谷物材料加工方法技术

技术编号:1689672 阅读:189 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
公开了一种谷物材料的加工方法,与传统的玉米湿磨法相比,该方法减少谷物浸泡时间并减少操作环节。这种方法涉及连续而同时地让谷物吸收溶剂并研磨谷物材料。还公开了将本方法的产物用于生产发酵原料。还公开了将本方法的产物用作发酵原料。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种谷物材料的加工方法,与传统湿磨法相比,该方法减少谷物浸泡时间并减少操作环节。
技术介绍
包括玉米、燕麦、大麦、裸麦、小麦、稻米和高梁等在内的谷物,都含有不同浓度的淀粉、蛋白、纤维和其它营养物质。通常需要对谷物进行加工,以便分离出富含这些组分中某一组分的不同部分或物流。由于这些组分常常存在于谷粒的内部,所以大多数加工方法的开始步骤是对谷粒进行处理,从而暴露或释放出原始组分。随着甜味剂、植物油和乙醇产业变得越来越有竞争力,需要更有效的并且排放物更少的谷物研磨方法。传统上,诸如玉米、高梁、小麦和稻米等谷物用湿磨法、干磨法或挤压法进行加工。然而,在美国大多数加工的玉米是用湿磨法进行处理的。玉米湿磨法中的起始操作是浸泡,通常涉及在受控的温度和二氧化硫(SO2)条件下,把谷粒长时间浸泡于一系列容器(如约20到48小时),并结合乳酸发酵。这些条件用于使水和二氧化硫扩散并进入谷粒,从而使谷粒软化并瓦解淀粉-蛋白基质。在浸泡过程中谷粒的软化有助于胚芽和纤维与胚乳分离,而淀粉-蛋白基质的瓦解有助于产生高质量的淀粉。浸泡是一种半批次的操作,与浸泡设备有关的投资和维护成本高、需要大面积、生产率改变的灵活性差、并且是高能耗的。此外,在浸泡过程中一部分碳水化合物常常因发酵而丧失,并且某些蛋白也会被溶解。有利的是开发一种加工谷物材料(如玉米)的方法,该方法可减少浸泡所需时间并可减少操作环节。专利技术概要本专利技术涉及一种,它包括提供一谷物材料,以及在至少1分钟的期间内连续而同时地使谷物材料吸收溶剂并研磨谷物材料。本专利技术还涉及一种生产淀粉产品的方法。此外,本专利技术还涉及回收含油的胚芽产物、纤维产物和/或蛋白产物。本专利技术还涉及将本专利技术方法产生的产物用于生产发酵原料的方法。本专利技术还涉及将本专利技术方法产生的产物用作发酵原料的方法。专利技术详述本专利技术涉及一种,它包括提供一谷物材料,以及在至少1分钟的期间内连续而同时地使谷物材料吸收溶剂并研磨谷物材料。本专利技术还涉及一种生产淀粉产品的方法。此外,本专利技术还涉及回收含油的胚芽产物、纤维产物和/或蛋白产物。本专利技术还涉及将本专利技术方法产生的产物用于生产发酵原料的方法。本专利技术还涉及将本专利技术方法产生的产物用作发酵原料的方法。除了用于生产发酵原料之外,本方法的产物可用于任何常规应用。如本文所用,术语“谷物材料”指任何一种谷物材料或其部分。更具体地,任何谷物材料可用于此处所述的方法。合适的谷物材料例子是玉米、高粱、燕麦、大麦、裸麦、小麦、稻米或其混合物。在本方法中,谷物材料吸收溶剂。作为溶剂,可以使用任何水性溶剂、有机溶剂或其混合物。有机溶剂的例子包括己烷、异己烷、乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等。优选使用的是水性溶剂,如含亚硫酸盐(优选以二氧化硫或亚硫酸氢盐的形式引入)的水。在至少约1分钟的一段时间之后,谷物材料对溶剂的吸收即告完成。较佳地,吸收时间是约5分钟到约5小时,更佳地,是约1小时到约3小时。在溶剂中可以掺入各种不同的添加剂。例如,可掺入有助于溶剂吸收和/或使谷物材料分离成各组分的添加剂。此外,可掺入还原剂和/或pH调节剂;消泡剂;湿润剂等。还原剂的例子包括SO2、亚硫酸盐和亚硫酸氢盐,巯基乙醇,巯基乙酸等;合适的pH调节剂包括乳酸、乙酸、盐酸、氢氧化钠、石灰等。此外,还可以使用酶,例如纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶等。谷物材料的研磨可用任何已知方式实现。合适的研磨谷物材料的设备例子如下研磨粉碎机、叶轮式粉磨机、搅拌机、掺和器(blender)、磨盘式磨碎机、辊式粉碎机、锤式粉碎机、冲击式研磨机、针式磨碎机(pin mill)等。优选的例子是叶轮式粉磨机、掺和器、针式磨碎机、搅拌机和研磨粉碎机。对谷物材料的研磨可以在任何的每分钟转速下进行,优选约5-10000rpm(转/分钟)。较佳地在约100-5000rpm,而更佳地在约500-3000rpm下进行研磨。在本方法中,谷物材料的研磨可在任何温度下进行,优选约1-100℃的温度。较佳地温度范围是约40-75℃,而更佳地约45-65℃。本方法取代了传统玉米湿磨法中的浸泡、第一次研磨和可能要进行的第二次和第三次研磨的操作环节。另外,本方法也减少了通常与这些操作环节中的某些环节(尤其是浸泡)相关的时间。使用与常规湿磨法相关的技术,本专利技术的产物可被进一步分离和纯化,形成淀粉、胚芽、纤维和蛋白质。用本方法处理的谷物材料,可以用于任何使用常规玉米湿磨材料的场合。特别是,用本方法处理的谷物材料可用作发酵原料。此外,这种经处理的谷物材料可用于生产发酵原料,例如用于乙醇生产。对用本方法处理的玉米进行湿磨的典型过程,描述如下谷物材料的湿加工可定义为一种谷物材料的处理方法,其中使用的水量超过了谷物材料的吸收量,以便提高谷物材料中各组分的分离。湿加工法需要谷物材料或通过干磨谷物材料而得到的产物。对谷物进行湿加工和/或湿磨可提供含淀粉的产物。用本方法处理的玉米,在约6.2巴(bar)(90psi)下加压进料,通过双流式水力旋流器(two-pass hydrocyclone)设备组(该设备组由15.24cm(6英寸)的水力旋流器构成),从而分离胚芽。分离的胚芽用研磨生产用水(mill processwater)洗涤,然后在转鼓干燥器中干燥,得到干燥的胚芽产物,该产物可进一步处理后以便回收油。大部分胚芽已被分离的剩余浆料被再次研磨,用装有Devil齿板的91cm(36英寸)研磨机在900rpm下进行粗磨,从而将浆料中的其余胚芽与研碎的玉米分开(本文称为第二次研磨)。存在于第二次研磨的排放浆料中游离胚芽,可如上所述用水力旋流器进行分离和回收。在去除胚芽后,余下的玉米材料通过50微米的筛网(称为第三次研磨脱水筛分)。含淀粉-蛋白的滤液向前流动,而作为滤渣被筛网阻挡的玉米材料,用在1800rpm下工作的、装有Devil齿板的91cm(36英寸)研磨机进行细磨(本文称为第三次研磨)。在第三次研磨排放物的浆料中的纤维组分,通过七级筛网分离系统去除,该系统的设置是这样的纤维组分以相对于研磨生产用水呈纤维反向流方式洗涤,其中用添加至筛网系统的研磨生产用水洗涤最干净的纤维。洗涤后的纤维在最后一阶段(第七级)排出,而含淀粉和蛋白的浆料中在第一阶段排出。第一纤维洗涤阶段的筛网孔径是50微米,随后是第2至第6阶段的75微米,而最后阶段是150微米。洗涤后的纤维用螺旋压力机脱水,用旋转式干燥器干燥,得到干燥的纤维产品。合并来自于第三次研磨脱水筛分过程的排出物和第一纤维洗涤阶段的排出物,形成密度约8波美度的浆料。该浆料用Merco H36型离心机增稠。该离心机配有24号大小的喷嘴并在2600rpm下工作。从离心机上部流出的液体被用作浸泡过程的生产用水(也称为研磨用水),而底部流出的波美度12的浆料被送入第二个H36型离心机(称为主离心机)。进料浆料中的淀粉-蛋白用主离心机进行分离。主离心机在2200rpm下工作,并配有24号大小的喷嘴,从而产生底流浆料和溢流浆料。溢流浆料富含蛋白,含大约60%蛋白量;而底流浆料富含淀粉。来自该离心过程的富含蛋白的溢流浆料,接着通过第三个Merco H36型离心机(在2600rpm工作)的离心而进一步脱水,用转鼓过滤器脱水,然后用快本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谷物材料的加工方法,其特征在于,包括提供一谷物材料,以及在至少1分钟的期间内连续而同时地使谷物材料吸收溶剂并研磨谷物材料。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:SK梅拉EJ福克斯AM埃亚勒MR里索EM小彼得斯DL小尚德尔K帕克M马歇尔JT沃尔什二世
申请(专利权)人:嘉吉有限公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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