184483. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés tápanyagként hasznosítható anyagok biológiai hasznosíthatóságának fokozására
1 184 483 2 újabb, kevesebb energiaveszteséggel járó eljárás kidolgozását teszik indokolttá. Láttuk, hogy a mikrohullámú kezelés gazdaságosabb módja a hőkezelésnek: a mikrohullámú kezelés hatására a víztartalmú anyag belsejében 5 levő vizmolekulák rezgéséből in situ képződik hő, így a párolgás a szemcse vagy mag belsejéből kifelé törekszik ; a hőveszteség kisebb, hiszen nem a környezetet melegítjük, a párolgás során távozó hőmennyiség pedig megfelelő berendezéssel legalábbis 10 részben visszanyerhető. Célunk volt olyan eljárás és berendezés kidolgozása, mely kedvező energiamérleggel, egyszerű technikai megoldással folyamatos lehetőséget nyújt táplálkozási és takarmányozási fehérjehordozók 15 emészthetőségének, ill. ezáltal biológiai hasznosulásának növelésére, illetve olyan termékek előállítására, melyek közvetlenül használhatók fel étkezési és/illetve takarmányozási célokra. A találmány alapja az a felismerés, hogy a tápiá- 20 lék-, illetve takarmányfehérjék és azok hordozói, pl. intakt magok, őrlemények, extraktumok, frakciók, optimális víztartalom esetén már néhány perces mikrohullámú besugárzással kezelve kielégítő mértékben denaturálódnak. Az oldékonyság csők- 2 kenésével egyidejűleg jelentős mértékben csökkennek az antinutritív alkotók, pl. a szója esetében a tripszininhibitor-tartalom ; ezzel párhuzamosan jelentősen megnő az emészthetőség, a biológiai hasz- 3q nosulás. Ennek figyelembe vételével a mikrohullámú kezelés eredményesen végezhető el folyamatos haladás közbeni munkaműveletként és így kedvező technológiai feltételek között mód van arra, hogy 35 kis átfutási idővel egymást követően végezzük el ipari mértékben a kiindulási nyersanyag (továbbiakban: munkatárgy) fogyasztható állapotba hozásához szükséges valamennyi műveletet, a mikrohullámú kezelést megelőzően esetleg szükséges élőké- 49 szító lépéseket és/vagy a kezelést követően esetleg szükséges utókezelési lépéseket. Ha a nyersanyag nedvességtartalma természetes állapotban megfelelő, a feljavítás teljes folyamata ' esetleg csak abból áll, hogy a munkatárgyat önma- 45 gaban ismert (pl. gravitációs, vibrációs, szállítószalagos) anyagtovábbító pálya alkalmazásával, alkalmasan választott sebességgel átvezetjük a mikrohullámú munkatéren. E leírásban munkatérnek nevezzük a mikrohullámú gerjesztésnek kitett teret, a 50 mikrohullámú energiaforrás, pl. magnetron belsejének azt az L, hosszúságú részét, melynek mentén az ebben a térben folyamatosan haladó munkatárgyat a gerjesztett mikrohullámú energia éri. Ha természetes állapotban nem megfelelő a ned- 55 vességtartalom, első lépésként önmagában ismert módon kondicionáljuk a munkatárgyat a megfelelő nedvességtartalomra. Találmányunk továbbfejlesztésekor azt találtuk, hogy a denaturálási folyamat hatékonysága és a kapott termék fogyasztói értéke 60 jelentősen növelhető a mikrohullámú besugárzást megelőzően beiktatott ízesítő lépéssel és — ha a munkatárgy hüvelyes — enzimkezelési lépéssel. A kiegészítő kezelések módjára és jelentőségére ke sőbb részletesen visszatérünk. Hasonlóképpen a mikrohullámú kezelés után is beiktathatunk utókezelési műveleteket, pl. a technika állása szerint is alkalmazott őrlést, szárítást, pörkölést, tartósjtást (fagyasztást). A találmány szerinti eljárás főművelete tehát a folyamatos haladás közben elvégzett mikrohullámú besugárzás. Ha meghatározzuk — a munkatérrel időegység alatt közölt mikrohullámú energia (a mikrohullámú W teljesítmény) függvényében — a kívánt feljavítás eléréséhez szükséges minimális kezelési Tk(W) időigényt és a munkatárgyra károsodás veszélye nélkül megengedhető maximális kezelési Tm(W) időtartamot, akkor a megválasztható szállítási vH sebességtartománya: L, < L, Tm(W) - V“ Tk(W)' Egy előnyös foganatosítási mód szerint a kondicionálás során ásványi savakat vagy sókat adunk a munkatárgyhoz, pl. In hidrogén-kloridot. A továbbiakban látni fogjuk, hogy az eljárás előnyösen foganatosítható olyan anyagtovábbító eszköz alkalmazásával, melynek a munkatéren belüli, a haladási irányra merőleges síkban mért hasznos szállítási Qk keresztmetszete: Qk = A./4xX/4, ahol X a gerjesztő energia hullámhossza. A szállítási vsz sebesség, a kezelési Tk(W) időigény, a maximális kezelés Tm(W) időtartam, az optimális energiaszint, a pálya geometriai méretei akkor is a fenti megfontolások figyelembevételével tervezhetők, ha a gerjesztő energiaforrás nem egyetlen kompakt egység, hanem pl. több egyező paraméterű magnetron van soros és/vagy párhuzamos elrendezésben kaszkádba kapcsolva. Közismert tény, hogy a mikrohullámú teljesítményelektronika alapvető energiatermelő adócsöve, a magnetron világszerte kb. 2 kW teljesítményig alacsony áron szerezhető be. E teljesítményhatár felett az árak ugrásszerűen nőttek. Egy 10 kW-os magnetron árából kb. 50-60 db 1 kW-os magnetron szerezhető be. A nagyteljesítményű magnetronok alkalmazásánál további költségnövelő tényező a nagyfeszültségű és nagyteljesítményű trafók, kapcsolók, egyenirányítók, kondenzátorok stb. igen magas ára. E technikai-gazdaságossági meggondolásokon felül még további biológiai szempontok is a kisteljesítményű energiakeltő egységek soros és párhuzamos kapcsolása mellett szólnak, nevezetesen az a tény, hogy a fent részletezett denaturációs folyamat optimálisan az 500 V/cm térerőtartományban játszódott le, magasabb térerőnél beégési jelenségekkel kellett számolni. E megfontolás azon a felismerésünkön alapul, hogy a besugárzandó réteg geometriája, a legnagyobb szélesség, ill. a rétegvastagság nem azonos módon hat a besugárzás hatékonyságára. A megfelelő víztartalomra kondicionált szójabab esetében 3
