."- : y c i e l i « ; e

a e n y c : r:--. "•••.

i n o v'í-:! ": • —

a H p o ' ; r u r i :•-.

•ŕ.e ! . i p i y '. r?'-ri.:. :

me v naše- o.r a n .

'••/:"• o. ,.or.o v i r o v o -

•"'::" ~r'.i::r.(: - v c 'r. n o i o , : J c m a n o r . -. ." ••rior.v p o r t r o i - : v x

• -;v v •'•--'Ľ-- r:'r-kc . • o r + . - " ; e r ; T ; !'/rv\o c ť r o r u i p r i

'••••' ?~\ : r . , -.'.i vmíl n e ; ; v v i: i. v y 1 r. . í r o : " o v ;::; r a v o t ; n í ; - : o v

.;v. .". o v c: .:';..•; r:..! p r o t o , ;&V' . : ro, . v\ / ^ d r i ' . p r ^ r v e ä ^ e n i

orc podôtat r^ i or r^

Inp. Jo .. - - 1 ň <*. k o v^á ,Ú y 15 •: ;• •'- - •- r .o/ n o v ýz kum u, Ke S

.. -., . j-

1. í" r r, _ r j radiačního ošetření po tri y in

>c" r ofr.:c-.r.\ ozařování potravin rozumíme radiační oretŕení

potravín, a '. o >uď gsraa zářením, ns^o Krychlený." i elektrony.

Zářen.. -:~rá poc'^.zí z radionuklidů kohaltu fO neho ^ázia 137 •

elp.kT.rDrv- ;..:'.• u produkovány urychlovařer. elektronů, Kaáionueli-

dy en; tu; í ?. árení řtama neustále, na rozdíl od urychlovače elek-

tronš, k t cry rrvv.^e pouze při zapojení na elektrikou sít.

Oha ty-o af^rv :*áření způsohují při pru l'.oču prrstreôÍE ioniza-

ci, rro"o ~v na."ýva;jí ionicající sáření. Účinky urychlených

ele KT í-.-r- • . r-r-p. záření na potraviny jsou v principu stejné,

ne^o~ .'•••--r.í ^ana při interakci s hmotou vyráží z elektronových

oVi&i'!4 •-: T '.-•; elekt-T-ony F. tím Epůsofcaje ionizaci,

Rcr-iíl rr.e.t-i púsorením záření ^ama a aryrrienýjxi elektrony

je pří ::•-•;- i::, v jejich růsné prenikavostí. Gama záření je ninoheni

pronikl v ••-; /•'•';•! nef- n_ry mhlené elektrony, které mají dosah maxis-ái-

né néK"oli k "3 -

Zrkl-ační.ii pararcetrea, kterým se kvantitativné charakteri-

zuje st:.iper;. or.víření potřerný k dosazení pozcdováného uíinku, je

množství energie záření, absorbovaná v jednotce hmoty materiálu,

nebolí árívk8, Jednotkou dávky je Gray (1 Gy = 1 J/'kp = 100

rad). Dávky používané v oMasti ozařování potravin se pohybují

od setin Ao denítek kGy. K ozáření produktu na určitou dávku je

třeba tento materiál umístit na určitou dobu do pole záření

neho jej nechat určitou rychlostí polem záření projít. Radio-

izotopové zdroje jsou charakterizovány aktivitou. Jednotkou ak-

tivity je 1 ?.q, 1 Bq = 1 rozpad. s~ = 2,7.10"^ C^. Elektronové

ľ . i r : i r . : n ] n . / :.{•'.•••••.•••.•. M .

r- c f. r •?'- Ĺ r ' • ':•--.•:•. v,. r c r: -:y o r

h o c - - > - : • • • . ' . . ' • - : . - • / . •- * . ' ,' - O : . -

inr^r". •

oboril i

•j . ^ " ~ r / - . -

i V l.. ' o /

V g ir + .' r i

V ' - ; ; :

r:-v :.

r r-t v ^ •'! " •

pi" 1 "i. n :"..:.;•: -r.:;:, /.or::.* rvz :-ní:;: nr'ro •''•??• in.:" e.-\?. n. í z: i i á s l e d

v.vho" ;:-

- r e JJ.Í-O'Í :i-;ov?J:.: i . u o ^ t d á v k y 3 p ř e s n o u do: : i : r^ t r i i ,

- v r-v"Vr« •;; h'; pro 0^3 u s c n e n v y š u i e j :o\8t3tn. ; ~ t c u l o t a . Four.c

po' j . ' i*- ' íľv^r.i;:: u r y r n l e n y ^ h "1 ^-it^on-i 'i o? i", á:: í ,i-sí-;dy !•: í

Í V ; / ^ . : •;:..". o + y ; n c n í i n : ^ioriováa?: : . : - i I l ' j r ' iova r o ^ - : o e ,

- ie ľ:io:-n£r' p o ^ . ' í ú rr-ŕ (•::•:;: c h g leini-ry^h o i ; a l u .

.• - :. •<•.' ::?.i'.n.£ v ozářených_potra vin J"-1^

. o. •. >-o vaný-h potravinách dochází ;-: c n--r. i •.;;;;:. :::: ní:. .-.-;-

'..o ;;-••-• vjp.y jsou ve vrtšinó p r í p-21 • po -ho-i^k^ si ri'-/.' -.c

..•••: ... .'• -íie:::. Jo třeba brát v uvar.'.: r.™' n y ,'-'dnoii i v;' •:. .'io/

::- : .;• '• .".''ínu složkami z hlediska ra;;iaž:ť ••r.r-rr-i'- j. r u •:.--

.•:-\, •••-;• : c::-..-r,v jako bílkoviny, sacharidy ?: I i pi. á y - :: ir.iKro-.cr..-

icr. ; ' v : •.•^i.íny, ktex'é jsou radiosen:: it i vr..'.

f.•..ir.o: ..••••Linva cílkovinv

/';;laaní".i radiolytickými procesy vr- v:dnv-:i rortorí?r.

;r -.jiozi • p:.hy"h alifatických anánokyselin jsou dear^inace a dc.-ísr-

i :;•, 1 •". :. . T raď" výsledných produkt i se vyskytu.i': přeácvřín

ľ."...,-. :' . .-;„,. ayriiny, alifatické kyseliny a aldehydy. .:.;r.i.noi-:y. e

?' síru. isou vůči sáŕení c: tliv- .1

n^ : :•> :•::. d a "• i Pim.ych sloučenin, ale tak/ ke vzniku li-S. c-ľ.c."..:íf;

-. ' :•;. . .;ťľv, r.ebo ke vzniku dalších tÍKavých oirných slouxeni;:.

';:-•.::. :> ;vja:iu jící S H skupiny se n č. n í na r-yatin 3 disulf idi^ .-:o'i

v;:"'ro;.. " aziinokyselin s cyklickou strukturou rr/;,::e do.iít .•: ro:.-

^ .•-••••r1. ' -T.-.hu. '[' aromatických.' amine kyselin proTsíhá rovn^r dea~i-

::••: •• , "v Ť---:-., v jinén stupni ne ľ: u alifatických arinokyvelin. •!;.--

:j.ro:>:;;L. • •••-:: aromatického kruhu je nákladní ro-.kľí fenylaianinu

a V;rr -;n;j.

;•;:.•: rak c o molekuly bílkoviny a ioniru j íc íiio cáření prrl-í-

h--í r uo .: ríl!:ovinúu jako celkem neho interakcí 3 jednotlivými

a::vir,c:: •.>::linami" a dalšími sloäkaci. Fŕi dávkach používaných pŕ:

o:.aroviní potravin je efekt ionizujícího záření na bílkoviny

orvykľ;<. ;.".alý a skoro stejný u bílkovin různého původu. V u r M -

t:':r- ro:'i-ahii se efekt radiačního zásahu projeví rozdílní: v ::,á-

vislo.-tj na struktuře bílkovin, jejich složení, kde jsou bílko-

viny v, stavu nativním nebo denaturovanám, zda jsou v suché:n

riavu :i'jbo v roztoku, zda jsou kapalné nebo zmrazené a zda jco-,.

r. ••„•.':•.-r. Y :. : ; : : - f ' - i a l ŕ í s l o ž k y . O b e c n é : J I ; - : , - : ::r.';V^:ri-""- -_'l.<r~

v:, r. c. :.'••• r . : r 30 p r o j e v í n á s l e d u j í c ín. r p u f c :e.~ : r . - - n b • . . H O . . 1 : V

r o ' ~ o . - : . r- . p u s t n e o t i , e l e k t r o í o r e t i c K ' r . o - j . o v í n í , J.::.-.-. '" b i : -

s e r v ••;• i'-1. •:•;-ri.ru, z c ě n y v r e a k c í c h 3 e n ^ y z y , ...ľ. .'ny • '.':'. :>. j . t Lr. •-

. .'•• r.:.' h o d n o t a b í l k o v i n j e n í v i : - : l j nu t o : : , •:•••• r>f ;:. i

•y.' r.;.-:. ;; , v r í l k o v i n é p ř í t o m n y , lon.1.:.-.,; í "• .' ."'•••••.-.".I : " I ,

: ' : : - . . • ' • . -•".:: r ;: p ú a o M t ;:meny u j •'•• d n o " •. '. v '."•:'• :-.-\z.no ••..'.:•-! 1

C v'--- : 7 ••. ••: t ^ r v ^ h j e p r o o z a ř o v á n í r o r r r . v i r . to:- .1 v ' r .D. ;;

; - : ' v u ; : ' • '::n^-.rié i:rr:ŕny ve s l o ž e n í a r . i n o n y f - e l i n /. V : > Ľ V Í I C'-

ř o : v : - : . v ;: o t r o v i n á c h . O z a ř o v á n í n e r . p u r o ' ^ u ; ^ ' . °^y . : Í H : I . ' ľ .-1

n ^ /*..?-.-'T;- i ' . u t r i Ä n í h o d n o t y u b í l k o v i n .

'Ľ'ILZI^Ĺ •'•• °-• A' '-~^ ''' ~L fj"1^ 3 l o ž K : a a i č i v ý c h t k ú n í i r.,.-: v •-r ' :• ŕ. í r

p o r r ~ . v i . i . " ' ľ - Í ř i h n y ' e n z y m y o b s a h u j í h í l i - r o v i n n o Ľ í l o . " . ; ' 3 . " ". oh

ď i v c ; _ . 3'; i ;. ; ; ed p o k l á d a t , ž^ v l i v z á ř e n : buJ':. o", J O rvi y j a - o

V-íl í iov; n . '-ň ôru'ír.é s t r a n ŕ s e ovšem en;:,y.";,v vjzn-.-, '•'; j í 3 p e - ? i : í,y

otvyicle "-itlivýni Kritériem případných riidia nín.1- c^ŕn. ňadiosen

ôit.ivit^. í-:n.:.\T.::v]; není jednoduchou záležitostí a je ovlivňována

pro;-.ť:"e .írr., ve kterém se ensymy vyskytují. Obeond platí. .3c ''•in.

je okolní prostředí sloiit^ jší, tin: jsou en^yr.y rs nú "itlivc

k záření. Or vyklo prostredí, které je v potravinách, j o pro en—

zyiry zr:-aAnr': radioprotektivní, takže pro jejich inaiitivaci je

třeV a r.ns'sn--. vysokých dávek.

Sanharigy j sod velmi íasto složkou potravin a vyskytují se v ro-

traviná''1!'. o v.yockým i nízkým obsahem vody. V krv s talie k es sta-

vu j:.;ou velí.:! radiosensitivní a jejich o::ářenírr; vr.niká velkc

cinoŕ.ství produktů, které obsahují K o, C0 o, aldenydy, ketony, ,-:;.-

se liny a ď.ilíí sacharidy. Ye vhodných roztocích probíhá radiač-

ní de^rarihce přímým i nepřímým působením ioni:;ujícílio ráření.

V pří::,•'::: pýsebení hrají hlavní roli OH radikály. V případr ni"-

- 101 -

říoh sacharida dochází k oxid«ci na konci molekuly. Aldehydy

vznikají ^topením kruhu. Fůsobení záření na sldohexózy se ne-

onK"ujo jen na určité vazby. Přítomnost 0-, má za následek se-

kundární reakce vedoucí k tvorbě množství složek, mimo jiné

plyoxalu.

:•• oligosacharidů se tvoří monosacharidy a .produkty podob-

ni xr-.r.. které byly získány ozářením jednoduchých cukru. Stepe-

ní glykosidických vazeb u polysacharidu jako je škrob a celuló-

za vede k tvorbě menších jednotek jak.- glu.-cozy, maltocy atd.

Všechny sacharidy ozářením v roztoku tvoří malonaldehyd a deoxy-

sloučeniny* Při tvorbě těchto sloučenin hraje velkcu roli pr a

v normální potravině je právě hodnota pH limitu jící E faktor ;.,

tvorby těchto sloučenin. Přítomnost bílkovin, aminokyselin s

dalsír-h složeK chrání sacharidy před radiolytie kými změnani. ľ

tohoto důvodu je také obtížné extrapolovat výsledky získané

v jednoduchých systémech na složité poměry, které jsou v potra—

v ině.

Lipidy. Ionizujícím zářením nohou být indukovány změny buď au-

tooxidativní ne-so neoxidativní. hutooxidativní změny jsou Ttia—

logické ten, které přebíhají "bez radiálního zásahu. Záření

^všem tento proces urychluje. Vzíiikají volné radikály a rych-

lost destrukce -je závislá i na teplotě. Fo ozáření mohou tyto

volné radikály reagovat s Op i po dlouhou n obu. Volné radikály

mají za následek tvorbu hydro peroxidů, které vytvářejí dále

různé alkoholy, aldehydy, uhlovodíky, hydroxy a keto kyseliny

atd. íeoxidativní změny probíhají za podmínek, kdy O- není pří-

tomen ani při ozařování, ani po něm. riadiolytickými produkty

jsou hl.avně H 2, 00^, CO, uhlovodíky a aldehydy. U tuků 3 nena-

sycenými vazbami dochází k hydrogenaci a tvoří se zn finé množ-

ství dinerů.

Obecně se dá říci, že efekt záření na lipidy je obdobný

jako efekt zvýšené teploty.

- 102 -

Vite- íny jsou důležitými složkami potrevin, i když j = jinh ob-

s li: je malý. Llnoho konzervačních metod ná za následek ztráty

vitamínu v potravině, a proto jejich obsah je středem zvýčenc-

ho "á.ÍĽu. Vliv záření na vitqníny je závislý na charakteru okol-

ního prostředí. V jednoduchých systémech, např. ve vodě, jsou

vioaEÍny vůči radiačnímu zásahu značn? senzitivní. V koinpli.-:o-

vancjřím prostředí se jejich citlivost vůči záření snižuje.

7 vityrr.ínů ve vodě rozpustných jo vůči záření nejcitlivější

thianiin (B, ) .

Z vitamínů ve vodě rozpustných jsou. dále citlivé k záření

vitamín 0, riboílavin, vitamín F-, o a biotin. Niacin, kyselina

pantotenová a kyselina listová jsou poměrně rydiorez-istentní.

Z vitamínů rozpustných v tucích je nejcitlivější k záření vi-

tszr'n Z. Vitamín h, karotenoidy a vitamín D rovněž podléhají

rydiolytickým změnám. Vitamín D je radiorezistentní do dávky

bO ":-v. ZTa stabilitu vitamínů vůfti ionizujícímu záření má o v čer-

7.n-dčn\~ vliv použitá dávka, podmínky ozařování, prostředí, ve

.'•terfc se vitamín nachází.

^ • ::ÍO1O£ÍOK^. .změny . •?

Pioiogické efekty záření na živé organismy jsou cpůsobeny

chemickýni změnami v těchto organismech. Jako i u jiných mate-

riálu, může být působení ionizujícího záření buď přímé nebo

nepřímé. Protože v živých organismech je podstatnou složkou tká-

ní voda, podílejí se nepřímé efekty na celkových změnách v or-

ganismu značným způsobem. Sušením nebo zmrazením tkání lze tyto

nepřímé efekty redukovat. Vliv záření na živý organismus se

proj°vuje pc určité době, neboí radiační poškození má za ná-

sledek především změny v metabolismu. Velkou roli zde hraje i

reparační schopnost organismu. Tato schopnost je ovlivňována

mnoha faktory, z nichž nejdůležitější je velikost aplikované

dávky.

Vliv záření na jednotlivé organismy je růcný a nemůže b v t

zcela přesně vyjádřen s obecnou platností. Znruba se ovšem dá

říci, že nižší organismy jscu vůči záření méně citlivé než or-

ganismy vyšří. Některé viry přežívají i tak velkou dávjcu. ja.-co

je 100 kGy. ľ7a druhé straně letální dávka prc člověka je 5 kJv.

Viry. Fro inaktivaci viru slintavky je třeba dávky 30 kJy. Při

inaktivaci virů v suchém stavu až 40 kGy.Tak vysoké dávky mají

vrak již nažádoucí vliv na kvalitu potravin. Na druhé st-rane

jsou ovšem viry citlivé ke zvýšené teplotě. Teplota 60 — -70 C

aplikovaná po krátkou dobu tyto viry inaktivuje.

Baktérie jsou přítomny ve všech přirozených potravinách, ľľe-

které z baktérií, které přicházejí s potravinami, mohou rýt i

patogenní pro člověka. Baktérie jako takové jscu klasifikovány

z mnoha hledisek. Jedním z nejdůležitějších hledisek je i to.

zda tvnří či netvoří spóry. Oba tyto sporulujícá i n?sporulu,lí-

cí existují i ve veg°tativní formě. Sporulující tvoří ovřem zi

nepříznivých podmínek spóry, které těmto extrémním podmínkám

odolávají. Za podmínek, které jsou příznivé, se spóry přemění

v~ vegetativní formu. Baktérie přicházející s potravinami způso-

bují obvykle následující jevy:

- senzorické a další zasny, kte.ré se projevují nežádoucím

způsobem a mají za následek zkažení potraviny;

- produkují toxiny nebezpečné prc člověka;

- organismy mohou ¥ýt patogenní pro člověka a zvířata a způ-

sobit jejich onemocnění.

Účinnost každéiio konzervačního zásahu je většinou posuzo-

vána mikrobiálním obrazem a celkovým počtem zárodků. Froto i ú—

činnost radiačního ošetření z konzervačních důvodů je posuzová-

na počtem zárodků, který se vyskytuje po ozáření. Citlivost jed-

notlivých kmenů mikroorganismů vůči záření je pak vyjadřována

D. r . oor. predstavuje dávku, při nit je zničeno 9C

populace.

i; původní počet zárodků:; po^et zárodků po apliltaei dávky Tr dávkaD1ř- I., dávka, při níž přežívá 10 ?é populace

-i- V-/

U baktérií se hodnoty dávek 3, 0 pohybují v širokém rozmezí

od 20 iv ač do 5 a 10 kGy.

Tabulka 2

Bodnoty dávky D i p u některých baktérií

Bakt-irie védiun -^^ o ^'J

Ps. ;;eruginosa Sivná půda 3C

s-s. íluorpscens Sivná půda 20

Is. ceniculata živná půda 50

E. coli živná půda 100 - 200

Staph- aureus živná půda 100

Staph. aureus suché prostředí 650

Salin, senftenberg masokostní moučka • 500

vaječná melá*nž 170

sušená vejce 450 — 600

Salm. typhimurium masokostní moučka 600

líicrococcus radiodurans . syrové hovězí 2 500

syrové ryby 5 390

Moraxella osloensis syrové'hovězí 4770 - 10 000

Baktérielo

Acinetoba?ter cai?oa

B. subtilis (3pery)

?•. suotiliG (spory)

C. botulinur. (spóry)

Typ é. 1258b

Typ A 33

Typ

C. sporogen.es

C. perfringens

3y rové h o v = z í

slané prostředí

hr?.V.ew' [-;•'r'-'

fo?fátový p u f r

i 050 - B 1-0

2 41D

kuřecí

vetrov

vařené

fOd fit

konzervy

>-' konzervy

hov-zí

:v: o u:'r

•7;

1

v

110

P C ;0

900

2 r^0

kuřecí konzervy 3 ~íO

v e p ŕ o v -' :•: o nr e r v y ?. C±0

fosfátový p-.iír 2 090

vodná suspenze 1 20C - 2 000

Hmyz, ionizujícího záření lze použít buď k sexuální steriliza-

ci hmyzu ne'ho přímo k desinsekci. Prc okamžité zahubení hmyzu

je zapotřehí dávek od 3 do 5 kGy. Dávka 1 kO-y je dostatečná

k zahubení dospělou během několika dní, 0,5 kGy stačí k zahube-

ní hmyzu v následujících několika týdnech 3 sexuální steriliza-

ci přežívajících jedinců. Radiační zásah aplikovaný najednou

v jedné dávce je účinnější než aplikace dávky pc částech, dní-

zení atmosférického tlaku zvyřuje rezistenci vůči záření.

Paraziti. Fro zahubení parazitických červů, kteří se nohou u

některých druhů potravin vyskytovat, je zapotřebí dávek od 0,2

do 7,5 kGy.

- 106 -

K" ir.'" :'er. •' •';'"•';k c r,tonov?ní dávkových rychlostí se při oza-

řování potravin může používat obdobných způsobů jako u jiných

procesů, kde s^ používá ionizujícího záření. Volba dozimetru

je ovlivněna především velikostí dávky a. použitým ozařovacím

zařízením.

5- Legislativní předpoklady

Po legislativní stránce se v posledních letech považují

za nejdůležitější následující události:

1. Závěry společné komise Fa.0, IhEA a WHO z roku 19SO konsta-

tují, že ozařování potravin průměrnou dávkou do 10 kG-y ne-

představuje žádné toxikologické nebezpečí a proto nebudou

již žádné toxikologické testy vyžadovány (rJEO 1981). Dále,

že ozařování těmito dávkami nepřináší žádné speciální nutrič-

ní a mikrobiologické problémy.

2. TTávrh. FDí- (USh), že ozářené potraviny dávkou do 1 kOy nebo

mene jsou bezpečné a nezávadné pro lidskou spotřebu (FD*

1981). Fctraviny, které jsou obsaženy ve strave do C,C1 \c

denní dávky a ozářeny na dávku r>0 kG-y nebo méně, byly shle-

dány bezt-';rymi prr lidskou výživu bes toxikologických testů.

3. Doporučené mezinárodní obecné standardy pro ozářené potravi-

ny současné s doporučeným kodexem postupu pro opeiace na 0-

zařovscích zařízeních pro ozařování potravin byly přijaty ko-

misí Code:>: alirentorius v prosinci 1979 (F&O 1980).

4. Seznam ozářených potravin schválených pro lidskou spotřebu

v různých zemích každý rok roste. V současné dobo bylo ve 23

zemích schváleno 31 drunů ozářených potravin pro lidskou spo-

třebu-

Všechna•tato ustanovení měla za následek i zvýšení aktivity

v "budování a plánování ozařoven pro průmyslové účely. V tabulce

č.3 je uveden přehled ozařovacích zdrojů bud vybudovaných, neho

- 107 -

konstruovaných a plánovaných, kterc- jsou nebo rudou určeny pro

ozařování potravin.

7aculka 3

Zeměr.

Eelgie

Francie

Madarsko

Itálie

Ozařovac(umístění

IJSEIRID

Fleurus

ozařovač

2. ÍO^C^

ÁGROSTER

komerční

řovac

)

palet

C060

oza-

Stav

kompletní

1980

plánovaný

kompletní

ve výstavbo

Ozařovanývy robek

krmivo

obecné

potraviny

koření

cibule

Iiramoory

cibule

šcap

100

25

•a c i t a

000 t

a sezónu

Japonsko

Nizozemí

3HIH0R0 FOTáTO kompletní bra-bory 10 000 t/

IRR4PI4T0R 1973 aěs.

Shihoro Hokkaido

průzkumová oza-

řovna pro po-

traviny

GAMASTEH

Ede

G AMASTER

Ede

kompletní

19 C á

kompletní

1984kompletní

1972

Zmrazená 1500 t/rok

kuřata,žabí

stehýnka,

korení

koření,smra- 1000 t/

ná žabí ste- rok

Jižní Afrika ozařcvaS ovoce kompletní

a zeleniny Tzaneen

hýnka,garnáty

mango,jahody,

bramTeory,cibule

- 108 -

:okrač~vfní t a b . 3

Země Ozařovač(Umístění)

c tav Ozařovanýv-'robek

i ribližnákapacita

US A

TOR

SSSE

Víceúčelový kompletní koření,drňbež

Záp.Memphis 19fll (budou ozařo-

arkansas vat dalří po-

volené pctra-

., viny)

ozařovač zboží plánovaný ovoce a zelenina

dtockton, Kali-

fornie

ozaŕcvaČ ciT»ule v provozu cibule

Weiderode

Spickendorí" v provozu cibule

urychlovačelektronů ELYOd S3 a

v provozu obilí

4 t/h

4000 t rc 5

200-400 t/r.

6. Principy navrhováni ozařovftů_pr^_potraviny_

Při navrhování ozařovscího zařízení a hodnocení provozuz chemického hlediska je třeba vzít v úvahu požadovanou dávku,kterou bude materiál vyžadovat, výkon, kterého je třeba dosáh-nout vzhledem ke kapacitě výroby, dále stav produktu (zda se jed-ná o sypký materiál, který se může rozprostřít do tenké vrstvy,Si o materiál balený). Potřebné množství zářivé energie pro da-ný tok materiálu v jednotce časové a danou dávku s účinnost za-řízení vypočteme z následujícího vztahu:

n . V-O O

W zářivá ener.-ri~ z o h ' <"' •

X k r ozářeného produktu ::r- h .iáV'ioi; ." (':";•'.'

n účinnost (pon-ír ny-zi enor.-ri Í rfr jrri ovar.oi;

v produktu a emitovanou zdroje::'';.

i'o«.fioi~nt účinnosti se bere v úvahu p r o *, :•, :;~ ne všechno

energie vyčarená ze zdroje je absorbována produicten::. Cáat se t>

•tii 3bscrh'a;:e ve zdroji sar í-iú, část v depravníiiovcr. syst 'r.u s

Cast uniká jinými smšry. Část rovní?: pronik::-' uroduKxeiT a je a" -

sor'*ováns ve s tonách místnosti. Dál" se í-ást ener^riv vyuŕ.ije

ne^ái^uaíai cpúsDhen pri pŕecáž'ení části produktu.

ďoznezí účinnosti u kobaltového zdroje bývá 20 sž 40 -''.-.

Účinnost eesicvý.:'.. zdrojů je zhrub £ 15 » . "-i ' • oiiir.o " ľ.I_V

urychlovače elektronů může byt SO ů-

Jestliže známe potřebu zářivé energie, je ':ř-~ha se rozhod-

nout, zda bude vhodné použít radionuklido vť ho zdroje o'i urychlo-

vače elektronů, aktivitu radionuklidového zdreje lze presne sta-

novit podle potřebné produkční rychlosti, ľ urychlovače je nut-

no volit typ s nejblíže vyšším maximálním výkonem, takř=? část

kapacity zůstává nikdy nevyužita. U radionukiídových zdrojů je

důležité jejich využití po celých 24 hodin, nebot vyzařují ener-

gii nepřetržité. Jři ekonomických hodnoceních j- třebn podít?t

i s pravidelným doplnovánír. radionuklidu vzhledem K jeho polo-

času rozpadu. V urychlovačů elektronů je třeba brát v úvahu to,

že elektrony jsou schopny prozářit vrstvu j-~-i dc určité hloubky.

Dále je třeba u sypkých potravinářských materiálů brát v úvah:-

maximální rychlost pohybu substrátu pod ozarovocír. zařízení;:;.

- "MO -

7. Př

7 pohlední iobč vzrostla aktivita v rua:v l;:í, .;vj:y

ozařoven ve 3vn--, a to jak v sccialistick/yv: stá-e^h,

talisticiíých. Jednín takovým přikladen; průmysl c v,' ::i.'\"i'ny ;e

ozařovací u::el s urychlovači elektronu v 3o.:T-: v - rí :•;-„=: v u Od í na.e

V závodě Elevátor jsou instalovány dva urychlcvaV- elektronu -LV»

II pro radiační dezinsekci obilí. Každý z. t<f:'hn urychlovačů, rá

výkon ?0 k'./. Energie elektronů je 1,4 p"-r. Obi.Ií ;.:rr -•há.-p.iíeí

pod svacKea elektronů je ozářeno dávkou C,2 a:': C, . <:-J. Ksp>í?it-o

každé s těchto cbcu linek je 150 — 170 t orilí ::= n při rr.:ixi-

málním výkonu 2C0 t/h. Ha obou těchto linka?.-. ,;;;.~L-. or^ř^víziy ple

nice, žito, ,iecr?.en a kukuřice." Celkové "noí^* ví o~'í ran-iho .?"::il\

je 400 ai 450 tis. t roční. Orilí je o"2rov:i.:ic v vr.itv.- " - IC

a šířce 1,5 12. Rychlost pohybu obilí pod ury"hlov--.'?e~ ;.r: ~ T-^.

Příkon cboi.; linek -i transportního syst-í"i; ,:' .2CO ;-..;. "dkiaäy

spojené s radiační dezinseiccí představují C, .'> rlrl 't orilí. ná-

klady na Í U S Í K . C Í naproti tesu byly 2 Rh/t.

V KDX jťou v současné dobe v provozu dva o.".:ir;veř= 3 kobal-

tem rO. První v? 'Veiderode byl uveden ďo prov3:;u v roce ISPi

jako výsledek spolupráce Zentralinstitut :"iir Isotocen- und iátrah

lenforschung v Lipsku se semšdělskýci druěstver,- ryl instalován

v "budovách družstva, ale "árie je majetkem ústavu. 71a3tni ora-

řóvna je pod úrovní terénu, další manipulační prostory byly zří-

zeny ve stávajících hospodářských budovách. Ozjřcvaný materiál

se vede dopravníkovým systémem na otočný stůl. který r;u j i."-.tu je

pohyb substrátu k zářiči. Při ozařování cibule je produkt dopra-

vován nákladními' automobily z pole !s ozařovači. Vn^ budovy je

cibule kontinuálne zbavována hlíny, kamenů a dalších přimísí a

vytříděna podle velikosti. Minimální velikost cibule nusí být

3,5 cm. Cibule je zde ozařována dávkou 0,3 až 0,7 kC-y.

ľr<_. .•-.'.' o.:aŕovna pro p o t r a v i n y v "UK '-y I?- vy r ua ? vár.a op'-~

v ::-e~ŕd IS.Í-.'IJ a r u í s t v u ve .^pic^endor fu. „ato c/ r:vn> ry i^ vy-

budovánu v n^'-c'n onieKtu spo^en^r- z-ircv2ľ. ."U; :; k 2-j ä o::: 3 i r u l e .

Xo-baltovy r á ř i č v t t ' t c or.a ŕcvn-1 " á a k t i v i t u ] •' ''• •-: ' ; / :'•. \,1.1C~'

?<i). Irovo: : v o^dŕovn/- ^e plno au tomat Í r o v in b ŕ;'::en r o'-í tačer..

ľ.ľateridl vylupuje do o::-., ŕo vacího p r o s t o r u v h i i n í kovy"1:': :-:onte,: —

ne re o h o r o.: m 1 re oh c -a 1x1, f: x 1, • • r.i p r c r ; "r a I i r. e b r i >: i . ?:•:!,-: -

pro Oóta tn i produKt; y. ľ Kontejner;, pro ,', i n J :;^r.át r a t y no'' o ih ' i -

l e l;:c- oas:lípc-~ ,|odnu p o s t r a n n í Rť..nu. I r i o::--i ř r v ^ n í oihul-? ,io

t r a n s p o r t ov-ún t e n t o produkt; p ŕ í n o ;: pole o "• r!i r-ta or.aŕovny. kde

dopravní kovy:.'. ŕ=ysténen ,ie co vyti ' ía-íní i.ř.r.r pi n:-n d" h l i n í k o -

vých k r n t o j ner:.. ( c i b u l e C.J 701 k.. + ICC •:.-: korit^;ner" . " n c i s t v í

c i n u l " pln iní' do konte -jn~ru }-L j ^ y u i o v á n o : : : r o : p l n e n í r-, kon-

t r o l o u výrky h o r n í v r s t v y porrccí ra :I ionu: : i idi : . /? o:: á i"'mi ;]r;

c i b u l e vykl-íp-nírr. k o n t e j n e r u vysyráván.-.. n--, de; r'-.vr.íií a ]:o:zo^í

5 opravníkov-"'ho systc^iu ulomena rio včtran-;'ho ^>~L-~:\:I. TCn^ar-ixa

o~aŕcvny ;io 40 OCO a;: i: í CGO t / k " y . ?í ; i : : i o v J n í ' " i ru i ' 3 .-•- pľ-

č í t á s kap-.^itou 1~. t/h. " a k l a d y na o::^rov; ;ní '-irui-: JGOU i'O

ar: 100 -,i + . 'ľ.y to n á k l a d y jaou ni-'r-í tier n:í;: laiy na '. 'hla::eni oi—

hule od 1- .h ... a o tv-ítna (13 5 h/'t) .

Ječnou :: ne j p o k r o č i l e j C i ch ~e::.í v o M a a t i o z a r e v á m po-

t r a v i n j? riolanasío. V současno dobX ľ.a? praou; ' í 'I or;aŕovny.

r, ni ' íhž ;eä;':a r-yla první oraŕovnou na s v e t : pro o~ař^vání po-

t r a v i n . Tato o:'ařovna hyi^ dodána Velkou B r i t á n i í a uvedena do

provo::u v roce i v ^ " ve V/agenin^en. T" jnto o^arova-) ,]e v oOubasnr'

dobe ur^en pou;:e pro e x p e r i / n e n t á l n í u x e l y . Firrr.a "-anaster v Ede

představu; !? <": or.ařovny, obe pro o č a r o v á n í p o t r a v í n i .'zdravot-

n i c k é h o m a t e r i á l u . 0:: a rovny dodala kanadská f irma AECL. Jedna

z t ě c h t o ozařoven je s t a v e n a pro o č a r o v á n í m a t e r i á l u v v r x e c h ,

druhá pro ozařrv-íní. n o s i c u p a l e t . Do kardchc n o s i č e ie rr,o.~no

u m í s t i t d te p a l e t y . - P a l e t y j sou nakládány do n r s i c ú pomocí vy-

- lľtí -

sokozdvižnýcn vozíku, provoz je ŕízen počíta*-?::; e je rr.ožr.v i

bez dozoru lidí. Maximální nosnost nosičů je 3,5 t. Nejnižší

dávka, kterou je možno aplikovat, je 50 "y. late fircb'Vui čá-

le filiálku v lôiichove v LJ3R. (íaruaster je soukromá fiŕca. kts-

rá má v E.de vcetní ředitele 1£ z

ľe Francii nastal také v poslední dobí v ožarovaní potra-

vin znaí:n.ý rozvoj. V současné dob-j säe existují 3 oe^ŕovny*

kde se oiraŕují potraviny. Dve jsou kolsaltovc a jeden urychlo-

vaí elektrond, který je určen k dekontaminaci zmrazeného drů-

bežího masa. Ve Francii hylo slovo ozařování nahrazeno sloven

ionisace, nebot je udajne přesnější a nevyvolává u spotřebite-

lů strach.

J a n

r: mi v a dalších skladovaných produkt-,:

± .

Vy s::;.-; živočišných škudcú v potravin..-' >h a v suro vin-'.-j::

K ,ý\: i v. v;.'r:-> ;-, v Krmivech a v dali::.:}: :Í :Iadovsn;.' "•:: prc:;'.ik-

tr-o:. or ;"'2niAi. .'ho původu p ř i n á š í MovéKu v:'.::r:-.'- Í:?.Í:O "::;. ŕ- •;•/ ::t/-'J--

ty "i r.yri'-niok'.'- prohlécv. Z ochran-'' p r o t i v'nAo ŕ :-:;:.d "•" .r: : ; /: :; .:'-

vs,:í :...foi£>v:;í~ chemické netody, kxer-: :-:ro^-x co^a:í ovaň é r. o dr~ir:-

S Í Í T J ; - ; : _• -inkj n i a j í ' i všeoteone-znáľiJ ;ie.-:b;iv:ii 'i/.Í i tou: y r.

;:draví i-o^.i^n^nta i na ;; iv?tní p r o s T ŕ r i í . ľ kdy": ;,<? s ýJ-v';--

ŕilouho : .í- + ano "heiľii^ký zpÚ3oV t^oíe no; d : le r. J t. •..-;"•-.'::. srrroL; v o-

:í'. ran' ;. roM:i ''• k \dcv,.Ti. ,]e v našich no:':no.:+r:->i. f c Ô t u c-n-:: nahrá : D-

vat dosavadní ryítody netodarai modern- ,Uľ í r: i . k "i v.-r-:. iĽ';ívání .:h--

ir;ick.;.'•"•':j 1 •<*••'•: ;odstatno onesují neho i r.cel?. vylupu;;í.

• TO'inou ;-' r .oinošt í inimochemického p o t í r á n í ŕ.ivooiřnýoh škívi-

?•'••. v no t, ravináoi: ^ r a d i a č n í dezinse^ce. Ir-ív^, potravinársky

pr:';r:ysl ^ příhuzná odvětví posltytuií podmínky vliodn- pro prak-

t i c k J vyuř.ití i o n i z u j í c í h o záření k dezinfekční n. u^elúni. Tt;to

tc^ij.nolo;:ri G ir.á řada výhod. Radiační dezinsekce nezanechává v 0-

3etreny% i : produktech zdraví škodlivá rezidua, nevyžaduje diou-

hodorcu ozpoz.ici ošetřovaných s u b s t r á t ů c:i vyrazení výrobní oh

o>t,iektú z provozu. Produkt lze použít ihned po ozáření .

2. Úpinky i o n i z u j í c í h o záření na hmyz a roztoce*\

7Äo•••hny dŕu.'ry elektromagnetické energie nĚi.iak ovlivňuií

";•'.> .'i-, ť :. ro r a d i s í n í i c-:;in.>

d r - l - í : c m :Í : .•. : '•. ;• : - ' í r ' : i í . ľ; l o u h H ľ..' - e ^ ř . r

u s t i l y v : : : n o - . ' ' ro.Ku.--y o p r a i - ľ 1 : ! : :-:ou -^i Z.L

•rl i a .:IIL J. d ^ i i . n : 1 " ^ . " ? i o n i z u j i I : .ÍT. : : i ; r o i i í r - b

f . - k o n o : : : S-; ' a;;:ct ry

•-?:.- . . . o ".n-.- Vp-

niv- ,J !-^

I-,'.e;:i i : n i r . u . i í : í zuření r.&hrni:.j<:--..c; ,--'0/.a/ / . - : a ] r:?;:;;, r ?

p r o d e r i n a a ř - : p n : ' o r a x i :ri8,' ' ' Zar.za.natcla.' \\zríe~.< ' I ' . l c r-.../: a r y

l e n ŕ el" ji-; t r o r . y 5 k č 4 í ''ř '

n a : - i v o u / i r o ^ u o b d o b n ý Ľ^ine l- :

. " . 3 0 u v . : - : i u ' ' : . r . i \ .::. : : : ; _ . • • , - ; .

iě o d o l n í . ľak !''.ipŕ í k i a d u "avrp i;."; n r r í ::-v;:-;akde.t.to n; .".y;: 8. r o , : t o A s t o c r v a ďív-ie a^i .-".r.- c* \,

rých přícaao^n nad I::árení ne; odolní ,;r-í .>; o t ř e l í d d v- ••: "r. :•:.;-..•

or-:anip~y v- -i^ -.i \; roo r,:an;l 3r.V ;•:• - : _

ho d e l e n í . V t.'-lo doi jp-lcho hrriyru rí ro-to.'1-.. . T >uň.••:-.- -i l í /-onv minínální ; : , ro : : sahu f r o d s t a t n - i n t - n - í v :".•-• ; ; ŕ í ™ii":o".: :-:4 ^ i n -n o s t p r o h í i ^ v i a r v á l n í o h s t a d i í c h o no; : í n t o n r í vn-:- ,;i so bunkyd e l í v° va,ií'sk.".ír:h. P r o t o i sou u kgľľdóho druha n<í ; ^ i t i i v ŕ ; i ? í va-j í č k a , nc'nč c i t l i v é l a r v y a ne ,i odolne .'-.•/ do.--p ;'lí j e d ŕ n c i .

Druhy ľ;ivo<~;i-h:i. kter«^ .jsou s i blí::-oe p r í r u í n ť . n a j í iot-docnou c i t l i v o s t na i o n i z u j í c í r-áření* :ilco a n i tentý:'- druhž i v o č i c h a n e r e a g u j e v;:dy s t e ň n ^ . fc inet ; :;.••;:••? n í ::; ,.:e r ý t p o d s t a t -ně o v l i v n e n předevš ím f y z i o l o g i c k ý m stave::: ka::d-:'ho j e d i n c i , j e -ho s t a r í n , p a r a r . i t a c í apod. Značný v l i v criže T-.ít i dávkov.4 ry oh-

- 115 -

lost (množství energie přijaté ozařovanou hmotou za jednotku

řasu) a frakcionače dávek (přerušování expozice vůči ionizují-

cínu sáření), dále pak teplota, vlhkost, složení atmosféry a

další Činitele.

Ionizující sáření může mít na hmyz a roztoč, celou řadu

účinku, které však z praktického hlediska můžeme rozdělit do

dvcu skupin, tj. na účinky sterilizační a letální.

3. Sterilizačni účinky

U roztočů a hmyzu nebývá neslpytné škůdce usnrtit. Často

stačí, zabráníme—li mu v tom, aby se mohl rozmnožovat nebo

alespoň omazíme jeho reprodukční schopnosti. Toho lze dosáh-

nout chemickými či genetickým, metodami, ale podstatné pohodl-

něji poměrné nízkými dávkami ionizujícího záření (tab. 1).

V některých případech, především u druhů s velmi krátkou

dobou života (například u skladištních roztočů) ča~.to postaču-

je ozáření _ napadeného substrátu sterilizační dávkou

ionizujícího záření, v důsledku čehož populace škůdce v ošetře-

ném substrátu b Š heir, krátké doby vyhyne. Tato metoda je z těch—

nologickéno i ekonomického hlediska zvláště výhodná.

Sterilizační účinek ionizujícího záření lze dále využít

pomocí zcela odlišné metody označované jako aiatocida nebo méně

přesní jako technika sterilních samců. Principem je vypouštění

sexuálně sterilních jedinců (ne nutne" jen samců) do míst vý-sky-

tu škůdce. Sterilní jedinci, .jinak plně životaschopní, se páří

s plodnými samičkami či sámečky, avšak nezplodí buď žádné potom-

stvo nebo pouze potomky se sníženou životaschopností a plodností.

Půáledkem je postupné vymírání populace škůdce, ovšem za předpo-

kladu stálého doplňování dostatečně velkého množství dalších

sterilních jedinců. Tato naprosto selektivní dezinsekční netoda

- iiJ -

3e v rraxi v některých případech osvšdčila, oviec zatím nikdy

v r D ji proti skladištním škůdcům.

~" Lt-.dlr.í účinky

• '-r-iin-'i ozáření dostatečně vysokou dávkou ionizujícího

"•ÁřQCií •.mynou. Letální účinek na zasaženého jedince se sice

neprojevuje? okamžitě, ale je nicméně zřejrr.ý tím dříve, Čím j^

dávka v-tši. lze říci, že ozáření ionizujícím zářenín zkracuje

dohu života (podle některých hypotéz ionizující záření skuteč-

né ury?r.luje proee-sy stárnutí v organisr.u.

'" prasctio.íého hlediska není časová vzdálenost nozi zasaže-

nic a uhynutím většinou důležitá. Jedinec vystavený letální dáv-

ce j" nejen sterilizován (sterilizacní dávky jsou vždy nižší než

dávky letální, ale zároveň je jeho tělo natolik po?hozeno, ze

není schopno zastávat své životní funkce. Radiační poškození

organiorrAi se projevuje především v těžkých poruchách střední*

části trávicího traktu(tzv. mesentera). Zasazení jedinci proto

přijíraií podstatně raéně potravyyáez zdraví živočichové. Letální

účinek se projeví někdy až za dlouhou dotm (mnohý i několik tý-

dnů 1 po ozáření. -Je proto tře"ba vyver?vat se ukvapených závěrů

o nedostatečné účinnosti radiační dr-zinsekce.

Letální dávky pro různé druhy skladištních r-kůdců uváděné

v literatuře (tab. 2) jsou pouze informativní, protože "byly zís-

kány v řade laTnoratoří různých zení nejednotnými metodikami.

5. Technická za ří ze ní _ pro radiační •dezinsek'ci

ľ technického hlediska lze radiační dezinsekci pomocí io-

nizujícího záření uskutečnit dvěma druhy záření a s tím souvi-

sejícími dvěma typy ozařovacích zařízení.

Frvní íaoŕ.ností je využití urychlených elektronu, roubit si-

ným zdrojem záření jsou urychlovače elektronu, které lze podle

potřeby vyřadit z činnosti na libovolné dlouhou dobu pouhým vy-

pnutím elektrického proudu. Urychlovač je si o-in-:' "bez zvláštních

obtíží zařadit do výrobní linky a zajistit jeho kontinuální pro-

vo::. 7 '":3SIí se průmyslové urychlovače ne vyrážejí. V současní do-

"bě však existuje možnost nákupu urychlovačů ze 33SE. Tyto urych-

lovače mají vysoký výkon dostačující i pro nejnáročnější provo-

zy. Předpokladem využití je rychlý tok produktu, ktorý má za

následek zvýšení účinku na škůdce jejich mechanickým poskočením,

ale olBvykl^ také* poškození ošetřovaného substrátu.

Velký výkon dosažitelných urychlovačů, který

znanená i větří příkon elektrické energie (P0 - 100 k.'.r.oô ~'

a vyšší pořizovací náklady (5 - 10 nil. K? s bo z stave'-ních pra-

cí a transportních zařízení) , neodpovídá ovšeir. vidy konkrét.r.-"-

výrobním potřebám. I když lze výkon kazčU'h urychlovače plynule

regulovat z ovládacího panelu, přináší snížení výkonu jen ri .-ii-

mální energetické a finanční Uopory. ľlalé typy urychlovačů so-

větský výrobne nedodává.

Je nutno se ještě zmínit o určitém omezení v použití ja-

kýchkoliv urychlovačů bez ohledu na jejich výkrn. Je to me.lá

pronikavost urychlených elektronů lunotou. Proto je nutné oza-

řovaný materiál rozprostřít do tenké vrstvy (asi 3,5 cm při spe-

cifické hustotě 1,0). Fro balené -proí-ukty (s výjimkou velni drob-

ného balení v obalech rez kovové fólie) nejsou urychlovače vhod-

né.

Druhou možností je radiační d<=zinsekce pomocí záření gama.

Jakozdroj záření se užívá téměř výhradné radioaktivní izotop

Co (jen výjimečně -^Cs). Výhodou kobaltových zdrojů je vel-

ká univerzálnost aplikace. Je tu možno ozařovat produŕty v ja-

kémkoli balení - kartóny, žoky, kovové sudy apod. Vlastní zdroj

nemá žádné nároky na elektrickou či jinou energii. Provoz zdro-

je (pomineme-li doplňování radionuklidu) není příliš nákladný

a při vhodném uspořádání je i po personální stránce nenáročný.

;.'.-rv : •_ . • rír&ní lze vyprojektovat pro je-cýkoli ;,o:edovi-

n..' v; :or: -x rento výkon ječte dále kdykoli modifikovat ~no.~st-

vi„ i.ou.Jii-.'r.o radioaktivního materiálu. Je via--: dosti o't-tí:tr.-.'

;:•:.•; .-oři t o~ařovnu pro kontinuální provoz a ::ajistit hcir_ore-

n: r i ;•'v'••:;. pro •"sely ohjer. ozařovaného produkty, ľáŕer.í radio-

3 ••:*:. v -:>:. izotopu nelze pochopitelné nijak přerušit a iroto

/•-; :- ^••:>r.O".i--ký^h důvodů nutná, ahy ozařovna U;.-Ia užívána v4 ; ľ". provozu.

: c-i; ova^í nc-na ozařoven vyutívají?í.rr. radioaktivtiího ko-

r 3l' .'-• v.'iy poirírná vysoká, coz je dáno predevsíz1. cenou po-

- :•-. rr: :.o r:r;o.'-? t ví radionuklidu. V 5oíR je probit-s náklad:, na

r •; ;? v V.:' :-erov-;-n "vlá?t pal či v;/ vzhledeir. k neur.írňc vyscíýr:

-••rS-.r. rz "i. o aktivního írDhaltu. kterc: neproste r.ívcdpcvídají sv->

~. o\\''r. -.-r.-rAr.. • it^a^i l"e řešit - ovšem .ta rředpoklaUL devizo—

v' y: r.'roi" - rákucen zařízení osařovnv : r^dionuklidu r.c- ::g—

radiačnídezinaekco

Pfiiib/:.Tií de^insekce není a ani v budoucnosti nikdy nerudé

n-.:á..o:;. univerzální r^todou pro "boj 3? škůdci. ~ ekonomického

i tcJ"v.riolOKÍ-kó'ho hlediska je vhodná jen pro určité situace.

První podr.in.kou je, a"by hnyc či roctooi byli obdaiieni v

n-~: jaří:':;: produktu ne"bo v jinén nos-jrgn materiálu, který dovolu-

je onadnou manipulaci se škůdci. Je tcdy nožné zahubit škůdce

v n-~ j a/.-'r: produktu, ale nikoliv ty, kteří se vyskytují volnř

v pro;'tórách provozu 61 skladu.

^á_e j-f v:;dy výhodnejší zaměřit ss na nedospelá stadia,

kx^r-' JL'OU vůf*íi záření citlivejší. Nicméně je z hlediska úspos-

r o s i l a -II o xŕ.~lo'r~ he •••'•ink1-: r a d e n í -i r-;:in:-ľO:-: •«. vvriD^n-'J - - "

vy á r i r . , Jc-.o. vř.-ecma s t s a i ? : 3e : :dr~ují t r v a l e v z:.~z'fo\:ar-r

pour.e Jako vg,',' v.g -i houaer.ky, ,: :\ v;,'/'in?;T./- , ;d!:o Í ^ H I V ; v

p o l e t u j í ' - i i:aa.--ía, k t e r á .^-ír^r-ír. n-il:'.c ::äsájino:;^. , .':0u port.n

n í dedina1--ii/e ja vT 'sK " .harak^cr osexrovanóho p r o d u k t u . I ci--„ŕ-u l í

c í / .áření pť^or/ ".hohir:k.c rr.--n,v n e j e n v ::iv<' rs:.ot'-, a io i v o;-;j

řovanc-r. s u b s t r á t u . Tyco r r . íny , kt'_-rv ,ioou yě. t š i n o i i n-?.:ádr uc í . ' ::

v i s e / í na n;ii:r;i:"kó:.'. s l o v e n í s u b s t r á t u . 17 f=;] 3ť.'lo,i ŕ í - a i-ro^r

pro rad.ia:-ní o í e t r ^ n í n-,; vhodn ;;,1ř:' - Jsou produ/.:;; y i~i^ir'.'l;" ľ:.-;

orsah.e-1 vody a t u k ů . '.'he:r.iokt- : ľ r n y ; : 4 v i P e i í i na ujit-;' ^r.V:::

i o n i z u j í c í h o : : 4 r e n í . F r i posukování vhodnost i rsMa-ní á-.-ziií.-:^

co k o n k r / t n í n o rrodukTu J-1 !?ut/ió r r i h i c-r'rior.t tsi:-' k Ľir.ii? í".u ľ~-

u s i t i í o p e t ř e n é h o produi-iru. V "i-"'kterých, r.v; porv rn.:. v;:i-:T.ý".:ň

p ř í páde nh. o z á ř e n í ur .'•iT.yrr.i d;í v-:i.!"r.i j l: ;y."a;'o ~-ľ"hnol o :!."•:/ ^ 1 - ^

n o s t i ořet^-en^ho s u r s t i r á t u ( n s p r . ]-ok3r°kJ v l a 3 i : : o o t \ n c i ' . ^ r ' - r .

mouk. •'•"i k v a l i t u poc rbdnyoh s l a d j ' .

ITron^ v l : v ^ na o:: r t rov any produkt ":i. :rr:,.7e cro;;C'VÍt i nň-

žádouoí v l i v ioni;.:u j í ; : ího í:ár^m na o'.ttlovJ r:^ c i r i á l y , Táv'cy u--

žívanc' pro d e r i n s e k o i Jsou v>ak n a t o l i i : ní:::-cá. re t a k o v ý t o ú č i -

nek o z á ř o n í Je r.^eia ;:an.Ga>atclný.

O ř e t r e n í i o n i z u j í c í m i :-:árr;ní.\ Jo ir.orno a : "a?tc velmi rýbodii

k o c h i n o v a t s Jin;,'rr.i technoj/O^ieF.i. nar-r. o l e p e l n r a ; :pr^covánín

c i ir^ohani^kýn o d d ^ l c n í n škudc-1 oc Pu"hst rá tu . P o u ž i t í PÍL; t i e k y

;je os t at n-': radno ::aŕadix- do t e c h n o l o g i c k é h o postupu ::* radieč-n:'

dezinsekr- i v.'-äy, pokud to d o v o l í z puso h "balení , ary fe m r t v o l r y

c i i n o c i i i ; ; c v £ n í j- '-dinci a d a l š í n e ó i a t o t y o d d á l i l y od vi av.-.tn_-

ho p r o d u k t u .

Základním prvkem každého t~ ekologického postupu radiační

dezinsekce jr vhodná dávka. Z ekonomického hledicka i v .zájmu

minimálního poškození produktu je nutné volit co nejnižší dáv-

ku, ovšem tato dávka musí svou účinností "yhovcvat stanoveným

požadavkům. Froto je třeba svážit:

a) je-lí cílem dosažení letálního účinku či je dostatečný úči-

nek sexuálně sterilizační;

"b) je-li nutný brzký l^tální účinek (tj. asi do 24 hod. po ozá-

ření) či povážujeme-ii za uspokojivé, uhynou-li škůdci

až za delší do"ou;

c) je-li nezbytnr. (s přihlédnutím k sožroc&em zachování homo-

genity dávky, k individuální variabilito v odolností škůdců

vůči ionizujícímu sáŕení a dalším faktorům) stoprocentní le-

tální účinnost použité dávky, či je-li možno tolerovat pře-

žití Či dokonce zachování reprodukční schopnosti určitého

procenxa jedinců.

Odborníci se shodují v názoru, že dávka 0,5 kG-y představu-

je jakousi univerzální dávku, která usmrcuje nebo alespoň ste-

rilizuje všechny roztoče a hmyz. Výjimkou jsou dospělí motýli,

kteří po ozáření zůstávají sice plodní, avškk jejich potomstvo

je nejen málo početné, ale i postižené genetickými defekty.

Použití subletálních dávek ionizujícího záření nepředsta-

vuje na rosdíl od subletálních dávek insekticidů žádné riziko

vzniku rezistence vůči ionizujícímu záření. Potomci jedinců za-

sažených nízkými (substerilizačními) dávkami ionizujícího záře-

ní vykazují normální citlivost vůči ozáření. Naopak bylo expe-

rimentálne prokázáno,, že jedinci vystavení subletálním dávkám

jsou citlivější vůči dalšímu ozáření a také vůči působení jiných

letálních faktorů, především insekticidů. Stejné tak je známo,

že kmeny hmyzu rezistentní vůči insekticidům jsou stejně citlí-

v.' v-. M i oni;-... ; í • ť i:.:- záření ;:ako nortiáiní jedinci, a nékdy

konce "iz_i v- ,'.-

''" • ' kono-"lc:a radiační dezinsek•-e

Grc"ri': I;-:'- rícl . že radiační dezinsekce ,iv pomerne náklad-

ná v:-v.no'lo-"! - . '.•':.'v. •? riií IydCt na radis^T.í o'"'~J.r-ní ní.iakcho pro-

duktu ,'•::• ,-:ÍVÍGI;Í na porir.ova^í oení- o^ařovyoího zařízení a na

stufní j'"T h o v.Vi::iuí, na rrovocní ?ř. a personálních nákladech, r.a

v.7iohá"h -s nar.ipula^í produktu a na rotných aalsícn faktorech.

Jake eľoroni^K;; ;:vlářt pfeit3~livJ pro radiační dezinsekci se io-

ví produkty sklfcidovanc' neno zpracovávané ve velk&obieniu na

jednom ;;:Í3t-', net o naopak produkty velni draho neto ,iinak cenné.

nd okononi^kíŕho hod no o oni Je neodlučilelný i zásadní celo-

3;oI"Aea:;k;.' L.ŕíno.- t-'to r.;:-tody, to ti:: o~ození checické dezinsek-

ce a tí:.-i s n í:':, P n í orsahu reziduí pesticidů v- finálních produk-

ťo'^h. ľozadavek zdravotní nezávadnosti mxxže zejména u potravin

ovlivnix prodejnost výrobku a stát se tak i výrazným ekonomie—

kva faktore?:-..

- 122 -

Tabulka I

Příklady dávek potřebných k úplná sterilizaci některými

druhů haysu napadajících skladované produkty

a h o klid o eSterilisaČnídávka (G-y)

Tenebroides mauretanicus (kornátec skladištní) 100/50

Oryr;aephila? surinamensis (lesák skladištní) 200

Attagenus uniooior (kožejed temný) 175

PJayE-opertha doir.ini o a (korovník obilní) 175

Lasioderma íessicorne (červotoč tabákový) 250/175

Tribolium eoníusun (potemník skladištní 175

Tribolium nastaneun (potemník, rezavý) 210

Tenebrio raolitor (potenník mouSný) •. 150/50

CallosoVruchus aasalatus (srnokas skvrnitý) 70

Sitophilus ^ranarius (pilous černý) 100

Sítophilus or/zae (pilous rýžový) 132

Sitotroga cerealella (makadlovka obilná) > 1000

Plodia ínterpunctella (zavíieô paprikový) >1000

Ephestia elutella (zavíječ skladištní) 4-50/300

Ephestia oautella (zavíječ datlový) 1000/300

samec/samice

'- ."• ] .r T n "! •

•i r o i : 1 , o •-••... r ; a i : - - . f : :

;a 'f.

Oryzae surinH

' • ' ' . ' . - i - ' í - '

4-4-+u c i a . i e r - ' : f rj ••..••.•>;. ;-. ; \ o v

. v -,ov .' ; : a \ -;. e c h n i . - : y a n o r j p o .-:•..! v.- o . : : . . - o v ! n í ;

!ř.vc.!. r.. i vyhoav orarov^nx ££;:'£^1^"

r ' ' e - ; e x i s t e n c i a o h r e r.a f e ä r n ; ' ..'h " ! : . o r .yn r : í n : ;•; :" : : ^ i u „ : v ; - -

n.,'. ••.-'. ••: ' h n o l o r i - ' ; ^ o ; i : : t r : - i t y p o t r a v i . : . - V ' ] - ; r r r o v . - k ' ' ' , ; : v i - . ' ~ <

v r o : v o / o v . , ' : h r e T. í .;•;:, ! : Í 8 ' d . - ; t o ' o : l : ' " O a j > V r : r c . ' ^ o r u / O r :.:"". i--:c;

+ a : : . i r t ' - . • ' • . ; ? ! c r r a n i Í ^ \ . a s k l a d o v ý . / : . M-v •. i : •. :J ^ r y " ř . I u . : c • ý: c r: i •.-: •'

i : y . " i o i o . • i ;!•:•'• r n e h o ó n o •3vJ.n:./ p o t r a v i n . ".' • " > / c v ; ' % . 1 : : : e ~ i " " h c i ^ a -

d o v s n ' ' ::•.: m n n . j c..i o e 1 ••: o v ŕ .;.-:!• •:'. o vr' '•". r " •/. o ' "..... n i n a I Í ; ; - " r " i n ' .-ln_

,•. •.: • I c d k n .•:;, . ' . t i í i : . ' . ^ " -í\'v~ '. : ; v . - - . .í •: o r : ' - .

• ••: ; ' v ' i . '• a ; : •: . s e :ic r a n í . : • : ? • . :•' ;-•.,;.: r : " W : ' : i j e v y r n í ; . : : ; ; : ; ; : > :

ný :!•: " ' lon.-.e r v e v ::;n.y,-v h. p o t r a v i n . . T e k o v e ..••:"•,••,•••.; t- v r i a o i ; ; : ; ' v;, 'r o

k ť - T ' ' :;0 "i o . ".no - o c r ? ; v o v ^ t n a V O I K ^ V : > . ? K 1 C ; Í O " " : ; ; d Á 1 .'-ÍJ c v:-. - - o

"• i •~'.D"n\x* V : : ! ; l e d e ; r . :•: "t;~:.:tD o r-: o I n o ;• t e : : d e v r ] - . . i - o l r - i i p l a t n i ; c

i i v nov/ ' . y c ' - i : n o i o . r i e , ^chopnň nar.::a± p o ť ' s v m ; v ;• e ^ ^ x v í ::i .-i •-•

p c i c l ŕ ;' '"i o r u .

y H l n i r : ;-a:::orer J.í::i a i i a p a r : c n . . . .

p a r a z i t ; - . - j d o u !i p o t r a v í n necién- 6 v y r n a m f ' ne .- ^.ar;,v : : t r 4 t y r o í r - - i v i n .

F o .-.!. ih ;.i.i i v e l k o u ó 4 s t o ' u y v a t e L - t v a i v pr-.,r.!y.-1 o v ŕ ' r?.;\\! i n u ^ , •/. .••.• —

m í c h a j e j i c h r o z s a h a :; 'ávčii .no:jt v r o z v o j o v ý - : ' •: e ::;.:> 11 a o j c v.:'

h r o : ; ! 1 ; ' 1 ' - . .!" p r e s v e r - k e r e s n a t ; y v m i n u l o :. t. i j to v o l k f • r r r r - c n t o Í ' O -

t r ä v i r i . .ivoi.': L ř n é h o p ů v o d u ' i o x i t e n i n o v i . n o pa ;. oř--er.fi í i:;i Vak t í ' r i e-.: J .

j-.--o zalnonely. ^ ar. pyl o ba .nt e r. H '. y :y: o.-: o z v , :io3trl_ďi urr. ;•: " - _ .-_

-zz •-. .inýr.i, "oz v = de .<e :; na n ••'.". u zv;. " ov iní infek "•« rotr- " z . ••.

n-r-.T.o-í z. požívání potravin ve v ecv r:emí'r, pro n/ž jsou .-: :Í.Z-

Lo-z.i'i dobr<* statistické udsje ;ľ4i:7zl/.,:;ľľčľľ?. l.^ ri. To , e : .-

•-= i°'\ ker. mnoha faktorů, včetn- explozivního rozšiřování Í::"X.^T;:-'-

zo -ŕ: ova ächytka, zamoreného prostredí, žromadné výroby r o v r;-'• :. n ,

zc\ •;•.:;. pohyby obyvatelstva a ťjric. T\ zahraničních dolníka ?.'.-'-:-

:•'. ~ novaleů. T'yto faktory jen přispívá jí k mikrobiálníma zi;r:.orvni

ľ'zolí. ľarazitární zamorení • lidí i íiozpcďlŕ.okéhc zvířectva :.•"•'.--1 •• ',":.vh v urřiit- ni rozsahu ve vřech názzecr sv'ta i pres v c '• ť.e r •'.

: .:• i J. í o jeho zvládnutí. Po t r a v i n.v .ž i v o c i Ž n é h o původu hra; í z J J U Č -

::c; roli v infekcích pôsobených c"ervy a parazitickými protozoa,

n- [•• ŕíklaa trichinoza a toxopiasmóza, p-ř<:-nárené n^sem a maínýzii

v'robky. ... tŕízli v e' se odhaduje, ze :.:dravot.'ii?.ké náklady a ztrliy

r r o:; uktivity následkem trichinozy. toxopl.a3~ozy, salmonelóz., -.•ČI.~-

r-'"j.o":- ;•: *.criozy a hovězí tasemnice velkov^ •..•iní zhruba jen v' >.-.

r:ol>:.~. jedné miliardy dolarů (Rooerts, Is'c-U.!

T přičemž ten.;; OCJ.S":

n c a h m u j e důsledky výskytu t-íchto nák«" u výrobcu potravin a

-'.. "- vovalí h institucí, které lze hodnotit jc.ko stejné nebo v o.-:o-

nor.zi !-:-'IT: smyslu ješté závazné jž í ne,'; prí^ié náklady, vyvolan:- one —

r:.o ".'n- nír; lidí (tccid, lze?'!.

:^nohé suché přísady do potravin, zejména koření a byliny, se

z v c. 1 k r'; části v y r á c é j í v rozvojov ý c h z. e ITI í c r a j s o u v ý s c, aranýrr. z d r o -

^•r jejich devizového príjmu. Tyto druhy zboží jsou často znacn^

.:.i: laminovány mikroorpanism;/. ľo přináří poříze při dalřír: zpra-

• ovávánjl například když se přidávají do masných výrobku (I..';.:'.3,í

''-S-'.), T když je zamoření votcinou kontaminujícími mikroorfrani s-

i:z;. ó a s t o se vyskytují i p--t okenní nikroor^anism.y a pal-: toto za-"3

ĽOrení vedlo v řade případů k infekci lidí (Bockemlihl et Vrchi^rs,

Ozařování potravin je jedním z účinných nástrojů, jichž je

ir.ozno použít ke zmírnění či odstranění teento problémů. Výzkum

e vý^o,i ozařování potravin prováděný v řade zení i mezinárodních

J

o r , ; rok^.-Tľ.,:.->:<? :ôt-;-.nr; ." oplr.;•:•':":. v v: r:- r .o: n ý - ř . X / J . / .

v - r ; ' i V . : n v i í i 5 2 Í a n p : r c í - n o - : t : ^;, Í i v y . : ^ ; a ri; I •; r:-r. .• í or.

:• • ••••. ; •; ; : r ^ . hate k y p r o v n d i t o l r . 1 - •; ; : c " . r j v : : : y c- o ^ r e n - '

\ •} . • .--oril '• r : ° : ' ' p o 7 j ' e > • . ľ:;i'.:•'•;:• P O . : J o : ' "?•:'•'11í p c t r ' i v

". •; i-'í."ľ-!Ír- o o t r ^ v i n v n , .

klľ:.-er.j ', a l e !.ai:'.: a;ii:';

O Z':"?. v;L;i ?;»!i , 0:-'r: ľo 1 ' i ln í

i l i vor", i ^o^rřjvir;. --i , ' e ; '

""a."-1-' r s ^ - ^ ' J "J "í fr ' í :'"'." h

yO.:ao.av'c:',. í. :ar:o;: ŕ e / p - '.

vcu '• 'v-'. v : ' d " . ; Ó O ' . r c .

o; r í v ý.; ho."."' ý í O í t ST

:-'"i:;y ri'-'r

-3 ; Q ' . ' . O " 1 í l S ,]£-! ' !

";D

. .-ľ O . ' ^' č; ĹS 0 1 j?-'" . 1 '

r r o :"rof:í v

Í :

;äi-:o:-x v;.';.;hc;:i::c : : .ateri . r :I : : un: n o . y r a v í d\^ led :y\'.?::::n: n p o t r a v i n o u před i po ::yrŕ: :-c vŕ.ní.

« n Ľ ^ •• !•;• ? v l i v d ^ c . i n o l o y i e n a . ' L v o t í i í u r o . I r ^ d : : ' . ľ? a Í r - í .v'••.". i; 1 9 -

r . ;u ,'•<'• v i^-ba Ír-r a t v ú v a h u . ; : e . :.: s n d k t e r ' . ' :•; ••::'; e aen-i t e c l ; n ? i o . ň *' .

ý':-:o íio'-'-i'ldárxí' a s o l e n : ' . -; h o n i c k ŕ !"3í.;-er\-^:v. ;-; - ^ j - l y n o v / u i í , s c

n.vi:...' fi'C h o d n o o u . j í s e r . r e t e l e i ^ i\a ,ie, ; : . ; jh ^ i o l o y i "iioi; l e ^ r e c c o ^ : ; ,

j :":;o";c ::v l i . " t t : p r o " e ^ i í . ^ . te ir" ' ^ I : Í ; ; Í d o s t a t c ; : > i c : . ľ > , v i n o i£ ,i í ::o;'-

viúi'\- ..i-raoc'riii i 3 i s'3 ri^'j:^',. ••"UTI"ÍV"Í n . i -". b / : ' ; d o t í ' ~ : i 1 .. ori.i —

• ;:a :Ti.l e n e r g i í d£ . l ř - í v ý h o d u p r o - b i n š k t e r ý r 1 . orl-^í:?. procesve. ve p p n

•*, ŕ p !•-•••• - ^ p r ; - í o d v b e v p e ^ n ^ . - i t i p o ' m r / i n ."•':/>- \.y.:I ^\-r rc.:":v;nuť.'-.-í:

r-'?;ľ.'"h o p o j i v á p o t e n c i á l o r . s ŕ o v l i í ;:e,'ncn;-- v---- v y h l t á u 11 ;J s.-:,':.:--

.i:í " i n t n o o u i pou>;í"a1< o h e m i L á l : ? , I ^ K O u r c i t ^ vlyrjié Ictry, r t c - '

i;nř:r::or.a J í ' ^ a . r i z i k s p r o p r a c o v n í k y v a v ý r o b n í o l i p r o s t o ř e c í , Lai

• T.-TL -'r.y toxických reziduí. -!e!-:o

-•••;r;7-í -iukszu. toho, i- n°jía-*,

•'.-': y, etyifn dibromid (ne.júíinr.

'o-."~:ní í'ady Čerstvých trcpicK;v.-

-.yl/r:Oxid isou mutagenní a rcar^

•.::..-.. If-r/-1!. Jejich pouSíviir-':'

/.-?.. : ^ ' : o ,'» ; : c : : n o •:;•«••

.:••».•-'v ir.-' ^ p l y n o . n :í

r-? ". >i''. používaný

pro Z í t' "i .Uvi j;í:idcú., tak i :iokc;.' : J-. . : - . ' ":;::• pote::^iál oz^r

•'•'a' :-r-'>-Pivin r| n j^řtč větří v ro: v o.' ô v' • •' . ';:::"'r: r . ':v:r: ;'e ~r-",i'.r.é

i::i:-;Tr/ LÍT. í váni a nesprávné p'u :'v ••:: •'. • . =: -11 i •;'.

.-.levní positivní účinky orarovr-/:.:! ; 3" .•."-" v in J.-ou patrný

Hlavní ucitkové ačirik'-.- o:: '= '-cv -.ní

a zpomalování

a -.i:..ovy ' ' : : " Í O . I U Í ; 3n_i:.cfi-

r.aloní dozrávání a oddalo- p rod 1 o ur.cn'"'. .-kindovatelnoPt ovcce

í stárnutí některého ovo- a ::i,ler.i;:';

r.i "er.í ?, sterilizace hmysu :. J tí ¥ i íl

•á'hrana pcrr.nožování a r ů s t u prevence p a r a z i t á r n í c h chorob

;-a;-3;-i "-,'.: přenášených j íd lem

s n í re ní root, u mikrobů sní, e n .í ;\ a ÍL. O ŕ e n í p o t r B v in : r r o -

diouřiení " i v o t n o s t i a s.kladov2tc

n o r : t i po try vi ns prevence otrav a

i nf r- !<: n í ;.; D Q t r ^ v i n

V :-.••.-: t n r ; ' •:. p ř í p a d e : ^ r.lc:.f.^,'r O " v - : v : ' r . . ' •'j.r:.-: r . : ' n e r o .••

c r ' -•' .- j r:;:-:' ? r i s t i k y p o t r a v í n . : .-"'-:.•::,; ' 'y . . i K . á l r ' -"•r.Cľ'.i •>.-:

'.:.•:, o r - j ŕ o v - i r . : . k t e r ý c h c y l o ::.o . \ D c v., ' : .O'O:,. v y 1 ; . ^ ' * . , : ; a : . r r . :

•' •: a --: r. •' f;" r i t e r v j h j n . : n \ l i r . o v i r . J :.r-:ra - c v i n . . ' ; o r ; o r a •:. r..'

: ' ' . :Tv:r; i rc'. r a v i n

ľ r o r-'..;,r!"- a p l i k a c e o. :e ŕovr^n•.' l o i r n v i r : ^ x i ^ t u . i i J c-'"-?:".ť

v'.l n í p o r a d o v á n o d á v k y . :ío:::naí-..v p o . '• . c van.;' .••:. r í v e k j e : ' ;

v r,ahuľ o e 2 p r o h l a v n í o'.~ 1 <r3 s 1,.:. fO'-... i'..•:'. d e t a i l y p o / ^ J h

r ; ' l ;:/i."- : t i n y a z a j i ř t o n y p r o I - : ; Í : : Í O . ; p o t r a v i n u .•:vlá.'<t.

á v k y p ř i r\izxiyjj. ďpl i .- :a -1 •':. ::;•-;• v á n í pot r . . . v ; . r .

k ?':•.

. ••'.'urana k l í í e n í rrainhor a mihali? ^ , 0 3 — C . I -

•.!•'. ľ i ujc-JC';1 p l o d i n ,jako semena, :•• cm , r:-ouK-=,

':P r r- •; v-':- u s u ' e r / ' ovoce 0 .." - 0 , r

vinr'-.h 0,1 - 3,0

prodloužení sk lsdovate lnost i potravin pori-T^riäJ.f'iíoK ::káce (ovone, zelenina, r.iváso.drine:':, ryby) 0,^ - 5,0

i:>i k ro i.'iKlní cle kontaminace (;:araaon.v?h ) :;ia-S5, ir-.ibe;:e. v>jec a d a l š í c h p o t r a v i n a kr~nív : . o - ",o

pnížení nebo likvidace mikrobiálního zamo-

ření v suchých potravinárskych pŕíoaďí.'ir.

( ko ŕení , ř- kr ob , ensymo v é pří pra v ky) " , 0 — 1 0 , 0

r-terilaoní ozáření masa, drůbeže a rybích

výrobků x ) 25,0 - nQ,0

n* •-. ".'."i-n-ri ' i n

r* Í" o ' i ' ' -''' '. C'

: o e

c "• 0T.-~ ; : . ' " , ". r";' ••. :'. .

• r' potraviny r o r. o v ''

" v !'j.r :" C

o.-

o n:'

•."•-. ) - : ' ! , n e r o i ; O . T . : i ; x v .• J I - .;.'•• • • • - , : .

. 4 a o z a ř o v á n í . . Š K n . i i i . . : ;- ; ••• : ; i . / o ,

••; r i v . : d r ' v l c y o r ř . r o v : n . í ' j : . - ; i ; r ; - : : . : : ^ .

::.. r.- r 0 ^!.-.-r.-.i .•.

: v y v o l - i t c r r r - i f i O . : ••••: v . .

•• r . - ; v ' i . o o v o r - o -J . . . i r : ' ; _ . -

V ! r : ' : . . v y v o l á n / • " . . - k n 1 . ' •-. •• •

•• .-i!.~: t c -i ? p r o v ; " i . " ' . " . i : o .-;/:' • .no

'. .M:.U." ";D.'.::oŕ--i na i--;'! r. o u". ; O:' •X

•. 1 ; '"3» '-.r..;' r o o i,-í í" s r.:' > o .'•. :v ". • ~.' r.

. ' - ; r o;n. o : - í ' ' r r : ŕ . v,/v o l a r: ; -.

.'r:;, v v c/ o ro v a t e l r i ' ' ::•:,':••: r- ,-:.

, • . : r " •! : . ' - ' : ; : o ' : • : ; . • • " ; • ' ; " ' •/. ' ~

• o v h ;•'';! e i l l fiy j a k o r. :: D , 'c::.r.

•- l - l v = - - t h i n o v i - t p r e - r - ' -• r - j :

iou : . Vrcst-o c

•• ;ícr:i'.'ké a f v r.•." i r s ' - r ' ' 1 : ; r ŕ í p g d = " ŕ. ."':• n .c : . r .o v;.':"- .":..';'. n : r.

r:.: •":>".r..y ' " ; p . ; s o o e n r O " á ŕ e n : í r i i c v s r n v i t -•.• : ' i r ; : ; - p n í , " g ^ ř í k l a d

.••' r. •;:. v y v o l á n - ' :i KÍ* k. c-c n í 3 r: vý-^'?n"' y rc-r-i; ;;•:.:.o.- * i i ' k - ' i n ' /O v v h o -

* . ' " . , -f " k r á t i i o t u v a r e n í - iľ"cr j ' . ' :•• l - r : - / : ; n o r o r v y r í v . V t - : > -

" .•'•"•vy r. o : : n r ^ n f ' h o o v o c c n e ^ o n ^ y y ^ ' y " ť c r o v " ' *•'-!. i n-,- y ľ i - s

. I " 7 ^ ; : : a a n a . ; . , 1 " 8 ? ) .

. ; r o " ! . o.':o s t í i . " o v á n í d á v k y : ; H ? ) ř u j e r o . ^ a : . .J v c . n l u á l n í :•:: ".c::i\-

••;•'?• y:2<~n c : : r f r e n ý o h p o t r a v i n , j í í O i ť v p o p r e d í :-:-Í;M:ÍĽ v h o ä n í

r: : C VT-. n .;

• . r • .

. ^ " ' . • : • o v o v , ; •£• J -.-r . .:".•-. •.

; . . : ' : ; i '. i . , , : . ; . ' • . ; i 0 i - O

' : • _ . ; " ' ; . • • . _ • " . ' ; ' : . t j " i / " \ j - > ? r ^ a : . .

•pro: . . ' o . . : L r c ri.: ' . ľ " íl I 3 r r c ' i •".": .

.-. j c ' .ľ . c. •_•. " rír: y n a p 1 o i ; . r. .J

::•, - i ; . • I o r í , ; : : ' r..T.,v: :.?•.

. n ; , " ŕ . > - v e o . " í ŕ o r . : : - ,'-. ~:: r . "v . . • , - r - T ,. ' . .. -> . . ; • ' . . , J . ' ^ o " i • O •,' '

.-' r . ; : o ; ^ v r - L - i -•; •; 'i • • Ť. J. 1 ••' : r -

•••: ž; o . " . r ' . , J o r n , K ' "

' ! o a "uc t r o p i c k

ný•?h re?, t l inn;;.":h i-:or.o-:i i y

;O'!n:' r.'".'-inňror.r.'.' c "riC: "n-"

i-:oro-:i i 4 y r :

'-- i- - Q

~ D :;; _

v r„l3u

0rih.7i.vr:ent< vc: i f: a ;: 1D":-i ";.

.:&>rár:i] o r-':-;r

;-R. ku e r vi c poítaveno ^":---:-. r

i - * f - : f ? V r . ] _ ' " ' " . O ;•',.'• ; j r ' * ; ' l c : / * ; ' 0 ' ; . ' :'

j-' r o á 1 o v. '•/. e n í H k I. -. d o v a t e L Í] O .; • 1 : ." :. '• \ zR;i::e

J e d n í . i a ;; r . l ^ v n í o ) . d - . , v o i - ; . ;>-? vc'-. \ '• '••>, . :. c r ; L;", a ' i n í h o z á ř e n í

.j o ^ n e š k o d n í t j i : i i i v r o o r ; : " a n i : . ; : ; ; , ; • ; . / > • : . . ' • .' . k ' . ; : ľ i-c : . ; h o r : r - ixpír-'í

. ^ É O f i t , r . c > o p ř e d s I . a v;;, j í ' ' í n ^ : *•; : r- • ,' :•••;• .:-\rhK'l .•? p o * r o M t f l P .

' . . n o ŕ s t v i e a e r . í i ? z á r e n f , p o u ": í v r-n :-:•' . ' v • •'" . i :. t •.•' n e r o o d . s t r a n s -

n í t - ? h t o o r t r a n l o i i í T ^ , G R Í Í ; - J ' : O : : > :-.-': -,] n r-.:" i m - ' ľ i t y - ' } ' d r u h í a

p o d l e p o r t - ; , r e s p . " i - á t n - q ' 1 p - - i : o:'.n•.' " ' J : D r . - - t j i n i . - " n - : . .

. -i r, l

: J \ : D V "i '•• : .

: r v.':-; 1 -..: n o J J . u . o \ - > i

;. . v c t. :

>'••! G r: :1 Í ;

oc. 1 "•!.;—

;t; ,yĹ na

f on i .- i-:l>5'\ OVÍI ' . e l :

íl--."' ^ ľ. r.^ r r ; d l o u : '

!vr;: ::ni

TC ť- C a

..... .. U í

• : -L O •» ' • r . ' , K "i 'j I" • :-> C u O J . '

u'"" .i '..' J'; 'uu n j..

T, >•*: O i i v - . ' . r ' 0 b - :.. ,

c ? ' ' C i ; c r ^ _ o.""-: ř c r i L U r.y nor , 1 . 1 " . !

i , K".-..• vf; n c / p . í í i o ^ u , ; ; n-: .".••.-

.-t rar . ; ' po" r j n; ' i á i n . í n p n c r f o

ro:.vc:-:: ;v,i > :J .-: * • r i e .T, I V " c r

;ŕ: v : ' o r . i " v> n •'.•a;-: i v ? . : : r . r a / p -

J • ' ' . T . 0 ."* •" [ ;'

- • • • ( ' . - '

i- ;• , • : r . - : c ; : :: o . r . : ' 3 v i n : .:.

.'.:: -..-.c ; : ' j ' ' " . : ' - ' ; n :'-''••: c (ľ :vr:

" i . - - - . • ' ". •• v-.z?; ; ' ;no: ' . r . -

: H * • . ' • . ••- . ? ' . , : : j . y L - l o V ' ' O Í . Í Í M

'•-;-' m : • -~: '•••(-_• ( T u F l e 3 . ; i ~

''••: ''. ' • . ) • • - " •-<• ; .;' v e ? • a r . ' • •

r.;'\ • •. •...'• • + v i r . p ř i p r a v ' n

r.v.'':r; r-o •. j •-. •••••/'• í m u n i ";;.v , V y .

".:"i''r":' ':;-uc ;3 ;;j'del pro

:•.].'? p.:'--:.:. ľr •::••.! vár.H' a p r a

\'ý ".'L-.r.r'. t-i:!:i< v prcver.-^i

o s ' - ^ ť Ĺ"':, - ' z i k c v ý c h SK1;.;

?• 'r o 1 k ••'" 'i, E t. yrvch o^řarv;

r : ív : : r; : ; . ••;;i::drioe uj : . c í v :-v.;

iié "po-.'. :-'.l.ačy v d o s u d ner[r:• ':

ii£;r':-v •-' a o s t i t s a r c v a n j / c í i r-

v-. •> - v <- - • -, T - w - ' " - • . ^-. *. r ^ . 1 n ŕ ^ . "^ ,' i - ^ ' " '••• i

A 3 f l j ;• r c ;i*-í1'.") ó t o x i k o l O;~.'. ^

vérn -'-c t o t o zpracován":' ;..-

mi ícr:.")'r j ol o;-I okr' p r o t i ŕ.-r:;;.' .

pi á vr.í s c h v a l o v á n í na uárr:"

JE'"?': a v r-íHioi Gocie;;iJ ',.11

i ; : 0 O l o r . ľ i í ý c h s t á t u . ; r.-ji". r.."

pro CTRŕovanó potraviny'' •:-»

: . "i r j ir.

.o : o ;. : :.' r 7

li h •:.!•;• P r o g r e s i v n í t e c line i o;;;!,-; v ; ^ ^.VM~ář:jkén p r ů m y s l u .

Sbor i i ík z o S k o l e n í p n i r . •vir::_' :/sk;' cl: ~ P c hrio 1 o &Ů

konanéhe ve dnech 2 ? c -;. 2.;. h7:n' :i 19B7 v P r a ^ e

VYLÁLA: Pobočka 7U?P CSVľS Střediska technických informací

potravinářského průrvy G! u /:ľTl/, LonoVíjiská 55,

120 21 Praha 25 v durnu 19-7 ;iak© .qycji 15« publi-

kaci nákladem STI

PIÍEKLÁD: re ferátu Prof. -J„ rarkace lľi;> Zc Rusý

KLiDAKCĽ: Ing. L, Chýlocvd, In..> I . Eužcnvá, ř.TI

TISK: • VIJPP - Středisko tec'iiiLoi.-ych inír.r.v.Hc.í

potravinářského průmyslu, Praha

NÁKLAD: 160 výt i sků

OÍóLO PUBLIKACE: 60/761/87

rORMÄT: A4 Počet s t r a n : 138 Obr,: 5 ffiab: 8

PRAKTICKÍ MOŽNOSTI VYUŽITÍ

VARNÉ ĽXTilUZĽ Pľíl VYROBÍ! TRVANLIVÉHO PEČIVA

Dii-l.-Ing. Welfgang Oelsner

Werner & Pfleiderer GmbHTi,eodorstr. 10, D-7000 Stuttgsrt-30

1. Úvod

Extruder, již desítky let známý strojní systém, prošel v průběhu

svého vývoje mnoha obměnami podle nejrůznějších požadavků. I dnes

nalézá své hlavní Qj-latnění v plastikářském, gunárenském a che-

mickém průmyslu k príprave a předpracování surovin, k výrobě kom-

poundních hmot a k extruzi polotovarů i hotových výrobků.

V potravinářském a krmivářském průmyslu získala v posledních dvou

desetiletích silně na významu varná extruze. 0 tom svědčí stále

širší nabídka extrudovanýcb druhů zboží.

(obr. 1: Příklady výrobků, připravených varnou extruzi)

Na obrázku 1 předvedené varnou e-xtruzí vyrobené výrobky pozůstá-

vají v podstatě ze škrobu, bílkovin, cukrů, celulózy a tuku.

Varný proces probíhá kontinuálním mechanickým a tepelným přívodem

energie v několika sekundách.

Při tom se škroby zmazovatí nebe che.nicky modifikují, bílkoviny

denaturují a cukry rozpouštějí, taví nebo karsmelizují„ Celulóza

zůstává zachována jako strukturotvorný prvek, zatímco tuk tvoří

se škrobem komplexy /!/.

Vysoký obsah škrobu vede ke značnému stupni expanze při křehkosti

struktury, jaká je požadována u plochých druhů chřupavého chleba,

snacků, snídanových cereálii, instantních produktů a krmiv. Vyso-

ké hodnoty obsahu cukru vytvářejí spolu se škrobem gumovite pruž-

nou strukturu, typickou pro lékořici a ovocné gumy, v kombinaci

s tuky a případně i se sušeným mlékem vznikají krokanty, kandyty,

cukrovinkové nebo čokoládové hmoty a konečně při vysokém obsahu

elastornerů i žvýkací gumy-

2. ^y_stémy__extruderui

Obrázek 2 dává přehled systémů extruderů, jaké m/me dnes k dispo-

zici. K zušlechtování potí©vinařských výrobků se z nich v průmys-

lovém měřítku ponejvíce využívá jednohřídelových strojů s drážko-

vanými nebo spirálovanými tělesy a dále dvouhřídelových souběžných

i protiběžných strojů.

- 3 -

r

Xiizné jecín^hřidelové systémy nají při varné cxtruzi potravinář-

ských hmot tu potíž, že zmazovatělé, denaturované nebo netavené

produkty, jako škroby, bílkoviny nebo cukry v djsledku chybějí-

cí samočlatící schopnosti mohou ulpívat a pevne se připalovat

na šnecích nebo na tělese- To pak půsooí pulzace, znečišťování

produktu a potíže při čištění samotného stroje při přechodu na

jiný výroook nebo po ukončení výrobního úkolu, iíovnčž chybějící

intenzivní promíchávací účinek^ potřebný pro předúpravu surovin,

omezuje pružnost použití tohoto systému velmi značně.

(Obr. 2: Systémy extruderů - přehled)

Dotykové dvoušnekové systémy - s výjimkou zlepšeného mísícího

účinku - nemají proti jednohřídelovým systémům žádné podstatněj-

ší výhody, protože se vzájemně neotírají a je u nich rovněž ne-

bezpečí zanášení produktovou hmotou. Používá se jich^převážně k

vytlačování a tvarování žvýkocí gumy nebo měkkých žyýkacích hmot,

přičemž tepelný proces je předřazen před tinto tvarovacím extru-

dérem.

V podstatě se dnes soustřeďujeme ve varné extruzi n.n souběžné sa-

močisticí plně do sebe zasahující dvouhřídelové systémy, typově

představující nejčastěji v potravinářském průmyslu používané ře-

šení a díky pružnosti použití vhodné ve více než 90 % všdch

technologických problémových zadání;

Pro určité speciální produkty, převážně z oberu cukrovinek-, s p

soustřeďujeme na•protibežný komorový šnekový systém, vyznačující

se, díky nucenému posuvu hmoty a úzkému spektru v drže významnými

výhodami pro tepelný přívod energie vedením tepla do vysoce vis-

kožních produktů, jakými jsou například cukrovinkové hmoty.

Surovina je přiváděna v tomto případě převážně v podobě předmíše-

né slurry (brečky), dávkované pomocí čerpadel. Tyto šneky s proti-

směrným stoupáním, na rozdíl yroti šnekům se sousměrným stoupáním,

z důvodů otěru smějí rozptylovat mechanicky jen málo energip a

ce.reálií, o- nichž se bude dále pojednávat.

Chji "ík •.t:rÍ3"„icK;.-r:: r:'1- moderní nxíruáéivvc ..-.:_ je je ~..J. že tě-

lesn a prvky šneků lze sestsv.-vet p,-dle jed/;„-tn ivý?h procesních

teehnolcgických úkolu (c^r. 3;-

(ubr. 3: ôtavobr'icový systvín extr^déru OO^Ti:"JA)

mezi násypkovyrni těle;;,y pro dávkování p^v^'^h látek,

tílesy, která rají ne^o ner;-ií vrtané jírrky pro ujdře-

ní teploty a tlaku a pro přidávání tekutin nebo odber vzorků.

odvzdušnovGCÍ tělesa rro volné odvzdušňovaní nebo odtah vakua.

Na šnekové hřídele oe navlékají jednotlivé prvky, které mohou

dopravovat, alo i mísit anebo působit střihem, takže i zde je

možno se přizpůsobit zadání technologického postupu. Tohoto prin-

cipu se u firmy ;/P používá u soi běžných i protibžžných extrudérúo

Jako trvanlivé pooivo so obecně podle' výrobu příslušné literatury

(2,3,4,5) označují jenné pekařské výrobky, které nají při správném

způsobu uskladnění dlouhou trvanlivost a skl^dovatelnost bez

újmy na poživstelnosti. Extriizně-tepelně v, robené produvty tyto

podmínky neomezeně splňují.

U původně velí;.i jednoduše tvarovaných a aromatizovaných snackovych

produktů, jako jsou kiť-ařičné vlnky, arašídové flipsy nebo cibu-

lové krouš'-y bylj možno podstatně svýíiit atraktivnost a tyto vý-

robky se dnes vyrábějí v mnoha obměnách receptur*s tvarů, s pole-

vami, povlaky nebo náplněmi. V důsledku toho se mnohem náročněji

připravují a i nabízejí..-

Obrázek 4 ukazuje standardní provedení zařízení, jehož jsme pou-

žili pro výrobu r- od ií'i:'ovan;.'ch škrobů r. nouk, ale také pro všechny

přímo expandované obilninové výrobky. Při tom vycházíme z jednoho

nebe více d -ivk^vJr í pevných prísad a z jednoto čerpadla pro dávko-

vání vody a dále z dalších čerpadel pro ostatní kapalné přísady,

jako aromrtické složky, med nebo sladeij

(Obr, 4: Zařízení pro výrobu přímo expandovaných výrobku)

T\to exirudéry mají 3 - 5 tělesových segrentů (ponúr délky

k průr.ěru je asi 12 až 20 D; a na tresce mají plynule regá

telný grar.ulační nůž, sloužící k tvarování. Výrobky jako plochý

chléb připadni oplatky nebo koextrudované plněné trubičky se

krájejí až po odpaření zz předsoušecí a chladicí linkou.

3.1 Joko příklad úplného zařízení pro výrobu neutrálních nebo i

sladkých extrudátů nyní popíšeme autoretickou linku na plochý

chléb, tak jik dnes n-příklad pracuje u firmy J DUS ve vVeissen-

hornu (obr. 5)•

(obr. 5: Automaticko! lir ks ns plochý chléb)

V této lince samočinná váha naválí aprávnoo směs, ,která se

pneumaticky předmíchává, ukládá v meziskladoven prostoru, dáv-

kuje se, pak. se pomocí extrudéru CuNTINUA s výkonností 500 kg/h

tepelně upraví a vyt-aruje přestavitelnými tryskami (obr. 6).

Vystupující prameny se odtahují a střihají; dopéka^í se v in-

fračervené peci asi 10 sekund, takže se dosáhne konečné vlh-

kosti mezi 3 a 5 V&, pak se výrabky chladí, rovnají do sloupků

a balí.

(Obro 6: Zařízení na extruzi plochého chleba)

Krotre přímo do ortsi aroiiiitizovaných 3 slazených výrobků jsou

nyní na trhu také - a to ve většině - dodatečně aro. atizované,

plněné a cukrovou nebo čokoládovou vrstvou potažené obilninové

výrobky. To se týká jak snacků, tak i snídaňových obilninových

výrobků, i plochého chleba a oplatkového sortime'ntu.

V poslední době vyvinutý koextruzní postup umožňuje přímo během

extruzc vstřikovat plnicí hmotu, sestavenou na bázi tuku a/nebo

cukru, do individuálně tvarované obilninové trubičky.

Obsah vlhkosti- lze u extrudovaných oplatek, profilů nebo tru-

biček nastavit po extruzi a bez dosoušení na 6 - 8 %. Takto ex-

trudov?né výrobky jsou bez dalších dosoušecích stupňů již chřupa-

vé, křehké nebo drolivé a dosahují včetně naplní r-inim.'.lní skla-

dovatelnosti přes 12 měsíců.

- 6 -

Jo-li ree-ctjra prc ex;: udcvená tělese r-r: rr/ sr.vô::; .^-.iívi-

telná, n? plnicí hmotu se Mače řada zvláč-tních požadavku pci-

mí-itných charakterer. produktu případně výr-„tnír~ c:stiicu-

Lxtr-jdovrná tělese nají obvykle vodní aktivitu mezi 0,5 - t.C e.; .

To vede u plnicích hmot na bázi vody, j skymi jscu napřívl5č r oč-

né pasty k jevu, 2e voda z náplně přechází do obalu nebo oplatky

s ziríkší ji. I'role d ke n toho bj-v l chulový dojen kousnutí do kartó-

nové lepenky. Zde se- naskýtá možnost primí^ením například jableč-

né: o pektinu do ovocných post snížit tuto hodnotu aw« U oplatek,

sendvičů ::ebo dodatečně plntných profilů lze také nanášet oddě-

lovací vrstvu,, například z tukové glazury, aby se pronikání

vlhkosti zpomalilo.

Plnicí hmoty na bázi tuku nenají žádny, nebo nrsji jen nepatrný

obsah vody a tím je hodnota a pod kritickou fázi. Lze je obvyk-

le snadno připravit a aromatizovat, například kořenně jako sýxy,

pizza a masné pasty, nebo na sladko j^ko čokoládové, jahodové,

malinové a vanilkové tukové náplně, i

Tabulka_l znázorňuje jednoduchou základní recepturu ne sladké

sendvičové náplně„

•?2 L:1L:§_1 • 2ákladn_L receptura pro sendvičovou náplň:

- moučkový cukr 47,C %

- tuk (bod tání 32 °C) 34,9 %

- plnotučné suš. ml e k. o 15,9 %- lecitin 1,6 Vo

- příchuí např. vanilka - podle údajů výrobce.

U koeftrudovaných trubiček je třeba mít na zřeteli, že plnicí

hmota v cblajti trysky bude vystavena zvýšené teplotě, která ji

ohřeje na cca G0-G5 C. V torito případě je třeba používat teplert-

ne stalých tuků, aby je zajistilo rychlé vykrystalizování plnicí

hmoty po procesu naplnění. Tukové náplne s .ízkýn bodem tání na-

sáknou do obalové hmoty dříve, než motnou ztuhnout.. Výsledek pak

je zamaštěný a jen zčásti naplněný výrobek. Ta^é krájení je u

ot ioke „ T •= i; u 1 "< v 2 ^ 3 dáve j í

7:"- r-l--!j r^r'ní pro koex cr^d.. vene výr.cky, j' k J- vyvinula ns-

::"'--'l4-: i'ir~? Hearnann and neimer. Obsahují obecně tuk s vysokým

ť.^ľ. lani, Který ale nevyvolává nepríjemný loj ovitý crutový

'ľ'-!: uik.? 2: jyr. v á n pln pro sl"no-kořenne výrobky

měkký tuk s beden tání 32 C, nspř.ý ý ,Ivjracrern, Friwessa, NL 25 '<>£Zxií-e.r.á sl^di'á syrovátka nebo rozprašováním suše-né odstreděne mléko 20 kg

Nursp^n (prnľená sojová mouka, Edelsojs. Ker.burk) 12 k£

iv..'Stlinný tuhý tuk, bod tání 36 ^C

(n^pi'. v/es c o Special E; Friwesa, NL 10 >,j

•ŕodzeínnicový olej 8 k p.

Suňené žloutky (například od Sanova, Hanburk) 7 kH

Fie ičný práškový škrob (napr. Weizella;

Kroner, Ibcenbursc^ 6 kg

Gýr v prášku . 4 kg

L leká renská kompozice (například DI..-V, NL) 3,0

Prášek Cessa (Friwessa, líh) 1 kg

Sůl 0,50 kg

207 049 / oy 321 óuché sýrové arona typ čedars přírodníni aromatickými látkami z přírodních surovin 3 kg

100 kg

(s l-Ts'-svým sv.lením firry Kaarnp-in <-cb Rein-er)

s.^: Oříškové krémová náplň pro sladké výrobky

f.iOučkový cukr 42,00 k.g

Speciální tuk s bodem tání 36 C 27,50 kg( ř i i N)p(např. Ivoralig; Friwessa,Rozprašováním sušené odstředěné mléko nebo syr .vátka 9,0 kg

K~keový prášek výrnzne zhnvoný tuku 8,00 kg

Laktóza 6,50 kg

Jemně r^leté lískové oříšky 5,0 k^

Speciální tukový prášek (např. prášek Cessa;Friwessa,NL) 1,00 kg

Lecitin 0,50 kg

204 852 / 65 faO2 lísková oříšková příchut s přírodními

aroii.atickými látkami z přírodních surovin 0,30 kg,

100,00 V;..

(s l~skavým svolením firmy Haarraann ... Keimer)

_":••: j'/, ryl zr.i::-'.r.^, jr~ pí „ rpr.io r:_v : :• ';..".r-c :;-:c:iin::f:

; lnicích h".^t, 'etc re jeána^: ;:<- r.r. teler. r.v Jľ:"' plnicí kanál jscu

vyjtóver.y v ::w<y:L plnicí::, tla'un: az Ic baru. jecr.~k ir.ucí krátko'-

d^ť* sr:;.šn: .:'. V.;-.:.". teploty 3: "i v : C Í 60 " C

Fo rr:bchr.ulí k^átruu rchlrzovací lir.xou se n^plriiné prznený krá-

její m žádané !<cr,ečr.é iólky plynule serioitGlnvm sti/ihacír strojer.,

•:° ílĹi._± sn^z^rnčný dv. i;pr oncnovy stfihe-í stroj u-c^ňuje seJf-izo-

vání pr ::• ko.rrtý j-r rien zv1.c';'t . ^f1':^ j :"•;:;: cClk\ r-rsn.c nastavitelné

nebe 1-e scučasr.i krájet rjzdilnt' celky- Pr-ctoiie i plnuí strnie 0

jp pro >ažr'.ý ka:::-U řízena bar^ostatně, je rr.ožno v rrípadě potřeby

j,ct současn- n-'* núznó n

J :ko další vTi.onts lze koextrudcv-Tný a puuze zčásti plniný pre-

::-en vést pres koir.bincven^" v;, velcvaoí, razící a strihací stroj, a

tak lisovat sendvičovité ploché oplatkové výrobky. Také u teto

linky se zboží okanžitě po nakrájeni pŕea.'.vá ''o glazovacíhc, povls-

kovocíhc zařízení případně do balicího strojo.

(Obr, 7• Kráječka plněných trubiček)

Pro teplotně choulostivé plnicí hir.uty, jako například pěny, exis-

tuje také možnost dodatečného plnění tzv. U-piofiiů, jak prnktiki.;jr

již úspěšně firin-3 Bio-Producta (obr, S) .

(Obr. 8: Tyčinky s jogurtovou rejp. oříškovou náplní)

Tato fora". výroMcu poskytuje také možnost plnit zboží náplněmi

.s kejsky Čokolády nebo oříšků, které by úr.kýrn průřezerc koextruzní

try s -y ne pr o š ly,

Další variantou je no bázi plochého chleba extn.id.ovaná opl?t)-:o,

která se pak sestaví do forny sendviče; přičer-2 i zde se ~ůže

ukiád&t iris rs i oplať-y individuální náplň - například oříško-nu^átová

s kousky oříšků (obr. 9)»

(Obi o 9' i xt i .ov-jrié oplatk.y a sušenky - .-. ohľázk^ )

Tedy také jedaoduché tenké sušei.ky napříklac r peprninlovou příchu-

tí a čokoládovou polevou jsou jednou z variant linky na plochý

chléb. Protahováním pásku e-.truťlátu přes růžicí válečky lze vytvo-

řit strukturu výrobku podobnou tradičném oplatkám.

ii j zhodný r, 7 n ak err. výhodnosti tchoto principu výrob) m základ t ex

tru'ze je značná' nezávislosť ha j .kosti mlynárskych výrobku rŕi

ses t u-„vár.í p, stepů a receptur z -hlediska obsahu nebe jakotti

bílkovin, «nzýrr.~ticl-:é aVtivity nebo stupně vysílání či jemnosti

iViletí a rovnoiuirnosti rozložení vulikosti částic. Krone klasic-

kých pekařských druhů obilí pšenice v, žite; lze rovněž zprnco-

vŔvat jinak pekařsky nepoužitelné druhy jako je rýžo, kukuřice,

ovo'8 pohanka jednodruhově nebo i ve sněsích.

Výroba "Reformních" a dietních produktů se značně zjednodušuje,

protože joou bez problému možné přídavky náhradních sladidel,

je moino upustit od přídavků soli a lze používat i bez1epkových

škrobnatých výrobků a materiálů, jr-ko napr- kukurice, pohanka a

luštěniny, možnost poměrně volného utváření receptury, kterou

není nutno sestavovat's' ohledem na pekárenské a pěkárěnško-reo-

lo^ické' požadavky, umožňuje dosahovat zcela nových chutových

směrů a tvnrů výrobků.

V dalším se budeme zabývat vlivy, případně orezeními pro při-

dávání tzv. balastních.látek, cukru nebo sušeného mléka k obil-

ninovému extrudátu (6)=

J^ko príklad obohacování plochého chleba balastními látkami sr

jak vyplývá z obr_o__10 syster.aticky zvyšuje podíl pšeničných

otrub až na 65 %. Otruby jsou v pšeničném zrnu zastoupeny podílem

asi 17' %'* Pokusy býiý ukončeny při'dosažení 65 %', protože při

ještě vyšších hodnotách obsahu otrub bez příriavku vody se vy-

stupující droiivý pramen otrub rozpadá.

(Obr. 10: Salastními látkař.i obohacený plochý chléb)

Balastní látka, která se v extrudéru nenarušuje, zvyšuje přívod

energie v plastifikačním pásmu, přičemž současně teplota stoupá

asi o 25 'C. To a kluzné vlastnosti otrub v homogenním pL-isti-

fikovoném šírrobu snižují viskozitu a tím iextruzní tlak.

- 1C -

Extrudát prortý otrub zpočátku nabývá se st apajícin přidáváním

jtľ'jb nn hnľ'-l -sti, chřupav.ati a zrnitosti na chut. Ilouštka 3

Mřks " j ii z 2 rxtrudóren téněř nezvětí-ují. Zvyšující ^e tvrdos

je tře ca přičítat st .upající hustotě chlebové hrnuty.

I pres tyto nepříznivě- se jevící účinky J3ou otrubové výr .bky

s .-cssheiT otrub 65 - 85 Ve bch:<dním artiklem n jsou poživatel-

né, i vdyž u nich neprobíhá žádna expanse. Aby se u takovýchto

výr bků dosáhlo dojmu žvýkatelnosti, je m ižno přidávat polysa-

charidy, jak c ,-iuarová moučka nebo moučka ze sv :to jánského chleba

-i] cukru jako'přísady vznikají podobné závislosti jeko u otrub

(,>br. 11).

oilný pckles tlaku, energie a stupně expanze je tu následcrém

efektu zřídnutí, vyvolaného rozpouštějícíre se a karam.elizují-

cíci cukrem.

(Obr. 11: Plochý chléb obohacený cukrem)

Tím se objevují při stoupajícím obsahu cukru zajímavé aplikační

mužnosti. -Například při nízkých procentních hodnotách se dosahuje

zjemnění i drsných plochých chlebů, přídavky nad cca 10 c/o se pou-

žívají do snídanových obilninových jídel a sladkých snacků, s

přídavkem asi od 25 % výše se dosahuje charakteru sušenek a opla-

tek, vhodných na další zušlochtování. Ľ'xtrudát je p^^ tupne s při-

dáváním cukru tenčí, chřupavý a přirozeně 'sladký.

Při používání plnotučného sušeného mléka převažuje vliv tuku,

v jehož důsledku se energiena extruzní tl^k poněkud sníží a stu-

pen expanze při 20 % přídavku plnotučnéb.. sušeného mléka pokles-

ne asi na polovinu. Viz obr. 12.

(Obr„ 12. : Plachý chléb obohacený plnotučným su^cnyn uiléVem)

Částice tuku působí již při nízkých koncfinťrscich (4-5 /-) zr.ěn '

extruzních podmínek a vedou k vylisovávání tuku na trysce. Při

přídavku plnotučného sušeného mléka 20 % se ta1- ového obsahu tuku

již dosahuje a tyto reakce jsou již pozcrov3 i,elné.

- l i -

Ľc zvyšují :ír. s,- přídavkem mléčném prášku jo výrobek hnědší,

výraznější chuti, křehčí a snáze se na něm udržuje ražení.

N k-T.ec ještě pohled na předpokládané petřeuy energie rr- výrobu

extrudJVoných druhů trvanlivého pečiva v porovnání s tradiční

pečivárenskou výrobou. Spolkový výzkumný ústiv pro spne-vání

obilí 3 br-mbor (Bundesforschungsanstalt iur Getreide- und Ker-

tofrelverarbeitung) v Detmďiu k této otázce soustředil údaje e

uveřejnil je (7). V tobulce 4 jsou tfto data nicrne spotřeby ener-

,řjip vyjídřena v k'.Vh na kí produktu.

Střední rpvrna spotřoba energie n? výr.jbu chleba, běžného pečiva

a jemného pečiva;

Chléb a pečivo nernó. spotřeba energiekwh/kg

Pšeničný toustový chléb (formový) 0,' 5

Pšeničnožitný chléb 1,05

Chřupsvý plochý chléb (Knackebrot) 4,15

3ožné drobné pieničné pečivo 0,95

Jemné pečivo:

Kynuté jenné p-čivo . 0,55

Slané pečivo, tyčinky, preclíky 1,65

Krekery z kynutého i prásl-^vého těsta 1,00

Tvrdé i jen-:né such°ry, perníčky 0,70

ousenky, tzv. "piscové" pečivo 0,60

3uchý plí.chý extrudát 0,25

Tyto údaje z ohrnuj í potřebu cr.rrrgie od počátku spr cování surovin

až do hotového výrobku.

Nápsdnýir ny t orat t.- sestavení je, že výroba chřupavého plochého

chleba " 'nockebrot" má lG-násobnou opotře -a energie v pv,rovnání

se suchým plochým extrudátem. I při porovnávání části "Jemné re~

čivo" spotřebovává výroba tvrdých i měkkých sucharů nebo krekerů

- 1? -

troj- až čtyřnásobek energie oproti extrjdovanému trvanlivému

pec Lva.

V podstatě je možno konstatovat, že vernou extruzí vyráběné

pečiv..' vykazuje z hlediska marné spotřeby energie _ c ústupem

nejnižší hodnoty.

. Výhledy

oylo možno p.. psát několik rôzností vy.ižití víme extruze v sek-

t.ru výroby trvanlivého pečiva. Je možno vycházet z toho, že se

•ines n-lézárae teprve na počátku tohoto v<voje. Přejímání tohoto

vj rubního postupu v průmyslu, a i v;;rcbků u spotřebitelů v po-

sledních letech stále s'toupá, t^kže extrudované trvanlivé pečivo

j-Tko sanostatná vj^robková forma resp. třída si na trhu vydobyla

své Ho.,tevení.

Calší oblasti použití vidíme v daljsím rozvoji oplatkovitých vý-

robků, jrko jsou křehké sušenky nebo krekery. /Myslitelné jsou

i měkké druhy sušenek nebo oplatek, podobných piškotovým tyčin-

kám, dříve známého lžičkovitého tvaru.

Přizpůsobivý strojní systém, jekým je souběžně se otáčející dvou-

šnekový extruder Continua zde_ otevírá velký rozvojový potenciál

k vytvoření zcela nových výrobků.