KR860001826B1 - 곡물, 코코아 원두 및 종자의 가공 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

곡물, 코코아 원두 및 종자의 가공 방법 및 장치

제 1도는 본 발명의 곡물 가공 단계를 표시한 공정도.

제 2도는 본 발명의 곡물 가공 장치의 전체 배치도.

제 3도는 생옥수수 제3(a)도, 압출 가공 옥수수 제3(b)도, 미분말화 가공 옥수수 제3(c)도 및 본 발명 방법의 가공 옥수수 제3(d)도의 각 현미경 사진도(배율 1000배).

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 호퍼 4 : 지시기

6 : 처리실 7 : 폐쇄 장치

11 : 계량기 18 : 포퍼

23 : 팽출실 22 : 노즐

본 발명은 가열 및 가압 곡류, 팽출 가공 곡류, 세균 함량이 낮은 코코아 원두, 제과시킨 종자, 특히 귀리, 쌀, 코코아 원두와 보리 및 볶음 종자를 생산하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

집단 가축 사육의 결과로, 암돼지가 짧은 기간 내에 다시 새끼 돼지를 생산할 수 있도록 하려면, 암돼지로부터 새끼 돼지를 조기에 이유시키는 것이 필요하게 되었다. 이와 같이 조기에 이유시킨 새끼 돼지는 암돼지와 함께 쉽게 소화시킬 수 있는 사료를 필요로 한다.

공업적으로 생산된 개 고양이용 사료의 판매 추세를 보면, 가공 곡물을 원료로 한 사료가 날로 증가되고 있다. 곡물을 가공하는 데에는 여러가지 기술들이 알려져 있다. 예컨대, 압출법, 분쇄법 또는 증기 플레이크법, 미분말화법(I R-가열), 고주파 가열법(마그네트론), 팽출 퍼핑법(explosion puffing)또는 건 피핑법(gun puffing), 포핑법(popping) (가열 공기 포핑법) 및 드럼식 건조법 등이 있다.

압출법에서는 곡류를 분쇄하여 가습하고 온도를 증기로 승온시키면서 압출기에 통과 시킨다.

분쇄법에서는 곡물을 가습하여 대기압에서 증자시키고 분쇄하여 엷은 플레이크(flakes)로 만든다. 이 경우에, 최종 생성물은 너무 건조된 상태이다.

미분말화법에서는 곡물이 적외선 통과 범위 내에서 전자파에 의하여 처리되는 데, 이 적외선은 가스 화염 또는 고령토의 가열체에 의하여 발생될 수 있다.

고주파 가열법에서는 고주파 발생기에 의하여 발생된, 예컨대 주파수가 2450 또는 915 메가사이클인 마이 크로웨이브에 의해서 실시한다.

팽출 퍼핑법에서는 열어서 벗길 수 있는 뚜껑을 가지며 압력을 급격히 강하시킴으로써 곡물이 터져서 팽출되게 하는 밀폐 용기 내에서 곡물을 수분간 고압 증기로 처리한다.

가열 공기 포핑법에서는 곡물이 가열 공기 또는 개구식 가열 팬에서 처리된다. 어떤 곡물들은 거의 완전히 팽출되지만(팝코온), 어떤 곡물은 일부만이 팽출되는 것도 있다(마일로 콘(milocorn), 플라타 콘). 이에따라, 곡물의 내부가 외부로 팽출되어나와 커지게 된다.

드럽식 건조법에서는 원료 현탁액을 증기 가열식 드럼 내부로 통과시켜서 그 드럼 위에서 건조시키고 다시 비벼낸다.

곡물을 가공하기 위한 이러한 기술의 목적은 곡물을 처리하여, 곡물 내의 전분을 필요한 정도로 젤라틴화시키고, 또는 관능 특성(맛, 외양, 냄새)를 개선하기 위한 것이다.

가공이라 함은 입도를 줄여 소화 효소의 침투 가능성이 증대될 수 있도록 상대 표면적을 크게 하는 것이다. 이것은 동물에 있어서의 소화능 또는 예를 들면 전분 분해 효소인 아밀로글리코시다제와 같은 효소의 침투 속도로서 측정된다.

젤라틴화법은 전분이 페이스트(paste)를 형성하도록 전물을 물로 처리하는 방법을 말한다.

맛, 냄새 및 외양은 보통 스케일 넘버 시험(scale number test) 또는 무작위 판정법에 의하여 측정된다.

가축 사료를 제조함에 있어서, 가축이 즐겨 먹을 수 있는 것은 가공도가 높은 원료라야 한다. 고도의 젤라틴화는 장내에서 점도가 너무 높아서 소화 효소의 작용을 둔화시키고 설사의 위험성을 증대시키는 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다는 사실을 알았다. 돼지에 젤라틴화도가 높은 사료를 먹이면 위궤양의 원인이 된다.

따라서, 고도로 가공된 상태가 요구되지만, 너무 고도로 젤라틴화시키면 해롭게 된다.

이것은 특히 곡물을 육식 동물의 사료로서 사용할 때 중요하다. 개, 고양이, 밍크, 어류 등과 같은 육식동물은 전분 분해 효소의 처리가 어렵다. 이것은 곡물이 이와 같은 동물에 더욱 쉽게 소화시킬 수 있도록 처리되어야 한다는 것을 의미한다. 또한, 양호하게 가공된 제품은 다른 가축에도 중요한 사료로 되는 수가 있다. 예를 들면, 돼지에 있어서 효소 작용은 늦게 밖에 진행되지 않는다. 따라서, 어린 돼지는 나이 든 돼지보다 곡물을 소화시키기가 어렵다.

압출시킨 곡물은 거칠은 부분이 처리되지 않기 때문에 향미가 없는 불규칙한 제품을 형성하는 결점이 있다. 원료 곡물을 가공하는 데 알맞는 단독 분쇄된 곡물 제품은 더 이상 기대할 수가 없다. 젤라틴화도도 역시 높다.

분쇄법, 머분 말화법, 마그네트론 쿠킹 및 가열 공기 포핑법에 의하면, 소화도가 비교적 약간만이 증대될 뿐이지만, 건 퍼핑법이 사실상 만족스러운 제품을 생산한다. 그러나, 이 방법에만 이용될 수 있는 극히 복잡한 장치는 소규모 생산만을 위한 것이다. 네델란드 왕국 특허 제 92,843호의 명세서에서는 특히 곡물 또는 이와 유사한 원료를 가열 가압하고 그 가압력을 감자기 해제시킴으로써 그 곡물 또는 유사한 원료를 퍼핑시키는 장치에 관하여 기재하고 있다. 이 장치는 각각 턴테이블에 대향하는 가공실 또는 팽출실의 단부로부터 이탈 또는 복귀될 수 있는 밀폐두부(sealing head)가 구비된 다수의 가공실 또는 팽출신이 방사상으로 배치되어 있는 턴테이블, 각 가공실 또는 팽출실의 단부에 있는 밀폐 위치의 턴테이블의 회전 주기의 일접에서 밀폐두부를 이동 및 고정하기 위한 턴테이블의 회전 주기의 일점에 있는 밀폐두부의 이동-고정 장치 가공신 또는 팽출시에의 중기 공급 장치 및 턴테이블의 다른 회전 주기의 일점에서 다른 밀폐두부의 고정위치를 해제하기 위한 턴테이블의 회전 주기의 다른 일점에 있는 해제 장치로 구성된다. 이 장치는 별도의 도관에 의하여 팽출실 중의 하나와 연결된 단일 중기 공급실을 구비하고 있다. 이 장치에는 그 팽출실들의 개방 또는 폐쇄를 보장하기 위한 다수의 장치들을 구비하고 있다. 이러한 장치는 매우 복잡하여, 팽출 실린더의 특성 때문에 매우 시끄러운 고음을 내는 결점이 있다. 이 장치의 원래의 목적은 밀과 보리 제품용이 라고 말할 수 있다.

네델란드 왕국 특히 제 70,686호의 명세서는 위에 말한 것과 유사한 장치를 설명하고 있는데, 여기에서는 마찬가지로 다수의 회전 지지대 위에 다수의 압력실이 장치되어 있고, 곡물 및 증기 도입구의 개방 및 폐쇄장치와 가압된 곡물 방출 장치가 포함되어 있다. 이 장치에 있어서, 중기 도입밸브는 밀폐가 해제될 때까지 통상 열린 상태로 유지된다. 상기 명세서로부터 가압실에서는 비교적 저압이 사용된다는 것을 알게 된다. 이 장치 역시 매우 복잡하고 높은 소음을 발생하는 반면, 생산성이 한정되어 있다.

본 발명자들은, 전술한 형태의 방법에 있어서, 적어도 5기압(계기압), 통상 5-50기압(계기압), 특히 5-35기압(계기압)에서 적어도 200℃의 온도, 바람직하게는 200-300℃의 온도에서 통상 1-30초, 바람직하게는 3-13초 사이에서 곡물, 코코아 원두 또는 종자들을 유지하는 한편, 처리실의 저부에 돌출하는 도입구를 통하여, 그리고 내부에 밸브가 장치되어 있고 처리실의 저부에 돌출하는 비교적 소직경의 하나 또는 다수의 도출구에 의하여 즉시 가압력을 해제하는 소정을 처리시간의 말기에 증기를 도입하여 열 및 증기를 공급함으로써, 고품위의 제품을 얻게 된다는 기대하지 않았던 사실을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다. 또한, 도출관의 직경은 예컨대 25-254mm, 바람직하게는 50-102mm, 특히 63.5mm인 것이 좋다는 사실을 알게 되었다.

특히 놀라운 사실은, 처리실에서 나온 제품은 비교적 소직경의 도관을 막히게 하는 일이 없이 그 도관을 통하여 도출시킬 수 있다는 것이다. 마찬가지로, 도관이 긴 경우에도 이것은 가능하다. 처리실을 증기 공급은 그 처리실 내의 곡물 또는 분진 낙하에 의한 막힘 현상이 없다는 것은 특히 놀라운 사실이다. 팽출도는 도출관의 직경 선택에 따라 영향을 받는다. 도관의 직경이 적을수록 팽출도는 높다.

더우기, 만약 제품이 이음매가 없는 인발관 대신에 용접이음 도관에 의해서 도출되는 경우에는, 소음 발생이 약해진다는 사실을 알게 되었다. 이 사실은 이음매가 없는 인발관의 더 큰 표면적에 대한 기대와는 다른 것이다.

더구나, 이 방법에 있어서 공지된 가압법의 관점에서 기대되는 바와 같이 아무런 소음 공해 및 변색이 생기지 않는다는 것은 놀라운 사실이다. 그 밖의 장점들은 다음과 같다.

a) 그와 같이 가열 및 가압 가공된 제품은 건조할 필요가 없으며, 더 특별한 처리를 행함이 없이 냉각시키는 것으로서 충분하다.

b) 에너지 소비가 최종의 가공도에 비하여 낮다.

c) 제품은 특히 종래의 제품에 비하여 특히 정상의 가공도를 갖는다. 그 정상의 가공도는 팽출되지 않은 곡물이 없거나 실질적으로 전무하다는 사실로부터 명백하다. 다른 데이타는 무시하고, 표 A는 제품의 소화성 전분 함량을 나타낸 것이다.

[표 A]

본 명에 따라 가공 처리된 옥수수에 대하여 행한 네 가지 평가의 각각은 흥미로운 것이며, 이것은 소화도를 개선하기 위한 다른 어떤 방법에도 볼 수 없는 것이다.

d) 심하게 가공된 제품은 젤라틴화 정도가 보통이며, 관능 특성이 양호하다.

e) 옥수수 내의 단백질의 변질도가 다른 방법에 비하여 저조하다.

f) 본 발명의 장치는 대량 생산에 적합하며, 최소한의 주의력만이 요구된다.

g) 특수한 처리를 행하지 않고도 본 발명의 장치는, 예를들면 옥수수, 옥수수 분쇄물, 밀, 귀리, 보리 및 옥수수 등과 같은 여러 가지 원료의 처리에 알맞다.

h) 이들 제품에서 출발하여, 예컨대 팽출시킨 옥수수에서 출발하여, 이들 제품을 후속처리에 부침으로써 다수의 최종 제품을 생산할 수 있다. 그 후속 처리와 관련된 제품은 다음과 같다.

[표 B]

i) 본 발명의 전분은 냉각 팽윤제, 즉 액체 내에서 열을 가하지 않고 팽윤시킨 것이다.

j) 건 퍼핑법에서 생기는 것과 같은 소음 발생은 뚜껑을 여는 대신 도관을 통하여 제품을 배출시킴으로써 소음량이 줄어드는 데, 이것은 큰 충격음을 동반한다.

k) 여기서 가장 중요한 것은, 생산된 제품이 쉽게 소화되며 맛이 좋다는 것이다.

l) 본 발명의 방법을 적용하면, 사용된 원료는 제품이 모든 방향으로 팽출된 것이 그 제품에서 느낄 수 있으므로 소비자들의 불신이 생기지 않는다. 이와는 달리, 그 원료의 완전한 외향 변화는 압출 또는 가열공기 포핑법에서 일어난다. 여기서, 곡물 내의 수분은 증발된다. 이 곡물이 튀겨질 때까지 그 곡물에 증기를 붙어 넣는다. 이렇게 하면, 팝콘이 불규칙한 구조로 된다. 본 발명의 방법을 적용하면, 곡물의 표면은 다소 열리지 않은 상태로 잔류하게 된다. 생옥수수, 압출 가공 옥수수, 미분말화 가공 옥수수 및 본 발명에 따라 가공 처리된 옥수수의 가공 상태는 제 3도의 사진에 잘 나타나 있다.

수분 존재하의 열처리는 곡물을 200-300℃로 가열시킨 반응기 내에 수증기를 도입시킴으로써 진행된다. 옥수수를 출발 연료로 사용하는 경우, 먼저 옥수수를 10-30기압(계기압), 바람직하게는 18-20기압(계기압)에서 60-80℃, 바람직하게는 68-72℃로 가열하는 것이 알맞다. 처리되는 제품의 적당한 체류시간은 10-40초, 특히 20초이다. 총팽출 기간은 1분 정도이다. 이러한 조건은 특히 옥수수와 밀에 적용된다. 기타 다른 제품에 알맞는 조건으로 조정하는 것은 그렇게 어렵지 않다.

더우기, 직경이 작은 도관을 통하여 배출시키면, 퍼핑률이 더 높아진다는 것은 명백한 사실이다. 팽출실에 도입되는 도관의 직경 선택에 따라 퍼핑률이 달라진다. 이와 같이 하여 얻은 결과들은 도관 내에 밸브를 설치하여 이 밸브를 더 좁게 또는 더 넓게 열어서 얻은 결과와는 비교가 안 된다.

이에 따라, 도관의 직경이 크면 클수록 퍼핑률은 더 낮아진다. 따라서, 퍼핑률은 다만 압력 차이에서 오는 결과 뿐만이 아니며, 퍼핑률은 도관의 직경 선택에 따라 유익한 영향을 받는다는 것이 명백하다.

팽출실의 배출구에는 깔때기형 입구부를 설치하는 것이 좋다. 그러나, 도출관의 직경은 이 입구부의 상향류에 따라 결정된다. 그 경사도는 6-10°, 특히 8°에 달하는 것이 좋다. 즉, 입구부는 이 경사도에 따라 넓어진다. 이러한 입구부는 가공도에 좋은 영향을 준다. 선우기, 소음 발생도 적절한 경사도 더택에 의하여 영향을 받을 수 있다.

사용될 팽출실에는 낙하되는 물질을 수집하는 콘베어 밸트를 설치하는 것이 좋다. 이 콘베어 벨트 사이에는 냉각용의 신선한 공기를 도입시킨다. 신선한 공기의 도입은 팽출시킬 곡물의 배출 지점 가까이에 행하는 것이 좋다.

곡물, 특히 옥수수의 팽출법에서의 사용과는 달리 그 장치는 코코아 원두의 저장 및 종자의 제피, 특히 귀리의 제피에도 이용될 수 있다. 그 온도, 압력등도 사실상 이 용도에 적합하다.

귀리의 제피에 본 발명의 장치를 이용하면, 보통 방법에서 공가된 플레이크보다 약간 더 얇고 색갈이 더 진한 플레이크를 고수율 및 높은 가공도로 간단하게 얻을 수 있다. 팽출 제품은 공기를 통과시킴으로써 적절히 냉각된다.

처리된 곡물을 포퍼(poffer)로부터 팽출실에 배출시키는 배출 도관용 재료로서는 내온성, 내압성 재료이면 어떠한 재료라도 사용할 수 있다. 융점 강관을 사용하는 것이 특히 유익하다는 사실을 알았다. 성질면에서는, 더 평활한 이음매가 없는 관이 유익할 것으로 생각될 것이다. 그러나, 융접관을 사용하는 것이 막힘 현상과 소음 발생이 더 적다는 사실을 알았다.

짙은 색상과 탄 냄새의 원인이 되는 과열의 위험성은 간접 예열법을 채용함으로써 크게 경감시킬 수 있다는 놀라운 사실을 발견하게 되었는 데, 이것은 또한 제품의 수분 함량까지도 줄여 준다. 따라서, 종전의 방법에서보다도 더 고압을 사용하는 것이 가능하게 되었다.

처리할 곡물은 30-100℃, 바람직하게는 60-80℃, 특히 68-72℃로 예열하는 것이 좋다. 이와 같이 예비 처리를 하는 것은 더 건조시킬 필요가 없는 제품을 얻을 수 있기 때문이다. 80℃로 가열하면 곡물 변색의 위험성이 줄어든다.

더우기, 입자가 적을수록 배출 도관의 막힘 위험성이 적어질 것으로 생각되겠지만, 배출 도관의 막힘 위험성은 처리하기 전에 체로 쳐서 처리할 곡물로부터 미분을 제거함으로써 감소된다는 사실을 알았다. 더 나아가, 수증기 도입의 종료 시점과 제품 배출의 개시 시점 사이에 체류 시간을 개재시키면, 그 체류 기간 중에 압력이 크게 떨어지기는 하지만, 퍼핑률에는 나쁜 영향을 주지 않는다는 기대하지 않았던 사실을 발견하게되었다. 제품의 일반 성질까지도 크게 개선되었다.

평균 직경이 0.1-0.9배 이하, 바람직하게는 0.2-0.3배 이하인 입자를 제거하기 위하여는 체질하여 처리하는 것이 적당하다. 이 때, 이와 같이 체로 쳐서 처리된 원료는 유익하게 직접 가열시킨 조정기 (콘디쇼너)에 투입한다. 직접 가열, 예컨대 가열 공기를 통과시키면, 퍼핑률이 크게 저하되며, 또한 퍼핑률의 규칙성도 역시 크게 줄게 된다. 대기압에서 30-100℃, 바람직하게는 60-80℃로 가열하는 것이 적절하다.

처리실의 실내 압력은 가공 처리할 곡물의 종류에 따라서 선택된다.

앞에서 이미 설명한 바와 같이, 가공 처리할 곡물은 예열시키는 것이 좋다. 그러한 예비 처리로 인하여 제품은 건조시킬 필요가 없으며, 불필요한 변색과 탄화 현상이 일어나지 않은 알맞는 퍼핑률을 유지시킬 수 있다. 가열 시간은 보통 3-150분, 바람직하게는 25-35분이다. 처리실 내에서는 곡물 입자가 소정의 압력하에서 수증기 처리되는 데, 이때 일정의 체류시간이 관찰된다. 이 체류시간은 압력 강화를 초래하지만, 퍼핑률의 감소를 초래하지는 않는다. 계기 압력은 5-35 기압, 바람직 하게는 15-25 기압이다. 체류 시간은 1-30초, 바람직하게는 3-13초 이다. 이에 따라, 퍼핑이 일어나지 않은 곡물 입자의 양은 적어지는 효과가 있다(만약 개에 급식한다면, 퍼핑이 일어나지 않은 이들 곡물 입자들은 소화되지 않으며, 대변중에 입자 그대로 남아 있는 것이 보인다). 이어서 그 곡물을 배출시킨다. 전체 순환 주기는 1분 정도이다.

처리할 곡물의 가공 단계들은 제 1도에 표시한 공정도에 의하여 설명될 수 있다.

제 I 단계는 곡물을 정선하는 예비 처리 단계이다. 제 Ⅱ단계는 곡물을 예열 처리하는 조정 단계이다. 제 Ⅲ단계는 200-300℃의 온도에 도달할 때까지 포화 수증기를 도입시키는 단계이다. 적용된 체류 시간이 경과되면, 반응기에서 처리된 곡물을 꺼내어 팽출이 일어나는 팽출실에 투입한다.

사용된 장치를 제 2도에 따라 설명하면 다음과 같다. 이 도면에서 (1)은 호퍼이며, 여기에 공급 도판(2)를 통하여 가공 처리할 곡물이 공급된다. 호퍼(1)에는 공백 상태를 신호하는 지시기(3)과 공급량을 자동 조절할 수 있는 충만상태를 신호하는 지시기(4)를 장치하는 것이 좋다. 한 개 또는 그 이상의 도출구(5)에 의하여 상기 호퍼(1)은 한 개 또는 그 이상의 예비 처리실(6)에 연결되어 있다. 이 도출구(5)내에 폐쇄 장치(7)을 설치한다. 처리실(6)내에 곡물을 예열하는 가열 장치(도시되어 있지 않음)를 설치한다. 공백상태를 신호하는 지시기(8)이 이 처리실(6)의 저부에 적절히 설치된다. 폐쇄 밸브(9)가 포함된 도관(10)을 통하여, 이 처리실(6)을 계량기(11)과 연결한다. 이 계량기(11)에 의해서 측정된 일정량의 투여량은 도관(12)를 통하여 작은 호퍼(14)에 투입되는데, 이 작은 호퍼(11)에는 공백 상태를 신호하는 지시기(15)가 설치되어 있으며, 폐쇄 밸브(17)이 포함된 도관(16)에 의해서 상기 작은 호퍼(11)이 포퍼(18)에 연결되어 있다. 이 포퍼(18)에는 수증기를 도입하는 수증기 도입구(19)가 설치되어 있다. 이 포퍼(18)내에 가공처리할 곡물이 소정의 온도와 압력하에 도입된다. 밸브(20)을 개방함으로써 수증기는 도출관(21)을 통하여 배출되고, 노즐(22)를 경유하여 팽출실(23)에 도달하는데, 이 경우, 그 팽출실(23)에는 콘베어 밸트(24)와 신선한 공기(25)를 도입하기 위한 장치가 설치되어 있다. 팽출 처리된 곡물은 콘베어 밸트(24)에 의하여 다른 보조 장치들이 구비된 저장실에 이송된다.

이러한 장치를 조작할 때, 옥수수는 일반적으로 이것을 가공 처리하기 전과 같이 그 수분 함량은 약 15%이고, 벌크비중은 720㎏/m³이다. 가공 후의 수분 함량은 약 13중량%, 벌크 비중은 200㎏/m³로 된다. 밀을 사용할 때의 수분 함량은 약 16중량%이고, 벌크 비중은 가공 전과 같이 750㎏/m³이다. 가공 후의 밀의 수분 함량은 14중량%, 벌크 비중은 200㎏/m³로 된다.

이하, 본 발명은 실시예로서 더욱 상세히 설명하겠다.

[실시예 1]

수분 함량이 11.5중량%이고 제피시키지 않은 미국산 귀리 7㎏을 8기압하에 두고, 이 입력하에서 2-3초 동안 방치한 다음, 소위 라보픽스(labofix)상에서 패출시켜 분리하였다. 이에 따라 다음의 결과를 얻었다.

[표 C]

각피와 낟알의 합계는 수분 함량의 증가 때문에 100%이상이다. 이 실시예에서는, 이미 갈색화가 일어나지만 ; 제피 정도는 아직도 충분하지 않았다. 이 시험을 다른 가압 체류 시간을 사용하면서 반복하였다.

[표 D]

그러므로, 낮은 제피 효과로서 만족하며, 낟알로부터 얻은 알곡을 분리 및 재순환시켰다. 그러나, 이 방법은 간단하지가 않다.

평균적으로, 퍼핑 및 제피 후에 낟알에 존재하는 알곡은 낟알보다 길이가 더 길었다. 소형의 분류기에 의해, 이들을 낟알로부터 분류시킬 수 있었다. [조정기 =벽면에 9 1/2mm구멍이 있고, 분류기를 적절히 충만시키는 수용기(受容器) 를 최저 위치에 둠]. 알곡을 포퍼에 재순환시킨 후에, 이 제 2순환 주기에 실제로 제피가 일어나느냐, 그렇지 않으면 다시 여러 번 순환시켜 그 순환 중에 제품을 수집함으로써 생산성이 감소되지 않느냐 등의 문제가 일어난다. 이 사실을 확실하게 하기 위해서, 다음의 시험을 실시한다.

즉, 미국산 귀리 4㎏을 준비하여 체로 거르고(귀리로부터 옥수수를 재거하기 위함이다), 건조시켜 수분 함량이 10-11중량%로 되게 하고, 45초간 81기압으로 가압하여 퍼핑하고, 냉각하여 각피를 분리시키고, 라보픽스 상에서 알곡을 분류한 다음, 그 알곡을 후속되는 건조량 4㎏에 가하고, 그 주기를 6회 반복한다. 이렇게 함으로써 다음의 결과들을 얻었다.

[표 E]

알곡은 항상 어느 정도 유리된 각피 및 10-15중량%의 낟알을 함유하였다.

따라서, 알곡의 백분률은 증가하지도 않고 감소하지도 않았다.

[수 율]

사용된 미국산 귀리는 각피 함량이 22.5%이므로, 수분 함량의 차이를 제하면, 가공 원료 귀리의 이론적인 수율은 0중량%의 각피를 포함하여 77.5%가 되거나 또는 2중량%의 각피를 포함하여 79%가 된다. 상기 시험에 있어서, 귀리 4㎏은 85%에 해당하는 낟알 3.4㎏을 생성시켰다. 수분함량의 증가와 다량의 각피를 고려하면, 그 수율은 78%가 되고, 이렇게 되면 이것은 이론적으로 얻을 수 있는 수율과 매우 가까운 값이다. 가공 도중의 2%의 손실량이 있다고 가정하드라도, 이 78%의 수율은 평균적인 공업적 수율보다 7%나 높은 값이다. 모든 낟알이 본래대로 남아 있고 선단이 부서지지 않기 때문에 수율이 더 좋다는 것을 알 수 있다.

[제품의 품질]

전술한 시험에 의하여 낟알은 전분의 소화율을 측정하기 위한 시험을 행하였다.

[표 F]

이에 따라, 가공 처리된 사료용 귀리의 소화율은 통상적 방법으로 가공 처리된 귀리에 비해 높은 것으로 나타났다. 플레이크 색상 및 강도는 보다 낮다. 그러나, 색상은 나타난다.

[실시예 2]

수분 함량이 12중량%인 옥수수를 70℃의 온도를 예열시키고, 그 옥수수 40㎏ 및 50㎏을 계량하여 포퍼에 투입하였다. 이 옥수수를 19기압(계기압)하에 두었다. 20초 동안의 체류 시간 후, 생성물을 주변 공기로 냉각되는 팽출실내에 방출시켰다. 벌크 밀도가 200㎏/m³이고, 아밀로 글리코시다제 분해도가 39인 옥수수를 얻었다.

[실시예 3]

제 2도에 도시된 장치에서 밀을 가공 처리하기 위하여, 실시예 2에서와 동일한 조건을 적용하였다. 사용된 밀은 수분 함량이 약 16중량%이고, 벌크 밀도가 750㎏/m³이었다. 이 밀은 소량, 즉 30-35㎏의 양으로 포퍼에 투입하였다.

가공 처리후, 밀은 수분 함량이 14중량% 및 벌크 밀도가 200㎏/m³으로 되었다. 전분의 아밀로글리코시다아제 분해도는 41이었다.

다른 시험에서는, 적용된 조건에 따라 전분의 분해도가 달라진다는 사실을 알게 되었다. 밀에 관하여 이 변화범위는 36-46이었다.

[비교실험 1]

반공업적 식물인 쿠라소(Curacao)며, 프랑스 귀리, 집에서 키운 밀, 보리, 미국 옥수수 및 미국 마일로옥수수(milocorn)를 퍼핑시키고 제피하여, 125μm이하의 임도로 분쇄하였다. 생성 제품과 비교할 수 있는 소의 수종의 우유 원료를 분석하였다.

[표 G]

*) 당어리 형성으로 인한 신뢰성 없는 분석치.

**) 부라벤더 단위(Brabender Units)로 나타낸 것, 50g, 물 400, 상수 30°(보다 높은 온도에서 상기 값은 감소되었음).

이들 분석 결과로부터, 서로 비교시 각종 곡물류 사이에는 단지 약간의 차이 밖에는 없다는 것을 분명히 알 수 있다.

몇가지 제품(각피 함량이 가장 작은 것들)의 비교 결과는, 다음과 같이 요약되는데, 여기서 그 특성들은 밑으로 갈수록 그 중요성이 적다.

[표 H]

*) 팽율 불말은 시험 장치의 사용 빈도가 적기 때문에 생긴 녹 발생으로 인한 철분 함량의 증가로 보인다.

[실시예 4]

최초 수분 함량이 각각 14%인, 냉(冷)밀을 간접 예열시킨(73℃에서 23분)밀을 정선하여 상이한 수증기 압력하에 처리하고, 7초 후에 가한 배출하여 냉각시켰다.

부피 측정의 결과는 다음과 같았다.

[표 I]

따라서, 예열시킨 밀의 팽출이 다소 더 쉽게 일어나는 것으로 나타났다. 더우기, 예열시킨 밀은 가공 처리 후, 수분 함량이 더 낮아지기 때문에 건조시키지 않아도 된다.

[실시예 5]

14%의 수분 함량이 14%인 옥수수를 정선하여, 예열 또는 예열시킴이 없이 다양한 압력의 증기에 노출시키고, 12초간 고은 유지시켜 배출시킨 다음 냉각시켰다. 벌크 밀도 이외에 냄새와 색상 역시 나타났다. 다음의 결과가 얻어졌다.

A. 30분 내에 68℃로 간접 예열시킨 경우 :

[표 J]

B. 간접 예열시키지 않은 경우 :

15 0.29 연 황 색 빵굽는 냄새

17.5 0.2 약한암색 약간 한냄새

20 0.21 암 색 탄 냄새

22.5 0.18 강한 암색 탄 냄새

예열 공정을 적용하면, 비교되는 팽출도에서 착색과 탄 냄새가 덜 일어난다는 것을 알 수 있었다.

[실시예 6]

수분 함량이 14%인 옥수수를 정선하여 26분간 72℃로 예열시키고, 23초간 23기압(계기압)의 수증기에 노출시킨 다음, 다양한 체류 시간 후에 가압 용기에서 배출시켜 냉각시켰다. 벌크 밀도, 곡류의 미팽출률, 색상 및 냄새를 측정하였다. 그 결과는 다음과 같다.

[표 K]

체류 시간을 관찰하면, 미팽출 곡류의 수는 감소되지만, 색상 뿐만아니라 냄새의 어는 것도 해로운 영향을 미치지 않았다.

[실시예 7]

수분 함량이 14%인 보리를 정선하여 38분 내에 63℃로 예열시켰다. 어어서, 그 곡물을 처리실 내에서 수증기로 2.4기압(계기압)으로 가압하였다. 다음에 그 생성물을 내경이 51mm인 도관 또는 내경이 76m인 도관을 통하여 팽출시켰다. 각각의 도관에 대하여 5주기에 걸쳐 벌크 밀도를 측정하여 다음의 결과를 얻었다(㎏/ℓ단위).

51mm 도관 : 0.14³0.12⁴0.11³0.12⁰및 0.11⁵

76mm 도관 : 0.19⁰0.18²0.17⁹0.18⁵및 0.18²

기대와는 달리, 내경이 더 큰 도관에서 더 많은 팽출이 일어나지 않고 더 적은 팽출이 일어났다.

[실시예 8]

시험용 가압 용기는 저부, 측벽의 중앙부 및 측벽의 정부의 각각에 개폐 가능한 별도의 3개의 수증기 도입구를 마련하여 구성하였다. 이들 3개의 도입구 중의 1개의 도입구를 통해서 연속적으로 도입되는 수증기로 옥수수를 처리하였다. 그 결과, 다음의 측정치를 얻었다.

[표 L]

가장 양호한 팽출 효과는 저부에서 수증기를 도입할 때 얻을 수 있다. 빈번한 사용 후에도 저부의 수증기 도입구는 막히는 일이 없었다.

[실시예 9]

미처리 코코아 원두의 두 가지 시료에서, 세균의 수는 매 g 당 2,300,000 및 480,000개로 측정되었다. 대응하는 다수의 코코아 원두를 본 발명의 방법 따라 가공 처리하여 팽출기에서 배출시킨 때 그 시료를 체취하였다. 이에 의하여 각각 매 g 당 600 및 300개의 세균이 발견되었다. 따라서, 본 발명의 방법에 따라 가공 처리함으로써 각각 99.97 및 99.94%의 세균이 멸균되는 것이다.

[실시예 10]

소음 발생은, (a) 배출 도관을 사용함이 없이 제품 배출시, (b) 용접 이음매가 있는 결합 도출관을 통한 제품 배출시, (c) 이음매 없는 결합 도출관을 통한 제품 배출시 및 (d) 팽출 통로에 인접한 밀폐 입구를 사용한 제품 배출시에 측정하였다. 위 (a),(b) 및 (c)의 경우, 팽출실에 인접한 입구는 개방되었다. 양쪽 도관은 내경이 102mm이고, 께는 5mm이었다. 소음은 통상의 라디오식 1933형 소음분석기로 측정하였다. 측정은 모두 정취 가능한 범위 내의 옥타브 대역(octave band)의 각각의 중간치에서 에이-필터(A-filter)를 사용하여 행하였다. 측정의 결과들은 부속된 ISO-TC 다이아그램에 좌표를 매겼다. 이들 측정은 가압용기의 배출 지점에서 2m의 거리에서 배출 방향에 대하여 수직 방향에서 행하였다. 이들 조건하에서의 dB(A)값은 다음과 같다.

(a) 125dB(A) (c) 114dB(A)

(b) 111dB(A) (d) 102dB(A)

도출관을 사용하면, 직접 배출에 비하여 소음 발생이 현저히 감소된다. 이음매 없는 도관은 용접 이음매가 있는 도관보다 더 큰 소음이 일어난다. 마찬가지로, 격리된 처리실에 배출시키면, 동일한 측정 지점에서 측정시 배출소음이 현저히 감소된다.

[실시예 11]

시험 준비는 다음과 같이 하였다.

B V95-56.9%의 생옥수수를 함유하는 미숙(未熟) 곡류.

B V96-미숙 옥수수 56.9%를 함유한 미숙 곡류(본 발명의 제품).

B V97-36.9%생옥수수 및 20%이 미숙 옥수수를 함유하는 미숙 곡류.

농장 : 위츠데 워머(Wijde Wormer)에 소재하는 "레이거스보쉬(Reigersbosch)"실험 농장.

동물 : 소유한 암돼지가 낳은 새끼 돼지 22마리와, 스밋트 하일루우종의 새끼 돼지 14마리.

설비 : 땅바닥에 지은 섹션 I 돼지 우리, 한 개의 우리당 돼지 6마리.

시험기간 : 6주.

논의

[시험진행]

단 한번의 설사도 없이 제 1주는 무사히 지나갔다. 탈선한 것이 생기지 않았다.

[성 장]

새끼돼지의 성장 상태는 양호하였다. 가장 양호한 성장은 B V97군(생옥수수+미숙옥수수)에서 일어났다. 그 다음으로 양호한 성장은 B V96군(미숙 옥수수)에서 일어났다. 생옥수수군(B V95)은 성장률이 다소 뒤 떨어졌다. 이 군에서 충분히 성장하지 못한 1마리의 동물이 있었다. 이 동물을 고려하지 않드라도, 이 군에서의 성장률은 다른 2개군과 비교시 현저히 뒤떨어졌다. B V95군 생옥수수에서의 성장률을 100으로 할 때, 다음의 결과가 얻어졌다.

[표 N]

B V95군과 B V97군 사이의 성장률의 차이는 현저하였다. 각 군의 성장률 차이는, B V97군에 있어서는 가장 적었지만, B V95군에 있어서는 최대이었다.

[사료소비]

이 시험에서 사료 소비는 매우 양호하였다. B V97군(옥수수+미숙 옥수수)에 있어서의 최고의 소비량은 총 44.93㎏에 달한다는 것을 알았다. 생옥수수군(B V95)에서의 사료 소비량이 가장 적었다. B V95군(생옥수수)의 사료 소비를 100으로 할때, 다음의 결과를 얻었다.

[표 O]

[1㎏성장 대비 사료 단가]

1㎏의 성장당 사료 단가는 B V97군의 최소이고, 그 다음이 B V96군이었다. 반면에, B V95군은 최악의 성장률을 고려하지 않는다 하드라도, 1㎏성장의 대비 사료단가는 최고이었다.

[논 의]

위 실험 농장에서 행한 새끼 돼지 시험은 생옥수수 56.9%, 미숙 옥수수 56.9% 및 제 3성분으로 생옥수수[36.9%+미숙 옥수수 20%를 각각 함유하는 미숙 원료 곡류를 시험하기 위한 것이었다. B V95군에는 이 군의 결과에 사실상 영향을 주는 1마리의 불량한 돼지 성장이 있었지만, 낙오자는 발생하지 않았다. 성장이 불량한 이 돼지를 고려에 넣지 않는다고 하드라도, 이 군의 결과는 3개 군 중에서 가장 좋지 못한 것이었다.

[요 약]

1. 위 실험 농장에서 행한 새끼 돼지 시험은 미숙 옥수수를 함유하는 사료와 생옥수수를 함유하는 사료를 비교하기 위한 것이었다.

2. 미숙 옥수수를 함유하는 사료는 성장률, 사료 소비량 및 전환률에 있어서 양호하였다.

3. 1㎏성장의 사료 단가의 역시 미숙 옥수수를 함유하는 사료가 더 낮다.

[평균 결과표]

디바독스=사료 중의 디메트 티다존 150ppm, 카르바독스 50ppm.

[미숙 원료 곡물]

[실시예 12]

서로 다른 시험 사료들을 각 군단 12마리의 새끼 돼지로 된 2개군에 급여하였다. 이 사료의 차이란 단지 사료 A는 사료 B보다 미처리 옥수수를 20%를 더 함유하고 있다는 점이다. 그 대신에, 시료 B는 본 발명에 따른 가공 처리 옥수수 20%를 함유하고 있었다. 시험의 초기에, 돼지군의 평균 체중을 9㎏이었다. 그 실험 중에 다음의 결과를 얻었다.

본 발명에 의한 옥수수를 함유하는 사료 B를 급여한 돼지군은 사료 A를 급여한 돼지군보다 7중량%를의 소비하였다. B군의 돼지의 성장률은 A군보다 24% 더 양호하고, 또한 B군의 돼지에 있어서 사료 전환률은 16% 더 양호하였다.

[실시예 13]

독일산 사냥개 6마리에게 4주 동안 시험 사료를 급여하였다. 사료 A는 압출 가공 옥수수 456중량%를 함유한 반면, 사료 B는 본 발명의 방법에 따라 제조된 가공 옥수수 56중량%를 함유하였다. 매일 고형 배선물의 무게를 달았다. 그 때 환경 오염이 적었기 때문에, 그 양은 적은 것으로 생각된다. 그후에, 사료를 서로 바꾸었다. 결는과 다음과 같다.

본 발명에 따른 가공 옥수수를 압출 가공 옥수수보다 배선물을 줄이는 효과가 있었다.

같은 개들에게 압출 가공 옥수수와 본 발명에 따른 가공 옥수수의 1 : 1(중량비)혼합물을 1주일 동안 급여하였다. 이 기간 동안에, 압출 가공 옥수수와 본 발명에 따른 가공 옥수수가 담긴 2개의 접시를 상기 동물앞에 각각 놓았다가 제거하기를 4회 시행함으로써 맛 선호(選好)시험을 행하였다. 선호 결과는 다음과 같았다.

압출 가공 옥수수에 대한 선호 0회

본 발명에 따른 가공 옥수수에 대한 선호 14회

차이가 없는 경우 6회

자유 선택하도록 두었을 때, 이 개들은 일반적으로 본 발명에 따른 가공 옥수수를 선호하게 된다.

[실시예 14]

독일산 사냥개 6마리에게 사료 A 또는 사료 B를 급여하였다. 급여량은 1마리당 1일 1㎏이었다. 사료 A는 본 발명에 따른 옥수수를 플레이크 22.5중량% 및 본 발명에 따른 밀 플레이크 22.5중량% 및 다른 성분 55중량%를 함유하였다. 상기 곡물 플레이크들은, 본 발명의 방법에 의하여 곡물을 가공하고, 더우기 상기 곡물을 팽출시킬 때 느슨해진 각피를 제거한 다음에, 잔류 물질을 롤링시킴으로써 제조된다. 사료 B는 동일한 다른 성분 55중량%, 플레이킹 톨터에서 밀을 플레이킹시켜 얻은 밀 플레이크 22.5중량% 및 옥수수를 파쇄시키고 수분 함량 18%로 가습하여 95℃에서 수증기 처리하고, 플레이킹 롤러에서 플레이킹시켜서 건조 및 냉각하여 얻은 옥수수 플레이크 22.5중량%를 함유하였다. 이 개들의 고형 배설물을 수집해서 매일무계를 달았다. 그 결과는 다음과 같았다.

본 발명에 따른 플레이크 45중량%를 함유하는 사료는 통상의 플레이크를 함유하는 대응하는 사료보다 배설량은 현저히 감소시켰다.

[실시예 15]

옥수수를 본 발명의 방법에 따라 처리하고 더 분쇄시켰다. 가공 처리 옥수수와 미가공 처리 옥수수와 미가공 처리 옥수수를 새끼 돼지들을 위한 사료로 만들었다. 사료 A에는 56.9중량%의 미가공 옥수수가 사용되었고, 또한 사료 B에는 본 발명에 따른 가공 처리 옥수수 56.9중량%가 사용되었다. 체중 5-12㎏의 돼지들에 있어서, 이들 두 가지 사료의 소화 계수를 측정하였다. 결과는 총 60이었다. 사료 A중에 있는 56.9중량%의 미가공 옥수수를 사료 B중에 있는 본 발명에 따른 56.9중량%의 옥수수로 대치시킬 경우, 다음과 같이 총 소화율의 증가가 일어났다.

건물질 4.4% 기타 탄수화물 3.0%

조단백질 4.0% 조 세포질 11.6%

조지방 7.4%

[비교 시험 2]

본 발명에 따라 분쇄시킨 옥수수와 압출 가공 옥수수 사료를 체로 쳐서 분획하였다. 각 분획마다 하나씩 소화율을 측정하였다. 동일 지역에서 취한 미가공 옥수수에 대한 분해성 전분의 측정량은 17%이었다.

상기 측정치로부터 압출 가공 옥수수의 조분(組紛)은 단지 중간 정도의 소화율을 보일 뿐이며, 본 발명에 따른 옥수수 가루에서 조분은 좋은 소화율을 보인다는 사실이 명백하다.

[비교시험 3]

공장 가동시 옥수수로부터 미분말을 분리시키는 체판을 수시간 동안 정선 장치로부터 제거함으로써, 체에 걸리지 않는 옥수수가 가공 처리되도록 하였다. 배출관이 막히는 수는, 종전에는 1000회당 14회임에 비하여, 일반적으로 1000회당 1회 이하이었다.

Claims (11)

1. 곡물, 코코아 원두 또는 종자를 처리실 내에서 물 존재하의 고압에서 열 처리한 다음, 그 가압력을 신속히 해제하여 얻은 조분말 또는 극미 분말 제품을 제분, 조립(造粒), 파쇄 및 체질, 플레이킹, 연마함으로써 가공된 곡물을 생산하고, 코코아 원두의 세균 수를 낮추고, 종자를 제피하여 볶는 가공방법에 있어서, 상기곡물, 코코아 원두 또는 종자를 적어도 5기압(계기압) 및 200-300℃의 온도에서 적어도 1초간 가압하는 한편, 처리실의 저부에 돌출하는 수증기 도입구를 통하여 수증기를 도입하고, 소정의 처리 시간 말기에 내부에 밸브가 설치된 비교적 소직경의 한 개 또는 다수의 도출구에 의하여 그 가압을 해제시키는 것을 특징인 곡류, 코코아 원두 및 종자의 가공 방법.
2. 제 2항에 있어서, 상기 처리 전에 곡물을 80℃로 예열하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 3항에 있어서, 곡물을 3-120분 동안 예열하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 4항에 있어서, 곡물을 30-35분 동안 예열하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 2항 내지 제 5항 중 임의의 항에 있어서, 15-25기압(계기압)의 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 2항에 있어서, 처리실 내에서 3-10초간의 체류 시간을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 종자 또는 코코아원두를 고압 처리실에서 그 처리실 저부에 돌출하는 도입구를 통하여 수증기 형태로서 및 수분을 공급함으로써 물로 열처리한 다음, 내부에 밸브가 설치된 비교적 소직경의 배출 도관에 의해 열 가압을 일시에 해제시키는 것이 특징인 종자의 제피겸 코코아 원두의 세균 함량을 줄이는 방법.
8. 원두로 투입호퍼(1), 예비 처리실(6) 및 예비처리 원료 투입용 작은 호퍼(14)로 구성된 조정기와, 이 조정기에 폐쇄 가능한 도관(16)에 의하여 연결되는 포퍼(18) 및 팽출실(23)으로 구성되며, 포퍼(18)의 저부에는 수증기 도입관(19) 및 도출관(21)이 돌출되게 각각 설치되고, 수증기 도출관(21)은 노즐(22)를 통하여 팽출실(23)과 연결되는 것이 특징인 제 1항 또는 제 8항 기재의 방법을 수행하기 위한 장치.
9. 제 9항에 있어서, 처리실과 팽출실이 용접강관으로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 9항 또는 10항에 있어서, 팽출실 내의 곡물투입구에 교환 가능한 노즐을 장치하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 11항에 있어서, 교환 가능한 노즐의 경사각이 6-10°인 것이 특징인 장치.

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