集成的玉米加工制造技术

本发明专利技术提供了可用于生产粗粉、乙醇、能量、淀粉、甜味剂、面筋、发酵产品、玉米粉和油的集成玉米加工模式和设备，其加工方式允许操控者根据工艺的经济性和可获得的输入物改变输出物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 专利
本专利技术要求2004年11月15日提交的美国临时申请号60/628,069的优先权，其全文纳入本文作参考。本专利技术涉及可用于生产粗粉、乙醇、能量、淀粉、甜味剂、面筋、发酵产品、玉米粉和油的集成的玉米加工模式和设备，其加工方式允许操控者根据工艺的经济性和可获得的输入物改变输出物。专利技术背景通常用以下两种方法之一加工玉米湿磨法和干磨法。湿磨法需要更多的资金和能量。然而，湿磨法能够更好地分离玉米中的组分，进而可以制备纯度更高的产品，如高果糖玉米糖浆、淀粉和玉米油。通常将干磨法描述为机械研磨玉米籽粒。然后，可将研磨的玉米进一步分离成研磨后的玉米组分，如粗粉、麸皮、去壳晒干的玉米饲料和胚(germ)。特别适用于完全干磨玉米的应用是(例如)全玉米食品和发酵原料。干磨法和湿磨法之间的差异导致以下共同的习惯做法将玉米干磨机安放在紧靠乙醇发酵装置旁边，从而可用最便宜的原料生产乙醇。然而，湿磨机和干磨机加工过程需要消耗能量，这可能是这二种方法生产产品的主要成本。还有，由于市场状况的改变(即乙醇价格下跌、能量价格上升或淀粉价格上升)，需要能够改变所用原料，以制备替代产品。因此，需要有一种选择用干磨法和湿磨法制备产品以降低生产成本和实现利润最大化的方法。专利技术概述本文提供了将玉米分级成一个或多个部分并由这些部分制备产品的方法，以这种方式提供了制备何种产品和制备它们采用何种方法有关的灵活性。该分级步骤允许由全玉米籽粒制备多种产品，以便实现最佳经济性。操控者(即人、人员组或计算机程序)可在任何给定时间内生产何种产品之间作出变化从而获得最大的经济效益。在一个实施方式中，描述了由全玉米籽粒的一个或多个部分生产能量的方法。这些方法包括将一种或多种全玉米籽粒分成一个或多个部分，氧化所述一个或多个部分中的至少一个产生一种或多种类型的能量。产生的能量形式可以是热能、电能和其混合能。在一个实施方式中，所述全玉米籽粒的一个或多个部分选自低淀粉组分(LSF)和高淀粉组分(HSF)。本文所用的LSF也称为高油组分(HOF)和高脂组分(HFF)。此外，HSF也称为低油组分(LOF)和低脂组分(LFF)。在另一实施方式中，该方法包括采用全玉米籽粒的一个或多个部分中的至少一个制备一种或多种其它产品(除能量外)，这种产品包括例如淀粉、高果糖玉米糖浆、玉米糖浆、甜味剂、发酵原料(原料可用于生产乙醇、柠檬酸、衣康酸、乳酸等)、榨过油的LSF(也可用作发酵原料)、动物饲料、麸皮、粗粉、面筋粉和其组合。也包括制备副产品(在生产目标产品同时生产的产品)的方法。这些产品和副产品可(例如通过气化或燃烧)氧化产生能量。在其它实施方式中，所述全玉米籽粒的一个或多个部分是LSF，其中LSF含有50％以下的完整胚。本文提供的其它方法是分割玉米籽粒的方法，所述方法包括将含水量约为8-22重量％的至少一种玉米籽粒分级成高淀粉组分和低淀粉组分，其中高淀粉组分的淀粉浓度高于玉米籽粒，低淀粉组分的淀粉浓度低于玉米籽粒，低淀粉组分含有50％以下的完整胚。得到的组分或部分可用于其它处理加工，如能量生产、发酵、油生产、湿磨、动物饲料生产、甜味剂生产、淀粉生产和其组合。在一些实施方式中，可用脱麸机如Buhler L机器或经设置的机器进行分级以提供低淀粉组分和高淀粉组分(其中与全玉米籽粒中的完整胚相比，高淀粉组分含有50％以下的完整胚)。在其它实施方式中，可膨胀低淀粉组分，或形成更容易榨取其中所含油的形状。本专利技术提供的其它方法是由玉米研磨设备(湿磨、干磨设备或其组合)生产一种或多种产品的方法。这些方法包括将至少一种全玉米籽粒分级成至少两部分，并由这至少两部分产生能量和至少一种其它产品。产生的至少一种其它产品可以是任何玉米衍生的产品。例如，可用所述方法制备淀粉、高果糖玉米糖浆、玉米糖浆、甜味剂、发酵原料(可用于生产乙醇、柠檬酸、衣康酸、乳酸等的原料)、榨过油的LSF(也可用作发酵原料)、动物饲料、麸皮、粗粉、面筋粉和其组合。通过阅读以下详述，应能理解这些和其它实施方式。附图简要说明图1是显示本文所述各种方法之间关系的工艺流程图。专利技术详述本文所述集成的玉米加工模式和工厂包括生产各种产品如粗粉、乙醇、能量、淀粉、面筋、玉米粉和油用的部件和方法。本领域普通技术人员应理解，由于经济状况和可获得的输入物改变，在提高一种或多种产品产量的同时宜降低其它产品的产量。例如，所述集成的玉米加工模式和工厂使操控者得以在能量生产的利润高于生产玉米油和玉米粉可获得的利润时转而生产能量。提供图1是说明玉米加工模式和/或工厂的全部部件并显示该模式中各种子工序的总体关系。玉米的初步分离可以是随机分离或有目的的分离。在一些实施方式中，有目的的分离会产生低淀粉组分(LSF)和高淀粉组分(HSF)(此初步加工的基本步骤参见图1的机械脱麸部分(在整个说明书中也称为″I″)。相似地，图1的油回收部分显示了该模式的油生产方法，在整个说明书中将该部分也称为″II″。在整个说明书、图1以及正文中将图1的产能子系统部分或产能部分也称为″III″。在整个说明书中将图1的乙醇生产部分或发酵部分也称为″IV″，最后是湿磨部分或淀粉和面筋生产工艺，在整个说明书中也将其称为″V″。控制与采用此模式的工厂运行相关的输入物和输出物有许多优点。这些优点是能够以对环境影响最小的方式运行该工厂。分离玉米，以便采用HSF生产发酵产品或其它淀粉和发酵产品，并可用LSF产生至少部分能量以提供该工厂运行所述工艺的能量需求。因此，生产过程的所有主要能量输入都来自玉米籽粒本身，减少或消除了对化石燃料的依赖。I.分离A.输入分离工序玉米籽粒上覆盖有水不可渗透的角质膜。果皮是位于角质膜下方的成熟的子房壁，包括所有外部细胞层直到种皮。它富含非淀粉多糖，如纤维素和戊聚糖。由于其纤维含量高，所以果皮坚韧。玉米籽粒连接于穗轴处的尖端(tip cap)是果皮的延续部分，通常在去壳期间显露。它含有松散和海绵状的薄壁组织。从几种不同类型的玉米植株收获的全玉米籽粒种子或谷粒可用于本专利技术。这些玉米植株类型是(例如)杂交植株、近交植株、转基因植株、遗传修饰的植株或特定的植株群。有用的玉米谷物类型包括例如硬质玉米、爆裂玉米、粉质玉米、马齿玉米、白玉米和甜玉米。本文所用术语″全玉米籽粒″或″整个玉米″指没有被分离成其组成部分如外壳、胚乳、尖端、种皮和胚的玉米籽粒。有目的地将一种玉米组分与另一种组分分离不包括在储存、处理、运输、粉碎、切片、胀裂、研磨或摩擦中可能发生的随机分离。有目的地分离组成部分是将一种组分如胚的至少50％与其余组分分离。本文所用术语″玉米材料″指整个玉米、胀裂玉米、过筛玉米和经抽吸的玉米，无论是否经过条件处理或软化处理。如上所述，分离步骤的原料是玉米，基本上可采用任何类型的玉米。然而，实现分离的方式可能不得不依据玉米硬度、水分含量和油含量而改变。分离后，以干重计，LSF的淀粉浓度低于初始玉米籽粒中的淀粉浓度。在一些实施方式中，以干重计，LSF的淀粉含量低于50％、40％、30％、20％或10％。在一些实施方式中，与初始玉米籽粒相比，LSF的油浓度也升高。在这些实施方式中，LSF也可称为高油组分HOF。以相同的计量方式，HOF的油浓度高于初始玉米籽粒。在采用机械去胚的一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用全玉米籽粒的一个或多个部分产生能量的方法，所述方法包括：将一种或多种全玉米籽粒分离成为一个或多个部分；氧化所述一个或多个部分中的至少一个，以产生一种或多种类型的能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-11-15 60/628,069书的描述可以明白本发明的其它特征和优点。将本文引用的所有参考文献，包括发表物、专利申请和专利纳入本文作参考，就像各参考文献被单独和特别地纳入本文作参考并以全文列出于此那样。在描述本发明(尤其是权利要求书)的语句中，使用术语″一个″和″一种″以及″这种″和相似形式包括单数和复数，除非本文另有说明或明显与内容矛盾。本文所述数值范围仅用于指属于该范围的所有单个值的简化方法，除非本文另有说明，将各个单个值纳入说明书，就像在本文中单个列出的那样。本文所述的所有方法可以任何合适顺序进行，除非本文另有说明或者明显与内容矛盾。采用本文提供的任何和所有实施例或示范性语句(例如″如″)仅为了更好地说明本发明，而不是限制本发明范围，除非另有声明。应认为，说明书中没有语句表明权利要求书没有提到的任何元素是实施本发明必需的。权利要求1.一种用全玉米籽粒的一个或多个部分产生能量的方法，所述方法包括将一种或多种全玉米籽粒分离成为一个或多个部分；氧化所述一个或多个部分中的至少一个，以产生一种或多种类型的能量。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一种或多种类型的能量选自热能或电能。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全玉米籽粒的一个或多个部分选自LSF或HSF。4.如权利要求1所述的方法，还包括使用所述一个或多个部分中的至少一个来制备一种或多种产品。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述全玉米籽粒的一个或多个部分是LSF，其中所述LSF含有50％以下的完整胚。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述一种或多种产品选自淀粉、高果糖玉米糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ比弗，E福克斯，J英瓦尔森，D科托维斯基，A帕蒂斯特，IC珀特勒，MJ图皮，C泰勒，M范豪滕，L佐罗，
申请(专利权)人：嘉吉有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]