CN117082971A - 改进玉米湿磨和干磨工艺的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生产可用作生物技术工艺原料的纯淀粉的新型干磨工艺,通过将玉米原料通过粒径减小装置(如锤式粉碎机)来生产玉米粉,玉米粉被筛分成小颗粒部分(主要含有粉状胚乳内的“游离”淀粉)和大颗粒部分(主要包括角质胚乳、胚芽果皮和尖顶),将小颗粒部分进行液化和糖化生产高波美度玉米糖浆,将浆料相(油、胚芽和任何轻质固体的混合物)进行离心,将轻相浆料送至预涂鼓式过滤器过滤,生产出清洁的玉米糖浆。此外,本发明还公开了一种生产淀粉和乙醇的新型湿磨工艺,是采用三段桨式筛网将淀粉与粗玉米粉和玉米纤维分离。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求的优先权是2021年1月22日提交的名称为“一种用于改进玉米湿磨和干磨工艺的系统及方法”的美国临时专利(申请序列号63/140,342),出于所有目的,其全部内容由此整体通过引用并入本文。
【技术领域】
本发明是涉及用于生产淀粉,特别是一种生产纯淀粉浆的干磨和湿磨方法。该淀粉浆可用作一种使用淀粉的新绿色技术工艺的原料。
【背景技术】
在过去的五十年里,玉米湿磨工艺一直被用于生产纯淀粉浆,再将纯淀粉浆转化为玉米糖浆供人类食用。这种低成本的玉米糖浆已经逐渐取代了糖。有证据表明,过量食用糖和淀粉会对人体健康产生不利影响。与此同时,世界人口现已开始消耗过多的石油燃料,产生了大量的二氧化碳,从而造成了全球变暖问题。
许多“绿色”科技公司已经研究过使用淀粉作为原料来取代化石燃料碳氢化合物。美国已经建立了200多家干磨乙醇工厂,每年生产超过158亿加仑的燃料乙醇。干磨工艺是一种有2000多年历史的将谷物中的淀粉转化为酒精的技术。虽然目前已经有一些改进,但这仅仅只是个开始。未来,将会采用更多新的“绿色”技术工艺,例如用淀粉生产丁醇。
图1为一种典型的干磨工艺100的示意图。玉米供料通过锤式粉碎机(研磨)步骤109进料以减小粒径。锤式粉碎机中的筛网尺寸范围通常为5/64~9/64英寸。在锤式粉碎机粒径减小步骤109中生产的玉米粉通常含有非常宽的粒度分布,呈钟形,其范围从小于50微米(μm)到大至2至3毫米(mm)。碾磨步骤109之后是液化步骤(步骤101、102、103A和103B),其中将磨碎的玉米粉与蒸煮水混合以在浆料罐中产生浆料步骤101,并且通常加入酶(如α-淀粉酶),然后如果需要,在更高的温度下用喷射式蒸煮器步骤102(可选)对液化淀粉进行蒸煮。该步骤将pH调节至约5.0~6,并将温度保持在50℃~105℃之间,以在两个液化罐步骤103A和103B中将浆料中的不溶性淀粉转化为可溶性淀粉。
在液化步骤103A和103B之后的料流具有26%~38%的干固体(DS)含量,其中所有的组分都包含在玉米籽粒中,例如包括糖、蛋白质、纤维、淀粉、胚芽、粗玉米粉、油和盐。在液化料流中通常有三种类型的不溶性固体颗粒:纤维、胚芽和粗玉米粉,所有三种固体具有大致相同的粒度分布。
液化步骤103A和103B之后是同步糖化和发酵步骤104。该同步步骤在工业上称为“同步糖化和发酵”(Simultaneous Saccharification and Fermentation,SSF)。在一些商业的干磨乙醇工艺中,糖化和发酵分开进行(未示出)。单独的糖化和同步糖化和发酵(SSF)都需要长达约50~60小时。发酵使用发酵罐将糖转化为乙醇。在糖化和发酵步骤104之后是蒸馏(和脱水)步骤105,其利用蒸馏器回收步骤104生成的乙醇。
最后,在蒸馏(和脱水)步骤105之后的过程100的“后端”包括使用倾析器进行离心分离步骤106。这包括对蒸馏步骤104和脱水步骤105中产生的残留物“全酒糟”进行离心,以从液体(“稀酒糟”)中分离不溶性固体(“湿滤饼”)。“湿滤饼”含有纤维,其中有三种类型:(1)果皮,平均粒径通常为约1毫米(mm)~3毫米(mm);(2)尖顶,平均粒径为约500微米(μm);和(3)细纤维,平均粒径约250微米(μm)。自离心机分离出的液体含有约6%~8%的干固体(DS)。
稀酒糟进入蒸发步骤107中的蒸发器蒸发掉水分,然后得到浓糖浆,其中含有发酵步骤104所得的可溶性(溶解的)、细悬浮的(通常小于50微米(μm))和漂浮的悬浮固体,这通常相当于约25%~40%的干固体。浓缩的浆料可以经由任选的油回收步骤(未示出)处理,其中可以将浆料进行离心处理以从糖浆中分离油。这种油可以用作单独的高价值产品出售。玉米的油产率通常为0.4磅/蒲式耳左右,具有高游离脂肪酸含量。这种油产率仅回收玉米中油的约1/4。在蒸馏步骤105之后,玉米籽粒中大约一半的油保留在胚芽中,其不能在使用离心机的典型干磨工艺中分离。当油在发酵罐中保持约50小时,产生的游离脂肪酸含量会降低了油的价值。(脱油)离心步骤只能除去浓糖浆中不到50%的油,因为蛋白质和油形成乳液,不能达到符合目前所实施的单独离心要求的分离程度。
离心的湿滤饼和脱油的糖浆(其仍然具有大于10%(干物质浓度)的油)可以混合,而该混合物可以用作含有可溶固形物的湿玉米酒精糟(Distillers Wet Grain withSoluble(WDGS))出售给牛肉和乳品饲育场。或者,可将糖浆与湿滤饼混合,然后可在步骤108中干燥浓缩的糖浆混合物,而该混合物用作含有可溶固形物的干玉米酒精糟(Distillers Dried Grain with Soluble(DDGS))出售给牛肉和乳品饲育场。这种干玉米酒精糟(DDGS)含有玉米中的全部蛋白质和75%的油。然而,由于纤维的高百分比,干玉米酒精糟的含量较低,因此在某些情况下,油会阻碍动物消化。干玉米酒精糟中的淀粉百分比通常低至5%~6%。
所述典型的干磨工艺也可以通过过滤方法从液化淀粉溶液中除去所有不溶性固体(例如纤维和蛋白质等),从而生产清洁糖溶液。然而,这种清洁的糖溶液仍然含有所有的可溶性固体,例如玉米内部的灰分,以及少量的玉米油。许多新的绿色技术工艺需要湿磨工艺所得的更纯的淀粉用作原料,而这样的淀粉不含有玉米籽粒内部的油和可溶性固体。
图14为一种典型的玉米籽粒1400的示意图。籽粒1400包括外壳1410、粉状胚乳1420、具有在蛋白质基质中充满淀粉颗粒的小室的角质胚乳1430、胚芽1440和尖顶1450。典型的玉米成分组成如下表1所示。表1
一种黄马齿玉米成分组成
【发明内容】
本申请公开的工艺使全酒糟中所有组分的使用最大化,以生产用于各种类型动物的动物饲料。本申请的一些实施例中,使用具有后端研磨系统的乙醇生产工艺来生产四种类型的动物饲料,包括:
对于现有湿磨工厂的改进:
鉴于生产用于生物技术工艺的淀粉的典型湿磨工厂,本发明公开了一种新型的湿磨工艺,例如图11的工艺1100。使用本发明公开的工艺产生的淀粉可以用作生物技术工艺的原料,其在淀粉浆中具有小于0.35%的蛋白质纯度。在本发明的一些其他实施例中,用于生物技术工艺的原料具有淀粉浆料中小于3%的蛋白质纯度。在本发明的一些其他实施例中,用于生物技术工艺的原料在淀粉浆中具有1~5%的蛋白质纯度。在本发明的一些实施例中,用于生物技术工艺的原料具有淀粉浆料中小于5%的蛋白质纯度。
在本发明的一些实施例中,本发明公开了一种简单且低成本的工艺,其与干磨工艺(例如,用于醇生产)结合以生产满足用作生物技术方法的原料的标准的纯淀粉浆料。换言之,在一些实施例中,本发明公开的方法可以应用于干磨工艺,并且在一些其它实施例中,还可以用于湿磨工艺。
根据一些实施例的改进工艺,从图2的脱胚芽方法200获得粗玉米粉和纤维部分作为原料,以使用内部的驻留淀粉生产燃料乙醇。图2中的工艺200可与本发明公开的选定实施例中的任一或一些实施例一起使用,包含图11中的工艺1100。
图11为根据一些实施例的改进的湿磨工艺的示意图,其工艺获得玉米内部具有超过10%淀粉的粗玉米粉和纤维。与含有70%淀粉和9%纤维的玉米相比,在本发明公开的工艺中生产的料流纤维含量高(大于60%),这表明大部分淀粉已经被分离/去除以用于预定用途,例如用作生物技术工艺的原料。进一步地,在液化步骤中除去纤维,以将其用作生产燃料乙醇的原料。图11的工艺1100中显示了改进的湿磨组合工艺。
图10所示的湿磨工艺,其中玉米被送至步骤1600进行浸泡,然后进行图2和图10的脱胚步骤200。图10的工艺200可以使用图2的工艺200进行。使用图2和图10中的工艺200除去胚芽,并通过在步骤206的胚芽/粗玉米粉分离中使用二级双胚芽旋流器,生产含有粗玉米粉和纤维颗粒的12波美度(Be)淀粉浆料用作底流料流。
在图11中,改进的三段桨式筛网用于纤维分离和冲洗(例如,工艺300的液/固分离和冲洗),其用于通过在桨式筛网颗粒分离器中使用50微米(μm)的筛网筛选从较大的颗粒粗玉米粉和纤维分离游离淀粉(小于50微米(μm)尺寸的颗粒),其中筛网颗粒分离器优选为三段式筛网分离器。在液体/固体分离和冲洗过程300中分离的游离淀粉被送至淀粉/麸质分离工艺400,其可以是与图4中的工艺400中所示的工艺相同或相似的工艺。在淀粉/麸质分离工艺400中,麸质喷嘴式离心机分离出的清洁液体在图4中的步骤402处可用作冲洗水,以在从所述三段桨式筛网中用作湿滤饼出现之前从粗玉米粉和纤维固体中洗去任何游离淀粉。用于液体/固体分离和冲洗工艺的三段桨式筛网分离和冲洗设备描述于2020年12月28日申请的标题为“筛分设备”的美国临时专利(申请序列号63/131,035),其全部内容在此通过引用整体并入本文用于所有目的。
三段桨式筛网装置(例如图11的工艺300中的液体/固体分离和冲洗)的一个实施例包括使用具有用于浆料的上游入口和用于湿滤饼的下游出口的圆柱形容器。容器的壁包括三个筛网段。第一筛网段可配置最小的网孔。容器安装在壳体内,所述壳体构造成收集通过三个不同筛网段中的所有物料。未能通过筛网的物料将通过出口排出。桨叶从容器的中心轴线朝向筛网的内表面径向延伸,并且刚好延伸到筛网的内表面的附近。桨叶旋转并将物料推靠在筛网上。旋转的桨叶还能有助于防止筛网堵塞。导管沿着容器的中心轴线延伸,提供冲洗水源。冲洗水可以在容器内相对于下游方向逆流流动。集中输送机可帮助物料沿著下游方向移动。因此,三段或更多个段网段可用于从浆料分离不同尺寸的物料。
参考液体/固体分离和冲洗工艺300的输出,工艺300的湿滤饼可以选择在图11的步骤1114中再次减小颗粒粒径,以在步骤101中加入浆料罐之前进一步破碎粗玉米粉颗粒。于步骤114可以使用任何型态的粒径减小器,例如研磨机、针磨机和辊磨机以及其它装置。从步骤114开始,破碎的粗玉米粉颗粒经过步骤101中的浆料罐、步骤102中的喷射式蒸煮器和步骤103中的液化罐进行处理,形成液化淀粉。步骤103所得的液化淀粉可被送至步骤701进行颗粒尺寸分离和冲洗,类似于图7的步骤701中的液体/固体分离和冲洗。与图7中的工艺700类似,将含纤维的液化淀粉进料至液体/固体分离和冲洗步骤(例如图11的颗粒尺寸分离和冲洗步骤701),以洗去任何液化的淀粉,并将所有固体(粗玉米粉和纤维)送至步骤604处的低波美度(Be)液化罐,以进一步液化粗玉米粉和纤维中的任何淀粉。这一步骤之后进行步骤605的液体/固体分离,并在步骤606进行研磨。
根据一些实施例的改进工艺包括在步骤702(图7)和步骤702(图11)中的改进的液体/固体分离和冲洗,以产生纯纤维(无淀粉纤维)。在606(图11)中,可以使用任何型态的粒径减小器,例如研磨机、针磨机和辊磨机以及其它装置进行研磨。三段桨式筛网可用于分离液体和固体。
仍然参考图11,根据一些实施例的改进工艺包括步骤605的液/固分离,以及步骤701和702的液/固分离和冲洗。液/固分离和冲洗(例如步骤701中的粒度分离和冲洗)所得的液化淀粉可用于步骤104中的发酵用以产生醇,随后在步骤105中蒸馏回收醇。在步骤1130中,可将来自蒸馏塔底部的全酒糟送至喷嘴式离心机,以将固体与液体分离。在步骤1140中,将含有约5~7%可溶性和不溶性固体的液体加入到倾析器中,以将干固体含量浓缩至约35%DS。在倾析器1140处,将固体送至环式干燥器的步骤1120中,生产酵母/胚芽蛋白,并且将液体料流作为回流再循环。
在步骤1107中,将脱油糖浆与来自步骤1107的螺旋压榨器的滤饼以及来自步骤702的液/固分离和洗涤的纯纤维混合,并一起送至步骤108的干燥器,以生产用作动物饲料的干玉米酒精糟(DDGS)。
仍然参考图11,根据一些实施例的改进方法包括从图11的脱胚工艺200(例如,类似于图2的方法200)产生12波美度(Be)淀粉浆料,随后进行图11的淀粉/麸质分离400(例如,类似于图4的工艺400),并且最终进行图11的淀粉冲洗工艺500(例如,类似于图5的工艺500),以产生23波美度(Be)高纯度淀粉(蛋白质小于0.3%)浆料,其满足用作生物技术工艺使用的原料/原材料的标准。在这种情况下,当生物技术工艺需要不同标准的原料时,例如使用纯度较低的淀粉浆料用作原料,可以简化或取消一些淀粉纯化工艺。例如,50~60小时的长间歇浸渍过程可以缩短为小于10小时的连续浸泡/浸渍工艺。
仍然参考图11,根据本发明的改进工艺可以包括图11的淀粉/麸质分离工艺400(例如,类似于图4的工艺400)。这个工艺可以用一个10mm的淀粉循环网代替。12个阶段的淀粉冲洗工艺可以减少到6个阶段的冲洗工艺(用作一个实例,其他数量的阶段在本发明公开的范围内)。通过取消一些选择的步骤,淀粉纯度和淀粉产率降低。
对于现有干磨工厂的改进:
在现有的干磨工厂中,玉米通过锤式粉碎机进料以生产玉米粉。在下文中,本发明公开说明了碾磨的玉米粉的粒度分布被用作碾磨的玉米粉中的成分的更好分离的基础。
具有不同筛目尺寸的玉米粉的颗粒尺寸分布如图15的曲线图1-1所示。玉米粉的平均颗粒大小如图16的曲线图1-2所示。如图17的曲线图1-3所示,蛋白质%对粒度尺寸的关系,粒度大于500微米(μm)的颗粒主要包括胚芽和粗玉米粉。纤维颗粒和小于500微米(μm)的颗粒主要包含粉状胚乳和角质胚乳。曲线图1-3示出了小颗粒主要是粉状胚乳的游离淀粉。
曲线图1-2示出了玉米粉颗粒大小分布。曲线图1-3示出了蛋白质的量和颗粒大小之间的关系。因此,曲线图1-2和1-3示出了可利用的游离淀粉的量和该淀粉中的蛋白质%。例如,当使用100微米(μm)的筛网除去小颗粒固体时,产率将为约10%的淀粉,其中淀粉中含约1%的蛋白质。如果使用250微米(μm)的筛网,产率将为约20%的淀粉和约含2.75%的蛋白质。
淀粉产率也可以通过首先将较大颗粒(例如500μm)绕过到针磨机而用较纯的淀粉(较低蛋白质%)改进。进一步地,使用小筛网(例如250μm)筛出小于250μm的淀粉颗粒。相较于没有添加针磨机的情况相比,淀粉产率高于20%,并且淀粉中的蛋白质的百分比将小于2.75%。任何粒度分离装置,如振动筛,都可用于从粉状胚乳中分离游离淀粉,以生产用于生物技术工艺的纯淀粉,并在具有粗玉米粉纤维和胚芽颗粒的玉米粉中留有较大的固体颗粒,用以改进的干磨工艺中生产乙醇的原料。
以下是根据一些实施例对干磨工艺的改进:
1)图7是根据一些实施例的改进的干磨工艺700的示意图,用于生产适合用作生物技术原料的纯淀粉和用于在发酵之前生产纯纤维。
参照图7,在一些实施例中,在步骤109,将玉米籽粒送至具有6/64~9/64英寸筛网尺寸的锤式粉碎机。在步骤109中,经锤式粉碎机粉粹的玉米粉被进料到颗粒尺寸分离步骤(例如筛网703)。在步骤703中,筛网的筛孔可以是100微米(μm)(范围为50~400μm)。
在步骤703中,通过筛网的小颗粒部分中的小固体被送至步骤704进行液化,随后在步骤705进行糖化,将其转化为玉米糖浆。在步骤705中,将干固体(DS)高达50%的玉米糖浆加入到步骤706中的浆料离心机中,除去用作轻相的浆料(油、胚芽、蛋白质和细纤维的混合物),将其与具有纯净的液化淀粉溶液的重相分离。在步骤706的浆料离心机中,浆料相(例如轻相)被送至步骤104的发酵罐中,以在后端回收油。
仍然参照步骤703,玉米粉的较大颗粒部分具有比玉米整体更高的纤维、油和蛋白质含量。因此,用作乙醇生产的原料,这非常有益于干磨工艺。如图7中的工艺700所示,在步骤704的液化过程,可以移除/分离纤维。
在浆料离心步骤706中,根据一些实施例,重相(例如,清洁的玉米糖浆)在步骤707中被传递到预涂布鼓式过滤器,以提纯玉米糖浆。这种具有超过40%干固体(DS)的重相的清洁玉米糖浆是生物技术工艺的理想原料。
现返回参考图7的步骤703,在步骤703中筛分出的较大颗粒部分主要包含粗玉米粉、胚芽和纤维。在步骤101中,大颗粒部分被送到浆料罐,其中在步骤701所得的固体/液体分离和冲洗的液体在步骤101中被用作浆料罐的蒸煮水。
在步骤101中经浆料罐处理之后,在步骤102中在喷射式蒸煮器中执行液化工艺,随后在步骤103中执行第一次液化。在步骤103中,将含有粗玉米粉和纤维的大于26波美度的液化淀粉送至步骤701中的粒度分离和冲洗,以将液化淀粉液体与粗玉米粉和纤维分离。优选地,根据一些实施例,通过使用三部分桨式筛网执行分离。
在步骤701之后的步骤604,来自步骤604的第二次液化的溢流被用作三段桨式筛网(例如在步骤701)中的冲洗液,以冲洗待与粗玉米粉和纤维固体分离的液化淀粉。通过三段桨式筛网筛选的逆流冲洗工艺(步骤604返回步骤701)和高效冲洗设计,步骤604的二次液化中淀粉液的波美度(Be)可保持小于5波美度。因此,任何附着在纤维上的粗玉米粉和残余淀粉将继续被蒸煮和液化。
因此,在步骤604中,低波美度(Be)液化溶液中的粗玉米粉是软的,并且更容易破碎和分离出淀粉。在步骤604之后,进行步骤605的液/固分离、步骤606的研磨和步骤702的液/固分离和冲洗,以分离纤维并冲洗纤维,从而生产出纯的纤维(小于15%的蛋白质、小于4%的油和小于3%的淀粉),用于二级醇生产、造纸工业或作为牛饲料。
继续步骤702,在将湿滤饼从三段桨式筛网中排出回到步骤604(例如液化2)之前,将蒸煮水用作冲洗水,以将任何油、蛋白质和淀粉洗掉。冲洗纤维湿滤饼可以在步骤708中在螺旋压榨器中进一步脱水至43%的干固体(DS)。
现参考在步骤104中的发酵,在步骤706所得的浆料离心机的浆料相,以及步骤701所得的颗粒尺寸分离和冲洗的高波美度液化淀粉浆料被送至步骤104的发酵工艺,以将玉米糖转化为醇,随后在步骤105蒸馏浓缩醇,从而产生燃料级乙醇。
在步骤105(例如蒸馏),将蒸馏底部的全酒糟在步骤106中送至倾析器离心机,以将固体部分中的固体与液体分离。液体部分含有4~6%的可溶性固体,不溶性固体在步骤107中被送至蒸发器中,将液体浓缩至含有30~35%的干固体(DS)糖浆。
现参照步骤108,将步骤708的螺旋压榨器所得的纯纤维、步骤106的倾析器离心机的细纤维和蛋白质滤饼、以及步骤110的油回收的脱油糖浆在步骤108送至干燥器,以生产作为动物饲料的干玉米酒精糟(DDGS)。这种干玉米酒精糟(DDGS)还可以进一步加工和制备成四种动物饲料,如图9的工艺900中所述。
在步骤110中,从后端(后发酵)回收的油具有更深的颜色和更高的脂肪酸含量,这并不适合于人类食用,并且适合用作生物柴油工艺的原料。相比之下,如图6的工艺600中所述,在前端(例如在发酵之前)回收玉米油供人类使用。
2)图6是根据一些实施例的改进的干磨工艺600的示意图,用于生产适合用作生物技术原料的纯淀粉,并用于在发酵之前生产纯纤维和胚芽。
工艺600改进了干磨工艺,为生物技术工艺生产纯淀粉,并且去除了前端(例如,在发酵之前)的纤维和胚芽。
在步骤109的锤式粉碎机处理之后,在步骤703中,玉米粉使用筛网进行粒度分离,随后在步骤704中进行液化,并在步骤705中进行糖化。在步骤705之后,进行步骤706的浆料分离和步骤707的预涂鼓式过滤器,以产生清洁的玉米糖溶液,其可用作生物技术工艺的原料,如上文关于工艺700详述所述。
参照步骤703,在步骤101中,将较大的颗粒,主要是粗玉米粉、胚芽和纤维,与步骤702所得的固体/液体分离和冲洗液一起添加到浆料罐中,这些冲洗液被用作蒸煮水,以通过在步骤102中穿过喷射式蒸煮器并在步骤103中液化1而将淀粉液化。在步骤103之后,含有胚芽、粗玉米粉和纤维颗粒的液化淀粉在步骤609被送至进行脱胚工艺处理,该步骤可以与图12的步骤1200相同或相似。
步骤609(例如图12的步骤1200)使用液化淀粉溶液用作液体介质,以使用两级双胚芽旋流器分离工艺分离为轻相和重相(含有粗玉米粉和纤维)的胚芽。在图12的步骤1202中,将含有胚芽、粗玉米粉和纤维颗粒的液化淀粉浆料送至一级罐,然后在图12的步骤1205中进料至一级双胚芽旋流器。在图12的步骤1205中,一级双胚芽旋流器的溢流被送至图12的步骤1208中的胚芽回收和冲洗步骤,以产生用于油提取的干净的胚芽颗粒。在图12的步骤1203中,将第一级双胚芽旋流器的底流送至脱水和研磨,然后在图12的步骤1204中送至二级罐中进行脱水,然后送到二级双胚芽旋流器中,并在图12的步骤1202中,将二级双胚芽旋流器的溢流循环返回到一级罐中。二级双胚芽旋流器的底流送至图12的步骤300,与液体一起脱水,返回图12的步骤1203的可选研磨步骤,并送至图12的步骤1204的二级罐。
参考图12的步骤1204,在步骤1206中,将部分脱胚的液化淀粉浆料与粗玉米粉和纤维一起从二级罐1204泵送到二级双胚芽旋流器中,以回收其余的胚芽颗粒。在步骤1206中,将含有胚芽颗粒的一级双胚芽旋流器的上层流再循环回到步骤1202的一级罐中,并将一级双胚芽旋流器的下层流送入二级双胚芽旋流器中。仍在步骤1206中,二级双胚芽旋流器的上层流循环回到二级罐1204,二级双胚芽旋流器的下层流进入步骤1203,在步骤300中进行液/固分离和冲洗。
参照图12的步骤300,有利地使用三段桨式筛网装置分离粗玉米粉和纤维。在图12中,步骤300中的分离和冲洗(优选使用三段桨式筛网装置)用于在纤维和粗玉米粉浆料中形成固体部分,其用作乙醇生产的原料。固体部分中的固体送至图6的步骤604。在图6的步骤604中,将冲洗固体排放到液化2之前,进行脱胚工艺洗去任何液化淀粉。
现返回参考图12的步骤300,在步骤1204(图12),将第一段筛网的滤液送回二级罐。二段和三段筛网的滤液在图12的步骤1202被送回至一级罐。
仍然参考图12的步骤300,在三段桨式筛网(在步骤300)中用作冲洗水的回流料流可用于替代冲洗,从粗玉米粉和纤维颗粒中洗去液化的淀粉,以在图6的步骤604中保持液化2中的低波美度(Be)。参考图6,取决于所需的纯淀粉产率和胚芽纯度,用于高波美度液化淀粉的两级双胚芽旋流器可以在液化1之后在图6的步骤103使用,或者可以在图6的步骤604或两者之间的某个位置使用两级双胚芽旋流器进行低波美度液化2。
在图6中,工艺600A示出了根据一些实施例的用于生产纯淀粉、液体淀粉或纯玉米糖(例如,用于生物技术反馈)的部分的工艺。工艺600B示出了根据一些实施例的用于制造乙醇的另一部分工艺。
仍然参照图6步骤604,粗玉米粉和附着在纤维上的任何淀粉将在液化2中进一步浸泡/蒸煮和液化,随后在图6的步骤605进行液固分离,并在图6的步骤606进行研磨,以将粗玉米粉破碎,从而释放更多的淀粉。步骤606之后,接着在液/固分离中冲洗,并在步骤702中冲洗,以产生用于二级醇生产或造纸工业或奶牛饲料的纯纤维。
步骤702之后,采用三段桨式筛网装置,并以蒸煮水用作冲洗水,洗去纤维上的全部淀粉胚芽和油脂,可制得纯纤维(少于15%的蛋白质,少于4%的油脂,和少于3%的淀粉)。
先参考图6中的步骤104,步骤1208(图12)得到的胚芽清洗的液化淀粉浆料,加上在图6中步骤608得到的溶剂提取物的脱油胚芽蛋白被送至步骤104的发酵用以生产乙醇,随后在步骤105蒸馏将乙醇进行浓缩。在步骤106中,将蒸馏底部的全酒糟送至倾析器离心机,以将液体与固体分离。在步骤106中,将含有4~6%不溶性和可溶性固体的液体(稀酒糟)从倾析器送至步骤107中的蒸发器中,以将固体含量浓缩至30~35%的干固体(DS)糖浆。在步骤708中,将所述糖浆与螺旋压榨器压出的纤维混合,在步骤106中,加上任选的倾析器离心机的湿蛋白质滤饼,并在步骤108中送至干燥器,生产用作动物饲料的干玉米酒精糟(DDGS)。
现参考步骤609的脱胚工艺,通常先将冲洗的胚芽送至干燥器(图6中未示出),然后在步骤607使用螺旋压榨器压榨出一部分油。然后在步骤608进行溶剂萃取,以便按照在典型的湿磨工艺中那样萃取更多的油。这种提取工艺得到的油颜色浅且含有低脂肪酸,可以供人类食用。但是,因为油提取步骤中的高温会导致胚芽蛋白质变性,脱油的胚芽可能会出现一些蛋白质的营养价值损失。
如图6所示,所述工艺包括在步骤604~606的前研磨,其产生用于二级醇产生的纯纤维,并将干玉米酒精糟(DDGS)中的百分比降低至3%以下。目前的干磨工艺可以将超过92%的淀粉转化为醇。
3)图8是根据一些实施例的改进的干磨工艺800的示意图,用于生产适合用作生物技术原料的纯淀粉,和用于在发酵之前生产纯纤维和有机油。
干磨工艺的其它改进如图8中工艺800所示。工艺800有利于生产用于生物技术工艺的纯淀粉,加上其在前端(发酵前)除去纯纤维和油。工艺800包括在步骤801的油/胚芽回收。步骤802中的油细胞破碎剂和步骤803的油/胚芽蛋白分离可以在发酵前产生供人食用的有机玉米油。
在图8中,工艺800A示出了根据一些实施例的用于生产纯淀粉、液体淀粉或纯玉米糖(例如,用于生物技术反馈)的部分工艺。工艺800B示出了根据一些实施例的用于制造乙醇的另一部分工艺。
图8的工艺800可以从在步骤109使用锤式粉碎机生产玉米粉开始,其中在步骤703将玉米粉送到粒度分离筛。在步骤703,小颗粒部分(例如,小于100微米(μm)(可以是50~400μm))主要是来自粉状胚乳的“游离淀粉”,在步骤704被送去液化,随后在步骤705糖化,随后在步骤706送至浆料离心机进行离心处理,以去除轻相中的油和细固体(例如,细纤维、蛋白质等),而重相在步骤707被送到预涂鼓式过滤器,以产生用于生物技术工艺的纯玉米糖溶液。
在步骤703中,较大的颗粒部分主要包括粗玉米粉(角质胚乳)、胚芽和纤维混合物。在步骤702中,对较大颗粒部分中的较大颗粒进行来自液/固分离的冲洗液和冲洗,其中在步骤101中,将较大颗粒部分送至浆料罐,随后在步骤102中送至喷射式蒸煮器,在步骤103中,送至液化1,以将淀粉产品液化至含有粗玉米粉、胚芽和纤维颗粒的大于26波美度(Be)的液化淀粉浆。在步骤103中,将料流送至三段桨式筛网分离和步骤701进行冲洗,以分离较大的颗粒(例如,100微米(μm)(可以是50~400μm)),并在送至步骤604的低波美度(小于5波美度)液化罐2之前冲洗。在步骤604,来自该低波美度液化罐2步骤604的溢流可用作步骤702的冲洗水,以洗去液化的淀粉。
在步骤702中,将含有液化淀粉的冲洗液送回到步骤101中的浆料罐中。在步骤702中,来自三段桨式筛网装置的第一段的滤液随后被送至步骤801的浆料离心机,以分离油和胚芽用作浆料相(轻相),其与来自步骤706的浆料分离的浆料相混合,然后被送至步骤802的油细胞破碎机进行破碎。在步骤802中,高剪切粒度减小器,如Supraton,可用于该步骤以破坏油细胞壁,从而释放更多的油。pH值应调节到约2,并且应加入无毒溶剂如丁醇或乙醇,以提高油产率。
在步骤802的油细胞破碎后,可将油/胚芽蛋白混合物进料至步骤803的油/胚芽蛋白分离,以分离作为液相的油和作为固相的胚芽蛋白。在步骤803中,从油/胚芽蛋白分离得到的油含有适于人类食用的“有机油”。在步骤803中,油/胚芽蛋白的胚芽蛋白可以在步骤104中被送至发酵罐,并且含有高价值的胚芽蛋白。
在步骤604中,将步骤604中在低波美度液化2中浸泡/蒸煮的粗玉米粉和纤维送至步骤605中的液/固分离,和步骤606中的研磨和步骤702中的液/固分离和冲洗,以制备纯纤维。
现在参照步骤801,将步骤801的浆料分离得到的清洁液化的淀粉浆和来自步骤803的油/胚芽分离的胚芽蛋白滤饼进料至步骤104的发酵中,以生产乙醇。然后在步骤105中蒸馏,以浓缩并回收醇用作燃料乙醇。在步骤104中,将自蒸馏底部的全酒糟送至步骤106的倾析器离心机,以从液体(稀酒糟)分离固体(主要是玉米蛋白质)。在步骤104中,将稀酒糟送至步骤107的蒸发器,并浓缩至约35%干固体(DS)的糖浆。在步骤108的干燥器处,来自步骤107的产物然后与来自步骤702的液/固分离的纯纤维混合。任选地,在步骤106中来自倾析器离心机的部分或全部湿滤饼在步骤108中送至干燥器,以产生作为动物饲料的干玉米酒精糟(DDGS)。这种干玉米酒精糟(DDGS)具有高营养价值,但含有非常高的纤维(主要出自玉米的果皮和尖顶)。通常,这种干玉米酒精糟被用作奶牛饲料。
4)图9是根据一些实施例的改进的干磨工艺900的示意图,用于生产适合用作生物技术原料的纯淀粉,和用于在发酵之前生产纯纤维和有机油及在发酵后生产四种动物饲料。
在图9中,工艺900A示出了根据一些实施例的用于生产纯淀粉、液体淀粉或纯玉米糖(例如,用于生物技术反馈)的部分工艺。工艺900B示出了根据一些实施例的用于制造乙醇的另一部分工艺。
一种改进的干磨工艺,用于将干玉米酒精糟(DDGS)分离成四种更纯的和更高价值的用于各种动物的动物饲料,如图9中的工艺900所示。工艺900可以产生用于生物技术过程的纯淀粉,加上用于二级醇生产或造纸工业的纯纤维。进一步地,所述工艺还在前端(发酵前)产生“有机”油。工艺900也可以生产用于各种动物(牛、猪、鸡、鱼和家养宠物)的四种动物饲料。
新的干磨工艺900通过在步骤908将益生菌培养物加入30%的干固体(DS)糖浆中来加入糖浆增浓而进一步改进,随后进行二次发酵以将残余的糖转化为乳酸,并产生具有多达20%乳酸(以干基计)和109CFU益生菌/公克的增浓糖浆。在步骤905中,可以将浓缩糖浆进一步蒸发到高达85%干固体(DS)的浓缩糖浆,其可以与任何湿饲料混合作为补充剂和食品保存剂。
下面进一步公开了工艺900的更多细节。在步骤109中,在锤式粉碎机中生产玉米粉,在步骤703中,将其送至筛网进行颗粒尺寸分离。在步骤703,小颗粒部分(例如,在一些实施例中小于100微米(μm),或在一些其它实施例中可以是50~400μm)主要是来自粉状胚乳的“游离”淀粉。小颗粒部分通过步骤704的液化、步骤705的糖化、步骤706的浆料分离和步骤707的预涂鼓式过滤器输送,产生用于生物技术工艺的清洁纯玉米糖浆。
在步骤703中,来自步骤703中的颗粒尺寸分离的较大颗粒部分(主要是粗玉米粉(角质胚乳)、纤维和胚芽)与来自步骤702中的三段桨式筛网的冲洗液混合,以用作蒸煮水,然后在步骤101中流入浆料罐。
在步骤101中,接着在步骤102在喷射式蒸煮器中蒸煮,并在步骤103液化1以产生液化淀粉,从而形成具有一些粗玉米粉、胚芽和纤维的大于26波美度(Be)的液化淀粉浆。然后在步骤701中将浆料进料至粒度分离,以除去较大的粗玉米粉、胚芽和纤维颗粒。然后在步骤604中,浆料流至低波美度(小于5波美度)液化2,以进一步液化粗玉米粉、胚芽和纤维颗粒中的所有淀粉。然后,将浆料送至步骤605进行液固分离。
在步骤606中,在波美度(Be)非常低的液体中浸泡/蒸煮内部具有残余淀粉的颗粒变得更软,并且在步骤606的研磨中更容易破碎,从而释放淀粉。之后在步骤702进行液体/固体分离,以从纤维中洗去所有油、蛋白质和淀粉,并产生用于二级醇生产或造纸工业用途或奶牛饲料的纯纤维(小于15%的蛋白质、小于4%的油、小于3%的淀粉)。
在步骤701,来自液/固分离的滤液被送至步骤801的浆料离心机,以除去浆料(油和胚芽)并产生清洁的液化淀粉浆料,然后在步骤104被送至发酵罐。
来自步骤706和步骤801的浆料分离的浆料相被送到步骤802的油细胞破碎机,以破碎胚芽内部的油细胞壁。接下来是步骤803中的油/胚芽蛋白分离,以回收油用作人类食用的有机油。将步骤803中的来自油/胚芽蛋白质分离的胚芽蛋白质送至发酵罐,以在步骤104中的发酵之后生产更多价值的动物饲料。在该步骤中可以使用高剪切粒径减小器,例如Supraton。在步骤803中,可以使用两相/三相倾析器进行油/胚芽蛋白质的分离。
在步骤104发酵和步骤105蒸馏之后,将全酒糟送至步骤901的粒度分离,以将粗固体(纤维胚芽和粗玉米粉)与细固体(例如蛋白质)分离。将步骤901中粒度分离的滤液送至步骤903的倾析器中以回收湿滤饼形式的玉米蛋白(玉米醇溶蛋白),随后在步骤109中进行干燥以产生具有50%蛋白质的麸质粉,例如用作鸡饲料。在步骤903中,将含有来自倾析器的细蛋白质(酵母和胚芽蛋白质)的溢流,加上来自步骤901的第一和第二桨式筛网的滤液,在步骤904中送至喷嘴式离心机,以破坏油/蛋白质乳液并将蛋白质浓缩至约30%(按体积计)。将步骤904的喷嘴式离心机的底流送到步骤906的蛋白质倾析器中,以产生高价值的酵母和胚芽蛋白质湿滤饼。随后在步骤907干燥,以产生用于家养宠物或养鱼场的HP50蛋白质粗粉。
在步骤906中从倾析器溢出的液体循环使用。在步骤904,将喷嘴式离心机的溢流送至步骤107的蒸发器,以将该料流浓缩至约30~35%干固体(DS)糖浆。此后,在经济且合理的情况下,可以使用任选的油回收步骤(未示出)回收任何油。
在步骤908中,将30~35%的干固体(DS)糖浆进行浓缩,以通过添加乳酸益生菌培养物,例如植物乳杆菌ZJ316、食淀粉乳杆菌、发酵乳杆菌或粘膜乳杆菌,将残余的糖转化为乳酸。这种二次发酵可以产生高达20%(以干基计)的乳酸和109CFU益生菌单位。这种浓缩工艺可以通过低温真空蒸发进一步浓缩至85%干固体(DS)的糖浆,以避免糖浆内营养价值的高温破坏。这种高浓度糖浆也可以绕过干燥器,并在干燥器之后加入到超干饲料中,以保持饲料产品中10%的水分。这种富含85%干固体的糖浆也可用作动物食品补充剂,或是用作婴儿动物奶和动物饮用水配方的一部分。
图10为玉米湿磨工艺1000的示意图。在步骤1600中,通过连续或间歇浸渍供给玉米原料。将玉米浸泡在约200PPM的二氧化硫溶液中50~60小时,以软化玉米籽粒。浸泡过的玉米完全吸收水至约50%的干固体(DS)。多余的浸渍液体传至蒸发器。在本发明中使用相同参考号描述的工艺/步骤能够在不同的附图中执行相同的功能。详细工艺200、300、400和500中在相应的图2、3、4和5中进一步详细示出。
浸泡过的玉米接下来通过如图2中更详细地显示的脱胚工艺200,以从浸泡的玉米中除去/回收胚芽。
参考图2,浸泡过的玉米在步骤201被进料到第一碾磨,以破坏整个玉米,释放粉状胚乳中的淀粉。在步骤202中,在第一级罐中形成了大约12波美度(Be)的淀粉浆料(“波美度”或“B”是指浆料密度)。在步骤205中,将用作液体介质的具有胚芽、粗玉米粉和纤维颗粒的12波美度(Be)的淀粉浆泵入第一组双胚芽旋流器中,以通过使用密度差将胚芽与粗玉米粉和纤维分离。比12波美度淀粉浆轻的胚芽颗粒将用作轻相从第一胚芽旋流器的顶部出来。然后在步骤208中进行脱水和冲洗,以得到胚芽,用于进一步回收玉米油。比12波美度淀粉浆重的粗玉米粉和纤维颗粒将从第二胚芽旋流器的底部出来,随后在步骤203进行第二次研磨和脱水,以破碎粗玉米粉(角质胚乳),从而释放更多的淀粉。然后在步骤204,所述浆料向下流到二级池。
波美度的是通常用于湿磨工业中的用于淀粉浆中的淀粉的量的单位。1波美度等于1,777%重量的淀粉溶液/浆中的淀粉含量。当本领域普通技术人员将用波美度刻度测量的密度放入淀粉浆中,则波美度标度中有密度测量。淀粉浆料中淀粉的含量是能够及时获得的。在湿磨工业中,制备23波美度的淀粉浆的重量百分比约为40%,并且能够用作生物技术工艺原料。
在步骤204中,将来自第二级罐的含有破碎粗玉米粉的重淀粉浆料进料至第二组双胚芽旋流器,以在步骤206中进行胚芽/粗玉米粉分离。来自第一脱胚旋流器的轻相含有具有未被第一组双胚芽旋流器回收的胚芽颗粒的淀粉浆料,其在步骤202中循环回第一级罐。
在步骤206中用于胚芽/粗玉米粉分离的第二胚芽旋流器底部的重相在步骤301中被排出至液/固分离,如图3所示。分离过程300用于将细颗粒(例如,小于50微米(μm))淀粉和麸质与较大颗粒粗玉米粉和纤维分离。将细颗粒料流送至淀粉和麸质分离工艺400,如图4所示。再次参考图10,较大的颗粒料流送至工艺300中进行纤维分离冲洗和分离,详见图3。
用于纤维分离和冲洗的工艺300回收更多的淀粉并产生麸质饲料副产物。通常,在工艺300中,使用至少5个逆流纤维冲洗阶段来冲洗和回收纤维中的淀粉。具有粗玉米粉(角质胚乳)和纤维的12粗玉米粉淀粉浆流到50微米(μm)的压力筛中进行脱水。然后,在步骤307的第三次研磨中,进一步研磨浆料以进一步破碎粗玉米粉,从而释放更多的淀粉。然后在步骤305中,浆料落入冲洗槽中。
图4的工艺400用于在逆流冲洗纤维的纤维冲洗过程中使用水,其中,可以使用工艺300中的淀粉/麸质分离流出的水,所述工艺可以与图3的第八(最后)冲洗步骤关联。纤维进入冲洗罐#2,冲洗水从最后一级冲洗罐#8流入。使用六个75微米(μm)的压力筛从含淀粉的冲洗液中分离纤维。这种六级逆流纤维冲洗工艺300可以用于从纤维上洗去淀粉。
在步骤303中,冲洗过的纤维进行纤维预脱水。然后在步骤304中,工艺300干燥并产生纤维副产品,用作麸质饲料。麸质饲料的常规淀粉含量可高达20%。由于部分淀粉仍与角质胚乳内的细纤维和蛋白质结合,因此可经过三个碾磨步骤。
液体和细淀粉通过50微米(μm)的筛网,主要含有淀粉/麸质浆料,被送到图10中的淀粉/麸质分离工艺400(见图4)。工艺400中的淀粉/麸质分离详见图4。
在图4的淀粉/麸质分离工艺400中使用两个串联的喷嘴式离心机。在步骤401中,将纤维分离工艺300的含有麸质的12波美度淀粉浆进料至一级离心机。图5的工艺500流出的第一10mm淀粉冲洗旋流器的溢流用作主离心机中的置换冲洗。在步骤401中,一级离心机的底流含有所有的重质固体(淀粉)进入图5和图10的淀粉冲洗工艺500。
在步骤401,在一级离心机中进行淀粉/麸质分离。在步骤401中,来自一级离心机的溢流含有轻质固体麸质。然后在步骤402将其送入麸质增稠器喷嘴式离心机,以产生清洁的溢流工艺水,其可用于纤维冲洗工艺300、脱胚工艺200和在图10的步骤1600浸渍。在步骤402中,将麸质增稠器喷嘴式离心机的底流在步骤403中送至真空鼓式过滤器,以产生具有约40%干固体(DS)的麸质粉滤饼。在步骤402中,将来自步骤403的真空鼓式过滤器的滤液进料至麸质浓缩器喷嘴式离心机。
在步骤401(图4)中来自一级离心机的底流含有一些蛋白质(可溶和不溶)和其它可溶固体(例如玉米内部的灰分)。在将所述淀粉用作许多绿色技术工艺的原料之前,应除去其中的蛋白质和可溶固体。图5的12级逆流淀粉冲洗工艺500,使用10mm的淀粉冲洗旋流器网,用于冲洗/除去可溶性和不溶性蛋白质和可溶性固体(灰分)。
一级(10mm)旋流器之后,第一级离心底流与第3级10mm旋流器进料混合。一级10mm旋流器的溢流将所有除去的可溶和不溶蛋白质送至淀粉/麸质分离工艺400。一级10mm旋流器底流与三级10mm旋流器混合使用,以向二级10mm旋流器供料。从一级到最后一级(12)继续逆流冲洗淀粉,从而产生用作12级10mm旋流器底流的纯淀粉。
同时,冲洗水从最后(12)级进入并向前移动,从一级10mm旋流器溢流出来,含有所有的可溶性和不溶性蛋白质。
如图10的工艺1000所示,湿磨工艺非常复杂,并且投资极高。然而,湿磨工艺产生每种可得产品(例如蛋白质、淀粉和胚芽等)的产率最大,并且在玉米内部产生所有化合物的纯度也最大。
再次参考玉米籽粒1400,其内部含有两种类型的淀粉。粉状胚乳1420内的淀粉非常松散,并且易于分离。角质胚乳1430中的淀粉在蛋白质细胞壁内,并且不易游离和分离。本发明的一个重要目的是提供一种更简单和更低成本的方法,以获得粉状胚乳1420内部的淀粉,并纯化该淀粉以满足新的绿色技术工艺需要。玉米籽粒1400内的剩余淀粉可以用作用于生产乙醇的原料,并且产生最大值的副产物,如油和各种动物饲料。
本发明所采用的具体技术,将通过以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。
【附图说明】
图1为一种典型的干磨工艺的示意图。
图2为本发明的一些实施例提供的使用胚芽旋流器的脱胚工艺的示意图。
图3为本发明的一些实施例提供的采用多级压力筛网逆流冲洗的纤维冲洗程序的示意图。
图4为本发明的一些实施例提供的淀粉/麸质分离程序的示意图。
图5为本发明的一些实施例提供的淀粉冲洗程序的示意图。
图6为本发明的一些实施例提供的用于生产纯淀粉以用于生物技术工艺和在发酵前分离纤维和胚芽的改进的干磨工艺的示意图。
图7为本发明的一些实施例提供的用于生物技术过程的生产纯淀粉和在发酵之前生产纯纤维的改进的干磨工艺的示意图。
图8为本发明的一些实施例提供的用于生产用于生物技术工艺的纯淀粉和在发酵前生产纯纤维和“有机油”的改进的干磨工艺的示意图。
图9为本发明的一些实施例提供的用于生产用于生物技术工艺的纯淀粉,在发酵前生产纯纤维和“有机油”以及在发酵后生产动物饲料的改进的干磨工艺的示意图。
图10为本发明的一些实施例提供的湿磨工艺的步骤流程图。
图11为本发明的一些实施例提供的生产燃料乙醇的改进的湿磨工艺的示意图。
图12为本发明的一些实施例提供的在改进的干磨工艺中液化后回收胚芽的两级双胚芽旋流工艺的示意图。
图13为本发明的一些实施例提供的使用部分脱壳糙米生产用于生物技术工艺的乙醇和纯淀粉的工艺,以及包括有机油、大米蛋白和酵母蛋白的人类食用的产品的示意图。
图14为本发明的一些实施例提供的玉米籽粒的示意图。
图15为本发明的一些实施例提供的锤磨后不同筛孔的玉米粉粒度分析的示意图。
图16为本发明的一些实施例提供的玉米粉粒度分布示意图。
图17为本发明的一些实施例提供的锤磨后的玉米粉的蛋白质和粒度示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本申请的实施例作进一步详细描述。虽然结合以下实施例描述了本发明,但是应当理解,这些实施例并不旨在将本发明限制于这些实施例是示例中。相反,本发明旨在涵盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的替换、修改和等同物。此外,在本发明的以下详细描述中,为了更充分地说明本发明,阐述了许多具体细节。然而,对于受益于本发明的现有技术的普通技术人员显而易见的是,本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它实例中,没有详细描述众所周知的方法和过程、组件和处理,以免不必要地模糊本发明的方面。当然,可以理解,在任何这样的实际实现的研发中,必须做出许多特定于实现的决定,以便实现研发人员的特定目标,例如符合应用和商业相关的约束,并且这些特定目标因实施而异,也因研发人员而异。此外,应当理解,这种研发努力可能是复杂且耗时的,但是对于受益于本发明的本领域普通技术人员来说,这仍然是一种常规的工程任务。
图14为黄马齿玉米籽粒的示意图,其组成见表1。每包玉米含有34.4磅淀粉。大多数淀粉包含在粉状胚乳和角质胚乳这两种类型的胚乳中。粉状胚乳内的淀粉松散地堆积在胚乳内,很容易被分离出来。这部分淀粉可用于生产纯淀粉,用作绿色工艺的原料。角质胚乳中的淀粉分布在蛋白质基质中充满颗粒淀粉的细胞中。结合有蛋白质的淀粉不容易分离,不易生产淀粉。
在一些实施例中,一个实施例提供了最佳的工艺/系统,以获取适量的“游离”淀粉(以粉状胚乳的最纯的形式)并将所有其余的玉米化合物(果皮、尖顶、细纤维、玉米蛋白、胚芽和粗玉米粉)组合,用作用于最佳的干磨工艺/系统的原料,以产生最大的乙醇产量和最有价值的副产物,例如供人类食用的有机油、用于生物柴油的玉米油、用于牛、鸡、猪、鱼和家庭宠物的动物饲料等。湿磨机系统较为复杂且价格昂贵,如图10的工艺1000所示。
在一些实施例中,实施例仅分离约一半,如15磅/蒲式耳用简单的低成本改进的湿磨工艺从粉状胚乳“除去”淀粉,并用改进的干磨工艺使用剩余的玉米用作原料,以生产乙醇和更高附加值的副产物,具体将在下文描述。与典型的干磨工艺相反,干磨工艺将玉米中的所有淀粉转化为醇,且采用是技术已经有2000多年的历史。
在一些实施例中,一个实施例提供了一种新的最简单有效的方法,首先从粉状胚乳中分离“游离”淀粉,并使用剩余的玉米用作原料,用于使用改进的干磨工艺生产醇和高价值副产物,具体将在下文描述。
A)根据一些实施例的改进的湿磨工艺
如图11的方法1100所示,玉米经过五个步骤产生纯淀粉浆料,用作用于绿色工艺方法的原料。剩余的玉米用作干磨工艺的原料生产醇和副产物(如动物饲料等)。所述工艺分为五个步骤:a)浸泡/浸渍工序1600,用于将玉米软化、水化至水分含量45%以上;b)脱胚工艺200使用约12波美度的淀粉浆用作液体介质,通过使用两组不同的双脱胚旋流分离器工艺200,利用密度差异将胚芽与粗玉米粉和纤维分离;c)在用作干磨工艺的原料生产醇和有价值的副产物(如动物饲料等)之前,使用新的三段桨式筛网工艺300从粗玉米粉和纤维中洗去淀粉;d)使用具有双喷嘴式离心机的淀粉/麸质分离工艺400,从淀粉中除去麸质,并产生包括麸质粉的有价值的副产物(用作鸡饲料);和e)用10mm淀粉冲洗旋流器网和逆流冲洗装置纯化在12级10mm淀粉冲洗工艺500中纯化的淀粉浆料。
在图11中,工艺11A示出了根据一些实施例的用于生产纯淀粉、液体淀粉或纯玉米糖(例如,用于生物技术反馈)的部分工艺。工艺11B示出了根据一些实施例的用于制造乙醇的另一部分工艺。
下面将对每个步骤进行更详细的简述:
1)图11中的浸泡/浸渍工艺1600:将玉米浸泡在温度为约50℃(刚好低于淀粉凝胶温度)的100~200PPM的二氧化硫水溶液中5~60小时,从而浸泡进而软化玉米籽粒。浸泡/浸渍时间具体根据所需的淀粉产率和纯度要求确定。浸泡/浸渍时间较长能够产生较高的淀粉产率以及较高纯度淀粉。浸泡/浸渍工艺1600可以是连续或批量系统。较大的工厂或现有的湿磨工厂可使用典型的成批系统。而新的和小型工厂可以使用新的连续浸泡/浸渍系统。用于浸泡/浸渍工艺1600的工艺用水采用系统中的麸质喷嘴式离心机溢流,如图4的工艺400所示。工艺用水可在被送至浸渍罐之前加入乳酸生产培养物产生乳酸,从而加速该浸泡/浸渍工艺。
浸泡/浸渍工艺1600通常设定为逆流模式,从而最大程度地从玉米中提取/去除可溶性固体(例如玉米内部的灰分)。浸泡/浸渍玉米在10小时以内,玉米能够充分吸水,水分大于45%。所述浸泡/浸渍步骤的浸泡液体含有约8%~10%的固体,然后在步骤1106中被送至蒸发器3将所述料流浓缩至约30%~40%的干固体(DS)(干物质)的糖浆。这种糖浆含有大部分植物营养素(K+和P+),还有大量的乳酸(在DB(如在干基中)中高达10%)可用作天然有机驱虫剂,以使昆虫远离幼年植物。在步骤1107中,浓缩糖浆也可以与螺旋压榨器压得的纤维混合,然后在步骤108中在干燥器中干燥产生用作奶牛饲料的干玉米酒精糟(DDGS)。
2)图11中的脱胚工艺200在工艺1600之后进行,其可与图2的工艺200相同或类似:将水分含量约大于45%的浸泡/浸渍玉米进料到脱胚工艺200,具体如图2的工艺200所示。将浸泡/浸渍玉米进料到图2的步骤201的1“碾磨,以磨碎玉米释放淀粉,并在步骤202降至1”级罐以形成约12波美度的淀粉浆料。可以使用研磨机或辊磨机研磨玉米籽粒。将这种12波美度的淀粉浆料用作液体介质,以在两个双胚芽旋流器工艺中使胚芽漂浮,所述工艺先采用9英寸脱胚旋流器,然后是8英寸脱胚旋流器。可选地,小型工厂也可以采用6英寸旋流分离工艺(先采用6英寸A旋流分离器然后采用6英寸B旋流器)。
在步骤205中,将含有胚芽、粗玉米粉和纤维颗粒的12波美度的淀粉浆料进料至第一组双胚芽旋流器中的进行第一次胚芽/粗玉米粉分离。由于胚芽颗粒比液体轻,因此胚芽颗粒在第一胚芽(9英寸)旋流器的顶部通过溢流脱离,然后送至步骤208的胚芽脱水和冲洗,产生纯胚芽,用于随后进一步提取玉米油。仍然在步骤205,将第一(9英寸)旋流器的底流进料到第二(8英寸)旋流器。仍然在步骤205,将第二(8英寸)旋流器的溢流送回到在步骤202设定的一级罐。比液体重的粗玉米粉和纤维通过底流从第二旋流器的底部流出,随后在步骤203脱水和研磨并在步骤204送到二级罐。将含有在步骤205的第一胚芽/粗玉米粉分离过程中未被除去的残留胚芽颗粒的12波美度的淀粉浆料进料至步骤206进行第2胚芽/粗玉米粉分离,在步骤206中进行另一组双脱胚旋流工艺进行分离,以回收更多的胚芽。
在第二组双胚芽旋流器工艺中,在步骤202中,将第一胚芽旋流器的溢流循环回一级罐。在步骤204中,将自第一旋流器的底流供给到第二旋流器,将第二旋流器的溢流再循环回到二级罐。在步骤300中,将第二旋流器的底流进料至三段桨式筛网(在图3的工艺300中继续),以在将粗玉米粉/纤维送至干磨设备,以生产醇和副产物如动物饲料之前将游离淀粉从粗玉米粉/纤维中洗掉。
3)在图11的工艺1100中的工艺300处的液/固分离和冲洗:美国临时专利申请63/131,035中描述的新的三段桨式筛网通过引用并入本文,其可以用于用作脱胚工艺200底流从淀粉浆料分离粗玉米粉和纤维。这种新型桨式筛网具有三个分段的筛网:a)第一段筛网,50微米(μm)的狭缝,例如平行于流动方向的筛孔;b)第二段和第三段筛网部分,具有75微米(μm)的狭缝,例如平行于流动方向的筛孔。最后的脱胚循环的底流是含有粗玉米粉、纤维和较大固体颗粒的12波美度的淀粉浆料,在步骤300中将其进料至所述三段桨式筛网。在图4的步骤402中,麸质离心机的溢流可用作该步骤中的冲洗水。而第一段筛网流出的滤液可以供给到工艺400中用于淀粉/麸质分离。第二和第三段筛网流出的滤液可在步骤201中被进料到一级罐中,以与步骤201磨碎的玉米混合,从而在步骤201中在一级罐中形成12波美度的淀粉浆料。
4)图11的湿磨工艺1100包括图4的淀粉/麸质分离工艺400:在工艺300中从三段桨式筛网的第一次过滤得到的12波美度的淀粉浆料被送至工艺400中的淀粉/麸质分离。在步骤401中,将12波美度的淀粉浆送至一级离心机,
以在图4的工艺400中的淀粉/麸质分离工艺400中将麸质与淀粉分离。
在步骤401,淀粉浆料(约22波美度)以重相的形式从主喷嘴式离心机中流出。在步骤401中,自图11的工艺500中的第一阶段淀粉冲洗的冲洗水从主喷嘴式离心机的底部供给,用作在步骤401中的主离心机的中间转筒的外边缘处的替换冲洗水,以在淀粉以重相形式从步骤401中的主喷嘴式离心机的喷嘴中出来之前,将淀粉中的麸质冲洗掉。在步骤401,比淀粉轻的麸质将以轻相形式从一级离心机的顶部出来。然后在步骤402中将其进料至麸质增稠离心机中,以进一步将浆料浓缩至超过30%体积的麸质用作底流。
在步骤402中,清洁的工艺用水以轻相的形式从麸质喷嘴式离心机的顶部出来。清洁水用作在工艺200中的用于脱胚的工艺水、在工艺300中的粗玉米粉和纤维的分离和清洗、以及在工艺1600中的用于浸泡/浸渍的浸泡水。将步骤402中的麸质浓缩离心机的底流送至真空鼓式过滤器,以进一步使麸质脱水,产生约40%干固体(DS)的麸质滤饼。将所述滤饼进一步在干燥器中干燥以产生麸质粉,可以用作鸡饲料。
5)图11中的工艺1100的淀粉冲洗工艺500,其可以与图5中进一步更详细描述的相同或相似。一级离心机底流的约20-22波美度的淀粉浆料与来自多级(通常12级)10mm淀粉冲洗旋流器网的二级的溢流混合。然后将浆料进料至一级10mm淀粉冲洗旋流器网,进行稀释冲洗,并通过用逆流冲洗装置从淀粉浆料中除去可溶性和不溶性蛋白质,以分离和纯化淀粉浆料。淀粉浆料从一级向下游流动到二级,然后继续到三级,如此类推,直至其最后(12)级淀粉冲洗旋流器底流具有基于干物质小于0.35%蛋白质的纯23波美度的淀粉浆料流出。用作冲洗水的清洁水进入最后一级(12级),然后向上游流动进行自12级到11级的稀释冲洗/分离。然后,水继续逆流流动到10级,如此类推,直到从一级淀粉冲洗旋流器溢流中流出来,其将在工艺400的淀粉/麸质分离中用作一级离心机中的冲洗水(具体如图4所述)。
淀粉浆料流经纤维冲洗工艺300、麸质/淀粉分离工艺400和淀粉冲洗工艺500,从而使淀粉产率和纯度最大化。若对淀粉浆料中的这种高淀粉产率和纯度没有要求时,可以省略一些淀粉纯化步骤,以满足任何特定绿色技术工艺的淀粉纯度规格。
在图11的工艺300中,液/固分离所得的固相含有的淀粉比玉米少得多。这可以考虑将所得固相用作醇生产的原料。重要的是,除去前端(在发酵之前和液化期间)中的纤维和胚芽,以在啤酒中产生高酒精含量。
在图11的工艺300中,液/固分离的固相(粗玉米粉和纤维)可以在步骤101进入浆料罐之前,在步骤1114经过另一个任选的粒度减小,随后在步骤102经过喷射式蒸煮器和在步骤103经过液化罐1(高于26波美度),从而液化淀粉。然后将浆料进料至步骤701中的液/固分离步骤,将固体(粗玉米粉和纤维)与液体(液化淀粉)分离。在步骤701中来自液/固分离的固体(粗玉米粉和纤维)在步骤604中被送至液化罐2(低于5波美度),以进一步在低得多的波美度浆料中液化淀粉。之后在步骤605处的液体/固体分离,然后在步骤606进行研磨,以进一步破碎固体(粗玉米粉)。然后在步骤702中将浆料供给至液/固分离和冲洗步骤。
在发酵前用蒸煮水将任何淀粉/粗玉米粉/蛋白质从纤维上洗去,以产生纯纤维。冲洗后的纤维随后在步骤1107中进行筛网挤压,以产生43%的干固体(DS)滤饼。然后在步骤1106中与蒸发器所得的糖浆混合,并在步骤108中加入干燥器产生干玉米酒精糟(DDGS)。工艺1600浸泡/浸渍的采用的浸泡液体主要含有玉米内部的可溶性固体。在步骤1106中将其送到蒸发器3中,将液体浓缩到30%~40%干固体(DS)糖浆,然后将其与纤维混合,产生干玉米酒精糟(DDGS)。
根据一些实施例,以上将两个液化罐分离为在步骤103处的高波美度(>26波美度)液化和在步骤604处的低波美度(<5波美度)液化,在步骤701采用具有新的三段桨式筛网,具有高速冲洗能力。第一段筛网可以是75μm(可以是50~200μm,取决于油和醇的产率),其中筛缝平行于流动方向。第二段和第三段筛网可以是200μm(100~600μm,取决于所需的油和醇),其中筛缝筛孔平行于流体流动方向。第一筛网段的滤液可在步骤104送至发酵步骤。在图11的步骤101中,第二段和第三段筛网的滤液(冲洗液)可以再循环回到浆料罐。在步骤702中,三段桨式筛网的液体可以用作冲洗水,以洗去任何胚芽和粗玉米粉以及小于200μm的细纤维颗粒。含有中等尺寸固体颗粒的滤液被再循环回到浆料罐。
在步骤104发酵后,接着在步骤105蒸馏,将全酒糟在步骤1130送至喷嘴式离心机,以将油与蛋白质分离。油料流用作轻相从澄清器中流出,用于生物柴油生产的原料。在步骤1130中,蛋白质料流用作重相从澄清器中流出,然后在步骤1140被送至蛋白质倾析器进行脱水,从而产生酵母蛋白质湿滤饼。在步骤1120中,在环式干燥器中进一步干燥滤饼,以生产家庭宠物和养鱼场使用的高级蛋白质。在步骤1140中,蛋白质倾析器的料流出的溢流用作回流再循环。
B)改进的干磨工艺
如图14和表1所示,在玉米籽粒内有约34磅/蒲式耳淀粉。粉状胚乳中的淀粉是“游离”淀粉,松散地填充在玉米籽粒内部,并且非常容易分离,成为“游离”纯淀粉颗粒。因此,当从玉米籽粒中释放出“游离”淀粉时,本发明中公开的“游离”淀粉被称为“游离淀粉”或“自由淀粉”。
角质胚乳中的淀粉是蛋白质基质(称为粗玉米粉)中的淀粉颗粒形式,其不容易被破碎而释放淀粉。本发明的一个目的是提供一种简单且有效的方式,来从粉状胚乳(例如,游离淀粉)中分离淀粉,并且生产用于生物技术工艺的更纯形式的玉米糖。然后将所有剩余的玉米籽粒组分(果皮、尖顶、胚芽和粗玉米粉)用作改进的干磨工艺的原料,以产生最大的醇产率和高价值的副产物(油和动物饲料)。因此,当其被称为游离淀粉或自由淀粉时,此类淀粉主要或多于大部分(例如,大于50%、75%或99%)最初包含在玉米的粉状胚乳中。
如图15所示,曲线图1-1显示了在锤磨后具有不同筛目尺寸的玉米颗粒尺寸分布。该图显示了大约50%的玉米粉大于500微米(μm),并且大部分是果皮、尖顶、胚芽和粗玉米粉。
参考图16,曲线图1-2显示了美国干磨工厂的玉米粉的平均粒径。该图显示了约10%的玉米粉的粒度小于125微米(μm),20%的玉米粉的粒度小于240微米(μm),30%的玉米粉的粒度小于375微米(μm),40%的玉米粉的粒度小于500微米(μm)。这些小颗粒主要是来自粉状胚乳和角质胚乳的淀粉。
这些小的玉米粉颗粒中的蛋白质的百分比如图17,曲线图1-3所示。这表明较小的颗粒是从含有较低蛋白质的粉状胚乳的淀粉,因此,可以从粉状胚乳分离和生产“游离淀粉”或自由淀粉。这种“游离”淀粉的产率和纯度(蛋白质%)可以通过在图7的步骤703中的分离中使用的筛孔大小来控制。任何筛分方法,例如振动筛,都可以用于该筛分步骤。小于筛孔的颗粒在步骤703中通过筛网,以在步骤704中液化并在步骤705中糖化,从而产生玉米糖浆。然后在步骤706将生产的玉米糖浆送至浆料离心机分离所有的油/胚芽用作轻(浆料)相,然后在步骤707通过预涂层鼓式过滤器除去所有细的固体,并产生用于生物技术工艺的清洁纯玉米糖浆。
在一些实施例中,将较大颗粒研磨一次或多次,以增加纯淀粉收率或改善纯淀粉纯度。可以使用任何固体粒径减小器,例如辊磨机或针磨机。在步骤703中,较大的颗粒停留在筛网的顶部,并且可以用作改进的干磨工艺的原料,从而产生各种副产物。
以下是根据一些实施例,对干磨工艺的一些改进。
1)图7的工艺700:发酵前除去纤维的改进的干磨工艺。
步骤703所得的筛分的较大固体颗粒与步骤701中的液/固分离的滤液一起被送至步骤101中的浆料罐,其用作蒸煮水用作液化工艺的起始点,随后在步骤102中采用喷射式蒸煮器处理,在步骤103中进行液化1,以在较高温度(高于110℃)和较高波美度的浆料下液化大部分淀粉。在步骤701中,将含有粗玉米粉、胚芽和纤维的高波美度的液化淀粉浆料送至液/固分离和冲洗步骤。新的三段桨叶筛选用于将含有较小的粗玉米粉和胚芽颗粒(取决于在所述桨式筛网上使用的筛选尺寸)的高波美度的液化淀粉浆料与第一段筛网分离,并在步骤104处送至发酵。在步骤604中,液化2的溢流可用作三段桨式筛网的第二和第三段筛网的冲洗水,从而从固体颗粒(粗玉米粉、胚芽和纤维)上洗去液化淀粉。
在图7中,工艺700A示出了根据一些实施例的用于生产纯淀粉、液体淀粉或纯玉米糖(例如,用于生物技术反馈)的部分工艺。工艺700B示出了根据一些实施例的用于制造乙醇的另一部分工艺。
在步骤604中,输出物是湿的冲洗的滤饼,送至液化2。固体将继续在低波美度(例如,小于5波美度)的料浆中浸泡/蒸煮,以进一步软化粗玉米粉和胚芽颗粒。之后在步骤605中的液体/固体分离和脱水,然后在步骤606中的粒度减小研磨,以破碎粗玉米粉和胚芽颗粒,从而释放更多的淀粉和油。之后在步骤702中的液/固分离和冲洗,以产生约3磅/蒲式耳收率的纯纤维(小于3%淀粉、小于4%油和小于15%蛋白质)。这种纯纤维是用于二级醇生产和造纸工业使用的理想原料。在步骤708中还可以接着采用螺旋压榨器挤压,以产生43%的干固体(DS)滤饼。在步骤110中,可以将滤饼与脱油糖浆混合,然后在步骤108中用干燥器干燥,以根据市场需求生产20%~30%的脂肪蛋白牛饲料。步骤106的倾析器中的高蛋白滤饼可以全部或部分在步骤108加入干燥器中,以将干玉米酒精糟(DDGS)中的脂肪蛋白增加高达30%。
在步骤104发酵和步骤105蒸馏之后,将全酒糟送至步骤106的倾析器以除去固体(主要是蛋白质和细纤维)。将溢流(步骤106中来自倾析器的稀酒糟)送去在步骤107中蒸发,以将流体浓缩至30-35%干固体(DS)糖浆,随后在步骤110中回收油,以回收用于生物柴油生产的油。步骤110的油回收中的油回收发生在发酵之后,并且颜色较深且脂肪酸含量高(高达10%),并且不能理想地供人类食用。如果油用于供人类食用,则应在发酵前回收油,如下所述。2)图6的工艺600:在发酵前除去纤维和胚芽的改进的干磨工艺
在步骤109中的锤式粉碎机之后,将玉米粉送至步骤703中的筛孔分离,以将细固体颗粒(主要是粉状胚乳的淀粉)与粗固体(主要是胚芽、粗玉米粉和纤维)分离。在步骤704中,细固体部分进行液化,在步骤705中进行糖化,从而产生玉米糖浆。然后在步骤706将其送至浆料离心机,以分离任何油/胚芽用作轻相浆料。在步骤707中,轻相浆料通过预涂层鼓式过滤器,以除去任何细小固体并产生用于生物技术工艺的清洁纯玉米糖浆。
在步骤703中,来自筛网分离的较大固体颗粒被送至步骤101中的浆料罐,而自步骤701中得到的液/固分离的滤液用作蒸煮水开始液化。在步骤102中的喷射式蒸煮器和在步骤103中的液化1用于在较高温度(110℃以上)和较高波美度浆料下液化大部分淀粉。在步骤609中,将含有粗玉米粉、胚芽和纤维的高波美度的液化淀粉浆料送至脱胚(如图12所示),以使用液化淀粉浆料用作液体介质,通过密度差将胚芽与粗玉米粉和纤维分离。两级双胚芽旋流器可用于所述脱胚工艺。9英寸旋流器之后可以采用8英寸或6英寸旋流器A旋流器,之后是6英寸B旋流器,都是工业中通常使用的。
图12的工艺1200:在步骤1205中,将含有胚芽、粗玉米粉和纤维颗粒的液化淀粉浆料泵送至第一组双胚芽旋流器,从而通过密度差将胚芽与粗玉米粉和纤维分离。比液化淀粉浆轻的胚芽颗粒将以轻相的形式从第一胚芽旋流器的顶部流出。然后在步骤1208中冲洗胚芽并脱水,从而产生用于玉米油生产的胚芽。
在步骤1206中,比液化淀粉浆重的粗玉米粉和纤维颗粒从第二组双胚芽旋流器的底部流出。然后在步骤1203中对粗玉米粉和纤维进行第二次研磨,以破碎粗玉米粉(角质胚乳),从而释放更多的淀粉。然后在步骤1204中,将研磨的粗玉米粉和纤维送到二级罐。在步骤1206中,将步骤1204中二级罐的含有破碎粗玉米粉的重质液化淀粉浆料进料至第二组双胚芽旋流器。自第一脱胚旋流器的轻相含有未从第一组双胚芽旋流器中回收的含有任何胚芽颗粒的液化淀粉浆料,并循环回一级罐。第二胚芽旋流器底部的重相被排出到工艺300(新的三段桨式筛网)的液/固分离中,将细颗粒(小于50微米(μm))淀粉和麸质与较大颗粒(粗玉米粉和纤维)分离。在步骤1204中,将含有液化淀粉的细颗粒料流被再循环回到二级罐。在三段桨式筛网中用作冲洗水的逆流用于从第二和第三段筛网中的粗玉米粉和纤维颗粒中洗去液化淀粉。在步骤1202中,将冲洗液再循环回到一级罐。
在步骤604中,工艺300中的三段桨式筛网的冲洗过的粗玉米粉和纤维颗粒被送至进行低波美度液化2,继续浸泡/蒸煮从而软化粗玉米粉。所述脱胚操作可以在图6的步骤103的高波美度液化1之后进行,或者在步骤103的高波美度液化1和步骤604的低波美度液化2之间进行,或者在步骤604的低波美度液化2之后进行。
在步骤604中,液化2的软化粗玉米粉与低波美度液化淀粉浆料一起在步骤605中被供给到液/固分离中进行脱水,随后在步骤606中研磨以破碎粗玉米粉颗粒,从而释放更多的淀粉。然后将浆料送至液/固分离并在步骤702冲洗,以产生纯的纤维,用作用于二级醇生产和造纸工业用途的原料,或送至步骤708的筛网压机进行脱水。然后在步骤107中与蒸发器得到的糖浆混合,并在步骤108中送至干燥器生产用于奶牛饲料的低蛋白干玉米酒精糟(DDGS)。
将步骤104发酵和步骤105蒸馏后的全酒糟送至步骤106的倾析器中,以回收高蛋白粉。在图6的步骤609中,脱胚工艺1200的胚芽可以通过将步骤607的螺旋压榨器和步骤608的溶剂提取结合起来而进一步提取油。油质更好(色泽浅,游离脂肪酸低)。油的产率可高达1.6磅/蒲式耳,但胚芽蛋白由于油提取所用的高温(超过1000°F)而变性,导致产品的营养价值降低。乙醇可以用作溶剂,并且可以使用极高剪切的装置,例如Supraton,来破坏油细胞蛋白质壁,以产生具有高油产率(高达1.41磅/蒲式耳)的优质油,以及用于养鱼场的高价值的胚芽蛋白质粉。
3)图8的工艺800示出了根据一些实施例的改进干磨工艺,是在步骤104发酵之前去除纤
维和有机油
在步骤109中的锤式粉碎机之后,将玉米粉送至步骤703中的筛孔分离,以将细固体(主要是粉状胚乳的淀粉)与粗固体(主要是胚芽、粗玉米粉和纤维)分离。将细固体部分送至在步骤704液化,和在步骤705糖化以产生玉米糖浆,然后送去在步骤706的浆料离心机,以分离所有的油/胚芽轻(浆料)相。接着在步骤707中进行预涂覆鼓式过滤器,以除去任何细小固体,从而产生用于生物技术工艺的清洁的纯玉米糖浆。步骤703中的筛分的较大固体颗粒与步骤702中的液/固分离的滤液一起被送至步骤101中的浆料罐中用作蒸煮水,通过随后的步骤102中的喷射式蒸煮器和步骤103中的液化1开始液化步骤,以在较高温度(高于110℃)和较高波美度的浆料下液化大部分淀粉。
在步骤701中,将含有粗玉米粉、胚芽和纤维颗粒的高波美度的液化淀粉浆料送至液/固分离和冲洗步骤。在步骤604,使用具有小筛孔(例如,100微米(μm)(可以是50~400微米(μm)))的新的三段桨式筛网分离和冲洗任何较大的固体颗粒(粗玉米粉、胚芽和纤维)至低波美度液化2。进一步浸泡/蒸煮粗玉米粉、胚芽和纤维颗粒,将变得更软且更容易破碎。在步骤604中在液化2中浸泡/蒸煮之后,粗玉米粉和胚芽颗粒被送至步骤605中的液体/固体分离进行脱水。接着在步骤606进行研磨,以进一步破碎粗玉米粉和胚芽颗粒,从而释放淀粉和油。在步骤702中,破碎的胚芽和粗玉米粉被送到其它液体固体分离和冲洗,以产生用于二级醇生产或造纸工业用途的纯纤维,或在步骤708中通过螺旋压榨器进一步脱水。然后,在步骤107中与蒸发器得到的糖浆混合,以在步骤108中的干燥器之后产生低浓度干玉米酒精糟(DDGS)。在用作湿纤维滤饼之前,使用蒸煮水将三段桨式筛网设备的第二和第三段筛网中冲洗掉纤维上的液化淀粉。
在步骤604中,将第二和第三段筛网的滤液再循环回到液化2。在步骤101中,将第一段筛网的含有小胚芽和粗玉米粉的滤液送至浆料罐。在被送至发酵之前,高波美度液化淀粉(在步骤701中第一段桨式筛网的滤液)被送至步骤801中的浆料离心机以除去浆料(油/胚芽/蛋白相)。
将在步骤104发酵和在步骤105蒸馏后的全酒糟送至步骤106的倾析器,以生产用于动物饲料的高蛋白滤饼,并将一部分与纤维混合形成高蛋白湿玉米酒精糟(WDGS)或干玉米酒精糟(DDGS)。将步骤106的倾析器的溢流送到步骤107的蒸发器中,浓缩至30~35%干固体(DS)糖浆,并与步骤708的螺旋压榨器产生的纤维混合,从而生产干玉米酒精糟(DDGS)。在步骤106中,倾析器的溢流回流。
步骤801和步骤706的浆料离心机的浆料被送到步骤802的高剪切研磨装置,例如Supraton,以进一步破坏胚芽中的油细胞壁,从而释放更多的油。在步骤803中,将胚芽(胚芽蛋白)和油的破碎进料至三相倾析器中,以进行油/胚芽蛋白分离并产生“有机”油,用作用于人类食用的轻相。在步骤104中,用作倾析器的重相的胚芽蛋白被送至发酵。在步骤803中,可以将无毒溶剂如己烷、丁醇甚至乙醇加入到倾析器中,以提高油产率,但这会增加对更多设备(溶剂回收系统)成本的需求。如果使用乙醇,溶剂回收系统可以是蒸馏系统的一部分,从而也节省了设备成本和操作成本。
4)图9的工艺900示出了根据一些实施例的改进的干磨工艺,其产生用于生物技术工艺的纯玉米糖浆,以及除去发酵前产生的纯纤维和有机油,并从发酵后工艺产生有价值的动物饲料产品
在步骤109的锤式粉碎机之后,将玉米粉进料至步骤703的筛网分离,从而将细固体,主要是粉状胚乳的淀粉,与粗固体分离,粗固体主要是胚芽、粗玉米粉和纤维。
将细固体部分送去在步骤704液化和在步骤705糖化,以产生玉米糖浆。然后在步骤706将其送至浆料离心机,以分离胚芽中的油用作轻(浆料)相,随后在步骤707通过预涂覆鼓式过滤器以除去任何细小固体,并产生可用于生物技术工艺的清洁的纯玉米糖浆。步骤703中的筛分的较大固体颗粒与步骤702中的液/固分离的滤液一起被送至步骤101中的浆料罐中用作蒸煮水,通过随后的步骤102中的喷射式蒸煮器和步骤103中的液化1开始液化步骤,以在较高温度(高于110℃)和较高波美度的浆料下液化大部分淀粉。在步骤701中,将含有粗玉米粉、胚芽和纤维颗粒的高波美度的液化淀粉浆料送至液/固分离和冲洗步骤。在步骤604中,具有小筛孔(例如100微米(μm)(可以是50~400μm))的三段桨式筛网从低波美度液化2中分离和冲洗掉任何较大的固体颗粒(例如粗玉米粉、胚芽和纤维)。分离的粗玉米粉、胚芽和纤维颗粒进一步被浸泡和蒸煮,以变得更软且更容易破碎。在步骤604中,在液化2中浸泡和蒸煮之后,将粗玉米粉和胚芽颗粒送至步骤605中的液/固分离以脱水,然后在步骤606中研磨,以进一步破碎粗玉米粉和胚芽颗粒,从而释放淀粉和油。
在步骤702中,将破碎的胚芽和粗玉米粉颗粒送至液/固分离和冲洗,用以制备用于二级醇生产或用于造纸工业的纯纤维。在步骤708中,这些胚芽和粗玉米粉颗粒可以通过螺旋压榨器进一步脱水,从而在步骤108中的干燥器之后产生低脂肪蛋白的干玉米酒精糟(DDGS)。
在用作湿纤维滤饼之前,使用蒸煮水将三段桨式筛网的第二和第三段筛网中冲洗掉纤维上的液化淀粉。在步骤604中,将第二和第三段筛网的滤液再循环回到液化2。在步骤101中,将第一段筛网的含有小胚芽和粗玉米粉的滤液送至浆料罐。在被送至发酵之前,高波美度液化淀粉(在步骤701中第一段桨式筛网的滤液)被送至步骤801中的浆料离心机,以除去浆料(油/胚芽/蛋白相)。
步骤801和步骤706的浆料离心机的浆料被送到步骤802的高剪切研磨装置,例如Supraton,进一步破坏胚芽颗粒中的油细胞壁,从而释放更多的油。在步骤803中,将含有胚芽蛋白和油的破碎的胚芽颗粒加入到两相/三相倾析器中,以进行油/胚芽蛋白分离,并产生“有机”油用作供人类食用的轻相。将用作步骤803中的倾析器析出的重相的胚芽蛋白在步骤104中送去发酵。在步骤803中,可以将无毒溶剂如己烷、丁醇甚至乙醇加入到倾析器中,以提高油产率,但会增加对更多设备(溶剂回收系统)成本的需求。如果使用乙醇,溶剂回收系统可以是蒸馏工艺的一部分,以节省设备成本。
在步骤104发酵和步骤105蒸馏之后,将全酒糟送至步骤901的液/固分离,以分离所有较大的粗玉米粉和胚芽颗粒,并在送至步骤902的研磨之前使浆料脱水。步骤606和902的研磨的进一步破碎的胚芽和粗玉米粉颗粒,加上逆凝固料流,送至步骤702的液/固分离和冲洗步骤,并在步骤101再循环回到浆料罐,以增加油和醇的产率。将步骤901中来自液/固分离的滤液送至步骤903的倾析器中,以产生高蛋白质粗粉湿滤饼,随后在步骤109中进行干燥,以产生用于鸡和猪饲料的麸质粉。将步骤903的倾析器的溢流送到步骤904的喷嘴式离心机中,分离用作轻相的富油料流和重相的富蛋白质物流。在步骤906将富含蛋白质的重相送至蛋白质倾析器,以产生高价值酵母/胚芽蛋白质湿滤饼,随后在步骤907经过环式干燥器,以产生用于家庭宠物食品和养鱼场食品的高价值HP50蛋白质粉。在步骤906,倾析器的溢流回流。在步骤904中,来自喷嘴式离心机的富油轻相被送至步骤107中的蒸发器1,以将液体浓缩至30~35%干固体(DS)糖浆。为了回收油,在步骤908将该30%干固体(DS)糖浆送去富集糖浆,以通过添加产生乳酸的益生菌培养物,例如植物乳杆菌ZJ316、食淀粉乳杆菌、发酵乳杆菌或粘膜乳杆菌,将残留的糖转化为乳酸。这种二次发酵可以产生高达20%(以干基计)的乳酸和109CFU益生菌单位。
在步骤905中,通过低温真空蒸发器2,可以将这种浓缩的糖浆浓缩到85%干固体(DS)糖浆,从而避免可能破坏糖浆内营养价值的高温。或者,可以使用废热回收系统(未示出)从干燥器中回收10个废热,以帮助将糖浆蒸发至85%的干固体(DS)。这种高浓度糖浆也可以绕过干燥器,并加入到超干饲料中,以保持饲料产品中10%的水分。这种85%的干固体(DS)的浓缩糖浆还可用作动物食品补充剂或动物婴儿奶,或用作益生菌颗粒饲料生产中的粘合剂。这种糖浆可加入到动物饮用水配方中。
上述改进的干磨工艺是使用较大的粗玉米粉、胚芽和纤维颗粒用作原料,以生产用于动物饲料的醇和一些副产物的许多可能方式的实例。具体工艺的选择取决于所需的纯淀粉的质量和数量,加上所需的醇产率和质量以及副产物的质量。
在步骤606和902中,许多粒径减小器装置可用于研磨,例如研磨机(剪切力和切割混合);辊磨机(低能量且无切割);针磨机(无切割,但有冲击力以破碎颗粒);或Supraton(高强度剪切研磨)。装置的选取具体根据所需的副产物的质量和数量,以及所需的醇产率进行决定。
具有高速冲洗的三段桨式筛网,应该用于步骤605的液体/固体分离和步骤701、702和901的粒度分离和冲洗。筛网的三段可以具有不同筛网尺寸的筛孔,及不同的筛网设计和取向(楔形金属丝槽的开口垂直或平行,圆孔筛片,或金属丝筛网等)。因此,该装置可以用于通过固体形状和尺寸进行非常有效的固体分级。例如,该装置可以用楔形线分离细纤维和胚芽颗粒,楔形线具有平行于流体流动的狭槽筛孔,用以筛分细的长纤维颗粒。该装置还提供了极高的速率>1的冲洗液/固比;更换清洗加上容易选择清洗液源的位置。
5)图13的工艺1300说明使用部分脱壳糙米来生产供人类食用的乙醇和纯淀粉、有机油、大米蛋白和酵母蛋白
在步骤1301中,将米粒原料进行部分脱壳,以部分脱壳米粒。在该步骤中,未能完全移除外壳。一些外壳可以与含有淀粉的谷物一起留下。将移除的外壳用作燃料源送到锅炉中。
淀粉和剩余的外壳颗粒在步骤1302被送至糠麸和胚芽分离,以进行糠麸和胚芽分离。糠麸和胚芽分别是含蛋白质和油的部分。为了生产纯淀粉,需要除去含蛋白质和油的部分。在步骤1306中,将不含蛋白质和油的淀粉送至锤式粉碎机。然后将碾磨的大米淀粉送至步骤704进行液化,然后送至步骤705进行糖化,然后送至步骤1303以去除纯淀粉,用于生物技术应用。在步骤1302分离的糠麸和胚芽与步骤1303的细纤维结合,然后送到步骤109进行碾磨。在步骤109中,将在锤式粉碎机中粉碎的米粉送到步骤101的浆料罐中,然后在步骤103中液化。在步骤103液化1之后,将浆料送至步骤701。在步骤701中,还需要回流。
在步骤801中,将分离的含油和含蛋白质部分送至浆料离心机,以分离任何油/胚芽用作轻(浆料)相,随后在步骤802中进行预涂鼓式过滤器,以除去任何细小固体。
在步骤803中,将含蛋白质和油的颗粒进料至两相/三相倾析器中,以将油与蛋白质分离,并产生“有机”油以轻相的形式供人类食用。胚芽蛋白在步骤803以重相的形式从倾析器中分离,然后在步骤804送至进行蛋白质纯化。在除去纯蛋白质之后,将液体料流送到步骤104的发酵。在步骤104发酵后,将乙醇送至步骤105进行蒸馏从而回收。在步骤1304中,将蒸馏所得的酒糟送至酵母浓缩器。在步骤1305中,对浓缩酵母进行脱水,回收有机酵母供人类食用。废水可作回流之用。无毒溶剂,如己烷、丁醇、甚至乙醇,可任选地在步骤802进料到倾析器中,以提高油收率,但需要更多的设备(溶剂回收系统)。如果使用乙醇,溶剂回收系统可以是乙醇蒸馏工艺的一部分,以节省设备和操作成本。这一步骤可产生用于生物技术工艺的清洁的纯玉米糖浆。在步骤701中,来自筛网分离的较大固体颗粒被送至步骤101中的浆料罐,而自步骤702中得到的液/固分离的滤液。在步骤701中,将含有粗玉米粉、胚芽和纤维颗粒的高波美度的液化淀粉浆料送至液/固分离和冲洗步骤。
在第一部分中具有小筛孔(例如100微米(μm)(可以是50~400μm))的三段桨式筛网,应该用于分离和冲洗任何较大的固体颗粒(粗玉米粉、胚芽和纤维)。在步骤604中,可以将这些颗粒加入到低波美度液化2中。粗玉米粉、胚芽和纤维颗粒的进一步浸泡和蒸煮,会使它们变得更柔软且更容易破碎。在步骤604中,在液化2中浸泡和蒸煮之后,将粗玉米粉和胚芽颗粒送至步骤605中的液/固分离以进行脱水,然后在步骤606中研磨,以进一步破碎粗玉米粉和胚芽颗粒,从而释放淀粉和油。在步骤702中,将破碎的胚芽和粗玉米粉送到其他液体固体分离和冲洗。在步骤107中,破碎的颗粒经蒸发器蒸发之后与料流合并,然后在步骤108中被送到干燥器中,以生产干玉米酒精糟(DDGS)。在用作湿纤维滤饼之前,使用蒸煮水将三段桨式筛网设备的第二和第三段筛网中冲洗掉纤维上的液化淀粉。在步骤604中,将第二和第三段筛网的滤液再循环回到液化2。在步骤101中,将第一段筛网的含有小胚芽和粗玉米粉的滤液送至浆料罐。在被送至发酵之前,高波美度液化淀粉(在步骤701中第一段桨式筛网的滤液)被送至步骤801中的浆料离心机以除去浆料(油/胚芽/蛋白相)。
步骤801和步骤706的浆料离心机的浆料被送到步骤802的高剪切研磨装置,例如Supraton,以进一步破坏胚芽中的油细胞壁,从而释放更多的油。如上所述,本发明可应用于所有类型的谷物,如高粱、小麦、大麦、小米和大米等。
在操作中,将玉米研磨、按尺寸分离、液化、糖化、分离浆料相、以及使用预涂鼓式过滤器过滤,以产生纯淀粉用作生物技术工艺的原料。
使用时,将纯淀粉进一步加工,用作原料在生物技术工艺中使用。
已经根据结合了细节的特定实施例描述了本发明,以便于理解本发明的构造和操作的原理。本申请中对具体实施例及其细节的这种引用并不旨在限制所附权利要求的范围。对于本领域技术人员显而易见的是,在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以在选择用于说明的实施例中进行其它各种修改。
Claims (23)
1.一种主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,所述玉米的粉状胚乳部分用作干磨工厂中生物技术工艺的原料,其特征在于,包含以下步骤:
a)通过使用粒径减小装置减小玉米原料的颗粒尺寸来生产玉米粉;
b)将所述玉米粉筛选并分离成小颗粒部分和大颗粒部分,其中所述小颗粒部分含有主要来自所述玉米的粉状胚乳部分的游离淀粉,其中所述小颗粒部分具有小于250微米的大多数颗粒尺寸;
c)通过液化和糖化所述小颗粒部分产生高波美度(大于26波美度)玉米糖浆;
d)通过使用浆料离心机从所述高波美度玉米糖浆中去除浆料相,其中所述浆料相含有油、胚芽和轻质固体的混合物;以及
e)通过使用预涂鼓式过滤器除去任何细小固体,以产生用于生物技术工艺的清洁玉米糖浆或淀粉,其在所述清洁玉米糖浆或淀粉中具有小于0.35%的蛋白质。
2.根据权利要求1所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中所述粒径减小装置包括锤式粉碎机。
3.根据权利要求1所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中所述大颗粒部分包含来自角质胚乳的胚芽果皮和尖顶。
4.根据权利要求1所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中进一步包括通过使用所述大颗粒部分生产醇和副产物,所述副产物包括油和动物饲料。
5.根据权利要求1所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中进一步包括通过高波美度(大于26波美度)液化罐和低波美度(小于5波美度)液化罐处理所述大颗粒部分。
6.根据权利要求5所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中所述高波美度液化罐提供预选量的液化淀粉,以在啤酒中产生预定的醇浓度。
7.根据权利要求5所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中进一步为所述角质胚乳中的胚芽和粗玉米粉颗粒提供在所述低波美度液化罐中的低波美度浆料中浸泡和蒸煮的环境,使得所述胚芽和粗玉米粉颗粒变得软化并且更易于破碎,以释放低波美度的液化淀粉和油。
8.根据权利要求7所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中进一步包括将具有软化的所述胚芽和粗玉米粉颗粒的所述低波美度液化淀粉送至第二粒径减小装置,以破碎和释放更多的淀粉和油,从而形成第二低波美度液化淀粉浆料。
9.根据权利要求8所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中进一步包括通过将所述第二低波美度液化淀粉浆料送至三段桨式筛网,以除去具有果皮和尖顶的较大纤维,并洗去附着于所述纤维的小胚芽和粗玉米粉颗粒以及液化淀粉,从而生产具有小于15%蛋白质、小于3%淀粉和小于4%油的纯纤维。
10.根据权利要求1所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中进一步包括在液化中回收胚芽,使用液化淀粉浆料用作液体介质,以通过两级双胚芽旋流器分离系统中的密度差,将含有粗玉米粉的轻相胚芽与具有纤维的重相分离。
11.根据权利要求1所述的由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中进一步包括在干燥器中干燥所述胚芽,通过使用螺旋压榨器压榨所述胚芽,并进行所述胚芽的溶剂提取,以产生用于人类食用的有机油。
12.根据权利要求1所述的由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中使用50~500微米的筛网尺寸将所述小颗粒部分与所述大颗粒部分分离。
13.根据权利要求1所述的由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中所述小颗粒部分小于来自所述粒径减小装置的总玉米粉的30%。
14.一种主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,所述玉米的粉状胚乳部分用作干磨工厂中生物技术工艺的原料,其特征在于,包含以下步骤:
a)通过使用第一粒径减小装置减小玉米原料的颗粒尺寸来生产玉米粉;
b)将所述玉米粉筛选并分离成第一小颗粒部分和第一大颗粒部分,其中所述第一小颗粒部分含有主要来自所述玉米的粉状胚乳部分的游离淀粉,并且其中所述第一大颗粒部分具有大于500微米的大多数颗粒尺寸;
c)通过第二粒径减小装置将所述第一小颗粒部分的颗粒进一步减小成第二小颗粒部分和第二大颗粒部分;
d)从所述第二大颗粒部分中筛分和分离所述第二小颗粒部分;
e)通过液化和糖化所述第二小颗粒部分产生高波美度(大于26波美度)玉米糖浆:
f)通过使用浆料离心机从所述高波美度玉米糖浆中去除浆料相,其中所述浆料相含有油、胚芽和轻质固体的混合物;以及
g)通过使用预涂鼓式过滤器除去任何细小固体,以产生用于生物技术工艺的清洁玉米糖浆或淀粉,其在所述清洁玉米糖浆或淀粉中具有小于3%的蛋白质。
15.根据权利要求14所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中所述第一粒径减小装置包括锤式粉碎机。
16.根据权利要求15所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中所述锤式粉碎机具有4/64英寸孔和12/63英寸孔之间的范围内的筛网尺寸。
17.根据权利要求14所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中所述第二粒径减小装置包括针磨机。
18.根据权利要求14所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中所述第一大颗粒部分包含来自角质胚乳的胚芽果皮和尖顶。
19.根据权利要求14所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中所述第二小颗粒部分包含来自所述游离淀粉的进一步精制游离淀粉。
20.根据权利要求14所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中进一步包括通过使用所述第一大颗粒部分、所述第二大颗粒部分或两者来生产醇和副产物,所述副产物包括油和动物饲料。
21.根据权利要求14所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中进一步包括通过高波美度(大于26波美度)液化罐和低波美度(小于5波美度)液化罐处理所述大颗粒部分。
22.根据权利要求21所述的主要由玉米的粉状胚乳部分生产纯淀粉或玉米糖浆的方法,其特征在于,其中所述高波美度液化罐提供预选量的液化淀粉,以在啤酒中产生预定的醇浓度。
23.一种在干磨工厂中从玉米的粉状胚乳生产纯淀粉的方法,其特征在于,包含以下步骤:
a)通过使用粒径减小装置减小玉米原料的颗粒尺寸来生产玉米粉;
b)将所述玉米粉筛选并分离成小颗粒部分和大颗粒部分,其中所述小颗粒部分含有主要来自所述玉米的粉状胚乳部分的游离淀粉,其中所述大颗粒部分具有大于500微米的大多数颗粒尺寸;
c)使用所述大颗粒部分生产醇和一种或多种动物饲料;以及
d)使用所述小颗粒部分生产纯淀粉或玉米糖浆,包含以下步骤:
i)液化和糖化所述小颗粒部分,形成液化和糖化的溶液;
ii)从所述液化和糖化的溶液中去除浆料相,以形成去浆料,所述去浆料含有油、胚芽和轻质固体的混合物;以及
iii)通过使用预涂鼓式过滤器除去任何细小固体,以产生用于生物技术工艺的清洁玉米糖浆或淀粉,其在所述清洁玉米糖浆或淀粉中具有小于3%的蛋白质。
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