[go: up one dir, main page]

MD961Z - Method for producing inulin and other fructan-containing products from Jerusalem artichoke - Google Patents

Method for producing inulin and other fructan-containing products from Jerusalem artichoke Download PDF

Info

Publication number
MD961Z
MD961Z MDS20150003A MDS20150003A MD961Z MD 961 Z MD961 Z MD 961Z MD S20150003 A MDS20150003 A MD S20150003A MD S20150003 A MDS20150003 A MD S20150003A MD 961 Z MD961 Z MD 961Z
Authority
MD
Moldova
Prior art keywords
inulin
solution
obtaining
temperature
concentrated
Prior art date
Application number
MDS20150003A
Other languages
Romanian (ro)
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Артемьев
Юлия Павловна Васильева
Original Assignee
Владимир Дмитриевич Артемьев
Юлия Павловна Васильева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Дмитриевич Артемьев, Юлия Павловна Васильева filed Critical Владимир Дмитриевич Артемьев
Publication of MD961Y publication Critical patent/MD961Y/en
Publication of MD961Z publication Critical patent/MD961Z/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0051Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Fructofuranans, e.g. beta-2,6-D-fructofuranan, i.e. levan; Derivatives thereof
    • C08B37/0054Inulin, i.e. beta-2,1-D-fructofuranan; Derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нанотехнологии получения биологически активных веществ, а именно к способу получения инулинсодержащего раствора из топинамбура, а также к способам получения инулина, фруктозно-глюкозного сиропа и фруктоолигосахаридов на его основе.Способ получения инулинсодержащего раствора из топинамбура включает мойку клубней топинамбура, резку на пластины в виде чипсов, их сушку и измельчение, смешивание с водой с получением суспензии. Затем экстрагируют фруктозаны из суспензии, после чего путем фильтрации отделяется мезга, а полученный раствор осветляется и концентрируется до содержания сухих веществ 42…45%. Способ получения инулина предусматривает фильтрацию концентрированного инулинсодержащего раствора через нанофильтры с порогом задержания 5000 Да, затем полученный фильтрат фильтруется через нанофильтры с порогом задержания 6000 Да и отделяется инулинсодержащий раствор с молекулярной массой 5000…6000 Да, который в последствии кристаллизуется. Из растворов, содержащих фруктоолигосахариды с молекулярной массой менее 5000 и более 6000 Да получают фруктоолигосахариды. Также из концентрированного инулинсодержащего раствора гидролизом и упариванием получают фруктозно-глюкозный сироп.The invention relates to nanotechnology for the production of biologically active substances, and in particular to a method for producing an inulin-containing solution from Jerusalem artichoke, as well as to methods for producing inulin, fructose-glucose syrup and fructooligosaccharides based on it. in the form of chips, their drying and grinding, mixing with water to obtain a suspension. Then fructosans are extracted from the suspension, after which the pulp is separated by filtration, and the resulting solution is clarified and concentrated to a solids content of 42 ... 45%. The method of producing inulin involves filtering a concentrated inulin-containing solution through nanofilters with a retention threshold of 5000 Da, then the obtained filtrate is filtered through nanofilters with a retention threshold of 6000 Da and an inulin-containing solution with a molecular weight of 5000 ... 6000 Da is separated, which subsequently crystallizes. From solutions containing fructooligosaccharides with a molecular weight of less than 5000 and more than 6000 Da, fructooligosaccharides are obtained. Fructose-glucose syrup is also obtained from a concentrated inulin-containing solution by hydrolysis and evaporation.

Description

Invenţia se referă la nanotehnologia de obţinere a substanţelor biologic active, şi anume la un procedeu de obţinere a soluţiei cu conţinut de inulină din topinambur şi la procedee de obţinere a inulinei, a siropului de fructoză-glucoză şi a fructooligozaharidelor pe baza acesteia. The invention relates to nanotechnology for obtaining biologically active substances, namely to a process for obtaining a solution containing inulin from Jerusalem artichoke and to processes for obtaining inulin, fructose-glucose syrup and fructooligosaccharides based on it.

Invenţia poate fi utilizată pentru producerea aditivilor alimentari biologic activi, a preparatelor farmaceutice pe bază de inulină şi fructooligizaharide în calitate de componente ale produselor alimentare funcţionale, precum şi pentru utilizarea în agricultură ca aditivi pentru hrana animalelor. The invention can be used for the production of biologically active food additives, pharmaceutical preparations based on inulin and fructooligosaccharides as components of functional food products, as well as for use in agriculture as animal feed additives.

Inulina este un hidrat de carbon din grupul polizaharidelor care se întâlneşte ca produs alternativ în tuberculii şi rădăcinile plantelor din familia compozeelor (Asteraceae). Se cunosc mai mult de 36 mii de diferite plante în care se găseşte fibra vegetală inulina. Cea mai mare cantitate de inulină se conţine în cicoarea comună (Cichorium intylis L.) şi topinambur (Helianthus tuberosus), denumit şi „para pământului”. Cantitatea de inulină în tuberculii de topinambur ajunge până la 10…12%. Molecula de inulină este un lanţ din 30…36 reziduuri ale fructozei sub formă furanozică (BSE, Ed. 3-a, М, «Советская энциклопедия», v. 10, 1972, p. 344). Masa moleculară a inulinei este de 5000…6000 Da (Dalton - unitate de măsură a compuşilor macromoleculari, cum ar fi proteinele, acizii humici). Inulina este un polifructozan care poate fi obţinut sub forma unei pulberi amorfe şi sub formă de cristale, uşor solubil în apă fierbinte şi greu solubil în apă rece. În afară de inulină, în tuberculi se conţin şi alţi fructozani cu grad de polimerizare Gp> 2, care se numesc oligozaharide. Inulin is a carbohydrate from the group of polysaccharides that occurs as an alternative product in the tubers and roots of plants of the Asteraceae family. More than 36 thousand different plants are known to contain the vegetable fiber inulin. The largest amount of inulin is contained in common chicory (Cichorium intylis L.) and Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus), also called "earth pear". The amount of inulin in Jerusalem artichoke tubers reaches 10...12%. The inulin molecule is a chain of 30...36 fructose residues in the furanose form (BSE, 3rd Ed., M, «Советская энциклопедия», v. 10, 1972, p. 344). The molecular mass of inulin is 5000...6000 Da (Dalton - a unit of measurement of macromolecular compounds, such as proteins, humic acids). Inulin is a polyfructosan that can be obtained in the form of an amorphous powder and in the form of crystals, easily soluble in hot water and poorly soluble in cold water. In addition to inulin, tubers also contain other fructosans with a degree of polymerization Gp> 2, which are called oligosaccharides.

Este cunoscut un procedeu de obţinere a inulinei din tuberculi de topinambur, care include cristalizarea şi uscarea acesteia. În procedeul cunoscut, din tuberculii de topinambur, mărunţiţi prin intermediul separării fizico-mecanice a substanţelor solubile în apă de cele fibroase insolubile în apă, se obţine un suc din care, prin încălzirea până la temperatura de 80…85° C timp de 1…3 min şi filtrare, sunt eliminate substanţele proteice şi cele colorate. Totodată, separarea substanţelor solubile de substanţele fibroase insolubile în apă din tuberculi este efectuată cel mult peste 5…10 min după mărunţirea lor. După aceasta, filtratul sucului se purifică de substanţele macromoleculare naturale inulinice cu masa moleculară mai mare de 6500 Da şi de substanţele coloido-dispersionale cu ajutorul ultrafiltrării prin fibre cave. Concentratul obţinut se diluează cu apă şi se supune diafiltrării. Permeatul obţinut după ultrafiltrare şi permeatul obţinut după diafiltrare se combină şi se efectuează nanofiltrarea cu trecerea soluţiei combinate printr-o membrană semipermeabilă cu pragul de retenţie de 4500 Da. Totodată, în acest concentrat se acumulează inulină, iar impurităţile cu masa moleculară mică şi cele anorganice trec în ultrafiltrat. Soluţia cu conţinut de inulină este limpezită prin adăugarea cărbunelui activat care contactează cu soluţia la temperatura de 50…60° C timp de 30…40 min. După aceasta, cărbunele este separat prin centrifugare. Soluţia limpezită se concentrează prin evaporare, iar din soluţia concentrată, la temperatura de 4° C, se cristalizează inulina [1]. A process for obtaining inulin from Jerusalem artichoke tubers is known, which includes its crystallization and drying. In the known process, from Jerusalem artichoke tubers, crushed by means of physical-mechanical separation of water-soluble substances from water-insoluble fibrous ones, a juice is obtained from which, by heating to a temperature of 80…85° C for 1…3 min and filtration, protein and colored substances are eliminated. At the same time, the separation of soluble substances from water-insoluble fibrous substances from the tubers is carried out no later than 5…10 min after their crushing. After this, the juice filtrate is purified from natural inulin macromolecular substances with a molecular mass greater than 6500 Da and from colloidal-dispersion substances using hollow fiber ultrafiltration. The obtained concentrate is diluted with water and subjected to diafiltration. The permeate obtained after ultrafiltration and the permeate obtained after diafiltration are combined and nanofiltration is performed with the passage of the combined solution through a semipermeable membrane with a retention threshold of 4500 Da. At the same time, inulin accumulates in this concentrate, and low molecular weight and inorganic impurities pass into the ultrafiltrate. The solution containing inulin is clarified by adding activated carbon which contacts the solution at a temperature of 50…60° C for 30…40 min. After this, the carbon is separated by centrifugation. The clarified solution is concentrated by evaporation, and inulin crystallizes from the concentrated solution at a temperature of 4° C [1].

În procedeul cunoscut inulina se obţine din sucul din materia primă proaspăt recoltată (topinambur), dar acest procedeu nu permite de a obţine inulină chimic pură, cu masa moleculară de 5000…6000 Da, utilizabilă în farmaceutică şi medicină. In the known process, inulin is obtained from the juice of freshly harvested raw material (jerusalem artichoke), but this process does not allow obtaining chemically pure inulin, with a molecular mass of 5000…6000 Da, usable in pharmaceuticals and medicine.

Este cunoscut un procedeu de obţinere a unei soluţii cu conţinut de inulină, conform căruia, tuberculii de topinambur se spală într-un rezervor cu apă, se inspectează şi se taie în felii, care apoi se usucă. Feliile uscate sunt măcinate în făină până la fineţea de măcinare de 50…60 microni. Făina de topinambur se amestecă cu apă caldă la o temperatură de 50…60°C până la obţinerea unei consistenţe omogene, fără cocoloaşe. Apoi, suspensia obţinută cu raportul cantitativ al componentelor de 1:4 se încălzeşte până la 80…85° C şi se menţine în proces de malaxare timp de 1,0…1,5 ore pentru extracţia fructozanilor. După aceasta, suspensia se răceşte până la temperatura de 50° C şi faza solidă (şrotul) se separă de faza lichidă printr-o pânză de filtru sau prin centrifugare. Filtratul se purifică de substanţele colorante prin intermediul cărbunelui activat în amestec cu perlit, în raport de 1:1. Prelucrarea este efectuată la temperatura de 50…60° C timp de 0,5…1,0 ore. Cărbunele şi perlitul utilizat se separă cu ajutorul filtrării printr-o pânză. Pentru a spori calitatea soluţiei cu conţinut de inulină, filtratul se purifică de impurităţile anorganice şi de inulide cu masa moleculară mai mică de 4000 Da prin nanofiltrare, cu ajutorul unei membrane semipermeabile cu pragul de retenţie a particulelor de peste 4000 Da. Totodată, faza trecută prin membrană - permeatul, conţine impurităţi cu masă moleculară mică, iar în faza întârziată - concentratul, se acumulează inulină şi inulide. Soluţia cu conţinut de inulină astfel pregătită se foloseşte ulterior pentru a obţine, prin tehnologiile cunoscute, inulină şi sirop de fructoză-glucoză [2]. A process for obtaining a solution containing inulin is known, according to which Jerusalem artichoke tubers are washed in a water tank, inspected and cut into slices, which are then dried. The dried slices are ground into flour to a grinding fineness of 50…60 microns. Jerusalem artichoke flour is mixed with hot water at a temperature of 50…60°C until a homogeneous consistency is obtained, without lumps. Then, the suspension obtained with the quantitative ratio of the components of 1:4 is heated to 80…85° C and maintained in the kneading process for 1.0…1.5 hours for the extraction of fructosans. After this, the suspension is cooled to a temperature of 50° C and the solid phase (slurry) is separated from the liquid phase through a filter cloth or by centrifugation. The filtrate is purified from coloring substances by means of activated carbon mixed with perlite, in a ratio of 1:1. The processing is carried out at a temperature of 50…60° C for 0.5…1.0 hours. The coal and the used perlite are separated by means of filtration through a cloth. In order to increase the quality of the solution containing inulin, the filtrate is purified from inorganic impurities and inulides with a molecular mass of less than 4000 Da by nanofiltration, using a semipermeable membrane with a particle retention threshold of over 4000 Da. At the same time, the phase passed through the membrane - the permeate, contains impurities with a low molecular mass, and in the delayed phase - the concentrate, inulin and inulides accumulate. The inulin-containing solution thus prepared is subsequently used to obtain, by known technologies, inulin and fructose-glucose syrup [2].

Conform procedeului descris, se prezintă exemple de obţinere a soluţiei cu conţinut de inulină atât pe bază de suc cu o consistenţă păstoasă, obţinut prin mărunţirea tuberculilor de topinambur proaspăt recoltaţi, cât şi pe baza unei suspensii apoase preparate din făină de topinambur. Totuşi, conform procedeului cunoscut, după limpezirea soluţiei care conţine inulină o mare dificultate prezintă separarea din aceasta a cărbunelui activat, deoarece particulele de cărbune trec prin pânza de filtru şi nimeresc în filtrat. Soluţia este puternic colorată, ceea ce afectează culoarea produsului finit, deci şi calitatea inulinei obţinute din soluţia cu conţinut de inulină. În afară de aceasta, din soluţia cu conţinut de inulină, obţinută prin procedeul cunoscut, este imposibil de a obţine o inulină chimic pură, cu masa moleculară de 5000…6000 Da, pentru utilizarea acesteia în farmaceutică şi medicină, deoarece nanofiltrarea se efectuează cu ajutorul membranelor polimerice semipermeabile, care sunt limitate de temperatură şi au un potenţial de utilizare scăzut, de circa 1 an, din cauza că sunt supuse degradării chimice prin hidroliză, oxidare şi acţiune microbiană. According to the described process, examples of obtaining the solution containing inulin are presented both on the basis of juice with a pasty consistency, obtained by grinding freshly harvested Jerusalem artichoke tubers, and on the basis of an aqueous suspension prepared from Jerusalem artichoke flour. However, according to the known process, after clarifying the solution containing inulin, a great difficulty presents the separation of activated carbon from it, because the carbon particles pass through the filter cloth and end up in the filtrate. The solution is strongly colored, which affects the color of the finished product, and therefore the quality of the inulin obtained from the solution containing inulin. In addition, from the inulin-containing solution obtained by the known process, it is impossible to obtain chemically pure inulin, with a molecular mass of 5000…6000 Da, for its use in pharmaceuticals and medicine, because nanofiltration is performed using semipermeable polymeric membranes, which are limited by temperature and have a low potential for use, about 1 year, because they are subject to chemical degradation through hydrolysis, oxidation and microbial action.

Mai este cunoscut un procedeu de obţinere a inulinei şi a altor produse cu conţinut de inulină din topinambur. Conform procedeului cunoscut, tuberculii de topinambur se spală într-un rezervor cu apă, se inspectează şi se taie în felii, după care feliile se usucă. Feliile uscate se macină până la fineţea de măcinare de 50…60 microni. Făina de topinambur se amestecă cu apă fierbinte de 50° C până ce se obţine o consistenţă omogenă, fără cocoloaşe. Suspensia preparată, cu un raport al componentelor de 1:4, se încălzeşte până la temperatura de 80…85° C, se ţine în proces de malaxare 1,0…4,5 ore pentru a extrage fructozanele. După aceasta, suspensia se răceşte până la temperatura de 50° C şi faza solidă (şrotul) se separă de faza lichidă printr-o pânză de filtru sau prin centrifugare. Filtratul se curăţă de substanţele colorante cu ajutorul cărbunelui activat în amestec cu perlitul în raport de 1:1. Cărbunele şi perlitul utilizat se separă, de asemenea, prin filtrare printr-o pânză de filtru, apoi se efectuează nanofiltrarea soluţiei obţinute care, pentru eliminarea inulinei macromoleculare, este trecută printr-o membrană semipermeabilă polimerică cu pragul de retenţie a particulelor mai mare de 4000 Da. Din concentratul cu conţinut de inulină macromoleculară aceasta se izolează în procesul de cristalizare ulterioară, iar pentru obţinerea fructozanilor se utilizează reziduurile nereciclabile, în particular permeatul de după nanofiltrare, soluţia de fructozani, obţinută prin intermediul unei extracţii suplimentare din şrot, cu hidromodulul de 1:1, şi soluţia-mamă. Soluţiile se combină şi se limpezesc cu cărbune activat, adăugat la soluţia combinată, cu încălzirea ulterioară a acesteia până la temperatura de 50° C şi menţinerea timp de 1 oră cu malaxare periodică. După ce procesul de limpezire ia sfârşit, se efectuează filtrarea în vid, trecând soluţia limpezită printr-o pânză cu un strat adjuvant de perlit. Soluţia limpezită de fructozani se concentrează prin evaporare în vid la presiunea remanentă de 120 mm Hg şi temperatura de 60° C, apoi se usucă într-un uscător cu pulverizator, obţinându-se o pulbere cu dispersie fină de fructozani (conţinutul de fructozani constituie cel puţin 85%) [3]. Another known method is to obtain inulin and other inulin-containing products from Jerusalem artichoke. According to the known method, Jerusalem artichoke tubers are washed in a water tank, inspected and cut into slices, after which the slices are dried. The dried slices are ground to a grinding fineness of 50…60 microns. Jerusalem artichoke flour is mixed with hot water at 50° C until a homogeneous consistency is obtained, without lumps. The prepared suspension, with a component ratio of 1:4, is heated to a temperature of 80…85° C, kept in the kneading process for 1.0…4.5 hours to extract fructosans. After this, the suspension is cooled to a temperature of 50° C and the solid phase (meal) is separated from the liquid phase through a filter cloth or by centrifugation. The filtrate is cleaned of coloring substances using activated carbon mixed with perlite in a ratio of 1:1. The carbon and perlite used are also separated by filtration through a filter cloth, then the obtained solution is nanofiltered, which, to eliminate macromolecular inulin, is passed through a semipermeable polymeric membrane with a particle retention threshold greater than 4000 Da. From the concentrate containing macromolecular inulin, it is isolated in the subsequent crystallization process, and to obtain fructosans, the non-recyclable residues are used, in particular the permeate after nanofiltration, the fructosans solution, obtained by means of an additional extraction from the meal, with the 1:1 hydromodule, and the mother liquor. The solutions are combined and clarified with activated carbon, added to the combined solution, with its subsequent heating to a temperature of 50° C and maintaining for 1 hour with periodic mixing. After the clarification process is completed, vacuum filtration is performed, passing the clarified solution through a cloth with an adjuvant layer of perlite. The clarified solution of fructosans is concentrated by evaporation in vacuum at a residual pressure of 120 mm Hg and a temperature of 60° C, then dried in a spray dryer, obtaining a finely dispersed powder of fructosans (the content of fructosans is at least 85%) [3].

Procedeul cunoscut de obţinere a inulinei şi a altor produse ce conţin fructan din topinambur are o serie de dezavantaje. La spălarea tuberculilor în rezervorul cu apă, din cauza configuraţiei glomerulare complicate a tuberculilor de topinambur, pe ei rămâne o parte de sol, care nimereşte apoi în linia tehnologică de producere, astfel se poate conţine şi în produsul finit, reducând calitatea acestuia. Tăierea tuberculilor de topinambur se face în felii mari şi, deoarece tuberculii conţin o cantitate mare de substanţe zaharoase (inclusiv inulină), uscarea lor devine foarte dificilă pentru că feliile se lipesc între ele necesitând amestecare permanentă, totodată echipamentele se complică, creşte consumul de energie. În afară de aceasta, feliile mari se înnegresc din cauza oxidării, ceea ce impune mai mult efort pentru limpezirea producţiei finite. Randamentul mic de extracţie a inulinei în soluţie este determinat de faptul că mărunţirea produsului se efectuează cu o fineţe de măcinare de 50…60 microni. Prepararea suspensiei începe în regim de temperatură scăzută de 50…60° C, iar pentru executarea extracţiei se efectuează încălzirea forţată până la 80…85° C. Totodată însă, durata de extracţie se reduce, ceea ce este insuficient pentru izolarea maximă a fructozanelor în soluţie. La filtrarea suspensiei prin filtre textile, soluţia nu este suficient de pură pentru obţinerea inulinei, deoarece este posibilă pătrunderea în soluţie a particulelor mici de pulpă, filtrele se înfundă şi este necesară înlocuirea lor permanentă, ceea ce influenţează şi complexitatea procesului. În plus, după limpezirea soluţiei cu conţinut de inulină cu cărbune activat, care este separat de soluţie prin pânză de filtru, în filtrat pătrund particule fine de cărbune activat şi soluţia rămâne de culoare neagră. Din această cauză, procesul ulterior de purificare a unei astfel de soluţii cu conţinut de inulină de impurităţi anorganice, realizat prin nanofiltrare, este ineficient. În afară de aceasta, utilizarea membranelor polimerice semipermeabile în procesul de nanofiltrare nu oferă posibilitatea de a obţine inulină chimic pură pentru uz medical şi farmaceutic. În procedeul cunoscut, la obţinerea fructozanilor conţinutul acestora în produsul finit (pulbere) este limitat la cel puţin 85%, deoarece soluţia, transferată la uscare imediat după executarea procesului de concentrare prin evaporare, se caracterizează printr-un conţinut de substanţe solide de 25…30%. The known process of obtaining inulin and other fructan-containing products from Jerusalem artichoke has a number of disadvantages. When washing the tubers in the water tank, due to the complicated glomerular configuration of the Jerusalem artichoke tubers, some soil remains on them, which then falls into the technological production line, thus it can also be contained in the finished product, reducing its quality. Jerusalem artichoke tubers are cut into large slices and, since the tubers contain a large amount of sugary substances (including inulin), their drying becomes very difficult because the slices stick together, requiring constant mixing, at the same time the equipment becomes more complicated, and energy consumption increases. In addition, large slices turn black due to oxidation, which requires more effort to clarify the finished product. The low extraction yield of inulin in solution is determined by the fact that the product is ground with a grinding fineness of 50…60 microns. The preparation of the suspension begins at a low temperature of 50…60° C, and for the extraction, forced heating is carried out to 80…85° C. At the same time, however, the extraction time is reduced, which is insufficient for the maximum isolation of fructosans in the solution. When filtering the suspension through textile filters, the solution is not pure enough to obtain inulin, since small pulp particles can enter the solution, the filters become clogged and their permanent replacement is necessary, which also affects the complexity of the process. In addition, after clarifying the inulin-containing solution with activated carbon, which is separated from the solution by filter cloth, fine particles of activated carbon enter the filtrate and the solution remains black. For this reason, the subsequent purification process of such an inulin-containing solution from inorganic impurities, carried out by nanofiltration, is inefficient. In addition, the use of semipermeable polymer membranes in the nanofiltration process does not provide the possibility of obtaining chemically pure inulin for medical and pharmaceutical use. In the known process, when obtaining fructosans, their content in the finished product (powder) is limited to at least 85%, since the solution, transferred to drying immediately after the evaporation concentration process, is characterized by a solids content of 25…30%.

Scopul invenţiei revendicate este de a obţine inulină cu nanoproprietăţi şi de a ameliora componenţa calitativă şi cantitativă a produselor cu conţinut de fructan. The purpose of the claimed invention is to obtain inulin with nanoproperties and to improve the qualitative and quantitative composition of fructan-containing products.

Problema tehnică este soluţionată prin aceea că se propune un procedeu de obţinere a soluţiei cu conţinut de inulină din topinambur, care include spălarea tuberculilor de topinambur prin barbotare şi amestecare periodică, cu menţinerea în apă în decurs de 2,5…3 ore, şi spălarea ulterioară într-o instalaţie de spălare, tăierea tuberculilor în felii în formă de chipsuri cu grosimea de 1,0…1,5 mm, uscarea acestora, mărunţirea până la dimensiuni de 20…30 microni, amestecarea treptată într-un reactor cu manta de abur a produsului măcinat cu apă la temperatura de 85…90° C în raport de 1:(5…6) respectiv cu obţinerea unei suspensii. Apoi timp de 1,5…2 ore se efectuează extracţia fructozanilor, după care prin filtrare pe centrifuge în flux continuu din suspensie se separă pulpa, iar soluţia obţinută se limpezeşte prin filtrarea acesteia printr-un filtru cilindric cu un strat de perlit şi se concentrează prin evaporare la temperatura de 60…70°C şi presiunea reziduală de 120…150 mm Hg, până la un conţinut de substanţe uscate de 42…45%. The technical problem is solved by proposing a process for obtaining a solution containing inulin from Jerusalem artichoke, which includes washing Jerusalem artichoke tubers by periodic bubbling and mixing, keeping them in water for 2.5…3 hours, and subsequent washing in a washing plant, cutting the tubers into slices in the form of chips with a thickness of 1.0…1.5 mm, drying them, grinding them to sizes of 20…30 microns, gradually mixing the ground product with water at a temperature of 85…90° C in a ratio of 1:(5…6) respectively with obtaining a suspension. Then, for 1.5…2 hours, the fructosans are extracted, after which the pulp is separated from the suspension by filtration on continuous flow centrifuges, and the solution obtained is clarified by filtering it through a cylindrical filter with a layer of perlite and concentrated by evaporation at a temperature of 60…70°C and a residual pressure of 120…150 mm Hg, to a dry matter content of 42…45%.

Totodată, procedeul de obţinere a inulinei din soluţia cu conţinut de inulină menţionat include filtrarea acesteia prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 5000 Da, apoi filtratul obţinut se filtrează prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 6000 Da, se separă soluţia cu conţinut de inulină cu masa moleculară de 5000 …6000 Da, care se transferă prin instalaţia de răcire la cristalizare, proces care se efectuează timp de 16…18 ore la temperatura de 2…3°C; cristalele de inulină precipitate se amestecă cu soluţia iniţială cu conţinut de inulină şi se usucă într-o instalaţie de uscare cu pulverizator. At the same time, the process for obtaining inulin from the mentioned inulin-containing solution includes filtering it through nanofilters with a retention threshold of 5000 Da, then the filtrate obtained is filtered through nanofilters with a retention threshold of 6000 Da, the inulin-containing solution with a molecular mass of 5000...6000 Da is separated, which is transferred through the cooling installation for crystallization, a process that is carried out for 16...18 hours at a temperature of 2...3°C; the precipitated inulin crystals are mixed with the initial inulin-containing solution and dried in a spray drying installation.

Se mai propune un procedeu de obţinere a siropului de fructoză-glucoză din soluţia cu conţinut de inulină, care include hidroliza acesteia cu acid organic sau mineral la un pH de 1,5…2,0 şi temperatura de 60…70° C, apoi hidrolizatul se concentrează prin evaporare până la un conţinut de 55% de substanţe uscate, se filtrează printr-un strat de perlit pe un filtru cilindric cu vid, după care soluţia obţinută limpezită se concentrează prin evaporare până la un conţinut de substanţe uscate de cel puţin 70%. A process for obtaining fructose-glucose syrup from the inulin-containing solution is also proposed, which includes its hydrolysis with organic or mineral acid at a pH of 1.5…2.0 and a temperature of 60…70° C, then the hydrolysate is concentrated by evaporation to a content of 55% dry substances, filtered through a layer of perlite on a cylindrical vacuum filter, after which the clarified solution obtained is concentrated by evaporation to a content of dry substances of at least 70%.

Mai este propus şi un procedeu de obţinere a fructooligozaharidelor din soluţia cu conţinut de inulină, care include filtrarea acesteia prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 5000 Da, cu separarea soluţiei de fructooligozaharide micromoleculare cu masa moleculară de până la 5000 Da, apoi filtratul obţinut se filtrează prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 6000 Da cu separarea soluţiei de fructooligozaharide macromoleculare cu masa moleculară mai mare de 6000 Da, unificarea ambelor soluţii de fructooligozaharide şi debitarea printr-o instalaţie de răcire la cristalizare, care se efectuează timp de 16…18 ore la temperatura de 2…3°C; cristalele de fructooligozaharide precipitate se amestecă cu soluţia iniţială cu conţinut de inulină şi se usucă într-o instalaţie de uscare cu pulverizator. A process for obtaining fructooligosaccharides from the inulin-containing solution is also proposed, which includes filtering it through nanofilters with a retention threshold of 5000 Da, with the separation of the solution of micromolecular fructooligosaccharides with a molecular mass of up to 5000 Da, then the filtrate obtained is filtered through nanofilters with a retention threshold of 6000 Da with the separation of the solution of macromolecular fructooligosaccharides with a molecular mass greater than 6000 Da, unification of both fructooligosaccharide solutions and discharge through a cooling installation for crystallization, which is carried out for 16…18 hours at a temperature of 2…3°C; the precipitated fructooligosaccharide crystals are mixed with the initial solution containing inulin and dried in a spray drying installation.

Soluţiile tehnice revendicate asigură calitatea produselor obţinute prin efectuarea următoarelor acţiuni. În primul rând, spălarea tuberculilor aduşi din câmp este realizată mai minuţios, pentru a evita pătrunderea în linia tehnologică a particulelor de sol împreună cu tuberculii: aceştia sunt plasaţi mai întâi într-un rezervor cu apă barbotată, unde sunt menţinuţi, fiind amestecaţi periodic, timp de 2,5…3 ore. În al doilea rând, este prevenită oxidarea şi înnegrirea tuberculilor tăiaţi în procesul de uscare a lor datorită faptului că aceştia sunt tăiaţi în felii de cel mult 1,5 mm. În al treilea rând, datorită mărunţirii mai fine a felioarelor uscate, cu o fineţe a măcinării de 20…30 microni, se asigură o înaltă dispersie a făinii de topinambur din care se prepară suspensia apoasă pentru extracţia fructozanilor. Limpezirea soluţiei separate de pulpă se efectuează pe un filtru cilindric cu un strat adjuvant de perlit. The claimed technical solutions ensure the quality of the products obtained by performing the following actions. First, the washing of the tubers brought from the field is carried out more thoroughly, in order to avoid soil particles entering the technological line together with the tubers: they are first placed in a tank with bubbling water, where they are kept, being periodically mixed, for 2.5…3 hours. Second, oxidation and blackening of the cut tubers in the process of drying them is prevented due to the fact that they are cut into slices of no more than 1.5 mm. Third, due to the finer grinding of the dried slices, with a grinding fineness of 20…30 microns, a high dispersion of the Jerusalem artichoke flour is ensured, from which the aqueous suspension for the extraction of fructosans is prepared. Clarification of the separated pulp solution is carried out on a cylindrical filter with an adjuvant layer of perlite.

Procedeul se realizează în modul următor. Tuberculii de topinambur se spală mai întâi într-un rezervor cu apă barbotată, fiind amestecaţi periodic, se menţin timp de 2,5…3 ore pentru a separa solul prins de ei, apoi se introduc în instalaţia de spălare. Tuberculii spălaţi se transferă pentru inspectare şi îndepărtarea deşeurilor şi pentru reciclarea lor. După aceasta, tuberculii selectaţi se taie în felii în formă de chipsuri cu o grosime de 1,0…1,5 mm, apoi se usucă într-un uscător de centură. Feliile uscate de topinambur se mărunţesc în formă de făină cu fineţea de măcinare de 20…30 microni. Produsul măcinat este ambalat în saci kraft care se păstrează în depozit într-un loc uscat şi răcoros. The process is carried out as follows. Jerusalem artichoke tubers are first washed in a tank with bubbling water, being periodically mixed, kept for 2.5…3 hours to separate the soil stuck to them, then they are introduced into the washing installation. The washed tubers are transferred for inspection and waste removal and for their recycling. After that, the selected tubers are cut into slices in the form of chips with a thickness of 1.0…1.5 mm, then dried in a belt dryer. The dried Jerusalem artichoke slices are ground into flour with a grinding fineness of 20…30 microns. The ground product is packed in kraft bags which are stored in the warehouse in a dry and cool place.

Soluţia cu conţinut de inulină se prepară într-un reactor cu manta de abur, în care făina de topinambur este amestecată cu apă fierbinte la temperatura de 85…90° C, totodată apa este debitată treptat, până la obţinerea unui hidromodul suspensional cu raportul dintre componente de 1:(5…6), din care timp de 1,5…2 ore sunt extraşi fructozanii. La finalul procesului de extracţie se obţine o suspensie de o consistenţă uniformă. Această suspensie se debitează într-o centrifugă în flux continuu pentru a separa pulpa de soluţia cu conţinut de inulină. După aceasta, soluţia cu conţinut de inulină este supusă unei purificări şi limpeziri suplimentare. Totodată, soluţia este dirijată într-un filtru cilindric de vid cu o singură secţiune, constând dintr-un tambur rotativ cu o viteză de rotaţie de cel mult 8 rot./min, pe care este întinsă pânza de filtru acoperită cu un strat de perlit. Precipitatul particulelor de suspensie rămâne pe suprafaţa perlitului şi este îndepărtat în mod continuu de către nişte raclete. Soluţia limpezită este pompată într-o instalaţie cu malaxor, o priză pentru golirea de fund şi o manta de abur, unde este supusă concentrării prin evaporare în vid la temperatura de 60…70° C şi presiunea reziduală de 120…150 mm Hg. The inulin-containing solution is prepared in a steam-jacketed reactor, in which the Jerusalem artichoke flour is mixed with hot water at a temperature of 85…90° C, while the water is gradually discharged, until a suspension hydromodule with a component ratio of 1:(5…6) is obtained, from which fructosans are extracted for 1.5…2 hours. At the end of the extraction process, a suspension of uniform consistency is obtained. This suspension is discharged into a continuous-flow centrifuge to separate the pulp from the inulin-containing solution. After this, the inulin-containing solution is subjected to additional purification and clarification. At the same time, the solution is directed into a single-section cylindrical vacuum filter, consisting of a rotating drum with a rotation speed of no more than 8 rpm, on which the filter cloth covered with a layer of perlite is stretched. The precipitate of suspended particles remains on the surface of the perlite and is continuously removed by scrapers. The clarified solution is pumped into a plant with a mixer, a bottom discharge outlet and a steam jacket, where it is concentrated by evaporation in vacuum at a temperature of 60…70° C and a residual pressure of 120…150 mm Hg.

Pentru obţinerea inulinei cu nanoproprietăţi, utilizabilă în medicină şi farmaceutică, soluţia cu conţinut de inulină concentrată prin evaporare este filtrată prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 5000 Da, apoi filtratul obţinut se filtrează prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 6000 Da şi se separă soluţia cu conţinut de inulină cu masa moleculară de 5000 …6000 Da. După aceasta, soluţia cu conţinut de inulină este debitată, printr-o instalaţie de răcire în flux continuu, într-un cristalizator echipat cu manta, în care soluţia se răceşte până la 2…3° C şi se ţine timp de 16…18 ore pentru precipitarea cristalelor de inulină. Cristalele precipitate se amestecă cu soluţia-mamă şi prin priza pentru golirea de fund a cristalizatorului este pompată în uscătorul cu pulverizator. După obţinerea în uscător a produsului finit, inulina macromoleculară se cântăreşte şi se ambalează. To obtain inulin with nanoproperties, usable in medicine and pharmaceuticals, the solution containing inulin concentrated by evaporation is filtered through nanofilters with a retention threshold of 5000 Da, then the filtrate obtained is filtered through nanofilters with a retention threshold of 6000 Da and the solution containing inulin with a molecular mass of 5000 ... 6000 Da is separated. After this, the solution containing inulin is discharged, through a continuous flow cooling installation, into a crystallizer equipped with a jacket, in which the solution is cooled to 2 ... 3 ° C and kept for 16 ... 18 hours for the precipitation of inulin crystals. The precipitated crystals are mixed with the mother solution and pumped through the bottom discharge outlet of the crystallizer into the spray dryer. After obtaining the finished product in the dryer, the macromolecular inulin is weighed and packaged.

Pentru a obţine sirop de fructoză-glucoză, soluţia cu conţinut de inulină concentrată prin evaporare se supune hidrolizei cu acid organic sau mineral la un pH de 1,5…2,0 şi temperatura de 60…70° C, apoi hidrolizatul se concentrează prin evaporare până la conţinutul de 55% al substanţelor uscate, se filtrează printr-un strat de perlit pe un filtru cilindric cu vid, după care soluţia obţinută limpezită se concentrează prin evaporare până la un conţinut de substanţe uscate de cel puţin 70%. To obtain fructose-glucose syrup, the solution containing inulin concentrated by evaporation is subjected to hydrolysis with organic or mineral acid at a pH of 1.5…2.0 and a temperature of 60…70° C, then the hydrolysate is concentrated by evaporation to a dry matter content of 55%, filtered through a layer of perlite on a cylindrical vacuum filter, after which the clarified solution obtained is concentrated by evaporation to a dry matter content of at least 70%.

Pentru a obţine fructooligozaharide (FOZ), soluţia cu conţinut de inulină concentrată se filtrează prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 5000 Da, cu separarea soluţiei de fructooligozaharide micromoleculare cu masa moleculară de până la 5000 Da, apoi filtratul obţinut se filtrează prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 6000 Da cu separarea soluţiei de fructooligozaharide macromoleculare cu masa moleculară mai mare de 6000 Da, unificarea ambelor soluţii de fructooligozaharide şi debitarea printr-o instalaţie de răcire la cristalizare, care se efectuează timp de 16…18 ore la temperatura de 2…3°C; cristalele de fructooligozaharide precipitate se amestecă cu soluţia iniţială cu conţinut de inulină şi se usucă într-o instalaţie de uscare cu pulverizator. Apoi, pulberea FOZ obţinută se cântăreşte şi se ambalează. To obtain fructooligosaccharides (FOZ), the concentrated inulin-containing solution is filtered through nanofilters with a retention threshold of 5000 Da, with the separation of the micromolecular fructooligosaccharide solution with a molecular mass of up to 5000 Da, then the filtrate obtained is filtered through nanofilters with a retention threshold of 6000 Da with the separation of the macromolecular fructooligosaccharide solution with a molecular mass greater than 6000 Da, unification of both fructooligosaccharide solutions and discharge through a crystallization cooling installation, which is carried out for 16…18 hours at a temperature of 2…3°C; the precipitated fructooligosaccharide crystals are mixed with the initial inulin-containing solution and dried in a spray-drying installation. Then, the obtained FOZ powder is weighed and packaged.

Exemple de realizare Examples of implementation

Tuberculii de topinambur recoltaţi, în cantitate de 3200 kg, se încarcă într-un recipient cu apă barbotată, se ţin amestecându-se periodic timp de 2,5 ore şi apoi se plasează într-o instalaţie de spălare. După spălare şi inspectare, cu îndepărtarea deşeurilor, tuberculii cu greutatea totală de 3000 kg se taie în felii (chipsuri) şi se dirijează într-un uscător de centură, unde se usucă în câteva etape la temperatura aerului de la 120 până la 150° C, până umiditatea produsului uscat nu depăşeşte 6%. Produsul uscat este mărunţit în formă de făină cu fineţea măcinării de 20…30 microni. După uscare şi măcinare se obţin 780 kg de făină de topinambur. Într-un reactor echipat cu malaxor şi manta de abur se încarcă 100 kg de făină de topinambur şi se efectuează alimentarea treptată cu apă cu temperatura de 85…90°C în cantitate de 500 l pentru a obţine un hidromodul suspensional cu un raport al componentelor de 1:5. Fiind amestecată în mod constant, se obţine o suspensie omogenă. Timp de 1,5 ore în hidromodulul suspensional are loc extragerea fructozanilor. După finalizarea extracţiei, suspensia este debitată într-o centrifugă, unde are loc separarea materialelor solide în suspensie de soluţia cu conţinut de inulină şi fructooligozaharide. La ieşire se obţin 470,5 l de soluţie cu conţinut de inulină în care se atestă fructooligozaharide şi 125,3 kg de pulpă. Pulpa este expediată la prelucrare, iar soluţia, având o temperatură de 50…60° C, se supune limpezirii şi purificării suplimentare. Limpezirea şi purificarea suplimentară a soluţiei se efectuează pe un filtru cilindric de vid cu viteza de rotaţie a tamburului de 8 rot./min. Filtrul cilindric de vid utilizat este prevăzut cu un tambur cu un strat adjuvant de perlit cu grosimea de 60 mm şi cu raclete cu mişcare transversală de 0,2…0,8 mm. Filtratul în cantitate de 435,0 l şi cu conţinutul de substanţe solide de 14,2% se debitează în instalaţia de evaporare de vid МЗС-320 (ВНИИКП-2), în care la temperatura de 70° C şi presiunea remanentă de 120…150 mm Hg soluţia se concentrează prin evaporare până la un volum de 141,8 l. În volumul indicat conţinutul de substanţe solide constituie 42…45%. The harvested Jerusalem artichoke tubers, in the amount of 3200 kg, are loaded into a container with bubbling water, kept stirring periodically for 2.5 hours and then placed in a washing plant. After washing and inspection, with the removal of waste, the tubers with a total weight of 3000 kg are cut into slices (chips) and directed to a belt dryer, where they are dried in several stages at an air temperature of 120 to 150° C, until the moisture content of the dried product does not exceed 6%. The dried product is ground into flour with a grinding fineness of 20…30 microns. After drying and grinding, 780 kg of Jerusalem artichoke flour is obtained. In a reactor equipped with a mixer and a steam jacket, 100 kg of Jerusalem artichoke flour are loaded and 500 l of water with a temperature of 85…90°C is gradually added to obtain a suspension hydromodule with a component ratio of 1:5. Being constantly mixed, a homogeneous suspension is obtained. For 1.5 hours, the fructosans are extracted in the suspension hydromodule. After the extraction is completed, the suspension is discharged into a centrifuge, where the suspended solids are separated from the solution containing inulin and fructooligosaccharides. At the output, 470.5 l of inulin-containing solution containing fructooligosaccharides and 125.3 kg of pulp are obtained. The pulp is sent for processing, and the solution, having a temperature of 50…60° C, is subjected to additional clarification and purification. Further clarification and purification of the solution is carried out on a cylindrical vacuum filter with a drum rotation speed of 8 rpm. The cylindrical vacuum filter used is equipped with a drum with a perlite adjuvant layer 60 mm thick and with scrapers with transverse movement of 0.2…0.8 mm. The filtrate in the amount of 435.0 l and with a solids content of 14.2% is fed into the vacuum evaporation plant MZS-320 (VNIIKP-2), where at a temperature of 70° C and a residual pressure of 120…150 mm Hg the solution is concentrated by evaporation to a volume of 141.8 l. In the indicated volume the solids content is 42…45%.

Pentru a izola inulină cu nanoproprietăţi, soluţia concentrată prin evaporare cu volumul de 141,8 l este transferată la nanofiltrarea dinamică prin membrane ceramice. După interacţiunea cu nanofiltrele ceramice, mai întâi se separă soluţia cu conţinut de fructozani micromoleculari, având masa moleculară mai mică de 5000 Da. Apoi restul soluţiei se transmite din nou la nanofiltrarea dinamică cu membrană, în procesul căreia se separă soluţia care conţine fructooligozaharide cu masa moleculară mai mare de 6000 Da. În urma nanofiltrării se obţine o soluţie de inulină cu masa moleculară de până la 6000 Da. Volumul soluţiei de inulină, separată în procesul de nanofiltrare, este de 42,5 l, iar inulina care se conţine în ea are masa moleculară de 5000…6000 Da şi lungimea catenei de 1,48 nm. Această soluţie se transferă prin instalaţia de răcire în flux continuu într-un cristalizator echipat cu o manta de apă şi o priză pentru golirea de fund. Apa se debitează în mantaua reactorului cu temperatura de 2…3° C. Cristalizarea se realizează timp de 16…18 ore. Apoi, cristalele de inulină precipitate se amestecă cu ajutorul malaxorului cu soluţia-mamă şi se trece în uscătorul cu pulverizator. După uscare, se obţine o cantitate de 9,21 kg de pulbere de inulină macromoleculară, cu masa moleculară de 5000…6000 Da şi lungimea catenei de 1,48 nm, utilizabilă în medicină şi farmaceutică. Produsul de calitate bună constituie 48,6%. To isolate inulin with nanoproperties, the concentrated solution by evaporation with a volume of 141.8 l is transferred to dynamic nanofiltration through ceramic membranes. After interaction with ceramic nanofilters, the solution containing micromolecular fructosans with a molecular mass of less than 5000 Da is first separated. Then the rest of the solution is again sent to dynamic membrane nanofiltration, in the process of which the solution containing fructooligosaccharides with a molecular mass of more than 6000 Da is separated. As a result of nanofiltration, an inulin solution with a molecular mass of up to 6000 Da is obtained. The volume of the inulin solution separated in the nanofiltration process is 42.5 l, and the inulin contained in it has a molecular mass of 5000…6000 Da and a chain length of 1.48 nm. This solution is transferred through the continuous flow cooling system into a crystallizer equipped with a water jacket and a bottom drain. Water is fed into the reactor jacket at a temperature of 2…3° C. Crystallization is carried out for 16…18 hours. Then, the precipitated inulin crystals are mixed with the mother liquor using a mixer and passed into the spray dryer. After drying, a quantity of 9.21 kg of macromolecular inulin powder is obtained, with a molecular weight of 5000…6000 Da and a chain length of 1.48 nm, usable in medicine and pharmacy. The good quality product constitutes 48.6%.

Soluţia cu conţinut de fructooligozaharide cu masa moleculară mai mare de 6000 Da şi soluţia cu conţinut de fructooligozaharide micromoleculare, cu masa moleculară mai mică de 5000 Da, izolate prin nanofiltrarea soluţiei cu conţinut de inulină concentrate prin evaporare cu volumul de 141,8 l se combină, apoi se răcesc în instalaţia de răcire în flux continuu şi se debitează în cristalizatorul în care se menţin la temperatura de 2…3° C timp de 16…18 ore. După precipitarea cristalelor de fructooligozaharide, acestea se amestecă cu soluţia-mamă cu ajutorul malaxorului şi se usucă într-un uscător cu pulverizator. Produsul finit constituie fructooligozaharide (FOZ) cristaline în cantitate de 30,7 kg, utilizabile în industria alimentară. Produsul de calitate bună constituie 92%, gradul de polimerizare >2. The solution containing fructooligosaccharides with a molecular weight greater than 6000 Da and the solution containing micromolecular fructooligosaccharides with a molecular weight less than 5000 Da, isolated by nanofiltration of the solution containing inulin concentrated by evaporation with a volume of 141.8 l are combined, then cooled in the continuous flow cooling installation and discharged into the crystallizer where they are maintained at a temperature of 2…3° C for 16…18 hours. After the precipitation of fructooligosaccharide crystals, they are mixed with the mother solution using a mixer and dried in a spray dryer. The finished product is crystalline fructooligosaccharides (FOZ) in an amount of 30.7 kg, usable in the food industry. The good quality product is 92%, the degree of polymerization >2.

Pentru a obţine sirop de fructoză-glucoză (SFG) întregul volum al soluţiei cu conţinut de inulină concentrate prin evaporare în cantitate de 141,8 l se trece în reactor pentru hidroliză. Volumul reactorului, echipat cu malaxor, priză pentru golirea de fund şi manta de încălzire, constituie 1,6 m3. Hidroliza inulinei şi a fructooligozaharidelor se efectuează la pH 1,5…2,0, nivelul acestuia stabilindu-se cu acid citric la temperatura de 60…70° C. Pe măsura acumulării monozaharidelor şi oligofructozanilor în soluţie, hidroliza este finalizată. După aceasta, soluţia obţinută, în volum de 141,0 l, se concentrează prin evaporare până la indicele conţinutului de substanţe solide de 55%. În continuare, soluţia cu conţinut de zaharuri obţinută, în cantitate de 102,6 l, se limpezeşte pe un filtru cilindric de vid printr-un strat adjuvant de perlit. Soluţia limpezită, în cantitate de circa 98 l, se concentrează prin evaporare (fierbere) într-o instalaţie de evaporare de vid până ce, după evaporare, indicele conţinutului de particule solide în sirop ajunge la cel puţin 70%. Apoi siropul finit, cu cota-parte a masei de fructoză şi glucoză de cel puţin 70%, pH 7,5…8,5, claritatea de 1…2 cm, este ambalat. Produsul este utilizabil în industria alimentară şi a produselor alimentare funcţionale. To obtain fructose-glucose syrup (GFS), the entire volume of the inulin-containing solution concentrated by evaporation in the amount of 141.8 l is transferred to the hydrolysis reactor. The volume of the reactor, equipped with a mixer, a bottom drain and a heating jacket, is 1.6 m3. The hydrolysis of inulin and fructooligosaccharides is carried out at pH 1.5…2.0, its level being established with citric acid at a temperature of 60…70° C. As monosaccharides and oligofructosans accumulate in the solution, the hydrolysis is completed. After that, the obtained solution, in the volume of 141.0 l, is concentrated by evaporation to a solids content index of 55%. Next, the obtained sugar-containing solution, in the amount of 102.6 l, is clarified on a cylindrical vacuum filter through an adjuvant layer of perlite. The clarified solution, in an amount of about 98 l, is concentrated by evaporation (boiling) in a vacuum evaporation plant until, after evaporation, the index of solid particles content in the syrup reaches at least 70%. Then the finished syrup, with a mass fraction of fructose and glucose of at least 70%, pH 7.5…8.5, clarity of 1…2 cm, is packaged. The product is usable in the food and functional food industries.

Prin realizarea invenţiei se ameliorează calitatea şi cantitatea extracţiei produselor finite, totodată scad de 2,5…3 ori cheltuielile de energie şi complexitatea proceselor. Pulberea finită de inulină, obţinută prin invenţia revendicată, are caracteristicile inulinei chimic pure, ceea ce permite utilizarea acesteia atât în medicină, în special în industria farmaceutică, cât şi la prepararea hranei pentru animale şi păsări. By implementing the invention, the quality and quantity of the extraction of finished products are improved, while the energy costs and the complexity of the processes are reduced by 2.5...3 times. The finished inulin powder, obtained by the claimed invention, has the characteristics of chemically pure inulin, which allows its use both in medicine, especially in the pharmaceutical industry, and in the preparation of animal and poultry feed.

1. RU 20148588 C1 2000.05.10 1. RU 20148588 C1 2000.05.10

2. RU 22281291 C2 2006.08.10 2. RU 22281291 C2 2006.08.10

3. RU 2009111945 A 2010.10.10 3. RU 2009111945 A 2010.10.10

Claims (4)

1. Procedeu de obţinere a soluţiei cu conţinut de inulină din topinambur, care include spălarea tuberculilor de topinambur prin barbotare şi amestecare periodică, cu menţinerea în apă în decurs de 2,5…3 ore şi spălarea ulterioară într-o instalaţie de spălare, tăierea tuberculilor în felii în formă de chipsuri cu grosimea de 1,0…1,5 mm, uscarea acestora, mărunţirea până la dimensiuni de 20…30 microni, amestecarea treptată într-un reactor cu manta de abur a produsului măcinat cu apă la temperatura de 85…90° C în raport de 1:(5…6) respectiv cu obţinerea unei suspensii, apoi timp de 1,5…2 ore se efectuează extracţia fructozanilor, după care prin filtrare pe centrifuge în flux continuu din suspensie se separă pulpa, iar soluţia obţinută se limpezeşte prin filtrarea acesteia printr-un filtru cilindric cu un strat de perlit şi se concentrează prin evaporare la temperatura de 60…70°C şi presiunea reziduală de 120…150 mm Hg, până la un conţinut de substanţe uscate de 42…45%.1. Process for obtaining the inulin-containing solution from Jerusalem artichoke, which includes washing the Jerusalem artichoke tubers by bubbling and periodic mixing, keeping them in water for 2.5…3 hours and subsequent washing in a washing installation, cutting the tubers into slices in the form of chips with a thickness of 1.0…1.5 mm, drying them, grinding them to sizes of 20…30 microns, gradually mixing in a steam-jacketed reactor the ground product with water at a temperature of 85…90° C in a ratio of 1:(5…6) respectively with obtaining a suspension, then for 1.5…2 hours the fructosans are extracted, after which the pulp is separated from the suspension by filtration on continuous flow centrifuges, and the solution obtained is clarified by filtering it through a cylindrical filter with a layer of perlite and concentrated by evaporation at a temperature of of 60…70°C and residual pressure of 120…150 mm Hg, up to a dry matter content of 42…45%. 2. Procedeu de obţinere a inulinei, care include obţinerea soluţiei cu conţinut de inulină conform procedeului definit în revendicarea 1, filtrarea acesteia prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 5000 Da, apoi filtratul obţinut se filtrează prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 6000 Da şi se separă soluţia cu conţinut de inulină cu masa moleculară de 5000 …6000 Da, care se transferă prin instalaţia de răcire la cristalizare, care se efectuează timp de 16…18 ore la temperatura de 2…3°C; cristalele de inulină precipitate se amestecă cu soluţia iniţială cu conţinut de inulină şi se usucă într-o instalaţie de uscare cu pulverizator.2. Process for obtaining inulin, which includes obtaining the solution containing inulin according to the process defined in claim 1, filtering it through nanofilters with a retention threshold of 5000 Da, then the filtrate obtained is filtered through nanofilters with a retention threshold of 6000 Da and the solution containing inulin with a molecular mass of 5000 ... 6000 Da is separated, which is transferred through the cooling installation to crystallization, which is carried out for 16 ... 18 hours at a temperature of 2 ... 3 ° C; the precipitated inulin crystals are mixed with the initial solution containing inulin and dried in a spray drying installation. 3. Procedeu de obţinere a siropului de fructoză-glucoză, care include obţinerea soluţiei cu conţinut de inulină conform procedeului definit în revendicarea 1, hidroliza acesteia cu acid organic sau mineral la un pH de 1,5…2,0 şi temperatura de 60…70° C, apoi hidrolizatul se concentrează prin evaporare până la conţinutul de 55% al substanţelor uscate, se filtrează printr-un strat de perlit pe un filtru cilindric cu vid, după care soluţia obţinută limpezită se concentrează prin evaporare până la un conţinut de substanţe uscate de cel puţin 70%.3. Process for obtaining fructose-glucose syrup, which includes obtaining the solution containing inulin according to the process defined in claim 1, its hydrolysis with organic or mineral acid at a pH of 1.5…2.0 and a temperature of 60…70° C, then the hydrolysate is concentrated by evaporation to a dry matter content of 55%, filtered through a layer of perlite on a cylindrical vacuum filter, after which the clarified solution obtained is concentrated by evaporation to a dry matter content of at least 70%. 4. Procedeu de obţinere a fructooligozaharidelor, care include obţinerea soluţiei cu conţinut de inulină conform procedeului definit în revendicarea 1, filtrarea acesteia prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 5000 Da, cu separarea soluţiei de fructooligozaharide micromoleculare cu masa moleculară de până la 5000 Da, apoi filtratul obţinut se filtrează prin nanofiltre cu pragul de retenţie de 6000 Da cu separarea soluţiei de fructooligozaharide macromoleculare cu masa moleculară mai mare de 6000 Da, unificarea ambelor soluţii de fructooligozaharide şi debitarea printr-o instalaţie de răcire la cristalizare, care se efectuează timp de 16…18 ore la temperatura de 2…3°C; cristalele de fructooligozaharide precipitate se amestecă cu soluţia iniţială cu conţinut de inulină şi se usucă într-o instalaţie de uscare cu pulverizator.4. Process for obtaining fructooligosaccharides, which includes obtaining the solution containing inulin according to the process defined in claim 1, filtering it through nanofilters with a retention threshold of 5000 Da, with the separation of the solution of micromolecular fructooligosaccharides with a molecular mass of up to 5000 Da, then the filtrate obtained is filtered through nanofilters with a retention threshold of 6000 Da with the separation of the solution of macromolecular fructooligosaccharides with a molecular mass greater than 6000 Da, unifying both fructooligosaccharide solutions and passing through a cooling installation for crystallization, which is carried out for 16…18 hours at a temperature of 2…3°C; the precipitated fructooligosaccharide crystals are mixed with the initial solution containing inulin and dried in a spray drying installation.
MDS20150003A 2011-04-13 2012-04-12 Method for producing inulin and other fructan-containing products from Jerusalem artichoke MD961Z (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114593/13A RU2489445C2 (en) 2011-04-13 2011-04-13 Method for production of inulin-containing solution from girasol, inulin production method and method for production of fructooligosaccharides based on such solution
PCT/RU2012/000280 WO2012141617A1 (en) 2011-04-13 2012-04-12 Method for producing inulin and other fructan-containing products from jerusalem artichoke

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MD961Y MD961Y (en) 2015-10-31
MD961Z true MD961Z (en) 2016-05-31

Family

ID=47009568

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MDS20150003A MD961Z (en) 2011-04-13 2012-04-12 Method for producing inulin and other fructan-containing products from Jerusalem artichoke
MDA20130067A MD20130067A2 (en) 2011-04-13 2012-04-12 Method for producing inulin and other fructan-containing products from Jerusalem artichoke

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MDA20130067A MD20130067A2 (en) 2011-04-13 2012-04-12 Method for producing inulin and other fructan-containing products from Jerusalem artichoke

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2698387A4 (en)
EA (1) EA024503B1 (en)
MD (2) MD961Z (en)
RU (1) RU2489445C2 (en)
WO (1) WO2012141617A1 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489445C2 (en) * 2011-04-13 2013-08-10 Владимир Дмитриевич Артемьев Method for production of inulin-containing solution from girasol, inulin production method and method for production of fructooligosaccharides based on such solution
RU2555469C1 (en) * 2014-04-21 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" Fructose-glucose batata syrup production method
US20160193151A1 (en) * 2015-01-06 2016-07-07 Maria Del Pilar Noriega Escobar Dosage form incorporating an amorphous drug solid solution
ITUB20150477A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-05 Novamont Spa Process for obtaining inulin from thistle plant roots.
RU2605635C1 (en) * 2015-12-02 2016-12-27 Аркадий Пантелеймонович Синицын METHOD FOR PRODUCING AN ENDO-INULINASE AND SUCRASE ENZYME PREPARATION BY CULTIVATION OF RECOMBINANT MYCELIAL FUNGUS PENICILLIUM CANESCENS Sopp INUA3 STRAIN
RU2623739C1 (en) * 2016-04-25 2017-06-29 Открытое акционерное общество "Межгосударственная Корпорация Развития" Method of processing inulin-containing raw material with obtaining food inulin powder and method of obtaining ultra-pure inulin
CN106632738B (en) * 2016-12-30 2019-05-17 晨光生物科技集团股份有限公司 A kind of industrialized preparing process extracting inulin from jerusalem artichoke
CN107325205B (en) * 2017-08-09 2019-09-24 无锡新禾创工食品科技有限公司 A kind of inulin and oligofructose syrup co-production
CN109336997B (en) * 2018-09-28 2021-04-27 晨光生物科技集团股份有限公司 Method for extracting inulin from jerusalem artichoke at low temperature
CN110317284A (en) * 2019-06-18 2019-10-11 江苏碧青园海洋生物科技有限公司 A kind of supercritical preparation process of synanthrin
CN116261570B (en) * 2020-07-16 2024-09-03 贝利优-欧拉弗蒂股份公司 Method for obtaining inulin-containing composition
CN119505038B (en) * 2024-11-25 2025-11-28 山东农业大学 Medium-chain inulin and preparation method and application thereof

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2014858C1 (en) * 1992-03-16 1994-06-30 Степанов Александр Михайлович Fire extinguisher
MD456F1 (en) * 1995-03-28 1996-08-30 Univ De Stat Din Moldova Methad for nitrit-ion polluted water purification
RU2066965C1 (en) * 1995-07-27 1996-09-27 Институт экологии человека Академии Технологических Наук Российской Федерации Method of inulin preparing from inulin-containing raw
EP0787745A2 (en) * 1996-02-05 1997-08-06 McNEIL-PPC, INC. Preparation of inulin products
WO2000011967A1 (en) * 1998-08-27 2000-03-09 Barnard Stewart Silver Novel inulin fractions, process for preparing same, and food products containing said inulin fractions
RU2228129C2 (en) * 1997-11-12 2004-05-10 ДЖИЛЛЕТ КАНАДА Инк. Tooth-brush (variants)
CN101081874A (en) * 2007-07-12 2007-12-05 鞍山中兴医药集团有限公司 Preparation technique for abstraction of inulin from chicory
WO2008068572A2 (en) * 2006-12-04 2008-06-12 Melita Financial Group Process for recovery and production of carbohydrates from jerusalem artichoke tubers
US20100119651A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-13 Fan Shufeng Bio-Enzyme-Assisted Extraction Method for Inulin
RU2009111945A (en) * 2009-03-31 2010-10-10 ООО "Фабрика Биотехнология" (RU) METHOD FOR PRODUCING INULIN AND OTHER FRUCTAN CONTAINING PRODUCTS FROM TOPINAMBUR
MD4169B1 (en) * 2011-03-16 2012-05-31 Oleg Baev Process for producing inulin from tubers of Jerusalem artichoke Helianhtus tuberosus L.
RU2011114593A (en) * 2011-04-13 2012-10-20 Владимир Дмитриевич Артемьев (RU) METHOD FOR PRODUCING INULIN AND OTHER FRUCTAN CONTAINING PRODUCTS FROM TOPINAMBUR

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2148588C1 (en) 1998-08-20 2000-05-10 ООО "Фабрика Биотехнология" Method of preparing inulin from jerusalem artichoke tuber
RU2281291C2 (en) * 2004-11-24 2006-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Фабрика Биотехнология" Method for production of inulin-containing solution from earth apple

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2014858C1 (en) * 1992-03-16 1994-06-30 Степанов Александр Михайлович Fire extinguisher
MD456F1 (en) * 1995-03-28 1996-08-30 Univ De Stat Din Moldova Methad for nitrit-ion polluted water purification
RU2066965C1 (en) * 1995-07-27 1996-09-27 Институт экологии человека Академии Технологических Наук Российской Федерации Method of inulin preparing from inulin-containing raw
EP0787745A2 (en) * 1996-02-05 1997-08-06 McNEIL-PPC, INC. Preparation of inulin products
RU2228129C2 (en) * 1997-11-12 2004-05-10 ДЖИЛЛЕТ КАНАДА Инк. Tooth-brush (variants)
WO2000011967A1 (en) * 1998-08-27 2000-03-09 Barnard Stewart Silver Novel inulin fractions, process for preparing same, and food products containing said inulin fractions
WO2008068572A2 (en) * 2006-12-04 2008-06-12 Melita Financial Group Process for recovery and production of carbohydrates from jerusalem artichoke tubers
CN101081874A (en) * 2007-07-12 2007-12-05 鞍山中兴医药集团有限公司 Preparation technique for abstraction of inulin from chicory
US20100119651A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-13 Fan Shufeng Bio-Enzyme-Assisted Extraction Method for Inulin
RU2009111945A (en) * 2009-03-31 2010-10-10 ООО "Фабрика Биотехнология" (RU) METHOD FOR PRODUCING INULIN AND OTHER FRUCTAN CONTAINING PRODUCTS FROM TOPINAMBUR
MD4169B1 (en) * 2011-03-16 2012-05-31 Oleg Baev Process for producing inulin from tubers of Jerusalem artichoke Helianhtus tuberosus L.
RU2011114593A (en) * 2011-04-13 2012-10-20 Владимир Дмитриевич Артемьев (RU) METHOD FOR PRODUCING INULIN AND OTHER FRUCTAN CONTAINING PRODUCTS FROM TOPINAMBUR
MD20130067A2 (en) * 2011-04-13 2013-12-31 Владимир Дмитриевич Артемьев Method for producing inulin and other fructan-containing products from Jerusalem artichoke

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012141617A1 (en) 2012-10-18
EA024503B1 (en) 2016-09-30
EA201301149A1 (en) 2014-02-28
MD961Y (en) 2015-10-31
RU2489445C2 (en) 2013-08-10
EP2698387A4 (en) 2014-12-17
EP2698387A1 (en) 2014-02-19
RU2011114593A (en) 2012-10-20
MD20130067A2 (en) 2013-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MD961Z (en) Method for producing inulin and other fructan-containing products from Jerusalem artichoke
CN102947347B (en) Method for separating lignin and sugar from extract
CN102660606B (en) Bio-preparation method for production of high-purity xylo-oligosaccharide and coproduction of arabinose and xylose
RU2741106C2 (en) Method of processing dandelion plants components
US11060154B2 (en) Industrialised production process of total nutrient pure powdered sugar and liquid syrup and equipment
CN103931867A (en) Method for coproduction of rice starch and rice protein
CN102453099B (en) Preparation method of corn starch
EP3397066B1 (en) Process for separating proteins from biomass materials
CN102453098A (en) Preparation method of corn starch
RU2538147C1 (en) Method for processing of sunflower or rape extraction cake (versions)
CN112604319B (en) A progressive extraction method and device for citrus peel
US2443897A (en) Process for the production of sweet-potato starch
CN1847266A (en) Girasole synanthrin producing process based on two-stage ultrafiltering technology
KR20220090611A (en) A method of manufacturing alginic acid and fucoidan
CN108175777A (en) The technique that biological enzyme prepares the thick glue of Cortex Eucommiae
RU64865U1 (en) PECTINE SUBSTANCE PRODUCTION LINE
CA2813813A1 (en) Colloid product, method for producing same and use thereof
KR20230084565A (en) Manufacturing process of raw sugar and refined sugar
CN102690360B (en) Preparation method of corn starch
CN1037698C (en) Refined enzyme purification process for papain
RU2837906C1 (en) Topinambur oligofructose syrup production line
BG67798B1 (en) Production of apple pectin and dietary fiber using the cavitation extraction method
US3756854A (en) Process and plant for obtaining starch from crops
CN119639856B (en) Extraction process and application of cottonseed peptide and cottonseed fiber
RU2413432C2 (en) Method to produce arabinogalactane

Legal Events

Date Code Title Description
FG9Y Short term patent issued
MK4Y Short term patent expired