用于碾磨植物基材料、特别是植物如种子的过程制造技术

本发明专利技术涉及一种用于碾磨植物基材料(特别是植物如种子)以生产脱壳或/和分级粉的过程，包括以下步骤：执行植物基材料的材料床压缩碾磨；执行经碾磨的材料的第一空气分类以获得在一侧上的第一细碎粒和在另一侧上的第一粗碎粒；对第一细碎粒执行第一后处理以获得分离的粉；以及将第一粗碎粒再循环到碾磨步骤。以及将第一粗碎粒再循环到碾磨步骤。以及将第一粗碎粒再循环到碾磨步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于碾磨植物基材料、特别是植物如种子的过程


[0001]本专利技术涉及将植物基材料分级(fractionate)成不同碎粒(或称为粒组，即fraction)(纤维、蛋白质、淀粉)的创新碾磨过程。

技术介绍

[0002]许多植物基食品过程包括粉生产步骤。这些粉可为最终产品，被认为是配料，或者可为全局过程中的中间产品。因此，粉生产过程是许多行业的关键步骤，特别是因为它经常被认为是高能耗步骤。经常转化为粉的植物基材料的清单非常多样化，但我们可提到以下几种：
[0003]‑
谷物(小麦、荞麦、燕麦、大麦、玉米、大米等)；
[0004]‑
豆类(豌豆、蚕豆、扁豆、菜豆、鹰嘴豆、羽扇豆等)；
[0005]‑
油籽饼(葵花、油菜籽、大豆、亚麻籽等)；
[0006]‑
工业或农业副产品(麦芽、麸皮、啤酒糟、秸秆等)；以及
[0007]‑
其它植物基材料或同化物(藻类、昆虫等)。
[0008]无论考虑哪种农艺资源，都可列出三类粉：全粉、脱壳粉和分级粉。
[0009]全粉对应于在化学成分方面不变的情况下整个材料的碾磨。目的仅仅是获得颗粒尺寸的减小。全粉的主要示例是如小麦或荞麦的谷物粉。在这些情况下，目标颗粒尺寸将低于500μm，并且经常低于300μm。该过程相对简单，因为它包括将整个材料碾磨成具有特定颗粒尺寸分布的粉。目标是将颗粒尺寸减小到具有最低能耗和最低投资及过程步骤的值。对于食物产品，该限制通常与已知由于某些弹性而耐碾磨的纤维有关，并且与可能导致粉末粘性的油含量有关。本专利技术不与该市场上的成熟技术竞争，这些技术是：盘磨机、锤片式磨机、锤式磨机、冲击磨机等。本专利技术并不真正适用于纤维，因为对于这个市场来说能耗将会过高。
[0010]脱壳粉对应于由种子的内部构成而没有外部纤维(称为外壳、外皮或麸皮)的粉。这里的目的是从产品中去除纤维。根据原材料和纤维的粘附性，这种脱壳过程将使用预处理或直接在碾磨期间完成。脱壳粉的主要示例是小麦粉(称为“T45”和“T55”粉)、脱壳豆类粉或玉米粉。两种过程存在于市场中并且仅取决于种子的性质：如果外壳是松散的并且没有附接到仁(例如在诸如豌豆、蚕豆或扁豆的豆类的情况下)，那么在碾磨之前去除外壳。种子被分裂或粗碎，以便将外壳与仁解离。然后使用空气分离将外壳与仁分离，并且有时仁碎粒通过光学分选来进行精炼。外壳可通过筛分处理或其它后处理(空气分类、电分离等)进一步精炼。脱壳技术很多：冲击式脱壳机、研磨磨机、辊磨机、锤片式磨机、石磨等。因此，在为磨机进料之前，该过程通常由2至3台机器构成。有时，需要蒸汽、烘烤、催芽等的昂贵的预处理来增加外壳的可分离性。挑战仅仅是脱壳效率、比能耗和过程简单性之一。
[0011]在去除外壳后，产品可被碾磨成粉。因此，目标是以最低的能耗和投资/过程步骤将颗粒尺寸和颗粒尺寸分布减小到相应的值。这样就可能有各种各样的磨机：例如盘磨机、锤片式磨机、锤式磨机、针磨机、冲击磨机或辊磨机。
[0012]当外壳牢固地附接到仁时(例如在谷物或油籽的情况下)，那么在碾磨期间需要去除外壳。目标是生产两种碎粒：外壳(也称为麸皮或外片)和无纤维粉。
[0013]过去，石磨被用来生产谷物粉。石头的压缩力和摩擦力被用来压碎种子。然后通过筛分将纤维与粉分离。石磨过程受限于其最大生产能力(通常每台设备最大每小时数百公斤)、在旋转下设置几吨重的石头的高能耗(75千瓦时/吨)。本专利技术可被看作是石磨过程的现代、安全、优化和稳健型式。
[0014]石磨在20世纪被通常由用来碾磨仁和外壳的多个辊构成的碾磨架构(milling diagram)取代。辊磨过程通常用来加工小麦，但也用来加工谷物、豆类和油籽粕。因此，由于多台机器(多达16台磨机和24台筛分机)，碾磨非常先进。材料的预处理通常需要通过水分含量的调节来进行，以控制纤维的弹性。一般来说，水分含量在湿度的14％和17％之间并且优选地在15.5％和16％之间被调节。接触时间通常为几小时(在1小时和36小时之间，但优选地在4小时和18小时之间)。尽管该过程复杂，但能耗被认为是低的(约35千瓦时/吨)，并且挑战是对产品质量的控制，这通常通过粉中的纤维的含量和产率来衡量。多个操作意味着对磨机的持续(通常是人工)监督和显著的建筑尺寸(通常为4层，以尽可能多地利用重力并且因此降低产品运输成本)。
[0015]许多设备供应商已经进行了简化小麦粉生产过程的几次尝试。由B
ü
hler(Alpesatm)提出的尝试之一在于由高压缩辊磨机、松粉机和筛分机构成的紧凑生产线。所需的产品被去除，而中间碎粒使用回收回路被送回辊磨机。该过程因其有限的占地面积而令人感兴趣，但是受限于其70千瓦时/吨的能耗和700千克/小时的最大生产能力。
[0016]由Anutec开发的“Moulin F 10”过程包括使用与筛分机联接的针磨机。水分调节可利用最高60℃的蒸汽在仅10分钟内进行。针磨机设定为165m/s。该过程以80％的产率生产灰色粉。该过程的缺陷是粉质量，但该公司声称，与在160千瓦时/吨下工作的小型辊磨机生产线相比，能耗显著降低。该过程因其有限的占地面积和低投资而令人感兴趣，但较差的粉质量是缺陷，并且针对单个单元的最大生产能力将为约2吨/小时。
[0017]分级粉系列对应于富含蛋白质、淀粉和/或纤维的粉的生产。目的是产生富含蛋白质、淀粉或纤维的碎粒。分级粉的主要示例是豌豆蛋白质浓缩物、富含面筋的小麦粉或葵花和油菜籽蛋白质浓缩物。
[0018]经典的策略是解构材料，以分离出具有不同化学成分的细碎粒和粗碎粒。该过程通常从脱壳粉开始，因此它需要包括完整的脱壳生产线。该过程大体上由与分离器联接的微粉化阶段(PSD(即颗粒尺寸分布)通常<50μm)构成，该分离器可进行空气分类和/或电分离。挑战在于将一些化合物(例如蛋白质)分离成与其它化合物(淀粉或纤维)具有不同颗粒尺寸或静电行为的碎粒。颗粒尺寸在大多数情况下被用作指标。然而，对于这样的主题，真正的目标是根据颗粒的大小以及密度来分离颗粒。事实上，真正的挑战是蛋白质/淀粉/纤维的解构。蛋白质应当被碾磨，而内部纤维和淀粉应当保留。因此，碾磨步骤是关键点。通常由冲击磨机(经典解决方案)、盘磨机(更低的能耗)或双针磨机(更好的产品质量)完成。然后通过空气分类机或有可能静电分离器进行分离。能耗是这些过程的主要关注点。
[0019]本专利技术与现有技术的方法竞争。它对应于一种创新的碾磨方法，该方法结合了低能耗和优异的纤维/淀粉/蛋白质分离的优点。

技术实现思路

[0020]当需要脱壳粉时(例如不可能产生分裂)，本专利技术与所有方法竞争。事实上，本专利技术允许对大多数资源(谷物、豆类和油籽产品)同时进行碾磨和外壳分离。进行碾磨以生产几百微米的粉，同时将外壳生产为几毫米的粗碎屑。该过程包含比常规过程更少的机器，并且具有有限的占地面积。整个过程的能耗也是所有现有机器中最低的之一。它也可为全自动的，并且可加工大量的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于碾磨植物基材料、特别是植物如种子以生产脱壳或/和分级粉的过程，包括以下步骤：
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执行所述植物基材料的材料床压缩碾磨，
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执行经碾磨的所述材料的第一空气分类，以获得在一侧上的第一细碎粒和在另一侧上的第一粗碎粒，
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对所述第一细碎粒执行第一后处理以获得分离的粉，以及
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将所述第一粗碎粒再循环到碾磨步骤。2.根据权利要求1所述的过程，其中，所述材料是脱壳的豌豆种子，所述第一后处理包括第二空气分类步骤，以用于生产在一侧上的淀粉粉的第二粗碎粒和在另一侧上的蛋白质粉的第二细碎粒。3.根据权利要求1所述的过程，还包括在MBC碾磨的步骤之前将所述植物基材料与水混合以水合所述混合物并使所述水合混合物稳定的步骤。4.根据权利要求3所述的过程，其中，所述材料是小麦粒，所述第一后处理输送在一侧上的小麦麸皮和在另一侧上的小麦粉。5.根据权利要求4所述的过程，还包括以下步骤：
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对所述第一粗碎粒执行第二空气分类，以获得在一侧上的第二细碎粒和在另一侧上的第二粗碎粒，
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对所述第二细碎粒执行第二后处理，以获得在一侧上的小麦麸皮和在另一侧上的小麦粉，以及
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将所述第二粗碎粒再循环到碾磨步骤。6.根据权利要求3所述的过程，其中，所述材料是豌豆粒，所述第一后处理输送在一侧上的豌豆外壳和在另一侧上的豌豆粉。7.根据权利要求6所述的过程，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC，
申请(专利权)人：金融产业公司，
类型：发明
国别省市：