DE2333346A1

DE2333346A1 - Verfahren zur behandlung von cerealien

Info

Publication number: DE2333346A1
Application number: DE19732333346
Authority: DE
Inventors: David Newton
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-07-25
Filing date: 1973-06-30
Publication date: 1974-02-07
Also published as: SE397255B; FR2193551B1; BE799190A; DE2333346C2; DK143431C; CH572316A5; ZA732235B; ES414283A1; AR206198A1; GB1379116A; CA993259A; NL7308205A; DK143431B; IT985479B; FR2193551A1; AU469253B2; AU5422473A

Description

CRASEMANNARAFFAY

2 HAMBURG 7O

SCHLOSSTRASSEe PATENTANWÄLTE:

DlPL-INQ. JÜRGEN CRASEMANN DIPL-ING. VINCENZ ν. RAFFAY

28. Juni 1073

Unsere Akte: 4029/10

DAVID NEWTON

Upper Colne House Cretingham,

near Woodbridgei Suffolk, England

Verfahren zur Behandlung von Cerealien.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Cerealien oder anderem Saatgut, wie beispielsweise Hülsenfrüchte einschließlich Bohnen und Erbsen, um die Stärkeverwendbarkeit zu erhöhen und somit deren Eigenschaften zuverbessern, beispielsweise bei der Anwendung bei Viehfutter oder für Destülationszwecke. Gemäß verschiedenen Vorschlägen wurde solches Saatgut elektromagnetischer Strahlung zu diesem Zwecke ausgesetzt, aber es hat sich herausgestellt, daß durch sorgfältig ausgewählte Behandlungsbedingungen eine besonders günstige Wirkung erzielt werden kann.

Das Verfahren zur Behandlung von Cerealien und anderem Saatgut zwecks Erhöhung der Stärkeverwendbarkeit ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Saatgut unter einer Quelle infraroter Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 1,8 bis 6 Mikron auf einem endlosen Förderband aus Metall mit offener Struktur durchläuft, und daß die Transportgeschwindigkeit derart bemessen ist, daß das Saatgut schwillt und aufbricht, jedoch nicht verkohlt. Die Wirk .-ng der Bestrahlung besteht darin, daß eine schnelle Aufheizung erfolgt und ein Anstieg des inneren Wasserdampfdrucks der die Stärke und die Proteine in dem

TELEFON: CO4113 6Θ 70 05 · TELEGRAMME: PATFAY, HAWSURG

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Saatgut beeinflußt,'und die Stärke gelatinisieren läßt und ein Anschwellen und Aufbrechen mit sich bringt. Die Transportgeschwindigkeit muß im Verhältnis zur' Intensität der Bestrahlung so ausgewählt werden, daß ein Verkohlen vermieden wird, und es hat sich herausgestellt, daß die Benutzung eines Metallförderbandes offener Struktur in dieser Hinsicht sehr nützlich ist, indem es die Luftzirkulation aufwärts durch das Förderband selbst während der Aufheizung erlaubt. Da das Band endlos ist und nach Durchgang.durch die Heizzone durch eine viel kühlere Zone hindurchlaufen muß, bevor sich der Arbeitszyklus wiederholt, so wird eine Überhitzung des Bandes vermieden. Die Behandlung kann auf Saatgut angewandt v/erden gleichgültig ob es gekeimt oder ungekeimt ist, und ob es als Ganzes oder in Form von Teilchen vorliegt; der Begriff "Saatgut" ist in der ganzen Beschreibung so auszulegen, daß diese alternativen Möglichkeiten eingeschlossen sind. Im allgemeinen werden ganze Saaten behandelt, aber unter manchen Umständen kann vor der Behandlung ein grobes Mahlen des Saatguts erfolgen und Mais beispielsweise kann in der Form von Maisschrot behandelt werden.

Die Art des Metallförderbandes und die Wellenlänge der Infrarotstrahlung sind die beiden lebenswichtigen Faktoren zur Erreichung guter Ergebnisse, und für beste Ergebnisse weist das Förderband vorzugsweise die Form eines gewebten Stahldtrahtgürtels auf, am zweckmäßigsten ein Stahlgürtel des sogenannten "Keildraht"-Typs. Dies ist besonders vorteilhaft für die Luftzirkulation durch das Saatgut ohne ein nennenswertes Risiko, daß das Saatgut durch irgendwelche öffnungen in dem Förderband hindurchgelangt, und das Förderband ist besonders widerstandsfähig gegen überhitzung. Das Saatgut kann auf der Oberfläche des Förderbandes in einer mehrere Millimeter dicken Schicht ausgebreitet sein, und zur Unterstützung einer gleichmäßigen Behandlung kann das Förderband in Vibration versetzt werden.

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Der wirkungsvollste Teil des oben angeführten Bereichs der Wellenlänge der Infrarotstrahlung wurde als'zwischen 1,8 und 3,4 Mikron liegend gefunden. Die Strahlung selbst kann zweckmäßig durch Keramikkerne erzeugt werden, die durch Verbrennung einer Gasdruckmischung von Luft und Gas, z.B. Propan, beheizt werden. Nach der Strahlungsbehandlung und in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck kann das Saatgut gevralzt werden. Ein solches Walzen ist besonders nützlich, um das Produkt zur Verwendung als Tierfutter geeignet zu machen. Andererseits braucht das Walzen bei Verwendung für menschliche Zwecke nicht notwendig sein, und insbesondere für Brauzwecke kann das Korn in ungewalzter oder aufgeblähter Form oder in gewalzter oder Flockenform benutzt werden. Bei aufgeblähter Form ist für Brauzwecke eine etwas längere Behandlung notxiendig, da das Korn für das Mahlen in der Brauerei in einer krümeligen Form vorliegen muß.

Obwohl bekannte Vf fahren ein Ansteigen der StärkeVerwendbarkeit ergeben haben, so führt das Verfahren nach der Erfindung zu erheblich besseren Ergebnissen, als solche jemals-erreicht wurden. Tatsächlich weisen die Cerealien nach Behandlung gemäß der Erfindung eine höhere StärkeVerwendbarkeit auf als jemals mit anderen Mitteln erreicht wurde, und sie stellen damit ein vollständig neues Produkt dar. Während bei früheren Verfahren mit elektromagnetischer Strahlung die StärkeVerwendbarkeit von 55% auf 775 anstieg, so kann sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von der gleichen Anfangszahl auf 98?! gebracht werden. Für Vergleichszwecke kann die Stärkeverwendbarkeit entsprechend dem Pancreatin Agidex Labortest gemessen werden und auf dieser Basis wurden die folgenden Werte erhalten:

% Stärkeverdauung Maximale % Stärkebei rohen Cerealien verdauung bei behandelten Proben

98 90 84

72- " 80

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Gerste	32
Weizen	28
Mais	43
MiIo	48
Haferflocken	50

Die Behandlung von Gerste 'mittels Irrf raro t be strahlung wurde bisher niemals in kommerzieller Weise für Brauzwecke benutzt. Die kwMjerzielle Röstung von Gerste wurde bisher so ausgeführt, daß man das Korn durch ein beheiztes Rohr hindurchlaufen ließ, und bei diesem Rösten wurde aus der Gerste ein dunkelfarbiges Produkt', dessen Stärkeverwendbarkeit nie größer als 65$ war. Durch die Behandlung von Gerste gemäß der Erfindung wird das Verfahren nicht nur schneller, sondern auch billiger, und führt zu einer höheren Stärkeverwendbarkeit und viel geringerer Verfärbung des Korns, was einen beträchtlichen Vorteil bedeutet, falls man das Korn zum Brauen leichter Biere benutzen will.

Die höhere Stärkeverwendbarkeit führt auch zu beträchtlich erhöhter Alkdholergiebigkeit, wenn Mais nach dr-m erfindungsgemäßen Verfahren in einer Whiskykorn-Brennerei behandelt wird.

Im folgenden wird eine Einrichtung nach der Erfindung im einzelnen als Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der gesamten Einrichtung;

Fig. 2 ist eine detailierte Ansicht, welche die Konstruktion des Förderbandes zeigt, das einen Teil der Einrichtung nach Fig. 1 bildet;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Vorderseite der Einrichtung nach Fig. 1, die das Verhältnis zwischen Förderband und einer Batterie von Infrarotheizern zeigt.

Die Einrichtung besteht aus einem Trichter 1 für das zu behandelnde Saatgut, der zu einem Vibrator 2 mit variabler Geschwindigkeit führt, der das Saatgut in einer gleichmäßigen Schicht gesteuerter Dicke auf einem horizontalen Förderband 3 ausbreitet, das aus Stahl in Keildrahtbauweise besteht, welche Bauweise mehr im einzelnen in Fig. 2 gezeigt ist. Das Förderband wird von einer Metalltrommel 4 durch einen Elektromotor 6 ange-

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trieben, der durch Thyristoren derart gesteuert ist, daß er einen Bereich von Bandgeschwindigkeiten zwischen 0,6 und 15 m pro Minute bestreichen kann. Die Vibrationen werden an zwei Punkten entlang der Betriebslänge der Förderbänder mittels Vibratoren erzeugt, die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind.

Das Förderband 3 transportiert das Saatgut unterhalb einer Batterie von Infrarotheizern, die allgemein mit 5 bezeichnet sind und im einzelnen in Pig. 3 bei 10 gezeigt sind. Die Einrichtung schließt auch ein Walzwerk 12 ein, daß mit einstellbaren Druckwalzen ausgebildet ist. Das Saatgut wird mittels einer Schütte 13 dem Walzwerk zugeführt; wenn koine Walzbehandlung erforderlich ist, kann das Saatgut das Walzwerk 12 durch Verstellung der Schüt ;e 13 umgehen. Gleichgültig ob das Saatgut das Walzwerk 12 passiert oder nicht, geht es weiterhin durch einen Strömungsbettkühler 15, vonWo es auf einem Förderband 16 zur Weiterbehandlung oder Lagerung transportiert wird, überschüssiger Danrof und Schalenteile werden in einem Zyklonsystem 20 gesammelt, während überschüssige Luft bei 22 in die Umgebung abgelassen wird; der angesammelte Sta b wird durch ein Drehventil 23 abgelassen, das in eine Mündung 24 übergeht.

Man sieht, daß die Kombination des Förderbandes 3 und die Batterie der Heizer 5 einen beheizten Tunnel bilden, durch welchen das zu behandelnde Saatgut hindurchläuft. Die Temperatur innerhalb dieses Tunnels wird durch ein optisches Pyrometer angezeigt, das einen Teil einer Schalttafel 25 bildet, die mit dem thyristorgesteuerten Antrieb über die Trommel 3 verbunden ist. Die Steuerung kann entweder vonhand aus oder automatisch geschehen, und dient zur Einstellung der Geschwindigkeit des Förderbands gemäß der Temperatur und der Art des zu behandelnden Saatgutes.

Wie bereits erwähnt, sind die wesentlichen Bestandteile dieser Einrichtung das Keildraht-Förderband 3 und die Infrarotheizer Fig. 2 zeigt die Bauweise des Förderbandes 3 mehr im einzelnen. Wie man sieht, ist der Stahldraht in keilförmiger Weise um im

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Abstand voneinander befindlicher, nicht gezeigter Querglieder gelegt, aber die Stellung der Querglieder ist durch gestrichelte Linien angedeutet. Ein solches Förderband ist im Handel erhältlich und wird als Kordgewebe Nr. 5 bezeichnet ist 127 cm breit und aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt der Stärke "16 gauge square" gesponnen. Die Infrarotheizer sind ebenfalls im' Handel erhältlich und bestehen aus einem Gußeisenkörper mit einem geschraubten Einsatz zur Anbringung einer Venturianordnung. Keramikplatten, deren Beheizung die geswünschte Strhlung erzeugt, sind innerhalb des Gußeisenkörpers befestigt und mit Asbestwolle gepackt, um die öffnungen zwischen den Platten und dem Heizkörper abzu-dichten. Den Brennern wird eine Mischung aus Luft und Gas (zweckmäßig Propan) in einem geschlossenen System zugeführt, das gefilterte Luft durch einen Kompressor oder einen Ventilator ansaugt, dessen Verbindungen bei 30 gezeigt sind. Die resultierende Strahlung liegt innerhalb eines Wellenlängenbereichs zwischen 1,8 und 3,4 Mikron.

Im folgenden werden Verfahrensbeispiel3 gegeben. BEISPIEL 1

Gerste mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 15# wurde in einer 6 mm dicken Schicht dem Förderband 3 zugeführt. Die Geschwindigkeit des Förderbandes betrug 12,5 Meter pro Minute, woraus sich eine Bestrahlungszeit des Korns von 50 Sekunden ergab. Unter diesen Bedingungen konnten die Körner in der gesamten. Dicke der Schicht schwellen und aufbrechen &τι Ende der Bestrahlungsperiode worauf das Korn direkt dem Kühler 15 ohne walzen zugeführt wurde. Der Feuchtigkeitsgehalt der resultierenden, gerösteten Gerste'betrug 8$ bis 9% bei einer Extraktrate von 90,2£.

Um einen detailierten Vergleich der Eigenschaften des Korns vor und nach der Behandlung zu erhalten, wurden Proben gemahlen und analysiert für Extrakt gemäß den empfohlenen Verfahren des

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Institute of Brewing (J.Inst. Brew JX l8l. 1971) und auch entsprechend den Verfahren der Europäischen Brauereikonvention (analytica E.B.C. 2nd ed. Elsevier; Amsterdam, London & New York 1963).

Die Ergebnisse sind in der unten stehenden Tabelle 1 gezeigt.

TABELLE 1

f	% Feuchtigkeit	In.t. of Extrakt rj- lbs/qtr.	Brewing, basis	E.B.C. Extrakt % Trockenbasis	,6 ,5
	13,2 9,1	80,5 96,2		62 78
Vergleichs gerste Behandelte Gerste
BEISPIEL 2

Mais mit einem Feuchtigkeitsgehalt von lk% wurde in einer Schichtdicke von 8 mm auf dem Förderband mit einer Geschwindigkeit von 11 Metern pro Minute transportiert, was eine Bestrahlungszeit des Korns von 60 Sekunden ergab. Unter diesen Bedingungen konnte das Korn durch die gesamte Schichtdicke schwellen. Am Ende der Bestrahlungsperiode wurde das Korn direkt dem Walzwerk 12 zugeführt, dessen Walzen auf einen Druck von 563 kg/cm² eingestellt warßn.Die Walzen waren mit schraublinienförmigen Einschnitten versehen, die als Collins flute 15° land, 12° spiral bezeichnet sind. Eine Walze wies auch..einen abgewandelten Dawson Schnitt alle 30 mm um den Walzenumfang herum auf. Das Korn trat aus den Walzen in Form von Flocken aus, die dann in einem Strö? mungsbettkühler gekühlt wurden, um den überschüssigen Dampf zu entfernen. Der Feuchtigkeitsgehalt der Flocken wurde dann zu 10% gefunden und für Destilierungsawecke, d.h. Whiskyfermentation, getestet, dann mit gemahlenem Mais verglichen, der unter Dampfdruck 1 Stunde lang bei 62,8⁰C gekocht worden und-dann gemust worden war.

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Die Vergleichswerte für unbehandeites und behandeltes Korn waren die folgenden:

Standard gemahlener Mais

Alkohol-Ergiebigkeit in %	j-^: ^mentation Wirkungsgrad
10,01 9,83	87,61 87,13
Behandelte Maisflocken
11,40 11,45	59,07

Das Verfahren nacl aer Erfindung kann ausgeführt werden zur Vermeidung von Proteinvernichtung oder in einigen Fällen zur Erhöhung des Proteingehalts. Das ist für die Herstellung von Tierfutter wichtig, jedoch nicht f"r Brauzwecke.

BEISPIEL 3

Ganze Sojabohnen wurden dem Förderband 3 zugeführt und unter den Heizern in einer Schichtdicke von 6 mm transportiert. Die Förderbandgeschwindigkeit betrug 7,5 Meier pro Minute, woraus sich eine Bestrahlungszeit der Bohnen von 90. Sekunden ergab. Unter diesen Bedingungen konnten die einzelnen Bohnen durch die gesamte Schichtdicke schwellen und aufbrechen. Es wurde eine Wellenlänge von 1,9 Mikron benutzt. Die Bohnen wurden dann einer leichten Walzung in dem Walzwerk unterworfen, und gelangten dann dirext zum I\uhler 15. Vergleichswerte für unbehandelte und behandelte Sojabohnen waren die folgenden:

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Rohe Soja (ganz) Behandelte Soja

Feuchtigkeit	9,48%	7,30%
Öl (A"therextrakt)	* er > Q of** -O, ^ -\"	20,75%
Rohprotein (Nx 6,25)	•χ Q ^ i J) Ö κ J) ^)* /J**	38,85%
Kohlehydrate (by diff)	Ό j 5 O /ο	23,70%
Fasern	8,48%	4,40%
Asche	4,85%	5,00%
Färbungsabsorbt-ion:

(mg Färbung absorbiert/g der Soja 2,28% 4,04%

Roh geeignet beheizt

Der Feuchtigkeitsverlust bei den behandelten Sojabohnen war
bemerkenswert gering. Der Ä'therextrakt der niikronisj.erten
Soja war viel größer als der rohen Soja ur ■, während der ölgehalt durch saure hydrolyse ölextraktion gleichgemacht würde, so schien diese anfängliche Extraktion ein Ansteigen der Ölverwendbarkeit bei der Behandlung zu zeigen. Die Färbungsabsorbtionswerte waren sehr interessant und zeigten, daß die behandelte Soja genügend behandelt worden war.

309886/1071 BAD ORIGINAL

Claims

Pa. tentansprüche

Verfahren zur Behandlung von Cerealien und anderem Saatgut zwecks Erhöhung der Stärkeverwendbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Saatgut unter einer Quelle infraroter Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 1,3,bis 6 Mikron auf einem endlosen Förderband aus Metall mit offener Struktur durchläuft und daß die Transportgeschwindigkeit derart bemessen ist, daß das Saatgut schwillt und aufbricht jedoch nicht verkohlt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband die Form eines gewebten Stahldrahtes aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d--lurch gelcer.nzei-^net, daß das Förderband in Form der Keilstahldraht-Art ausgebxldet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband zwecks gleichmäßiger Behandlung in Vibration versetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bi~- 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlung eine Wellenlänge im Bereich von 1,8 bis 3,^ Mikron aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlungsqueile durch Keramikkerne gebildet wird, die durch Verbrennung einer Druckluftmischung aus Luft und Gas aufgeheizt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß das Saatgut anschließend gewalzt wird.
8. Tierfutter, gekennzeichnet durch einen größeren Anteil an Saatgut, das nach dem Verfahren nach einer.-: oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 behandelt werde-, ist.

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-Jd-
9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet, durch ein endloses Förderband der Keilstahldraht-Art einen Trich ter zur Zuführung des Saatgutes zum Förderband und einer oberhalb des Förderbandes angeordneten Batterie gasbeheizter Infrarotheizer mit einer Strahlung im Bereich zwischen 1,8 und 6 Mikron.

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