JPS5832880B2 - 湿式法で穀物又は穀物粉砕物からでん粉を収得する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、穀物をプロセス水を加えながらまず膨潤工程
にかけ、該工程の後で場合により前粉砕して胚芽を除去
し、該生成物を更に粉砕し、引続きシーブを用いて繊維
を除去しかつ遠心分離法ででん粉と懸濁された蛋白質と
を分離することにより、湿式法で穀物又は穀物粉砕物わ
らでん粉を収得する方法に関する。

この種の穀物からでん粉を収得する方法、特にトウモロ
コシからでん粉を収得する方法は公知である。

その場合には、トウモロコシの膨潤は、膨潤水にＳＯ２
を加えながら向流装置内で不連続的に行なわれ、この場
合４５〜６０℃の温度で約３５〜５０時間の滞在時間後
に、粒子素、でん粉粒子及び蛋白質の間の形態学的構造
の最適な分解が行なわれる。

この分解は懸濁された蛋白質からでん粉粒子を分離する
ため及びでん粉を精製するために必要である。

こうして膨潤したトウモロコシから、湿式ミリングを適
用した前粉砕工程後に脂質含有胚芽がそれらの密度差に
基づいて分離され、引続き胚芽が除去された生成物の、
例えば高速ハンマーミルで更に粉砕されて、シーブを介
する皮殻及び繊維の分離並びに遠心分離機を介するでん
粉粒子及び懸濁された蛋白質の分離が行なわれる。

でん粉を得るプロセスとしては、従来は前記の極めてめ
んどうなかつ一部は経験的にのみ制御され得る膨潤工程
が絶対的に必要であると見なされていた。

しかるに、でん粉収得の決定的な欠点は、膨潤法を適用
することにあると見なさる。

更に、長い膨潤時間は常に極めて大量の原材料を加工す
る場合にのみ適するにすぎない。

それによって生じる欠点、例えば膨潤装置のための高い
設備及び保持コスト、大きな所要スペース、運転中に突
発的に生じる変化に対する低い融通性並び高いエネルギ
ー及び助剤消費量が、従来は甘受されねばならなかった
。

更に、とりわけ膨潤中の微生物反応によって溶解した物
質は、清水を加えるでん粉精製工程のやっかいものであ
る。

例えば溶解する蛋白質及び炭水化物の損出が生じる、そ
れというのも、これらは蒸発器を用いて濃縮された後に
皮殻／繊維乾燥工程に導出されるからである。

更に、穀物含有物質は微生物学的分解によりガス状もし
くは水蒸気揮発性の物質交換生成物として失われる。

更に、溶解したかつコロイド状の物質を回収するために
全部の膨潤水を濃縮する必要性が、蒸発及び乾燥のため
の高いコストを惹起する。

膨潤水蒸発工程からの凝縮液は、水蒸気揮発性物質の含
有率が高いために再循環させることができずかつ高い生
物学的廃水汚染を生じる。

長時間の膨潤工程中の発酵過程を安定化及び制御するた
めの助剤としてＢＯ２を使用することには、ヒト及び材
料保護のために従来厳しい条件が課せられた。

費用のかかる膨潤工程を連続的に実施しかつそれにもか
かわらず穀物構成分の所望の分離を行なうことができる
方法は、まだ開示されていない。

定期刊行物の゛ステルケ（５ｔａｒｋｅ ） ”、第２
１巻（１９７２年）、６８〜７３頁の゛トウモロコシの
湿式処理法に関する生化学工業的研究（Ｂｉ−ｏｃｈｅ
ｍｉｓｃｈ −ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｃｈｅ ５ｔｕ
ｄｉｅｎ Ｕｂｅｒ ｄｉｅＮａｐｖｅｒａｒｂｅｉｔ
ｕｎｇ ｖｏｎ Ｍａｉｓ ）”には、膨潤時間を短縮
するために、粒子を粗粒状に破砕し、次いで水平な攪拌
器内でＵＶ照射又は超音波放射下に膨潤させるか或は膨
潤物の脱穀又は粗粒子破砕を行なう、ロシア人の実験が
報告されているが、この方法によればでん粉状率が低下
しかつでん粉品質が悪くなることが立証された。

***国特許出願公告第１２８８５３０号明細書には、ト
ウモロコシの連続的膨潤を硫酸を用いた化学的処理法で
実施する、トウモロコシの連続的膨潤法が開示されてい
る。

この特許出願に対する追加特許出願である***国特許出
願公告第１３０１９７６号明細書には、この方法を拡大
した方法が開示されており、該方法は、流出する洗浄水
が中性反応を呈するまで、膨潤したトウモロコシを洗浄
し、引続き膨潤物をＨａ ＨＣｏ ３含有温水中で更に
膨潤させることから成る。

この方法によれば、膨潤時間を６時間に短縮することが
できるが、この場合には膨潤処理は水平に設置された管
系内で行なわれねばならない。

この膨潤プロセスにおける生化学的かつ微生物学的経過
に関しては何ら知られていない。

しかしながら、乾燥物質が膨潤水中で８％増大すること
は、トウモロコシ粒子の著しい浸出を示唆している。

この方法を実験室内で追跡調査した際に、通常のＳＯ２
向流法の定量的かつ定性的基準は達成されないことが判
明した。

このような理由からも、この方法は従来実地においては
使用されていない。

穀物又は穀物粉砕物からでん粉を収得するための費用を
減少させるあらゆる公知の方法は、いずれにせよ著しい
物質交換を惹起する膨潤プロセスに集約される。

常に、でん粉／蛋白質結合を分離するための基礎をなす
化学的又は微生物学的反応が、水の吸収と並列している
。

公知方法においては、機械的作用は膨潤工程に関しては
無意味でありかつ専ら粒子構造の破砕のためにのみ利用
される。

本発明の課題は、穀物からでん粉を収得する方法をでん
粉の品質及び乾量収率を維持した上でより簡単かつ経済
的に構成することであった。

この課題は、本発明により、原材料を短時間膨潤工程に
かけ、その際に形態学的粒子構造を化学的にもまた微生
物学的にも分解させず、膨潤した原料をスリットヘッド
を備えた高圧装置に少なくとも１０バールの圧力で導入
し、高い剪断力を作用させて粉砕しかつ大気に放圧させ
、その際にでん粉粒子と蛋白質との間の目的の構造分解
を起させることにより解決される。

本発明の方法では、原材料の短時間膨潤が行なわれるに
しかすぎずかつでん粉粒子と蛋白質との間の構造分解は
切開ヘッドを備えた高圧装置内で開始する高い機械力の
作用下に行なわれるので、操作時間は著しく短縮される
。

本発明の短時間膨潤においては、特殊な助剤、例えばＳ
Ｏ２を添加した上での生化学及び微生物学的構造の長時
間の弛緩を放棄することができる、それというのも高圧
処理の結果としての植物性生体の撲滅により製造中に、
微生物学的に申し分のない生成物の情況に対する前提条
件が提供されるからである。

形態学的穀物構造の機械的分解の最適な結果を達成する
ために重要なことは、切開ヘッドのノズル形状、作業圧
の高さ及び原材料濃度の選択である。

蛋白質は、他の高分子物質と同様に完全に懸濁され、構
造を安定化又は保護する機能を発揮しかつ自然の状態で
は不溶性である。

遠心分離法では分離され得ないコロイド状成分は、痕跡
量で存在するにしかすぎない。

塩類及び低分子物質は、それらが生の穀物内に存在して
いるように、溶解される。

高分子の穀物内容物の分解生成物は僅少量で生じるので
、後続の工程中に数回循回したプロセス水汚染は通常の
方法におけるプロセス水汚染に比較して低く保持される
。

高圧装置を用いた構造分解の際に生じる、穀物ぐずの極
めて激しい粉砕効果が、特にガラス状の胚乳内の繊維及
びでん粉の良好な分離を保証する所望の副効果を提供す
る。

通常のでん粉収得法においては、従来のミリング装置に
よっては本発明に匹適する粉砕効果は達成されない。

本発明方法の有利な実施態様は、特許請求の範囲の従属
請求項に記載されている。

次に図示の実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図の略示系統図において、１で加熱可能な加圧膨潤
装置が示されており、該装置には前精製された粒状トウ
モロコシが、例えば蛋白質濃縮器２から導管２ａを介し
て供給される、１〜２倍量のプロセス水が調量された後
に供給される、この場合膨潤装置内の温度は間接的加熱
装置によって５０〜６０℃に調整される。

１０〜１５バール、有利には１５バールの圧力下に最高
３時間後に、所定の吸水率が達成される。

遊離した膨潤水の５０％は分離されかつ蒸発器３に供給
される。

減圧装置４（これも切開ヘッドとして構成されていても
よい）が膨潤装置の出口に設けられておりかつトウモロ
コシ粒子の前破砕を行なう。

トウモロコシ破砕物から、胚芽が胚芽分離器５によって
分離される。

後続され、切開ヘッドを備えた高圧装置６〔例ばポール
・ハンメルマン社（Ｐａｕｌ Ｈａ−ｍｍｅｌｍａｎ
ＧｍｂＨ＆ Ｃｏ−ＫＧ）のＨＤＰ ２２０型〕で、約
１００バールの圧力で原材料の同時微粉砕下に、評言す
れば膨潤した原材料に機械的剪断及び解裂力を作用させ
ながら、でん粉粒子と蛋白質マトリックスとの間の形態
学的構造の分解を行なつＯ 遠心分離機７は、高圧装置６から落下して来る蛋白質が
懸濁されたフラクション並びに皮殻及び繊維をでん粉粗
製乳から分離する。

多段式シーブステーション８で、落下して来る皮殻及び
繊維は蛋白質懸濁液からふるい分けられる。

膨潤水濃縮物と一諸に、トウモロコシでん粉飼料が生じ
る。

蛋白質懸濁液は濃縮器２内で更に濃縮される。

粗製でん粉乳の精製は、洗浄遠心分離機９内で膨潤水凝
縮物及び清水を加えながら行なわれる。

加圧膨潤の代りに、°大気圧又は僅かな過圧下での膨潤
を行なうこともできる。

この場合には最高１２時間の膨潤時間で十分である。

加圧膨潤装置の１実施例は、第２図に示されている。

容器１０から粒状トウモロコシは、導管１２を介してプ
ロセス水が供給された後にポンプ１１によって取出され
る。

このポンプは粒状トウモロコシを連続的に、蛇管１３と
して構成された管系に搬送し、該管系内で１０〜５０バ
ール、有利には１５バールの圧力及び５０〜６０℃の温
度で短時間膨潤が行なわれる。

蛇管の収容能力は、製造装置の原材料の１日当り容量の
１０〜５０％である。

管系の出口には、シーブ１４を備えた容器１５が設けら
れている。

このシーブを通して、過剰水は取出される。

この容器には、減圧装置１６が後続されている。

第３図は、通常の方法に対する、加圧下での膨潤過程に
おける粒子含水率の上昇曲線を示すグラフである。

既に２時間未満で、常法における１２時間後の穀物の最
大吸水率に相当する粒子含水率が達成される。

加圧膨潤装置を運転するための最適な条件は、１０〜１
５バールの圧力及び３時間の膨潤時間で得られる。

この場合、穀物乾燥物質の０．５％未満が膨潤水中に移
行する。

粒状トウモロコシからでん粉を収得する際に本発明方法
を用いて以下の調査結果が得られた。

新規方法 常法 膨潤工程 膨潤時間 ２〜３時間 ３０〜５０時間膨潤装置
の必 トウモロコシに対して 〃 〃要収量能力
５〜６ｍ３５０〜８５７ｙＩ３膨潤水中への トウモロコシ の乾量物質の 移行 ０．３〜０．５％ ５〜６％ 蒸発工程 蒸発装置の容 量 トウモロコシに対して 〃 〃 ０．２〜０．３ ｍ３０．８〜１．３ ｍ３凝縮物の負
荷 （Ｃ８Ｂとして 測定） ３００〜５００１ｒＩｇＯ□ｎ １０００−２０００ ｍ９０２／ｌ この物質並びにプロセス水中に溶解した穀物内容物質を
回収するために必要な蒸発器容量及び運転コストは、常
法における費用の２５％未満に相当する。

水蒸気揮発性の内容物質の成分が極く僅かであるために
、凝縮物の再循環が可能Ｆある。

工杢渣ｑ壌級 及び精製 新規方法 常法 遠心分離の形 同じ 式 でん粉の収率 乾量７０〜７２％ 乾量６９〜７１％
生成物の特性 同じ でん検収率は、絶対的に見て１％以上上昇する。

でん粉の精製のための設備費は、でん粉乳内に溶解した
物質の含量が著しく低いために著しく減少させることが
できる。

清水使用量は約５０％減少させることができる。

水の使用量 トウモロコシに対して 〃 〃０、４
〜０．８ ｍ １．２〜１．８ ｍ”廃
水 トウモロコシに対して 〃 〃０．１〜
０．５ ｍ’ ９．８〜１．３ ｍエネルギ
ー消費量：膨潤工程及び膨潤水後処理における消費量が
著しく少なくなるため に、特に熱エネルギーに関する明らか な倹約が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の暗示系統図、第２図は第１図に基
づく方法の加圧膨潤装置の暗示図及び第３図は加圧下で
の短時間膨潤工程中の粒子含水量の上昇曲線のグラフを
示す図である。 ４．１６・・・・・・減圧装置、６・・・・・・高圧装
置、１１・・・・・・ポンプ、１３・・・・・・蛇管、
１４・・・・・・シーブ、１５・・・・・・容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 穀物をプロセス水を加えながらまず膨潤工程にかけ
   、胚芽を除去し、該生成物を粉砕し、引続きシーブを用
   いて繊維を除去しかつ遠心分離法ででん粉と懸濁された
   蛋白質とを分離することにより、湿式法で穀物又は穀物
   粉砕物からでん粉を収得する方法において、原材料を短
   時間膨潤工程にかけ、その際に形態学的粒子構造を化学
   的にもまた微生物学的にも分解させず、膨潤した原料を
   切解ヘッドを備えた高圧装置６に少なくとも１０バール
   の圧力で導入し、高い剪断力を作用させて粉砕しかつ大
   気に放圧させ、その際にでん粉粒子と蛋白質との間の目
   的の構造分解を起させることを特徴とする。 湿式法で穀物又は穀物粉砕物からでん粉を収得する方法
   。 ２ 短時間膨潤工程を吸水のためにのみ利用しかつ少な
   くとも５バールの圧力下では２〜３時間の時間帯で又は
   大気圧もしくは僅かな過圧下では最高１２時間の時間帯
   で実施する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 少なくとも５バールの圧力で実施する短時間膨潤工
   程を連続的に実施する、特許請求の範囲第２項記載の方
   法。 ４ 短時間膨潤工程を１０〜５０バールの圧力下に、５
   ０〜６０℃の温度でかつ３時間の膨潤時間で実施する、
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 加圧下に膨潤した穀物を膨潤装置の出口で減圧装置
   ４，１６を用いた放圧によって破砕し、その際に減圧装
   置を高圧装置６の前方に接続しておく、特許請求の範囲
   第１項〜第４項のいずれか１項に記載の方法。 ６ 膨潤装置に管系を設け、該管系にプロセス水と混合
   した原材料をポンプ１１を用いて供給し、管系の出口か
   らシーブ１４を備えた容器１５内の過剰水を取出しかつ
   該容器の後方に減圧装置１６を特徴する特許請求の範囲
   第５項記載の方法。