Способ отделения хвои
Владельцы патента RU 2705294:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (RU)
Изобретение относится к области лесного хозяйства и может быть использовано при заготовке древесной зелени хвойных пород. Способ отделения хвои от древесных побегов включает отбор хвойных лапок и помещение их в камеру с газовоздушной средой. В камере создают и поддерживают криогенный режим и выдерживают хвойные лапки в криогенной газовоздушной среде при температуре ниже 248 К в течение 1-4 ч до полной кристаллизации протоплазмы клеток соединительной ткани, брахибласта, ауксибласта и связанной влаги в стенках клеток с последующим отделением замороженной хвои от древесных побегов механическим воздействием. Способ позволит повысить качество и эффективность отделения хвои от древесных побегов. 1 табл.
Изобретение относится к области лесного хозяйства и может быть использовано при заготовке древесной зелени хвойных пород.
Получение высококачественной хвои для производства из нее различных полезных продуктов для жизнедеятельности человека является актуальной задачей. Сложность промышленного получения хвои заключается в том, что имеются ограничения по присутствию примесей из древесины и коры, а известные технологические решения не позволяют полностью решить эту проблему.
Известен способ отделения древесной зелени путем измельчения ветвей в щепу и пневмосепарации полученной хвои от ветвей (патент РФ № 2120853С1, 1995 г.). Существенным недостатком способа является присутствие в массе отделенной хвои фрагментов древесины и коры, что ограничивает применение коры по качественным показателям ГОСТ 21769-84.
Известен способ отделения древесной зелени, заключающийся в помещении ветвей и сучьев в герметичную ёмкость с жидкой средой и создании в ней электрогидравлического удара путем пропускания через воду электрического тока мощностью 10 кВт (а.с. № 853839 СССР, А01G23/00, 1980 г.), в результате чего хвоя отделяется от побегов. Недостатком такого решения является насыщение хвои под давлением жидкостью, возможная деструкция хвои, повышенные энергозатраты, особые требования к безопасности, снижение качества продукта.
Известен способ обработки древесной зелени, включающий её обработку в СВЧ-поле и последующего отделения ветвей механическим воздействием (патент РФ № 2308827С1, 2006 г.). Существенным недостатком способа является нагревание хвои в поле СВЧ, что приводит к потере и снижению содержания в обработанной хвое вместе с испаряемой влагой ценных компонентов – биологически активных веществ, каротина, витаминов, ферментов, гормонов, фитонцидов и прочих элементов и понижению качества хвои.
По своей сущности и достигаемому результату это техническое решение наиболее близко к заявляемому и принято за прототип.
Цель изобретения – повышение качества и эффективности отделения хвои от древесных побегов.
Это достигается тем, что при осуществлении способа отделения хвои от древесных побегов производят селективный отбор хвойных лапок, помещают их в камеру с газовоздушной средой, в камере создают и поддерживают криогенный режим и выдерживают хвойные лапки в криогенной газовоздушной среде при температуре 248 0К и ниже до полной кристаллизации протоплазмы клеток соединительной ткани брахибласта, ауксибласта и связанной влаги в стенках клеток с последующим отделением замороженной хвои от древесных побегов механическим, аэродинамическим, акустическим и иным воздействием.
Способ осуществляется следующим образом. Хвойные лапки помещают в теплоизолированную камеру с газовоздушной средой, создают и поддерживают в среде криогенный режим. Находящиеся в этой среде хвойные лапки охлаждаются и выдерживаются до температуры 248 0К, при которой происходит полная кристаллизация протоплазмы клеток соединительных тканей брахибласта и ауксибласта, находящихся в пазухах зачаточных листьев и связанной влаги в стенках клеток. При этом соединительные ткани становятся хрупкими и малопрочными, в результате чего хвоя легко отделяется от древесного побега простым механическим воздействием, осуществляемым известными способами – контактным, безконтактным, аэродинамическим, акустическим и другими. При этом повреждений древесины и коры не происходит, инородные примеси в хвое отсутствуют, полностью сохраняются ценные компоненты, что повышает качество продукта. Процесс частичной кристаллизации протоплазмы и связанной влаги начинается при температуре 263 0К и достигает полной кристаллизации при температуре 250 ÷ 248 0К.
Проведена опытная проверка способа отделения хвои. Для этого подготовили образцы из хвойных лапок, сформировали их в пакеты массой 180 ÷ 200 г с объемной плотностью 0,3 ÷ 0,35. Пакеты поместили в криогенную камеру Liebherr LGT2325, где хвойные лапки охлаждали и выдерживали в камере в течение 1 ÷ 4 часов при температуре 263 0К, 2580К , 253 0К, 248 0К до полной кристаллизации соединительных тканей и замораживания хвои. В процессе криогенной обработки пакеты хвойных лапок периодически выгружали из камеры и подвергали механическому фрикционному контактному воздействию для отделения хвои от побегов, после чего определяли качество хвойного продукта в соответствии с ГОСТ 21769-84 «Зелень древесная. Технические условия».
Установлено частичное отделение хвои и присутствие примесей, обработанной при температуре до 253 0К, и практически полное отделение хвои от побегов при температуре обрабатывающей среды 248 0К. При понижении температуры обрабатываемой среды относительное содержание примеси древесины и коры в хвойном продукте уменьшается, что отражается на качестве конечного продукта в соответствии ГОСТ 21769-84.
Пример, подтверждающий адекватность предлагаемого способа, приведен в таблице.
Таблица. Фракционный состав хвойного продукта
| Температура обрабатывающей среды, 0К | Полезный выход хвойного продукта, % | Сортность хвойного продукта по ГОСТ 21769-84 |
Остаток хвои на побеге, % | ||
| всего | ингредиенты | ||||
| хвоя, почки, неодревесневшие побеги | кора, древесина | ||||
| 248 | 73,6 | 65,5 | 8,1 | 1 | 0 |
| 253 | 67,0 | 59, 6 | 7,4 | 1 | 5,9 |
| 258 | 20,9 | 18,1 | 2,8 | 1 | 47,4 |
| 263 | 11,3 | 9,7 | 1,6 | 1 | 55,8 |
Представленное техническое решение позволяет достигнуть цели – осуществить отделение хвои от побегов при высоком качестве продукта, повысить эффективность процесса получения хвои.
Способ отделения хвои от древесных побегов, включающий отбор хвойных лапок, помещение их в камеру с газовоздушной средой, отличающийся тем, что в камере создают и поддерживают криогенный режим и выдерживают хвойные лапки в криогенной газовоздушной среде при температуре ниже 248 К в течение 1-4 ч до полной кристаллизации протоплазмы клеток соединительной ткани, брахибласта, ауксибласта и связанной влаги в стенках клеток с последующим отделением замороженной хвои от древесных побегов механическим воздействием.
