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。

西独国特許出願公告第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西独国特許出
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。