RU1836032C - Способ фракционировани овса - Google Patents

Abstract

Использование: при фракционировании овса на крахмал, клейковину и клетчатку. Сущность изобретени : лущенный овес размалывают , муку вымачивают в водной среде в присутствии ферментов, разрушающих клеточные оболочки. От мучной смеси последовательно отдел ют клетчатку просеиванием и клейковину и обезвоживают их. Остаток, содержащий неочищенный крахмал , фракционируют под давлением, обеспечивающим уровень д-силы 7500, в фракционирующей системе мультициклона с диаметром циклонет 10 мм, нижний сход промывают под давлением, обеспечивающим уровень д-силы 4500, в противоточной промывной системе мультициклона с добавлением свежей воды и обезвоживают с получением А-фракции крахмала. Верхний сход из фракционирующей системы мультициклона обезвоживают с получением В-фрак- ции крахмала. Муку вымачивают в водной среде, содержащей двуокись серы, при тем- пературе-40-55°С, а перед обезвоживанием верхнего схода его дополнительно фракционируют на мультициклоне, выдел емую при этом крахмальную суспензию присоедин ют к остатку, содержащему неочищенный крахмал. 3 з.п.ф-лы, 2 табл., 2 ил. (Л С

Description

I Изобретение относитс  к способу фрак- ц онировани  овса.

j Цель изобретени -обеспечение наиболее экономичного пути фракционировани  овса с выделением отдельных исключитель- нр чистых фракций клетчатки, клейковины,и, в|особенности, крахмала.

j Указанна  цель достигаетс  тем, что, в способе фракционировани  овса, включающем сухой размол лущенного зерна, вымачивание муки в водной среде в присутствии ферментов, разрушающих клеточные оболочки , последовательное отделение от мучной смеси клетчатки путем просеивани  и

клейковины и их обезвоживание, разделение остатка, содержащего неочищенный крахмал, в.мультициклоне путем фракционировани  остатка под давлением во фракционирующей системе мультициклона, промывки нижнего схода под давлением в противоточной промывной системе мультициклона с добавлением свежей воды и обезвоживани  его с получением А-фракции крахмала, обезвоживани  верхнего схода из фракционирующей системы мультициклона с получением В-фракции крахмал , отличающийс  тем, что, в фракционирующей системе мультициклона и при промывке

00

со о о

CJ Ю

СО

нижнего схода в противоточной промывной системе мультициклона давление поддерживают на уровне, обеспечивающем значени  g-сил не менее, соответственно, 7500 и 4500.

При этом вымачивание муки можно проводить в водной среде, содержащей двуокисьсеры при температуре ,

Фракционирование остатка, содержащего неочищенный крахмал лучше проводить в мультициклоне, имеющем циклонетты с диаметром 10 мм, а перед обезвоживанием верхнего слива из фракЦи- онирующей системы мультициклона лучше провести дополнительное его фракционирование на мультициклоне, выдел емую при этом крахмальную суспензию присоедин ют к остатку, содержащему неочищенный крахмал.

Овс ный крахмал сравним с рисовым крахмалом по своим физическим и структурным свойствам. Размер зерен овс ного крахмала  вл етс  почти таким же небольшим , как и размер зерен рисового крахмала. Оба крахмала характеризуютс  узким диапазоном гранулометрического состава частиц , как изображено на фиг. 1. Но очистка крахмала с небольшим размером гранул с помощью мультициклона затруднена.

Крахмалы с небольшим размером зерен имеют особую важность дл  проклейки шелка , производства тонкой типографской бумаги , технических и косметических порошков, биоразрушаемого синтетического материала и пластмассовых листов дл  различных областей приведени  в современных сельском хоз йстве и технике. Размер зерен крахмала оказывает существенное вли ние на гомогенность синтетических полимеров, содержащих .крахмальные зерна, и на получаемые механические и термические свойства таких композиций .

Использование крахмалов с небольшими по размерам зернами в наружных покрыти х бумаги приводит к более лучшей пригодности дл  печатани  и к поверхности с меньшим гл нцем, что  вл етс  предпочтительным дл  современной типографской бумаги. Крахмалы с небольшими зернами с пониженной способностью св зывани  с водой и меньшей набухаемостью пригодны дл  производства плакированной бумаги, за счет стабилизированных структур крахмальных модификаций в современных способах высокоскоростного плакировани  бумаги с короткими периодами сушки.

Новые виды сырь  дл  процессов производства крахмала приобрели большую важность, поскольку дорогосто щие побочные продукты становились все более важными дл  экономики всего производственного процесса. В овсе, как сырьевом материале, не только содержатс  крахмалы с новыми технически приемлемыми свойствами , но также содержатс  протеины (белки ),, липиды, волокниста  масса, оглюканы и другие растворимые подобные продукты, играющие особую важность дл  современ

ного питани  человека, так же как дл  разнообразных промышленных применений.

На фиг. 1 сравниваютс  гранулометрические составы частиц овс ного и рисового крахмала,

Несмотр  на почти идентичные размеры зерен рисового и овс ного крахмала, очистка рисового крахмала на мультициклоне невозможна (если принимать в расчет неприемлемые потери крахмала). В то же

врем , как показано в за вленном техническом решении, можно провести эффективное фракционирование овса в мультициклоне с диаметром циклонет 10 мм при повышении значени  д-сил.

На фиг. 2 изображена принципиальна  . технологическа  схема фракционировани  овса в соответствии с насто щим изобретением , совокупность из технологических приемов фракционировани  и разделени 

А-крахмала, В-крахмала, протеина и клетчатки .

Ниже подробно описаны следующие типичные технологические приемы насто щего изобретени  (обозначенные заглавными

буквами) на фиг. 2).

Лущение обеспечиваетс  с помощью стандартного оборудовани  вибрационного типа без использовани  вод ного пара. Также в последующих технологических приемах необходимо избегать температур свыше 48°С дл  того, чтобы сохранить натуральные свойства овс ного крахмала и побочные продукты.

Дл  сухого размола можно использовать любую обычную мельницу. Из-за высокого содержани  в овсе липидов сразу осуществл ют вымачивание муки при посто нном перемешивании в технологической воде.

Как правило, используют соотношение между водой и мукой от 2,5/1 к 3,0/1. Удобно в качестве метабисульфита натри  вводить приблизительно 0,02% двуокиси серы. Суспензию нагревают до температуры 4055°С , предпочтительно, 45°С, в резервуаре. К вымачивающей среде предпочтительно добавл ть ферменты, разрушающие оболочку клетки. Дл  активации гидролиза побочных продуктов в овс ной муке, подобных

гемицеллюлазам, бета-глюкану и пектинам,

продолжают в течение 2-3 часов перемешивание и ферментную обработку. Частичное

pa: ри

рушение эндоспермотических и перифе- еских структур клеток ведет к более лучшеМу отделению присоединенных частиц крахмала, более лучшей экстракции св занны ); частиц крахмала, более лучшему отделе ию и улучшенному окончательному обе звоживанию крахмала, клетчатки и протеи на. В качестве ферментного препарата в описанном эксперименте использовали

Э Ал Tri та

hoderma reesei с основными компонен- и эндо-1,4- -0-глюканазой (ЕС 3.2.1.4) и ц|еллобиогидролазой (ЕС 3.2.1.91) и широ- диапазоном побочных активностей, на- лмер, гемицеллюлазы (ксиланазы),

ки пр пр

кр ме нь на KOI де

ве

вы

O4I

он пр

оназа СЕ 15, производимую компанией

ко

использованием штамма

теазы.

Обработанную ферментом гомогенную суфензию просеивают в противотоке с во- дои на конически вращающихс  грохотах, си ди ва: ще ва ци

овых отводах, снабженных отверсти ми метром 50 и 75 мкм, и других устройст- Обезвоживание клетчатки можно осу- ствл ть в винтовом прессе, на уум-фильтре или аппарате дл  декантаВ следующей операции неочищенный хмал и клейковину раздел ют, напри- I, путем декантации. Фракцию клейкови- подвергают концентрированию, ример, в сепараторе с дисковой насад- , перед обезвоживанием в аппарате дл  антации.

Неочищенный крахмал после этого под- гают разделению на фракции с целью елени  крахмальных фракций А и В. Не- щенный крахмал направл ют в фракци- лрующий мультициклон, песковый

дукт промывают в многоциклоннои про- тиЬоточной промывочной системе с добавлением свежей воды, и образующийс  А-|;рахмал обезвоживают, а продукт, увле- ка емый через слив фракционирующего мультициклона обезвожимают с целью вы- деЬени  В-крахмала. В-крахмал хуже по ка- по сравнению с А-крахмалом из-за присутстви  протеина, липида и других примесей .

Удобно, когда диаметр мультициклонов составл ет 10 мм.

Предпочтительно дл  достижени  эфф4

ктивного разделени  использовать в

фракционирующих мультициклонах более высокие по сравнению с обычными д-силы. д-сила в фракционирующем мультициклоне должна составл ть, по меньшей мере, 75;00, предпочтительно 8000-9000, в то ape- Mi как g-сила в промывочных мультициклонах составл ет, по меньшей мере, 4500, предпочтительно 5000-6000.

В предпочтительном вгрианте продукт, увлекаемый через слив, фракционирующего 5 мультициклона раздел ют нэ фракцию В- крахмала и остаточный А-крзхмал, причем последний возвращают в исходное сырье фракционирующего мультициклона.

Несмотр  на почти идентичные разме0 ры зерен рисового и овс ного крахмала, было удивительно обнаружить, что эффективна  сепараци  овс ного крахмала была возможна в мультициклонах диаметром tp мм и при повышенных д-силах, обра5 зующихс  за счет более высоких рабочих давлений, в то врем  как это никогда до этого не было возможно с рисовым крахмалом , если не прин ть в расчет неприемлемые потери крахмала.

0 Все технологические приемы обезвоживани  были осуществлены в аппаратах дг.  декантации и винтовых прессах, а продукты были последовательно высушены. Мелкие твердые частицы были подвергнуты рецир5 кул ции в качестве технологической воды с целью сведени  к минимуму общего расхода воды и потерь продукции.

Пример. Эксперимент по производству овс ного крахмала, выбранный из се0 рии характерных опытов в финской пилотной установке, был начат при производительности 800 кг/ч овс ной муки (полученной из лущенного овса в молотковой мельнице, оборудованной двум  1,5-милли5 метровыми ситами). Муку смешивали с

2,74 т свежей и технологической воды 0,8 л целлюлозы Алко Еконазе СЕ 15 и 200 г двуокиси серы (бисул ьфита натри ) на тонну муки.

0 Муку вымачивают в течение 3-х часов при 48°С. Полученную в результате смесь гомогенизируют. Затем гомогенную суспензию просеивают противотоком с водой на конических вращающихс  ситах. Получен5 ную клетчатку обезвоживают на черв чном прессе. Далее декантацией отдел ют клейковину , концентрируют ее в сепараторе с дисковыми соплами и обезвоживают в де- кантаторе. Затем оставшийс  сырой крах0 мал фракционируют в мультициклоне с целью выделени . А- и В-фракций крахмала. Нижнюю часть промывают в противоточной промывочной системе мультициклона при добавлении свежей воды, и полученную А5 фракцию крахмала обезвоживают. Верхний сход полученной системы обезвоживают с целью выделени  В-фракции крахмала. Песковый продукт сепаратора крахмала поддерживали при 13-14 градусах Боме дл  обеспечени  оптимальной сепарации крахмала и протеина. Песковый продукт протеинового сепаратора был установлен при 150 г/л, а окончательное обезвоживание было произведено в аппарате дл  декантации. В-крахмал, также обезвожен в аппарате дл  декантации.

Количество уиклонетт Стади  фракционировани  24

117

217

318

419

520

6. 21

721

822

922

1022

1114 Значени  в градусах Боме

Фракционирование стади продукт, увлекаемый через слив8

1песковый продукт15

2продукт, увлекаемый через слив8

10песковый продукт15

11продукт, увлекаемый через слив11

Неочищенный крахмал можно было бы разделить на фракции и очистить на мультициклонах диаметром 10 мм с использованием гидроциклона с Д р 8 бар, который приводит к д-силе 8500 в фракционирующем мультициклоне, и с Д р 4,5 бар, что приводит к д-силе 5200 в промывочной системе .

Все материальные потоки были определены и подвергнуты анализу на содержание сухого вещества, крахмала, клетчатки, протеина и липида.

По результатам этих измерений и определений был рассчитан полный материальный баланс, как показано в табл. 1 и 2.

Результаты, перечисленные в таблице 1, демонстрируют эффективность технологических приемов насто щего изобретени , привод щих к высокому извлечению крахмала и к высокой чистоте А-крахмала несмотр  на небольшой размер зерен и относительно высокие содержани  и липида и протеина в овсе по сравнению с другими хлебными злаками. Содержание протеина, оставшегос  в А-крахмале. в действительности ниже 0,5% (таблица 2). Степень белизны овс ного А-крахмала: 96

согласно измерени м по методу I S 0/DI 6473 ЭЛРЕФО. Расход свежей воды сравним с расходом свежей воды в производстве пшеничного крахмала.

Хот  насто щее изобретение описано

применительно к предпочтительному оборудованию , следует понимать, что не отход  от объема и сущности изобретени  могут быть выбраны различные модификации и

изменени . Считаетс , что такие модификации и изменени  могут находитьс  в границах и в объёме изобретени  и зависимых пунктов формулы изобретени .

Ф о р.м ула изобретени 

Claims (4)

1. Способ фракционировани  овса, включающий сухой размол лущеного зерна, вымачивание муки в водной среде в присутствии ферментов, разрушающих клеточные оболочки, последовательное отделение от

мучной смеси клетчатки путем просеивани  и клейковины и их обезвоживание, разделение остатка, содержащего неочищенный крахмал, в мультициклоне путем фракционировани  остатка под давлением во фракционирующей системе мультициклона, промывки нижнего схода под давлением в противоточной промывной системе мультициклона с добавлением свежей воды и обезвоживани  его с получением А-фракции

крахмала, обезвоживани  верхнего схода из фракционирующей системы мультициклона с получением В-фракции крахмала, о т- л и ч а ю щ и и с   тем, что в фракционирующей системе мультициклона и при промывке нижнего схода в противоточной промывной системе мультициклона давление поддерживают на уровне, обеспечивающем величину значени  g-сил, не менее, соответственно, 7500 и 4500.

2. Способ по п.1, о т.л и-ч а ю щ и и с  

тем, что, вымачивание муки осуществл ют в водной среде, содержащей двуокись серы, при40-55°С.

3.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, фракционирование остатка, содержащего неочищенный крахмал, осуществл ют . в мультициклоне, имеющем циклонетты с диаметром 10 мм.

4.Способ по п.1, отличающийс  тем, что, перед обезвоживанием верхнего

схода из фракционирующей системы мультициклона , его дополнительно фракционируют на мультициклоне, а выдел емую при этом крахмальную суспензию присоедин - ют к остатку, содержащему неочищенный крахмал.

Таблица Материальный баланс крахмала

Определение содержани  неочищенного крахмала - по методу сол ной кислоты (1 0 1744).

Материальный баланс протеина

Таблица 2

5Г

I &.

О К

« га т

S

|i

ГЗ и S

о мт

со

со

  ш us

S

. со

к« i-i

о

а§ иЭ

% Й|

I Ш

о

0

ё

СП СО

n fe- lti го о к со га о, ,шы

О |

э-J:

ъ

1