Способ получения органического прилипателя
METHOD THE PRODUCTION OF AN ORGANIC STICKING AGENT

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к производству агрохимикатов.
Растительные материалы содержат различные некрахмальные полисахариды, которые при растворении в воде вызывают клейкость (липкость) этих материалов. Поэтому, том числе, предназначено для использования в пестицидных, удобрительных и ростостимулирующих композициях при обработке растений, семян, клубней, луковиц, рассады и корневой системы пересаживаемых растений.
β-глюкан - это высокомолекулярный полисахарид природного происхождения, оказывающий сильное воздействие на иммунитет человека. Наиболее активные формы β-глюкана, нашедшие промышленное применение в фармацевтике и косметологии, получают, в том числе, из отрубей овса, ячменя и некоторых других зерновых культур. Важным свойством β-глюкана является то, что он сильный иммунный активатор, увеличивает скорость созревания иммунокомпетентных клеток, активирует их и, что очень существенно, увеличивает их жизненный срок.
Из предшествующего уровня техники известно об усилении растворимости некрахмальных полисахаридов в таких материалах путем изменения рН водной фазы (патент US 5518710, Methods for extracting cereal beta-glucans), путем повышения температуры (Zhang, Decai; Doehlert, Douglas C.; Moore, Wayne R., Factors affecting vis-cosity of slurries of oat groat flours. Cereal Chemistry, 1997, 74 (6), c.c. 722-726), путем измельчения (размалывания) материала на частицы малого размера (Wood, P.J.; Siddiqui, I.R.; Paton, D. Extraction of high-viscosity gums from oats. Cereal Chemistry, 1978, 55 (6), c. 1038-1049) и путем добавления к материалу различных гидролитических ферментов (патент US 5846590, Method for enriching soluble dietary fibre).
Известно, что щелочной рН повышает растворимость полисахаридов, причем это справедливо и при низких температурах. Однако для производства этим методом, как и применение различных гидролитических ферментов с целью повышения растворимости приводит к дополнительным расходам, а также требует соблюдения законодательных ограничений и прохождения разрешительных процедур, вызванных этими ограничениями.
Известно, что для повышения растворимости компонентов материала в окружающей водной фазе используется размалывание материала на частицы более мелкого размера. В частности известен механический способ переработки овсяного зерна и получения действующего вещества в виде сухого порошка с размером частиц от 3 до 350 мкм с сушкой до относительной влажности не более 15%. Для применения в качестве прилипателя действующее вещество разбавляют чистой водой в пропорции 0,2-2,5%, или дополнительно добавляют сухое молоко - 0,2÷1,5% (патент РФ №2514764 от 19.11.2012). Однако преимущества, полученные за счет размалывания, зависят от растворяемого соединения и от материала, служащего основой. Так, например, размалывание не дает существенных преимуществ в отношении растворимости некрахмальных полисахаридов, полученных из зерновых. Семена зерновых имеют большие клетки эндосперма, например для овса их размер находится в диапазоне от 400 до 800 мкм, в то время как большая часть наиболее мелких частиц, получаемых размалыванием, имеет порядок от 100 до 300 мкм. Следовательно, при размалывании будут в первую очередь разрушены клетки эндосперма, что приведет к выделению крахмала, образующего наиболее тонко размолотую часть муки. Соответственно, клетки алейронового и субалейронового слоя, имеющего наибольшую долю некрахмальных полисахаридов, имеют существенно меньшие размеры, составляющие, например, для овса порядка 10-30 мкм. В процессе размола эти клетки имеют тенденцию оставаться неразрушенными, образуя группы из нескольких клеток, в которых некрахмальные полисахариды не могут свободно контактировать с окружающей растворяющей средой.
Недостатком данного способа является, что для получения действующего вещества в виде сухого порошка с размерами частиц от 3 до 350 мкм, соответствующими размерам клеток алейронового и субалейронового слоя, имеющими наибольшую долю некрахмальных полисахаридов, требуется дополнительная механическая энергия. Кроме того, при размалывании до данной фракции, будут в первую очередь разрушены клетки эндосперма, что приведет к выделению крахмала, образующего наиболее тонко размолотую часть муки, а попытки снизить размер частиц путем просеивания муки приведут даже к еще большему содержанию в ней крахмала.
Задачей изобретения является повышение растворимости некрахмальных полисахаридов путем обработки растительного материала.
Технический результат - снижение вымывания крахмала путем предотвращения разрушения механической энергией клетки эндоспермы при повышении некрахмальных полисахаридов от воздействия коротковолновыми ИК-лучами, деформирующими клетки алейронового и субалейронового слоя.
Технический результат достигается способом получения органического прилипателя, включающим сушку и механическое дробление, причем первоначально материал измельчают посредством приложения механической энергии до достижения частиц размера эндоспермы, затем материал направляют на рассев, где порошок подвергают разделению минимум по трем фракциям, посредством подбора сит, причем размер ячеек верхнего сита соответствует размеру верхнего предела клетки эндоспермы, а ячейки нижнего сита - размеру нижнего предела клетки эндоспермы, с последующим воздействием на среднюю фракцию размола коротковолновыми ИК-лучами, которые осуществляют деформацию клеток алейронового и субалейронового слоя, имеющего наибольшую долю некрахмальных полисахаридов; температура размола средней фракции с воздействием ИК-лучами не должна превышать 45°С.
Подлежащий измельчению материал состоит из семян зерновых, таких как овес, рожь или ячмень, или их частей.
Сход фракции с верхнего сита идет на повторное дробление.
Согласно изобретению способ получения органического прилипателя характеризуется тем, что материал предварительно высушивается и измельчается посредством воздействия механической энергии до образования частиц размером клетки эндосперма. Для овса и ржи их размер находится в диапазоне от 400 до 800 мкм, для ячменя - 500-900 мкм. В качестве измельчителя можно использовать мельницу РМ-120. Далее материал направляют на рассев в ситовой анализатор типа грохоты вибрационные ГР-50, где порошок подвергают разделению минимум по трем фракциям посредством подбора сит, причем размер ячеек верхнего сита соответствует размеру верхнего предела клетки эндоспермы, а ячейки нижнего сита размеру нижнего предела клетки эндоспермы. На сход средней фракции размола воздействуем коротковолновыми ИК-лучами с длиною волны 1,5-2,5 мкм для разрушения цитоплазменных оболочек клеток алейронового и субалейронового слоя, имеющего наибольшую долю некрахмальных полисахаридов, с последующим вступлением их в контакт с растворяющими средами, такими как вода или водные растворы.
Длительность воздействием коротковолновыми ИК-лучами определяется деформацией визуально под микроскопом отдельно взятого материала, по меньшей мере, большей части клеток алейронового и субалейронового слоя, при этом температура не должна превышать 45°С.
Подлежащий измельчению материал состоит из семян зерновых, таких как овес, рожь или ячмень, или их частей.
С целью повышения выхода продукции сход фракции с верхнего сита идет на повторное дробление.
Таким образом, механический размол растительного материала до образования частиц размером клетки эндоспермы с последующим рассевом по трем фракциям посредством подбора сит, причем размер ячеек верхнего сита соответствует размеру верхнего предела клетки эндоспермы, а ячейки нижнего сита - размеру нижнего предела клетки эндоспермы клеток с последующим воздействием на среднюю фракцию размола коротковолновыми ИК-лучами, для деформации клеток алейронового и субалейронового слоя, имеющего наибольшую долю некрахмальных полисахаридов, позволяет повысить взаимодействие между растворяющей средой, такой как водная фаза, и некрахмальными полисахаридами внутри клеток, а также и вне клеток, приводящее к повышению растворимости. Кроме того, длительность воздействием коротковолновыми ИК-лучами определяется деформацией визуально под микроскопом отдельно взятого материала, по меньшей мере, большей части клеток алейронового и субалейронового слоя, при этом температура не должна, превышать 45°С, подлежащий измельчению материал состоит из семян зерновых, таких как овес, рожь или ячмень, или их частей, а сход фракции с верхнего сита идет на повторное дробление.
Совокупность данных факторов проявляется главным образом в снижении вымывания крахмала путем предотвращения разрушения механической энергией клетки эндоспермы при повышении некрахмальных полисахаридов от воздействия коротковолновыми ИК-лучами, деформирующими клетки алейронового и субалейронового слоя.