CS235064B2 - Method of wheat gluten and wheat starch separation - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu získávání pšeničného lepku a pšeničného škrobu, s výhodou z pšeničné mouky.

Vedle tradičního způsobu podle Martina, při kterém se z pšeničné mouky a vody vytvoří těsto, ze kterého se extrahuje vymytím škrob, byly vyvinuty metody, podle kterých se škrob a lepek získávají z volně tekoucích směsí pšeničné mouky a vody.

Tak zvaný kontinuální způsob hněteného těsta, popsaný v „The Chemistry of Wheat Starch and Gluten and their Conversion Products“ (1965], J. W. Knight, str. 27 až 30, zahrnuje přípravu volně tekoucího hněteného těsta z pšeničné mouky a vody v kontinuálním mísiči. Po určité retenční době v mísiči se škrob vymyje od lepku tím, že se šlehané těsto vede do čerpadla, přičemž se současně do čerpadla dodává promývací voda. Lepek se pak izoluje prosetím.

Podle varianty metody „Fesca“, popsané v „Journal of Food Science“ 36 (1971), str. 649 až 652, se homogenizovaná směs pšeničné mouky a vody rozdělí na škrobovou frakci a kapalný proteinový koncentrát centrifugací. Lepek se z proteinového koncentrátu izoluje, ale proteinový koncentrát se suší jako takový. Dodatkem k této metodě může být lepek izolován z proteinového- koncentrátu aglomerací za vhodné teploty, ponecháním jistou dobu za intenzivního míchání a oddělením aglomerovaného lepku, jak je popsáno v Brit. pat. 1 397 370.

Všechny výše popsané metody zahrnují různé stupně (tj. aglomeraci, promývání, separaci), které jsou prováděny na různých zařízeních.

Metoda separace škrobu a aglomerace lepku z pšenice se podle tohoto vynálezu provádí v jednom stupni tak, že směs pšeničného proteinu, škrobu a vody prochází hydrocyklónovou aparaturou.

Získání pšeničného lepku tímto způsobem je značně usnadněno. Navíc při použití hydrocyklónové aparatury se výrazně sníží spotřeba vody, což je velmi důležité při řešení problému odpadní vody a při šetření energií. ‘

Způsob dělení pšeničného lepku a pšeničného škrobu podle vynálezu spočívá v tom, že se hydrocyklónuje výchozí směs ve formě čerpatelného těsta, vzniklá smícháním vody s pšeničným materiálem, který obsahuje protein a škrob, v hmotnostním poměru vody ku pšeničnému materiálu 1,5 : 1 až 0,8 : 1. Hydrocyklónuje se při teplotě v rozmezí teploty místnosti až 50 °C a při tlakovém spádu 0,3 až 0,6 MPa. Aglomerovaný lepek se odvádí v přepadové frakci. Frakce obsahující většinu škrobu se oddělí v místě vypouštění, popřípadě se produkt promývá vodou.

Pro přípravu hněteného těsta se s výhodou používá pšeničná mouka. U způsobu podle vynálezu lze použít jako výchozí ma4 teriál jak mouky tvrdých, tak měkkých typů pšenice.

Skutečnost, že se v novém způsobu mohou použít ty druhy pšeničné mouky, které nejsou vhodné pro použití v dosavadních způsobech výroby pšeničného škrobu, má velkou ekonomickou výhodu.

Je také možné použít hrubou celozrnnou pšeničnou moukou nebo jiné druhy pšeničných produktů, jako např. pšeničné vločky, místo pšeničné mouky.

Následuje metoda podle vynálezu, která je popsána se zřetelem na to, že jako příklad se bere pšeničná mouka.

Při výrobě lepku a škrobu z pšeničné mouky metodou podle vynálezu se pšeničná, mouka smíchá s dostatečným množstvím vody tak, aby se mouka úplně hydratovala a aby se vytvořilo hnětené těsto, které je možno čerpat. Množství vody činí asi 1,5 tuny vody na jednu tunu pšeničné mouky. Smíchání může být provedeno v kterémkoliv vhodném přístroji a připravené hnětené těsto nevyžaduje prodlouženou retenční dobu. Oprava přirozeného pH hněteného těsta přidáním chemikálií, např. aby se zlepšila hydratace lepku, není nutná, ale může být za jistých okolností uskutečněna.

Hnětené těsto, které je možno čerpat, je bez dalšího mezistupně přiváděno do hydrocyklónov-é aparatury, ve které dochází ke spontánní aglomeraci lepku na vlákna a hrudky. Jev, že lepek aglomeruje v hydrocyklónu je neočekávaný a udivující. Navíc je překvapivé, že lepkové aglomeráty, které mohou být dlouhé několik cm, neovlivňují výkon hydrocyklónu. Nevyskytlo se žádné blokování nebo zanášení hydrocyklónů.

Dále je nutno vyzdvihnout, že vytvořené lepkové aglomeráty mohou být z přepadu hydrocyklónů lehce odděleny prosetím.

V hydrocyklónovém aparátu se odděluje od hněteného těsta těžká frakce. Tato těžká frakce, která obsahuje množství škrobu (škrob prvého stupně nebo A-škrob) a množství vlákna, opouští hydrocyklónový aparát v místě vypouštění. Vodná směs škrobu prvého stupně a vlákna se dále podrobují třídicí proceduře, aby se oddělil škrob od vlákna.

Aby se získal ještě čistší škrob, může hydrocyklónová aparatura zahrnovat také hydrocyklónovou promývací sekci. Do posledního promývacího stupně této promývací sekce se dodává čistá voda. Vhodné jsou také jiné metody čištění, např. promývání vodou v separátorech nebo centrifugách. Takto získaná škrobová suspenze může být dále zkoncentrována, odvodněna a vysušena.

Lehká frakce, oddělená v hydrocyklónové aparatuře, obsahuje kromě aglomerovaného lepku zbývající složky pšeničné mouky, např. škrob (škrob druhého stupně nebo B-škrob), zbytek vláken a rozpuštěné látky. Aglomerovaný lepek se odděluje z lehké frakce vytékáním jako přepad hydrocyklónové aparatury a potom se vysuší. Toto oddělení se může provádět proséváním. Třídiče nebo síta, která se zde používají, mají světlost ok v rozmezí od 0,3 do 2,0 mm, další zvláštní požadavky nevyžadují, protože aglomerovaný lepek se lehce odděluje.

Prosévání se s výhodou provádí v původní rotační lepkové pračce, kde dochází k další aglomeraci lepku na dobře známé kousky tuhé konzistence.

Kapalina, která prochází sítem, obsahuje škrob druhého stupně a rozpustný materiál. Odtud se škrob druhého stupně získává např. centrifugováním nebo dekantováním. Přepad hydrocyklónové aparatury může také obsahovat něco škroub prvého stupně. Tento škrob prvého stupně může být regenerován po tom, co se prosetím odstraní aglomerovaný lepek, a to tak, že se proud s částečkami nedostatečných rozměrů vede množstvím hydrocyklónů. Spodní proud těchto cyklónů, který obsahuje škrob prvého stupně, je recirkulován do promývací sekce hydrocyklónové aparatury. Přepad obsahuje škrob druhého řádu a rozpustný materiál.

Aby se uskutečnila lepší separace škrobu a proteinu v praktickém uskutečnění metody podle vynálezu, s výhodou se recirkuluje část bezlephovitého přepadu z hydrocyklónové aparatury do výroby hněteného těsta. Recirkulace v kombinaci s vhodným množstvím hydrocyklónových stupňů při protiproudem promývání umožňuje snížit spotřebu vody na méně než asi 3 m3 vody na tunu pšeničné mouky.

Další zlepšení separace se získá zvýšením teploty v hydrocyklénech nad 30 °C a s výhodou na rozmezí od 30 °C do 50 °C. Když se přepad recirkuluje dochází ke zvýšení teploty. Další metody zvyšování teploty jsou zavádění předehřáté čisté vody nebo páry do hydrocyklónové aparatury.

Separace lepku a škrobu z pšeničné mouky podle metody vynálezu se může provádět prostřednictvím vícestupňové hydrocyklónové aparatury, například té, která se používá v průmyslu kukuřičného škrobu. Pro tuto aparaturu nejsou potřebné žádné speciální požadavky: vhodnou je vícestupňová hydrocyklónové aparatura sestávající ze tří hydrocyklónových stupňů pro čištění přepadu a vícestupňová sekce o asi 9 stupních pro protiproude promývání čistou vodou. Hydrocyklónové stupně sestávají z jednoho nebo více multlhydrocyklónů.

Spojení do série hydrocyklónových stupňů se může provést několika způsoby, např. jako je popsáno v Die Starke 15?, (1963), str. 371 až 373. Příklad . hydrocyklónové aparatury, která je také použitelná pro metodu podle vynálezu, je popsáno v USA patentu č. 3 890 888.

Průměr válcové části celé hydrocyklónové aparatury je s výhodou 10 až 15 mm. Po6 kles tlaku v hydrocyklónách je asi 0,3 až 0,6 MPa.

Následující příklad spojení aparatury, jak je znázorněno na přiloženém výkresu, slouží jako ilustrace metody podle vynálezu.

Jsou vsak možná i jiná spojení.

Příklad

Pšeničná mouka ze sila A se smísí v mixéru B s prosetým přepadem z hydrocyklónové aparatury D a/nebo s přídavnou vodou tak, že se vytvoří hnětené těsto, které lze čerpat. Hmotnostní poměr mouky k prosetému přepadu je v rozmezí asi 1 : 1,5. Hnětené těsto se čerpadlem C zavádí do hydrocyklónové aparatury D. Hydrocyklónové aparatura sestává z 12 hydrocyklónových stupňů, z nichž 3 horní stupně slouží jako sekce čisticí Dj. a zbývajících 9 stupňů slouží jako sekce promývací D2. .Hnětené těsto smíchané se spodním proudem hydrocyklónové sekce a s přepadem promývací · hydrocykl lnové sekce, je dodáváno čerpadlem E do prvého promývacího hydrocyklónového stupně. V tomto stupni se hnětené těsto rozděluje na přepadovou frakci, která obsahuje lehké složky, a na frakci spodního proudu, která obsahuje těžké složky. Toto dělení se opakuje na každém následujícím promývacím stupni. Čistá promývací voda o teplotě 40 ^CC se zavádí do zásobovacího potrubí posledního promývacího hydrocyklónového stupně, kterým vytéká ve výpustním místě vodná škrobová suspenze, která obsahuje vlákna. Vlákna se odstraní po vláknění pomocí třídicí aparatury F.

Čistá, vlákna prostá škrobové suspenze odcházející potrubím IV se zkoncentruje a škrob se získává známým způsobem vakuovou filtrací nebo pneumatickým sušením. Obsah proteinu ve škrobu je 0,3 % v suchém stavu. Přepad z promývací sekce D2, který se skládá z vody, lepku, malých škrobových částic a rozpuštěných složek, se vede čerpadlem G do třístupňové čisticí sekce Dj. Aglomerovaný lepek se odvádí v přepadu této sekce a je vytříděn z přepadu na rotační lepkové promývací aparatuře H s velikostí ok 0,5 mm. Lepek, který odchází vedením I, se pneumaticky suší na lepkový produkt, který obsahuje asi 80 %' proteinu v suchém stavu (faktor 5, 7).

Frakce, která projde třídicí rotační lepkovou aparaturou, se rozdělí na dvě části. Jedna část se používá pro přípravu hněteného těsta z pšeničné mouky, zatímco druhá část se odpaří a vysuší, čímž se získává škrob druhého stupně.

Hydrocyklónové aparatura pracuje za následujících podmínek: Průměr válcové části hydrocyklónů ve všech multihydrocyklónových stupních je 10 mm. Tlakový spád v hydrocyklónů je 0,35 MPa. Kvantita čisté vody, dodávaná v čisticím stupni, činí až asi 2,5 m³ vody na tunu pšeničné mouky.

Claims (7)

1. Způsob dělení pšeničného lepku a pšeničného škrobu, vyznačující se tím, že se výchozí směs ve formě čerpatelného těsta, vzniklá smícháním vody s pšeničným materiálem, který obsahuje protein a škrob, v hmotnostním poměru vody ku pšeničnému materiálu 1,5 : 1, až 0,8 : 1 hydrocyklónuje při teplotě v rozmezí teploty místnosti až 50 °C a při tlakovém spádu 0,3 až 0,6 MPa, aglomerovaný lepek se odvádí v přepadové frakci a frakce obsahující většinu škrobu se oddělí v místě vypouštění, popřípadě se produkt promývá vodou.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se teplota zvýší v rozmezí 30 až 50 stupňů Celsia zaváděním předehřáté čisté vody při posledním promývání.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se čerpatelné těsto hydrocyklónuje a pak se protiproudově promývá čistou vodou.

4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se část přepadové frakce po oddělení lepku recirkuluje pro přípravu výchozí směsi.

5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se před recirkulací odstraňuje škrob z přepadové frakce.

6. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že materiálem, který obsahuje pšeničný protein a škrob, je pšeničná mouka.

7. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že materiálem, který obsahuje pšeničný protein a škrob, je hrubá celozrnná mouka.