DE112021000385T5 - PROCESS FOR EXTRACTING STARCH FROM AGRICULTURAL PRODUCTS - Google Patents
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Abstract
Es werden Verfahren zum Extrahieren von Stärke und/oder Protein aus landwirtschaftlichen Erzeugnissen, wie etwa Weizen, Kartoffeln und Mais, beschrieben. Die Verfahren umfassen die Nutzung kontinuierlicher oder halbkontinuierlicher Dosierungen von Monochloramin in verschiedenen Phasen der Verfahren. Die Verfahren können zu einem Anstieg der extrahierten Menge von Stärke und/oder Protein führen sowie einen oder mehrere weitere Vorteile mit sich bringen.Methods for extracting starch and/or protein from agricultural produce such as wheat, potatoes and corn are described. The processes involve the use of continuous or semi-continuous dosing of monochloramine at various stages of the process. The methods may result in an increase in the amount of starch and/or protein extracted, as well as one or more other benefits.
Description
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKBACKGROUND ART
Diese Anmeldung beansprucht gemäß 35 U.S.C. §119(e) die Priorität der früheren vorläufigen US-Patentanmeldung Nr.
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Extrahieren von Stärke und/oder Protein aus landwirtschaftlichen Erzeugnissen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die bakterielle Kontrolle während der Prozessschritte zur Stärke- und/oder Proteinextraktion.The present invention relates to methods for extracting starch and/or protein from agricultural produce, including but not limited to bacterial control during starch and/or protein extraction process steps.
Stärke wird aus einer breiten Palette landwirtschaftlicher Erzeugnisse extrahiert. Zu diesen zählen Mais, Weizen, Kartoffeln und Cassava sowie in geringerem Maße Reis, Gerste, Sorghum, Sago und Pflanzen aus der Familie der Hülsenfrüchte. Unabhängig davon, aus welcher Nutzpflanze die Stärke extrahiert werden soll, sind die Herstellungsprozesse im Wesentlichen die gleichen. Sie beruhen alle auf der Zersetzung (Mahlen) des Rohmaterials und der anschließenden mechanischen Trennung der verschiedenen Bestandteile. Getreide wie Mais und Weizen werden durch Schroten gemahlen, während Knollen/Wurzeln wie Kartoffeln und Cassava/Maniok unter Verwendung von Raspeln zerkleinert werden. Die anschließende Trennung der Bestandteile erfolgt entweder auf der Grundlage ihrer unterschiedlichen Größe - unter Verwendung von Sieben oder Filtern - oder ihres unterschiedlichen Gewichts - unter Verwendung der Schwerkraft in Zentrifugalseparatoren (Dekanterzentrifugen, Düsenzentrifugen oder Hydrozyklonen) in Gegenwart von Wasser.Starch is extracted from a wide range of agricultural products. These include corn, wheat, potatoes and cassava, and to a lesser extent rice, barley, sorghum, sago and plants from the legume family. Regardless of which crop the starch is to be extracted from, the manufacturing processes are essentially the same. They are all based on the decomposition (grinding) of the raw material and the subsequent mechanical separation of the various components. Grains like corn and wheat are ground by crushing, while tubers/roots like potatoes and cassava/manioc are chopped up using graters. Subsequent separation of the components occurs either on the basis of their different size - using sieves or filters - or their different weight - using gravity in centrifugal separators (decanter centrifuges, jet centrifuges or hydrocyclones) in the presence of water.
Ein Problem, mit dem die Industrie im Allgemeinen konfrontiert ist, ist die Wirksamkeit des Trennvorgangs, die Qualität des Erzeugnisses und der Ertrag, der im Allgemeinen von einer Vielzahl von Faktoren abhängt. In Weizen sind lange Polymere, zu denen auch Nicht-Stärke-Polysaccharide gehören, aufgrund ihres hohen Wasserbindungsvermögens für hohe Viskositäten verantwortlich. In der Regel werden bei der Teigbereitung Enzyme wie Xylanase und Beta-Glucanase zugesetzt, um diese Polymere aufzuspalten und die Teigviskosität zu senken, um eine optimale Trennung der Stärke- und Glutenphasen (oder Proteinphasen) zu erreichen, was zu hohen Kosten bei begrenzter Leistung führt, die von den Bedingungen im Mischtank (Temperatur, pH-Wert) abhängig ist.A problem faced by the industry in general is the efficiency of the separation process, the quality of the product and the yield, which generally depends on a variety of factors. In wheat, long polymers, which include non-starch polysaccharides, are responsible for high viscosities due to their high water-binding capacity. Typically, enzymes such as xylanase and beta-glucanase are added during dough preparation to break down these polymers and lower dough viscosity to achieve optimal separation of the starch and gluten (or protein) phases, resulting in high cost with limited performance , which depends on the conditions in the mixing tank (temperature, pH value).
Ein weiteres Problem in der Industrie besteht in der Nassverarbeitung von Stärke. Temperaturen zwischen 30 und 40°C und die Verfügbarkeit von Dextranen und Polysacchariden in einer wässrigen Lösung während solcher Stärkeprozesse bieten ein ideales Umfeld für das Wachstum von Mikroorganismen. Die Mikroorganismen sind mit einem enzymatischen System ausgestattet, um diese Moleküle in Zucker aufzuspalten, und vergären die Zucker zu einer Vielzahl von organischen Säuren, z. B. Milchsäure, wodurch der pH-Wert des Prozesswassers erheblich über den für die Verarbeitung optimalen pH-Wert (etwa pH 4) hinaus sinkt. Diese Milchsäurebildung kann mit einem vorzeitigen Aufschluss der Stärke durch die Bildung mikrobieller Amylasen einhergehen, was zu Ertragseinbußen und verminderter Stärkequalität führt. Die Anwendung starker Oxidationsmittel zur Verhinderung des Bakterienwachstums führt häufig zu einer unerwünschten Oxidation der organischen Materialien. Wird der Teig zu stark oxidiert, kann sich die Struktur der Stärke und des Glutens verändern, und die Qualität der Endprodukte kann sich verschlechtern.Another problem in the industry is the wet processing of starch. Temperatures between 30 and 40°C and the availability of dextrans and polysaccharides in an aqueous solution during such starch processes provide an ideal environment for the growth of microorganisms. The microorganisms are equipped with an enzymatic system to break down these molecules into sugars and ferment the sugars into a variety of organic acids, e.g. B. lactic acid, which causes the pH value of the process water to drop significantly above the optimal pH value for processing (about pH 4). This formation of lactic acid can be accompanied by premature breakdown of the starch by the formation of microbial amylases, which leads to reduced yields and reduced starch quality. The use of strong oxidizing agents to prevent bacterial growth often results in undesirable oxidation of the organic materials. If the dough is oxidized too much, the structure of the starch and gluten can change and the quality of the end products can deteriorate.
Ein weiteres Problem, mit dem sich die Industrie konfrontiert sieht, ist der Agglomerationsvorgang, der eingesetzt wird, um gleichzeitig hochwertiges Gluten und hochwertige Stärke zu erhalten. Intensives Mischen, hohe Scherung, gute Hydratation und der Betrieb bei einem pH-Wert am isoelektrischen Punkt können nützliche Parameter sein. Der pH-Wert des Glutens kann durch Zugabe einer Lauge auf den isoelektrischen Punkt (pH 5,2-6,2) eingestellt werden. Dies erhöht die Entwässerungsfähigkeit und den Ertrag, da die Wasseraufnahme des Glutens verringert wird. Eine Schneckenpresse kann verwendet werden, um überschüssiges Wasser aus nassem Aufgabematerial zur Vorbereitung der Trocknung zu entfernen. Die Löslichkeit von Getreideproteinen ist eine Funktion des pH-Wertes. Eine schlechte Entwässerung, eine hohe Wasserrückhaltung und/oder eine inhomogene Feuchtigkeitsverteilung aufgrund der Versäuerung des Prozesses können zu einer reduzierten Verdunstungsleistung des Trockners und einem hohen Energiebedarf führen. Dementsprechend werden in der Regel große Mengen an Alkalien wie Natronlauge oder Natriumbicarbonat verwendet, um den pH-Wert in der Nähe des isoelektrischen Punktes des Glutens zu stabilisieren und so die Agglomeration des Glutens zu optimieren, was zu hohen Chemikalienkosten und einem komplizierteren Verfahren führt.Another problem facing the industry is the agglomeration process used to simultaneously obtain high quality gluten and high quality starch. Intense mixing, high shear, good hydration, and operating at isoelectric point pH can be useful parameters. The pH of the gluten can be adjusted to the isoelectric point (pH 5.2-6.2) by adding a base. This increases drainage ability and yield because the gluten's water absorption is reduced. A screw press can be used to remove excess water from wet feed material in preparation for drying. The solubility of grain proteins is a function of pH. Poor drainage, high water retention and/or inhomogeneous moisture distribution due to acidification of the process can lead to reduced evaporative capacity of the dryer and high energy requirements. Accordingly, large amounts of alkalis such as caustic soda or sodium bicarbonate are usually used to stabilize the pH near the isoelectric point of the gluten and thus optimize the agglomeration of the gluten, resulting in high chemical costs and a more complicated process.
Ein weiteres Problem in der Industrie ist das Vorhandensein von mikrobiellen Zellen auf Oberflächen, die zur Bildung von Biofilmen führen, was ebenfalls zu mikrobiologisch beeinflusster Korrosion führen kann. Biofilme reichern sich auf allen untergetauchten Oberflächen in Industrie und Umwelt an. Die Verschmutzung der Oberflächen von Rohren und Tanks in einer Nassabscheideanlage erfordert eine häufige Reinigung. Dies stellt ein erhebliches Problem dar, da die Kosten für Wasser und Chemikalienentsorgung steigen. Unter Verunreinigung versteht man die unerwünschte Ablagerung von Material auf einer Oberfläche und dazu gehören Protein- und Mineralablagerungen, Produktverfestigungen, das Wachstum von Biofilmen und die Ansammlung von Material in stagnierenden oder strömungsarmen Bereichen von Ausrüstungen. Reinigungsverfahren wie CIP werden überall angewandt, um unerwünschte Verunreinigungen in einer Verarbeitungsanlage zu entfernen und so die Produktsicherheit und Prozesseffizienz zu erhalten. Die wirtschaftlichen Nachteile von Verunreinigungen bei der Nassabscheidung lassen sich als Wartungskosten und Kosten aufgrund von Produktionsverlusten sowie als Kosten für Reinigungsmittel und Wasser beziffern.Another problem in industry is the presence of microbial cells on surfaces, leading to the formation of biofilms, which can also lead to microbiologically influenced corrosion. Biofilms accumulate on all submerged surfaces in industry and the environment. Contamination of the surfaces of pipes and tanks in a wet scrubbing plant requires frequent cleaning. This presents a significant problem as water and chemical disposal costs increase. Under pollution ver is the undesirable deposition of material on a surface and this includes protein and mineral deposits, product solidification, biofilm growth and the accumulation of material in stagnant or stagnant areas of equipment. Cleaning methods such as CIP are widely used to remove unwanted contaminants in a processing facility to maintain product safety and process efficiency. The economic disadvantages of contaminants in wet separation can be quantified in terms of maintenance costs and costs due to production losses, as well as cleaning agent and water costs.
Ein weiteres Problem in der Industrie ist das Waschen von Gemüse oder Pflanzen, bei dem Wasser mit hoher Partikelbelastung und einigen gelösten organischen Stoffen anfällt. Jährlich werden in der Europäischen Union über 2 Millionen Tonnen Saft aus der Stärkeproduktion von Kartoffeln gewonnen. Dieser Strom besteht hauptsächlich aus Wasser mit einer hohen Kaliumkonzentration und hat einen hohen CSB-Wert (mindestens 20 000 mg O/1), der unter anderem auf das Vorhandensein von Proteinen, Aminosäuren und Zuckern zurückzuführen ist. In der getreide- und gemüseverarbeitenden Lebensmittelindustrie fallen viele Abwässer sowie organische Zucker- und Stärkearten an, die Rückstände von Pestiziden enthalten können.Another problem in industry is the washing of vegetables or plants, which produces water with a high particle load and some dissolved organic matter. Annually in the European Union more than 2 million tons of juice are obtained from the starch production of potatoes. This stream consists mainly of water with a high concentration of potassium and has a high COD value (at least 20 000 mg O/1) due, among other things, to the presence of proteins, amino acids and sugars. The grain and vegetable processing food industry generates a lot of effluent and organic sugars and starches that may contain pesticide residues.
Auch der Wasser- und Energieverbrauch in dieser Branche kann sehr hoch sein. Bei der Herstellung von Weizenstärke kann der Wasserverbrauch allein während der Deglutination 11-15 m31-1 Weizenmehl betragen und wird dann als Abwasser abgeleitet.Water and energy consumption in this industry can also be very high. In the production of wheat starch, the water consumption during deglutination alone can amount to 11-15 m 3 1 -1 wheat flour and is then discharged as waste water.
Die Erfinder haben daher festgestellt, dass für die Branche der Stärkeproduktion verbesserte Verfahren erforderlich sind, die eines oder mehrere der oben genannten Probleme lösen, ohne die Qualität der gewonnenen Stärke zu beeinträchtigen.The inventors have therefore determined that the starch production industry needs improved processes that solve one or more of the above problems without sacrificing the quality of the starch obtained.
KURZDARSTELLUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGSUMMARY OF THE PRESENT INVENTION
Es ist daher ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur mikrobiologischen Kontrolle in einem Stärkeextraktionsprozess oder Proteinextraktionsprozess bereitzustellen.It is therefore a feature of the present invention to provide a method for microbiological control in a starch extraction process or protein extraction process.
Ein zusätzliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur mikrobiologischen Kontrolle bereitzustellen, sodass der pH-Wert der behandelten Umgebung durch die Behandlung nicht verändert wird (z. B. der pH-Wert des behandelten Bereichs oder der Umgebung oder des Materials kann einen pH-Wert von 6 oder etwa 6 betragen, welcher für optimale Bedingungen für den Extraktions- oder Trennungsprozess sorgt und den Einsatz von pH-Kontrollmitteln oder pH-Kontrollschritten, wie die Verwendung von Lauge, vermeiden oder minimieren kann).An additional feature of the present invention is to provide a method of microbiological control such that the pH of the treated environment is not altered by the treatment (e.g., the pH of the treated area or environment or material may have a pH of 6 or about 6, which provides optimal conditions for the extraction or separation process and may avoid or minimize the use of pH control agents or pH control steps such as the use of caustic).
Es ist ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verwenden eines Monochloramins in einem Stärkeextraktionsprozess oder Proteinextraktionsprozess bereitzustellen.It is another feature of the present invention to provide a method of using a monochloramine in a starch extraction process or protein extraction process.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, das die Menge von Stärke, die gewonnen wird, und/oder die Menge von Protein (oder Gluten), die gewonnen wird, zu erhöhen.Another feature of the present invention is to provide a method for increasing the amount of starch recovered and/or the amount of protein (or gluten) recovered.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und gehen teilweise offensichtlich aus der Beschreibung hervor oder können durch eine praktische Ausführung der vorliegenden Erfindung erfahren werden. Die Aufgaben und sonstigen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen besonders hervorgehobenen Elemente und Kombinationen realisiert und erreicht.Additional features and advantages of the present invention will be set forth in part in the description that follows, and in part will be obvious from the description, or may be learned by practice of the present invention. The objects and other advantages of the present invention will be realized and attained by the elements and combinations particularly pointed out in the written description and appended claims.
Um diese und andere Vorteile zu erreichen und in Übereinstimmung mit den Zielen der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin ausgeführt und allgemein beschrieben ist, betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Extrahieren von Stärke und/oder Protein aus einem landwirtschaftlichen Erzeugnis. Das Verfahren umfasst ein Erhalten eines verarbeiteten Erzeugnisses, welches ein landwirtschaftliches Anfangserzeugnis ist, das gemahlen, gerieben, zerkleinert oder eine Kombination daraus wird, im Wesentlichen daraus besteht, daraus besteht oder dieses aufweist. Das Verfahren umfasst ferner ein Durchführen eines oder mehrerer Trennschritte (z. B. Fest-flüssig-Trennungen) an dem verarbeiteten Erzeugnis oder einer Fraktion davon, um mindestens einen ersten nassen Feststoff zu erhalten, der Stärke oder Protein oder beides umfasst, im Wesentlichen daraus besteht, daraus besteht oder dieses aufweist. Das Verfahren umfasst ferner ein Trocknen des ersten nassen Feststoffs, um einen getrockneten Feststoff zu erhalten, der trockene Stärke, trockenes Protein oder beides umfasst, im Wesentlichen daraus besteht, daraus besteht oder dieses aufweist. In dem Prozess umfasst das Verfahren an einem Punkt vor dem Durchführen und/oder während eines ersten des einen oder der mehreren Trennschritte ferner den Schritt (die Schritte) zum Behandeln des verarbeiteten Erzeugnisses oder einer Zufuhrleitung (von Zufuhrleitungen) mit Monochloramin. Das Behandeln umfasst eine kontinuierliche oder nahezu kontinuierliche oder nicht kontinuierliche Dosierung (Dosierungen) des Monochloramins (MCA) oder weist diese auf, um eine MCA-Konzentration in einer Menge zwischen etwa 40 ppm und etwa 800 ppm bereitzustellen (dies kann beispielsweise durch die Zugabe von 50 g bis etwa 800 g MCA pro 1 Tonne (2.000 Pfund) landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses erreicht werden). Das Behandeln mit MCA kann auch ein Dosieren einer wässrigen Monochloraminlösung umfassen, die zwischen etwa 0,1 Gew.-% und etwa 2 Gew.-% (wie etwa 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%) Monochloramin enthält (basierend auf dem Gesamtgewicht der wässrigen Monochloraminlösung).To achieve these and other advantages, and in accordance with the objects of the present invention, as embodied and broadly described herein, the present invention relates to a method of extracting starch and/or protein from an agricultural produce. The method includes obtaining a processed product that is a starting agricultural product that is, consists essentially of, consists of, or comprises ground, ground, ground, or a combination thereof. The method further comprises performing one or more separation steps (e.g. solid-liquid separations) on the processed product or a fraction thereof to obtain at least a first wet solid comprising starch or protein or both substantially therefrom consists of, consists of or has this. The method further comprises drying the first wet solid to obtain a dried solid comprising, consisting essentially of, consisting of, or having dry starch, dry protein, or both. In the process, at a point prior to performing and/or during a first of the one or more separation steps, the method further comprises the step(s) of treating the processed product or a feed line(s) with monochloramine. Treating includes continuous or near-continuous or non-continuous dosing(s) of the monochloramine (MCA) to provide an MCA concentration in an amount between about 40 ppm and about 800 ppm (this can be done, for example, by adding from 50 g to about 800 g MCA per 1 ton (2,000 pounds) of starting agricultural produce be achieved). Treating with MCA may also include dosing an aqueous monochloramine solution containing between about 0.1% and about 2% (such as about 0.1% to 1% by weight) monochloramine by weight ( based on the total weight of the aqueous monochloramine solution).
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Extrahieren von Stärke oder Protein oder von beidem aus einem landwirtschaftlichen Erzeugnis, das ein Verarbeiten eines landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses, um ein verarbeitetes Erzeugnis zu erhalten, das gemahlen, gerieben, zerkleinert oder eine beliebige Kombination daraus wird, umfasst. Das Verfahren umfasst dann ein Benetzen des verarbeiteten Erzeugnisses, um ein nasses Erzeugnis zu erhalten, und anschließend ein Durchführen eines oder mehrerer Fest-flüssig-Trennschritte an dem nassen Erzeugnis oder einer Fraktion davon, um mindestens einen ersten nassen Feststoff zu erhalten, der Stärke oder Protein oder beides umfasst. Das Verfahren umfasst anschließend den Schritt zum Trocknen des ersten nassen Feststoffs, um einen getrockneten Feststoff zu erhalten, der Stärke oder Protein oder beides umfasst. In dem Verfahren umfasst das Verfahren während und/oder nach dem Benetzungsschritt und vor dem Durchführen und/oder während des ersten des einen oder der mehreren Fest-flüssig-Trennschritte den Schritt zum Behandeln des nassen Erzeugnisses und/oder der Zufuhrleitung(en) mit Monochloramin („MCA“). Dieser Behandlungsschritt umfasst oder ist eine kontinuierliche oder nahezu kontinuierliche oder nicht kontinuierliche Dosierung des Monochloramins, um eine MCA-Konzentration bereitzustellen. Das Behandeln umfasst eine kontinuierliche oder nahezu kontinuierliche oder nicht kontinuierliche Dosierung (Dosierungen) des Monochloramins (MCA) oder weist diese auf, um eine MCA-Konzentration in einer Menge zwischen etwa 40 ppm und etwa 800 ppm bereitzustellen (dies kann beispielsweise durch die Zugabe von 50 g bis etwa 800 g MCA pro 1 Tonne (2.000 Pfund) landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses erreicht werden). Das Behandeln mit MCA umfasst auch ein Dosieren einer wässrigen Monochloraminlösung, die zwischen etwa 0,1 Gew.-% und etwa 2 Gew.-% (wie etwa 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%) Monochloramin enthält (basierend auf dem Gesamtgewicht der wässrigen Monochloraminlösung).The present invention also relates to a method for extracting starch or protein or both from an agricultural product, which comprises processing a starting agricultural product to obtain a processed product which is ground, grated, comminuted or any combination thereof. The method then comprises wetting the processed product to obtain a wet product and thereafter subjecting the wet product or fraction thereof to one or more solid-liquid separation steps to obtain at least a first wet solid comprising starch or protein or both. The method then includes the step of drying the first wet solid to obtain a dried solid comprising starch or protein or both. In the method, during and/or after the wetting step and before performing and/or during the first of the one or more solid-liquid separation steps, the method includes the step of treating the wet product and/or the supply line(s) with monochloramine ("MCA"). This treatment step includes or is a continuous or near-continuous or discontinuous dosing of the monochloramine to provide an MCA concentration. The treating includes or features continuous or near-continuous or discontinuous dosing(s) of the monochloramine (MCA) to provide an MCA concentration in an amount between about 40 ppm and about 800 ppm (this may be, for example, by the addition of 50 g to about 800 g MCA per 1 ton (2,000 pounds) of starting agricultural produce can be achieved). Treating with MCA also includes dosing an aqueous monochloramine solution containing between about 0.1% and about 2% (such as about 0.1% to 1% by weight) monochloramine by weight (based on based on the total weight of the aqueous monochloramine solution).
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Extrahieren von Stärke oder Protein oder beidem aus Weizen. Das Verfahren umfasst die Schritte zum Mahlen von Weizen, um gemahlenen Weizen zu erhalten, und anschließend Benetzen des gemahlenen Weizens, um ein nasses Erzeugnis zu erhalten. Das Verfahren umfasst zudem die Schritte zum Durchführen von mindestens zwei Nass-Trennschritten an dem nassen Erzeugnis und/oder einer Fraktion davon. Die Nass-Trennschritte sind Trennungen basierend auf Gewicht, Größe oder beidem des nassen Erzeugnisses oder einer Fraktion davon. Ein erster Nass-Trennschritt trennt zumindest teilweise Typ-A-Stärken von mindestens Gluten (oder einem Protein) und einen Nicht-Typ-A-Stärken in dem nassen Erzeugnis und ein zweiter Nass-Trennschritt trennt zumindest teilweise Typ-A-Stärken von Nicht-Typ-A-Stärken, wie etwa Typ-B-Stärken, in mindestens einer Fraktion von dem nassen Erzeugnis. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt zum Trocknen mindestens der Typ-A-Stärken, um eine getrocknete Stärke zu erhalten. Darüber hinaus umfasst das Verfahren in diesem Verfahren während und/oder nach dem Benetzen und vor dem Durchführen und/oder während eines ersten der zwei Nass-Trennschritte ferner ein Behandeln des nassen Erzeugnisses und/oder der Zufuhrleitung(en) mit Monochloramin und es umfasst ein Behandeln der Fraktion mit Monochloramin unmittelbar vor und/oder während des zweiten Nass-Trennschritts. Das Behandeln umfasst oder weist vorzugsweise eine kontinuierliche oder nahezu kontinuierliche oder nicht kontinuierliche Dosierung des Monochloramins (MCA) auf, um eine MCA-Konzentration bereitzustellen. Das Behandeln umfasst eine kontinuierliche oder nahezu kontinuierliche oder nicht kontinuierliche Dosierung (Dosierungen) des Monochloramins (MCA) oder weist diese auf, um eine MCA-Konzentration in einer Menge zwischen etwa 40 ppm und etwa 800 ppm bereitzustellen (dies kann beispielsweise durch die Zugabe von 50 g bis etwa 800 g MCA pro 1 Tonne (2.000 Pfund) landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses erreicht werden). Vorzugsweise umfasst das Behandeln mit MCA auch ein Dosieren einer wässrigen Monochloraminlösung, die zwischen etwa 0,1 Gew.-% und etwa 2 Gew.-% (wie etwa 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%) Monochloramin enthält (basierend auf dem Gesamtgewicht der wässrigen Monochloraminlösung).The present invention further relates to a method for extracting starch or protein or both from wheat. The method includes the steps of milling wheat to obtain milled wheat and then wetting the milled wheat to obtain a wet product. The method also includes the steps of performing at least two wet separation steps on the wet product and/or a fraction thereof. The wet separation steps are separations based on weight, size, or both of the wet product or a fraction thereof. A first wet separation step at least partially separates Type A starches from at least gluten (or a protein) and a non-Type A starch in the wet product, and a second wet separation step at least partially separates Type A starches from non-types - Type A starches, such as Type B starches, in at least one fraction of the wet product. The method further includes the step of drying at least the Type A starches to obtain a dried starch. Furthermore, in this method, during and/or after wetting and before performing and/or during a first of the two wet separation steps, the method further comprises treating the wet product and/or the feed line(s) with monochloramine and comprises a treating the fraction with monochloramine just before and/or during the second wet separation step. The treating preferably includes or comprises continuous or near-continuous or discontinuous dosing of the monochloramine (MCA) to provide an MCA concentration. The treating includes or features continuous or near-continuous or discontinuous dosing(s) of the monochloramine (MCA) to provide an MCA concentration in an amount between about 40 ppm and about 800 ppm (this may be, for example, by the addition of 50 g to about 800 g MCA per 1 ton (2,000 pounds) of starting agricultural produce can be achieved). Preferably, treating with MCA also includes dosing an aqueous monochloramine solution containing between about 0.1% and about 2% (such as about 0.1% to 1% by weight) monochloramine by weight ( based on the total weight of the aqueous monochloramine solution).
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein optionales Verarbeiten der Stärke oder Raffinieren der Stärke, um Glukose, Zucker, Polyole und/oder andere Süßungsmittel zu erhalten. Als weitere Option kann die Stärke oder können Teile der Stärke fermentiert werden, um Fermentationsprodukte, wie etwa Ethanol und/oder organische Säuren zu erhalten.The present invention further relates to an optional processing of the starch or refining of the starch to obtain glucose, sugars, polyols and/or other sweeteners. As a further option, the starch or parts of the starch can be fermented to obtain fermentation products such as ethanol and/or organic acids.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Erzeugnisse, die aus einem oder mehreren der Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Stärke und/oder Gluten (oder ein Protein) und/oder Nebenerzeugnisse aus dem einen oder den mehreren Verfahren.The present invention further relates to products obtained from one or more of the processes of the present invention, including but not limited to starch and/or gluten (or a protein) and/or by-products from the one or more processes.
Es wird angemerkt, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende ausführliche Beschreibung nur beispielhaft und erklärend sind und eine weitere Erläuterung der vorliegenden Erfindung, wie beansprucht, bereitstellen sollen.It is to be noted that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are intended to provide further explanation of the present invention as claimed.
Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Anmeldung integriert sind und Teil dieser Anmeldung darstellen, veranschaulichen einige der Merkmale der vorliegenden Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung der Erläuterung der Grundsätze der vorliegenden Erfindung.The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate some of the features of the present invention and together with the description serve to explain the principles of the present invention.
Figurenlistecharacter list
Die vorliegende Erfindung kann unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren umfassender verstanden werden. Die Figuren sollen beispielhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung darstellen, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu beschränken.
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1 ist ein Prozessflussdiagramm, das ein Verfahren zum Extrahieren von Stärke und/oder Protein gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. -
2 ist ein Prozessflussdiagramm, das ein Verfahren zum Extrahieren von Stärke und/oder Protein gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. -
3 ist ein Prozessflussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht, wobei das landwirtschaftliche Erzeugnis Mais ist. -
4 ist ein Prozessflussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht, wobei das landwirtschaftliche Erzeugnis Weizen ist. -
5 ist ein Prozessflussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht, wobei das landwirtschaftliche Erzeugnis Knollen sind. -
6 ist ein Prozessflussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. -
7 ist ein Prozessflussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht, wobei das landwirtschaftliche Erzeugnis Weizen ist. -
8 ist ein Prozessflussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht, wobei das landwirtschaftliche Erzeugnis Weizen ist. -
9 ist ein Prozessflussdiagramm, das Optionen für weitere Schritte veranschaulicht, sobald die Stärke extrahiert wurde, wie etwa, jedoch nicht beschränkt auf eine Stärkeumwandlung und ein Erhalten von Glukose oder eine Fermentation. -
10 ist ein Prozessflussdiagramm, das den Vorgang zur Umwandlung von Stärke in eine oder mehrere Arten von Dextrinen veranschaulicht. -
11 ist ein Prozessflussdiagramm, das eine Ausführungsform der Herstellung einer Stärkesuspension ausführlicher veranschaulicht. -
12 ist ein Prozessflussdiagramm, das die Herstellung von Stärkeerzeugnissen veranschaulicht. -
13 ist ein Prozessflussdiagramm, das die Herstellung von Süßungsmitteln und Ethanol aus Stärkeerzeugnissen veranschaulicht. -
14 ist ein Prozessflussdiagramm, das die Herstellung von Stärke aus Weizen veranschaulicht, was eine mögliche Ausführungsform darstellt. -
15 ist ein Prozessflussdiagramm, das die Herstellung von Stärke aus Kartoffeln veranschaulicht, was eine mögliche Ausführungsform darstellt.
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1 Figure 12 is a process flow diagram illustrating a method for extracting starch and/or protein according to an example of the present invention. -
2 Figure 12 is a process flow diagram illustrating a method for extracting starch and/or protein according to an example of the present invention. -
3 Figure 12 is a process flow diagram illustrating a method according to an example of the present application, wherein the agricultural product is corn. -
4 Figure 12 is a process flow diagram illustrating a method according to an example of the present application, where the agricultural product is wheat. -
5 Figure 12 is a process flow diagram illustrating a method according to an example of the present application, wherein the agricultural product is tubers. -
6 Figure 12 is a process flow diagram illustrating a method according to an example of the present application. -
7 Figure 12 is a process flow diagram illustrating a method according to an example of the present application, where the agricultural product is wheat. -
8th Figure 12 is a process flow diagram illustrating a method according to another example of the present application, wherein the agricultural product is wheat. -
9 Figure 12 is a process flow diagram illustrating options for further steps once the starch has been extracted, such as but not limited to starch conversion and obtaining glucose or fermentation. -
10 Figure 12 is a process flow diagram illustrating the process of converting starch into one or more types of dextrins. -
11 Figure 12 is a process flow diagram illustrating in more detail one embodiment of preparing a starch suspension. -
12 Figure 12 is a process flow diagram illustrating the manufacture of starch products. -
13 Figure 12 is a process flow diagram illustrating the manufacture of sweeteners and ethanol from starch products. -
14 Figure 12 is a process flow diagram illustrating the production of starch from wheat, which is one possible embodiment. -
15 Figure 12 is a process flow diagram illustrating the production of starch from potatoes, which is one possible embodiment.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE PRESENT INVENTION
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, um Stärke oder Protein oder beides aus landwirtschaftlichen Erzeugnissen unter Einsatz von Chloramin, wie etwa Monochloramin, zu extrahieren.According to the present invention, a method is provided to extract starch or protein or both from agricultural produce using chloramine such as monochloramine.
Ein entscheidender Punkt für die wirksame Lösung der oben genannten Probleme ist die richtige Biozid-Behandlung und dazu gehört die Verwendung des richtigen Biozids, die richtige Dosierung, die richtige(n) Anwendungsstelle(n), die Stabilisierung des pH-Werts, die Aufrechterhaltung des richtigen Biozid-Restgehalts und die Aufrechterhaltung dieser Behandlung über einen längeren Zeitraum. Das Biozid kann als antimikrobielle Verarbeitungshilfe betrachtet werden.A key to effectively solving the above problems is proper biocide treatment and this includes using the right biocide, the right dosage, the right application site(s), stabilizing the pH, maintaining the correct residual biocide content and maintaining this treatment over a longer period of time. The biocide can be considered as an antimicrobial processing aid.
Folglich werden Verfahren zum Extrahieren von Stärke und/oder Protein aus landwirtschaftlichen Quellen (z. B. landwirtschaftlichen Erzeugnissen) an bestimmten Punkten des Prozesses strategisch mit einem oder mehreren Chloraminen, zum Beispiel Monochloramin (MCA), Dichloramin (DCA) oder einer Kombination daraus, behandelt. Vorzugsweise kommt primär Monochloramin zum Einsatz. Ein Großteil (nach Gewicht) des Chloramins kann MCA sein (wie etwa mindestens 50,1 %, mindestens 60 %, mindestens 70 %, mindestens 80 %, mindestens 90 %, mindestens 95%, mindestens 99% oder 100% nach Gewicht des vorhandenen Chloramins). Die Behandlung kann in einer beliebigen geeigneten Weise durchgeführt werden. Die Behandlung kann kontinuierlich, im Wesentlichen kontinuierlich, intermittierend, zyklisch, in Chargen oder in einer Kombination daraus erfolgen. Die Behandlung wird in einem Stärkeextraktionsprozess, wie hierin ferner beschrieben wird, an mehreren Stellen durchgeführt.Consequently, methods for extracting starch and/or protein from agricultural sources (e.g. agricultural produce) are strategically combined at certain points in the process with one or more chloramines, e.g. monochloramine (MCA), dichloramine (DCA) or a combination thereof. Monochloramine is preferably used primarily. A majority (by weight) of the chloramine may be MCA (such as at least 50.1%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 99%, or 100% by weight of that present chloramines). The treatment can be carried out in any suitable manner. The treatment can be continuous, substantially continuous, intermittent, cyclic, batch, or a combination thereof. The treatment is performed at multiple points in a starch extraction process as further described herein.
Das landwirtschaftliche Erzeugnis kann ein Stärke enthaltendes pflanzliches Material sein. Das landwirtschaftliche Erzeugnis kann ein Stärke enthaltendes Baummaterial sein. Der Begriff „Pflanze“ wird hier botanisch verwendet, soweit nichts anderes angegeben wird. Beispiele für landwirtschaftliche Erzeugnisse sind unter anderem Weizen, Kartoffeln, Mais, Cassava, Tapioka, Reis, Sorghum, Gerste, Sago, Maniok oder eine Pflanze aus der Familie der Hülsenfrüchte oder beliebige Kombinationen daraus oder ein Teil davon. Das landwirtschaftliche Anfangserzeugnis kann ein landwirtschaftliches Roherzeugnis sein, wie etwa, jedoch nicht beschränkt auf Rohweizen, Kartoffeln, Mais, Cassava, Tapioka, Reis, Sorghum, Gerste, Sago, Maniok oder eine Pflanze aus der Familie der Hülsenfrüchte oder beliebige Kombinationen daraus. Das landwirtschaftliche Anfangserzeugnis kann eine Fraktion oder ein Teil von Weizen, Kartoffeln, Mais, Cassava, Tapioka, Reis, Sorghum, Gerste, Sago, Maniok oder einer Pflanze aus der Familie der Hülsenfrüchte oder einer beliebigen Kombination daraus sein. Das landwirtschaftliche Anfangserzeugnis kann ein gewaschenes und/oder geschältes und/oder geschnittenes oder gewürfeltes oder zerkleinertes oder gestampftes landwirtschaftliches Roherzeugnis sein. Im Allgemeinen wird das landwirtschaftliche Erzeugnis, bevor es gemahlen und/oder gerieben wird, weder gekocht noch wird es hohen Temperaturen, wie etwa über 100 Grad Celsius, ausgesetzt.The agricultural product may be a vegetable material containing starch. The agricultural product may be a tree material containing starch. The term "plant" is used herein botanically unless otherwise noted. Examples of agricultural products include, but are not limited to, wheat, potato, corn, cassava, tapioca, rice, sorghum, barley, sago, cassava, or any plant of the legume family, or any combination thereof, or any part thereof. The starting agricultural product may be a raw agricultural product such as, but not limited to, raw wheat, potato, corn, cassava, tapioca, rice, sorghum, barley, sago, cassava, or a plant of the legume family, or any combination thereof. The starting agricultural product may be a fraction or part of wheat, potato, corn, cassava, tapioca, rice, sorghum, barley, sago, cassava, or any plant of the legume family, or any combination thereof. The starting agricultural product may be a washed and/or peeled and/or sliced or diced or minced or pounded raw agricultural product. In general, the agricultural product is neither cooked nor exposed to high temperatures, such as above 100 degrees Celsius, before it is ground and/or grated.
Ein Schlüsselpunkt der vorliegenden Erfindung und zur Erzielung eines oder mehrerer Vorteile, wie etwa einer erhöhten Stärkeproduktion, ist die Verwendung der Chloraminbehandlung (im Folgenden manchmal als Monochloraminbehandlung (oder MCA-Behandlung) bezeichnet) an geeigneten Dosierungspunkten im Stärke- und/oder Proteinextraktionsprozess. Folglich ist nicht nur die Verwendung von Monochloramin wichtig, sondern auch die Stelle, an der die Monochloramindosierungen erfolgen, die Häufigkeit der Monochloramindosierungen und die Menge (Konzentration) der Monochloramindosierungen.A key point of the present invention and to achieve one or more benefits, such as increased starch production, is the use of chloramine treatment (hereinafter sometimes referred to as monochloramine treatment (or MCA treatment)) at appropriate dosing points in the starch and/or protein extraction process. Consequently, not only is the use of monochloramine important, but also the location of monochloramine dosing, the frequency of monochloramine dosing, and the amount (concentration) of monochloramine dosing.
Wichtig oder hilfreich ist auch eine Behandlung, die den pH-Wert stabilisiert. Die meisten anderen Biozide oder antimikrobiellen Verarbeitungshilfsmittel, die bei der Extraktion von Stärke und/oder Proteinen verwendet werden, kontrollieren den pH-Wert nicht so gut, obwohl sie die Mikrobiologie kontrollieren. Bei Peressigsäure beispielsweise ist die Umgebung trotz der Hemmung der Milchsäurebildung immer noch sauer, sodass die Zugabe von Lauge und eine genaue Überwachung des pH-Werts erforderlich werden. Bei der vorliegenden Erfindung und den Prozessen besteht ein echtes Unterscheidungsmerkmal zu Monochloramin in der Stabilisierung des pH-Werts um pH 6 (innerhalb von 15 % oder innerhalb von 10 % eines pH-Werts von 6), was optimale Bedingungen für Trennprozesse bietet, ohne dass eine pH-Kontrolle und/oder eine Über- oder Unterdosierung von Lauge oder anderen pH-Wirkstoffen erforderlich ist.A treatment that stabilizes the pH value is also important or helpful. Most other biocides or antimicrobial processing aids used in starch and/or protein extraction do not control pH as well, although they do control the microbiology. For example, with peracetic acid, despite the inhibition of lactic acid formation, the environment is still acidic, requiring the addition of caustic and close monitoring of pH. In the present invention and processes, a real differentiator from monochloramine is the stabilization of the pH around pH 6 (within 15% or within 10% of pH 6), which provides optimal conditions for separation processes without the pH control and/or over- or under-dosing of caustic or other pH agents is required.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Extrahieren von Stärke oder Protein oder beidem aus einem landwirtschaftlichen Erzeugnis (wie hierin beschrieben). Das Verfahren umfasst ein Erhalten eines verarbeiteten Erzeugnisses, welches ein landwirtschaftliches Anfangserzeugnis ist, das gemahlen, gewürfelt, gerieben, zerkleinert, zerdrückt oder eine Kombination daraus wird, besteht im Wesentlichen daraus, besteht daraus oder weist das auf. Dieses verarbeitete Erzeugnis kann die Form eines Mehls, eines Breis, eines Zellstoffs und/oder einer Faser und dergleichen annehmen oder aufweisen.In one aspect of the present invention, the present invention relates to a method for extracting starch or protein or both from an agricultural produce (as described herein). The method includes obtaining a processed product which is a starting agricultural product that is ground, diced, grated, minced, crushed, or a combination thereof, consists essentially of, consists of, or comprises. This processed product may take or be in the form of a flour, pulp, pulp and/or fiber and the like.
Das Verfahren umfasst ferner ein Durchführen eines oder mehrerer Trennschritte (z. B. Fest-flüssig-Trennungen) an dem verarbeiteten Erzeugnis oder einer Fraktion davon, um mindestens einen ersten nassen Feststoff zu erhalten, der Stärke oder Protein oder beides umfasst, im Wesentlichen daraus besteht, daraus besteht oder aufweist. Das Verfahren umfasst ferner ein Trocknen des ersten nassen Feststoffs, um einen getrockneten Feststoff zu erhalten, der trockene Stärke oder trockenes Protein oder beides umfasst, im Wesentlichen daraus besteht, daraus besteht oder aufweist. Vor dem einen oder den mehreren Trennschritten können Zwischenverarbeitungsschritte stattfinden und nach einem oder mehreren der Trennschritte können ein oder mehrere Verarbeitungsschritte vor dem Trocknen stattfinden, um die Stärke und/oder das Protein zu erhalten. Dieser allgemeine Prozess ist in
In den Prozessen der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren mindestens an einem Punkt unmittelbar vor dem Durchführen und/oder während eines ersten des einen oder der mehreren Trennschritte ferner den Schritt (die Schritte) zum Behandeln des verarbeiteten Erzeugnisses und/oder der Zufuhrleitung(en), die für das verarbeitete Erzeugnis verwendet werden, mit Chloramin, wie etwa Monochloramin. Das Behandeln umfasst vorzugsweise eine nicht kontinuierliche oder kontinuierliche oder nahezu kontinuierliche Dosierung (Dosierungen) des Monochloramins (MCA) oder weist diese auf, um eine MCA-Konzentration in einer Menge zwischen etwa 40 ppm und etwa 800 ppm bereitzustellen (dies kann beispielsweise durch die Zugabe von 50 g bis etwa 800 g MCA pro 1 Tonne (2.000 Pfund) landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses erreicht werden). Das Behandeln mit MCA umfasst auch ein Dosieren einer wässrigen Monochloraminlösung, die zwischen etwa 0,1 Gew.-% und etwa 2 Gew.-% (wie etwa 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%) Monochloramin enthält (basierend auf dem Gesamtgewicht der wässrigen Monochloraminlösung). Die MCA-Konzentration in einer Menge von etwa 40 ppm bis etwa 800 ppm bezieht sich auf die Konzentration des Materials, das behandelt wird (z. B. des verarbeiteten Erzeugnisses oder des Wassers, das verwendet wird).In the processes of the present invention, at least at a point immediately prior to performing and/or during a first of the one or more separating steps, the method further comprises the step(s) of treating the processed product and/or the feed line(s), used in the processed product with chloramine such as monochloramine. The treating preferably includes or has discontinuous or continuous or near-continuous dosing(s) of the monochloramine (MCA) to provide an MCA concentration in an amount between about 40 ppm and about 800 ppm (this can be done, for example, by the addition from 50 g to about 800 g MCA per 1 ton (2,000 pounds) of starting agricultural produce can be achieved). Treating with MCA also includes dosing an aqueous monochloramine solution containing between about 0.1% and about 2% (such as about 0.1% to 1% by weight) monochloramine by weight (based on based on the total weight of the aqueous monochloramine solution). The MCA concentration in an amount from about 40 ppm to about 800 ppm refers to the concentration of the material being treated (e.g., the processed produce or the water being used).
Als Option kann das Material, das behandelt wird, in der vorliegenden Erfindung auch eine maximale Restmenge an Chloramin oder MCA von 10 ppm, 7 ppm, 5 ppm, 3 ppm oder 2,5 ppm oder 2 ppm oder 1,5 ppm oder 1 ppm oder 0,5 ppm aufweisen. Diese Restmenge kann auf der Grundlage des Gesamtchlors bestimmt werden, das in dem Material, das auf Restmenge getestet wird, nachgewiesen wird. Wahlweise kann diese Restmenge nach der ersten Dosierung von MCA in dem Prozess vorhanden sein und entweder während des gesamten Prozesses vorhanden sein, bis die Stärke oder eine Fraktion davon (oder das Protein) getrocknet ist, oder sie kann an einem Punkt direkt nach dem letzten Trennschritt fortgesetzt werden, um eine Stärke oder eine Fraktion davon (oder ein Protein) weiter zu konzentrieren. Wenn eine Stärke oder eine Fraktion davon (oder Protein) mit einer Art von enzymatischer und/oder mikrobieller Behandlung (z. B. Stärkeumwandlung wie Hydrolyse oder Fermentation) weiterverarbeitet werden soll, kann die Restmenge vor der Weiterverarbeitung mit einem Enzym und/oder einer mikrobiellen Behandlung auf einen Wert unter 0,5 ppm oder auf etwa 0 ppm oder auf 0 ppm reduziert werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die MCA-Behandlung vor dieser Weiterverarbeitung abgebrochen wird.As an option, the material being treated in the present invention can also have a maximum residual level of chloramine or MCA of 10ppm, 7ppm, 5ppm, 3ppm or 2.5ppm or 2ppm or 1.5ppm or 1ppm or 0.5 ppm. This residual level can be determined based on the total chlorine detected in the material being tested for residual level. Optionally, this residual amount can be present after the first dosing of MCA in the process and either be present throughout the process until the starch or a fraction thereof (or the protein) is dried, or it can be present at a point just after the last separation step be continued to further concentrate a starch or a fraction thereof (or a protein). If a starch or a fraction thereof (or protein) is to be further processed with some type of enzymatic and/or microbial treatment (e.g. starch conversion such as hydrolysis or fermentation), the remainder can be treated with an enzyme and/or microbial treatment before further processing treatment to a value below 0.5 ppm or to about 0 ppm or to 0 ppm. This can be achieved by aborting the MCA treatment prior to this further processing.
Als spezifischeres Beispiel, wie in
Das Verarbeiten des landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses (der „Verarbeitungs“-Schritt) kann ein Mahlen, Reiben, Würfeln, Zerdrücken, Zerkleinern und/oder Reduzieren der Größe des landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses auf eine andere Weise umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen, daraus bestehen oder das aufweisen. Dies kann mit Mühlen, rotierenden Reiben, Raspeln und dergleichen erreicht werden. Dieser Verarbeitungsschritt und die Art und Weise, wie er durchgeführt wird, sind Fachleuten auf dem Gebiet bekannt. Bei dieser Verarbeitung kann ein Mehl, eine Maische, ein Brei und/oder eine Faser und dergleichen entstehen. Optional kann das landwirtschaftliche Anfangserzeugnis vor diesem Verarbeitungsschritt einem Reinigungsschritt unterzogen werden, wie etwa mit Wasser und/oder Schrubbern und/oder Sieben. Wahlweise kann das landwirtschaftliche Anfangserzeugnis vor dem Verarbeitungsschritt beispielsweise einem Einweichschritt unterzogen werden, um das landwirtschaftliche Ausgangsprodukt (z. B. Mais) aufzuweichen. Diese Optionen und ein detaillierteres Flussdiagramm des allgemeinen Prozesses sind in
Nach dem Verarbeitungsschritt (Mahlen, Reiben, Zerkleinern und/oder Reduzieren der Größe des landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses auf eine andere Weise) und beispielsweise vor einem Trennschritt (z. B. einem Fest-flüssig-Trennschritt) kann das verarbeitete Erzeugnis als Option einem oder mehreren der folgenden Schritte unterzogen werden, die von der Art des landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses abhängen können: Saftabtrennung, die Verwendung von Hydrozyklonen und/oder Sieben zur Entfernung einer Komponente aus dem Verarbeitungsschritt (z. B. Keime aus dem Kern) und dergleichen. Für einen beliebigen oder mehrere dieser optionalen Schritte kann das Material, das in den optionalen Schritt eintritt, und/oder das Material, das den optionalen Schritt (und/oder die Zufuhrleitung(en)) verlässt, und/oder das Material während des optionalen Schritts eine MCA-Behandlung wie hierin beschrieben erhalten oder dieser unterzogen werden. Anders ausgedrückt, kann das Material oder ein Teil des Materials vor (oder unmittelbar vor) und/oder nach (oder unmittelbar nach) und/oder während des einen oder der mehreren optionalen Schritte eine MCA-Behandlung, wie hier beschrieben, erhalten oder dieser unterzogen werden. Diese Möglichkeit, eine MCA-Behandlung in einem oder mehreren optionalen Schritten durchzuführen, ist teilweise in
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist davon auszugehen, dass der „Verarbeitungs-“ Schritt die Zuführung oder das Entladen eines bereits verarbeiteten Erzeugnisses, wie etwa eines bereits gemahlenen, geriebenen, gewürfelten oder zerkleinerten landwirtschaftlichen Erzeugnisses, umfassen oder sein kann. Es liegt im Umfang der vorliegenden Erfindung, dass das Mahlen, Reiben, Würfeln, Zerdrücken und/oder Zerkleinern an einer anderen Stelle oder in einer anderen Verarbeitungsanlage erfolgt und dann an eine Stelle verlagert wird, an der die nachfolgenden Schritte der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Als spezifischeres Beispiel kann Weizenmehl an einer anderen Stelle gebildet werden und dann an die Stelle überführt oder transportiert werden, an der die nachfolgenden Schritte der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, und diese vorherige Vorbereitung des verarbeiteten Erzeugnisses und die Überführung/der Transport können den Schritt der Verarbeitung einschließen, sofern nicht anders angegeben.For purposes of the present invention, it is to be understood that the "processing" step includes or may include the loading or unloading of a product that has already been processed, such as a product that has already been ground, grated, diced, or shredded. It is within the scope of the present invention for the milling, grating, dicing, crushing and/or mincing to be performed at a different location or processing facility and then moved to a location where the subsequent steps of the present invention are performed. As a more specific example, wheat flour may be formed at another site and then transferred or transported to the site where the subsequent steps of the present invention are performed, and this prior preparation of the processed product and transfer/transportation may complete the step of processing include unless otherwise noted.
Je nach landwirtschaftlichem Anfangserzeugnis kann das Verfahren den Schritt zum Benetzen des verarbeiteten Erzeugnisses umfassen. Der Benetzungsschritt kann ein Kombinieren oder Zugeben von zumindest Wasser zu dem verarbeiteten Erzeugnis umfassen, daraus bestehen, im Wesentlichen daraus bestehen oder aufweisen, um eine Suspension oder ein Gemisch oder benetztes Erzeugnis zu bilden. Es wird angemerkt, dass vor dem Benetzungsschritt das verarbeitete Erzeugnis entweder in einem trockenen Zustand (z. B. Weizenmehl) oder nassen Zustand (z. B. Kartoffelpulpe oder Maisfaser) vorliegen kann. Der Benetzungsschritt mit Wasser kann einen Verdünnungsschritt aufweisen oder ein Verdünnungsschritt sein. Der Benetzungsschritt kann einen Waschschritt mit Wasser aufweisen oder ein Waschschritt mit Wasser sein. Das Wasser kann optional eine oder mehrere andere Komponenten oder Inhaltsstoffe enthalten. Die verwendeten Techniken und die verwendeten Vorrichtungen sowie die verwendeten Mengen von Wasser, um das verarbeitete Erzeugnis zu benetzen, sind im Stand der Technik herkömmlich und Fachleuten auf dem Gebiet bekannt.Depending on the starting agricultural product, the process may include the step of wetting the processed product. The wetting step may include combining or adding at least water to the processed product to form a suspension or mixture or wetted product. It is noted that prior to the wetting step, the processed product may be in either a dry state (e.g. wheat flour) or wet state (e.g. potato pulp or corn fiber). The wetting step with water can include a dilution step or can be a dilution step. The wetting step may include a water washing step or may be a water washing step. The water can optionally contain one or more other components or ingredients. The techniques and apparatus used, as well as the amounts of water used to wet the processed product, are conventional in the art and known to those skilled in the art.
Jedes Wasser oder Teile davon, das in den Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird (z. B. einer der Ströme und/oder mehr als ein Strom), kann vor, während und/oder nach der Kombination oder Zugabe des Wassers zu dem verarbeiteten Erzeugnis mit Chloramin, wie etwa Monochloramin, behandelt werden. Die Techniken und Dosierungen können wie hierin beschrieben sein. So kann die Behandlung optional die Behandlung von Wasser mit Monochloramin vor, während und/oder nach der Zugabe von Wasser zu dem gemahlenen Weizen oder einem anderen verarbeiteten Erzeugnis oder einer Fraktion davon umfassen.Any water or portions thereof used in the processes of the present invention (e.g. one of the streams and/or more than one stream) may be added before, during and/or after the water is combined or added to the processed product treated with chloramine such as monochloramine. The techniques and dosages can be as described herein. Thus, the treatment may optionally include treating water with monochloramine before, during and/or after adding water to the ground wheat or other processed product or fraction thereof.
Der eine oder die mehreren Trennschritte können einen oder mehrere Fest-Flüssig-Trennschritte umfassen oder sein.The one or more separation steps may include or be one or more solid-liquid separation steps.
Der eine oder die mehreren Trennschritte können durch Nutzung mindestens einer Zentrifuge, mindestens eines Dekanters (z. B. 2-Phasen-Dekanter oder 3-Phasen-Dekanter), mindestens eines Siebs (z. B. Bogensieb), mindestens eines Trenntanks, mindestens eines Gitters, mindestens eines Hydrozyklons oder einer beliebigen Kombination daraus erreicht werden. Der eine oder die mehreren Trennschritte können als Konzentration eines oder mehrerer bestimmter Komponenten oder Fraktionen des verarbeiteten Erzeugnisses angesehen werden oder zu einer solchen führen. Letztendlich führen mindestens einer oder mehrere der Trennschritte zur Isolierung oder Aufkonzentrierung von Stärke oder einer Stärkeart und/oder zur Isolierung oder Aufkonzentrierung von Protein oder einer Proteinart.The one or more separation steps can be carried out by using at least one centrifuge, at least one decanter (e.g. 2-phase decanter or 3-phase decanter), at least one sieve (e.g. curved sieve), at least one separation tank, at least a grid, at least one hydrocyclone or any combination thereof can be achieved. The one or more separation steps may be viewed as, or result in, a concentration of one or more particular components or fractions of the processed product. Ultimately, at least one or more of the separation steps lead to the isolation or concentration of starch or a type of starch and/or to the isolation or concentration of protein or a type of protein.
Spezifischere Beispiele für eine Zentrifuge umfassen unter anderem eine Düsenzentrifuge, eine Dekanterzentrifuge und eine Dreiphasen-Dekanterzentrifuge. Je nach dem zu verarbeitenden Erzeugnis werden bestimmte Zentrifugen als vorteilhafter angesehen. Eine Düsenzentrifuge ist zum Beispiel bei der Maisabtrennung gebräuchlicher. Dekanterzentrifugen kommen vor allem bei der Trennung von Weizen und Kartoffeln zum Einsatz. Der Trennschritt, insbesondere der, bei dem eine oder mehrere Zentrifugen eingesetzt werden, ist Fachleuten auf dem Gebiet bekannt und die Zentrifugen sind im Handel erhältlich, zum Beispiel unter anderem von Herstellern wie Alfa Laval (z. B. die Zentrifuge Alfa Laval Merco und die Zentrifuge Alfa Laval STNX 944) oder eine Dekanterzentrifuge von Hiller DecaPress oder eine Dekanterzentrifuge von Centri-Force oder Flottweg (2- oder 3-Phasen-Dekanter, -Zentrifugen und dergleichen).More specific examples of a centrifuge include a jet centrifuge, a decanter centrifuge, and a three-phase decanter centrifuge, among others. Depending on the product to be processed, certain centrifuges are considered more advantageous. For example, a jet centrifuge is more common in corn separation. Decanter centrifuges are mainly used to separate wheat and potatoes. The separation step, particularly that using one or more centrifuges, is known to those skilled in the art and centrifuges are commercially available, for example from manufacturers such as Alfa Laval (e.g. the Alfa Laval Merco centrifuge and the Alfa Laval STNX 944 centrifuge) or a Hiller DecaPress decanter centrifuge or a Centri-Force or Flottweg decanter centrifuge (2- or 3-phase decanters, centrifuges and the like).
Der eine oder die mehreren Trennschritte können mindestens einen ersten Trennschritt und einen zweiten Trennschritt umfassen oder aufweisen, wobei mindestens ein Teil des Erzeugnisses, das in dem ersten Trennschritt getrennt wird, durch den zweiten Trennschritt verarbeitet wird und wobei das Behandeln (wie hierin beschrieben) des verarbeiteten Erzeugnisses oder einer Fraktion davon mit Monochloramin vor (und vorzugsweise unmittelbar vor) und/oder während sowohl des ersten Trennschritts als auch des zweiten Trennschritts stattfindet.The one or more separating steps may include or include at least a first separating step and a second separating step, wherein at least a portion of the product separated in the first separating step is processed by the second separating step, and wherein treating (as described herein) the processed product or a fraction thereof with monochloramine prior to (and preferably immediately prior to) and/or during both the first and second separation steps.
Als spezifischeres Beispiel können die mehreren Trennschritte ein oder mehrere Trennschritte sein, die mindestens einen ersten Fest-flüssig-Trennschritt und einen zweiten Fest-flüssig-Trennschritt umfassen oder aufweisen können, wobei mindestens ein Teil der Flüssigkeit, die in dem ersten Fest-flüssig-Trennschritt getrennt wird, durch den zweiten Fest-flüssig-Trennschritt verarbeitet wird und vor und/oder während sowohl des ersten Fest-flüssig-Trennschritts als auch des zweiten Fest-flüssig-Trennschritts das Behandeln (wie hierin beschrieben) des verarbeiteten Erzeugnisses oder einer Fraktion davon mit Monochloramin stattfindet.As a more specific example, the plurality of separation steps may be one or more separation steps that may include or have at least a first solid-liquid separation step and a second solid-liquid separation step, wherein at least a portion of the liquid separated in the first solid-liquid separating step, being processed by the second solid-liquid separating step, and prior to and/or during both the first solid-liquid separating step and the second solid-liquid separating step, treating (as described herein) the processed product or fraction of which takes place with monochloramine.
Unter Bezugnahme auf Beispiele für landwirtschaftliche Erzeugnisse und wie in
Unter weiterer Bezugnahme auf Beispiele für landwirtschaftliche Erzeugnisse und wie in
Mit weiterem Bezug auf Beispiele für landwirtschaftliche Erzeugnisse und wie in
Es wird angemerkt, dass der Trocknungsschritt, bei dem die Stärke oder eine Komponente davon oder ein Nebenprodukt davon getrocknet wird, in keiner der Figuren dargestellt ist. Andere, nicht dargestellte oder beschriebene Schritte können ebenfalls einbezogen werden. Die Figuren sollen die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wichtigsten Schritte zusammen mit den bevorzugten MCA-Dosierungspunkten und den optionalen MCA-Dosierungspunkten zeigen.It is noted that the drying step, in which the starch or a component thereof or a by-product thereof is dried, is not shown in any of the figures. Other steps not shown or described may also be included. The figures are intended to show the most important steps for the purposes of the present invention along with the preferred MCA dosage points and the optional MCA dosage points.
Optional kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung mindestens drei separate Trennungen des nassen Erzeugnisses und/oder einer Fraktion davon unter Verwendung von Separatoren (z. B. Zentrifugen des gleichen oder eines unterschiedlichen Typs, wie etwa Düsenzentrifugen und/oder Dekanterzentrifugen und/oder Dekanter und/oder 3-Phasen-Separatoren und/oder 2-Phasen-Separatoren und/oder Gitter und/oder Siebe und/oder Trenntanks und/oder Hydrozyklone) aufweisen oder umfassen, die sich an drei unterschiedlichen Verarbeitungspunkten des Verfahrens befinden und das Verfahren umfasst ferner eine Dosierung des Chloramins (z. B. Monochloramin) unmittelbar vor und/oder während jeder der mindestens drei Trennungen.Optionally, the process of the present invention can provide at least three separate separations of the wet product and/or a fraction thereof using separators (e.g. centrifuges of the same or a different type, such as nozzle centrifuges and/or decanter centrifuges and/or decanters and/or or 3-phase separators and/or 2-phase separators and/or grids and/or sieves and/or separation tanks and/or hydrocyclones) located at three different processing points of the process and the process further comprises a Dosing of the chloramine (e.g. monochloramine) immediately before and/or during each of the at least three separations.
Im Allgemeinen kann die ‚unmittelbare‘ Behandlung des verarbeiteten Erzeugnisses oder einer Fraktion davon mit Chloramin (z. B. Monochloramin) vor einem Trennschritt beispielsweise bedeuten, dass die MCA-Behandlung nach einem vorangegangenen mechanischen Verarbeitungsschritt erfolgt, der vor einem Trennschritt stattfindet (z. B. nach der Suspensionsbildung, aber vor einem Trennschritt), und/oder dass die MCA-Behandlung in einem Bereich von 1 Sekunde bis 5 Minuten vor der Durchführung des/der Trennschritte(s) erfolgt, beispielsweise von 5 Sekunden bis 3 Minuten oder von 10 Sekunden bis 1 Minute vor dem/den Trennschritt(en).In general, the 'immediate' treatment of the processed product or a fraction thereof with chloramine (e.g. monochloramine) before a separation step can mean, for example, that the MCA treatment occurs after a previous mechanical processing step that takes place before a separation step (e.g. B. after suspension formation, but before a separation step), and / or that the MCA treatment in a range of 1 second to 5 minutes before performing the / the separation step (s), for example from 5 seconds to 3 minutes or from 10 seconds to 1 minute before the separation step(s).
Im Allgemeinen kann die Behandlung des verarbeiteten Erzeugnisses oder einer Fraktion davon mit Chloramin (z. B. Monochloramin) ,während‘ eines Trennschritts bedeuten, dass das Chloramin direkt der Trennvorrichtung oder -stelle zugeführt wird (z. B. direkt in den Dekanter dosiert), und dies kann mit in Wasser vorhandenem Chloramin oder anderen hierin erwähnten Dosierungstechniken geschehen. Das ,während‘ kann kontinuierlich, nicht kontinuierlich, intermittierend, vor Beginn der Trennung, während der Trennung und/oder nach der Trennung sein. Eine beliebige Kombination von Dosierungszeiten ist möglich.In general, treatment of the processed product or a fraction thereof with chloramine (e.g. monochloramine) 'during' a separation step may mean that the chloramine is fed directly to the separation device or site (e.g. dosed directly into the decanter) , and this can be done with chloramine present in water or other dosing techniques mentioned herein. The 'during' can be continuous, non-continuous, intermittent, before the start of the breakup, during the breakup, and/or after the breakup. Any combination of dosing times is possible.
Wenn das Verfahren den Schritt zum Bilden des verarbeiteten Erzeugnisses (z. B. durch Mahlen oder Reiben oder Zerkleinern) umfasst, was vor dem ersten Trennschritt erfolgt, kann eine beliebige MCA-Behandlung innerhalb von 20 Minuten oder innerhalb von 10 Minuten dieses Bildungsschritts, wie etwa innerhalb von 5 Minuten oder innerhalb von 1 Minute oder innerhalb von 30 Sekunden oder unmittelbar nach diesem Bildungsschritt stattfinden.When the process includes the step of forming the processed product (e.g., by milling or grating or crushing), which occurs prior to the first separation step, any MCA treatment can be performed within 20 minutes or within 10 minutes of this forming step, such as take place, for example, within 5 minutes, or within 1 minute, or within 30 seconds, or immediately after this formation step.
Wenn der Benetzungsschritt in dem/n Verfahren der vorliegenden Erfindung enthalten ist, kann die MCA-Behandlung während und/oder innerhalb von 20 Minuten oder innerhalb von 10 Minuten dieses Benetzungsschritts, wie etwa innerhalb von 5 Minuten oder innerhalb von 1 Minute des Benetzungsschritts oder innerhalb von 30 Sekunden diese Benetzungsschritts stattfinden oder das Wasser, das verwendet wird, um das verarbeitete Erzeugnis zu benetzen, kann mit MCA mit den hierin beschriebenen Dosierungen/Konzentrationen vorbehandelt werden.When the wetting step is included in the method(s) of the present invention, the MCA treatment may occur during and/or within 20 minutes or within 10 minutes of this wetting step, such as within 5 minutes or within 1 minute of the wetting step or within 30 seconds for this wetting step to take place or the water used to wet the processed product can be pretreated with MCA at the dosages/concentrations described herein.
Optional kann/können das/die Verfahren der vorliegenden Erfindung eine pH-Kontrolle umfassen, sodass ein pH von etwa 5 bis etwa 7 in Bezug auf das nasse Erzeugnis oder nasse Fraktionen davon aufrechterhalten wird.Optionally, the method(s) of the present invention can include pH control such that a pH of about 5 to about 7 is maintained with respect to the wet product or wet fractions thereof.
In herkömmlichen Verfahren zum Extrahieren von Stärke (oder Protein) aus landwirtschaftlichen Erzeugnissen werden dem Prozess (z. B. dem Prozesswasser und/oder landwirtschaftlichen Erzeugnis oder einer Fraktion davon) für gewöhnlich alkalische Mittel zugegeben, um eine wünschenswerte pH-Umgebung, wie etwa einen pH-Wert von 5 bis etwa 7, aufrechtzuerhalten. Bei der vorliegenden Erfindung, insbesondere bei einer Weizenverarbeitung, jedoch nicht beschränkt auf Weizen, können die Verfahren der vorliegenden Erfindung aufgrund der strategischen Verwendung der hierin beschriebenen MCA-Behandlung die Menge (von pH-Kontrollmitteln) reduzieren, die erforderlich ist, um eine pH-Umgebung, wie etwa einen pH-Wert von etwa 5 bis etwa 7, aufrechtzuerhalten. Die Reduzierung der Menge alkalischer Mittel kann mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 %, beispielsweise von 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % nach Gewicht (basierend auf dem vorangehend beschriebenen Vergleich) betragen.In conventional methods for extracting starch (or protein) from agricultural Crisp produce typically has alkaline agents added to the process (e.g., the process water and/or produce or a fraction thereof) to maintain a desirable pH environment, such as a pH of from 5 to about 7. In the present invention, particularly in wheat processing but not limited to wheat, the methods of the present invention can reduce the amount (of pH control agents) required to produce a pH due to the strategic use of the MCA treatment described herein. environment, such as a pH of about 5 to about 7 to maintain. The reduction in the amount of alkaline agents may be at least 5%, at least 10% or at least 20%, for example from 1% to 20% or 5% to 20% by weight (based on the comparison described above).
Außerdem kann bei der vorliegenden Erfindung durch die hierin beschriebene MCA-Behandlung die Zugabe von alkalischen Mitteln zum Stärkeextraktionsprozess oder zu Teilen des Prozesses überflüssig werden, oder es können Prozessphasen ohne Zugabe von alkalischen Mitteln durchgeführt werden, um eine pH-Umgebung aufrechtzuerhalten.Additionally, the present invention, the MCA treatment described herein may eliminate the need for the addition of caustics to the starch extraction process or parts of the process, or process stages may be performed without the addition of caustics to maintain a pH environment.
Wie angegeben, umfassen die Verfahren der vorliegenden Erfindung die strategische Dosierung von MCA an mehreren Stellen eines Stärke- und/oder Proteinextraktionsprozesses. Vorzugsweise kann die Dosierung von Monochloramin mindestens 2 Dosierungspunkte oder mindestens 3 Dosierungspunkte (die voneinander getrennt sind und sich in verschiedenen Verarbeitungsphasen des Stärke- und/oder Proteinextraktionsverfahrens befinden) umfassen oder aufweisen, oder sie kann mindestens 4 Dosierungspunkte oder mindestens 5 Dosierungspunkte (die voneinander getrennt sind und sich in verschiedenen Verarbeitungsphasen des Stärke- und/oder Proteinextraktionsverfahrens befinden) umfassen oder aufweisen, oder sie kann mindestens 8 Dosierungspunkte (die voneinander getrennt sind und sich in verschiedenen Verarbeitungsphasen des Stärke- und/oder Proteinextraktionsverfahrens befinden) umfassen oder aufweisen.As indicated, the methods of the present invention involve the strategic dosing of MCA at multiple points of a starch and/or protein extraction process. Preferably, the dosage of monochloramine can comprise or have at least 2 dosage points or at least 3 dosage points (which are separate from each other and are in different processing phases of the starch and/or protein extraction process), or it can comprise at least 4 dosage points or at least 5 dosage points (which are separate from each other and are in different processing phases of the starch and/or protein extraction process) or it may comprise or have at least 8 dosing points (which are separate from each other and are in different processing phases of the starch and/or protein extraction process).
Optional kann die Behandlung mit Monochloramin mehrere Dosierungspunkte während des gesamten Stärke- und/oder Proteinextraktionsverfahrens umfassen oder aufweisen, sodass die MCA-Konzentration (±20 % oder ±10 % oder ±5 %) in Bezug auf jeden beliebigen Punkt von der Bildung des nassen Erzeugnisses bis vor dem Erhalt der getrockneten Stärke oder des getrockneten Proteins oder beider aufrechterhalten wird.Optionally, the monochloramine treatment may include or have multiple dosing points throughout the starch and/or protein extraction process such that the MCA concentration (±20% or ±10% or ±5%) relative to any point from the formation of the wet product is maintained until prior to obtaining the dried starch or the dried protein or both.
Der Stärke- und/oder Proteinextraktionsprozess kann im Allgemeinen auch die Nutzung mehrerer Tanks zum Halten von Flüssigkeit umfassen, die primär Wasser enthält (z. B. umfasst die Flüssigkeit zu mindestens 51 Gew.-% Wasser, wie z. B. mindestens 70 Gew.-%, mindestens 80 Gew.-%, zu mindestens 90 Gew.-%, mindestens 95 Gew.-%, zu mindestens 99 Gew.-%, zu mindestens 99,5 Gew.-% oder zu 100 Gew.-%). Die Flüssigkeit kann Prozesswasser, Pulpepresswasser, Waschwasser oder eine beliebige Kombination daraus umfassen. Die mehreren Tanks weisen Zufuhrleitung zu und/oder von jedem der mehreren Tanks auf. Die Flüssigkeit in den Zufuhrleitungen und in den mehreren Tanks kann die MCA-Konzentration aufweisen und/oder ist ein Dosierungspunkt für das MCA.The starch and/or protein extraction process may also generally involve the use of multiple tanks for holding liquid that primarily contains water (e.g. the liquid comprises at least 51% water by weight, such as at least 70% by weight %, at least 80% by weight, at least 90% by weight, at least 95% by weight, at least 99% by weight, at least 99.5% by weight or 100% by weight ). The liquid may include process water, pulp press water, wash water, or any combination thereof. The multiple tanks have supply lines to and/or from each of the multiple tanks. The liquid in the supply lines and in the multiple tanks may have the MCA concentration and/or is a dosing point for the MCA.
Der Begriff „Zufuhrleitung(en)“ oder „Zufuhrleitungen“ wird manchmal verwendet, um zu beschreiben, was behandelt wird. Beispielsweise, wie hierin beschrieben, „an einer Stelle unmittelbar vor einem Durchführen oder während eines ersten des einen oder der mehreren Trennschritte, wobei das Verfahren ferner ein Behandeln des verarbeiteten Erzeugnisses oder der Zufuhrleitung(en) oder von beidem umfasst.“ Die „Zufuhrleitung(en)“ ist/sind hier ein Bezug auf das Leitungssystem oder die Leitungen oder Tanks, die verwendet werden, um das verarbeitete Erzeugnis oder eine Fraktion davon zu der Trennungszone oder dem Trennungsbereich oder der Trennvorrichtung zu transportieren. In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Hardware, die verwendet wird, um das verarbeitete Erzeugnis oder eine Fraktion davon zu transportieren oder zu halten, mit MCA, wie hierin beschrieben, behandelt und dadurch können das/der eine oder die mehreren Merkmale und/oder Vorteile, wie hierin beschrieben, erzielt werden. In gewisser Weise wird durch Behandeln des verarbeiteten Erzeugnisses oder einer Fraktion davon, wie hierin beschrieben, die Hardware, die verwendet wird, um das verarbeitete Erzeugnis zu transportieren oder zu halten, gleichermaßen behandelt, da das MCA mit dem verarbeiteten Erzeugnis vorhanden ist. Auf ähnliche Weise wird durch Behandeln der Hardware selbst mit dem MCA, wie hierin beschrieben, das verarbeitete Erzeugnis oder eine Fraktion davon, das/die durch die Hardware läuft, in gewisser Weise gleichermaßen behandelt.The term "feed line(s)" or "feed lines" is sometimes used to describe what is being treated. For example, as described herein, "at a point immediately prior to performing or during a first of the one or more separating steps, the method further comprising treating the processed product or the feed line(s) or both." The "feed line( en)" is/are a reference to the piping system or lines or tanks used to transport the processed product or fraction thereof to the separation zone or area or device. In one aspect of the present invention, the hardware used to transport or hold the processed product or fraction thereof is treated with MCA as described herein and thereby the one or more features and/or Benefits as described herein are achieved. In a sense, by treating the processed product, or a fraction thereof, as described herein, since the MCA is present with the processed product, the hardware used to transport or hold the processed product is treated equally. Similarly, by treating the hardware itself with the MCA as described herein, the processed product, or fraction thereof, that passes through the hardware is treated somewhat equally.
In der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren ein Nutzen mehrerer Tanks zum Halten von Flüssigkeit, die vorwiegend Wasser aufweist, umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen, daraus bestehen oder das aufweisen, wobei die Flüssigkeit Prozesswasser, Pulpepresswasser, Waschwasser oder eine beliebige Kombination daraus umfasst, und wobei die mehreren Tanks Zufuhrleitungen zu und/oder von jedem der mehreren Tanks umfassen, und wobei die Flüssigkeit die MCA-Konzentration (wie hierin beschrieben) in den mehreren Tanks und in den Zufuhrleitungen aufweist.In the present invention, the method may comprise, consist essentially of, consist of or comprise utilizing multiple tanks for holding liquor predominantly comprising water, the liquor comprising process water, pulp press water, wash water or any combination thereof, and wherein the plurality of tanks includes supply lines to and/or from each of the plurality of tanks, and wherein the liquid has the MCA concentration (as described herein) in the plurality of tanks and in the supply lines.
Wie angegeben, zeigen die Figuren, die einen Teil der vorliegenden Erfindung bilden, Beispiele für Flussdiagramme des Stärkeextraktionsprozesses (und/oder Proteinextraktionsprozesses) sowie nicht beschränkende beispielhafte MCA-Dosierungspunkte.
Es wird angemerkt, dass in den Verfahren der vorliegenden Erfindung mindestens ein erster und mindestens ein zweiter Trennschritt eine MCA-Behandlung vor diesem Trennschritt oder während des ersten und des zweiten Trennschritts oder sowohl vor als auch während umfassen, dass aber für den Fall, dass es mehr als zwei Trennschritte gibt, diese anderen Trennschritte einen MCA-Dosierungspunkt umfassen können oder nicht umfassen können oder eine MCA-Dosierung nach der Trennung statt vor (und/oder während) dem Trennschritt umfassen können.It is noted that in the methods of the present invention at least a first and at least a second separation step comprise an MCA treatment prior to that separation step, or during the first and second separation steps, or both before and during, but that in the event that it there are more than two separation steps, these other separation steps may or may not include an MCA dosing point, or may include MCA dosing after the separation rather than before (and/or during) the separation step.
Sobald die Stärke aufkonzentriert oder in Fraktionen aufgeteilt ist, kann die Stärke oder eine Fraktion davon bei einer Stärke-Nachbehandlung optional einem oder mehreren Stärkeumwandlungsschritten unterzogen werden, bei denen die Stärke oder eine Fraktion davon in Glukose oder Dextrin umgewandelt wird (das als Süßungsmittel verwendet werden kann), oder das in Stärke umgewandelte Produkt kann einem herkömmlichen Fermentationsprozess unterzogen werden, um ein oder mehrere Bioprodukte, wie etwa Ethanol, herzustellen.
Weitere Einzelheiten des Stärkeextraktionsverfahrens (und/oder Proteinextraktionsverfahrens) werden hier aufgeführt (zusammen mit einigen optionalen Nach-Stärke- (oder Nach-Protein-) Verarbeitungsschritten), und die hier gegebene Beschreibung ist eine mögliche Ausführungsform, wobei davon ausgegangen wird, dass zusätzliche Schritte verwendet und andere hier aufgeführte weggelassen werden können. Der hier beschriebene Prozess ist insbesondere für die Stärkegewinnung aus Mais geeignet. Der Mais in Form von Körnern wird einem Einweichprozess unterzogen. Während des Einweichens nehmen die Kerne Wasser auf, wodurch sich ihr Feuchtigkeitsgehalt, beispielsweise von 15 Prozent auf 45 Prozent, mehr als verdoppeln kann. Bei herkömmlichen Prozessen wurde dem Wasser 0,1 Prozent Schwefeldioxid zugesetzt, um ein übermäßiges Bakterienwachstum in der warmen Umgebung zu verhindern. Anstelle dieses Biozids kann jedoch auch eine MCA-Behandlung, wie hierin beschrieben, eingesetzt werden. Während der Mais aufquillt und weich wird, beginnt die milde Säure des Einweichwassers, die Glutenbindungen im Mais zu lösen und die Stärke freizusetzen. Nach dem Einweichen wird der Mais grob gemahlen, damit sich der Keim von den anderen Komponenten löst. Das Einweichwasser wird kondensiert, um die im Wasser enthaltenen Nährstoffe für die Verwendung in Futtermitteln und als Nährstoff für spätere Fermentationsprozesse zu gewinnen. Der gemahlene Mais fließt in einer Wassersuspension zu den Keimabscheidern. Anschließend schleudern in einem Prozess Zyklonabscheider die Maiskeime mit geringer Dichte aus der Suspension heraus. Die ölhaltigen Keime, die zum Beispiel etwa 85 Prozent des Maisöls enthalten, werden auf Gitter gepumpt und mehrfach gewaschen, um die im Gemisch verbliebene Stärke zu entfernen. Hier kann dieser Waschschritt optional eine MCA-Behandlung wie hierin beschrieben umfassen. Zur Extraktion des Öls aus dem Keim kann eine Kombination aus mechanischen und lösungsmittelhaltigen Prozessen verwendet werden. Das Öl wird dann zu fertigem Maisöl raffiniert und gefiltert. Die Keimreste werden als weitere nützliche Komponente des Tierfutters aufbewahrt. Anschließend verlässt die Mais- und Wassersuspension den Keimabscheider für eine zweite, gründlichere Zermahlung in einer Schlag- oder Prallmühle, um die Stärke und das Gluten von den Fasern des Korns zu lösen. Die Suspension aus Stärke, Gluten und Fasern fließt über feststehende konkave Gitter, die die Fasern auffangen, Stärke und Gluten aber passieren lassen. Die Fasern werden gesammelt, aufgeschlämmt und erneut gesiebt, um restliche Stärke oder Proteine zurückzugewinnen, und dann als Hauptbestandteil des Tierfutters an die Futtermittelindustrie weitergeleitet. Die Stärke-Gluten-Suspension, auch Mühlenstärke genannt, wird in die Stärkeabscheider geleitet. Gluten hat im Vergleich zu Stärke eine geringe Dichte. Indem die Mühlenstärke durch eine Zentrifuge geleitet wird, lässt sich das Gluten für die Verwendung in Tierfutter leicht ausschleudern. Wie angegeben, kann vor (oder kurz vor) dieser Zentrifugenstufe eine MCA-Behandlung durchgeführt werden. Die Stärke, von der nur noch ein oder zwei Prozent Protein übrig sind, wird verdünnt, gewaschen (ein- oder mehrmals, z. B. acht- bis 14-mal), erneut verdünnt und erneut in Hydroklonen gewaschen, um die letzten Spuren von Protein zu entfernen und eine hochwertige Stärke zu erzeugen, die in der Regel zu mehr als 99,5 Prozent rein ist. Der Waschschritt oder unmittelbar vor diesem Waschschritt kann eine MCA-Behandlung wie hierin beschrieben durchgeführt werden. Ein Teil der Stärke kann getrocknet und als unmodifizierte Maisstärke vermarktet werden, die Stärke oder ein Teil davon kann zu Spezialstärken modifiziert werden, und/oder die Stärke oder ein Teil davon kann in Maissirup und Glukose umgewandelt werden.Further details of the starch extraction process (and/or protein extraction process) are provided here (along with some optional post-starch (or post-protein) processing steps), and the description given here is one possible embodiment, with the understanding that additional steps used and others listed here may be omitted. The process described here is particularly suitable for obtaining starch from corn. The corn in the form of kernels undergoes a soaking process. During soaking, the kernels absorb water, which can more than double their moisture content, for example from 15 percent to 45 percent. In traditional processes, 0.1 percent sulfur dioxide was added to the water to prevent excessive bacterial growth in the warm environment. However, instead of this biocide, an MCA treatment as described herein can also be used. As the corn puffs up and softens, the mild acidity of the steep water begins to break the gluten bonds in the corn and release the starch. After soaking, the corn is coarsely ground to separate the germ from the other components. The steep water is condensed to recover the nutrients contained in the water for use in animal feed and as a nutrient for later fermentation processes. The ground corn flows in a water suspension to the germ separators. Then, in a process, cyclone separators throw the low-density maize germ out of the suspension. The oily germ, which contains about 85 percent of the corn oil, for example, is pumped onto grids and washed several times to remove the starch remaining in the mixture. Here, this washing step can optionally include an MCA treatment as described herein. A combination of mechanical and solvent processes can be used to extract the oil from the germ. The oil is then refined and filtered into finished corn oil. The remains of the germs are kept as another useful component of the animal feed. The corn and water suspension then exits the germ separator for a second, more thorough grinding in an impact or impact mill to loosen the starch and gluten from the fibers of the grain. The suspension of starch, gluten and fibers flows over fixed concave grids that catch the fibers, but leave the starch and gluten let it sit. The fibers are collected, slurried and screened again to recover any residual starch or protein, and then sent to the feed industry as the main component of animal feed. The starch-gluten suspension, also known as mill starch, is fed into the starch separator. Gluten has a low density compared to starch. By running the mill starch through a centrifuge, the gluten can be easily extracted for use in animal feed. As indicated, an MCA treatment may be performed before (or just before) this centrifugation step. The starch, with only a percent or two of protein left, is diluted, washed (one or more times, e.g. eight to 14 times), diluted again and washed again in hydroclones to remove the last traces of Remove protein and produce a high-quality starch that is typically greater than 99.5 percent pure. The washing step or immediately before this washing step, an MCA treatment as described herein can be carried out. A portion of the starch can be dried and marketed as unmodified cornstarch, the starch or portion of it can be modified into specialty starches, and/or the starch or portion of it can be converted to corn syrup and glucose.
Für die Gewinnung von Stärke auf Maisbasis oder jeder anderen Stärke können die folgenden Prozesse verwendet werden. Die in Wasser suspendierte Stärke wird in Gegenwart von Säure und/oder Enzymen verflüssigt, die die Stärke in eine glukosearme Lösung umwandeln. Vor, während und/oder nach diesem Verflüssigungsprozess kann eine MCA-Behandlung durchgeführt werden. Eine Behandlung mit einem anderen Enzym setzt den Umwandlungsprozess fort. Während des gesamten Prozesses können Raffineure die Säure- oder Enzymwirkung an entscheidenden Stellen unterbrechen, um die richtige Mischung von Zuckern wie Glukose und Maltose für Sirupe zu erzeugen, die unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden. Bei einigen Sirupen wird die Umwandlung von Stärke in Zucker in einem frühen Stadium gestoppt, um Sirupe mit geringer bis mittlerer Süße herzustellen. In anderen wird die Umwandlung so lange fortgesetzt, bis der Sirup fast nur noch aus Glukose besteht. Der Sirup wird in Filtern, Zentrifugen und Ionenaustauschsäulen raffiniert, und überschüssiges Wasser wird verdampft. Sirupe werden direkt verkauft, zu reiner Glukose kristallisiert oder zu Maissirup mit hohem Fruktosegehalt weiterverarbeitet. Optional kann anschließend auch ein Fermentationsprozess eingesetzt werden.For obtaining corn-based starch or any other starch, the following processes can be used. The starch suspended in water is liquefied in the presence of acid and/or enzymes that convert the starch into a low-glucose solution. An MCA treatment can be carried out before, during and/or after this liquefaction process. Treatment with another enzyme continues the conversion process. Throughout the process, refiners can interrupt acid or enzyme action at crucial points to create the right blend of sugars, such as glucose and maltose, for syrups that meet different needs. For some syrups, the conversion of starch to sugar is stopped at an early stage to produce low to medium sweetness syrups. In others, the conversion continues until the syrup is almost entirely glucose. The syrup is refined in filters, centrifuges and ion exchange columns, and excess water is evaporated. Syrups are sold direct, crystallized into pure glucose, or further processed into high fructose corn syrup. Optionally, a fermentation process can also be used afterwards.
Glukose ist eine der am besten vergärbaren Zuckerarten überhaupt. Nach der Umwandlung von Stärke in Glukose kann die Glukose in Glukosevergärungsanlagen verwendet werden, wo die Glukose durch traditionelle Hefegärung in Alkohol oder durch Hefe- oder Bakteriengärung in Aminosäuren und andere Bioerzeugnisse umgewandelt wird. Nach der Fermentation wird die entstehende Brühe destilliert, um Alkohol zu gewinnen, oder durch Membrantrennung aufkonzentriert, um andere Bioerzeugnisse herzustellen. Das bei der Fermentation entstehende Kohlendioxid wird für den Verkauf zurückgewonnen, und die nach der Fermentation verbleibenden Nährstoffe werden als Komponenten von Futtermittelzutaten verwendet.Glucose is one of the most fermentable types of sugar. After the conversion of starch to glucose, the glucose can be used in glucose digestion plants, where the glucose is converted into alcohol through traditional yeast fermentation, or into amino acids and other bioproducts through yeast or bacterial fermentation. After fermentation, the resulting broth is distilled to recover alcohol or concentrated by membrane separation to produce other organic products. The carbon dioxide produced during fermentation is recovered for sale, and the nutrients remaining after fermentation are used as components of feed ingredients.
Weizenstärkekörner können in zwei Gruppen (A-Stärke und B-Stärke) oder in drei Gruppen nach Größe unterteilt werden, wobei B-Stärke (z. B. 15-20 Vol.-%) einen Durchmesser von 1-15 Mikron (oder 1-10 Mikron) hat, die größeren A-Stärkekörner (z. B., 80-85 Vol.-%) haben einen Durchmesser von 10-35 Mikron (oder 20-35 Mikron), und die C-Stärke kann eine Größe haben, die unter der Größe der B-Stärke liegt, und/oder eine Größe von weniger als 5,3 Mikron. B-Stärke und/oder C-Stärke können so stark mit Pentosanen, Fasern, Lipiden und Proteinen kontaminiert sein, dass eine weitere Behandlung erforderlich ist. Gluten sind Proteine des Weizens. Gluten bildet lange, in Wasser unlösliche Moleküle. Dies verleiht dem Teig seine charakteristische Textur und ermöglicht das Aufgehen von Brot und Kuchen, da das von der Hefe freigesetzte Kohlendioxid im Glutengerüst eingeschlossen wird. Gluten ist bei der Herstellung von Stärke aus Weizen besonders wichtig, da es ein sehr wertvolles Nebenprodukt ist, das die Hälfte des Umsatzes ausmacht. Wird das Gluten extrahiert und bei moderaten Temperaturen schonend an der Luft getrocknet, behält es seine Eigenschaften bei. Ist dies der Fall, wird es als „vitales Gluten“ bezeichnet. Vitales Gluten kann als trockenes Pulver dem sonst glutenarmen Mehl zugesetzt werden und so die Backeigenschaften des Mehls verbessern. Handelsübliches Gluten kann auf mindestens 90 % Trockenmasse getrocknet werden, und eine typische Zusammensetzung sieht wie folgt aus (in Gewichtsprozent):
- • 70-80 % Rohprotein
- • 6-8 % Rohfette
- • 10-14 % Kohlenhydrate
- • 0,8-1,4 % Mineralien
- • 70-80% crude protein
- • 6-8% raw fats
- • 10-14% carbohydrates
- • 0.8-1.4% minerals
Gluten wird bei der Brotherstellung als Bestandteil verwendet, der dem Teig zugesetzt wird, um die Eigenschaften des Brotteigs zu verbessern, z. B. in Bezug auf Elastizität und Aufgehen. Außerdem kann Gluten sowohl in Lebensmitteln als auch in Futtermitteln als Streckmittel verwendet werden. Gluten kann in der Fermentationsindustrie unter Verwendung einer Säurehydrolyse oder einer Enzymhydrolyse verwendet werden. Das Gluten kann zur Herstellung von hydrolysiertem Pflanzeneiweiß und Glutaminsäure verwendet werden.Gluten is used in bread making as an ingredient that is added to the dough to improve the properties of the bread dough, e.g. B. in terms of elasticity and rising. In addition, gluten can be used as an extender in both food and feed. Gluten can be used in the fermentation industry using acid hydrolysis or enzyme hydrolysis. the gluten can be used to produce hydrolyzed vegetable protein and glutamic acid.
Weizenkörner können wie bei Mais als Rohmaterial verwendet werden, aber in der Regel kann der Stärkehersteller auch bereits zubereitetes Mehl aus einer Mehlmühle verwenden. Die Zusammensetzung des Weizenkorns kann wie folgt aussehen (in Gewichtsprozent):
- Kleie 12 %
- Keim 2 %
- Endosperm 82 %
- bran 12%
- germ 2%
- endosperm 82%
Die Anzahl der Gewichtsteile Mehl, die aus 100 Teilen Weizen hergestellt werden, wird als Extraktionsrate bezeichnet. Eine Mehlextraktion liegt zwischen 73 und 77 %, was zu einer durchschnittlichen Mühlenfutterproduktion von etwa 25 % führt. Es ist offensichtlich, dass das Mühlenfutter neben der Kleie einen bedeutenden Anteil des stärkehaltigen Endosperms enthält.The number of parts by weight of flour made from 100 parts of wheat is called the extraction rate. A flour extraction is between 73 and 77%, resulting in an average mill feed production of around 25%. It is evident that the mill feed contains, in addition to the bran, a significant proportion of the starchy endosperm.
Eine typische Mehlzusammensetzung auf Trockensubstanzbasis kann wie folgt aussehen (in Gewichtsprozent):
- Feuchtigkeitsgehalt: 13,5 %
- Gesamtproteingehalt: 13 %
- Fasergehalt: 1,0 %
- Aschegehalt: 0,75 %.
- Moisture content: 13.5%
- Total protein content: 13%
- Fiber content: 1.0%
- Ash content: 0.75%.
Die Beträge können zwischen 1 % und 20 % des angegebenen Wertes liegen. Das verwendete Mehl ist im Allgemeinen für den menschlichen Verzehr geeignet und wird auf eine bestimmte Korngrößenverteilung gemahlen. Suspensionsprozesse (Schlagprozesse) sind industriefreundlicher und ermöglichen eine geschlossene, kontinuierliche Handhabung. Im Laufe der Zeit wurden mehrere Varianten praktiziert, aber das skandinavische Verfahren ist bei weitem das eleganteste und effizienteste.Amounts can range from 1% to 20% of the declared value. The flour used is generally fit for human consumption and is ground to a specific grain size distribution. Suspension processes (beating processes) are more industry-friendly and enable closed, continuous handling. Several variants have been practiced over time, but the Scandinavian method is by far the most elegant and efficient.
Das skandinavische Verfahren basiert auf Weizenmehl als Rohstoff und ist so konzipiert, dass selbst schwacher (weicher) skandinavischer Weizen, der auf andere Weise schwer zu verarbeiten ist, verarbeitet werden kann und dennoch ein vitales Gluten mit hervorragenden Eigenschaften ergeben wird. Das skandinavische Verfahren funktioniert auch gut mit ganz frischem und unkonditioniertem Mehl, was den Bedarf an Lagerkapazität minimiert. Das Mehl wird pneumatisch aus den Zwischensilos in einen Vorratsbehälter befördert, der mit Vorrichtungen zur Trennung von Luft und Mehl ausgestattet ist. Das Kontrollsystem lässt das Mehl kontinuierlich in einen Strom aus warmem Wasser aus. Wasser und Mehl werden in der Linie gemischt und die erhaltene Suspension wird in einem Hochgeschwindigkeits-Inline-Desintegrator homogenisiert. Wie angegeben, kann in diesem Stadium eine MCA-Behandlung durchgeführt werden, bei der das Wasser und/oder die Suspension wie hierin beschrieben mit MCA behandelt werden.The Scandinavian process is based on wheat flour as a raw material and is designed in such a way that even weak (soft) Scandinavian wheat, which is otherwise difficult to process, can be processed and still yield a vital gluten with excellent properties. The Scandinavian process also works well with whole fresh and unconditioned flour, minimizing the need for storage capacity. The flour is conveyed pneumatically from the intermediate silos into a storage hopper equipped with devices for separating air and flour. The control system continuously releases the flour into a stream of warm water. Water and flour are mixed in-line and the resulting suspension is homogenized in a high-speed in-line disintegrator. As indicated, MCA treatment can be carried out at this stage, in which the water and/or suspension is treated with MCA as described herein.
Die homogenisierte Suspension kann dann sofort getrennt werden. Wie angegeben, kann die MCA-Behandlung vor dieser Trennung und/oder während dieser Trennung erfolgen. Die Suspension kann mit einem Dreiphasen-Dekanter (Trikanter) in die folgenden Fraktionen getrennt werden:
- • Stärke - schwere Phase
- • Gluten (oder Protein) - mittlere Phase
- • Pentosane - leichte Phase.
- • Strength - heavy phase
- • Gluten (or protein) - middle phase
- • Pentosans - light phase.
Oder die homogenisierte Suspension kann anschließend sofort mit einem Dreiphasen-Dekanter (Trikanter) in die folgenden Fraktionen getrennt werden:
- • Typ-A-Stärke - schwere Phase
- • Typ-B-Stärke und Gluten (oder Protein) - mittlere Phase
- • Typ-C-Stärke und Pentosane - leichte Phase
- • Type A starch - heavy phase
- • Type B starch and gluten (or protein) - middle phase
- • Type C starch and pentosans - light phase
Wie bereits erwähnt, kann vor dieser Trennung und/oder während der Trennung eine MCA-Behandlung durchgeführt werden. Die „Stärke“-Fraktion ist die schwere Phase, die den größten Teil der A-Stärke enthält. Sie wird wieder aufgeschlämmt und raffiniert - ähnlich wie Stärke anderen Ursprungs. Die ,Pentosan‘-Fraktion ist die leichte Phase des Trikanters - und kann verschiedene Schleimstoffe enthalten. Sie kann mit anderen Nebenerzeugnissen gemischt und als Nassfutter verwendet werden. Das Nassfutter kann getrocknet, mit Kleie vermischt oder als solches verkauft werden. Die ,Gluten‘-Fraktion ist die komplexe mittlere Phase. Sie enthält Gluten, Fasern, lösliche Stoffe, B-Stärke und etwas A-Stärke. Nach der Reifung des Glutens werden diese Bestandteile in Unterfraktionen aufgespalten. In Bezug auf die Glutenreifung wird der Strom vor der Trennung der Glutenfraktion in einem Reifungsreaktor behandelt. Der Reaktor ist speziell für die Reifung von Gluten ausgelegt. Während der Reifung wird die „Glutenmatrix“ des Weizenmehls aufgeweicht und die gebundenen Stärkekörner werden freigesetzt. Glutenin- und Gliadinproteine können nun beginnen, lange Molekülketten zu bilden, d. h. eine Glutenbildung kann stattfinden. Und was eine Agglomeration und Gewinnung des Glutens betrifft, so folgt auf den Schritt der Glutenreifung eine Behandlung in Glutenagglomeratoren. In den Agglomeratoren wird das gereifte Gluten zu Klumpen geformt, die sich aus Glutenin und Gliadin zusammensetzen. Die Glutenklumpen werden abgesiebt und auf gebogenen Gittern gewaschen. Dieser Waschschritt kann optional eine MCA-Behandlung wie hierin beschrieben umfassen. Das nasse Gluten wird auf Schneckenpressen entwässert und getrocknet. Durch schonendes Trocknen in heißer Luft in einem Ringtrockner behält das Gluten seine vitalen Eigenschaften. Nach der Mahlung und Klassifizierung in der Linie verlässt das Produkt den Trockner und ist bereit für die Verpackung und den Verkauf als vitales Gluten.As already mentioned, an MCA treatment can be carried out before this separation and/or during the separation. The "starch" fraction is the heavy phase, containing most of the A starch. It is repulped and refined - similar to starches of other origins. The 'Pentosan' fraction is the light phase of the tricanter - and can contain various mucilages. It can be mixed with other by-products and used as wet food. The wet food can be dried, mixed with bran, or sold as such. The 'gluten' fraction is the complex middle phase. It contains gluten, fiber, solubles, B starch and some A starch. After the gluten has matured, these components are broken down into sub-fractions. Regarding gluten maturation, the stream is treated in a maturation reactor before separating the gluten fraction. The reactor is specially designed for the maturation of gluten. During maturation, the "gluten matrix" of the wheat flour is softened and the bound starch granules are released. Glutenin and gliadin proteins can now begin to form long molecular chains, ie gluten formation can take place. As for gluten agglomeration and recovery, the gluten maturation step is followed by a treatment in gluten agglomerators. In the agglomerators, the matured gluten is formed into lumps composed of glutenin and gliadin. The lumps of gluten are strained out and placed on curved git ter washed. This washing step can optionally include an MCA treatment as described herein. The wet gluten is dewatered and dried on screw presses. The gluten retains its vital properties through gentle drying in hot air in a ring dryer. After in-line grinding and classification, the product exits the dryer ready for packaging and sale as vital gluten.
Bei der Gewinnung von B-Stärke wird nach der Glutengewinnung die Restfraktion in Hydrozyklonen getrennt. Dieser Trennschritt kann optional eine MCA-Behandlung wie hierin beschrieben erhalten (vor und/oder während und/oder nach dem Trennschritt). Die schwere A-Stärke kommt in den Unterlauf und die leichtere B-Stärke in den Überlauf.When B starch is obtained, the residual fraction is separated in hydrocyclones after the gluten has been extracted. This separation step can optionally receive an MCA treatment as described herein (before and/or during and/or after the separation step). The heavy A-starch goes in the underflow and the lighter B-starch in the overflow.
Die mit dem Unterlauf gewonnene A-Stärke kann aufkonzentriert und mit dem A-Stärke-Hauptstrom zusammengeführt werden. Die B-Stärke kann mit speziellen Gewinnungszyklonen aus dem Überlauf gewonnen und mit einem Dekanter entwässert werden. Die B-Stärke kann in einem Ringtrockner mit heißer Luft getrocknet oder in einer Trommel getrocknet und als vorgelatinierte Stärke verwendet werden. Was die löslichen Stoffe betrifft, so kann ein Klärbecken das letzte bisschen Stärke aus dem Überlauf entfernen, wobei im Wesentlichen lösliche Stoffe und Wasser übrig bleiben. Der geklärte Überlauf verlässt die Fabrik als Abwasser, das durch Ausbringung auf den Boden oder durch Biogasvergärung entsorgt wird. Das Abwasser kann optional eine MCA-Behandlung erhalten.The A-starch obtained with the underflow can be concentrated and combined with the A-starch main stream. The B starch can be extracted from the overflow using special extraction cyclones and dewatered using a decanter. The B starch can be hot air dried in a ring dryer or drum dried and used as a pregelatinized starch. As for solubles, a clarifier can remove the last bit of starch from the overflow, leaving essentially solubles and water. The treated overflow leaves the factory as wastewater, which is disposed of by land application or biogas digestion. The waste water can optionally receive an MCA treatment.
Bei der A-Stärke-Raffination wird die Stärke durch Waschen mit frischem, sauberem Wasser gereinigt. Dieser Waschschritt kann eine MCA-Behandlung wie hierin beschrieben umfassen. Mit Hydrozyklonen (einem Trennschritt) ist es möglich, Fasern und lösliche Stoffe, einschließlich löslicher Proteine, mit einem Minimum an Frischwasser auf ein niedriges Niveau zu reduzieren. Um Wasser zu sparen, wird der Waschvorgang im Gegenstrom durchgeführt, d. h. das einströmende Frischwasser wird für den allerletzten Schritt verwendet, und der Überlauf wird für die Verdünnung des vorhergehenden Schrittes wiederverwendet usw. Dieser Trennschritt kann einer MCA-Behandlung unterzogen werden und/oder der Überlauf kann einer MCA-Behandlung unterzogen werden.In A-starch refining, the starch is purified by washing it with fresh, clean water. This washing step may include an MCA treatment as described herein. With hydrocyclones (a separation step) it is possible to reduce fibers and solubles, including soluble proteins, to a low level with a minimum of fresh water. To save water, the washing process is carried out in countercurrent, i. H. the incoming fresh water is used for the very last step and the overflow is reused for the dilution of the previous step, etc. This separation step may be MCA treated and/or the overflow may be MCA treated.
Durch die Verwendung von mehrstufigen Hydrozyklonen können lösliche Materialien und feine Zellrückstände in einem wassersparenden Prozess entfernt werden. Die raffinierte Stärkemilch enthält eine zu fast 100 % reine, in reinem Wasser suspendierte Stärke.By using multi-stage hydrocyclones, soluble materials and fine cellular debris can be removed in a water-saving process. The refined starch milk contains almost 100% pure starch suspended in pure water.
Bei der Entwässerung von A-Stärke wird die gereinigte A-Stärkemilch zur Entwässerung in eine Schälzentrifuge geleitet. Dieser Trennschritt kann eine MCA-Behandlung umfassen. Das Filtrat des Schälers wird dem Prozess wieder zugeführt. Die entwässerte Stärke wird chargenweise abgeschält und durch Schwerkraft in den Feuchtstärkebunker abgeleitet.When dewatering A starch, the cleaned A starch milk is fed into a peeler centrifuge for dewatering. This separation step may include an MCA treatment. The filtrate from the peeler is returned to the process. The dewatered starch is peeled off in batches and drained by gravity into the wet starch bunker.
Bei der A-Stärketrocknung wird die A-Stärke aus dem Feuchtstärkebunker über eine Dosierschnecke in einen Schnelltrockner gefördert und mit Heißluft getrocknet. Die Einlasslufttemperatur kann moderat sein. Die getrocknete Stärke wird pneumatisch in ein Stärkesilo befördert, wo sie gesiebt und in Säcke abgefüllt wird. Der Feuchtigkeitsgehalt der Stärke nach dem Trocknen kann normalerweise 12-13 Gew.-% betragen. Anschließend kann die Stärke auf einem Feinsieb gesiebt werden, um Ablagerungen zu entfernen, die sich in Förderschnecken und dergleichen gebildet haben. Die Stärke kann optional modifiziert werden, z. B. unter Verwendung einer dreistufigen Nassmodifikation.During A-starch drying, the A-starch is conveyed from the wet starch bunker via a dosing screw into a rapid dryer and dried with hot air. The intake air temperature can be moderate. The dried starch is pneumatically conveyed into a starch silo, where it is screened and bagged. The moisture content of the starch after drying can normally be 12-13% by weight. The starch can then be sieved on a fine sieve to remove deposits that have built up in augers and the like. The strength can be optionally modified, e.g. B. using a three-stage wet modification.
Stärkesüßungsmittel sind ein wichtiger Absatzmarkt für Stärke, einschließlich Weizenstärke, und in vielen Pflanzen wird die Stärke überhaupt nicht getrocknet. Stattdessen wird die veredelte A-Stärkesuspension zu Stärkesirupen weiterverarbeitet. Bei Weizenstärke ist die Glukose besonders wichtig. Grundlegende und typische Betriebseinheiten sind: VERFLÜSSIGUNG. Die raffinierte A-Stärkesuspension wird auf einen bestimmten pH-Wert eingestellt und mit Enzymen versetzt. Die vorbereitete Suspension wird mit Direktdampf in einem Dampfstrahler erhitzt. Die Verflüssigung ist in der Regel ein zweistufiger Prozess. Die Kombination aus Hitze und Enzymen gelatiniert und verdünnt die Stärke. Das Enzym erledigt die Arbeit, indem es die langen Stärkemoleküle durch Hydrolyse in Stücke schneidet. Es entsteht ein Hydrolysat mit niedrigem DE-Gehalt, und zu diesem Zeitpunkt ist die Stärke in ein Maltodextrin umgewandelt worden. (DE = Dextrose Equivalent, deutsch: Dextrose-Äquivalent). VERZUCKERUNG. Der pH-Wert und die Temperatur des Hydrolysats mit niedrigem DE-Wert werden erneut eingestellt, und es werden neue Enzyme hinzugefügt, um Glukose mit einem höheren DE-Wert zu erzeugen. Je nach den zugesetzten Enzymen und dem angewandten Prozess kann Glukose in unterschiedlicher Zusammensetzung hergestellt werden - sogar Produkte, die der reinen Dextrose nahekommen. Eine Querstrom-Membranfiltration des Hydrolysats kann durchgeführt werden. Durch Diafiltration kann Glukose aus dem Filterrückstand zurückgewonnen werden, sodass ein proteinreicher Schlamm übrig bleibt, der als Tierfutter entsorgt werden kann. Das Glukosehydrolysat wird erhitzt und mit Aktivkohle behandelt, um Verunreinigungen und Farbkörper zu entfernen, und anschließend gefiltert. Das Glukosehydrolysat wird mit Ionenaustauscherharzen in einer „Karussell“-Anordnung demineralisiert. Kationenharze entfernen verschiedene Ionen wie Natrium, Kalzium, Spuren von Eisen und einige Aminosäuren. Anionenharze entfernen Ionen wie Chlorid, Sulfat, Phosphat und die meisten Restaminosäuren. Der raffinierte Glukosesirup wird durch Eindampfen auf seinen endgültigen Gehalt an handelsüblicher Trockenmasse aufkonzentriert. Der Sirup ist nun bereit für die Abfüllung in Fässer oder den Transport in Tankwagen. Durch Variation der Verfahren kann eine Reihe kommerzieller Produkte hergestellt werden, und die reinen Dextrose-Sirupe können sogar die Grundlage für die weitere Verarbeitung zu Sirupen mit hohem Fruchtzuckergehalt bilden, wobei ausgefeilte Techniken wie enzymatische Isomerisierung und Chromatographie zum Einsatz kommen.Starch sweeteners are a major outlet for starches, including wheat starch, and in many plants the starch is not dried at all. Instead, the refined A starch suspension is processed into starch syrups. Glucose is particularly important in wheat starch. Basic and typical operating units are: CONDENSING. The refined A starch suspension is adjusted to a specific pH value and enzymes are added. The prepared suspension is heated with direct steam in a steam jet. Liquefaction is usually a two-stage process. The combination of heat and enzymes gelatinizes and thins the starch. The enzyme does the work by cutting the long starch molecules into pieces through hydrolysis. A low DE hydrolyzate is formed and at this point the starch has been converted to a maltodextrin. (DE = dextrose equivalent, German: dextrose equivalent). SUGARIFICATION. The pH and temperature of the low DE hydrolyzate are readjusted and new enzymes are added to produce glucose with a higher DE. Depending on the enzymes added and the process used, glucose can be produced in different compositions - even products approaching pure dextrose. Cross-flow membrane filtration of the hydrolyzate can be performed. Diafiltration can recover glucose from the filter residue, leaving a protein-rich sludge that can be disposed of as animal feed. The glucose hydrolyzate is heated and treated with activated charcoal to remove impurities and color bodies, and then filtered. The glucose hydrolyzate is demineralized with ion exchange resins in a "carousel" arrangement. Cation resins remove various ions such as sodium, calcium, trace amounts of iron and some amino acids. Anion resins remove ions such as chloride, sulfate, phosphate and most residual amino acids. The refined glucose syrup is concentrated by evaporation to its final commercial dry matter content. The syrup is now ready to be filled into drums or transported in tankers. By varying the processes, a number of commercial products can be made, and the pure dextrose syrups can even form the basis for further processing into high fructose syrups, using sophisticated techniques such as enzymatic isomerization and chromatography.
Die Verfahren der vorliegenden Erfindung können ein oder mehrere vorteilhafte Ergebnisse bereitstellen. Dieses eine oder diese mehreren vorteilhaften Ergebnisse werden deutlicher, wenn das Verfahren der vorliegenden Erfindung mit einem Verfahren verglichen wird, das ansonsten identisch ist, mit der Ausnahme, dass die MCA-Behandlung vollständig weggelassen wird (und kein anderes Biozid verwendet wird) oder die MCA-Behandlung (wie hierin beschrieben) vor und während des ersten und zweiten Trennschritts weggelassen wird, wie hierin beschrieben. Dieser hier beschriebene Vergleich wird gelegentlich als „ohne Monochloramin“ oder „ohne MCA“ oder „aufgrund der MCA-Behandlung“ bezeichnet.The methods of the present invention may provide one or more beneficial results. These one or more beneficial results will be more apparent when the process of the present invention is compared to a process that is otherwise identical except that the MCA treatment is omitted entirely (and no other biocide is used) or the MCA - treatment (as described herein) before and during the first and second separation step is omitted as described herein. This comparison described here is sometimes referred to as "without monochloramine" or "without MCA" or "due to MCA treatment".
Ein Beispiel für einen möglichen Vorteil ist, dass das Verfahren zu einem verringerten chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) in einem Abwasserstrom führt, der keine Stärke oder eine Fraktion davon enthält. Der Abwasserstrom kann sich auf das Nebenprodukt nach Durchführung einer oder mehrerer Stufen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung beziehen, und während dieser Abwasserstrom recycelt werden kann, kann zumindest ein Teil letztendlich entfernt oder abgeleitet werden. Der Abwasserstrom, der ein Nebenprodukt ist, stammt aus etwaigen Wasch- und/oder Reinigungsschritten und/oder aus der Bildung der Benetzung des verarbeiteten Erzeugnisses und/oder aus Wasser oder Saft aus dem landwirtschaftlichen Anfangserzeugnis. Die Verringerung des CSB kann mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).An example of a potential benefit is that the process results in reduced chemical oxygen demand (COD) in a wastewater stream that does not contain starch or a fraction thereof. The effluent stream may refer to the by-product after performing one or more stages of the process of the present invention, and while this effluent stream may be recycled, at least a portion may ultimately be removed or diverted. The effluent stream, which is a by-product, originates from any washing and/or cleaning steps and/or from the formation of the wetting of the processed produce and/or from water or juice from the starting agricultural produce. The COD reduction may be at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiteres Beispiel für einen möglichen Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das nasse Erzeugnis (z. B. eine Suspension aus gemahlenem Weizen und Wasser) eine Suspension ist, die aufgrund der MCA-Behandlung eine niedrigere Viskosität hat. Die Viskosität kann um mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % gesenkt werden, z. B. um 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).Another example of a potential advantage of the present invention is that the wet product (e.g., a suspension of ground wheat and water) is a suspension that has a lower viscosity due to the MCA treatment. The viscosity can be reduced by at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. by 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiteres Beispiel für einen möglichen Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das nasse Erzeugnis (z. B. eine Suspension aus gemahlenem Weizen und Wasser) eine Suspension ist, die aufgrund der MCA-Behandlung oxidiert ist. Die Verringerung kann mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).Another example of a possible benefit of the present invention is that the wet product (e.g., a suspension of ground wheat and water) is a suspension that is oxidized due to the MCA treatment. The reduction can be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20% amount, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiteres Beispiel für einen möglichen Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, wenn das Gluten (oder Protein) optional gewonnen wird und das Verfahren aufgrund der MCA-Behandlung weniger alkalische Zugaben erfordert, um einen pH-Wert innerhalb von 10 % des isoelektrischen Punkts des Glutens aufrechtzuerhalten. Die Verringerung kann zusätzlich mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).Another example of a potential benefit of the present invention is when the gluten (or protein) is optionally recovered and the process requires fewer alkaline additions to maintain a pH within 10% of the gluten isoelectric point due to the MCA treatment . The reduction may additionally be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiteres Beispiel für einen potenziellen Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der Stärkeertrag im Vergleich dazu, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird, erhöht wird. Die Steigerung (nach Gewicht) kann mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).Another example of a potential benefit of the present invention is that starch yield is increased compared to when no MCA treatment is used. The increase (by weight) may be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiterer möglicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Zugabe von Xylanasen und/oder Cellulasen zur Viskositätsreduzierung reduziert oder ganz vermieden wird. Die Verringerung kann zusätzlich mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).Another possible advantage of the present invention is that the addition of xylanases and/or cellulases for viscosity reduction is reduced or avoided altogether. The reduction may additionally be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiteres Beispiel für einen möglichen Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Verringerung der Mineralablagerungen. Diese Verringerung ist vor allem dann zu beobachten, wenn sich mineralische Ablagerungen zusammen mit der Bildung eines Biofilms ergeben. Die Verringerung kann mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).Another example of a potential benefit of the present invention is the reduction in mineral deposits. This reduction can be observed especially when mineral deposits occur together with the formation of a biofilm. The reduction may be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiteres Beispiel für einen möglichen Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die MCA-Behandlung Biofilme entfernt oder die Bildung von Biofilmen verhindert. Die Verbesserung bei der Entfernung von Biofilmen kann mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).Another example of a possible benefit of the present invention is that the MCA treatment removes biofilms or prevents the formation of biofilms. The improvement in biofilm removal may be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiteres Beispiel für einen potenziellen Vorteil der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung der Glutenagglomeration und eine verbesserte Entwässerung im Vergleich dazu, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird. Nasses vitales Gluten kann in einen Entwässerungstrichter einer Presse eintreten. Das Rütteln ermöglicht es, dass freie Feuchtigkeit von den Siebseiten und dem Boden des Trichters abfließt. Eine konische Schnecke kann dann das Gluten gegen ein perforiertes Gitter pressen, wodurch das Wasser aus dem Gluten und durch das Gitter vor einer Ableitung auf ein abgewinkeltes Entwässerungsgitter gedrängt wird. Dieses Entwässerungsgitter entfernt überschüssiges Oberflächenwasser, bevor das Gluten in das Zufuhrsystem des Trockners geleitet wird. Bei einer schnelleren Entwässerung ist in dieser Phase weniger oder gar kein Waschwasser erforderlich, und der Druck in den Düsen, bevor das Gluten dem Trockner zugeführt wird, steigt. Letztlich handelt es sich um einen Gewinn an Glutenertrag. Die Steigerung der Glutenagglomeration kann mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich). Die Steigerung bei der Entwässerung kann mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).Another example of a potential benefit of the present invention is an improvement in gluten agglomeration and improved drainage compared to when no MCA treatment is used. Wet vital gluten can enter a dewatering funnel of a press. The shaking allows free moisture to drain from the screen sides and bottom of the hopper. A conical auger can then press the gluten against a perforated grate, forcing the water out of the gluten and through the grate before being discharged onto an angled drainage grate. This drainage grid removes excess surface water before the gluten is directed into the dryer feed system. With faster dewatering, less or no washing water is required at this stage, and the pressure in the nozzles increases before the gluten enters the dryer. Ultimately, it is a gain in gluten yield. The increase in gluten agglomeration may be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above). The increase in drainage may be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiteres Beispiel für einen möglichen Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Gluten bei der optionalen Gewinnung eine höhere Anzahl von Disulfidbindungen aufweist als, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird. Die erhöhte Anzahl kann mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).Another example of a possible advantage of the present invention is that the gluten with the optional recovery has a higher number of disulfide bonds than when no MCA treatment is used. The increased number can be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiteres Beispiel für einen möglichen Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass, wenn das Gluten optional gewonnen wird, das Gluten einen höheren Proteingehalt aufweist als, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird. Der erhöhte Gehalt kann mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf Menge beschriebenen Vergleich).Another example of a possible advantage of the present invention is that when the gluten is optionally recovered, the gluten has a higher protein content than when no MCA treatment is used. The increased content can be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on quantity described comparison).
Ein weiteres Beispiel für einen potenziellen Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass jegliche Verunreinigung in dem Verfahren, die zumindest auf die Bildung eines Biofilms zurückzuführen ist, durch die MCA-Behandlung verringert wird, im Vergleich dazu, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird. Diese Verringerung kann mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf dem oben beschriebenen Vergleich).Another example of a potential benefit of the present invention is that any contamination in the process, at least due to the formation of a biofilm, is reduced by the MCA treatment compared to when no MCA treatment is used. This reduction may be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on the comparison described above).
Ein weiteres Beispiel für einen möglichen Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der Ertrag an vergärbaren Stoffen (Stärke, Fasern und vorzugsweise Nicht-Typ-A-Stärken) im Vergleich dazu, wenn MCA-Behandlung verwendet wird, erhöht wird. Die Steigerung kann mindestens 1 %, mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 20 % betragen, z. B. 1 % bis 20 % oder 5 % bis 20 % (basierend auf beschriebenen Vergleich).Another example of a possible benefit of the present invention is that the yield of fermentables (starch, fibers and preferably non-type A starches) compared to when MCA treatment is used is increased. The increase can be at least 1%, at least 5%, at least 10% or at least 20%, e.g. B. 1% to 20% or 5% to 20% (based on described comparison).
Optional kann in den Verfahren der vorliegenden Erfindung die mikrobielle Aktivität an allen Punkten des Prozesses so kontrolliert werden, dass die KBE/g aufrechterhalten (d. h. die mikrobielle Aktivität nimmt nicht zu) oder um mindestens 1 log oder mindestens 2 log reduziert wird (z. B. eine Reduzierung der mikrobiellen Aktivität um 1 bis 2 log). Die Verringerung kann auf einem Vergleich zwischen der Anwendung von MCA-Behandlungen gemäß der vorliegenden Erfindung und keiner MCA-Behandlung wie hier beschrieben beruhen.Optionally, in the methods of the present invention, microbial activity can be controlled at all points in the process so that CFU/g is maintained (i.e., microbial activity does not increase) or reduced by at least 1 log, or at least 2 logs (e.g., .a 1 to 2 log reduction in microbial activity). The reduction may be based on a comparison between the use of MCA treatments according to the present invention and no MCA treatment as described herein.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die mikrobielle Milchsäurebildung unter 1,5 g/l liegen. Dieser Betrag kann ein Durchschnittswert sein (in einer Nasstrennphase oder in mehreren oder allen zusammen und gemittelt) und nach jeder Nasstrennphase bestimmt werden, falls gewünscht. Dieser Betrag an mikrobieller Milchsäure basiert auf einer oder mehreren Messungen des verarbeiteten landwirtschaftlichen Erzeugnisses, zum Beispiel nach einem Trennschritt. Dieser Betrag der mikrobiellen Milchsäurebildung kann insbesondere in Bezug auf die Extraktion von Stärke aus Weizen von Bedeutung sein.In the present invention, the microbial lactic acid production can be below 1.5 g/l. This amount can be an average value (over a wet separation phase or several or all together and averaged) and determined after each wet separation phase if desired. This amount of microbial lactic acid is based on one or more measurements of the processed agricultural product, for example after a separation step. This amount of microbial lactic acid formation may be of particular importance in relation to the extraction of starch from wheat.
Die Monochloramin-Behandlungen der vorliegenden Erfindung können pH-Absenkungen, Erhöhungen der Milchsäurekonzentration oder beides reduzieren oder verhindern, was sich negativ auf die Trennung von nassen Erzeugnissen und/oder die Pressbarkeit auswirken oder andere Probleme verursachen kann, wenn sie nicht kontrolliert werden.The monochloramine treatments of the present invention can reduce or prevent pH decreases, increases in lactic acid concentration, or both, which can adversely affect wet product separation and/or pressability or cause other problems if uncontrolled.
Es kann eine Kontrolle der Population mindestens einer Bakterienart vorgesehen werden, die die Population auf ein gewünschtes Niveau (sogar auf nicht nachweisbare Grenzen) reduziert und/oder das Wachstum der Bakterien zumindest teilweise hemmt.A control of the population of at least one species of bacteria can be provided which reduces the population to a desired level (even to undetectable limits) and/or at least partially inhibits the growth of the bacteria.
Außerdem kann das Monochloramin als trinkbares, zugelassenes Material auf nichttopische oder topische Weise oder auf beide Arten dosiert werden, was die möglichen Zugabestellen des Behandlungsmittels innerhalb des Stärkeextraktionssystems erweitert.In addition, as a potable, approved material, the monochloramine can be dosed non-topically or topically, or both, expanding the possible points of addition of the treating agent within the starch extraction system.
Das Monochloramin kann zur Behandlung des landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses und/oder einer davon abgeleiteten Komponente und/oder eines Mediums, das das landwirtschaftliche Anfangserzeugnis und/oder die Komponente enthält, oder einer beliebigen Kombination davon verwendet werden und/oder es kann zur Behandlung eines beliebigen Prozesswassers vor, während und/oder nach dem Kontakt mit dem landwirtschaftlichen Anfangserzeugnis oder einer Fraktion davon verwendet werden.The monochloramine may be used to treat the starting agricultural product and/or a component derived therefrom and/or a medium containing the starting agricultural product and/or the component or any combination thereof and/or it may be used to treat any process water , during and/or after contact with the starting agricultural product or a fraction thereof.
Monochloramin kann in Form von Wasserverdünnung zugegeben werden, was seine Einführung in eine Vielzahl von wässrigen Prozessströmen, Massen und Materialien an verschiedenen Stellen in einem Stärkeextraktionssystem erleichtern kann.Monochloramine can be added in the form of water dilution, which can facilitate its introduction into a variety of aqueous process streams, masses and materials at various points in a starch extraction system.
Außerdem hat Chloramin keinen ausgeprägten Chlorgeruch und wirkt sich daher nicht nachteilig auf den Geschmack oder andere sensorische Eigenschaften aus (im Gegensatz z. B. zu Chlorbehandlungen) und ist daher besser für die Lebensmittelverarbeitung geeignet.In addition, chloramine does not have a distinct chlorine odor and therefore does not adversely affect taste or other sensory properties (unlike e.g. chlorine treatments) and is therefore more suitable for food processing.
Das Verfahren zum Extrahieren von Stärke und/oder Protein aus einem landwirtschaftlichen Anfangserzeugnis kann eine Dosierung eines Stärkeextraktionssystems (oder Proteinextraktionsprozesses) mit einer Gesamtdosierung (kombinierte Dosierungen, alle Zugabestellen) von etwa 1 g bis etwa 1000 g Monochloramin oder von etwa 3 g bis etwa 1000 g Monochloramin oder von etwa 10 g bis etwa 1000 g Monochloramin oder von etwa 50 g bis etwa 1000 g Monochloramin oder von etwa 100 g bis etwa 1000 g Monochloramin oder von etwa 1 g bis etwa 500 g Monochloramin oder von etwa 3 g bis etwa 500 g Monochloramin, oder von etwa 10 g bis etwa 500 g Monochloramin, oder von etwa 50 g bis etwa 500 g Monochloramin, oder von etwa 1 g bis etwa 300 g Monochloramin, oder von etwa 3 g bis etwa 300 g Monochloramin, oder von etwa 10 g bis etwa 300 g Monochloramin, oder von etwa 20 g bis etwa 300 g Monochloramin, oder von etwa 30 g bis etwa 300 g Monochloramin, oder von etwa 40 g bis etwa 300 g Monochloramin, oder von etwa 50 g bis etwa 300 g Monochloramin oder in anderen Mengen, pro Tonne (2000 Pfund) des landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses, das in den Stärke- und/oder Proteinextraktionsverfahren verarbeitet wird, umfassen. Die Dosierung kann konstant sein oder während der Produktion in diesen Bereichen variieren. Die Monochloraminmenge (und/oder die gewünschte MCA-Konzentration) kann eine durchschnittliche Monochloraminmenge auf der Grundlage eines 24-Stunden-Zeitraums oder eines anderen Zeitraums sein. Die angegebenen Behandlungsbereiche sind auf Monochloraminbasis. Neben Monochloramin können auch andere Chloramine verwendet werden.The method for extracting starch and/or protein from a starting agricultural product can include a dosage of a starch extraction system (or protein extraction process) with a total dosage (combined dosages, all addition points) of from about 1 g to about 1000 g of monochloramine or from about 3 g to about 1000 g monochloramine or from about 10 g to about 1000 g monochloramine or from about 50 g to about 1000 g monochloramine or from about 100 g to about 1000 g monochloramine or from about 1 g to about 500 g monochloramine or from about 3 g to about 500 g monochloramine, or from about 10 g to about 500 g monochloramine, or from about 50 g to about 500 g monochloramine, or from about 1 g to about 300 g monochloramine, or from about 3 g to about 300 g monochloramine, or from about 10g to about 300g monochloramine, or from about 20g to about 300g monochloramine, or from about 30g to about 300g monochloramine, or from about 40g to about 300g monochloramine, or from sth a 50g to about 300g of monochloramine, or other amounts, per tonne (2000 pounds) of starting agricultural product processed in the starch and/or protein extraction processes. The dosage can be constant or vary within these ranges during production. The amount of monochloramine (and/or the desired MCA level) may be an average amount of monochloramine based on a 24-hour period or some other time period. Treatment ranges given are monochloramine based. Other chloramines besides monochloramine can also be used.
Das Monochloramin kann in wässriger, verdünnter Form in einer Konzentration von etwa 100 ppm bis etwa 15.000 ppm, oder von etwa 200 ppm bis etwa 15.000 ppm, oder von etwa 300 ppm bis etwa 15.000 ppm, oder von etwa 500 ppm bis etwa 15.000 ppm, oder von etwa 500 ppm bis etwa 5000 ppm, oder von etwa 1000 ppm bis etwa 4500 ppm, oder von etwa 1500 ppm bis etwa 4000 ppm, oder von etwa 2000 ppm bis etwa 3500 ppm, oder von etwa 2250 ppm bis etwa 3250 ppm, oder von etwa 2500 ppm bis etwa 3000 ppm, oder von etwa 500 ppm bis etwa 13.000 ppm, oder von etwa 600 ppm bis etwa 12.000 ppm, oder von etwa 700 ppm bis etwa 10.000 ppm, oder von etwa 800 ppm bis etwa 9.000 ppm, oder von etwa 900 ppm bis etwa 8000 ppm, oder in anderen Bereichen zugesetzt werden.The monochloramine can be in aqueous, diluted form at a concentration of from about 100 ppm to about 15,000 ppm, or from about 200 ppm to about 15,000 ppm, or from about 300 ppm to about 15,000 ppm, or from about 500 ppm to about 15,000 ppm, or from about 500 ppm to about 5000 ppm, or from about 1000 ppm to about 4500 ppm, or from about 1500 ppm to about 4000 ppm, or from about 2000 ppm to about 3500 ppm, or from about 2250 ppm to about 3250 ppm, or from about 2500 ppm to about 3000 ppm, or from about 500 ppm to about 13,000 ppm, or from about 600 ppm to about 12,000 ppm, or from about 700 ppm to about 10,000 ppm, or from about 800 ppm to about 9,000 ppm, or from about 900 ppm to about 8000 ppm, or in other ranges.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die MCA-Behandlung optional ein Chloramin-Behandlungsmittel sein, das verwendet werden kann und das mindestens ein Chloramin umfasst, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht. Bei dem/den Chloramin(en) kann es sich z. B. um Monochloramin (MCA)(NH2Cl), Dichloramin (DCA) oder eine Kombination daraus handeln. Ein Großteil (nach Gewicht) des Chloramins kann MCA sein (wie etwa mindestens 50,1 %, mindestens 60 %, mindestens 70 %, mindestens 80 %, mindestens 90 %, mindestens 95 %, mindestens 99 %, 90 % bis 100 %, 95 % bis 100 %, 99 % bis 100 % oder 100% nach Gewicht des vorhandenen Chloramins). Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff „MCA“-Behandlung, sofern nicht anders angegeben, Chloramin(e), wie hierin angegeben.For purposes of the present invention, the MCA treatment can optionally be a chloramine treatment agent that can be used and that comprises, consists essentially of, or consists of at least one chloramine. The / chloramine (s) can be z. B. be monochloramine (MCA) (NH 2 Cl), dichloramine (DCA) or a combination thereof. A majority (by weight) of the chloramine may be MCA (such as at least 50.1%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 99%, 90% to 100%, 95% to 100%, 99% to 100% or 100% by weight of chloramine present). For purposes of the present invention, unless otherwise specified, the term "MCA" treatment includes chloramine(s) as specified herein.
Die Monochloramin-Behandlung kann auf jede geeignete Art und Weise an jedem Zugabepunkt des Stärkeextraktionsprozesses durchgeführt werden, der verwendet wird. Die Behandlung kann kontinuierlich, im Wesentlichen kontinuierlich, intermittierend, zyklisch, in Chargen oder in einer Kombination daraus erfolgen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bedeutet ,nahezu kontinuierlich‘, dass die Dosierung von MCA in das landwirtschaftliche Erzeugnis oder einen Teil oder eine Fraktion davon zu mindestens 75 % der Zeit erfolgt, in der das Material durch den Behandlungsdosierungspunkt verarbeitet wird. Wird der Prozess beispielsweise eine Stunde lang betrieben, so erfolgt die Dosierung von MCA während dieser einen Stunde mindestens 45 Minuten lang. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bedeutet ,nicht kontinuierlich‘, dass die Dosierung von MCA in das landwirtschaftliche Erzeugnis oder einen Teil oder eine Fraktion davon nicht kontinuierlich auf einer Zeitbasis erfolgt. Wird der Prozess beispielsweise eine Stunde lang betrieben, erfolgt die Dosierung von MCA nicht während 60 Minuten, sondern in weniger als 60 Minuten dieses Betriebs. Die nicht kontinuierliche Dosierung kann eine oder mehrere Dosierungen des Materials zu intermittierenden Zeiten umfassen. So kann die MCA-Behandlung ein- oder mehrmals während der Durchführung des Verfahrens unterbrochen werden, um Stärke oder eine Fraktion davon zu extrahieren.The monochloramine treatment can be carried out in any suitable manner at any addition point of the starch extraction process that is used. The treatment can be continuous, substantially continuous, intermittent, cyclic, batch, or a combination thereof. For purposes of the present invention, 'nearly continuously' means that the dosing of MCA into the produce, or part or fraction thereof, occurs at least 75% of the time that the material is being processed through the treatment dosing point. For example, if the process is run for one hour, MCA will be dosed for at least 45 minutes during that hour. For purposes of the present invention, 'non-continuous' means that the dosing of MCA into the produce, or a portion or fraction thereof, is not continuous on a time basis. For example, if the process is run for an hour, the dosing of MCA will not occur during 60 minutes, but in less than 60 minutes of that run. Discontinuous dosing may involve one or more dosing of the material at intermittent times. Thus, the MCA treatment can be interrupted one or more times during the performance of the process in order to extract starch or a fraction thereof.
Die MCA-Behandlung und die Dosierung können die gleiche Konzentration und/oder Dosiermenge aufweisen oder unterschiedlich sein, wenn es im Prozess mehr als einen Dosierungspunkt gibt.The MCA treatment and dosing may be the same concentration and/or dosing level, or different if there is more than one dosing point in the process.
Die Behandlung kann in einer oder mehreren Phasen oder an mehreren Stellen in einem Stärke- und/oder Proteinextraktionsprozess durchgeführt werden. In einer Verarbeitungsanlage kann die Behandlung in einem Behälter durchgeführt werden, durch den das verarbeitete Material fließt. Das Monochloramin kann direkt in den Behälter gegeben werden oder indirekt über einen Prozessstrom, der dann in den Behälter geleitet wird, oder über Kombinationen daraus eingeführt werden. Die Behandlung kann in der Linie auf einen fließenden Prozessstrom oder eine fließende Masse angewendet werden, ohne dass eine begleitende Verweilzeit in einem Prozessbehälter erforderlich ist. Ein Prozessbehälter in einem Stärke- und/oder Proteinextraktionsprozess, in dem die Behandlung angewendet werden kann, ist ein Auffangtank, eine Waschvorrichtung, eine Reibe, eine Schneidemaschine, eine Zufuhrleitung, ein Mischer, ein Lagerbehälter und/oder ein anderer Prozessbehälter oder eine beliebige Kombination daraus.The treatment can be performed at one or more stages or at multiple points in a starch and/or protein extraction process. In a processing plant, the treatment can be carried out in a vessel through which the processed material flows. The monochloramine can be added directly to the vessel or introduced indirectly via a process stream which is then sent to the vessel, or combinations thereof. The treatment can be applied in-line to a flowing process stream or mass without the need for an attendant residence time in a process vessel. A process vessel in a starch and/or protein extraction process in which the treatment may be applied is a holding tank, washer, grater, slicer, feed line, mixer, storage vessel and/or other process vessel or any combination from it.
Die Monochloramin-Behandlung(en) kann/können direkt auf den Außenflächen des landwirtschaftlichen Roherzeugnisses erfolgen, wie etwa durch örtliche Anwendung einer monochloraminhaltigen Behandlungslösung. Die Behandlung(en) kann (können) erfolgen, indem Prozesswasser oder ein anderes Prozessfluid mit dem Monochloramin vorbehandelt wird, bevor es mit mindestens einem landwirtschaftlichen Roherzeugnis, einer Komponente davon, einer Fraktion davon oder einem anderen Medium, in dem das landwirtschaftliche Roherzeugnis und/oder die Komponente davon enthalten, dispergiert oder vermischt ist, kombiniert wird.The monochloramine treatment(s) can be applied directly to the external surfaces of the raw produce, such as by topical application of a treatment solution containing monochloramine. The treatment(s) can be carried out by pretreating process water or other process fluid with the monochloramine before it is mixed with at least one raw agricultural product, a component thereof, a fraction thereof or another medium in which the raw agricultural product and/or or the component thereof contained, dispersed or mixed is combined.
Bei den kontrollierten Mikroorganismen kann es sich um Bakterien, Pilze, Hefen und/oder Archaebakterien und/oder andere Mikroorganismen handeln, die Stärke verzehren oder die Qualität der Stärke beeinflussen können. Bei den Mikroorganismen, die mit der Monochloramin-Behandlung kontrolliert werden können, kann es sich überwiegend, im Wesentlichen oder vollständig um Bakterien handeln. Bei den Bakterien, die kontrolliert werden können, kann es sich um klassische aerobe Bakterien wie Leuconostoc mesenteroides, Lactobalillus, Coccus oder andere Bakterienarten oder eine beliebige Kombination daraus handeln. Thermophile Mikroorganismen können mit der Monochloraminbehandlung kontrolliert werden. Bei den thermophilen Mikroorganismen, die kontrolliert werden können, handelt es sich um Bacillus-, Thermos- und Chlostridia-Arten oder andere Arten bzw. eine beliebige Kombination daraus.The controlled microorganisms can be bacteria, fungi, yeast and/or archaebacteria and/or other microorganisms that can consume starch or affect the quality of the starch. The microorganisms that can be controlled with monochloramine treatment can be predominantly, essentially or entirely bacterial. The bacteria that can be controlled can be classical aerobic bacteria such as Leuconostoc mesenteroides, Lactobalillus, Coccus or other types of bacteria, or any combination thereof. Thermophilic microorganisms can be controlled with monochloramine treatment. The thermophilic microorganisms that can be controlled are Bacillus, Thermos and Clostridia species or other species or any combination thereof.
Bei der vorliegenden Erfindung weisen die Stärke, das Gluten, das behandelte Prozesswasser, das Fluid, der Saft, der Sirup, die Fasern, der Zellstoff, die Zufuhrleitungen und/oder andere Materialien eine sehr geringe Bakterienzahl auf. Die Bakterien können so kontrolliert werden, dass die Bakterienzahl nicht ansteigt oder die Bakterienzahl erhöht wird. Im Vergleich zu einem Prozess, bei dem keine MCA-Behandlung in der hierin beschriebenen Weise oder überhaupt nicht eingesetzt wird, oder bei dem kein Biozid verwendet wird, kann die Bakterienzahl tatsächlich abnehmen, beispielsweise um mindestens einen log oder mindestens zwei log (z. B. eine Abnahme von 1 log bis 2 log).In the present invention, the starch, gluten, treated process water, fluid, juice, syrup, fiber, pulp, feed lines and/or other materials have very low bacterial counts. The bacteria can be controlled so that the bacterial count does not increase or the bacterial count is increased. Compared to a process that does not use MCA treatment in the manner described herein, or does not use it at all, or does not use a biocide, the bacterial count may actually decrease, for example by at least one log or at least two logs (e.g .a decrease of 1 log to 2 log).
Das Monochloramin oder ein anderes Chloramin kann aus jeder geeigneten Quelle erhalten werden. Das Monochloramin kann als Stammlösung, z. B. in wässriger, verdünnter Form, gebildet werden, die in Prozesswasser und/oder ein wässriges Medium eingebracht werden kann, das zuckerhaltiges Pflanzenmaterial oder zuckerhaltige Komponenten davon enthält. Das Monochloramin kann in-situ in Stammlösung oder Prozesswasser gebildet werden. Das Monochloramin kann am Standort oder außerhalb des Standorts gebildet werden. Beispielsweise können OXAMIN 6150, BUSPERSE 2454, BUSAN 1215 und BUCKMAN 1250, erhältlich bei Buckman Laboratories International, Inc. in Memphis, Tennessee, als Vorläufer für die Bildung von Monochloramin verwendet werden. Das Monochloramin kann nach jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden. Monochloramin kann beispielsweise durch eines der Verfahren hergestellt werden, die in den US-Patenten Nr.
Für die Vor-Ort-Herstellung von Monochloramin können ein Verfahren und eine Vorrichtung verwendet werden, um mindestens zwei Reaktanten oder Komponenten, wie verdünnte Ammoniaklösung und Natriumhypochlorit, zu mischen, um das gewünschte Reaktionsprodukt zu bilden. Das Gerät kann eine vorbereitende Ausrüstung für eine Aufbereitungseinheit umfassen. Die Vorrichtung kann einen Reaktor, ein Reaktorsystem, einen Generator, einen Kleinmengengenerator, einen Behälter, einen Inline-Mischer oder dergleichen umfassen. Das Verfahren und die Vorrichtung können bei der Kontrolle von Reaktionen nützlich sein, die von Natur aus gefährlich sein können, zum Beispiel wenn das Mischen der Komponenten das Potenzial hat, gefährliche Verbindungen oder Komponenten zu erzeugen. Es können Vorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, dass das molare Verhältnis der einzelnen Reaktanten genau dosiert wird, ebenso wie die Zufuhr von Zusatzwasser, falls es für die Reaktion verwendet wird. Das Verfahren und die Vorrichtung können beispielsweise zum Mischen einer ammoniakhaltigen Chemikalie (z. B. Ammoniak) und einer hypochlorithaltigen Chemikalie (z. B. Hypochlorit) verwendet werden, die von Natur aus gefährlich ist. Das Mischen einer ammoniakhaltigen Chemikalie und einer hypochlorithaltigen Chemikalie kann sorgfältig kontrolliert werden, um die Bildung von gefährlichen Verbindungen wie Dichloramin, Trichloramin und Chlorgas zu vermeiden.For the on-site production of monochloramine, a method and apparatus can be used to mix at least two reactants or components, such as dilute ammonia solution and sodium hypochlorite, to form the desired reaction product. The apparatus may include preparatory equipment for a conditioning unit. The apparatus may comprise a reactor, reactor system, generator, small scale generator, vessel, in-line mixer or the like. The method and device can be useful in controlling reactions that may be inherently hazardous, for example when mixing the components has the potential to create hazardous compounds or components. Precautions can be taken to ensure that the molar ratio of each reactant is accurately metered, as well as the addition of make-up water if used for the reaction. For example, the method and apparatus can be used to mix an ammonia-containing chemical (e.g., ammonia) and a hypochlorite-containing chemical (e.g., hypochlorite), which is inherently hazardous. The mixing of a chemical containing ammonia and a chemical containing hypochlorite can be carefully controlled to avoid the formation of hazardous compounds such as dichloramine, trichloramine and chlorine gas.
Die Ausrüstung, die zum Mischen der mindestens zwei Reaktanten oder Komponenten, wie verdünnte Ammoniaklösung und Natriumhypochlorit, verwendet wird, um Monochloramin zu bilden, kann optional einen automatischen Kontrollmechanismus umfassen. Der Kontrollmechanismus kann einen oder mehrere Prozesskontrollparameter mit einer überwachten Reaktionsbedingung, wie etwa der Temperatur, in Beziehung setzen. Optional kann ein Differenztemperaturverfahren zur Kontrolle einer exothermen oder endothermen chemischen Reaktion eingesetzt werden. Die chemische Reaktion kann eine exotherme Reaktion sein, und der Temperaturunterschied kann ein Temperaturanstieg sein. Die chemische Reaktion kann eine endotherme Reaktion sein, und der Temperaturunterschied ist ein Temperaturabfall. Das Verfahren kann ein Messen einer Temperatur eines ersten Reaktanten, der mit einer ersten Durchflussrate fließt, ein Inkontaktbringen des ersten Reaktanten mit einem zweiten Reaktanten und ein anschließendes Messen der Temperatur eines Reaktionsprodukts, das durch eine Reaktion zwischen dem ersten und dem zweiten Reaktanten gebildet wird, umfassen. Die Temperaturdifferenz zwischen der gemessenen Temperatur des ersten Reaktanten und der gemessenen Temperatur des Reaktionsprodukts kann zur Überwachung der Reaktion verwendet werden, und auf der Grundlage der Temperaturdifferenz können Anpassungen vorgenommen werden. Die Durchflussrate des ersten Reaktanten kann in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz eingestellt werden. Der zweite Reaktant kann mit einer zweiten Durchflussrate zum Fließen gebracht werden, und die Durchflussrate des ersten Reaktanten und/oder des zweiten Reaktanten kann auf der Grundlage der Temperaturdifferenz eingestellt werden. Die erste Temperaturablesung kann wahlweise gleich zu Beginn des Zusammenführens der Reaktanten oder zu einem anderen Zeitpunkt erfolgen, falls gewünscht. Der zweite Messwert, der zur Ermittlung der Temperaturdifferenz verwendet wird, kann der Zeitpunkt sein, an dem die maximale Temperaturerhöhung oder -abnahme durch die Reaktion auftritt (z. B. die maximale Erhöhung durch die exotherme Reaktion oder die maximale Abnahme durch die endotherme Reaktion, je nach Fall). Diese Temperaturdifferenz kann zur Bestimmung und Steuerung der Reaktion verwendet werden, um sicherzustellen, dass es sich bei der Reaktion und dem Reaktionsprodukt um das gewünschte Reaktionsprodukt (z. B. Monochloramin) handelt und/oder um sicherzustellen, dass die Reaktion auf effiziente oder korrekte Weise abläuft. Die Vorrichtung kann so eingerichtet sein, dass sie jede beliebige Menge an Monochloramin produziert, einschließlich, aber nicht beschränkt auf 20 Pfund oder mehr Monochloramin pro Tag oder weniger als diese Menge.The equipment used to mix the at least two reactants or components, such as dilute ammonia solution and sodium hypochlorite, to form monochloramine may optionally include an automatic control mechanism. The control mechanism may relate one or more process control parameters to a monitored reaction condition, such as temperature. Optionally, a differential temperature method can be used to control an exothermic or endothermic chemical reaction. The chemical reaction can be an exothermic reaction and the temperature difference can be a temperature rise. The chemical reaction can be an endothermic reaction, and the temperature difference is a drop in temperature. The method can include measuring a temperature of a first reactant flowing at a first flow rate, contacting the first reactant with a second reactant, and then measuring the temperature of a reaction product formed by a reaction between the first and second reactants. include. The temperature difference between the measured temperature of the first reactant and the measured temperature of the reaction product can be used to monitor the reaction and adjustments can be made based on the temperature difference. The flow rate of the first reactant can be adjusted depending on the temperature difference. The second reactant can be flowed at a second flow rate, and the flow rate of the first reactant and/or the second reactant can be adjusted based on the temperature difference. The first temperature reading can optionally be taken just as the reactants are combined, or at another time, if desired. The second reading used to determine the temperature difference may be the time at which the maximum increase or decrease in temperature from the reaction occurs (e.g., the maximum increase from the exothermic reaction or the maximum decrease from the endothermic reaction, depending on the case). This temperature difference can be used to determine and control the reaction, to ensure that the reaction and reaction product are the desired reaction product (e.g., monochloramine) and/or to ensure that the reaction is taking place in an efficient or correct manner expires. The device can be set up to produce any amount of monochloramine, including but not limited to 20 pounds or more monochloramine per day or less than that amount.
Wie angegeben, kann die Behandlung mit Monochloramin in dem angegebenen Prozessfluss, wie in
Die Behandlung des landwirtschaftlichen Erzeugnisses oder der entsprechenden Prozesswässer mit Monochloramin kann kontinuierlich, im Wesentlichen kontinuierlich, intermittierend, zyklisch, in Chargen oder in einer beliebigen Kombination daraus erfolgen. Eine Behandlung kann beliebig oft wiederholt werden, und Behandlungen können durch konstante oder variable Zeiträume getrennt werden. Die Zugaberate von Monochloramin und/oder Vorläufern kann konstant oder variabel sein. Monochloramin kann topisch, nichttopisch oder auf beide Arten angewendet werden, um eine mikrobiologische Kontrolle bereitzustellen. Monochloramin kann den stärkehaltigen Materialien (oder proteinhaltigen Materialien) oder dem Prozesswasser auf beliebige Weise zugesetzt werden, z. B. durch Gießen, durch Düsen, durch Sprühen, durch Vernebeln, über einen Vorhang, über ein Stauwehr, über einen Springbrunnen, durch Perkolation, durch Mischen, durch Einspritzen oder durch eine beliebige Kombination daraus. Für die topische Behandlung kann Monochloramin in wässriger Form auf das Rohmaterial des landwirtschaftlichen Erzeugnisses gesprüht werden. Das Monochloramin kann in wässriger, verdünnter Form dem im Produktionsprozess verwendeten Prozesswasser zugesetzt werden, das mit dem landwirtschaftlichen Erzeugnis und/oder der daraus hergestellten Komponente in Kontakt kommt oder in Kontakt gebracht wird.The treatment of the agricultural produce or the corresponding process waters with monochloramine can be carried out continuously, substantially continuously, intermittently, cyclically, in batches or in any combination thereof. A treatment can be repeated any number of times, and treatments can be separated by constant or variable periods of time. The rate of addition of monochloramine and/or precursors can be constant or variable. Monochloramine can be applied topically, nontopically, or both to provide microbiological control. Monochloramine can be added to the starchy materials (or proteinaceous materials) or the process water in any way, e.g. by pouring, by nozzle, by spray, by nebulization, by curtain, by weir, by fountain, by percolation, by mixing, by injection, or any combination thereof. For topical treatment, monochloramine in aqueous form can be sprayed onto the raw material of the produce. The monochloramine can be added in aqueous, diluted form to the process water used in the production process, which comes into contact or is brought into contact with the agricultural product and/or the component made from it.
Das landwirtschaftliche Erzeugnis oder das Prozesswasser kann über einen beliebigen Zeitraum hinweg behandelt werden. Zum Beispiel auf einer im Wesentlichen kontinuierlichen oder kontinuierlichen Basis oder auf einer nicht kontinuierlichen Basis, wie mindestens etwa 6,0 Stunden, mindestens etwa 12 Stunden, mindestens etwa 24 Stunden, mindestens etwa 36 Stunden oder mindestens etwa mindestens 7 Tage, mindestens 2 Wochen, mindestens 1 Monat, mindestens 2 Monate, mindestens 3 Monate, von 1 Tag bis 6 Monate, von 1 Tag bis 12 Monate oder mehr. Die Menge des zugesetzten Monochloramins kann je nach einem oder einer Kombination verschiedener Prozessfaktoren variiert werden.The agricultural produce or the process water can be treated for any period of time. For example, on a substantially continuous or continuous basis or on a non-continuous basis such as at least about 6.0 hours, at least about 12 hours, at least about 24 hours, at least about 36 hours, or at least about at least 7 days, at least 2 weeks, at least 1 month, at least 2 months, at least 3 months, from 1 day to 6 months, from 1 day to 12 months or more. The amount of monochloramine added can be varied depending on one or a combination of various process factors.
Optional können neben der hierin beschriebenen MCA-Behandlung auch ein oder mehrere andere Nicht-MCA- oder Nicht-Chloramin-Biozide verwendet werden.Optionally, one or more other non-MCA or non-chloramine biocides may be used in addition to the MCA treatment described herein.
Optional kann in jedem der Verfahren der vorliegenden Erfindung kein anderes Biozid außer dem Chloramin (z. B. Monochloramin) in irgendeiner Phase verwendet werden.Optionally, in any of the methods of the present invention, no biocide other than the chloramine (e.g., monochloramine) may be used at any stage.
Wenn in einem der Verfahren der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu einem Chloramin ein anderes Biozid verwendet wird, ist das Chloramin (z. B. Monochloramin) das vorherrschende Biozid in Bezug auf die Dosierungsmenge (z. B. sind mindestens 60 Gew.-%, mindestens 70 Gew.-%, mindestens 80 Gew.-%, mindestens 90 Gew.-%, mindestens 95 Gew.%, mindestens 99 Gew.-% des Gesamtgewichts aller verwendeten Biozide in jeder Phase Chloramin oder MCA).When another biocide is used in addition to a chloramine in any of the methods of the present invention, the chloramine (e.g., monochloramine) is the predominant biocide in terms of dosage level (e.g., at least 60% by weight, at least 70 wt%, at least 80 wt%, at least 90 wt%, at least 95 wt%, at least 99 wt% of the total weight of all biocides used in each phase chloramine or MCA).
Optional kann in allen Verfahren der vorliegenden Erfindung kein Mittel (z. B. eine chemische Verbindung oder ein chemisches Mittel) zur Potenzierung des Chloramins oder Monochloramins zugegeben werden.Optionally, no agent (e.g., a chemical compound or agent) to potentiate the chloramine or monochloramine can be added in any of the methods of the present invention.
Die vorliegende Erfindung umfasst die folgenden Aspekte/Ausführungen/Merkmale in beliebiger Reihenfolge und/oder in beliebiger Kombination:
- 1. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Extrahieren von Stärke oder Protein oder beidem aus einem landwirtschaftlichen Erzeugnis, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten eines verarbeiteten Erzeugnisses, welches ein landwirtschaftliches Anfangserzeugnis ist, das gemahlen, gerieben, zerdrückt, gewürfelt, zerkleinert oder eine beliebige Kombination daraus wird, Durchführen eines oder mehrerer Trennschritte an dem verarbeiteten Erzeugnis oder einer Fraktion davon, um mindestens einen ersten nassen Feststoff zu erhalten, der Stärke oder Protein oder beides umfasst, und Trocknen des ersten nassen Feststoffs, um einen getrockneten Feststoff zu erhalten, der trockene Stärke oder trockenes Protein oder beides umfasst, wobei das Verfahren an einem Punkt unmittelbar vor dem Durchführen und/oder während eines ersten des einen oder der mehreren Trennschritte ferner ein Behandeln des verarbeiteten Erzeugnisses oder einer Zufuhrleitung (von Zufuhrleitungen) oder von beidem mit Monochloramin umfasst.
- 2. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Verfahren an einem Punkt unmittelbar vor dem Durchführen und/oder während eines zweiten des einen oder der mehreren Trennschritte ferner ein Behandeln des verarbeiteten Erzeugnisses oder der Zufuhrleitung(en) oder von beidem mit Monochloramin umfasst.
- 3. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem oder alternativ ein Verfahren zum Extrahieren von Stärke oder Protein oder beidem aus einem landwirtschaftlichen Erzeugnis, wobei das Verfahren umfasst:
- Verarbeiten eines landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses, um ein verarbeitetes Erzeugnis zu erhalten, das gemahlen, gerieben, zerkleinert oder eine beliebige Kombination daraus wird,
- Benetzen des verarbeiteten Erzeugnisses, um ein nasses Erzeugnis zu erhalten,
- Durchführen eines oder mehrerer Trennschritte an dem nassen Erzeugnis oder einer Fraktion davon, um mindestens einen ersten nassen Feststoff zu erhalten, der Stärke oder Protein oder beides umfasst; und
- Trocknen des ersten nassen Feststoffs, um einen getrockneten Feststoff zu erhalten, der Stärke oder Protein oder beides umfasst, und
- wobei das Verfahren nach dem Benetzen und vor dem Durchführen und/oder während eines ersten des einen oder der mehreren Trennschritte ferner ein Behandeln des nassen Erzeugnisses (und/oder der Zufuhrleitung(en)) mit Monochloramin umfasst,
- wobei das Behandeln eine nicht kontinuierliche, kontinuierliche oder nahezu kontinuierliche Dosierung des Monochloramins (MCA) umfasst, um eine MCA-Konzentration in einer Menge zwischen etwa 50 g und etwa 800 g MCA pro 1 Tonne (2.000Pfund) landwirtschaftlichen Anfangserzeugnisses bereitzustellen; und wobei das Behandeln eine wässrige Monochloraminlösung umfasst, die zwischen etwa 0,1 Gew.-% und etwa 2 Gew.-% Monochloramin enthält.
- 4. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das landwirtschaftliche Erzeugnis Weizen, Kartoffeln, Mais, Cassava, Tapioka, Reis, Sorghum, Gerste, Sago oder Maniok oder eine Pflanze aus der Familie der Hülsenfrüchte oder eine beliebige Kombination daraus ist.
- 5. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Benetzen ein Zugeben von zumindest Wasser zu dem verarbeiteten Erzeugnis umfasst, um eine Suspension zu bilden.
- 6. Verfahren einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Benetzen ein Behandeln des Wassers mit Monochloramin vor, während und/oder nach dem Zugeben von Wasser zu dem verarbeiteten Erzeugnis umfasst.
- 7. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei der eine oder die mehreren Trennschritte ein Nutzen mindestens einer Zentrifuge, mindestens eines Dekanters (z. B. eines 2-Phasen-Dekanters oder 3-Phasen-Dekanters), mindestens eines Trenntanks, mindestens eines Siebs (z. B. eines Bogensiebs), mindestens eines Gitters oder mindestens eines Hydrozyklons oder einer beliebigen Kombination daraus umfasst.
- 8. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei der eine oder die mehreren Trennschritte mindestens einen ersten Fest-flüssig-Trennschritt und einen zweiten Fest-flüssig-Trennschritt umfassen, wobei mindestens ein Teil der Flüssigkeit, die in dem ersten Fest-flüssig-Trennschritt getrennt wird, durch den zweiten Fest-flüssig-Trennschritt verarbeitet wird und vor und/oder während sowohl des ersten Fest-flüssig-Trennschritts als auch des zweiten Fest-flüssig-Trennschritts das Behandeln mit Monochloramin stattfindet.
- 9. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Verfahren zu einem reduzierten chemischen Sauerstoffbedarf in dem Prozesswasser führt, das sich aus dem Verfahren ergibt (z. B. ein oder mehrere Abflussströme, die keine Fraktionen von Erzeugnissen enthalten, wie etwa Stärke, Protein und/oder Fasern).
- 10. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei der Stärkeertrag oder Proteinertrag oder beides im Vergleich zu dem gleichen Verfahren ohne Monochloramin erhöht ist.
- 11. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Behandeln mit Monochloramin mehrere Dosierungspunkte im Verlauf des gesamten Verfahrens umfasst, sodass die MCA-Konzentration in Bezug auf einen beliebigen Punkt von dem nassen Erzeugnis bis vor dem Erhalt des getrockneten Feststoffs aufrechterhalten wird.
- 12. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Verfahren ferner ein Nutzen mehrerer Tanks zum Halten von Flüssigkeit umfasst, die vorwiegend Wasser aufweist, wobei die Flüssigkeit Prozesswasser, Pulpepresswasser, Waschwasser oder eine beliebige Kombination daraus umfasst, und wobei die mehreren Tanks Zufuhrleitungen zu und/oder von jedem der mehreren Tanks umfassen, und wobei die Flüssigkeit die MCA-Konzentration in den mehreren Tanks und in den Zufuhrleitungen aufweist.
- 13. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Behandeln mit dem Monochloramin innerhalb von 20 Minuten nach Bilden des verarbeiteten Erzeugnisses stattfindet.
- 14. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Behandeln mit dem Monochloramin innerhalb von 1 Minute nach Bilden des verarbeiteten Erzeugnisses stattfindet.
- 15. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem oder alternativ ein Verfahren zum Extrahieren von Stärke aus Weizen, wobei das Verfahren umfasst:
- Mahlen des Weizens, um gemahlenen Weizen zu erhalten,
- Benetzen des gemahlenen Weizens, um ein nasses Erzeugnis zu erhalten,
- Durchführen von mindestens zwei Nass-Trennschritten an dem nassen Erzeugnis oder an einer Fraktion davon basierend auf Gewicht, Größe oder beidem, wobei ein erster Nass-Trennschritt Typ-A-Stärken von mindestens Gluten (oder einem Protein) und einigen Nicht-Typ-A-Stärken in dem nassen Erzeugnis zumindest teilweise trennt und ein zweiter Nass-Trennschritt die Typ-A-Stärken von Komponenten von Nicht-Typ-A-Stärken in mindestens einer Fraktion des nassen Erzeugnisses zumindest teilweise trennt,
- Trocknen mindestens der Typ-A-Stärken, um eine getrocknete Stärke zu erhalten, wobei das Verfahren nach dem Benetzen und vor dem Durchführen und/oder während eines ersten der zwei Nass-Trennschritte ferner ein Behandeln des nassen Erzeugnisses mit Monochloramin und unmittelbar vor und/oder während des zweiten Nass-Trennschrittes ein Behandeln der Fraktion mit Monochloramin umfasst,
- wobei das Behandeln eine nicht kontinuierliche, kontinuierliche oder nahezu kontinuierliche Dosierung des Monochloramins (MCA) umfasst, um eine MCA-Konzentration in einer Menge zwischen etwa 50 g und etwa 800 g MCA pro 1 Tonne (2.000 Pfund) Weizen bereitzustellen; und wobei das Behandeln eine wässrige Monochloraminlösung umfasst, die zwischen etwa 0,1 Gew.-% und etwa 2 Gew.-% Monochloramin enthält.
- 16. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei der erste Nass-Trennschritt mindestens eine Zentrifuge, mindestens einen Trenntank, mindestens einen Dekanter (z. B. einen 2-Phasen-Dekanter oder 3-Phasen-Dekanter), mindestens ein Sieb (z. B. ein Bogensieb), mindestens ein Gitter oder mindestens einen Hydrozyklon oder eine beliebige Kombination daraus umfasst.
- 17. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei der zweite Nass-Trennschritt mindestens eine Zentrifuge, mindestens einen Trenntank, mindestens einen Dekanter (z. B. einen 2-Phasen-Dekanter oder 3-Phasen-Dekanter), mindestens ein Sieb (z. B. ein Bogensieb), mindestens ein Gitter oder mindestens einen Hydrozyklon oder eine beliebige Kombination daraus umfasst.
- 18. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Benetzen ein Bilden einer Suspension aus gemahlenem Weizen und Wasser umfasst.
- 19. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Verfahren ferner ein Fasersieben vor dem zweiten Nass-Trennschritt umfasst und das Behandeln nach dem Fasersieben und vor und/oder während des zweiten Nass-Trennschritts stattfindet.
- 20. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei in keiner Phase ein Biozid außer dem Monochloramin zugegeben wird.
- 21. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei kein Mittel zugegeben wird, um das Monochloramin zu verstärken.
- 22. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das nasse Erzeugnis eine Suspension ist, die eine Viskosität hat, die aufgrund der MCA-Behandlung niedriger ist.
- 23. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das nasse Erzeugnis eine Suspension ist, die aufgrund der MCA-Behandlung weniger oxidiert ist.
- 24. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Gluten (oder ein Protein) gewonnen wird und wobei das Verfahren aufgrund der MCA-Behandlung (im Vergleich dazu, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird,) weniger alkalische Zusätze erfordert, um einen pH-Wert innerhalb von 10 % des isoelektrischen Punkts des Glutens (oder Proteins) aufrechtzuerhalten.
- 25. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei eine mikrobielle Aktivität an allen Punkten in dem Prozess kontrolliert wird, sodass die KBE/g aufrechterhalten oder um mindestens 1 log reduziert wird.
- 26. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Verfahren zu einem verringerten chemischen Sauerstoffbedarf in einem Abflussstrom führt, der keine Stärke, kein Protein oder keine Faser oder eine Fraktion davon enthält.
- 27. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei in dem Verfahren eine mikrobielle Milchsäurebildung unter 1,5 g/l liegt.
- 28. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei in dem Verfahren ein pH von etwa 5 bis etwa 7 in Bezug auf das nasse Erzeugnis oder nasse Fraktionen davon aufrechterhalten wird.
- 29. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei ein Stärkeertrag (und/oder Proteinertrag) im Vergleich dazu, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird, erhöht ist.
- 30. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei die Zugabe von Xylanasen und/oder Cellulasen zur Viskositätsreduzierung reduziert oder eliminiert wird.
- 31. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei die Mineralienablagerung reduziert wird.
- 32. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei die MCA-Behandlung Biofilme entfernt oder eine Biofilmbildung verhindert.
- 33. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei eine verbesserte Glutenagglomeration und Entwässerung im Vergleich dazu, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird, erreicht wird.
- 34. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Gluten gewonnen wird und wobei das Gluten im Vergleich dazu, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird, eine erhöhte Anzahl von Disulfidbindungen aufweist.
- 35. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Gluten gewonnen wird und wobei das Gluten im Vergleich dazu, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird, eine erhöhte Menge Protein aufweist.
- 36. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei eine Verunreinigung in dem Verfahren aufgrund von zumindest Biofilmbildung aufgrund der MCA-Behandlung Vergleich dazu, wenn keine MCA-Behandlung verwendet wird, reduziert wird.
- 37. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Verfahren die Menge oder den Bedarf einer Zugabe alkalischer Mittel zur Aufrechterhaltung einer pH-Umgebung reduziert oder eliminiert.
- 38. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei die Dosierung von Monochloramin in
dem Verfahren mindestens 3 Dosierungspunkte umfasst. - 39. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei die Dosierung von Monochloramin in dem Verfahren mindestens 5 Dosierungspunkte umfasst.
- 40. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei die Dosierung von Monochloramin in dem Verfahren mindestens 8 Dosierungspunkte umfasst.
- 41. Verfahren einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Behandeln ein Behandeln des Wassers mit Monochloramin vor, während und/oder nach dem Zugeben von Wasser zu dem gemahlenen Weizen umfasst.
- 42. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei der erste Nass-Trennschritt mindestens eine 3-Phasen-Dekanterzentrifuge und/oder einen Trenntank umfasst.
- 43. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Verfahren mindestens drei separate Nass-Trennungen des nassen Erzeugnisses oder einer Fraktion davon unter Nutzung von Separatoren (z. B. 3-Phasen-Separatoren) umfasst, die sich an drei unterschiedlichen Punkten des Verfahrens befinden, und wobei das Verfahren ferner eine Dosierung des Monochloramins unmittelbar vor und/oder während jeder der mindestens drei Trennungen umfasst.
- 44. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Behandeln mit Monochloramin mehrere Dosierungspunkte im Verlauf des gesamten Verfahrens umfasst, sodass die MCA-Konzentration in Bezug auf einen beliebigen Punkt von dem nassen Erzeugnis bis vor dem Erhalt der getrockneten Stärke aufrechterhalten wird.
- 45. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Behandeln mit dem Monochloramin innerhalb von 20 Minuten nach Bilden des gemahlenen Weizens stattfindet.
- 46. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Behandeln mit dem Monochloramin innerhalb von 20 Minuten nach Bilden des nassen Erzeugnisses stattfindet.
- 47. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Verfahren ferner ein Nutzen mehrerer Tanks zum Halten von Flüssigkeit umfasst, die vorwiegend Wasser aufweist, wobei die Flüssigkeit Prozesswasser, Pulpepresswasser, Waschwasser oder eine beliebige Kombination daraus umfasst, und wobei die mehreren Tanks Zufuhrleitungen zu und/oder von jedem der mehreren Tanks umfassen, und wobei die Flüssigkeit die MCA-Konzentration in den mehreren Tanks und in den Zufuhrleitungen aufweist.
- 48. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Verfahren ferner ein Umwandeln mindestens eines Teils der Stärke in Glukose oder Dextrin umfasst.
- 49. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das Verfahren ferner ein Umwandeln mindestens eines Teils der Stärke in Glukose oder Dextrin und anschließend Durchführen einer Fermentation der Glukose oder des Dextrins zur Bildung eines oder mehrerer Bioerzeugnisse umfasst.
- 50. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem oder alternativ ein Verfahren zum Extrahieren von Stärke aus einem landwirtschaftlichen Erzeugnis, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten eines verarbeiteten Erzeugnisses, welches ein landwirtschaftliches Anfangserzeugnis ist, das gemahlen, gerieben, zerdrückt, gewürfelt, zerkleinert oder eine beliebige Kombination daraus wird, Durchführen eines oder mehrerer Trennschritte an dem verarbeiteten Erzeugnis oder einer Fraktion davon, um mindestens einen ersten nassen Feststoff zu erhalten, der Stärke umfasst, und Trocknen des ersten nassen Feststoffs, um einen getrockneten Feststoff zu erhalten, der trockene Stärke umfasst, wobei das Verfahren an einem Punkt unmittelbar vor dem Durchführen und/oder während eines ersten des einen oder der mehreren Trennschritte ferner ein Behandeln des verarbeiteten Erzeugnisses mit Monochloramin umfasst und wobei das Verfahren die Menge oder den Bedarf einer Zugabe alkalischer Mittel zur Aufrechterhaltung einer pH-Umgebung reduziert oder eliminiert.
- 51. Verfahren nach einer/m vorhergehenden oder folgenden Ausführungsform/Merkmal/Aspekt, wobei das verarbeitete Erzeugnis oder eine Fraktion davon einen maximalen Chloramin- oder MCA-Restgehalt von 10 ppm aufweist, bis das verarbeitete Erzeugnis oder eine Fraktion davon getrocknet oder enzymatischen oder mikrobiellen Behandlungen in einem oder mehreren Stärkeumwandlungsvorgängen unterzogen wird.
- 1. The present invention relates to a method for extracting starch or protein or both from an agricultural product, the method comprising: obtaining a processed product which is a starting agricultural product which is ground, grated, crushed, diced, minced or any Combination thereof is, performing one or more separation steps on the processed product or a fraction thereof to obtain at least a first wet solid comprising starch or protein or both, and drying the first wet solid to obtain a dried solid which dry starch or dry protein or both, the method further comprising, at a point just prior to performing and/or during a first of the one or more separation steps, treating the processed product or a feed line(s) or both with monochlo includes ramin.
- 2. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the method further comprises, at a point immediately prior to performing and/or during a second of the one or more separating steps, treating the processed product or the feed line(s) or both with monochloramine.
- 3. The present invention also or alternatively relates to a method for extracting starch or protein or both from an agricultural product, the method comprising:
- Processing of an initial agricultural product to obtain a processed product that is ground, grated, crushed or any combination thereof,
- wetting the processed product to obtain a wet product,
- subjecting the wet product or a fraction thereof to one or more separation steps to obtain at least a first wet solid comprising starch or protein or both; and
- drying the first wet solid to obtain a dried solid comprising starch or protein or both, and
- the method further comprising, after wetting and before performing and/or during a first of the one or more separating steps, treating the wet product (and/or the feed line(s)) with monochloramine,
- wherein the treating comprises intermittent, continuous, or near-continuous dosing of the monochloramine (MCA) to provide an MCA concentration in an amount between about 50 g and about 800 g MCA per 1 ton (2,000 pounds) of starting agricultural product; and wherein the treating comprises an aqueous monochloramine solution containing between about 0.1% and about 2% by weight monochloramine.
- 4. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the agricultural product is wheat, potato, corn, cassava, tapioca, rice, sorghum, barley, sago or cassava, or a plant of the legume family, or any combination of it is.
- 5. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the wetting comprises adding at least water to the processed product to form a suspension.
- 6. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the wetting comprises treating the water with monochloramine before, during and/or after adding water to the processed product.
- 7. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the one or more separation steps include using at least one centrifuge, at least one decanter (e.g., a 2-phase decanter or 3-phase decanter) , minimum at least one separation tank, at least one screen (e.g. a curved screen), at least one grid or at least one hydrocyclone or any combination thereof.
- 8. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the one or more separation steps comprise at least a first solid-liquid separation step and a second solid-liquid separation step, wherein at least a portion of the liquid contained in is separated by the first solid-liquid separation step, is processed by the second solid-liquid separation step and treating with monochloramine takes place before and/or during both the first solid-liquid separation step and the second solid-liquid separation step.
- 9. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the method results in reduced chemical oxygen demand in the process water resulting from the method (e.g., one or more effluent streams that are not fractions of produce contain such as starch, protein and/or fiber).
- 10. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein starch yield or protein yield or both is increased compared to the same method without monochloramine.
- 11. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the treating with monochloramine comprises multiple dosing points throughout the method such that the MCA concentration is relative to any point from the wet article to prior to obtaining the dried solid is maintained.
- 12. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, the method further comprising utilizing multiple tanks for holding liquor predominantly comprising water, the liquor comprising process water, pulp press water, wash water, or any combination thereof, and wherein the plurality of tanks includes supply lines to and/or from each of the plurality of tanks, and wherein the liquid has the MCA concentration in the plurality of tanks and in the supply lines.
- 13. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the treating with the monochloramine occurs within 20 minutes of forming the processed article.
- 14. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the treating with the monochloramine occurs within 1 minute of forming the processed article.
- 15. The present invention also or alternatively relates to a method for extracting starch from wheat, the method comprising:
- grinding the wheat to get milled wheat,
- wetting the milled wheat to obtain a wet product,
- performing at least two wet separation steps on the wet product or a fraction thereof based on weight, size, or both, wherein a first wet separation step removes Type A starches from at least gluten (or a protein) and some non-Type A starches - at least partially separating starches in the wet product and a second wet-separating step at least partially separating the type A starches from components of non-type A starches in at least a fraction of the wet product,
- drying at least the Type A starches to obtain a dried starch, the method further comprising, after wetting and before performing and/or during a first of the two wet separation steps, treating the wet product with monochloramine and immediately before and/or or during the second wet separation step comprising treating the fraction with monochloramine,
- wherein the treating comprises intermittent, continuous, or near-continuous dosing of the monochloramine (MCA) to provide an MCA concentration in an amount between about 50 grams and about 800 grams of MCA per 1 ton (2,000 pounds) of wheat; and wherein the treating comprises an aqueous monochloramine solution containing between about 0.1% and about 2% by weight monochloramine.
- 16. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the first wet separation step comprises at least one centrifuge, at least one separation tank, at least one decanter (e.g., a 2-phase decanter or 3-phase decanter ), at least one screen (e.g. a curved screen), at least one grid or at least one hydrocyclone or any combination thereof.
- 17. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the second wet separation step comprises at least one centrifuge, at least one separation tank, at least one decanter (e.g., a 2-phase decanter or 3-phase decanter ), at least one screen (e.g. a curved screen), at least one grid or at least one hydrocyclone or any combination thereof.
- 18. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the wetting comprises forming a suspension of ground wheat and water.
- 19. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, the method further comprising fiber screening prior to the second wet separation step, and the treating occurs after the fiber screening and before and/or during the second wet separation step.
- 20. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect wherein no biocide other than the monochloramine is added at any stage.
- 21. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect wherein no agent is added to enhance the monochloramine.
- 22. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the wet product is a suspension having a viscosity that is lower due to the MCA treatment.
- 23. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the wet product is a suspension that is less oxidized due to the MCA treatment.
- 24. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the gluten (or a protein) is recovered and wherein the method reduces due to the MCA treatment (compared to when no MCA treatment is used). alkaline additives are required to maintain a pH within 10% of the gluten (or protein) isoelectric point.
- 25. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein microbial activity is controlled at all points in the process such that the CFU/g is maintained or reduced by at least 1 log.
- 26. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the method results in reduced chemical oxygen demand in an effluent stream that does not contain starch, protein or fiber or a fraction thereof.
- 27. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein in the method a microbial lactic acid formation is below 1.5 g/l.
- 28. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the method maintains a pH of from about 5 to about 7 with respect to the wet product or wet fractions thereof.
- 29. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein a starch yield (and/or protein yield) is increased compared to when no MCA treatment is used.
- 30. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the addition of xylanases and/or cellulases for viscosity reduction is reduced or eliminated.
- 31. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein mineral deposition is reduced.
- 32. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the MCA treatment removes biofilms or prevents biofilm formation.
- 33. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein improved gluten agglomeration and dewatering is achieved compared to when no MCA treatment is used.
- 34. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the gluten is recovered and wherein the gluten has an increased number of disulfide bonds compared to when no MCA treatment is used.
- 35. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the gluten is recovered and wherein the gluten has an increased amount of protein compared to when no MCA treatment is used.
- 36. The method of any preceding or following embodiment/feature/as spect, whereby contamination in the process due to at least biofilm formation due to the MCA treatment is reduced compared to when no MCA treatment is used.
- 37. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the method reduces or eliminates the amount or need for addition of alkaline agents to maintain a pH environment.
- 38. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the dosing of monochloramine in the method comprises at least 3 dosing points.
- 39. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the dosing of monochloramine in the method comprises at least 5 dosing points.
- 40. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the dosing of monochloramine in the method comprises at least 8 dosing points.
- 41. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the treating comprises treating the water with monochloramine before, during and/or after adding water to the ground wheat.
- 42. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the first wet separation step comprises at least one 3-phase decanter centrifuge and/or a separation tank.
- 43. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the method comprises at least three separate wet separations of the wet product or a fraction thereof utilizing separators (e.g. 3-phase separators) which are at three different points in the process, and the process further comprises dosing the monochloramine just before and/or during each of the at least three separations.
- 44. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the treating with monochloramine comprises multiple dosing points throughout the method such that the MCA concentration is relative to any point from the wet article to prior to obtaining the dried starch is maintained.
- 45. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the treating with the monochloramine occurs within 20 minutes of forming the ground wheat.
- 46. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the treating with the monochloramine occurs within 20 minutes of forming the wet article.
- 47. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, the method further comprising utilizing multiple tanks for holding liquor predominantly comprising water, the liquor comprising process water, pulp press water, wash water, or any combination thereof, and wherein the plurality of tanks includes supply lines to and/or from each of the plurality of tanks, and wherein the liquid has the MCA concentration in the plurality of tanks and in the supply lines.
- 48. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, the method further comprising converting at least a portion of the starch to glucose or dextrin.
- 49. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, the method further comprising converting at least a portion of the starch to glucose or dextrin and then subjecting the glucose or dextrin to fermentation to form one or more bioproducts.
- 50. The present invention also or alternatively relates to a method for extracting starch from an agricultural product, the method comprising: obtaining a processed product which is a starting agricultural product which is ground, grated, crushed, diced, minced or any combination therefrom, performing one or more separation steps on the processed product or a fraction thereof to obtain at least a first wet solid comprising starch and drying the first wet solid to obtain a dried solid comprising dry starch, wherein the procedure at a point immediately prior to and/or during performance a first of the one or more separating steps further comprises treating the processed product with monochloramine and wherein the method reduces or eliminates the amount or need for addition of alkaline agents to maintain a pH environment.
- 51. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the processed product or fraction thereof has a maximum residual chloramine or MCA content of 10 ppm until the processed product or fraction thereof is dried or enzymatic or microbial undergoes treatments in one or more starch conversion operations.
Die vorliegende Erfindung kann eine beliebige Kombination aus diesen verschiedenen Merkmalen oder Ausführungsformen aufweisen, die in den Sätzen und/oder Abschnitten oben und/oder im Folgenden ausgeführt werden. Jede Kombination der hierin offengelegten Merkmale wird als Teil der vorliegenden Erfindung betrachtet, und es ist keine Einschränkung in Bezug auf die kombinierbaren Merkmale beabsichtigt.The present invention may include any combination of these various features or embodiments set forth in the sentences and/or paragraphs above and/or below. Any combination of the features disclosed herein is considered part of the present invention and no limitation is intended with respect to the features that can be combined.
Die Antragsteller beziehen ausdrücklich den gesamten Inhalt aller zitierten Referenzen in diese Offenlegung ein. Wenn eine Menge, eine Konzentration oder ein anderer Wert oder Parameter entweder als Bereich, bevorzugter Bereich oder als Liste oberer bevorzugter Werte und unterer bevorzugter Werte angegeben wird, ist dies darüber hinaus so zu verstehen, dass damit speziell alle Bereiche offengelegt werden, die aus einem beliebigen Paar eines oberen Bereichsgrenzwerts oder bevorzugten Werts und eines unteren Bereichsgrenzwerts oder bevorzugten Werts gebildet werden, unabhängig davon, ob die Bereiche separat offengelegt werden. Wird hierin ein Bereich von Zahlenwerten angegeben, so umfasst dieser, sofern nicht anders angegeben, die Endpunkte davon sowie alle ganzen Zahlen und Brüche innerhalb des Bereichs. Es ist nicht beabsichtigt, den Umfang der Erfindung auf die spezifischen Werte zu beschränken, die bei der Definition eines Bereichs angegeben werden.Applicants expressly incorporate the entire contents of all cited references into this disclosure. In addition, when an amount, concentration or other value or parameter is given as either a range, a preferred range, or a list of upper preferred values and lower preferred values, it is to be understood as specifically disclosing all ranges resulting from a any pair of an upper range limit or preferred value and a lower range limit or preferred value, whether or not the ranges are disclosed separately. Where a range of numerical values is specified herein, unless otherwise specified, it includes the endpoints thereof and all integers and fractions within the range. It is not intended to limit the scope of the invention to the specific values given when defining a range.
Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden für einen Fachmann auf dem Gebiet bei Durchsicht der vorliegenden Beschreibung und der hierin offengelegten Praxis der vorliegenden Erfindung ersichtlich sein. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei der wahre Schutzumfang und Geist der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente angegeben wird.Other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art upon review of the present specification and the practice of the present invention disclosed herein. It is intended that the present specification and examples be considered as exemplary only, with the true scope and spirit of the invention being indicated by the following claims and their equivalents.
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