Otrzymywanie preparatu błonnikowego z łuski oraz okrywy owocowo-nasiennej ziarna owsa z wykorzystaniem innowacyjnych technologii obłuskiwania i rozdrabniania

Nr umowy: POIR.01.01.01.-00-0289/17-00

Okres realizacji: 2018-01-01 – 2020-06-30

Beneficjent: SILCAR SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ obecnie FIBERCARE Sp. z o.o.

Opis projektu: cele, założenia, zrealizowane zadania

Przedmiotem projektu są badania przemysłowe i prace rozwojowe, które prowadzić będą do osiągnięcia głównego celu założonego w projekcie: opracowania znacząco ulepszonej technologii produkcji preparatu błonnikowego z łuski (plewki – sformułowania będą używane zamiennie) oraz okrywy owocowo-nasiennej ziarna owsa.

Celami szczegółowymi prowadzącymi do osiągnięcia celu głównego są:

opracowanie metody rozdrabniania łuski owsianej do cząstek wielkości 20 µm z wykorzystaniem mikronizacji celem pozyskania nierozpuszczalnej frakcji preparatu błonnikowego.
opracowanie metody wielostopniowego obłuskiwania warstwy okrywo-nasiennej ziarniaka owsa oraz ich dalsze rozdrobnienie do cząstek wielkości 20 µm celem pozyskania rozpuszczalnej frakcji preparatu błonnikowego.
Nowa technologia będzie charakteryzować się znacząco ulepszonymi cechami/funkcjonalnościami wobec rozwiązań obecnie dostępnych na rynku, co stanowić będzie innowację procesową (zg. z podr. OECD Oslo Manual, wyd. III, 2005 ; główna oś projektu).

Innowacyjna technologia produkcji preparatu błonnikowego będzie posiadać kluczowe przewagi poprzez:

uzyskanie rozdrobnienia plewki oraz obłuszczonej warstwy okrywowo-nasiennej ziarna owsa do cząstek o wartości 20 µm;
połączenie sterylizacji oraz suszenia surowca parą wodną w jeden energooszczędny proces;
opracowanie metody wielostopniowego obłuskiwania warstwy okrywowo-nasiennej wraz z warstwą aleuronową.

Projekt podzielony został na 4 etapy: 2 w ramach badań przemysłowych oraz 2 w ramach prac rozwojowych.

Na czym polega innowacyjność projektu :

Projekt miał na celu uzyskanie specjalistycznej wiedzy z zakresu mikronizacji surowców pochodzących z ziarna owsa (zarówno łuska owsiana (plewka) jak i obłuszczona warstwa okrywowo-nasienna) do cząstek wielkości 20 µm. Opracowanie metody poprzez ustalenie/dobór parametrów pracy młyna powietrznego (mikronizatora) oraz parametrów pracy sterylizatora pozwoliło na opracowanie technologii pozwalającej na uzyskanie rozdrobnienia cząstek na poziomie 20 µm (ponadnormatywne rozdrobnienie). Uzyskanie rozdrobnienia do tak małych niewyczuwalnych cząstek pozwala na otrzymanie ultra rozdrobnionej frakcji nierozpuszczalnej błonnika owsianego oraz ultra rozdrobnionej frakcji rozpuszczalnej błonnika owsianego. Opracowana technologia rozdrabniania za pomocą mikronizacji pozwoliło na opracowanie procesu technologicznego produkcji zmikronizowanego owsianego preparatu błonnikowego złożonego z dwóch frakcji nierozpuszczalnej (z łuski) i rozpuszczalnej (z obłuszczonej warstwy okrywowo-nasiennej) w ilościach przemysłowych.

Osiągnięte rezultaty:

W wyniku przeprowadzonych prac badawczych i rozwojowych osiągnięto założone do zrealizowania kamienie milowe.

Opracowano zestaw parametrów pracy sterylizatora zarówno dla surowca łuska owsiana jak i obłuszczona warstwa okrywowo-nasienna (wilgotność surowca, ustawienia temperatury, czas sterylizacji) – opracowano zestaw parametrów skuteczności sterylizacji (otrzymanie produktu bezpiecznego mikrobiologicznie – co zostało potwierdzone wynikami analiz mikrobiologicznych).
Opracowano zestaw parametrów pracy mikronizatora zarówno dla surowca: łuska owsiana jak i obłuszczona warstwa okrywowo-nasienna (ustawienia prędkości tarczy i prędkości klasyfikatora cząstek) celem uzyskania ponadnormatywnego rozdrobnienia do cząstek wielkości 20 µm – co zostało potwierdzone wynikami badań granulometryczności.
Poprzez badanie intensywności zużycia elementów roboczych (podczas pracy) mikronizatora dobrano materiał do wykonania elementów roboczych mikronizatora – rodzaj stali o najmniejszej intensywności zużycia.
Opracowano optymalny skład preparatu błonnikowego złożonego z dwóch frakcji niespuszczalnej i rozpuszczalnej. Scharakteryzowano poprzez analizy właściwości chemicznych i biochemicznych otrzymany błonnik z łuski (nierozpuszczalna frakcja) i z obłuszczonej okrywy owocowo-nasiennej (rozpuszczalna frakcja). Optymalny skład zmikronizowanego osianego preparatu błonnikowego ustalono na udział frakcji nierozpuszczalnej (z łuski) – 60-70% i udział frakcji rozpuszczalnej (z obłuszczonej warstwy okrywowo-nasiennej) – 30-40 %.

Wdrożenie rezultatów projektu

Opracowana technologia wdrożona do produkcji umożliwi wprowadzenie na rynek mikronizowanego owsianego preparatu błonnikowego w skali przemysłowej. Wpłynie to na zwiększenie dostępności produktów z wysoką zawartością błonnika, który ma właściwości prozdrowotne. Preparat błonnikowy z ziarna owsa jest naturalnym składnikiem, który w efekcie wykorzystywany będzie jako dodatek funkcjonalny w przemyśle spożywczym oraz w przetwórstwie żywności, w szczególności do produkcji m.in. pieczywa i makaronu, co w znacznym stopniu podwyższy ich jakość i wartości odżywcze.

Wdrożenie na rynek obejmuje:

wdrożenie mikronizowanego owsianego preparatu błonnikowego o optymalnym składzie złożonego z 60-70% błonnika nierozpuszczalnego (z łuski) i 30-40% błonnika rozpuszczalnego (z obłuszczonej warstwy okrywowo-nasiennej);
wdrożenie 100% mikronizowanego owsianego błonnika nierozpuszczalnego (z łuski)
wdrożenie 100% mikronizowanego owsianego błonnika rozpuszczalnego (z obłuszczonej warstwy okrywowo-nasiennej).

Wdrożone rezultaty projektu będą miały pozytywny wpływ na środowisko. Podczas wdrożenia rezultatów projektu przestrzegane będą zasady związane z zachowaniem wymogów ochrony środowiska oraz efektywnym gospodarowaniem zasobami m.in. poprzez wykorzystanie do produkcji łuski owsianej, która w procesie przetwórstwa zbóż stanowi odpad ziarna owsa. Połączenie procesu sterylizacji wraz z dosuszaniem oraz rozdrabniania w jeden proces technologiczny wpłynie korzystnie na oszczędność energii.

Wdrożenie rezultatów projektu na rynek w ilościach przemysłowych przyczyni się pozytywnie do rozwoju grupy produktów spożywczych zaliczanych do grupy żywności funkcjonalnej, żywność bogata w błonnik posiadająca również obniżoną wartość kaloryczną, która jest wyjątkowo potrzebna w budowie prawidłowej struktury spożycia produktów żywnościowych.