ES2266122T3 - Proceso para la molienda de maiz. - Google Patents
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Abstract
Método para procesar granos de cereales en una corriente de molienda para producir un producto final deseado, que comprende las etapas de: limpiar los granos de cereales; romper los granos de cereales en dos o más partes; separar las partes según las clases seleccionadas de tamaño en las que sucede al menos una etapa de separación directamente después de cada etapa de rotura; retirar al menos una de dichas clases de tamaño como un producto final deseado desde la corriente del molienda directamente de cada etapa de separación; caracterizado porque el método comprende adicionalmente las etapas de: desviar una o más de las clases restantes de tamaño hacia un proceso de recuperación de aceite de germen; desviar una o más de las clases restantes de tamaño de grano hacia un aspirador y aspirar dicha clase de tamaño de grano; y desviar el grano aspirado hacia un rodillo de rotura.
Description
Proceso para la molienda de maíz.
La presente invención se refiere a procesos para
moler granos de cereales (maíz) y obtener a partir de éstos
productos tales como harina fina y harina gruesa.
El grano de maíz es un cultivo de cereal de
primera necesidad que crece en muchas partes del mundo. El maíz es
también conocido como grano indio y la harina fina, harina gruesa y
aceite obtenidos a partir del maíz se utilizan como ingredientes en
muchos productos alimenticios. La molienda del maíz es una práctica
antigua en la historia de la humanidad. Históricamente, se
utilizaron piedras de molienda para moler el maíz en harina. Molinos
accionados por el viento y el agua desarrollados hace varios cientos
de años permitieron el aumento de la eficiencia en el procesamiento
del maíz. En los últimos cien años, las operaciones de molienda han
utilizado típicamente equipamiento de molido basado en rodillos en
un intento de separar los componentes del grano del maíz para otros
usos más concretos.
El grano del maíz, como se ilustra en la figura
1, tiene un número de componentes, cada uno de los cuales está mejor
adaptado para usos varios. El proceso moderno de molienda de maíz
seco trata de separar y procesar de manera separada las partes,
identificadas posteriormente, de un grano de maíz, dado que cada una
de las partes tiene una utilización separada. La cáscara exterior
dura se denomina el pericarpio o la cubierta de afrecho. El extremo
de grano del maíz que se adhiere a la mazorca del maíz se llama base
del grano. El interior del grano del maíz consiste en el endospermo
y del germen. El endospermo generalmente se divide en dos partes: el
endospermo blando y el endospermo duro. Con fines de consumo humano,
el endospermo duro produce generalmente sémola de maíz y harina
gruesa de maíz, y el endospermo blando produce generalmente harina
fina de maíz. El germen contiene un porcentaje mucho más alto de
grasa en comparación con otras partes del grano y es la fuente del
aceite de maíz.
El equipamiento moderno de los molinos de
rodillos emplea rodillos contiguos con corrugaciones de diferente
tamaño y espacios de separación de los rodillos de tamaño variable
entre los rodillos para alcanzar el fraccionamiento al tamaño de la
partícula deseado. Típicamente, los molinos emplean rodillos en
serie con espacios que se hacen más estrechos en un proceso de
molienda gradual. Más específicamente, las diferentes partes del
grano del maíz se separan y retiran hacia diferentes vías de
procesamiento, a menudo llamadas corrientes. Inicialmente, después
de limpiar la cáscara exterior dura se rompe el grano mediante un
proceso mecánico, liberando y retirando el germen de las partes
restantes del grano en una etapa llamada "desgerminación". Las
partes restantes del grano se rompen mediante una serie de rodillos.
Mientras se procesa este material, los copos de la cáscara (afrecho)
exterior dura se retiran y el endospermo duro y blando restante se
procesa adicionalmente en diferentes corrientes al pasar a través de
una serie de rodillos y cribas que separan el producto según el
tamaño de la partícula. Estos productos finales de la operación de
molienda del maíz seco son afrecho, sémola, harina gruesa, harina
fina y gérmenes con alto contenido en grasa.
Un típico diagrama de flujo de molinos según la
técnica anterior se ilustra en la patente U.S. No. 5.250.313. En la
figura 5, de la patente 5.250.313 (reproducida en el presente
documento como la figura 2), el maíz entrante se limpia, lava,
templa a un contenido apropiado de humedad, se fractura o desgermina
y se seca. Existen varios diseños para llevar a cabo las etapas de
desgerminación. Por ejemplo, el desgerminador Ocrim utiliza un rotor
giratorio que tiene álabes combinados para funcionar en contra de un
cilindro horizontal perforado que sólo permite que pasen los granos
parciales. Las barras del rotor y de los elementos de rotura se
disponen para romper el maíz en contra de una barra de rotor en
espiral y una barra cortante. Otro desgerminador conocido es el
desgerminador Beall. En el desgerminador Beall, la molienda ocurre a
través de una acción abrasiva de los granos unos contra otros, y el
grano contra una superficie cónica anidada y una rejilla. También se
utilizan los desgerminadotes de tipo impacto. Un ejemplo es el
desgerminador Entoletor ilustrado en la figura 3. El Entoletor
incluye un eje vertical de accionamiento que acciona un rotor. Los
granos se introducen hacia abajo en dirección al rotor en el que
estos se expulsan hacia fuera por el movimiento centrífugo para
impactar en una superficie lineal.
Generalmente, el producto que sale del
desgerminador se separa en una primera corriente que es
relativamente rica en endospermo y una segunda corriente que es
relativamente rica en gérmenes y afrecho. De manera específica,
nuevamente con referencia a la figura 2, el grano desgerminado es
aspirado para realizar la separación inicial de la densidad del
grano fracturado. Los residuos y levantamientos del grano de los
aspiradores se separan adicionalmente mediante aspiración adicional
o el empleo de tablas de gravedad. En general, el afrecho, el germen
entero y las partículas contaminadas de germen obtenidos mediante
la separación por densidad son más ligeras que otras partes
constituyentes y pueden retirarse parcialmente mediante separación
por gravedad para ser conducidas a una serie de rodillos de germen y
cribas. Corrientes separadas que contienen principalmente
endospermos procedentes de las tablas de gravedad y los aspiradores
pueden conducirse a diferentes rodillos de rotura dependiendo del
tamaño de partícula de la corriente. Por ejemplo, aquellas
corrientes que contienen principalmente endospermos que tienen
partículas de tamaño más pequeño pueden dirigirse más allá del
primer y segundo rodillo de rotura, o como se ilustra en la figura
2, más allá de los últimos rodillos de rotura.
Los "rodillos de rotura" empleados en un
procedimiento gradual de rotura comprenden típicamente rodillos
corrugados que tienen espacios entre los rodillos que se acoplan en
cascada desde los espacios entre rodillos de ancho mayor para el
primer rodillo de rotura hacia los espacios entre rodillos más
estrechos para los rodillos de rotura subsecuentes. Los espacios
entre los rodillos son los espacios entre las partes exteriores o
extremas de las corrugaciones en rodillos opuestos. La utilización
de cinco rodillos es típica y los espacios entre los rodillos pueden
variar dependiendo del producto final deseado. Distancias típicas
entre los rodillos en sistemas de la técnica anterior van desde
aproximadamente 0,25 mm (0.01 pulgadas) hasta aproximadamente 1,8 mm
(0.07 pulgadas), en los que los espacios más pequeños dan como
resultado partículas más finas. En general, los rodillos de rotura
funcionan de tal manera que las caras opuestas corrugadas de los
rodillos giran a diferentes velocidades. La figura 4 muestra
ejemplos de configuraciones de corrugación de rodillos según la
técnica anterior. La mayoría de las configuraciones presentan un
borde afilado y un borde no afilado, según se determine por la
inclinación de la superficie de corrugación. Por ello, la rotura
puede ocurrir bajo una disposición de corrugaciones opuestas de
afilado a afilado, afilado a no-afilado,
no-afilado a afilado o no-afilado a
no-afilado.
Después de pasar por los rodillos de rotura, las
partículas quebradas adicionalmente se separan, típicamente mediante
un proceso de cribado. A partir de aquí, las partículas de mayor
tamaño se hacen pasar adicionalmente por un siguiente rodillo de
rotura (y se criban nuevamente las partículas quebradas
adicionalmente) o se hacen pasar por etapas de enfriamiento o
secado o etapas adicionales de cribado para aislar los productos
finales (harina fina, harina gruesa, sémolas, etcétera). Por
supuesto, otros productos pueden ser deseados por usuarios
particulares. Las partículas restantes que no pasan por las etapas
posteriores de cribado del germen se envían normalmente a un proceso
de tratamiento de germen (denominado "obtención de aceite" en
la figura 2). Las partículas más finas obtenidas a partir de los
cribados de los rodillos de germen se procesan de una manera
generalmente similar a las partículas más finas procedentes de los
rodillos de rotura.
De manera tradicional, los molinos de cereales
de gran tamaño emplean un procesamiento repetitivo y redundante del
grano. Por ejemplo, tal como se ilustra en la figura 2, un
procesamiento tradicional para moler granos de cereales implica una
etapa inicial de desgerminación seguida de cinco etapas de rodillos
o de rotura separadas, seguidas cada una de ellas por etapas de
cribado. Adicionalmente, la técnica anterior incluye varios procesos
más cortos de molienda en los que se emplean menos etapas de
rodillos, las corrientes de gérmenes se extraen de la corriente de
molienda antes en el proceso, y se logra un valioso ahorro en lo
referente al tiempo, al espacio y al capital. Véase por ejemplo el
procesamiento descrito en la patente `313. Los regimenes de molienda
acortados reducen también de manera importante los gastos de
producción bajando los costes laborales relacionados con el proceso
de la molienda debido al reducido mantenimiento y control requerido
de un proceso mucho más corto.
A pesar de ello, incluso en los regimenes
"acortados" de flujo de molienda de la técnica anterior sigue
habiendo ineficiencias. Por ejemplo, la patente estadounidense Nº
4.189.503 (una patente de la que es continuación en parte la patente
`313) explica el empleo de un proceso preferido de desgerminación y
paso por rodillos para evitar que el germen se rompa. Estas patentes
explican también la separación de los productos de desgerminación en
tres corrientes, una de las cuales es una corriente "fina" con
respecto a las otras (véanse las figuras 6, 7 y 8 de la patente `313
y el texto adjunto). Las patentes `313 y `503 explican
específicamente la reintroducción de esta corriente fina en las
otras corrientes clasificadas menos cuidadosamente después de que
las otras corrientes hayan sido sometidas a otras etapas varias
tales como templado y secado (véase la reivindicación 8 de la
patente `503). Por lo tanto, las patentes `313 y `503 explican
específicamente la separación o clasificación del producto después
de la desgerminación con el propósito de evitar la adición de
humedad a los granos finos separados (véase la patente `313, columna
11, líneas 4-14) seguida de la subsiguiente
introducción de la corriente fina en una corriente mezclada. De
hecho, la patente `313 explica un proceso en el que la corriente de
producto desde el desgerminador hacia un primer rodillo de rotura
"contamina" la corriente cribada e incrementa el flujo a través
de las cribas subsiguientes.
El documento estadounidense 2.460.389 describe
la extracción con disolventes como una etapa en un proceso de
molienda de granos.
El documento EP 0.418.801 describe un proceso
para la molienda de cereales en el que los productos finales se
obtienen mediante operaciones de rotura del grano, operaciones de
separación y operaciones adicionales de molienda.
El documento EP 0.958.863 describe un método de
molienda para harina fina que tiene una etapa de selección de los
granos crudos de trigo, en el que cada etapa incluye una etapa de
rotura y una etapa de clasificación.
Los documentos AT 380183, DE 37.10.602 y CH
271.100 describen métodos de molienda que comprenden etapas de
rotura y de selección, donde el documento DE 37.10.602 forma la base
para la parte pre-caracterizadora de la
reivindicación 1.
El documento estadounidense 5.114.079 describe
un método para producir harina fina blanca a partir de grano de
trigo, que comprende las etapas de aplastamiento, trituración y
cribado.
El documento estadounidense 2.108.655 describe
un desgerminador para utilizar en molinos de maíz, cereales, maíz
descascarillado y sémola.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar un proceso mejorado para moler maíz. En particular, es
un objetivo proporcionar un proceso de molienda de eficiencia mayor
y que requiera una cantidad reducida de equipos de procesamiento sin
pérdida del rendimiento en comparación con procesos de la técnica
anterior.
En consecuencia la invención proporciona un
método para procesar granos de cereales tal como se expone en la
reivindicación 1.
En la realización preferida el método comprende
adicionalmente:
- a.
- romper los granos en partes en una primera etapa de rotura;
- b.
- seleccionar al menos parcialmente las partes en corrientes de partes de diferente tamaño;
- c.
- extraer al menos una de las corrientes como una corriente de producto final; y
- d.
- romper las partes en las corrientes restantes en al menos una segunda etapa de rotura.
En otra realización preferida, el método
comprende adicionalmente:
- a.
- seleccionar al menos parcialmente las partes de dicha segunda etapa de rotura en segundas corrientes de partes de diferentes tamaños;
- b.
- extraer al menos una de las segundas corrientes como una corriente de producto final; y de manera opcional
- c.
- romper adicionalmente las partes en las segundas corrientes restantes en el menos una tercera etapa de rotura.
Es preferible que el grano sea maíz,
concretamente maíz indio.
Normalmente, en los métodos de la invención la
primera etapa de rotura es una etapa de desgerminación.
Desgerminadores adecuados incluyen desgerminadores de impacto,
desgerminadores Entoletor, desgerminadores Ocrim o desgerminadores
Beall. El método de funcionamiento de estos desgerminadores se ha
explicado anteriormente.
En una realización de la invención descrita más
detalladamente más adelante, los métodos comprenden hasta cuatro
etapas de rotura concurrentes y/o consecutivas, que se componen de
una etapa de desgerminación y de tres etapas de rotura. Algunas de
las partes de granos quebradas pasarán a través de más de una etapa
de rotura antes de alcanzar el tamaño final deseado del producto
mientras que otras partes pueden retirarse como producto final
solamente después de las etapas de rotura primera o segunda.
Normalmente, la segunda etapa de rotura y
cualquiera subsiguiente utilizan rodillos de rotura; estos rodillos
son preferiblemente rodillos corrugados. Después de las etapas de
rotura, la selección de los pedazos de granos quebrados se logra de
manera adecuada mediante el uso de una criba, un clasificador de
maíz descascarillado, una tabla de gravedad y/o un aspirador.
Es deseable que la corriente del producto final
comprenda pedazos quebrados de granos de calidad y tamaño
sustancialmente homogéneos, es decir harina fina,
\hbox{harina
gruesa, salvado, sémola o germen de alto contenido en
grasa.}
Cualquiera de los procesos de molienda de granos
de flujo corto de la invención puede llevarse a cabo adecuadamente
en un grano transportable desde la instalación de la molienda según
estos aspectos de la invención. En realizaciones especificas de la
invención, la instalación del proceso de molienda del grano de flujo
corto se transporta mediante camión, tren, transporte aéreo y/o
transporte marítimo.
La presente invención es una mejora de la
técnica anterior en el sentido de que el presente proceso no
contamina o entremezcla las corrientes separadas con corrientes
clasificadas menos específicamente, una vez que la corriente del
producto final se ha aislado. Esta es una ventaja significativa ya
que da como resultado una drástica disminución en el tratamiento y
una reducción o eliminación del flujo a través de las etapas
subsiguientes del proceso. El incremento resultante en el
rendimiento de producto permite el procesamiento de un volumen
incrementado de grano en un tiempo dado así como la eliminación de
equipamiento excesivo para el procesamiento.
Los procesos explicados en las patentes `313 y
`503 contrastan con los de la presente invención por proporcionar la
contaminación de la corriente fina separada inicialmente. Solamente
con referencia a los productos finos, estas patentes no explican ni
proporcionan una motivación para aislar las corrientes del producto
final de manera tan temprana en el proceso de molienda como un
cribado posterior de desgerminación. Esto difiere de los procesos de
la presente invención en los que una corriente cribada clasificada
de producto final se obtiene a partir del cribado de desgerminación
inicial o etapa de clasificación y se dirige al almacenamiento o
tratamiento del producto final (almacenamiento, empaquetamiento,
control de calidad, etcétera). Si sucede el mezclado de esta
corriente, esto implica la combinación de corrientes cribadas
similares que tienen partículas de la misma clasificación, es decir,
la adición de una corriente similar de producto final.
La presente invención emplea un molino de maíz
de flujo corto que tiene un número drásticamente reducido de etapas
de proceso con una reducción considerable en el equipamiento de
tratamiento y procesamiento, el control del proceso y los costes de
los trabajos de mantenimiento y los requerimientos de espacio para
el proceso. Este diseño de molino emplea menos sistemas secundarios
de rotura, pero más agresivos, en lugar de cinco sistemas
secundarios de rotura graduales, para acortar el flujo adecuadamente
al mismo tiempo que se proporcionan calidad y rendimiento
excepcionales.
La presente invención emplea de manera típica de
cero a tres rodillos de rotura en serie (o más si se desean
operaciones paralelas o redundancias para la estabilidad del
sistema, etcétera) y preferiblemente de uno a tres rodillos de
rotura.
El material clasificado del producto final se
retira de las corrientes del proceso cuando se separa por primera
vez sin mezclar adicionalmente las corrientes ya separadas y sin la
necesidad de un cribado adicional de producción. Esta separación
ocurre de manera temprana en el proceso corto de molienda, de manera
preferida tan pronto como ocurra la separación de la corriente de
desgerminación.
Adicionalmente, una realización de la presente
invención incluye la desviación de otras corrientes en puntos
tempranos en el proceso de molienda hacia un proceso separado de un
molino de martillos para la producción de harina fina. Esta
desviación del producto hacia un proceso de un molino de martillos
elimina de manera adicional producto de la corriente y reduce aún
más la magnitud del tratamiento, el entremezclado y la posible
contaminación de las corrientes ya separadas con productos de
diferente clasificación. Adicionalmente, estas desviaciones reducen
el flujo en los rodillos y en partes posteriores del molino. Por lo
tanto, la eficiencia se alcanza mediante el rápido aislamiento y
retirada del producto final de la corriente. Además, se mejoran
tanto el rendimiento como la eficiencia.
El rendimiento medio de la molienda del maíz
para la industria es de 100 unidades de producto final por 180
unidades de material inicial de maíz bruto. La tecnología de
molienda de flujo corto de la presente invención permite un
rendimiento mejorado de manera drástica de 100 unidades de producto
final por 129 unidades de maíz bruto, que es el mejor rendimiento
actual de la industria (se cree que lo mejor que ha alcanzado la
industria ha sido 100/135 antes de la nueva tecnología de flujo
corto).
La drástica eliminación de componentes y de los
conductos correspondientes y el equipamiento de transporte necesario
para combinar tales componentes, de hasta 450 maquinas para producir
118.181 kg/hr (260.000 lbs/hr) en los procesos de molienda a gran
escala anteriormente conocidos a menos de 85 máquinas para producir
72.727 kg/hr (160.000 lbs/hr), permite un considerable ahorro de
espacio.
Adicionalmente, las necesidades de control y de
mantenimiento pueden reducirse de manera considerable con el proceso
de flujo corto.
El procedimiento de la invención se ilustra
mediante los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 es un diagrama ampliado de un grano
(maíz) para mostrar las partes constituyentes del grano;
la figura 2 es un diagrama de flujo de un
procedimiento habitual de molienda de rotura gradual de la técnica
anterior;
la figura 3 es una vista en alzado frontal de un
desgerminador de impacto Entoletor de la técnica anterior;
la figura 4 es una ilustración de las
corrugaciones del rodillo de rotura de la técnica anterior;
la figura 5 es un diagrama de bloques del flujo
en una primera realización preferida;
la figura 6 es un diagrama de bloques del flujo
en una segunda realización preferida.
En la presente invención, los granos se reciben
y los granos pueden tratarse previamente de forma opcional de
cualquier manera requerida para maximizar la producción del producto
final deseado (sémola, harina gruesa, harina fina, etcétera). Por
ejemplo, el maíz se limpia más comúnmente a través del lavado o
desinfectación de impacto. La elección del método de limpieza
dependerá del producto final deseado, dado que incluso las etapas de
limpieza pueden dar como resultado la rotura de los granos o una
alteración del contenido de humedad. De manera adicional, el
tratamiento previo puede implicar templar o humedecer el maíz con
agua, agua caliente y/o vapor, aunque esto no es necesario.
Dado que las partes constituyentes del grano de
maíz, tal como se ilustra en la figura 1 y como se trató
anteriormente, comprenden componentes separados de distinto
carácter, cada uno de éstos absorbe humedad de manera diferente y
esta absorción diferente afecta a la eficacia de la desgerminación.
Por ejemplo, el pericarpio o la corteza del afrecho pueden quebrarse
sin templado pero el templado crea una corteza de afrecho más
flexible que es más probable que se retire de manera intacta o como
una partícula de mayor tamaño. De manera similar, el templado puede
ayudar a liberar el germen que está aún en conexión con la base del
grano. Esto permite la eliminación de la base del grano con el
germen y una reducción en el número de las bases negras del grano
que pueden molerse adicionalmente y dan como resultado una
decoloración del producto final. De hecho, la patente `313 enseña el
templado como un método para facilitar el procedimiento abreviado.
Sin embargo, el templado aumenta necesariamente los costes de
producción por los gastos de energía debido al secado y como
resultado, el templado no es necesario para poner en práctica la
presente invención.
Tras la limpieza y el tratamiento previo
opcional y/o deseado, el grano se desgermina. En la realización
preferida actual, el grano se desgermina sin el empleo del templado
y esto se lleva a cabo con un desgerminador de impacto. Este método
preferido de desgerminación normalmente obtiene la rotura del grano
en trozos relativamente grandes, sacando el germen. La
desgerminación va seguida por una etapa de separación. La
desgerminación puede ir seguida de una etapa de secado antes de la
separación si se elige el templado, o el secado puede producirse en
procedimiento en una fase posterior.
El cribado de tras la desgerminación se denomina
en el presente documento "clasificador de maíz
descascarillado". El clasificador de maíz descascarillado divide
el maíz roto en varias corrientes dependiendo del tamaño de
granulación de los gránulos del producto. La corriente granulada de
manera más fina, tales como las corrientes de harina fina y de
harina gruesa baja en grasa se dirigen como producto final desde el
clasificador de maíz descascarillado para eliminar el tratamiento
excesivo y el deterioro de la calidad del producto. De manera
opcional, las existencias de harina gruesa pueden dirigirse hacia un
molino de martillos o de rotura de harina fina si se desea una
producción mayor de harina fina. Al extraer el producto final tan
pronto como es posible, el flujo de molienda puede reducirse
considerablemente dado que no se requiere el cribado adicional de
una corriente ya aislada.
Las corrientes medias granuladas del
clasificador de maíz descascarillado se envían directamente hacia
subsistemas 2º y 3º de rodillos de rotura (en serie) agresivos
mediante aspiradores. Cuando se envían directamente al 2º subsistema
de rodillos de rotura, la corriente no pasa en primer lugar a través
de 1º subsistema de rodillos. Cuando se envían directamente al 3º
subsistema de rodillos de rotura, la corriente no pasa en primer
lugar ni a través del 1º o ni a través del 2º subsistema de rodillos
de rotura. Por consiguiente, la presente invención permite el
tratamiento de un volumen mayor sin aumentar una carga mayor en un
rodillo en particular. La etapa de aspiración ayuda las partículas
combinadas aparte y a separar adicionalmente cualquier afrecho,
germen u otro material restante no de endospermo del material de
endospermo. Aspiradores preferidos comprenden superficies anguladas
en cascada que tienen accesos periódicos en las paredes laterales
para permitir que una corriente transversal de aire "sople" al
afrecho libre de las partículas que caen. Lo arrancado retirado
mediante aspiración puede dirigirse para tratar el afrecho como una
entrada de alto valor.
Las corrientes granuladas gruesas del
clasificador de maíz descascarillado se envían a las tablas de
gravedad mediante aspiración. Desde las tablas de gravedad, una
corriente contaminada en gérmenes y otra más ligeramente contaminada
en gérmenes pueden dirigirse hacia delante hacia un procedimiento de
recuperación de aceite o gérmenes. Las partes restantes de la
corriente gruesa de producto se envían hacia el 1º rodillo de rotura
(en serie) agresivo mediante aspiración.
Ningún grano entero de maíz que alcance estas
fases posteriores se reenvía para desgerminación, dado que el
desgerminador rompe efectivamente el grano en una etapa. Desde cada
etapa de cribado, que incluye el clasificador de maíz
descascarillado y el 1º, 2º y 3º cribados posteriores de rotura, las
harinas gruesa y fina del producto final se aíslan y retiran de la
corriente de molienda.
Específicamente con referencia a la figura 5,
una primera realización de la presente invención funciona de la
siguiente manera. El grano de entrada se limpia y desgermina antes
de llegar al clasificador de maíz descascarillado. En el
clasificador de maíz descascarillado, se emplea un tamiz de malla de
alambre número 6, 12 30 y 62 para separar las partículas de la
desgerminación. Pueden emplearse tamaños de tamiz alternativos para
producir el producto final que tenga los perfiles e intervalos del
tamaño deseado de la partícula. Las partículas sobrantes (partículas
que no pasan a través del tamiz número 6) se dirigen a una tabla de
gravedad mediante aspiración. Desde la tabla de gravedad, el
material contaminado en gérmenes y el contaminado más ligeramente se
retira y se dirige a un procedimiento de recuperación de aceite y
gérmenes. Se ha encontrado que más del 95% del germen se elimina de
la corriente del procedimiento en este punto.
Las partículas más pesadas de la tabla de
gravedad se dirigen a un primer rodillo de rotura. Las partículas
sobrantes del tamiz número 12 del clasificador de maíz
descascarillado se dirigen hacia un segundo rodillo de rotura
mediante aspiración. Las partículas sobrantes del tamiz número 30
del clasificador de maíz descascarillado se dirigen hacia un tercer
rodillo de rotura mediante aspiración. Finalmente las partículas
sobrantes del tamiz número 62 del clasificador de maíz
descascarillado se dirigen hacia delante como harina gruesa de
producto final, mientras que aquellas partes que pasan el tamiz
número 62 se dirigen hacia delante como harina fina de producto
final. Según una inspección basada normalmente en el contenido de
grasa, la corriente del producto final de harina gruesa puede
desviarse opcionalmente para su trituración en harina fina.
Aunque la presente invención se describe en
referencia a una harina gruesa definida obtenida entre los tamices
de alambre número 30 y número 62, la harina gruesa puede
clasificarse u obtenerse a partir de otros intervalos, tal como se
conocen en la técnica. Por ejemplo, un tamiz superior de harina
gruesa normalmente oscila desde aproximadamente un número 30 hasta
aproximadamente un 46 y un tamiz inferior de harina gruesa
normalmente oscila desde aproximadamente un 46 hasta aproximadamente
un 72. De manera similar, la harina fina puede ser esa parte que
pasa a través de tamices que oscilan desde aproximadamente un tamiz
numero 46 hasta aproximadamente un tamiz número 72. Por
consiguiente, aunque se hace referencia a tamices de malla de
alambre de un número específico en el presente documento para
describir las realizaciones preferidas, se entiende que la presente
invención puede llevarse a cabo para lograr perfiles alternativos de
partículas de producto final.
El primer rodillo de rotura normalmente emplea
rodillos que tengan aproximadamente 6 corrugaciones por centímetro
(equivalente a 14 corrugaciones por pulgada) con una disposición de
no afilada a no afilada. La distancia entre los rodillos se ajusta
normalmente tras el inicio de la producción. Estos ajustes permiten
a los operarios alcanzar porcentajes deseados para las partículas
de diferente tamaño que dejan los rodillos, es decir el porcentaje
de una salida de rodillo que cae en cada tamaño de tamiz, en la
etapa de cribado posterior al rodillo. Un experto apreciará sin
embargo que las corrugaciones, la instalación de los rodillos y los
objetivos de salida del producto descritos en el presente documento
son realizaciones preferidas y que la presente invención puede
modificarse para maximizar la producción general de molienda de una
variedad de corrientes de producto particular (harina gruesa, harina
fina, sémola, etcétera).
Desde el primer rodillo de rotura, se criban las
partículas rodadas mediante un tamiz de malla de alambre número 12,
30 y 62. Las harinas gruesa y fina se retiran como producto final de
la corriente de molienda, como se hizo anteriormente. Las partículas
sobrantes del tamiz número 12 se envían al segundo aspirador de
rotura (conjuntamente con las partículas sobrantes del tamiz número
12 del clasificador de maíz descascarillado) y las partículas
sobrantes del tamiz número 30 se envían al tercer aspirador de
rotura.
Los segundos rodillos de rotura emplean
normalmente 6 corrugaciones por centímetro (equivalente a 14
corrugaciones por pulgada) y una configuración de no afilada a no
afilada. Desde el segundo rodillo de rotura, las partículas rodadas
se criban con un tamiz de malla de alambre número 12, 30 y 62. Las
harinas gruesa y fina se retiran como producto final de la
corriente de molienda como se hizo anteriormente. Las partículas
sobrantes del tamiz número 12 se envían hacia la recuperación de
aceites o gérmenes, y las partículas sobrantes del tamiz número 30
se envían al tercer aspirador de rotura. La eliminación de las
partículas restantes más grandes de esta etapa hacia la recuperación
de aceite y el tratamiento de gérmenes reduce adicionalmente la
corriente de molienda y limita el contenido en grasa en el producto
restante.
Los terceros rodillos de rotura emplean
aproximadamente 8 corrugaciones por centímetro (equivalente a 20
corrugaciones por pulgada), una configuración de no afilada a no
afilada. Desde el tercer rodillo de rotura, las partículas rodadas
se criban con un tamiz de malla de alambre número 22, 30 y 62. Las
harinas gruesa y fina se retiran como producto final como se hizo
anteriormente. Las partículas sobrantes del tamiz 30 se dirigen
hacia su trituración tal como un procedimiento de molino de
martillos para producir harina fina. Las partículas sobrantes del
tamiz 22 se dirigen hacia una etapa de pulverización del afrecho
para la abrasión del afrecho restante. El afrecho recuperado del
pulverizador de afrecho es adecuado para utilizarlo como harina fina
de afrecho o en otro procedimiento de producto de afrecho. Los
restos del procedimiento de pulverizado del afrecho pueden, si se
desea, dirigirse a entrar nuevamente en el procedimiento en el
clasificador de maíz descascarillado.
Todas las existencias del molinillo (incluyendo
las partículas sobrantes del tamiz número 30 de la tercera criba de
rotura y algo o toda la harina gruesa del producto final si no se
desea la producción de harina gruesa) se trituran a través de un
procedimiento tal como la molienda por martillos para generar harina
fina. Cribado simple con un tamiz de harina fina (aquí un tamiz 62
de alambre) puede utilizarse para aislar la harina fina del producto
final adicional y redirigir las partículas sobrantes del tamiz de
harina fina para trituración adicional. Durante todo el
procedimiento descrito en la figura 5, en particular en las etapas
de cribado, pueden incluirse tamices adicionales. Esto añade la
ventaja de separar adicionalmente las corrientes con valiosos usos
potenciales.
En otra realización preferida, ilustrada en la
figura 6, las corrientes del separador de la tabla de gravedad se
dividen adicionalmente para incluir la desviación hacia un aspirador
de gérmenes de la tabla de gravedad. Desde el aspirador de gérmenes
de la tabla de gravedad, el producto se dirige a una criba y rodillo
de gérmenes de la tabla de gravedad. El rodillo de la tabla de
gravedad emplea de manera preferible aproximadamente 5 corrugaciones
por centímetro (equivalente a 12 corrugaciones por pulgada). La
criba del rodillo de gérmenes de la tabla de gravedad emplea un
tamiz de malla de alambre número 12, 30 y 62. Los productos finales
de harina gruesa y harina fina se dirigen hacia delante como
anteriormente. Las partículas sobrantes del tamiz número 12 se
dirigen al tratamiento de recuperación de aceite o gérmenes, y las
partículas sobrantes del tamiz número 30 se dirigen hacia delante
hacia los terceros rodillos de rotura mediante aspiración.
Se descubrió que la realización preferida
descrita en la figura 6 puede producir harina gruesa y harina fina
según los datos mostrados en la tabla 1 a continuación. Además la
tabla 2 ilustra el porcentaje del producto obtenido a partir de las
diversas etapas de cribado.
Será aparente para aquellos expertos en la
materia que el diseño de flujo corto de la presente invención
proporciona un producto final mucho más rápido en el procedimiento
de molienda que en las operaciones normales de molienda a gran
escala (clasificador de maíz descascarillado frente a la 1ª o 2ª
criba de rotura). Cada criba de rotura en el flujo corto produce el
producto final al contrario que los métodos normales de molienda en
los que se requiere tratamiento y cribado secundarios.
Además, las corrientes intermedias de producto
se reducen a harina fina a diferencia de otros sistemas que usan
gérmenes, residuos de trilla y subsistemas purificadores para
recuperar corrientes de harina gruesa de calidad menor. Esto
proporciona harina gruesa/harina fina de una calidad muy alta con
equipamiento mínimo, necesidades de mantenimiento y monitorización
reducidas, y rendimiento superior de la producción. La filosofía
básica de la molienda detrás del desarrollo de un flujo de molienda
de maíz más corto, es producir el producto final más rápido, más
barato y mejor. Este y otros objetivos de la presente invención se
alcanzan mediante la aplicación del modo preferido y de la invención
tal como se reivindica en el presente documento.
Por supuesto, estos beneficios hacen posible que
el método de la presente invención sea aplicaciones de molienda
in situ, fácilmente transportables. Expuesto de manera
sencilla, cuando el procedimiento puede simplificarse para eliminar
la redundancia en el rodamiento y cribado, eliminar etapas
requeridas para obtener un producto final y reducir las necesidades
de mantenimiento y monitorización, el procedimiento de molienda
puede tomarse desde una instalación aislada de producción y la
molienda puede establecerse en el lugar (por ejemplo en una
instalación de molienda móvil que puede desplazarse a la fuente de
material inicial).
| Rodillo | Corrugaciones/cm | Configuración | Objetivo de | Objetivo de |
| del rodillo | distribución de la | distribución de la | ||
| prod | prod | |||
| 1ª rotura | 6/cm | De no afilada a | 7% + malla 12 | 9% max + malla 12 |
| no afilada | ||||
| TVG | 5/cm | De no afilada a | 20% + malla 12 | 22% max + malla 12 |
| no afilada | ||||
| 2ª rotura | 6/cm | De no afilada a | 8% + malla 12 | 5 % max + malla 12 |
| no afilada | ||||
| 3ª rotura | 8/cm | De no afilada a | 3% + malla 22 | 5% max + malla 22 |
| no afilada |
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
| Harina Gruesa | Cribado de la harina gruesa | Harina Fina | |||
| Alambres % | |||||
| Grasa | 1,40% | + 20 | Trazas | Grasa | 1,17% |
| Humedad | 11,70% | + 25 | 1,14% | Humedad | 12,56% |
| - 70 | 1, 00% |
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Alimentación de cabeza de 2951
kg/hr de la distribución de la 1ª criba de
rotura
| Harina Gruesa | Cribado de la harina gruesa | Harina Fina | |||
| Alambres % | |||||
| Grasa | 1,12% | + 20 | Trazas | Grasa | 0,98% |
| Humedad | 10,80% | + 25 | 0, 71% | Humedad | 13,50% |
| - 70 | 0,85% |
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Alimentación de cabeza de 2634
kg/hr de la distribución de la criba de gérmenes
TV
| Harina Gruesa | Cribado de la harina gruesa | Harina Fina | |||
| Alambres % | |||||
| Grasa | 3,51% | + 20 | Trazas | Grasa | 2,26% |
| Humedad | 13, 26% | + 25 | 0,86% | Humedad | 12,70% |
| - 70 | 0,22% |
Alimentación de cabeza de 3905
kg/hr de la distribución de la 2ª criba de
rotura
| Harina Gruesa | Cribado de la harina gruesa | Harina Fina | |||
| Alambres % | |||||
| Grasa | 1,33% | + 20 | Trazas | Grasa | 1,49% |
| Humedad | 13,55% | + 25 | 1,54% | Humedad | 13,12% |
| - 70 | 0,34% |
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Alimentación de cabeza de 6901
kg/hr de la distribución de la 3ª criba de
rotura
| Harina Gruesa | Cribado de la harina gruesa | ||
| Alambres % | |||
| Grasa | 1,22% | + 20 | Trazas |
| Humedad | 13,10% | + 25 | 0,70% |
| - 70 | 0,02% |
Claims (11)
1. Método para procesar granos de cereales en
una corriente de molienda para producir un producto final deseado,
que comprende las etapas de:
- limpiar los granos de cereales;
- romper los granos de cereales en dos o más partes;
- separar las partes según las clases seleccionadas de tamaño en las que sucede al menos una etapa de separación directamente después de cada etapa de rotura;
- retirar al menos una de dichas clases de tamaño como un producto final deseado desde la corriente del molienda directamente de cada etapa de separación;
caracterizado porque el método comprende
adicionalmente las etapas de:
- desviar una o más de las clases restantes de tamaño hacia un proceso de recuperación de aceite de germen;
- desviar una o más de las clases restantes de tamaño de grano hacia un aspirador y aspirar dicha clase de tamaño de grano; y
- desviar el grano aspirado hacia un rodillo de rotura.
2. Método según la reivindicación 1, en el que
la etapa de rotura es una etapa de desgerminación; y en el que
existen al menos dos etapas de separación en las que la primera
etapa de separación ocurre directamente después de la
desgerminación; que adicionalmente comprende romper los granos
adicionalmente utilizando rodillos de rotura entre las etapas de
separación; y desviar las clases restantes de tamaño hacia uno o
varios lugares distintos.
3. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que los granos son de maíz.
4. Método según la reivindicación 1, en el que
dos de las clases de tamaño retiradas de la corriente de molienda
tras la primera etapa de separación son harina fina y harina
gruesa.
5. Método que proporciona servicios de molienda
de granos que comprende las etapas de:
- transportar una instalación de molienda de granos de flujo corto hacia un lugar y establecer en éste un proceso de molienda de granos de flujo corto según el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4;
- recibir los granos en el proceso de molienda de granos de flujo corto;
- generar un producto final a partir dicho proceso de molienda de granos de flujo corto.
6. Método para moler cereales que comprende las
etapas de:
- transportar una instalación de molienda de granos de flujo corto que comprende un limpiador, un desgerminador, una primera criba, al menos un rodillo, una segunda criba, y establecer en ella un proceso de molienda de granos de flujo corto según el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4;
- procesar granos para producir un producto final seleccionado utilizando dicho proceso de molienda de granos de flujo corto, en el que al menos una parte del producto final seleccionado se obtiene directamente a partir de la primera criba.
7. Método según la reivindicación 5 ó 6, en el
que la instalación de molienda de granos de flujo corto se
transporta mediante camión, tren, transporte aéreo y/o transporte
marítimo.
8. Método según la reivindicación 2, en el que
los granos son maíz, que comprende las etapas de:
- (a)
- desviar al menos una de las clases restantes de tamaño de la primera etapa de separación a un primer rodillo de rotura que tiene primeros ajustes de rodillo y que rompe esa clase de tamaño en dos o más partes; separar las partes según la clase de tamaño en una segunda etapa de separación inmediatamente después de que hayan pasado a través del primer rodillo de rotura; retirar al menos una de dichas clases de tamaño de la corriente de molienda procedente directamente de la segunda etapa de separación; y dirigir las clases de tamaño restantes a uno o más lugares;
- (b)
- desviar al menos una de las clases de tamaño restantes procedentes de la primera etapa de separación hacia un segundo rodillo de rotura que tiene segundos ajustes de rodillo y que rompe la clase de tamaño en dos o más partes; separar las partes según la clase de tamaño en una tercera etapa de separación inmediatamente después de que hayan pasado a través del segundo rodillo de rotura; retirar al menos una de dichas clases de tamaño de la corriente de molienda procedente directamente de la tercera etapa de separación; y dirigir las clases restantes de tamaño hacia uno u varios lugares distintos; y
- (c)
- desviar al menos una de las clases restantes de tamaño de la primera etapa de separación a un tercer rodillo de rotura que tiene terceros ajustes de rodillo que rompe la clase de tamaño en dos o más partes; separar las partes según la clase de tamaño en una cuarta etapa de separación inmediatamente después de que éstas hayan pasado a través del tercer rodillo de rotura; retirar al menos una de dichas clases de tamaño de la corriente de molienda procedente directamente de la cuarta etapa de separación; y dirigir las clases restantes de tamaño hacia uno o varios lugares distintos.
9. Método según la reivindicación 8, en el que
dos de las clases de tamaño retiradas de la corriente de molienda
tras las primera, segunda, tercera y cuarta etapas de separación son
harina fina y harina gruesa.
10. Método según la reivindicación 8, en el que
el primer y tercer rodillo de rotura comprenden rodillos que tienen
diferentes corrugaciones por pulgada.
11. Método según la reivindicación 8, en el que
al menos una de las clases de tamaño restantes tras la segunda etapa
de separación se dirige al segundo rodillo de rotura, y al menos una
de las clases de tamaño restantes tras la segunda etapa de
separación se dirige al tercer rodillo de rotura; y al menos una de
las clases de tamaño restantes tras la tercera etapa de separación
se dirige al tercer rodillo de rotura.
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