BRPI0912495A2

BRPI0912495A2 - método para fracionar grãos de milho e método para fracionar grãos de milho em três fluxos de fração de alta pureza

Info

Publication number: BRPI0912495A2
Application number: BRPI0912495-0A
Authority: BR
Inventors: Floyd C Teeter Jr; Gregg L Haider; Jeffrey D Scott; Bruce D Mackinnon; Jesse L Devine
Original assignee: Crown Iron Works Co
Priority date: 2008-08-15
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2012-11-27
Also published as: US20100059609A1; US7938345B2; AR073070A1

Abstract

MéTODO PARA FRACIONAR GRiOS DE MILHO E MéTODO PARA FRACIONAR GRãOS DE MILHO EM TRES FLUXOS DE FRAçãO DE ALTA PUREZA Um método para fracionamento de grão de milho inteiro em frações de farelo, germe e endosperma. O milho (temperado ou não-temperado) é processado através de um moinho de impacto e através de um crivador para dividir a corrente de alimentação inicial em duas ou mais correntes ou subcorrentes. As subcorrentes ou partes delas podem ser processadas através de uma pluralidade de aspiradores, moinhos de rolos e crivadores para fornecer frações de farelo, germe e endosperma em níveis de pureza desejados.

Description

MÉTODO PARA FRACIONAR GRAOS DE MILHO E MÉTODO PARA FRACIONAR GRÃOS DE MILHO EM TRÉS FLUXOS DE FRAÇÃO DE ALTA PUREZA

Campo da Invenção

A invenção refere-se à moagem dos grãos de milho inteiro, mais especificamente em processos de moagem seca para fracionamento de milho ou outros grãos.

Histórico da Invenção

Os componentes básicos de grãos de milho são o farelo e a ponta ("fibra") , o endosperma ("amido") e o germe ("lipidio"). A ponta é a casca externa e o revestimento do germe. 0 farelo é a membrana fibrosa que fica junto com o endosperma. 0 endosperma é composto por estruturas de c aido que constitui a parte principal do grão. 0 germe contém a maioria dos lipidios dentro do grão. 0 milho vem em ν número de variedades, cada um definido pela sua composição' tipica ou média de frações de farelo e ponta, germe e endosperma. Uma variedade usada geralmente é o milho N0. 2 em uma composição representativa do grão conforme apresentada na tabela a seguir: ν

•ν

' Α*»

% do Grão % Conteúdo do Lipídeo

Grão 100 % 2,6 % típico

Inteiro (Superior em

alguns)

Endosperma 81 % < 2 %

Germe 12 % -82 %

Ponta 1 % < 1 %

Farelo 6 % < 2 %

Atualmente, existem muitos métodos para moer ou fracionar o grão de milho inteiro e separar esses componentes em três correntes de processos diferentes, uma corrente de germe, uma corrente de endosperma e uma corrente de farelo/ponta.

Através do fracionamento do grão para estas frações ou frações de corrente, cada uma das frações pode ser processada mais facilmente e com melhor produção. As correntes distintas podem ser utili zadas como matéria-prima para diversos processos e produtos. Por exemplo, a corrente de farelo pode ser queimada como combustível ou ainda extraída para a produção de medicamentos e/ou alimentos funcionais (nutracêuticos) . A corrente de endosperma com alto teor de amido pode ser processada em muitas coisas, por exemplo: etanol e açúcar. A corrente de germe é principalmente processada também para o seu conteúdo lipidico.

Os vários métodos de fracionamento conhecido por aqueles versados na técnica podem ser divididos em duas categorias de processo primário, moagem seca e moagem úmida. A moagem úmida é geralmente considerada como uma técnica muito eficaz para a produção de correntes de processos diferentes de pureza relativamente alta. Essa eficácia é evidente no fato de que o amido, os lipideos e o teor da fibra em cada um destas correntes são muito concentrados em suas relativas correntes. Enquanto a moagem úmida que normalmente produzirá maior grau de correntes de fracionamento de pureza em relação à moagem seca, que também é relativamente mais cara do que por moagem seca. Assim, a maioria das operações através de moagem úmida está fazendo isso porque precisa ou exige que essas correntes distintas sejam as mais puras possíveis. A moagem úmida pode ser considerada ou referida como um processo "químico".

A moagem seca por outro lado, é mais barata, mas não resulta no mesmo grau de crivagem em correntes de processos diferentes e portanto, não fornece a pureza necessária para algumas operações. A conseqüência pode ser a perda ou desperdício de partes do fracionamento, por exemplo, mais germes na fração de farelo que representa uma perda potencial de valores de lipidios. A moagem seca normalmente pode ser considerada um processo "físico".

Seria desejável fornecer um processo de moagem seca do grão de milho por fracionamento que proporciona maior pureza das correntes de processo, e ainda mais desejável para fornecer um processo de moagem seca, que pode fornecer níveis de ^ pureza aproximando-se daqueles viáveis com a moagem seca.

Além disso, é desejável fornecer um processo de fracionamento que pode gerar corrente de processo misto de composição desejada ou o grau de mistura para as operações selecionadas.

SUMÁRIO da Invenção

A presente invenção refere-se ao processo de fracionamento de moagem seca de milho. Em um método para fracionamento de milho de acordo com a modalidade da presente invenção, uma corrente de alimentação de grão de milho é fornecido para um ^ moinho de impacto. A corrente de alimentação é processada através do moinho de impacto para formar uma corrente fracionada do grão. A corrente fracionada de grão é separada em um primeiro crivador para fornecer três correntes de processos, um primeira corrente de materiais finos de endosperma, uma primeira corrente de materiais médios e uma primeira corrente de materiais grossos. A primeira corrente de materiais grossos é processada através de um primeiro aspirador para fornecer duas· correntes de processo, uma »

primeira corrente de materiais finos ricos em farelo, e uma segunda corrente de materiais grossos. A segunda corrente de materiais grossos é processada em série através de um primeiro moinho de rolo e um segundo crivador para fornecer três correntes de processo, uma segunda corrente de materiais finos de endosperma, uma segunda corrente de materiais médios e uma terceira corrente de materiais grossos. A terceira corrente de materiais grossos é proces sada através de um segundo aspirador para fornecer duas correntes de processo, uma segunda corrente de materiais finos ricos em farelo, e uma quarta corrente de materiais grossos. A quarta corrente de materiais grossos é processada em série através de um segundo moinho de rolo e um terceiro crivador para fornecer três correntes de processo, uma terceira corrente de materiais finos de endosperma, uma terceira corrente de materiais médios e uma quinta corrente de materiais grossos. A quinta corrente de materiais grossos é processada, isoladamente ou em combinação com uma corrente de materiais grossos através de um terceiro moinho de rolo e um quarto crivador {ou pelo menos um moinho de rolo adicional e conjunto de crivador} para fornecer duas correntes de processo, uma quarta corrente de materiais finos de endosperma e uma sexta corrente de materiais grossos.

Em outra modalidade, o método pode incluir as etapas anteriores e adicionais, conforme a seguir. A primeira corrente de materiais médios é processada através de um terceiro aspirador para fornecer uma terceira corrente de materiais finos ricos em farelo e uma sétima corrente de materiais grossos. A sétima corrente de materiais grossos é processada em série, isoladamente ou em combinação com a segunda corrente de materiais médios, através de um quarto moinho de rolos e um quinto crivador para fornecer três correntes de processo, incluindo uma quinta corrente de materiais finos de endosperma, uma quarta corrente de materiais médios e uma oitava corrente de materiais grossos. A quarta corrente de materiais médios é processada em série, isoladamente ou em combinação com a terceira corrente de materiais médios, através de um quinto moinho de rolos e um sexto crivador para fornecer uma sexta corrente de materiais finos de endosperma e uma nona corrente de materiais grossos.

Em ainda uma outra modalidade de um método de acordo com a invenção, o método pode incluir algumas ou todas as etapas do processo de algumas modalidades descritas acima e também incluir o processamento da primeira, segunda e terceira corrente de materiais finos ricos em farelo, separadamente ou em qualquer combinação dos mesmos, através de um sétimo crivador para fornecer uma sétima corrente de materiais finos de endosperma e uma corrente de materiais grossos de fração de farelo (ou uma corrente de fibra). Em uma modalidade adicional, o método pode incluir parte ou todas as etapas do processo de alguma modalidade descrita acima e também incluir um ou mais dos seguintes procedimentos: 1) a combinação com a sexta e nonas correntes de materiais grossos (ou a primeira e a segunda corrente de materiais grossos de fração de germe; 2) a combinação da primeira à sexta corrente de materiais finos de endosperma; e3) a combinação da primeira à sétima correntes de materiais finos de endosperma.

Em algumas modalidades, dependendo do teor de umidade, o grão de milho pode ser temperado antes de fornecer o grão ao moinho de impacto para fornecer um teor de umidade desejável.

Ainda em uma outra modalidade de um método de acordo com a invenção, é fornecer um método para fracionamento de grão de milho em três correntes de fração de alta pureza, uma corrente de fração de endosperma, uma corrente de farelo/ponta (ou corrente de fibra) e uma corrente de fração de germe. O método consiste em fornecer pelo menos uma linha de processamento, que inclui um moinho de impacto, uma pluralidade de crivadores, uma pluralidade de aspiradores e uma pluralidade de moinhos de rolo. Além disso, uma corrente de alimentação de grão de milho é fornecida para um moinho de impacto é a corrente de alimentação é processada através do moinho de impacto para formar uma corrente de grão fracionado. A corrente de grão fracionado é processada em um /O "" * ~

I

primeiro crivador para fornecer uma primeira corrente de materiais finos de endosperma, uma primeira corrente de materiais médios e uma primeira corrente de materiais grossos. As primeiras correntes de materiais grossos e materiais médios são, respectivamente, processadas através de um primeiro e um segundo aspirador para separar as correntes em subcorrentes, incluindo a primeira e a segunda subcorrente de materiais grossos e primeira e segunda subcorrentes de materiais finos ricos em farelo. A primeira subcorrente de materiais grossos {por exemplo, a 2 a Grossos) ou as subcorrentes dos mesmos são processadas através de pelo menos um aspirador e uma pluralidade de moinhos de rolos e uma pluralidade de crivadores para fornecer uma primeira corrente de fração de germe, uma terceira subcorrente de materiais finos ricos em farelos e uma pluralidade de correntes de fração de endosperma. A segunda subcorrente de materiais grossos (por exemplo, as 7a Grossos) ou subcorrentes dos mesmos através de uma pluralidade de moinhos de rolos e uma pluralidade de crivadores para fornecer uma pluralidade de correntes de fração de endosperma e uma segunda corrente de fração de germe. Uma outra etapa pode ser incluída envolvendo o processo de qualquer uma da primeira e segunda subcorrentes de materiais finos ricos em farelo ou combinações dos mesmos através de um crivador para formar uma corrente de fração de farelo (ou corrente de fibra) e uma corrente de fração de endosperma. Breve Descrição dos Desenhos

Os desenhos a seguir são ilustrativos das modalidades particulares da presente invenção e, portanto, não se limitam ao âmbito da invenção. Os desenhos não estão à escala (a menos que mencionados) e são destinados ao uso junto com as explicações nas descrições detalhadas. As modalidades da ^ presente invenção serão descritas a seguir junto com os desenhos anexos.

A Figura 1 é um fluxograma era bloco de um processo de moagem de acordo com uma modalidade da invenção.

A Figura 2 é um fluxograma em bloco de um processo de moagem de acordo com uma modalidade da invenção. A Figura 3 é um fluxograma em bloco de um processo de moagem de acordo com uma modalidade da invenção.

A Figura 4 é um fluxograma em bloco de um processo de moagem de acordo com uma modalidade da invenção. ^ A Figura 5 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção.

A Figura β é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A Figura 7 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A · Figura 8 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A Figura 9 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A Figura 10 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A Figura 11 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A Figura 12 é uma tabela de dados de uma execução de processo ^ de acordo com uma modalidade de um método da invenção.

A Figura 13 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção.

A Figura 15 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A Figura 16 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A Figura 17 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A Figura 18 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. ^ A Figura 19 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção.

A Figura 20 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A Figura 21 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. A Figura 22 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção. Ά Figura 23 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção.

A Figura 24 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção.

A Figura 25 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção.

A Figura 26 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção.

A Figura 27 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção.

A Figura 28 é uma tabela de dados de uma execução de processo de acordo com uma modalidade de um método da invenção.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas

A seguinte descrição detalhada e as Figuras 1 a 28 são de natureza exempli ficativa e não se destinam a limitar o âmbito, aplicabilidade ou configuração da invenção em qualquer maneira. Em vez disso, a seguinte descrição e as figuras apresentam exemplos práticos para implementar as modalidades exemplificativas da presente invenção.

Com referência às Figuras 1 a 4, as modalidades do método da invenção são ilustradas em forma de bloco mostrando as correntes de processo e as etapas do método de fracionamento de acordo com algumas modalidades da invenção. Em algumas modalidades da invenção, um sistema é fornecido, incluindo ou compreendendo um ou mais recipientes de têmpera, um ou mais moinhos de impacto ou moinhos de pinos, uma pluralidade de crivadores equipados com peneiras, crivos ou separação adequada ou outros elementos de crivagem, uma pluralidade de aspiradores de ar também equipados com elementos de crivagem e uma pluralidade de moinhos de rolo. Os componentes podem ser ligados através de transportadores ou canais que transporta os grãos de milho ou fracionam de um componente para outro para efetuar a separação e concentração em correntes que aumentam a pureza até ser obtidas as correntes distintas de pureza desej ada. Em algumas modalidades de um método de acordo com a invenção envolvem repetidamente a quebra do grão e/ou fracionamento em partes e a segregação em série por tamanho e/ou densidade.

0 número de cada tipo de componentes do sistema ou partes utilizadas do equipamento em modalidades de métodos de acordo com a invenção depende da escala da planta e/ou o nivel de pureza de destino das correntes segregadas ou frações. Por exemplo, se as correntes de menor pureza são os produtos finais desejados, um corte muito simples ou separação pode ser obtida com menos etapas e operações mecânicas. No entanto, se as correntes de maior pureza são os produtos finais desejados, será necessário um corte mais envolvido e complexo ou separação. Isso poderia ser obtido através do aumento do número de componentes do sistema e do número de etapas de separação. Em outras palavras, o tamanho do sistema e de cada linha de processo individual podem ser aumentados ou as linhas adicionais de processo podem ser adicionadas, dependendo da economia. Em algumas modalidades dos métodos de acordo com a invenção, o sistema pode ser expandido para as capacidades que proporcionarão níveis de pureza desejados a custos mais baixos do que as múltiplas linhas adicionais de processo que seriam necessárias com conhecimentos e atualmente sistemas e métodos disponíveis conhecidos para aqueles versados na técnica.

Os métodos de acordo com a invenção podem ser entendidos com referência ao fluxograma em bloco das Figuras 1 a 4. A Figura ilustra os componentes e as correntes de uma modalidade de um método de acordo com a invenção. A Figura 2 ilustra os componentes e as correntes de uma modalidade de um método de acordo com a invenção e além disso, classifica e identifica individualmente os componentes e correntes. A Figura 3 também ilustra os componentes e as correntes de uma modalidade de um método de acordo com a invenção e ainda apresenta o percentual da corrente através de diferentes componentes e da corrente individual de cada etapa de corte ou separação. A Figura 4 ilustra os componentes e as correntes de uma modalidade de um método de acordo com a invenção com a designação de uma parte das etapas sendo realizada ao longo de um Lado A e uma parte das etapas sendo realizada ao longo de um Lado B. As referências para o Lado A I

e Lado B são também utilizadas nas tabelas das execuções de processo apresentadas nas tabelas das Figuras 5 a 28 e são referências convenientes para ajudar na seqüência das correntes através das etapas de uma modalidade de um método de acordo com a invenção.

Com referência às Figuras Ia 4, semente inteira ou grão de milho inteiro é submetido a uma etapa de tempera utilizada para a condição do grão para as operações subseqüentes de trituração ou moagem. 0 procedimento de têmpera permite que o grão de milho inteiro absorva a umidade e, assim, amplia as diferentes características de moagem dos componentes do grão. Uma vez que a umidade é absorvida principalmente através da ponta do germe, a etapa de têmpera normalmente dura cerca de uma e até várias horas, dependendo do produto final desejado e a idade e teor de umidade do grão que está sendo processado. A têmpera pode ser realizada em uma única etapa, ou uma pluralidade de etapas (e em uma única ou pluralidade de recipientes de têmpera) durante períodos de tempo que utiliza a simples absorção de água ou uma combinação de água e calor, geralmente inserida como água quente ou vapor. As metodologias de têmpera e condições conhecidas por aqueles versados na técnica podem ser utilizadas para alcançar o enrijecimento dos grãos nas modalidades do método de acordo com a invenção. <·Λ

Os resultados da etapa de têmpera no germe e farelo relativamente muito absorvente tornam-se resistentes e flexíveis do que estes componentes empregados na água. Por outro lado, o endosperma, que absorve a umidade muito mais lentamente, permanecerá relativamente inalterado, embora um pouco menos frágil. Este procedimento também ajuda a promover a separação do endosperma dos componentes do farelo e do germe.

Normalmente, a têmpera é reali zada em um recipiente de têmpera em uma temperatura e por um tempo suficiente para elevar o teor de umidade no nível desejado. Em algumas modalidades da invenção, o grão que sai da têmpera pode ter uma variação de umidade ou nível em cerca de 10% para cerca de 25%, de preferência em cerca de 14% para cerca de 22%, e mais preferiveImente em cerca de 16% para cerca de 20 %. Para a primeira execução de processo (Execução de Moagem 1, Figuras 5 a 16) de acordo com uma modalidade do método da invenção, o teor de umidade que sai da etapa de têmpera foi19,61%, e para a segunda execução de processo (Execução de Moagem 2, Figura 17 a 28) de acordo com uma modalidade do método da invenção, o teor de umidade que sai da etapa de têmpera foi 16,35%.

Segundo outras modalidades de um método de acordo com a invenção, uma etapa de têmpera é opcional; no entanto, em tais modalidades, o método pode ter reduzido com eficiência J/

-C

Vk

para níveis de umidade fora destas variações. Qualquer recipiente de têmpera convencional do tipo conhecido por aqueles versados na técnica pode ser usado. Um recipiente de têmpera é um recipiente fechado, em que os grãos são expostos à umidade para absorver a umidade ao longo do tempo. A umidade pode ser introduzida na forma de umidade de ambiente ou vapor ou água. O recipiente pode ser ainda aquecido. A têmpera também pode ser realizada por imersão dos grãos em água por um período, pulverizando os grãos quando são transportados de um silo ou outra armazenagem para um recipiente de suporte e permitindo a absorção antes de serem transportados para um degerminador.

A têmpera é realizada de modo convencional por várias horas, por exemplo de 3 a β horas para alguns processos. Em algumas modalidades do método da invenção, a etapa de têmpera pode igualmente ser realizada durante períodos convencionais de várias horas. Em algumas outras modalidades, a etapa de têmpera é realizada durante um período de menos de 3 horas. E ainda em algumas outras modalidades, a etapa de têmpera é realizada por um período de cerca de 10 minutos até uma hora. Assim, a têmpera pode ser realizada durante um período de 10 minutos até β horas. Com base no teor de umidade do grão quando recebido, ou antes da introdução ao moinho de impacto e dependendo da técnica de têmpera utilizada, aqueles que são versados na técnica serão capazes de determinar o tempo de têmpera necessário para alcançar o teor de umidade desejado. I

Após a têmpera, os grãos temperados são transportados para a degerminação. Existem vários projetos de moinho para realizar uma etapa da degerminação, por exemplo, moinhos de atrito, moinhos de impacto e moinhos de rolo. Por exemplo, o degerminador Ocrim usa um rotor giratório com lâminas de combinação para funcionar contra um cilindro horizontal perfurado que só permite a passagem parcial de grãos. 0 rotor e barras de trituração estão definidos para quebrar o milho contra uma barra de rotor em espiral e uma barra de corte. Outro degerminador conhecido é o degerminador Beall. No degerminator Beall, a moagem ocorre através de uma ação abrasiva do grão contra grão, e grão contra uma peneira e superfície cônica aninhada. Também são utilizados os degerminadores do tipo impacto. Um exemplo é o degerminador Entoleter que inclui um eixo vertical que opera um rotor. Os grãos são alimentados descendentemente para o rotor onde são forçados externamente pelo movimento centrífugo ao impacto de uma superfície regular. Outro exemplo é o degerminador Simpactor da Sturtevant.

A degerminação de impacto é normalmente usada para moagem onde os produtos acabados com alto teor de gordura é aceitável, como farinha de mesa, e onde é desej ada a granulação fina e/ou misturas das frações do grão. No entanto, a separação do germe que foi alcançado com a moagem de impacto tem sido deficiente devido à quebra do germe, I

V;í:

granulação fina e mistura das frações antes da separação. Isso dificulta a separação do fracionaraento em correntes de processo desej avelmente de alta pureza ou de composição desej ada.

As aplicações constataram que com o uso da moagem de impacto, especificamente um moinho de pinos, que pode alcançar boa separação inicial do germe, farelo e endosperma sem a ruptura indesej ável do germe. Um exemplo não limitante de um moinho de pinos comercialmente disponíveis que pode ser utilizado em métodos de acordo com a invenção é o moinho Simpactor® da Sturtevant que é uma centrífuga, moinho de impacto tipo pino que reduz materiais de densidade média para baixa para tamanhos uniformes de partículas finas de malha de 50-200. A partir do moinho de impacto (pinos), o grão impactado é alimentado para um crivador do tipo crivo, Crivador 1, onde a etapa de separação ou crivagem começa e o grão fracionado é separado ou desviado pelo tamanho das partículas em três correntes de processo, a corrente (materiais finos) de endosperma, a corrente de materiais médios e a corrente de materiais grossos. Com referência à Figura 2, estas três correntes são identificadas como a Ia (Materiais) Grossos, 1a (Materiais) Médios e Ia (Materiais) Finos e as correntes em várias etapas ao longo do caminho são nomeadas de forma semelhante para ambas as execuções de moagem.

Com os produtos do processo de moagem, a composição das correntes mudará em parte devido ao tamanho da peneira e a I

distância do moinho de rolos, e o ar negativo (corrente de ar

através de aspiração} e a velocidade do moinho de pinos. Ao

aj ustar uma ou mais ou combinação destes parâmetros, a composição da corrente de processo pode ser adaptada para

fornecer correntes de processo de composição intermediária ou

final de acordo com a utilização pretendida, intermediária ou final, da corrente de processo.

O processamento através de um crivador pode fornecer diferentes correntes de processo, dependendo de como muitas peneiras são apresentadas. Por exemplo, um crivador equipado com uma única peneira separará o fracionamento em duas correntes de processo, uma de materiais grossos e uma de materiais finos. Um crivador equipado com duas peneiras de uma malha maior do que a outra, separará o fracionamento em três correntes, uma de materiais grossos, uma de materiais médios e uma de materiais finos. Com a adição de uma terceira peneira, o fracionamento pode ser separado em uma de materiais grossos, uma pluralidade de materiais médios (ou a primeira corrente de materiais médios e a segunda corrente de materiais médios) e uma de materiais finos. Será entendido por aqueles versados na técnica que além da separação da corrente de materiais médios pode ser obtido, se necessário, pelos crivadores equipados com peneiras adicionais de números ou tamanho de malha aumentada. »

Com referência às Figuras 1 a 4, há ilustrado no fluxograma uma modalidade do método de acordo com a invenção, onde os Crivadores 1, 2, 3, 5 estão equipados com 2 peneiras e separadas da corrente de alimentação que entra no crivador em3 correntes de materiais grossos, médios e finos. Os crivadores 4, 6 e 7 estão equipados com uma única peneira e a saida é uma corrente de materiais grossos e uma corrente de materiais finos. Como mencionado anteriormente, o grão de milho é geralmente composto de um endosperma ou fração de amido, uma fração germe e uma fração de farelo/ponta. Como o processo da invenção é realizado da composição relativa das correntes que variam quando a separação eficaz resultará em isolamento ou concentração de endosperma em correntes de materiais finos dos Crivadores 1, 2, 3, 4, 6 e 7.

A separação é também realizada em aspiradores que produzem duas correntes, uma de materiais grossos e uma de materiais finos. Aqui a separação não é determinada pelo número de peneira ou tamanho da malha, mais exatamente, a separação é obtida como um resultado de uma combinação de fatores, o peso das partículas fracionadas, taxa de corrente de gás através do aspirador e gravidade entre outros. As partículas mais pesadas caem para o fundo do aspirador como os materiais grossos (2o Grossos, 4o Grossos e 7o Grossos na Figura 2); e a fração mais leve (Io Farelos Finos, 2o Farelos Finos e 3o Farelos Finos na Figura 2) é realizada com o gás ou ar fluindo no aparelho de separação de contracorrente. »

O farelo é intercalado e vinculado ao endospema. Após a moagem de impacto inicial, o fracionamento adicional para quebrar fisicamente o farelo do endosperma é alcançado com os moinhos de rolos e a separação adicional das frações é alcançada com os crivadores e os aspiradores.

Após o impacto inicial de moagem e separação através do Crivador 1, a corrente de materiais grossos (Io Grossos) é composta de uma mistura de partículas muito grandes para passar pela primeira peneira e incluirá as frações de endosperma, farelo/ponta e germe. A corrente de materiais finos (Io Finos) é composta principalmente de endosperma, que passou por duas peneiras. A corrente de materiais médios (1° Médios) conterá um pouco de cada fração tendo tamanhos de partículas pequenas o suficiente para passar pela primeira peneira, mas muito grande para passar pela segunda ou última peneira.

Referindo-se aos fluxogramas, a corrente de materiais finos ou endosperma é composta basicamente de endosperma. A corrente de materiais médios é uma corrente de fração mista composta por uma fração de endosperma, de farelo/ponta e de germe. A corrente de materiais grossos é composta

principalmente de germe, mas também inclui algumas frações de farelo/ponta e endosperma, como parte das partículas de tamanho grande. Exemplos de crivadores do tipo crivo Η

*. -

disponíveis comercialmente incluem, mas não estão limitados ao Crivador Sweco, pelo Crivador Rotex, feito pela Rotex. Os crivadores podem ser comprados com uma ou mais peneiras ou um conjunto completo de peneiras tendo uma variedade de tamanhos de malha.

Referindo-se as Figuras 1 a 4, a separação continua a partir do Crivador 1 com a corrente de materiais grossos (Io Grossos) e corrente de materiais médios (Io Médios) sendo desviadas ou transportadas para os seus respectivos aspiradores de ar, Aspiradores 1 e 3. Dentro destes aspiradores a fração mais leve, que inclui a alta composição da fração de farelo/ponta e alguns endospermas, está concentrada para formar uma corrente de materiais finos ricos em farelo, referidos aos Farelos Finos. Os aspiradores adequados para utilização em métodos de acordo com algumas modalidades da invenção incluem, mas não estão limitados ao aspirador Cascade Crown disponível da Empresa Crown Iron Works. No aspirador, o material na corrente livre cai através de uma série de rolos de impacto, além da quebra das ligações entre as partículas compostas por duas ou mais frações. A fração mais pesada é descarregada a partir do fundo do aspirador. A fração mais leve é levantada pela corrente de ar de contracorrente para a parte superior do aspirador e sujeitada a rectificação final onde as frações mais pesadas arrastadas são removidas e permitidas para cair em direção ao fundo do aspirador. I

A fração mais pesada ou a corrente de materiais grossos (Io Grossos) do Crivador 1 é direcionada para o Aspirador Iea corrente de materiais finos (Io Farelos Finos) é encaminhada para processo através do Crivador 7 como parte da corrente enriquecida de farelo acima mencionado. A corrente de materiais grossos (Io Grossos) continua do Aspirador 1 para ser processada através de um moinho de rolos, Moinho de Rolos1, e em seguida encaminhada através do Crivador 2. Do Crivador 2, esta corrente de processo é dividida em uma

.'ν., .

corrente de materiais finos após o Crivador 2 (2o Finos) que é composta principalmente de fração de endosperma que é encaminhada para processamento adicional ou tratamento possivelmente com outras correntes ricas em endosperma, uma corrente de materiais médios após o Crivador 2 (2o Médios), que é encaminhada para processamento adicional, e uma corrente de materiais grossos após o Crivador 2 (3o Grossos). A corrente de materiais médios do Crivador 2 (2o Médios) é transportada para o processamento adicional através do Moinho de Rolo 4 e pode ser processada separadamente ou como uma corrente combinada com uma corrente de materiais grossos após o Aspirador 3 (7o Grossos).

Os moinhos de rolo usados em modalidades do método da invenção podem incluir, mas não estão limitados aos rolos suaves ou ondulados, rolos de borracha ou rolos coberto com borracha. Além disso, isso deve ser entendido que os rolos »

podem ser apresentados como uma ou mais pilhas de rolos, assim como única pilha, pilha dupla, pilha tripla, etc. que podem ser utilizadas se necessário para fornecer moagem adicional do fracionamento ou correntes de processo.

Retornando à Figura 2, a corrente de materiais grossos após Crivador 2 (3o Grossos) é então processada em Aspirador 2. A corrente de materiais grossos após Aspirador 2 (4o Grossos) é processada através do Moinho de Rolos 2 e em seguida, através do Crivador 3 para fornecer as correntes de materiais grossos (5° Grossos), médios (3 o Médios) e finos (3 ° Finos) após Crivador 3. Conforme necessário para alcançar o nivel desejado de pureza a corrente de materiais grossos após o Crivador 3 pode ser repetidamente ou em série moida, crivada e segregada de moinho de rolos até que o conteúdo de germe desej ado é reunido na corrente de materiais grossos e o resultado da corrente de materiais finos é desviada para ser recolhida com outra corrente de materiais finos de outros crivadores. Como ilustrado no fluxograma, a corrente de materiais grossos após Crivador 3 (5o Grossos) é processada através do Moinho de Rolos 3, isoladamente ou em combinação com a corrente de materiais grossos após o Crivador 5 (8o Grossos). Do Moinho de Rolos 3, a corrente de materiais grossos é processada através do Crivador 4 com uma corrente de materiais finos ricos em endosperma (4 ° Finos) sendo encaminhada para o processamento, tratamento e/ou combinação com outras correntes de materiais finos ricos em endosperma. Se a corrente de materiais grossos após o Crivador 4 é suficientemente rica em germe, esta corrente de material grosso (6° Grossos) pode ser direcionada para o tratamento adicional ou combinado com outras correntes de materiais grossos ricos em germe. Sea corrente de materiais grossos após o Crivador 4 não tem o nivel de se j ado de pureza, a corrente pode, como mencionado, ser encaminhada através de moinhos de rolo e crivadores conforme necessário ou até o ponto de retornos decrescentes ou quando as frações são tão limpas que a separação não é mais desejada.

Ά corrente de materiais finos (2o Farelos Finos) do Aspirador .2 é transportada para o processamento de uma corrente enriquecida de farelo e pode ser processada através do Crivador 7 separadamente ou j unto com as correntes de material fino do Aspirador 1 e Aspirador 3 (respectivamente, .1° Farelos Finos e 3o Farelos Finos), como uma combinada corrente enriquecida de farelo e processado através do Crivador 7. 0 resultado da corrente de materiais grossos após o Crivador 7 (10° Grossos) pode então ser coletado como uma fração de farelo/ponta de nivel de pureza desejado. 0 resultado da corrente de materiais finos após Crivador 7 (7o Finos) é desviado para o processamento adicional ou tratamento sozinho ou em combinação com outras correntes de materiais finos ricos em endosperma. Ks.-

1 η-,ν

,,Λ i\.teL>.

Como mencionado anteriormente, os materiais finos após o Crivador 2 (2° Médios) e materiais grossos após o Aspirador 3 (7° Grossos) são processados através do Moinho de Rolos 4 e encaminhado através do Crivador 5 para ser separados em uma corrente de materiais finos ricos em endosperma, uma corrente de materiais médios e uma corrente de materiais grossos. 0 resultado da corrente de materiais grossos após o Crivador 5 (8° Grossos) é encaminhado para separar ou em conjunto com a corrente de materiais grossos após o Crivador 3 {5o Grossos) através do Moinho de Rolo 3 com processamento adicional depois do procedimento do Moinho de Rolos 3 como descrito anteriormente. A corrente de materiais finos após o Crivador5 (5° Finos) é também desviada para o processamento adicional ou tratamento sozinho ou em combinação com outras correntes de materiais finos ricos em endosperma.

A corrente de materiais médios após o Crivador 5 (4o Médios) pode ser processada separadamente ou em combinação com a corrente de materiais médios após o Crivador 3 (3o Médios) e processada através do Moinho de Rolos 5 e em seguida através do Crivador β para fornecer uma corrente de materiais finos (6° Finos) e uma corrente de materiais grossos ricos em germe (9° Grossos) que pode ser combinada com a corrente de materiais grossos ricos em germe do Crivador 4 (6° Grossos) e de qualquer crivador adicional após o Crivador 4, conforme necessário. Como mencionado anteriormente sobre os materiais grossos do Crivador 4 (6° Grossos), os 9o Grossos também podem, se necessário, ser repetidamente moidos, crivados e segregados do moinho de rolo até o conteúdo de germe desejado é reunido e a corrente de materiais grossos ricos em germe pode ser recolhida junto com outras correntes ricas em germe. 0 resultado de correntes de materiais grossos de crivagem subseqüente é encaminhado para se juntar às outras correntes de materiais finos em uma fração de endosperma de pureza desej ada.

A separação em relação as três principais frações é ilustrada na Figura 4, com uma legenda identificando um Lado A e um Lado B das etapas do processo e componentes no fluxograma. O Lado Aeo Lado B são denominações que ajudarão a seguir as correntes com relação aos dados apresentados nas tabelas para Execução da Moagem 1 e Execução do Moinho 2 das Figuras 5 a .16 e Figuras 17 a 28, respectivamente.

A separação efetiva e segregação de fracionamento e correntes de processo de composição desejada ou pureza são demonstradas pelos dados para Execução de Moagem 1 e Execução de Moagem 2.

Referindo-se as Figuras 5 a 16, os dados de Execução de Moagem 1 são apresentados com base em uma execução de moagem de processo da amostra utilizando a corrente de 450 Ibs do grão, com um teor de umidade de cerca de 14,32% antes da têmpera e um teor de umidade de 19,61% e um peso total de cerca de 473,81 lbs, após.a têmpera e antes da introdução ao Moinho de Impacto e, em seguida o Crivador 1. Com referência às Figuras 17 a 28, os dados para Execução de Moagem 2 são apresentados com base em uma execução de processo de amostra utilizando uma corrente de 200 Ibs de grão, com um teor de umidade de cerca de 14,06% antes da têmpera e um teor de umidade de 16,35% e peso total de cerca de 206 Ibs após a têmpera e antes da introdução ao Crivador 1.

Com referência as Figuras 5 a 28 e dependendo do estágio no processo, a composição da entrada e saída das correntes quando os materiais finos, médios e grossos são fornecidos a cada corte ou separação ou etapa de processamento por meio de crivadores e aspiradores. Também fornecido para fins de ilustração são os tamanhos das malhas das peneiras nos crivadores e distâncias dos rolos. As velocidades do moinho de impacto podem variar entre 200 a 3000 rpm. Dependendo do tipo de rolo, as faixas de velocidade do rolo podem variar. Por exemplo, para alguns rolos, a velocidade pode variar de .900-1500 rpm. As taxas de corrente de gás para aspiradores podem variar entre cerca de 1 a cerca de 5 pés3/min. Como mencionado anteriormente estes e outros parâmetros podem ser alterados ou ajustados dependendo do tipo de milho e a composição do grão e/ou a composição fracionária desejada do produto final ou corrente do processo e essas variações e adaptações são contempladas dentro do âmbito da invenção.

Um versado na técnica entenderá facilmente que tais ajustes podem ser necessárias devidas as variações em coisas como o »

10

Jf

- Τ.'Ι-

Í ii>. Γ, .

.3 V S

tamanho do germe entre variedades do milho por exemplo, ou a passagem desejada ou velocidade de processamento. Além disso, embora o produto final é normalmente uma corrente rica em germe, uma corrente rica em endosperma ou uma corrente rica em farelo, o método da invenção pode ser utilizado para fornecer as correntes de materiais médios da composição desejada ou especificada dependendo das necessidades das utilizações do produto final como matéria-prima para outro processo ou produto.

Na Figura 3, o percentual de fluxo das correntes na Execução de Moagem 1 é fornecido em cada corte, ou seja, como a corrente sai dos crivadores e aspiradores, como um por cento da corrente inicial até o moinho de impacto, que é indicado como 100 por cento.

A partir dos dados apresentados para Execuções de Moagem 1, algumas observações podem ser feitas. Para executar esse processo, o resultado da corrente de farelo/ponta do processo tende a ser baixa no restante da farinha e óleo residual. A corrente de endosperma também tende a ser baixa em lipideo residual. A corrente de germe tem um nível elevado de teor de óleo semelhante aos níveis atuais encontrados no atual germe de milho seco processado. Com relação à Execução de Moagem 2, os resíduos têm-se concentrado para tão alta como26% sobre uma base de peso seco. As taxas de 9 para 28% de óleo residual podem ser esperadas, usando uma modalidade de um método de acordo com a presente invenção.

Os fluxogramas apresentados nas Figuras 1 a 4 constituem uma única linha de processo que saem do moinho de impacto. 0 volume que pode ser processado através de uma única linha depende da capacidade do degerminador, no entanto, uma linha de processo normalmente pode suportar até um limite calculado de cerca de 24% entre 360-500 toneladas/dia de grão. A capacidade atual pode ser superior ou inferior a 24%. Embora, se um recurso está procurando aumentar sua capacidade de processamento em geral, uma ou mais linhas adicionais podem ser acrescentadas conforme necessário para lidar com o volume desejado.

Enquanto uma modalidade preferida da presente invenção foi descrita, deve-se entender que várias mudanças, adaptações e modificações podem ser feitas nela, sem se afastar do espirito da invenção e o âmbito das reivindicações anexas.

Claims

1. Método para fracionar grãos de milho, caracterizado por compreender: fornecer um fluxo de alimentação de grãos de milho em direção a um moinho de impacto; processar o fluxo de alimentação através do moinho de impacto para formar um fluxo de grãos fracionados; separar o fluxo de grãos fracionados em um primeiro separador para fornecer três fluxos de processo, um primeiro fluxo baixo, um primeiro fluxo médio e um primeiro fluxo superior de endosperma; processar o primeiro fluxo superior através de um primeiro aspirador para fornecer dois fluxos de processo, uma primeiro fluxo baixo rico em farelo, e uma segundo fluxo superior; processar, em série, o segundo fluxo superior através de um primeiro moinho cilíndrico e um segundo separador para fornecer três fluxos de processo, um segundo fluxo baixo, um segundo fluxo médio e um terceiro fluxo superior de endosperma; processar o terceiro fluxo superior através de um segundo aspirador para fornecer dois fluxos de processo, um segundo fluxo baixo rico em farelo, e um quarto fluxo superior; processar, em série, o quarto fluxo superior através de um segundo moinho cilíndrico e um terceiro separador para fornecer três fluxos, de processo, um terceiro fluxo baixo, um terceiro fluxo médio e um quinto fluxo superior de endosperma; e processar, em série, o quinto fluxo superior, sozinho ou em combinação com um fluxo superior adicional através de um terceiro moinho cilíndrico e um quarto separador (ou pelo menos um conjunto de moinho cilíndrico adicional e um separador) para fornecer dois fluxos de processo, um quarto fluxo baixo, e um sexto fluxo superior de endosperma (ou um primeiro fluxo de fração de embrião).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda os passos de: processar o primeiro fluxo médio através de um terceiro aspirador para fornecer um terceiro fluxo baixo rico em farelo, e um sétimo fluxo superior; processar, em série, o sétimo fluxo superior, sozinho ou em combinação com um segundo fluxo médio, através de um quarto moinho cilíndrico e um quinto separador para fornecer dois fluxos de processo, incluindo um quinto fluxo baixo, e um quarto fluxo médio, e um oitavo fluxo superior de endosperma; e processar, em série, o quarto fluxo médio, sozinho ou em combinação com um terceiro fluxo médio através de um quinto moinho cilíndrico e um sexto separador para fornecer um sexto fluxo baixo, e um nono fluxo superior de endosperma, ou um segundo fluxo de fração de embrião superior. ν. O Γ.·* ** , Q

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender também os passos de: processar o primeiro, o segundo e o terceiro fluxos baixos ricos em farelo, em forma separada ou em qualquer combinação das mesmas, através de um sétimo separador para fornecer um sétimo fluxo baixo de endosperma, e um f luxo superior com fração de farelo (ou um fluxo de fibra).

4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender também o passo de: combinar o sexta e nono fluxos superiores (ou o primeiro e segundo fluxos superiores com fração de embrião).

5. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender também o passo de: combinar o primeiro até o sexto fluxo baixo de endosperma.

6. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender também o passo de: combinar o primeiro até o sétimo fluxo baixo de endosperma.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender também misturar os grãos de milho antes de enviar os grãos para o moinho de impacto. £ Φ

8. Método para fracionar grãos de milho em três fluxos de fração de alta pureza, incluindo um fluxo de fração de endosperma, um fluxo de pontas/farelo (ou fluxo de fibra) e um fluxo de fração de embrião, caracterizado pelo fato de compreender: fornecer, pelo menos, uma linha de processamento compreendendo um moinho de impacto, uma pluralidade de separadores, uma pluralidade de aspiradores, e uma pluralidade de moinhos cilíndricos; fornecer um fluxo de alimentação de grãos de milho em direção a um moinho de impacto; processar o fluxo de alimentação através do moinho de impacto para formar um fluxo de grãos fracionados; processar o fluxo de grãos fracionados através de um primeiro separador para fornecer um primeiro fluxo baixo, um primeiro fluxo médio e um primeiro fluxo superior de fração do endosperma; processar o primeiro fluxo superior e o primeiro fluxo médio, respectivamente, através do primeiro e segundo aspirador para separar as fluxos em sub-fluxos, incluindo o primeiro e segundo sub-fluxos superiores, e o primeiro e segundo sub-fluxos baixos ricos em farelo; processar o primeiro sub-fluxo ou sub-fluxos superiores deles através de, pelo menos, um aspirador e uma pluralidade de moinhos cilíndricos, e uma pluralidade de separadores para fornecer uma primeira fração de embrião, um terceiro sub-fluxo baixo rico em farelo, e uma pluralidade de fluxos de fração de endosperma; e processar o segundo sub-fluxo ou sub-fluxos superiores deles através de uma pluralidade de moinhos cilíndricos, e uma pluralidade de separadores para fornecer uma pluralidade de fluxos de fração de endosperma, e uma segunda fração de embrião.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender também o passo de: processar qualquer um dentre o primeiro, o segundo e o terceiro sub-fluxos baixos ricos em farelo ou combinações deles através de um separador para formar um fluxo de fração de farelo (ou um fluxo de fibra) , e um fluxo de fração de endosperma.