FI85937B - Method for treating and using pea seeds or bean seeds in a factory producing fodder - Google Patents

Description

1 859371 85937

Menetelmä herneen tai pavun siementen käsittelemiseksi ja käyttämiseksi rehutehtaassa. - Förfarande för behandling och användning av ärt- eller bönfrön i en foderfabrik.Method for the treatment and use of pea or bean seeds in a feed mill. - Förfarande för behandling ocv användning av ärt- eller bönfrön i en foderfabrik.

Keksinnön kohteena on menetelmä herneen tai pavun siementen käsittelemiseksi ja käyttämiseksi rehutehtaassa, jossa menetelmässä hernekasvien siemen kuoritaan ja jauhetaan hienoksi ja sitten jauhot ilmaerotellaan kahdeksi tai useammaksi fraktioksi niin, että sirkkalehtisoluista peräisin olevat tärkke-lysjyväset saadaan pääasiassa karkeisiin fraktioihin ja pro-teiinihiukkaset pääasiassa hienoihin fraktioihin.The invention relates to a process for the treatment and use of pea or bean seeds in a feed mill, in which the pea seed is peeled and finely ground and then the flour is separated into two or more fractions so that starchy grains derived from cotyledonous cells are obtained

Menetelmän toteuttavaan laitteeseen kuuluu kuorintalaite, murskain, yksi tai useampi jauhin sekä ilmaluokituslaitteet jauhetun tuotteen erottelemiseksi kahdeksi tai useammaksi fraktioksi niin, että tärkkelysjyväset saadaan pääasiassa karkeisiin fraktioihin ja proteiinihiukkaset pääasiassa hienoihin fraktioihin.The apparatus carrying out the method comprises a peeling device, a crusher, one or more grinders and air sorting devices for separating the ground product into two or more fractions so that the starch grains are obtained mainly in coarse fractions and the protein particles in mainly fine fractions.

Palkoviljoja, eli hernekasvien tuleentuneita siemeniä, käytetään yleisesti eläinten sekä ihmisten ruokintaan. Tunnettuja palkoviljoja ovat mm. soija, herne, lupiini ja papu. Erityisen tunnettuja ovat hernekasvien siemenet kasviproteiinin lähteinä. Kaikkien hernekasvien proteiini on ruokinnallisesti hyvälaatuista, sisältäen runsaasti esim. lysiini-aminohappoa, jota mm. viljapitoinen ravinto tunnetusti sisältää liian vähän. Hernekasvien käytöstä voidaan mainita eri soijatuot-teitten käyttö ravintona, mm. 45 % proteiinia sisältävän soi-jarouheen muodossa rehuna. Soijaöljyn ja -rouheen valmistusmenetelmä on tunnettu ja kehittynyt, mutta vähärasvaiselle herneelle on soijamenetelmä epätaloudellinen.Legumes, or inflamed seeds of peas, are commonly used to feed animals as well as humans. Known legumes include e.g. soy, pea, lupine and bean. Pea seeds are particularly known as sources of plant protein. The protein of all pea plants is of good nutritional quality, it is rich in e.g. lysine amino acid, which e.g. a grainy diet is known to contain too little. The use of pea plants as food for various soy products can be mentioned, e.g. In the form of soybean meal containing 45% protein as feed. The method of making soybean oil and groats is known and developed, but for low-fat peas, the method of soybean is uneconomical.

Muitten palkoviljojen, erityisesti herneen, proteiinin rikastamiseen käytettävät tunnetut menetelmät ovat rehuteollisuuden tarpeitten kannalta teknisesti ja/tai taloudellisesti kilpailukyvyttömiä. Niitä ei tunneta rehutehtailla korkeapro- 2 85937 teiinisten erityiskäyttöön sopivien arvokkaitten tehoval-kuaisfraktioiden valmistamiseksi herneraaka-aineesta samantapaisesti kuin on tunnettua mm. vehnämyllyalalla.Known methods for protein enrichment of other legumes, in particular peas, are technically and / or economically uncompetitive for the needs of the feed industry. They are not known in feed mills for the preparation of high-potency high-value protein proteins suitable for special applications from pea raw material in a manner similar to that known e.g. wheat mill in the field.

Yleinen ja perinteinen tapa käyttää hernekasvien siemeniä rehuksi on niitten jauhaminen viljan tapaan kokonaisena, ja hernejauhon antaminen eläimille yleensä samanaikaisesti toisten rehujen kanssa, usein rehuseokseksi valmistettuna. Kun kuivassa kokonaisessa herneen siemenessä on noin 20 % proteiinia, ei sen pitoisuus sellaisenaan ole rypsirouherehun tapaan riittävä, jotta hernejauhoa voisi käyttää tehovalkuais-rehuna ja korvata tiivisterehuseoksien valmistuksessa soija-rouhetta .A common and traditional way of using pea seeds as feed is to grind them like grain, and to give the pea meal to the animals usually at the same time as other feeds, often prepared as a compound feed. When the dry whole pea seed contains about 20% protein, its content, as such, is not sufficient, as in the case of rapeseed meal, to allow pea meal to be used as a high-protein protein feed and to replace soybean meal in the preparation of compound feed mixtures.

Herneen käyttöä eläinten rehuna on tunnetusti rajoittanut se, että rehuksi käytettävissä herneissä, kuten kaikissa herne-kasvien siemenissä, esiintyy eräitä maittavuutta ja ruokinta-arvoa alentavia ns. haitta-aineita, kuten tanniinia, oligo-sakkariideja, trypsiini-inhibiittoria ja lektiiniä. Tunnetusti on näitä aineita herneen siemenissä selvästi vähemmän kuin useissa muissa hernekasveissa, esim. soijassa. Herneen laji-kevalinnalla ja kasvinjalostuksella on haitta-aineitten vaikutuksia jo nyt voitu merkittävästi vähentää. Kasvinjalostajien tiedetään pystyvän lähivuosina tuomaan markkinoille uusia hernelajikkeita, joitten laatu on entistä parempi ja jotka soveltuvat erityisen hyvin hienojauhatukseen ja il-mafraktiointiin. Tunnettua on myös, että fysikaalisesti tai kemiallisesti, kuten etanoliuutolla sekä lämpö- ja infrapuna-käsittelyllä voidaan useampia herneessä esiintyviä haitta-aineita, kuten trypsiini-inhibiittoria, inaktivoida. Tämä inaktivointi suoritetaan niin, että ruokinnallisesti arvokkaan proteiinin lämpödenaturoituminen minimoituu.The use of peas as animal feed is known to be limited by the fact that peas used as feed, like all pea plant seeds, contain certain so-called peas that reduce palatability and nutritional value. contaminants such as tannin, oligo-saccharides, trypsin inhibitor and lectin. It is known that these substances are clearly less present in pea seeds than in many other pea plants, e.g. soybeans. The effects of contaminants have already been significantly reduced by pea species selection and plant breeding. Plant breeders are known to be able to bring new pea varieties to market in the coming years, which will be of even better quality and which are particularly well suited for fine grinding and air fractionation. It is also known that physically or chemically, such as ethanol extraction and heat and infrared treatment, several contaminants present in peas, such as trypsin inhibitor, can be inactivated. This inactivation is performed in such a way that thermal denaturation of the nutritionally valuable protein is minimized.

Rehutehtaan prosessiin integroitua, kuivamenetelmällä tapahtuvaa herneraaka-aineen hienojauhatusta ja ilmaluokitusta sekä siihen liitettyä herneproteiinin rehuarvon parantamiseksi tapahtuvaa prosessointia ei ole aikaisemmin toteutettu, li 3 85937 tutkittu eikä ehdotettu. Elintarvike- ja kemianteollisuuden käyttöön hernekasvien siemenistä erikoistuotteita fraktioivia kuivaprosesseja tunnetaan ja niitä on käytössä pienissä erillisissä tehtaissa mm. Ranskassa ja Kanadassa. Rehuteollisuudessa tarvittavien proteiinipitoisten raaka-ainefraktioi-den massavalmistamiseen ei tunnetuilla menetelmillä ole kuitenkaan ollut kilpailukykyisiä taloudellisia edellytyksiä.The dry milling and air classification of the pea raw material integrated into the feed mill process and the associated processing to improve the feed value of the pea protein have not been carried out before, li 3 85937 have not been studied or proposed. Dry processes fractionating special products from pea seeds for use in the food and chemical industries are known and are used in small separate factories, e.g. In France and Canada. However, the known methods for the mass production of proteinaceous raw material fractions required in the feed industry have not had competitive economic conditions.

Herneen siemen on kasviopillisesti täysin erilainen kuin esim. viljakasvien jyvät. Herneen palko, jonka sisällä siemenet kasvavat ja kypsyvät, on hedelmä. Herneen siementä ympäröi helposti irtoava siemenkuori (testa), jonka ruokinnallinen arvo on selvästi parempi kuin esim. viljan kuorien, johtuen mm. alhaisesta ligniinipitoisuudesta. Pääosan herneen siemenestä, eli noin 85 %, muodostaa kaksi suurta puolipallon muotoista sirkkalehteä (cotyledon), joitten erilaistumattoman mehevän varastosolukon tehtävänä on toimia sirkkalehtien suojassa sijaitsevan alkion (embryo axis) kasvuunlähtöön tarvittavan vararavinnon varastona ja lähteenä.Pea seeds are phytologically completely different from, for example, cereal grains. The pod of the pea, within which the seeds grow and ripen, is the fruit. The pea seed is surrounded by a loose seed coat (test), the nutritional value of which is clearly better than, for example, that of cereal husks, due to e.g. low lignin content. The bulk of pea seed, about 85%, is made up of two large hemispherical cotyledons, whose undifferentiated succulent storage cell serves as a repository and source of food for the growth of the embryo axis.

Tämän nyt esitettävän keksinnön lähtökohta on se kasvitieteessä yleisesti tunnettu herneen siementen ominaisuus, että herneen siementen sirkkalehtien solujen sisällä tärkkelysjyväset ovat, toisin kuin esim. viljakasveilla, pääosin erillisinä sekä toisistaan että muista solun sisäisistä rakenneosista. Lisäksi herneen tärkkelys jyväset ovat selvästi suuri-kokoisempia kuin sirkkalehtien solujen sisältämät muut aine-hiukkaset, kuten esim. proteiinit. Proteiinia herneen siemenet sisältävät yleisesti yli 20 % kuiva-aineen painosta, eli noin kaksinkertaisesti sen, mitä viljakasvien siemenissä on. Tunnettua on, että herneen solukko saadaan tehokkaalla ja yleensä moneen kertaan tapahtuvalla jauhatuksella rikotuksi, ja että tämän jälkeen on mahdollista joko ns. märällä uutta-misprosessilla tai kuivalla ns. ilmaerotteluprosessilla erottaa suurempikokoiset hernetärkkelysjyväset pääosin eroon muusta hernesolukon rakennemateriaalista. Teollisessa mittakaavassa kannattavan herneen hienojauhatus- ja ilmaerottelu- 4 85937 menetelmän integroiminen rehutehtaan yhteyteen havaittiin mahdolliseksi sen ansiosta, että rehutehdasintegraatti pystyy materiaaliteknisesti ja -taloudellisesti edullisella tavalla hyödyntämään kaikki syntyvät fraktiot. Lisäksi on käytettävissä uusi suihkujauhatustekniikka, joka tekee mahdolliseksi jauhatuksen sijoittamisen pieniin jo olemassa oleviin tehdas-tiloihin sekä tehokkaan solukoitten rikkijauhamisen pienin laatutappioin. Ympäristönsuojelun ja hävikin kannalta on taloudellista, ja myös teknillisesti edullista, että toimittaessa saman rehutehtaan sisällä voidaan käyttää välitöntä, esim. pneumaattista materiaalin siirtoa. Mikäli jollakin her-nefraktiolla on muualla kuin rehuteollisuudessa parempihin-taista kysyntää, voi myös rehutehdas myydä tuotteita muille ostajille.The starting point of the present invention is the well-known feature of pea seeds in botany that, unlike e.g. cereals, the starch grains are substantially separate from each other and from other intracellular components within the cells of pea cotyledons. In addition, pea starch grains are clearly larger in size than other matter particles contained in cotyledon cells, such as proteins. Protein in pea seeds generally contains more than 20% by weight of dry matter, which is about twice what is present in cereal seeds. It is known that the pea cell is broken by efficient and usually repeated grinding, and that it is then possible to have either a so-called wet extraction process or dry so-called. the air separation process separates the larger pea starch grains substantially away from the rest of the pea cell structural material. The integration of a profitable pea grinding and air separation method on an industrial scale into the feed mill was found to be possible due to the fact that the feed mill integrate is able to utilize all the resulting fractions in a materially technically and economically advantageous way. In addition, a new jet milling technology is available, which makes it possible to place the milling in small pre-existing factory premises as well as efficient sulfur milling of cellular cells with low quality losses. From the point of view of environmental protection and loss, it is economical, and also technically advantageous, that an immediate, e.g. pneumatic, transfer of material can be used when delivering within the same feed mill. If there is a better demand for a her-fraction outside the feed industry, the feed mill can also sell products to other buyers.

Uusien hernekasvilajikkeitten jalostustyössä menestynyt Hankkijan kasvinjalostuslaitos on havainnut eri hernelajikkeitten siementen solujen sisäisessä rakenteessa niin suuria eroja, että ne saattavat olla teknisesti ja taloudellisesti ratkaisevia sekä herneen siementen jauhautumisen että ilmaerottelun kannalta. Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että mitä proteiinipitoisempaa herneraaka-ainetta käytetään, sitä korkeampaan hienojakeen proteiinipitoisuuteen on ilmaerottelussa päästävissä. Keksinnön soveltuvuutta tutkittaessa on lisäksi havaittu, että eri hernelajikkeiden kullekin lajikkeelle tyypillisellä ja lajikkeittain erilaisella partikkelikokojakaumalla on olennainen vaikutus hienofraktion proteiinipitoisuuteen. Lisäksi on tunnettua, että kasvinjalostuksella voidaan parantaa myös taloudellisella tavalla hernemateriaalin ruokinnallista arvoa. Tähän nyt esitettävään menetelmään liittyy tarkoitukseen erityisen sopivan hernelajikkeen, kuten taulukoissa 1 ja 2 esitetyn hernekasvilajikkeen HJA51850, valinta, sopimustuottaminen ja käyttö.The supplier's plant breeding plant, which has been successful in breeding new pea varieties, has found such large differences in the internal structure of seed cells of different pea varieties that they can be technically and economically decisive for both pea seed grinding and air separation. Previous studies have shown that the more proteinaceous the pea raw material is used, the higher the protein content of the fine fraction can be achieved in air separation. When examining the applicability of the invention, it has further been found that the particle size distribution typical of each variety of different pea varieties and different from variety to variety has a significant effect on the protein content of the fine fraction. In addition, it is known that plant breeding can also economically improve the nutritional value of pea material. This method, which is now presented, involves the selection, contract production and use of a particularly suitable pea variety, such as the pea plant variety HJA51850 shown in Tables 1 and 2.

Keksinnön tarkoituksena on siis saada aikaan rehutehtaan kokonaisprosessiin integroituva taloudellinen menetelmä ruokin-nallisesti arvokkaiden proteiinipitoisten ja tärkkelyspitois- 5 85937 ten erikoisjauhojen sekä kuorijauhon valmistamiseksi herne-kasvien siemenistä.The object of the invention is therefore to provide an economical method which is integrated into the overall process of a feed mill for the production of nutritionally valuable protein-rich and starch-containing special flours and shell flour from pea plant seeds.

Tämä tarkoitus saavutetaan oheisissa patenttivaatimuksissa esitettyjen tunnusmerkkien perusteella.This object is achieved on the basis of the features set out in the appended claims.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä on siis sinänsä tunnettuna lähtökohtana herneensiemenen kuoriminen ja jauhaminen hienoksi ja sitten jauhojen ilmaerottelu kahdeksi tai useammaksi fraktioksi niin, että sirkkalehtisoluista peräisin olevat tärkkelysjyväset saadaan pääasiassa karkeisiin fraktioihin ja proteiinihiukkaset pääasiassa hienoihin fraktioihin. Uutta keksinnössä on menetelmän tuotantotaloudellinen integroituminen rehutehtaaseen, erityishuomion kiinnittäminen raaka-aineen laatuun, tähän tarkoitukseen kehitetyn ja sopivan kasvilajikkeen käyttäminen sekä sinänsä tunnetun suihkujauhatus-teknologian hyväksikäyttäminen herneen hienojauhatukseen.Thus, the method according to the invention is based on a per se known process of peeling and finely grinding the pea seed and then separating the flour into two or more fractions so that the starch grains from cotyledonous cells are obtained mainly into coarse fractions and the protein particles into mainly fine fractions. What is new in the invention is the production-economic integration of the method into the feed mill, paying special attention to the quality of the raw material, using a plant variety developed and suitable for this purpose, and utilizing jet milling technology known per se for fine milling.

Seuraavassa keksintöä havainnollistetaan viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää menetelmän toteuttamiseen tarkoitetun laitteen erään suoritusesimerkin prosessikaaviota .In the following, the invention will be illustrated with reference to the accompanying drawing, which shows a process diagram of an embodiment of an apparatus for carrying out the method.

Piirustuksessa esittää pistekatkoviivojen 19 ja 20 välinen alue keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavaa herneenkäsitte-lylaitteistoa, joka on integroitu osaksi rehutehtaan tuotantoprosessia. Viivan 19 vasemmalla puolella on raaka-aineen vastaanotto- ja varastointiasema, jossa voidaan käyttää rehu-tehtaalla jo olevaa normaalia viljan vastaanotto- ja varastointitekniikkaa sekä tehdaslaboratorioitten laitteita. Tuotantosopimuksilla tai muuten hankittu, menetelmän tarkoitukseen sopiva hernekasvin ja -lajikkeen siemen voidaan analysoida ennen prosessointia, jolloin saadaan erotetuksi toisistaan valkuaista-soltaan erilaiset erät. Prosessia varten siemenet kuivataan tai muuten esivalmennetaan tarvittaessa erikseen, ja tämä voidaan tehdä menetelmällä, joka samalla inaktivoi haitta-aineita mm. trypsiini-inhibiittoreita.In the drawing, the area between the dotted lines 19 and 20 shows a pea processing apparatus implementing the method according to the invention, which is integrated into the production process of the feed mill. To the left of line 19 is a raw material reception and storage station, where normal grain reception and storage technology already in place at the feed mill, as well as equipment from factory laboratories, can be used. Seed of a pea plant and variety obtained under production contracts or otherwise, suitable for the purpose of the method, may be analyzed before processing, in order to distinguish between batches of different protein levels. For the process, the seeds are dried or otherwise pre-prepared separately, if necessary, and this can be done by a method which at the same time inactivates contaminants e.g. trypsin inhibitors.

6 859376 85937

Valikoidut ja mahdollisesti esivalmennetut herneensiemenet johdetaan välivarastosiiloon 1. Valmistusmenetelmän ensimmäisessä vaiheessa herneensiemenistä irrotetaan kuoret kuo-rintalaitteessa 2. Kuorten irrotus on tunnetusti helppoa ja voidaan suorittaa yksinkertaisella laitteella. Kuorten irrottaminen ei ole välttämätöntä menetelmän kannalta, mutta kuitupitoisista kuorista ei kuitenkaan ole hyötyä muitten saatavien tuotteiden laadulle. Herneen sulavaa kuitua sisältävät kuoret ovat sinänsä kiintoisa ravintoaine. Viitenumerolla 3 on merkitty kuorten talteenotto.The selected and possibly pre-prepared pea seeds are fed to an intermediate storage silo 1. In the first stage of the production process, the husks are removed from the pea seeds in a crimping device 2. The peeling is known to be easy and can be carried out with a simple device. The removal of the shells is not necessary for the method, but fibrous shells do not benefit the quality of the other products available. Shells of digestible peas are an interesting nutrient in themselves. Reference numeral 3 denotes shell recovery.

Kuoritut herneensiemenet johdetaan murskaimeen 4. Murske kuivataan kuivauslaitteessa 5, jossa voidaan haluttaessa suorittaa myös laatuun vaikuttava lämpökäsittely, esim. kuumailmal-la tai infrapunasäteilyllä. Murske johdetaan välivarastosiiloon 6, josta se syötetään esijauhimeen 7, jossa suoritetaan esihienonnus noin 100 - 200 pm:n partikkelikokoon.The peeled pea seeds are fed to a crusher 4. The crushed stone is dried in a drying device 5, where, if desired, a heat treatment affecting quality can also be carried out, e.g. with hot air or infrared radiation. The crushed material is fed to an intermediate storage silo 6, from where it is fed to a pre-refiner 7, where it is pre-comminuted to a particle size of about 100 to 200.

Seuraavaksi suoritetaan lopullinen jauhatus partikkelikokoon 10 - 20 pm suihkujauhimella 8. Suihkujauhatus käyttää pai-neilmaenergiaa, jolla vastakkaisista suunnista suihkutettavat materiaalimassat pakotetaan törmäämään suurella voimalla ja rikkomaan itse itsensä pienessä jauhatuskammiossa. Suihkujau-himena 8 voidaan käyttää esim. Finnpulva Oy:n kehittämää vas-tasuihkujauhinta, jossa suutinputkissa 9 paineilmalla kiihdytetyt partikkelisuihkut saatetaan törmäämään vastakkain pieni tilaisessa jauhinkammiossa 10. Kun partikkelit törmäävät vastakkain riittävällä liike-energialla, tapahtuu soluseinien rikkoutuminen, jolloin solujen sisäiset tärkkelysjyväset ja proteiinihiukkaset vapautuvat. Luonnollisesti voidaan käyttää myös muun tyyppisiä sinänsä tunnettuja suihkujauhimia, joissa jauhettavalle tavaralle annetaan liike-energiaa työkaasun välityksellä ja jauhautuminen tapahtuu partikkelien ja seinän välisinä törmäyksinä ja/tai partikkelien välisenä hankautumisena ja/tai partikkelien ja seinän välisenä hankautumisena.Next, the final grinding to a particle size of 10 to 20 μm is performed with a jet grinder 8. The jet grinding uses compressed air energy to force the masses of material sprayed from opposite directions to collide with high force and self-disrupt in a small grinding chamber. As the jet jet 8, for example, a counter-jet jet mill developed by Finnpulva Oy can be used, in which the jets of particles accelerated by compressed air in the nozzle tubes 9 are collided in a small, refined chamber 10. released. Of course, other types of jet grinders known per se can also be used, in which the goods to be ground are given kinetic energy via the working gas and the grinding takes place in the form of particle-wall collisions and / or interparticle abrasion and / or particle-wall abrasion.

i< 1 85937i <1 85937

Suihkujauhatusteknologiaa on aikaisemmin käytetty mineraalien, väripigmenttien ja myös jyvien, kuten vehnän, jauhatuksessa. Sen käyttö hernekasvin siementen jauhatukseen ei ole tunnettua. Suihkujauhatuksen energiankulutus jauhettua tonnia kohti laskettuna on 4-6 kertainen tappi- tai roottorimyllyi-hin verrattuna. Toisaalta suihkujauhimessa ei ole liikkuvia osia ja kuluminen sekä kunnossapitotarve on pieni. Myös suih-kujauhimen tilantarve on merkittävästi pienempi kuin muilla jauhimilla, mistä johtuen sijoittaminen olemassa oleviin teh-dastiloihin on mahdollista ja taloudellista. Erityisenä suihku jauhintekniikan etuna hernekasvien jauhatuksessa on se, että suihkujauhimessa ei tapahdu muille hienojauhatusmyllyil-le tyypillistä lämpötilan nousua niin korkeaksi, että se johtaa ruokinnallista laatua alentavaan proteiinien lämpödenatu-roitumiseen. Vehnän jauhatuksesta tehtyjen havaintojen mukaan myös tärkkelyksen hajoaminen on suihkujauhatuksessa vähäisempää kuin mm. tappimyllyjauhatuksessa. Tällä saattaa olla herneen fraktioinnin onnistumisen ja saatavien tuotteiden laadun kannalta erityinen merkitys herneprosessissa, sillä herne-tärkkelyksen jyvästen tunnetaan olevan herkemmin hajoavia kuin vehnän tärkkelysjyväset.Spray milling technology has been used in the past in the grinding of minerals, color pigments and also grains such as wheat. Its use for grinding pea seeds is not known. The energy consumption of jet milling per tonne ground is 4-6 times compared to pin or rotor mills. On the other hand, the jet refiner has no moving parts and the need for wear and maintenance is low. The space requirement of the jet refiner is also significantly lower than with other refiners, which makes it possible and economical to invest in existing factory premises. A particular advantage of the jet milling technique in the milling of pea plants is that the jet mill does not experience the temperature rise typical of other fine milling mills so high that it leads to the thermal denaturation of the proteins, which reduces the nutritional quality. According to the observations made from wheat milling, the decomposition of starch in jet milling is also less than e.g. tappimyllyjauhatuksessa. This may be of particular importance for the success of pea fractionation and the quality of the products obtained in the pea process, as pea starch grains are known to be more susceptible to degradation than wheat starch grains.

Suihkujauhimesta 8 jauhettu tuote johdetaan putkea 11 pitkin ilmaluokittimeen 12. Materiaalin siirrossa ja ilmaluokituk-sessa voidaan käyttää hyväksi ylimääräinen paine-energia, joka syntyy suihkujauhimessa 8. Ilmaluokittimesta 12 karkea fraktio palautetaan putkea 13 pitkin takaisin suihkujauhatukseen. Hienofraktio johdetaan putkea 14 pitkin sykloonierotti-meen 15, josta saatava karkea fraktio johdetaan rehutuotannon raaka-ainesiilostoon 17. Hienofraktio johdetaan suodattimen 16 kautta myöskin rehutuotannon raaka-ainesiilostoon 17. Sekä karkea- että hienofraktio voidaan siirtää joko mekaanisella tai pneumakuljettimella. Tunnetusti tämä suora kuivaerottelu on taloudellisesti edullisempi ja yksinkertaisempi kuin yleensä uuttamiseen perustuvat märät erotusmenetelmät, jotka yleensä edellyttävät myös tuotteitten kallista kuivattamista. Kun herneen hienoksi jauhaminen on onnistunut hyvin, voidaan β 85937 myös ilmaluokittelu tehdä erilaisilla tunnetuilla laitteistoilla. Pistekatkoviivan 20 oikealla puolella jatkuu tavanomainen rehuntuotantoprosessi, johon raaka-aineet johdetaan siilostosta 17 vaakojen 18 kautta. Esittämättä jätettyyn re-huntuotantoprosessiin kuuluu rehumyllyjä, sekoittajia, rae-koneita, murskaimia ja rehusiilot.The product ground from the jet refiner 8 is passed via a pipe 11 to an air classifier 12. The extra pressure energy generated in the jet refiner 8 can be utilized in material transfer and air classification. From the air classifier 12, the coarse fraction is returned via the pipe 13 to jet milling. The fine fraction is passed along a pipe 14 to a cyclone separator 15, from which the coarse fraction is passed to the feedstock raw material silo 17. The fine fraction is also passed through a filter 16 to the feedstock raw material silo 17. Both coarse and fine fractions can be transferred by either mechanical or pneumatic. It is known that this direct dry separation is more economically advantageous and simpler than the wet separation methods usually based on extraction, which usually also require expensive drying of the products. Once the fine grinding of the pea has been successful, air classification of β 85937 can also be done with various known equipments. To the right of the dotted line 20, the conventional feed production process continues, into which the raw materials are led from the silo 17 through the scales 18. The unreported re-hunting production process includes feed mills, mixers, grain machines, crushers and feed silos.

Raaka-aineena käytettävän herneensiemenen laatu vaikuttaa sekä valmistuksen talouteen että saatavien lopputuotteitten laatuun ja saantoon. Vaikutus on jopa niin suuri, että tiedetään erään Kanadassa toimintansa aloittaneen elintarviketuotteisiin tähdänneen hankkeen epäonnistuneen juuri siksi, että raaka-aineen epätasaisuuden vaikutusta ei huomioitu. Keksinnön mukaiseen menetelmään liittyy se, että raaka-aineena voidaan käyttää tarkoitukseen kasvinjalostuksellisin keinoin kehitetyn ja sopivaksi todetun hernekasvilajikkeen satoa. Esimerkkinä uudesta, nyt esitettävään menetelmään erityisen sopivasta hernelajikkeesta on HJA51850, jonka siemenen väri on soijan tapaan keltainen ja ohut kuori on lähes vapaa haitallisesta tanniinista. Lisäksi HJA51850-herne on jauhautunut kokeissa helpommin kuin eräät muut tunnetut hernelajikkeet ja sen proteiini- ja tärkkelysjyvästen ilmaerotteluun vaikuttavat ominaisuudet, kuten jyvästen kokojakauma, ovat erottelun kannalta edulliset. Tämä ilmenee verrattaessa taulukoita 1 ja 2. Taulukon 1 mukaisesti kuoritun HJA-herneen proteiiniprosentti on noin 20, mutta siitä huolimatta hienotraktioon on saatu suhteellisesti suurempi osuus proteiinia (52 %) kuin muiden hernelajikkeiden hienotraktioon. Syy tähän ilmenee taulukossa 2 esitetystä partikkelikokojakaumasta. HJA-herneen hienojakeessa on suhteellisesti suurempi määrä pieniä hiukkasia kuin muiden hernelajikkeiden hieno-jakeessa. Toisaalta HJA51850-herneen karkean jakeen partikkelikoko keskittyy selvemmin määrätylle kokoalueelle kuin muilla hernelajikkeilla. Varsinkin karkean jakeen vaihtelualueen alaraja 18,5 um on selvästi muita ylempänä. Taulukoissa 1 ja 2 on esitetty vertailun vuoksi myös Ukko-peltopavun testitulokset kun jauhaminen ja ilmaluokittelu suoritettiin samoilla I: 9 85937 parametreillä. Kaikkien lajikkeiden kosteuspitoisuudet olivat 8,5 - 9 %. Ukko-peltopavun korkeampi proteiinipitoisuus (29,1 %) korreloi positiivisesti hienon jakeen proteiinipitoisuuden kanssa.The quality of the pea seed used as a raw material affects both the economy of production and the quality and yield of the final products obtained. The impact is even so great that it is known that a food-oriented project that started operations in Canada failed precisely because the impact of raw material inequality was not taken into account. The method according to the invention relates to the fact that the raw material can be the crop of a pea plant variety developed for this purpose by means of plant breeding and found to be suitable. An example of a new pea variety particularly suitable for the present method is HJA51850, the seed color of which, like soy, is yellow and the thin skin is almost free of harmful tannin. In addition, HJA51850 pea has been ground more easily in experiments than some other known pea varieties, and its properties that affect the air separation of protein and starch grains, such as grain size distribution, are advantageous for separation. This is evident when comparing Tables 1 and 2. The protein percentage of HJA pea peeled according to Table 1 is about 20%, but nevertheless a relatively higher proportion of protein has been obtained for the fine fraction (52%) than for the fine fraction of other pea varieties. The reason for this is evident from the particle size distribution shown in Table 2. The fine fraction of HJA peas has a relatively larger amount of small particles than the fine fraction of other pea varieties. On the other hand, the particle size of the coarse fraction of HJA51850 peas is more clearly concentrated in a given size range than in other pea varieties. In particular, the lower limit of the range of 18.5 μm for the coarse fraction is clearly higher than the others. Tables 1 and 2 also show, for comparison, the test results of Ukko field bean when grinding and air classification were performed with the same I: 9 85937 parameters. The moisture contents of all varieties were 8.5 to 9%. The higher protein content of the hubby field bean (29.1%) was positively correlated with the protein content of the fine fraction.

Hernekasvilajikkeen valinnan ohella jauhatusaste vaikuttaa ratkaisevasti ilmaluokittelussa saatavan hienon jakeen proteiinipitoisuuteen. Lopullisessa jauhatuksessa on edullista päästä 10 - 20 jum partikkelikokoon, jolloin solurakenne on riittävästi rikkoutunut ja erisuuruiset jyväset ovat eroteltavissa kuivina ilmaluokittelulla toisistaan.In addition to the choice of pea plant variety, the degree of grinding has a decisive effect on the protein content of the fine fraction obtained in the air classification. In the final grinding, it is advantageous to reach a particle size of 10 to 20 microns, whereby the cellular structure is sufficiently broken and the granules of different sizes can be separated dry by air classification.

Keksinnön mukaisella menetelmällä rehutehtaassa valmistettavat hernejauhotraktiot ovat ruokinnallisesti arvokkaita uusia tuotteita. Hienotraktion taloudellinen proteiinipitoisuus voi olla laitteiston asetuksista ja herneproteiinin tarpeesta riippuen esim. 40 - 55 %. Karkean fraktion proteiinipitoisuus voi vastaavasti olla 10 - 15 %. Tyypillistä tälle rehutehtaa-seen integroidulle menetelmälle on, että kaikille tuotefrak-tioille tiedetään olevan hyödyllinen käyttö erilaisissa rehuseoksissa niiden ruokinnallista arvoa lisäävänä ja tasapainottavana tekijänä. Näin ollen prosessia voidaan ajaa halutulla tuotantotaloudellisella optimitasolla, ja suorittaa mahdollisesti jauhatus sekä ilmaluokitus tavallisesta edullisemmin yhtenä työvaiheena ilman karkean jakeen toista tai useampia uudelleenkierrätyksiä, kun ei ole välttämätöntä pyrkiä maksimipitoisuuksiin esim. proteiinin osalta tuotteissa. Toisaalta proteiinipitoisuuteen vaikuttaminen on keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä aina mahdollista, ja se on haluttaessa myös tehtävissä silloin kun tuotemarkkinoilla on tarvetta ja valmiutta maksaa aiheutuvat lisäkustannukset.The pea flour fractions produced in the feed mill by the method according to the invention are nutritionally valuable new products. The economic protein content of the fine traction can be, for example, 40-55%, depending on the settings of the equipment and the need for pea protein. The protein content of the coarse fraction can be 10 to 15%, respectively. Typical of this method integrated in the feed mill is that all product fractions are known to have beneficial use in various compound feeds as a factor that increases and balances their nutritional value. Thus, the process can be run at the desired optimum level of production economy, and possibly grinding and air grading can be performed more advantageously than usual in one operation without one or more recirculations of the coarse fraction when it is not necessary to aim for maximum concentrations e.g. On the other hand, influencing the protein content is always possible when using the method according to the invention, and it can also be done if desired in the product market when there is a need and willingness to pay the additional costs incurred.

Merkittävimmät herneensiemenen elintarvikekäyttäjät ovat pakaste- ja purkkisäilyketeollisuus sekä hernekeittoteolli-suus, joista mihinkään ei liity herneen käyttöä jauhojen muodossa. Sekä herneproteiinin että hernetärkkelyksen erikoislaatuiset funktionaaliset ominaisuudet ovat kuitenkin oi- 10 85937 leet kasvavassa määrin sekä elintarvike- että teknokemian alojen tutkimuskohteena mm. Kanadassa, Tanskassa ja Ranskassa. Vaikka rehutehtaaseen sopivaa valmistusmenetelmää ei tunneta, tiedetään papujauhoa käytetyn lemmikkieläinten rehujen raaka-aineeksi Ranskassa. Kanadalaisten mukaan proteiinipi-toisimmat hernejauhotraktiot ovat ominaisuuksiltaan suuresti maitojauheitten kaltaisia ja sopivat ilmeisen hyvin esim. porsaitten juottorehuihin. Mihinkään massarehujen valmistukseen ei proteiinipitoisia herneitten hienojakeita, eli her-neproteiinirehuja, ole rehutehtaissa käytetty. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tyypillistä nimenomaan se, että re-hutehdas voi käyttää itse taloudellisesti kaikki syntyvät fraktiot tuotannossaan, joten mitään muualle siirrettäviä jä-tetuotteita ei synny. Esim. proteiinipitoinen hienojae soveltuu hyvin käytettäväksi rehuseoksissa yhdessä viljajauhojen ja rypsirouheen kanssa. Viljan, rypsin ja herneen aminohapot täydentävät toisiaan, jolloin syntyy ruokinnallisesti hyvä aminohappokokonaisuus. Yleisesti voidaan todeta, että herne-proteiinia voidaan käyttää korvaamaan soijaproteiinia erilaisissa rehuseoksissa.The most significant food users of pea seeds are the frozen and canned food industry and the pea cooking industry, none of which involve the use of peas in the form of flour. However, the special functional properties of both pea protein and pea starch have increasingly been the subject of research in both the food and technochemical fields, e.g. In Canada, Denmark and France. Although a suitable production method for a feed mill is not known, bean meal is known to be used as a raw material for pet food in France. According to the Canadians, the most protein-rich pea flour fractions have properties very similar to milk powders and are obviously well suited for e.g. drinking water for piglets. Protein-containing fine fines, i.e. herb-non-protein feeds, have not been used in feed mills for any pulp production. The method according to the invention is characterized in particular by the fact that the feed mill can use all the fractions generated economically in its production, so that no waste products are transferred elsewhere. For example, protein-containing fine fraction is well suited for use in compound feeds together with cereal flour and rapeseed meal. The amino acids of grain, rapeseed and pea complement each other, creating a nutritionally good amino acid complex. In general, pea protein can be used to replace soy protein in various compound feeds.

Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetut herneproteiini-rehut ovat siis täysin uusi tuote, jota ei esim. Suomen Maatilahallituksen "Rehutaulukot ja ruokintanormit"-taulukko tunne. Taulukossa ilmoitetaan rehuherneen raakaproteiinipitoisuudeksi 22,5 %, härkäpavun 26,0 % ja soijapavun 36,0 %. Muita palkokasvituotteita ei rehutaulukossa ole. Uuteen her-neproteiinirehuun saadaan fraktioinnin asetuksesta riippuen säädettyä proteiinipitoisuudeksi 40 - 55 %, härkäpavulla myös yli 60 %. Tähän uuteen herneproteiinirehuun saadaan tiivistetyssä muodossa myös herneen siemenen sisältämät rasvat, hiven- ja kivennäisaineet sekä sokerit.Thus, pea protein feeds prepared by the method according to the invention are a completely new product, which is not known, for example, by the "Feed Tables and Feeding Standards" table of the Finnish Agricultural Board. The table shows a crude protein content of 22.5% for feed peas, 26.0% for beans and 36.0% for soybeans. There are no other legume products in the feed table. Depending on the fractionation setting, the protein content of the new her-protein protein can be adjusted to 40-55%, and for kidney beans also more than 60%. The fats, trace elements, minerals and sugars contained in pea seeds are also obtained in concentrated form in this new pea protein feed.

Poiketen aikaisemmin tunnetuista tutkimuksista fraktioituvat herneen soluseinämäkuidut suihkujauhatusta käytettäessä suureksi osaksi karkeaan, eli tärkkelysjakeeseen, mistä johtuen suihkujauhatus on proteiinipitoisten tuotteiden laadun kan- li 11 85937 naita yleisesti tunnettuja tappimylly- sekä turboroottorimyl-lyjauhatusta parempi menetelmä.In contrast to previously known studies, pea cell wall fibers are largely fractionated into coarse, i.e. starch, fraction using jet milling, making jet milling the quality of protein-containing products 11 85937 These are generally better known than pin mill and turbo rotor mill milling.

Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavaan heineproteiinirehun tuotanto-laitteistoon voidaan myös liittää ilimerottelun jakeitten ainekoostumuksen mittaaminen esim. määrävälein jatkuvasta tavaravirrasta otettujen näytteiden avulla, jolloin tuotantoa voidaan ohjata sekä prosessin asetuksia säätää seurantatulosten perusteella. Mittaus, esim. proteiinipitoisuuden määritys, voidaan suorittaa riittävän nopeasti mm. tunnettua NIR-mittaustekniikkaa käyttämällä. Optinen tärkkelysten suhteellisen runsauden mittaus eri ilmaerottelufraktioista voidaan myös toteuttaa. II-maerottelulaitteiden asetuksia muuttamalla voidaan siis vaikuttaa tuotettavien fraktioiden laatu- sekä vastaavasti määrä jakautumaan .The hay protein feed production equipment implementing the method according to the invention can also be combined with measuring the material composition of air separation fractions, e.g. by means of samples taken from a continuous flow of goods at regular intervals, so that production can be controlled and process settings adjusted based on monitoring results. The measurement, e.g. the determination of the protein content, can be performed sufficiently quickly e.g. using known NIR measurement techniques. Optical measurement of the relative abundance of starches from different air separation fractions can also be performed. Thus, by changing the settings of the II separation devices, the quality and, accordingly, the amount of fractions produced can be affected.

Keksinnön mukainen menetelmä hernekasvien siementen fraktioi-miseksi rehutehtaassa on merkittävä myös Suomen kaltaisten ulkomaisen täydennysvalkuaisrehun (soija, kalajauho, rehuhii-vat) tuonnista riippuvien maiden elintarvikehuollon kriisin-kestokyvylle. Uuden menetelmän avulla on aikaisempaa paremmat mahdollisuudet käyttää kotimaisten hernekasvien siemeniä tehokkaasti täydennysvalkuaisrehuna esim. tuontisoijan asemesta .The method according to the invention for fractionating pea seeds in a feed mill is also important for the crisis-resilience of countries dependent on the import of foreign supplementary protein feed (soy, fishmeal, feed yeast) such as Finland. With the help of the new method, it is better possible than before to use the seeds of domestic peas effectively as a supplementary protein feed instead of, for example, as an importer.

Edellä mainittu hernelajike HJA 51850 tunnetaan nykyään kaupallisella nimellä HOVI, joka on annettu tämän hakemuksen tekemispäivän jälkeen.The above-mentioned pea variety HJA 51850 is now known by the trade name HOVI, which has been issued since the filing date of this application.

12 8593712 85937

Taulukko 1 I I I I Hieno fraktio Karkea fraktio I I I Prot. I Paino | Prot. Paino | Prot. |Table 1 I I I I Fine fraction Coarse fraction I I I Prot. I Weight Prot. Weight Prot. |

I I Kuoret) % I % I % % I % II I Shells)% I% I%% I% I

I Lajikkeet_[ % | (kuor. )|_(__|__|I Varieties_ [% | (chorus) | _ (__ | __ |

I I I I I III I I I I II

I Helka-herne | 7,7 | 24,5 | 18,0 | 50,1 82,0 | 18,6 | j Panu-herne | 10,0 | n. 20 | 18,5 | 49,0 81,5 j 15,5 | I HJA51850-herne| 8,8 j n. 20 | 18,0 j 52,0 82,0 j 14,7 | j Ukko-papu j 12,0 j 29,1 | 22,5 | 59,3 77,5 | 20,0 jI Helka-pea | 7.7 | 24.5 | 18.0 | 50.1 82.0 | 18.6 | j Panu-pea | 10.0 | n. 20 | 18.5 49.0 81.5 j 15.5 | I HJA51850 pea | 8.8 j n. 20 | 18.0 j 52.0 82.0 j 14.7 | j Ukko-bean j 12.0 j 29.1 | 22.5 | 59.3 77.5 | 20.0 j

I__I_I__I_I__I__I_II__I_I__I_I__I__I_I

Taulukko 2 (partikkelijakauma) I j Hieno jae | Karkea jae jTable 2 (particle distribution) I j Fine fraction Coarse verse j

I I_MIS_I_m_II I_MIS_I_m_I

I Lajikkeet | Keskiarvo [ Vaihtelurajat | Keskiarvo [ VaihtelurajatI Varieties Average [Limits of Variation Average [Limits of Variation

III II IIII II I

I Helka I 20,7 | (6,2-43,1) | 36,0 | (15,4-50,8) | I Panu I 19,3 | (6,2-43,1) j 35,5 | (10,8-61,5) j j HJA51850 j 12,3 | (3,1-43,1) | 32,7 | (18,5-52,3) j j Ukko j 14,3 j (6,2-27,7) | 26,5 | ( 4,6-46,2) |I Helka I 20.7 | (6.2-43.1) 36.0 | (15.4-50.8) I Panu I 19.3 | (6.2-43.1) and 35.5 | (10.8-61.5) j j HJA51850 j 12.3 | (3.1-43.1) 32.7 | (18.5-52.3) j j Husband j 14.3 j (6.2-27.7) | 26.5 (4.6-46.2)

I__L__I__I__I_II__L__I__I__I_I

Claims (6)

1. Menetelmä herneen tai pavun siementen käsittelemiseksi ja käyttämiseksi, jossa menetelmässä herneen tai pavun siemen kuoritaan ja jauhetaan hienoksi ja sitten jauhot ilmaerotellaan kahdeksi tai useammaksi fraktioksi niin, että sirkkalehtiso-luista peräisin olevat tärkkelysjyväset saadaan pääasiassa karkeisiin fraktioihin ja proteiinihiukkaset pääasiassa hienoihin fraktioihin, tunnettu siitä, että jauhaminen suoritetaan sinänsä tunnetulla suihkujauhatustekniikalla, jossa jauhettavalle tavaralle annetaan liike-energiaa työkaasun välityksellä sellaiseen jauhamisasteeseen, että hienofraktion keskimääräinen partikkelikoko on alle 20 ^im, ja että mainittu prosessi suoritetaan rehutehtaan rehutuotantoon integroituna siten, että ainakin osa mainituista fraktioista ohjataan valmistettavaan rehuseokseen.A method for treating and using pea or bean seeds, comprising peeling and finely grinding the pea or bean seed and then air-separating the flour into two or more fractions so as to obtain starch grains derived from cotyledonous bones mainly into coarse fractions and protein particles that the grinding is carried out by a jet milling technique known per se, in which the goods to be ground are energized by a working gas to a degree of grinding with an average particle size of less than 20 microns, and that said process is carried out integrated into the feed mill's feed production. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että herneen tai pavun siementen jauhatuksen ilmaluoki-teltu hienofraktio, jonka proteiinipitoisuus on vähintään 40 %, ohjataan rehuseokseen yhdessä vilja- ja/tai rypsiperäisen raaka-aineen kanssa.Process according to Claim 1, characterized in that the air-classified fine fraction of the milling of pea or bean seeds with a protein content of at least 40% is fed to the feed mixture together with the raw material of cereal and / or rapeseed origin. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suihkujauhatus suoritetaan siten, että jauhautuminen tapahtuu partikkelien välisinä törmäyksinä ja/tai partikkelien ja seinän välisinä törmäyksinä ja/tai partikkelien välisenä hankautumisena ja/tai partikkelien ja seinän välisenä hankautumisena.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the jet grinding is carried out in such a way that the grinding takes place in the form of interparticle collisions and / or particle-wall collisions and / or interparticle abrasion and / or particle-wall abrasion. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että partikkelisuihkut saatetaan törmäämään toisiinsa työkaasuna käytettävän paineilman avulla.A method according to claim 3, characterized in that the particle jets are made to collide with each other by means of compressed air used as working gas. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään ennalta määrättyä, valikoitua hernelajiketta. i4 85937Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a predetermined, selected pea variety is used. i4 85937 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään hernelajiketta HOVI (HJA51850) tai vastaavaa lajiketta, jolla on olennaisesti samanlainen kokoero ja/tai kokojakauma tärkkelysjyvästen ja proteiini jyvästen välillä. 15 85937Process according to Claim 5, characterized in that the pea variety HOVI (HJA51850) or a similar variety with a substantially similar size difference and / or size distribution between the starch grains and the protein grains is used. 15 85937