DK143431B - Fremgangsmaade til behandling af korn og anden afgroede - Google Patents

Description

143A31

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til behandling af korn og anden afgrøde til forøgelse af den del af stivelsesindholdet, som er tilgængeligt for omdannelse ved fordøjelse eller fermentering, og hvor afgrøden fremføres under en strålingskilde, hvormed den bestråles 5 med infrarød stråling. Afgrøden kan f.eks. omfatte bælgfrugter, såsom bønner og ærter, og ved forøgelse af den nævnte del af stivelsesindholdet forbedres dens egenskaber, f.eks. når den anvendes som dyrefoder eller til fermenteringsformål. Der er fremsat forskellige forslag til at udsætte afgrøder for elektromagnetisk bestråling, f.eks.

10 med henblik på at forbedre soyabønners spiselighed og velsmag, således som anført i beskrivelsen til USA patent nr. 3.407.073, med henblik på at tørriste pecannødder, som anført i beskrivelsen til USA patent nr. 3.383.220, med henblik på at ødelægge enzyminhibitorerne uden nævneværdig reduktion af proteindispersionsevnen for soyabøn-15 ner, som anført i beskrivelsen til USA patent nr. 3.141.777, og med henblik på at opnå større fordøjelighed og bedre smag for soyabønner, som anført i USA patent nr. 3.131.777, men i intet af nævnte tilfælde har bestrålingen haft til formål at forøge den omdannelige del af stivelsesindholdet i korn og anden afgrøde, og det har vist sig, at 20 der kan opnås en særlig stor forøgelse ved hjælp af omhyggeligt valgte behandlingsforhold.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at bestrålingen sker med stråling af en bølgelængde i intervallet 1,8 x -6 -6 10 til 6 X 10 m, at afgrøden under bestrålingen fremføres under 25 strålingskilden på et endeløst metaltransportbånd med en åben eller gitterformet struktur, og at båndets bevægelseshastighed er afpasset således, at afgrøden bringes til at svulme op og revne uden at brændes eller svides. Bestrålingen medfører en hurtig opvarmning og forøgelse i det indre vanddamptryk, som påvirker stivelsen og protei-30 nerne i afgrøden, hvorved stivelsen gelatinerer og derved bliver omdannelig, samt at ovennævnte opsvulmning og revnedannelse fremkommer. Bevægelseshastigheden skal vælges i forhold til bestrålingsintensiteten for således at undgå svidning, og man har fundet, at anvendelsen af det åbne eller gitterformede metaltransportbånd 35 hjælper særdeles meget med hertil, idet det muliggør luftcirkulation opad gennem selve transportbåndet under opvarmning. Behandlingen kan udføres på en afgrøde uanset, om den er spiret eller ej og uanset, om den består af korn eller frø, der er hele eller i partikelform, og udtrykkene "korn" og "frø" anvendes gennem hele beskrivelen som 143431 2 indbefattende disse alternative muligheder. Generelt set behandles hele korn eller frø, men under visse omstændigheder kan der før behandlingen udføres en grutning af kornene eller frøene, og majs kan f.eks. behandles i form af majsgryn.

5 Udformningen af metaltransportbindet og den infrarøde strå lings bølgelængde er to vitale faktorer ved opnåelsen af gode resultater, og de bedste resultater fås, når metaltransportbåndet er i form af et vævet ståltrådsbind og fortrinsvis et af stål fremstillet kiletrådsbånd, d.v.s. et bind af indbyrdes kileformet forløbende ståltrå-10 de. Et sådant bånd er særdeles fordelagtigt, fordi det tillader luftcirkulation mellem kornene eller frøene uden kendelig risiko for, at de går gennem nogen åbninger i båndet, og det er særligt modstandsdygtigt mod overophedning. Kornene eller frøene kan spredes på transportørens overflade i et adskillige millimeter tykt lag, og for at hjælpe 15 med til en jævn behandling i forbindelse med en vending af kornene eller frøene kan transportbåndet hensigtsmæssigt vibreres under afgrødens fremføring under strålingskilden.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret i forbindelse med et apparat til udøvelse af opfin-20 delsen og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 perspektivisk viser apparatet i sin helhed, fig. 2 en detalje af et transportbånd, som udgør en del af apparatet i fig. 1, og fig. 3 perspektivisk forenden af det i fig. 1 viste appa-25 rat, hvoraf forholdet mellem transportbåndet og et batteri af infrarøde varmelegemer fremgår.

Apparatet består af en fødetragt 1 til afgrøden, såsom korn, som skal behandles, hvilken tragt fører til en med variabel hastighed drevet vibrator 2, som spreder kornet i et jævnt lag med 30 reguleret tykkelse på et vandret transportbånd 3, der er af en kiletrådskonstruktion, hvis opbygning er vist mere detaljeret i fig. 2. Transportbåndet trækkes af en metaltromle 4 fra en elektrisk motor 6, som er thyristorstyret, for således at opnå et interval af mulige båndhastigheder mellem 0,6 og 15 m/min. Vibrationer påføres to 35 steder langs båndenes operative løb ved hjælp af på tegningen ikke viste vibratorer.

Transportbåndet 3 fører kornet ind under et batteri 5 af infrarøde varmelegemer 10, hvoraf nogle ses i fig. 3. Apparatet omfatter også et med justerbare trykvalser udstyret valseværk 12.

3 143A3 1

Kornet føres til dette værk ved hjælp af en slidsk 13, og hvis der ikke kræves en valsning, kan kornet sendes udenom valseværket 12 ved drejning af slidsken 13. Uanset, om komet gir gennem værket 12, passerer det derpå gennem en fluidiseret lejekøler 15, hvorfra det 5 kommer ud pi en transportør 16 til yderligere behandling eller oplagring. Overskydende damp og finere partikler samles i et cyklonanlæg 20, medens overskydende luft sendes til atmosfæren ved 22, og det gennem en drejeventil 23 opsamlede støv kommer ud gennem en tud 24.

10 Det vil forstås, at kombinationen af transportbåndet 3 og batteriet 10 af varmelegemer 5 udgør en opvarmet tunnel, hvorigennem kornet, der skal behandles, sendes. Temperaturen i tunnelen angives af et optisk pyrometer, som udgør en del af et kontrolpanel 25, der er forbundet med det thyristorstyrede drivorgan 6 for tromlean 3.

15 Kontrollen kan enten være manuel eller automatisk og tjener til at regulere transportbåndets hastighed i overensstemmelse med temperaturen og arten af det materiale, der skal behandles.

Som tidligere nævnet er dette apparats væsentligste komponenter kiletrådstransportbåndet 3 og de infrarøde varmelegemer 10.

20 Fig. 2 viser båndet 3's opbygning mere detaljeret. Som det ses er ståltråden oplagt i en kileform omkring i indbyrdes afstand anbragte tværgående dele, som ikke ses på tegningen, men hvis stilling angives med punkterede linier 28. En sådan art transportbånd kan fis i handelen specificeret som et snorevæv nr. 5, 127 cm bredt, spundet 25 af 1,6 mm firkantstål med stort kulstofindhold. De infrarøde varmelegemer er af en i handelen tilgængelig art og består af et støbejernslegeme med et skrueskåret indløb til at optage et ventu riarrangement. Keramiske fliser, hvis opvarmning frembringer den ønskede stråling, er fastgjort inden i støbejernslegemet og er pakket med asbestuid for 30 at tætne åbningerne mellem fliserne og varmelegemet. Brænderne fir tilført en blanding af luft og gas, almindeligvis propan, i et lukket system, hvor filtreret luft trækkes gennem en kompressor eller ventilator, hvis tilslutningsforbindelser er betegnet 30. Den resulterende -6 stråling ligger i et interval af bølgelængder mellem 1,8 x 10 m og 3,4 35 x 10“6m.

Der vil nu blive givet eksempler på forskellige behandlingsformer, der kan gennemføres med ovennævnte apparat.

4 U3431 EKSEMPEL 1

Byg med et fugtindhold pi 15% indførtes på bindet 3 i et 6 mm tykt lag. Transportørens hastighed var 12,5 m/min., hvilket giver en opholdstid for bestråling af kornet på 50 sek. Dette fandtes at 5 være tilstrækkeligt til at få de enkelte korn i hele lagets tykkelse til at svulme eller kvælde og revne ved bestrålingsperiodens afslutning, og kornet sendtes direkte til køleren 15 uden valsning. Den resulterende indtørrede byg havde et fugtighedsindhold på 8% til 9%, og ekstraktværdien, hvorved forstis den procentdel, som omdannes til suk-10 ker eller glukose under det indledende fermenteringstrin ved ølfrem-stilling, på 90,2.

For at opnå en detaljeret sammenligning mellem kornets egenskaber før og efter behandling blev nogle prøver knust og analyseret for ekstraktværdier ifølge de af Institute of Brewing anbefalede 15 fremgangsmåder (J.lnst. Brew 77 181. 1971) og også ifølge European Brewery Convention's fremgangsmåder (analytica E.B.C. 2nd ed.

Elsevier, Amsterdam, London & New York 1963).

Resultaterne er vist i tabel 1 nedenfor.

20 TABEL 1 % fugtighed Inst, of Brewing E.B.C. Ekstrakt

Ekstrakt, vægtenheder 25 heder pr. 360 vægtenheder (tørvægt) % (tørvægt) 30 Kontrol (byg) 13,2 80,5 62,6

Behandlet byg 9,1 96,2 78,5 35

Af den midterste kolonne vil det ses, at der opnås en stigning i ekstraktværdien på 15,7, d.v.s. på 19,5%, og af den højre kolonne vil det ses, at der ved den deri omhandlede metode opnå en stigning på 15,9%, hvilket svarer til en relativ stigning på 25,4%. Da 143431 5 ekstraktværdien som nævnt giver direkte udtryk for omdannelighedsgraden af byggens stivelse vil det ses, at der opnås en væsentlig forøgelse af denne.

5 EKSEMPEL 2

Majs med et fugtindhold på 14% transporteredes I et 8 mm tykt lag på båndet og ved en hastighed af 11 m/min., hvilket giver en opholdstid til bestråling af kornet på 60 sek. Dette fandtes at være tilstrækkeligt til at få de enkelte korn gennem hele lagets tyk-10 kelsé til at kvælde. Ved bestrålingsperlodens afslutning sendtes kornet direkte til valseværket 12, hvis valser indstilledes til et tryk 2 af 563 kp/cm . Valserne var udført med spiralriller, specificeret som en Codings spiralgang 15° felt, 12° spiral. En valse var også riflet med et modificeret Dawson snit for hver 30 mm omkring valsens om-15 kreds. Kornet forlod valserne i form af flager, som derpå afkøledes ved hjælp af en "fluid-bed-køler" for at fjerne restdamp. Flagernes fugtindhold fandtes at være 10% og afprøvedes for destillationsformåf, d.v.s. whiskygæring, og sammenlignedes derpå med knust majs, som var blevet dampkogt i en time ved 62,8°C og derefter mæsket. Sam-20 menllgningstal for ubehandlet og behandlet korn var som følger:

Standard knust majs

Procent alkoholindhold Gæringseffektivitet 10,01 87,61 25 9,83 87,13

Behandlet flageformet majs

Procent alkoholindhold Gæringseffektivitet 11,40 89,07 30 11,45 88,54

Fremgangsmåden Ifølge opfindelsen kan gennemføres på en sådan måde, at man undgår en proteindestruktion og i visse tilfælde således, at der opnås en forøgelse af proteinniveauerne. Dette er vig-35 tigt, når det drejer sig om dyrefoder, men Ikke for bryggeriformål.

Den mest effektive del af det foretrukne bølgelængdeinterval _ø for den Infrarøde stråling har vist sig at ligge mellem 1,8 x 10 m og “6 3,4 x 10 m. Selve bestrålingen kan som nævnt passende tilvejebringes ved hjælp af keramiske kerner opvarmet ved forbrænding af en blæse- 143431 6 luftblanding af luft og gas, såsom propan. Efter strålingsbehandlingen og afhængig af det formål, som det skal anvendes til, kan kornet valses. Sådan valsning er særlig nyttig med henblik på at gøre produktet egnet til brug som dyrefoder. På den anden side set kan valsning 5 være unødvendig, når kornet anvendes til andre formål, og især ved brygning kan det anvendes i en uvalset eller oppustet form eller i en valset form eller flageform. I den oppustede form kræves der til bryggeriformål en noget længere behandling, som kræver, at kornet er i en sprød eller letsmuldrende tilstand, der er egnet til bryghus-10 formaling. Skønt andre fremgangsmåder har ført til en forøgelse af den del af stivelsesindholdet, der er omdannelig, fører en fremgangsmåde ifølge opfindelsen til mærkbart bedre resultater end nogen tidligere opnåede. Faktisk har korn efter en behandling ifølge opfindelsen en større omdannelig mængde stivelse, end det er muligt at 15 opnå på nogen anden måde, og repræsenterer følgelig et fuldstændigt nyt produkt. Hvor det ved en kendt fremgangsmåde, der indebærer elektromagnetisk bestråling, er lykkedes at forøge den omdannelige mængde stivelse fra 55% til 77%, kan der ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnås en forøgelse fra det samme udgangstal til 98%. Med 20 henblik på sammenligninger kan den omdannelige mængde stivele miles ifølge Pancreatin Agidex Laboratory test, og herved opnåedes følgende tal: % stivelsesomdannelse maksimum % stivel-25 for ubehandlet korn sesomdannelse for behandlede prøver

Byg 32 98

Hvede 28 90 30 Majs 43 84

Milo (varietet af durra) 48 72

Havre 50 80

Den kommercielle indtørring af byg udførtes tidligere ved at 35 sende kornet gennem et opvarmet rør, hvilket havde den virkning, at byggen praktisk taget blev ristet, hvorved der dannedes et mørktfar-vet produkt, hvis omdannelige stivelsesmængde aldrig var større end 65%. Ved at behandle byg ifølge opfindelsen er behandlingen ikke blot hurtigere men også billigere og fører til en større omdannelig stivel- 143431 7 sesmaengde og langt mindre misfarvning af kornet, hvilket er en betydelig fordel, nlr det skal anvendes til brygning af lyst øl.

Den større omdannelige stivelsesmængde medfører betydeligt forøgede alkoholprocenter, når majs behandlet ved fremgangsmåden 5 ifølge opfindelsen anvendes til whiskyfabrikation.