DD146617A5

DD146617A5 - Verfahren zum kochen von staerkehaltigem material

Info

Publication number: DD146617A5
Application number: DD79216294A
Authority: DD
Inventors: John M Chambers
Original assignee: John M Chambers
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1979-10-17
Publication date: 1981-02-18
Also published as: ZA795550B; PL219016A1; CA1140875A; AR225019A1; JPS55500808A; WO1980000851A1; DE2964066D1; EP0010892B1; ATE1822T1; EP0010892A1; NO793333L; AU5185079A; ES485046A1

Abstract

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, welches mit weniger Waermeenergie/Hochdruckdampf durchgefuehrt wird. Aufgabe der Erfindung sind Verfahrensschritte zum Kochen staerkehaltigen Materials unter Verwendung eines Kochers, dem Behaelter fuer Augenblicksverdampfung zur Weiterverarbeitung des gekochten Materials nachgeordnet sind. Erfindungsgemaesz werden folgende Bearbeitungsstufen durchgefuehrt: Mischen des staerkehaltigen Materials mit Wasser, Pumpen des Gemisches in den/die Vorwaermer und Einspritzen von Dampf aus dem Kocher, Gemisch in Kocher einbringen, Einspritzen von Hochdruckdampf zur Gemischerwaermung auf Kochtemperatur bei Drosselung am Kocherausgang, Entspannungsverdampfen des Gemisches in einer/mehreren Kammern fuer Augenblicksverdampfung, jede ist zur Nutzung des Drosseldampfes mit einem Vorwaermer verbunden. Fuer eine Vorwaermstufe betraegt der Dampfbedarf 55%, 38% fuer zwei und 29% fuer drei Vorwaermstufen. Der benoetigte Dampfanteil entspricht 1,15/(n-1),wobei n der Anzahl Vorwaermstufen entspricht. Angewendet wird die Erfindung fuer Kochverfahren von staerkehaltigem Material zur Weiterverarbeitung von beispielsweise Alkohol und Zucker.

Description

Berlin, den 2.4.1980

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Verfahren zum Kochen von stärkehaltigem Material

Anwendunqeqebiet der Erfindunq

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kochen von stärkehaltigem Material, welches im Rahmen weiterer Verarbeitung der Herstellung von Finalprodukten dient, wie etwa von Alkoholen und Zuckern durch enzymatische Gärung und/oder Umwandlung, oder von anderen geeigneten Endprodukten unter Verwendung von wenigstens einem Vorwärmer ode.r von wenigstens einer Vorwärmstufe oder einer Vielzahl oder Reihe von Vorwärmern oder Vorwärmstufen, durch die das Material hindurchgeführt wird, bevor es in den Kocher zum Eintritt gelangt, wobei dieser Kocher mit wenigstens einem Behälter oder einer Stufe für Augenblicksverdampfung oder einer Vielzahl oder Reihe von Behältern für Augenblicksverdampfung oder Stufen für Augenblicksverdampfung verbunden ist, die sich hinter oder nach dem Kocher befinden und in die das Material nach dem erfolgten Kochen unter Injektion von Hochdruckdampf direkt in den Kocher eingebracht wird, das Material in dem Behälter für Augenblicksverdampfung oder in den Behältern für Augenblicksverdampfung entspannungsverdampft und diese Behälter für Augenblicksverdampfung mit entsprechenden Vorwärmbehältern oder -anlagen zur Ausnutzung des Drosseldampfes verbunden sind»

Charakteristik der bekanten technischen Lösungen

Bei der Verarbeitung von stärkehaltigen Materialien, wie etwa beispielsweise von Getreidemaische, zur Herstellung von Finalprodukter», wie etwa von Alkoholen und Zuckern und dgl.j, durch enzymatische Gärung und/oder Umwandlung ist es

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im allgemeinen notwendig, das rohe stärkehaltige Grundmaterial einem Kochprozeß zu unterwerfen, um es in einen für die weitere Verarbeitung geeigneteren Zustand zu überführen« Folglich ist auf dem Gebiet der Stärketechnologie und auf anderen verwandten Gebieten, wo eine solche Technologie gilt, eine Vielzahl von Kochprozessen entwickelt worden. Während derartige Kochprozesse im allgemeinen kommerziell akzeptiert worden sind und praktisch im Rahmen der gegenwärtigen großtechnischen Betriebsweisen allgemeine Verwendung finden, erfordern sie normalerweise relativ große Mengen an Wärmeenergie. Diese Wärmeenergie ist meistens in Form von Hochdruckdampf erforderlich, welcher relativ große Kesselkapazitäten zur Lieferung desselben erfordert. Beispielsweise werden im Rahmen eines typischen gegenwärtig bekannten Kochzyklus unter allgemeiner Anwendung in der Industrie gemahlenes stärkehaltiges Material und Wasser in einem Mischbehälter eingebracht, meistens zusammen mit einer kleinen Menge an Enzym, wie etwa von Alpha~Amylase oder einem ähnlichen Verflüssigungsmittel, um zu einer Aufschlämmung zu gelangen. Die Aufschlämmung wird aus dem Mischbehälter in einen Kocher gepumpt", der auf der Eintrittsseite mit speziellen Mischvorrichtungen versehen ist, um Hochdruckdampf schnell und direkt der Aufschlämmung zuzuführen« Bei dieser Gelegenheit wird die Temperatur oer Aufschlämmung fast momentan auf die Kochtemperatur erhöht, wobei das Durchlaufen des kritischen Bereiches der hohen Viskosität auf Grund der Anfangsgelatinierung erfolgt. Die Ausgangsseite des Kochers ist mit einer veränderlichen Drossel versehen, um den Druck zu regulieren und auf diese Weise die Temperatur im Kocher einzustellen. Nach dem Kocher wird das Material in einem ersten Behälter für Augenblicksverdampfung entspannungsverdampft. In der Regel geschieht dies unter

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einem Druck geringfügig über dem Atmosphärendruck. Dabei fällt ein Dampf schlechter Qualität mit einem hohen Gehalt mitgeführter Stoffe an, Dieser Dampf wird selten in wirksamer Weise genutzt und auf Grund seiner schlechten Qualität abgelassen oder zur Kondensation gebracht. Aus dem ersten Behälter für Augenblicksverdampfung wird das gekochte Material einem zweiten Behälter für Augenblicksverdampfung zugeleitet, der bei Temperaturen arbeitet, die sich zur Umwandlung des gekochten Materials mit einem Umwandlungsenzym, wie etwa mit Beta-Amylase oder ähnlichen Verzuckerungsmitteln, eignen. Im Anschluß hieran wird das zu verarbeitende Material in einem Umwandlungsbehälter aufbewahrt, dann abgekühlt und zu den Gärbottichen gepumpt. Um die Aufschlämmung von der Mischtemperatur auf die Kochtemperatur zu bringen, ist die gesamte Wärme in Form von Hochdruckdampf erforderlich, wodurch die gegenwärtig bekannten Systeme und Verfahren unvorteilhaft sind.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, ein verbessertes Verfahren zum Kochen von stärkehaltigen Materialien zu entwickeln, welches mit weniger Wärmeenergie in Form von Hochdruckdampf im Vergleich zu bekannten Kochverfahren durchgeführt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Kochen stärkehaltiger Materialien, welche der Weiterverarbeitung von beispielsweise Alkohol und Zucker durch enzyrnatische Gärung und/oder Umwandlung dienen, wobei das

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Verfahren unter Verwendung eines Kochers für das Gemisch aus stärkehaltigem Material mit Wasser erfolgt, dem mindestens ein Behälter für die Augenblicksverdampfung nachgeordnet ist, welchem das gekochte Material zwecks Weiterverarbeitung zugeführt wird«, ~

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch folgende Bearbeitungsstufen ι

Mischen des stärkehaltigen Materials mit Wasser in einem Mischbehälter, Durchgang des Gemisches durch wenigstens einen Vorwärmer und Erhöhen der Temperatur des Gemisches auf 25 ⁰F bis 100 F der endgültigen gewünschten Kochtemperatur, Einführen des Gemisches in einen Kocher, Einspritzen von Hochdruckdampf unmittelbar in den Kocher und Erhöhen der Temperatur des Gemisches auf die endgültige gewünschte Kochtemperatur, wobei der Austrag aus dem Kocher gedrosselt und der Druck in dem Kocher aufrechterhalten wird, Austragen des gekochten Materials aus dem Kocher unter Einsatz wenigstens eines Behälters für Augenblicksverdampfung, Entspannungsverdampfen des gekochten Materials in dem Behälter für Augenblicksverdampfung und Herabsetzen der Temperatur des gekochten Materials auf 25 F bis 100 F des eingehenden Gemisches aus dem stärkehaltigen Material und Wasser aus dem Mischbehälter, wobei der Dampf, der während des Entspannungsverdampfens erzeugt wurde, dem Vorwärmer zugeleitet und dabei das eingehende Gemisch aus dem stärkehaltigen Material und Wasser durch den Dampf erwärmt wird. Es versteht sich, daß entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens ein Vorwärmer und wenigstens ein Behälter für Augenblicksverdampfung eingesetzt werden müssen, wobei eine Vielzahl oder Reihe von Vorwärmarn und entsprechen« den Behältern für Augenblickeverdampfung vorhanden sein kön-

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nen, um das Verfahren durchzuführen. Darüber hinaus wird die Menge oder der Bruchteil an Hochdruckdampf _t von der bzw. von dem durch direktes Einspritzen in den Kochor Gebrauch gemacht wird, in Abhängigkeit von der Anzahl der verwendeten Vorwärmer oder Vorwärmstufen variieren. Beispielsweise entspricht bei einem Vorwärmer oder einer Vorwärmstufe der Bedarf an Hochdruckdampf 55 %_t bei zwei Vorwärmern oder Vorwärmstufen 38 % und bei drei Vorwärmern oder Vorwärmstufen 29 %. Im allgemeinen ist festgestellt worden, daß der Bruchteil an Hochdruckdampf, öor benötigt wird, wenn der Vorgang erst einmal einen stationären Zustand erreicht hat, im Vergleich zu einem Vorgang, bei dem der Dampf durch Entspannungsverdampfen nicht zum Vorwärmen ausgenützt wird, einem Bruch entspricht, der durch den Ausdruck l,15/(n+l) wiedergegeben wird, wobei η für die Anzahl der Vorwärmbehälter oder Vorwärmstufen steht, von der Gebrauch gemacht wird, um das Verfahren durchzuführen.

Mit anderen Worten handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein verbessertes Verfahren zum Kochen von stärkehaltigem Material. Das Verfahren weist dabei die folgenden Bearbeitungsstufen auf: Mischen des stärkehaltigen Materials mit Wasser, wobei eine wäßrige Aufschlämmung oder Suspension des stärkehaltigen Materials gebildet wird. Pumpen des Gemisches durch einen Vorwärmer oder eine Vielzahl von Vorwärmern vor der eigentlichen Einbringung des Gemisches in einen Kocher, Die Wärme zum Vorwärmen wird_ dabei sukzessiven Entspannungsverdampfung'en des Gemisches entnommen, das aus dem Kocher zum Austrag gelangt. Die Temperatur des Anfangsgemisches wird nach diesem Verfahren bei Vorhandensein einer Stufe nominell um ^l/2, bei Vorhandensein von zwei Stufen um 2/3, bei Vorhandensein von drei

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Stufen um 3/4 usw. der Gesamttemperaturzunahme vom Mischbehälter zum Kocher ohne die Verwendung irgendeines Hochdruckdampfes erhöht. Das vorgewärmte Gemisch wird dann in den Kocher eingebracht und unmittelbar eine entsprechend geringe Menge an Hochdruckdampf in das Gemisch eingespritzt. Auf diese Weise wird das Gemisch auf die gewünschte Kochtemperatur gebracht, während die Temperatur durch Drosselung des Kocherausganges aufrechterhalten wird. Es schließt sich ein Hindurchführen des gekochten Gemisches nach erfolgtem Austrag aus dem Kocher durch sukzessive Behälter für Augenblicksverdampfung und Herabsetzung der Temperatur des gekochten Materials auf die Umwandlungstemperaturen an, während der Dampf aue den Behältern für Augenblicksverdampfung dem Vorwärmer oder, den Vorwärmern zugeführt wird. Die erste Vorwärmstufe muß die Temperatur des Gemisches auf etwa 190 F bringen, um über der kritischen Gelatinierungstemperatur des Gemisches zu liegen und die Möglichkeit zu bieten, daß das Material gepumpt werden kann, so daß es weiter durch die Rohre und Behälter des Systems strömen kann.

Die vorliegende Erfindung bietet beispielsweise den Vorteil, daß das Verfahren zum Kochen von stärkehaltigem Material mit einem geringeren Energieverbrauch mit Bezug auf die benötigte Kesselkapazität durchgeführt werden kann. Während die Menge an Dampf reduziert wird, die in einem Vielstufenkochverfahren zum Kochen von stärkehaltigem Material erforderlich ist, bietet darüber hinaus das vorliegende Verfahren ebenfalls die Möglichkeit, ©inen Teil der Wärme in den Kreislauf zurückzuführen. Dadurch wird die Temperatur des eingehenden stärkehaltigen Materials erhöht und die Temperatur des gekochten stärkehaltigen Materials herabge-

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setzt* Das Verfahren wird dabei mit denselben xnkrementalen Temperaturstufen nach oben und nach unten ausgeglichene Zahlreiche andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ohne Schwierigkeiten für Fachleute zu erkennen sein, die auf diesem Gebiet der Technik versiert sind.

Nachfolgend ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher beschrieben_# wobei die Zeichnungen folgendes darsteilen:

Fig» 1 : das Ablaufschema einer bekannten Kochanordnung, welche unter großtechnischen Bedingungen bereits zum Einsatz kommt;

Fig. 2 : das erfindungsgemäße Ablaufschema einer Kochanordnung mit einer Vorwärmstufe vor dem Kocher;

Fig. 3 : das erfindungsgemäße Ablaufschema einer weiteren Kochanordnung mit zwei Vorwärmstufen vor dem Kocher.

Bei dem wiedergegebenen in Fig. 1 dargestellten bekannten Kochzyklus handelt es sich um einen solchen, bei dem stärkehaltiges Material (Stärkepulver) und Wasser in einom Mischbehälter 1 eingebracht werden» In dem Mischbehälter 1 wird ©ine Aufschlämmung oder Suspension des stärkehaltigen Materials gebildet * Bei dem verwendeten Wasser handelt es sich vorzugsweise um warmes Wasser von 120 F bis 140 F von Verflüssigern oder anderen nicht dargestellten Betriebsr anlagen. Wenn die Temperatur des Wassers zu hoch, ist-, wird das trockene Stärkepulver auf Grund der Gelatinierung an der Oberfläche nicht ohne weiteres b'enetzt. Bei einigen

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Stärkeformen kann jedoch Wasser von 150 ⁰F oder mehr zufriedenstellende Ergebnisse aufweisen. Es wird in der Regel eine kleine Menge eines Verflüssigungsmittels zugegeben, wie etwa der Alpha-Amylase oder eines ähnlichen Verflüssigungsmittels, um die Stärke im Mischbehälter-1 teilweise aufzuspalten. Eine Hochdruckpumpe 2 pumpt das Gemisch aus dem stärkehaltigen Material und dem Wasser, d. h.,die Aufschlämmung oder Suspension, aus dem Mischbehälter 1 in einen Kocher 3, der aus einem Abschnitt eines größeren Rohres oder einem Behälter entspricht, wobei die Verweilzeit des Gemisches in diesem Abschnitt bei 1 Minute oder mehr liegt. Am Eingang zu dem Kocher 3 bieten spezielle Mischvorrichtungen 4 die Möglichkeit eines raschen Einspritzens von Hochdruckdampf direkt in das Gemisch, um kurzzeitig (fast momentan) die Temperatur des Gemisches auf die Kochtemperatur zu bringen« Dabei werden die kritischen Bereiche hoher Viskosität auf Grund aer Anfangsgelatinierung durchlaufen. Eine veränderliche Drosselvorrichtung 5 am Austritt aus dem Kocher 3 reguliert den Druck im Kocher 3, wodurch wiederum die Temperatur im Kocher eingestellt wird. Das aus dem Kocher 3 zum Austrag gebrachte Material wird in einem ersten Behälter 6 für Augenblicksverdampfung entspannungsverdampft, was in der Regel bei einem Druck geringfügig über dem atmosphärischen Druck geschieht. Hierbei entsteht in geringen Mengen Dampf schlechter Qualität (mit einem hohen Gehalt an mitgeführten Substanzen), der selten in wirksamer Weise ausgenützt wird, sondern auf Grund der geschilderten Nachteile abgelassen wird oder zur Kondensation gelangt. Ein zweiter Behälter für Augenblicksverdampfung wird bei der gewünschten Temperatur für die Umwandlung des gekochten Materials mit einem Umwandlungsmittel betrieben, wie otwa mit Beta-Amylase oder

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einem ähnlichen Verzuckerungsmittel. Der zweite Behälter 7 für Augenblicksverdampfung wird meistens bei etwa 145 F für Malz oder ähnliche Mittel betrieben, kann aber für andere Mittel auch bei 170 ⁰F betrieben werden. Nach dem zweiten Behälter 7 für Augenblickeverdampfung wird das Material mit dem Enzym einem Umvvandlungsbehälter 8 zugeführt und mit Hilfe einer daran angeschlossenen Pumpe 9 über je einen nicht wiedergegebenen Kühler und Gärbehälter zugeleitet. Der Dampf aus dem Behälter 7 wird in einem daran angeschlossenen Verflüssiger 10 kondensiert und das Kondensat einem Warmwasserbehälter 11 zugeführt. Die gesamte Wärme, um das Gemisch von der Mischtemperatur auf die Kochtemperatur zu bringen, ist in der Form von Hochdruckdampf erforderlich.

Im Gegensatz zu diesem bekannten Verfahren werden gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem in Fig«, 2 wiedergegebenen Kochzyklus das stärkehaltige Material und das Wasser einem Mischbehälter 12 zugeleitet, in dem die Temperatur des gebildeten Gemisches auf etwa 140 ⁰F bis 150 ⁰F und bedarfsweise auf 170 F gebracht wird. Das Gemisch wird anschließend durch eine Förderpumpe 13 in einen als Behälter ausgebildeten Vorwärmer 14 gepumpt, in dem das Gemisch mit Dampf aus einer Rohrleitung 20'in Berührung gebracht wird» Es kommt dabei zu einem exakten Durchmischen während des im Parallelstrom .geführten'Strömens .der Materialien des Gemisches irn Vorwärmer 14 in Richtung nach unten. Der Dampf gelangt zur Kondensation, während die Aufschlämmung um 80 % bis 90 '% der Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des verfügbaren Dampfes und der Eintrittstemperatur der Aufschlämmung und im allgemeinen auf etwa 190 ⁰F über der kritischen Gelatinierungstemperatur des stärkehaltigen Materials erwärmt- -wird«. Diese Methode wird in Abhängigkeit von der Kon~

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struktion des Vorwärmers 14 und von den relativen Mengen der gepumpten Aufschlämmung variieren. Von dem Vorwärmer 14 wird das Gemisch durch eine dem Vorwärmer 14 nachgeschaltete Hochdruckpumpe 15 in einen Kocher 16 gepumpt_f wo Hochdruckdampf an einem Eintritt 17 in den Kocher 16 eingespritzt und der Gegendruck durch eine am Austritt angeordnete Drosselvorrichtung 18 aufrechterhalten wird. Die Temperatur des Gemisches wird dabei auf die endgültige gewünschte Kochtemperatur gebracht. Nach dem erfolgten Austrag aus dem Kocher 16 wird das gekochte Gemisch in einen Behälter 19 für Augenblicksverdampfung eingebracht und entspannungsverdampft, wobei der Drosseldampf durch die Rohrleitung 20 in den Vorwärmer 14 strömt. Vom Behälter für Augenblicksverdampfung gelangt das Gemisch in einen zweiten Behälter 21 für Augenblicksverdampfung und wird dort entspannungsverdampft. In diesem Behälter 21 liegt eine Temperatur von 145 ⁰F vor. Hier werden die Enzyme für die Verzuckerung zugesetzt. Anschließend gelangt das Gemisch in einen nachgeordneten Umwandlungsbehälter 22, von wo aus durch eine Pumpe 23 über je einen nicht dargestellten Kühler die Weiterleitung des Gemisches zum ebenfalls nicht dargestellten Gärbehälter erfolgt. Die Dämpfe aus dem Behälter 21 werden in einen Verflüssiger 24 geleitet und kondensiert, wobei das Kondensat in einen Warmwasserbehälter 25 strömt und von dort weitergeleitet wird. Der erforderliche Hochdruckdampf zum Erreichen der Kochtemperatur des Gemisches entspricht nur 56 % der bei dem bekannten Verfahren erforderlichen Menge.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wird eine Kocheranordnung mit zwei als Behälter ausgeführten Vorwärmern 28 und 30 gezeigt, in die ein Gemisch aus stärke-

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h.altigem Material und Wasser aus einem Mischbehälter 26 mittels einer Förderpumpe 27 gepumpt wird. Diese Vorwärmer 28; 30 werden der Reihe nach mit Dampf beheizt, der über eine Zuleitung 38 aus einem Behälter 37 für Augenblicksverdampfung bzw. über ein© Zuleitung 36 aus einem Behälter 35 für Augenblicksverdampfung zugeführt wird. In jedem Falle wird die Temperatur des Gemisches beim Eintreten in einen Vorwärmer 28; 30 auf etwa 20 % der Temperatur des der Erwärmung des betreffenden Vorwärmers 28; 30 dienenden Dampfes gebracht. Der Hochdruckdampf, der in dieser Anlage erforderlich 1st, entspricht nur 39 % der Menge desjenigen Dampfes*' die nach dem bekannten Verfahren verlangt wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird in gleicher Weise wie bei dom dort enthaltenen Vorwärmer 14 von dem in Fig. 3 aufgezeigten Vorwärmer 30 das Gemisch durch eine Hochdruckpumpe 31 in einen Kocher 32 gefördert. An einem Einlaß 33 des Kochers 32 wird ebenfalls Hochdruckdampf eingespritzt, wobei der Gegendruck durch eine am Auslaß angeordnete Drosselvorrichtung 34 aufrechterhalten wird. Vorn Kocher 32 besteht Leitungsverbindung zum Behälter 35, dem das gekochte Gemisch zugeführt wird. Zwischen den Vorwärmern 23 und 30 ist in dor entsprechenden Verbindungsleitung eine Pumpe 29 angeordnet. Nach dem Behälter 37 für Augenblicksverdampfung erfährt das gekochte Gemisch in einem weiteren Behälter 39 für Augenblicksverdampfung, in dem eine Betriebstemperatur von 145 F herrscht, eine Entspannungsverdampfung» Es werden dabei Enzyme für die Verzuckerung zugesetzt. Anschließend gelangt das gekochte Gemisch in einen Umwandlungsbehälter 40. Von diesem wird das Gemisch mit Hilfe einer Pumpe 41 über einen nicht dargestellten Kühler einem ebenfalls nicht dargestellten Gärbehälter zugeleitet. Die Dämpfe aus dem Behälter 37 werden in

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einem Verflüssiger 42 kondensiert, wobei das Kondensat in einen Warmwasserbehälter 43 strömt und von dort weitergeleitet wird.

Es versteht sich, daß entsprechend dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren das stärkehaltige Material im allgemeinen von einer Temperatur in einem Bereich von etwa 140 ⁰F in dem ersten Vorwärmer 28 auf eine Temperatur in einem Bereich von etwa 190 F und in den weiteren Vorwärmern 30 oder Vorwärmstufen auf eine Temperatur in einem Bereich von etwa 255 ⁰F bis 290 ⁰F gebracht wird. Anschließend wird dieses Material auf die endgültige gewünschte Kochtemperatur in einem Bereich von etwa 300 F bis etwa 350 F oder mehr durch direktes Einspritzen von Dampf in den Kocher 32 gebracht. In dieser Hinsicht versteht es sich, daß die Temperatur im Kocher 32 in einem Bereich von 212 F bis etwa 350 F oder mehr liegen kann. Die Temperatur wird dabei von dem speziellen, zu kochenden stärkehaltigen Material, von der Bauart des Kochers 32 und von dem gewünschten Finalprodukt abhängen. Wenn beispielsweise das gewünschte Finalprodukt ein Whisky ist, "bei dem es sich nicht um ein in hohem Grade raffiniertes destilliertes Erzeugnis handelt, kann die Temperatur im Kocher 32 in einem Bereich von 212 ⁰F bis etwa 230 ⁰F und der Druck im Kocher 32 geringfügig über dem atmosphärischen Druck aufrechterhalten werden, Wenn andererseits Mais, MiIo oder ähnliche Getreidearten gekocht werden, wird das Kochen zur Verhinderung einer Degradation des Materials unter mäßigen Druckbedingungen ausgeführt und die Temperatur in einem Bereich von etwa 230 ⁰F bis etwa 275 ⁰F aufrechterhalten. Wenn jedoch eine rasche Umwandlung gefordert wird und es sich bei dem gewünschten Finalprodukt beispielsweise um einen in hohem

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Grade raffinierten neutralen Alkohol handelt,, wird die Temperatur in dem Kocher 32 im allgemeinen in einem Bereich von etwa 275 F bis etwa 350 F oder mehr aufrechterhalten. Außerdem wird der Druck im Kocher 32 entsprechend den Erfordernissen erhöht, um den gewünschten Temperaturbereich aufrechtzuerhalten. Es ist in dieser Hinsicht einzusehen, daß der besondere Temperaturbereich, der sich zum Kochen eines speziellen stärkehaltigen Materials eignet, ohne weiteres durch Routineerfahrung und Berechnung zu bestimmen ist«

Darüber hinaus können entsprechend dem vorliegenden erfin~ dungsgemäßen Verfahren das stärkehaltige Material und das Wasser, die dem Kocher 32 zugeführt werden, auf jede bequeme Art und Waise gemischt werden. Außerdem können geeignete Enzyme in passenden Mengen enthalten sein, wie etwa beispielsweise die Alpha-Amylase zu Verflüssigungszwecken und/oder die Beta-Amylase für die Umwandlung in verschiedene Zucker. .

Weiterhin ist zu verstehen, daß das im Rahmen der Durchführung des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte stärkehaltige Material aus einer Vielzahl von Quellen stammen kann» Beispielsweise kann das stärkehaltige Material sowohl aus Mais, Kartoffeln oder Getreide, aber auch aus anderen ähnlichen Erzeugnissen sowie aus natürlich vorkommenden stärkehaltigen Wurzeln gewonnen werden, wobei alle derartigen Quellen auf diesem Gebiet der Technik bekarrt sind. VVo Getreide entsprechend dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrene gekocht wird, kann es in der Form eines Vollkornes oder eines gemahlenen Kornes verwendet werden ρ

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Es versteht sich ebenfalls, daß im Gegensatz zu den in Fig. 2 und 3 der schematischen Zeichnungen der Ausführungsbeispiele, welche einen Kochzyklus mit zwei oder drei Vorwärmern aufzeigen, eine größere Anzahl derartiger Behälter als Vorwärmer eingesetzt werden können.

Es versteht sich, daß die ausführlichen Verkörperungen der vorliegenden Erfindung nach den vorgelegten Ausführungs» beispielen nur Veranschaulichungszwecken dienen und die Konzeption der vorliegenden Erfindung dadurch nicht eingeschränkt wird

Der Schutzbereich wird durch den Erfindungsanspruch definiert

Claims

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lEjrjF^n_aduj2£sj£sp_ru_;ch_> ·
1. Verfahren zum Kochen von stärkehaltigem Material, wobei die Menge an Dampf, die unmittelbar einem Kocher zugeführt wird, unter Verwendung von Vorwärmern herabgesetzt wird, welche direkt mit Behältern für Augenblicksverdampfung verbunden sind, um die Temperatur des Gemisches aus stärkehaltigem Material und Wasser zu erhöhen, welches einer Vorwärmzone zugeführt wird und das besagte Verfahren dabei die Bearbeitungsstufen Mischen des besagten stärkehaltigen Materials mit Wasser in einem Mischbehälter, Durchgang des Gemisches durch wenigstens einen Vonvärmbehälter und Erhöhen der Temperatur des Gemisches bis zum Erreichen der endgültigen vorbestimmten Kochtemperatur, Einführen des Gemisches in einen Kocher, Einspritzen von Hochdruckdampf unmittelbar in den besagten Kocher und Erhöhen der Temperatur des Gemisches auf die endgültige gewünschte Kochtemperatur, wobei der Austrag aus dem besagten Kocher gedrosselt und der Druck in dem Kocher aufrechterhalten wird, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Bearbeitungsstufen: Austragen des gekochten Materials aus dem Kocher (16) durch wenigstens einen Behälter (19; 21) für Augenblicksverdampfung, der unmittelbar ohne Drosselung mit wenigstens einem der besagten Vorwärmer (14) verbunden ist, Entspannungsverdampfen des besagten gekochten Materials in dem besagten Behälter (19; 21) für Augenblicksverdampfung und Herabsetzen der Temperatur des besagten gekochten Materials auf die Temperatur des eingehenden Gemisches aus dem stärkehaltigen Material und Wasser, das aus dem besagten Mischbehälter (12) in den besagten Vorwärmer (14) gelangt, Einleiten des Dampfes_{ der während· des Entspannungsver-
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dampfens erzeugt wurde, direkt wenigstens in einen der besagten Vorwärmer (14) in direktem Kontakt mit dem besagten eingehenden Gemisch aus stärkehaltigem Material und Wasser, um das besagte eingehende Gemisch über die kritische Gelatinierungstemperatur davon nur mit dem besagten Dampf, der während des Entspannungsverdampfens erzeugt wurde, zu erwärmen, Herabsetzen der Menge des Hochdruckdampfes, der für das Kochen des besagten stärkehaltigen Materials erforderlich ist, und Erwärmen des besagten eingehenden Gemisches,
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Menge an Hochdruckdampf, die in den Kocher (16) einge-» spritzt wird, einem Bruch entspricht, der durch den Ausdruck l,15/(n+l.) wiedergegeben wird, wobei η der Zahl der verwendeten Vorwärmer (14) entspricht.
3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Gemisch aus stärkehaltigem Material und Wasser in einem einzelnen Vorwärmer (14) vorgewärmt und in einem entsprechenden Behälter (19;21) für Augenblicksverdampfung entspannungsverdampft wird.
4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Gemisch aus dem stärkehaltigen Material und Wasser in einer Vielzahl von Vorwärmern (14) vorgewärmt und in einer entsprechenden Vielzahl von Behältern (19; 21) für Augenblicksverdampfung entspannungsverdampft wird.
5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Gemisch aus dem stärkehaltigen Material und Wasser in dem Mischbehälter (12) auf eine Temperatur von etwa 140 ⁰F bis 150 ⁰F gebracht wird.
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6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dem Gemisch aus dem stärkehaltigen Material und Wasser Alpha-Amylase zugegeben wird* .
7. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dem Gemisch aus dem stärkehaltigen Material und Wasser ein Verflüssigungsenzym zugegeben und das Gemisch auf eine Temperatur von etwa 170 ⁰C gebracht wird, bevor das Gemisch in den Vorwärmer (14) gelangt.
8. Verfahren nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Verflüssigungsenzym um Alpha-Amylase handelt,
9. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur des.Gemisches nach dem Vorwärmer (14) über der kritischen Gelatinierungstemperatur des Materials bei etwa 190 ⁰F liegt.

ΙΟ. Verfahren nach Punkt I₁ gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem stärkehaltigen Material um ein Vollkorn handelt. '
11. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem stärkehaltigen Material um ein gemahlenes Korn handelt.
12. Verfahren nach Punkt 1, gekonnzeichnet dadurch, daß in dem Kocher (16) eine Temperatur von 212 ⁰F bis 275 °F aufrechterhalten wird.
13. Verfahren nach Punkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß in dem Kocher (16) eine Ti

aufrechterhalten wird»

dem Kocher (16) eine Temperatur von 230 ⁰F bis 275 ⁰F
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14« Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in dem Kocher (16) eine T
aufrechterhalten wird.

dem Kocher (16) eine Temperatur von 275 ⁰F bis 350 ⁰F
15. Vorfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dem Gemisch aus stärkehaltigem Material und Wasser ein Ve rf lüssigungsenzytn. und ein Umivandlungsenzym zugegeben werden*

15« Verfahren nach Punkt 15, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Varflüssigungsenzym um A.lpha-Amylase und bei dem Umwandlungsenzyra um Beta-Amylase handelt·
17. V/erfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur des gekochten Materials in dem Behälter (19; 21) für Augenblicksverdampfung auf 25 ⁰F bis 100 ⁰F der Temperatur des eingehenden Gemisches aus dem stärkehaltigen Material und Wasser herabgesetzt wird, das aus dem Mischbehälter (12) in den Vorwärmer (14) gelangt, und die Temperatur des eingehenden Gemisches aus stärkehaltigeiti Material und Wasser auf 25 ⁰F bis 100 ⁰F der endgültigen Kochtemperatur in dem Vorwärmer (14) gebracht wird,
18. Verfahren nach Punkt I₁ gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Kocher (16) um einen Chargenkocher handelt, aus dem das gekochte Material kontinuierlich bei einem gegebenen Durchsatz zum Austrag· gelangt, und das besagte gekochte Material unterliegt in.dem Behälter (19; 21) für Augenblickaverdampfung einer entsprechenden Entspannungsverclainpfung _{ während das eingehende Gemisch aus dem stärkehaltigen Material "und Wasser bei demselben

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Durchsatz vorenvärmt wird und dabei aus dem Mischbehälter (12) in öen Vorwärmer (14) gelangt und der Dampf, der während des Entspannungsverdampfens erzeugt wurde, dem besagten Vorwärmer (14) in direktem Kontakt mit dem besagten eingehenden Gemisch aus dem stärkehaltigen Material und Wasser zugeleitet wird, um auf diese Weise das besagte eingehende Gemisch zu erwärmen, während im Anschluß daran periodisch das Einführen des Gemisches aus dem stärkehaltigen Material und Wasser aus dem Mischbehälter (12) in den Vorwärmer (14),,

.das,Austragen des gekochten Materials aus dem besagten Kocher (16), das Entspannungsverdampfen des besagten gekochten Materials in dem besagten Behälter (19; 21) für Augenblicksverdampfung und das Einleiten des Dampfes,

:0er während des Entspannungsverdampfens erzeugt wird, in den besagten Vorwärmer (14) in direktem Kontakt mit

,dem besagten eingehenden Gemisch aus stärkehaltigem Material und Wasser wiederholt wird»

19* Verfahren zum Kochen von stärkehaltigem Material nach Punkt I₁ wobei die Menge an Dampf, die unmittelbar einem Kocher zugeführt wird, unter Verwendung von Vorwärmern herabgesetzt wird, welche direkt mit Behältern für Augenbiicksverdampfung verbunden sind, um die Temperatur des Gemisches aus stärkehaltigem Material und Wasser zu erhöhen, welches einer Vorwärmzone zugeführt wird, wobei sich das besagte stärkehaltige Material und das Wasser in einem Mischbehälter befinden und das Gemisch eine Vielzahl von hintereinandergeschalteten Vorwärmern durchläuft, und die Temperatur des Gemisches auf die endgültige vorbestimmte Kochtemperatur gebracht wird, bevor das Gemisch in einen Kocher eintritt, und bei
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Eintritt in besagten Kocher wird unmittelbar Hochdruckdampf eingespritzt, wodurch die Temperatur des Gemisches auf die. endgültige gewünschte Kochtemperatur gebracht wird, während der Austrag aus dem besagten Kocher gedrosselt und der Druck in dem besagten Kocher aufrechterhalten wird, gekennzeichnet durch Austragen des gekochten Materials aus dem Kocher (32) durch eine Vielzahl von hintereinandergeschalteten Behältern (35; 37; 39) für Augenblicksverdampfung, von denen jeder Behälter (35; 37; 39) unmittelbar ohne Drosselung mit einem entsprechenden Vorwärmer (28; 30) verbunden ist, Entspannungsverdampfen des besagten gekochten Materials'in den besagten Behältern (35; 37; 39) für Augenblicksverdampfung und Herabsetzen der Temperatur des besagten gekochten Materials auf die Temperatur des eingehenden Gemisches aus stärkehaltigem Material und Wasser, das aus dem besagten Mischbehälter (26) in den besagten Vorwärmer (28; 30) gelangt, Einleiten des Dampfes, der in jedem Behälter (35; 37; 39) für Augenblicksverdampfung erzeugt wurde, direkt in jeden entsprechenden Vorwärmer (28; 30) in direktem Kontakt mit dem besagten eingehenden Gemisch aus stärkehaltigem Material und Wasser in jedem entsprechenden Vorwärmer (28; 30), um das besagte eingehende Gemisch über die kritische Gelatinierungstemperatur davon nur mit dem besagten Dampf zu erwärmen, der während des Entspannungsverdampfens erzeugt wurde. Herabsetzen der Menge des Hochdruckdampfes, der für das Kochen des besagten stärkehaltigen Materials erforderlich ist, und Erwärmen des besagten eingehenden Gemisches.
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20. Verfahren nach Punkt 19, gekennzeichnet dadurch, daß die Menge an Hochdruckdampf, die in den Kocher (32) eingespritzt wird, einem Bruch entspricht, der durch den Ausdruck l,15/(n+l) wiedergegeben wird, wobei η dor Zahl der verwendeten Vorwärmer (28; 30) entspricht.
21. Verfahren nach Punkt 19, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur des gekochten Materials in der Vielzahl der Behälter (35; 37; 39) für Augenblicksverdampfung auf 25 F bis 100 F der Temperatur des eingehenden Gemisches aus stärkehaltigem Material und-Wasser herabgesetzt wird, das aus dem Mischbehälter (26) in die entsprechende Vielzahl der Vorwärmer (28; 30) gelangt, und die Temperatur des eingehenden Gemisches aus stärke« haltigem Material und Wasser auf 25 ⁰F bis 100 ⁰F der endgültigen Kochtemperatur in der letzten oder höchsten Druck- und Temperaturanlage der Vielzahl der Vorwärmer (28; 30) gebracht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen