CN1044234A - 玉米浸渍方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用流化床设备与该设备底部注入流经流化玉米粒本体后从该设备顶部排出的浸渍液一起进行玉米浸渍的方法。

Description

一种玉米浸渍方法及玉米加工方法和设备。
本发明涉及一种玉米浸渍方法，其中盛于一个或多个容器内的玉米粒，于40°-55℃下与含有浸渍液的二氧化硫接触。为了处理供下一步磨碎和淀粉分离操作的玉米粒，在生产玉米淀粉时，通常是将新鲜净化的玉米粒先于二氧化硫和/或乳酸水溶液中进行长时间的浸渍处理。在这种浸渍处理期间，上述水溶液从玉米粒中提取可溶物质，所得到的浸渍液可用作微生物发酵的营养培养基或可以浸渍液的浓缩物形式作为牛饲料的成分。
该浸渍处理通常是在立式反应器内进行，通过把一批玉米装入上述立式容器内，加入一定量浸渍液并采用蒸汽使温度保持在约50℃，处理完成后，排出液体，从容器中移走玉米输送到磨粉场。
在实际生产中，可将若干个反应器，例如6个至10个或更多个反应器彼此紧挨着放置、相继装入一批玉米，这样，当把玉米装入最后一个容器时，第一个装满玉米的容器内就已进行了较长时间的浸渍处理。
然后使该浸渍液逐个通过各个容器，浸渍液先通入其中玉米已进行了长时间浸渍处理的容器，接着浸渍液再通入玉米浸渍处理时间较短的容器，如此进行下去，最后浸渍液通入装有新鲜玉米的容器内。
在每个容器中，浸渍液均能从玉米中提取出可溶物质，因此，该浸渍液会因可溶成分增多而逐渐变得更浓。
因此，虽然该浸渍处理后的玉米湿磨法是一种连续方法，但是浸渍却是静态的，半连续的，既费时效率又低，按照玉米品质好坏，浸渍时间可从32-60小时不等。
在目前常规的浸渍系统中，液体是从顶部流向底部，玉米置于容器内，每粒玉米被其它玉米粒覆盖达65%以上，在整个浸渍处理中，所有玉米粒均保持静态，它会增加玉米粒周围液体的不规则流动，在该浸渍处理中，玉米粒经吸水而膨胀。然而，采用一个大的浸渍容器，由于玉米粒的重量会迫使膨胀玉米粒重新定位以填入玉米粒间不规则孔隙，因此玉米的体积看来似乎不会增大。当所说孔隙变得更小时，玉米粒周围的液体流速还会降低，因而造成质量转移，浸渍处理的效率随着时间的推移而降低。
人们为缩短浸渍时间已进行了许多尝试，Kempf，Die    Starke，23（1971）Nr.3    pages    89-95中曾提及在实验室试验中业已发现与常规玉米浸渍方法比较，采用机械法移动玉米，在缩短浸渍时间约30小时下，仍可得到相同的淀粉产量，且所得到淀粉保有相同品质和性质。然而，从定量定性分析结果看，它仅能与在一定程度上缩短浸渍时间的常规浸渍后所获得的淀粉相比较。
Hassanean，Die    Starke，38（1968）Nr.12，pages    417-419曾提及在实验室中可采用两种方法浸渍玉米粒，第一种方法是常用的逆流系统，浸渍50小时作为对照，第二种方法是伴随低速（150r.p.m.）搅和的逆流系统，浸渍10小时，其中前5小时所用的浸渍剂为一用过的亚硫酸溶液，后5小时所用的浸渍剂为一新配制的二氧化硫溶液。
分析结果表明两种浸渍处理后的完整玉米粒的水分和蛋白质含量均相等且淀粉产量也相当接近。但是第二种方法应用于工业规模时，要变换浸渍液会引起许多问题。此外，据该文报导在一个工厂中采用使玉米粒和玉米浸渍水循环的逆流系统可使浸渍时间缩短至25小时。
采用上述现有技术中所提出的搅和及机械移动法需要高能量且需保持充分搅和，因此难于在工业生产上大规模实施。本发明的目的是提供一种玉米浸渍方法，该方法可以短时间又无技术困难即可实施。
本发明提供如序言中所说明的一种玉米浸渍方法，其特征在于该浸渍是以由玉米粒和浸渍液所形成的流化床进行的。已发现这种流化作用能对导致浸渍时间缩短至仅需12小时的质量传递提供一种改进。正如现有技术中所描述的，本发明的方法可在一个容器内进行，其中经在容器顶部连续地排出所说浸渍液、而在容器底部连续地注入该浸渍液，流经容器，使浸渍液进行循环。
或者，本发明方法可在串联的若干个反应器内进行，其中经在一个容器的顶部连续地排出所说浸渍液，而在一个紧连着的容器底部连续地注入该浸渍液，使该浸渍液以逆流方式通过各容器。
为得到良好的流化作用效果，流化速度最小应为20×10-3m.s.-1，较好的流化速度为20×10-3-100×10-3m.s.-1，特别好的流化速度为60×10-3m.s.-1。此外，流化情况可用每单位时间可得到的浸渍液的流动百分数来表示。
该流动百分数从每小时10%到100%不等，在实验室采用每小时12%的流动百分数已可得到最佳的浸渍效果。其它可变更的浸渍方法为现有技术中温度为50℃，二氧化硫含量为0.2%的那些方法。采用上述条件，浸渍时间可缩短至12小时，即为常规条件下浸渍时间的25%，常规条件为（1）保持玉米的吸湿性（2）按照已知的pelshenke和Lindemann方法，保持不同成分（纤维、胚芽、谷蛋白和淀粉）的可分离性（3）保持不同产物的品质。
施加压力对本发明方法看来没有效果，因此，本发明方法最好在大气压力下进行。
将玉米成分降解酶加到浸渍液中被认为具有良好的效果，上述酶特别是肌醇六磷酸钙镁降解酶和纤维素酶。
根据实验室试验结果，人们可以预期处理仓贮不到一年的美国黄色2号玉米或类似玉米时，和/或把肌醇六磷酸钙镁降解酶或其它酶加入浸渍液时，其适宜的浸渍时间仅为8-10小时或更短。
本发明还提供一种包括下列连续步骤的玉米加工方法：
（a）用含有二氧化硫的温水，用由玉米粒和浸渍液所形成的流化床来浸渍玉米粒，
（b）把浸渍水从该玉米粒中分离出来并将其浓缩，
（c）粗磨玉米粒，将胚芽分离、脱水，
（d）细磨玉米粒，把纤维与淀粉和蛋白质分离并将纤维部分脱水，和
（e）将淀粉和蛋白质分离，浓缩蛋白质部分并干燥和/或将淀粉部分转化。
此外，本发明还提供主要包括配有一个反应器或串联连结的若干个反应器的一种浸渍装置的玉米加工设备，所说浸渍装置是与分离玉米中不同成分例如纤维、淀粉和蛋白质的分离器相连接的，其特征在于上述容器为流化床反应器。
进行流化床浸渍（F.B.S.）的优选实施设备为一个包括三个部分的圆筒形容器，其为
（1）一个锥形的并配有能在横截面积上均匀分布液体流装置的下部，
（2）一个玉米粒流化床并配有防止玉米粒进入容器上部装置的中部，
（3）一个排出浸渍液的上部。
将未经浸渍的玉米加入容器中部，经浸渍的玉米也从容器中部排出。
实施例
在该实施例中，采用法国西南部玉米，其堆积密度为763克/升，含水量为12.95%，分析成分的干物质百分数为：淀粉71.13%、蛋白质9.67%，脂肪4.82%，无机灰分1.27%和可溶物质4.23%。
曾进行了两次实验室试验：
A.常规浸渍48小时。
B.用每小时12%的流动百分数的流化床浸渍12小时。
浸渍后，按照Pelshenke和Lindemann常规方法，将玉米粒进一步加工。
两次试验中的二氧化硫含量均为0.2%。
试验A的温度为50℃，试验B的温度为47-49℃。
下表列出试验结果（以干重的百分数表示）。
试验    A    B
浸渍水干物质    4.47    4.94
胚芽（脂肪含量）    7.79（43.96）    7.90（44.27）
纤维（B淀粉含量）    10.42（16.36）    10.12（15.14）
淀粉（蛋白质含量）    66.88（0.83）    66.08（1.10）
谷蛋白（蛋白质含量）    7.10（51.49）    8.95（49.13）
上清液干物质    2.78    1.78
总干物质    99.45    99.77
淀粉回收率    94.0    92.9
浸渍后含水量    43.26    40.78
正如上表所示，采用常规浸渍方法所得到的数值和采用本发明浸渍方法得到的数值彼此均十分接近。

Claims (10)

1、一种玉米浸渍方法，其中盛于一个或多个容器内的玉米粒，于40°-55℃下与含有浸渍液的二氧化硫接触，其特征在于该浸渍是以由玉米粒和浸渍液所形成的流化床进行的。
2、一种按照权利要求1所述的玉米浸渍方法，其特征在于玉米是在一个容器内进行浸渍的，其中经在容器顶部连续地排出所说浸渍液，而在容器底部连续地注入该浸渍液，流经容器，使所说浸渍液进行循环。
3、一种按照权利要求1所述的玉米浸渍方法，其特征在于玉米是在串联的若干个容器内进行浸渍的，其中经在一个容器的顶部连续地排出所说浸渍液，而在一个紧连着的容器底部连续地注入该浸渍液，使该浸渍液以逆流方式通过各容器。
4、一种按照上述一项权利要求所述的玉米浸渍方法。其特征在于流化速度为20×10-3-100×10-3m.s.-1。
5、一种按照上述一项权利要求所述的玉米浸渍方法，其特征在于所说浸渍液还含有一种或多种玉米成分降解酶。
6、一种按照权利要求5所述的玉米浸渍方法，其特征在于该浸渍液含有一种或多种肌醇六磷酸钙镁降解酶和/或纤维素酶。
7、一种按照上述一项权利要求所述的玉米浸渍方法，其特征在于该浸渍是在大气压力下进行的。
8、一种按照上述一项权利要求所述的方法，其特征在于进行该浸渍的时间为8-20小时。
9、一种包括下列连续步骤的玉米加工方法，
a）用含有二氧化硫的温水浸渍玉米粒，
b）把浸渍水与玉米粒分离并将其浓缩，
c）粗磨玉米粒，将胚芽分离、脱水，
d）细磨玉米粒，将纤维与淀粉和蛋白质分离并将纤维部分脱水，
e）将淀粉和蛋白质分离，浓缩蛋白质部分并干燥和/或将淀粉部分转化，其特征在于该浸渍步骤a）是按照上述一项权利要求所述方法进行的。
10、一种主要包括配有一个反应容器或串联连结的若干个反应容器的一种浸渍装置的玉米加工设备，所说浸渍装置是与能使纤维、淀粉和蛋白质部分彼此分离的装置相连接的，其特征在于这些容器为流化床反应器。
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