ES2343566T3 - Procedimiento de extraccion de germen de trigo duro e instalacion para su puesta en practica. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de extracción en su estado natural de germen de trigo duro en el que, a partir de una masa de trigo duro cosechado que contiene una mezcla heterogénea de granos, de germen y de desechos o impurezas, se garantiza sucesiva y progresivamente la separación del germen para recuperarlo, realizándose dicho procedimiento mediante una sucesión de etapas de extracción exclusivamente mecánicas y por vía seca, sin aporte externo de líquido.

Description

Procedimiento de extracción de germen de trigo duro e instalación para su puesta en práctica.

La presente invención se refiere al campo técnico general de los procedimientos, las instalaciones y los dispositivos utilizados y puestos en práctica en el campo agroalimentario, y por ejemplo en la molinería o la semolería, para garantizar la extracción o la separación de granos, productos o partes de granos a partir de plantas cosechadas, y concretamente de cereales.

La presente invención se refiere a un procedimiento y a una instalación de extracción de germen de trigo en su estado natural, es decir, que no se ha sometido previamente a su extracción a ninguna operación o etapa de acondicionamiento, tratamiento o conservación, encontrándose por tanto el germen de trigo duro y la masa de cereales cosechados en su estado fisicoquímico natural.

Ya se conoce cómo realizar operaciones de depuración y de limpieza de una masa de cereales formada por trigo blando cuyo uso está muy extendido debido concretamente a su alto contenido en almidón. Al presentar el trigo blando en su estado natural una consistencia poco quebradiza que no da lugar a una fragmentación natural, entonces es posible garantizar la depuración y la separación de las partes alimenticias interesantes de una cosecha de trigo blando mediante técnicas probadas y clásicas. Tales técnicas ponen en práctica concretamente una serie de cilindros lisos sobre los que pasa la cosecha de trigo blando. La separación del trigo blando de los diversos desechos presentes en la cosecha, así como la separación eventual del germen de trigo blando, pueden obtenerse fácilmente debido a la tendencia al aplastamiento del trigo blando y a que no se produce su fragmentación, lo que permite a continuación, mediante el paso por una serie de dispositivos de tamizado o clasificación, garantizar la separación de los diversos ingredientes.

Las técnicas clásicas de depuración, limpieza y separación utilizadas para el trigo blando no son aplicables a las cosechas y granos de plantas que presentan características de dureza y de resistencia mecánica superiores, debido esencialmente a su tendencia natural a la fragmentación en numerosas partículas. Estas características complican los procedimientos de extracción y de limpieza de tales granos de plantas si se desea conservar la integridad física y fisiológica del grano que se desea separar, o de los fragmentos de granos que también se desean separar.

Este es el motivo por el que las técnicas conocidas hoy en día en materia de extracción de germen o fracciones no diferenciadas procedentes de trigo duro implican todas un preacondicionamiento del trigo duro, es decir, una fase de humidificación previa, con vistas precisamente a intentar resolver la tendencia natural a la fragmentación del trigo duro. Así, una técnica conocida de extracción a partir de trigo duro consiste, tras una limpieza en seco de la masa que va a tratarse, en acondicionar la masa que va a tratarse con un aporte de agua que precede a una etapa de transformación y separación del trigo, el germen y los desechos mediante una serie de etapas sucesivas que incluyen una trituración, un tamizado y una purificación o un cernido.

Esta técnica conocida de extracción proporciona resultados aceptables, pero no obstante presenta diversos inconvenientes. Así, resulta que la necesidad de recurrir a una humidificación previa del grano implica necesariamente al final del procedimiento de extracción la obtención de productos que tienen una humedad relativamente importante, lo que se opone a una buena conservación del producto final. Éste es el motivo por el que esta técnica anterior necesita la adición de un tratamiento térmico complementario al final del tratamiento. Por supuesto, el tratamiento térmico complementario constituye un coste adicional para el procedimiento, lo que constituye una desventaja a nivel industrial. Por otro lado, el tratamiento térmico está acompañado en general de manera inevitable por una transformación del sabor del producto obtenido, o de las cualidades organolépticas particulares que resultan del aporte de calor (sabor tostado concretamente).

Resulta además que la técnica anterior conocida que funciona por vía húmeda no puede proporcionar un rendimiento global del procedimiento de extracción suficiente, ya que sólo permite recuperar una fracción ínfima del germen de trigo presente en la masa tratada, debido precisamente a las condiciones operativas relacionadas con la vía húmeda elegida.

Finalmente, en el caso en el que el tratamiento térmico final es insuficiente, se observa entonces la aparición de fenómenos de rancidez del germen de trigo obtenido, relacionados precisamente con la insuficiencia del tratamiento térmico final.

También se conoce a partir del documento FR-2 404 467, un procedimiento de desgerminación de maíz que consiste esencialmente en comprimir y triturar el maíz seco o húmedo en una cámara de trabajo anular cilíndrica, haciendo que se creen remolinos con la ayuda de paletas que giran rápidamente y fijadas en gran número en un rotor y en separar el germen del endosperma mediante las aristas orientadas hacia el exterior que comprenden las paletas. Un tratamiento de este tipo, ya se efectúe por vía seca o por vía húmeda, no es apropiado para los granos de trigo duro, que presentan características dimensionales, anatómicas y fisiológicas bastante diferentes de las de un grano de maíz.

En consecuencia, el objeto de la invención pretende remediar los diferentes inconvenientes indicados anteriormente, y proponer un procedimiento novedoso y una instalación novedosa de extracción del germen que permiten obtener germen de trigo duro cuyo conjunto de cualidades organolépticas iniciales se conserva, siendo a la vez sencillos y fáciles de poner en práctica a nivel industrial.

Otro objeto de la invención pretende proponer un procedimiento novedoso y una instalación novedosa de extracción que puedan proporcionar con la ayuda de medios sencillos un rendimiento aceptable de la operación de extracción del germen de trigo duro.

Otro objeto de la invención pretende proponer un procedimiento novedoso y una instalación novedosa de extracción que puedan utilizar, sin su modificación notable, unidades de separación y de limpieza clásicas en el campo.

Se logran los objetos asignados a la invención con la ayuda de un procedimiento de extracción en su estado natural de germen de trigo duro en el que, a partir de una masa de trigo duro cosechado que contiene una mezcla heterogénea de granos, de germen y de desechos o impurezas, se garantiza sucesiva y progresivamente la separación del germen para recuperarlo, realizándose dicho procedimiento mediante una sucesión de etapas de extracción exclusivamente mecánicas y por vía seca, sin aporte externo de líquido.

Los objetos asignados a la invención también se logran con la ayuda de una instalación de puesta en práctica del procedimiento de extracción en su estado natural de germen de trigo según una de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende:

-

una primera unidad de limpieza de la masa de trigo duro cosechado,

-

al menos una primera unidad de separación mecánica para realizar la primera etapa de separación,

-

al menos una segunda unidad de separación para realizar la segunda etapa de separación,

-

al menos una unidad de tamizado para realizar la etapa de tamizado,

-

al menos una unidad de depuración para realizar la depuración final.

Otros objetos y ventajas de la invención serán explícitos con más detalle tras la lectura de la siguiente descripción, con la ayuda de los dibujos adjuntos, dados a modo de ejemplos puramente ilustrativos e informativos, en los que:

- la figura 1 representa, según una vista esquemática, un diagrama sintético y esquemático de una variante preferible del procedimiento de extracción según la invención.

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El procedimiento de extracción de germen de trigo duro según la invención es un procedimiento destinado a aplicarse sobre masas de trigo que proceden de variedades de trigo duro, no habiéndose sometido la masa de cereales cosechados y tratados en el procedimiento según la invención previamente a su tratamiento absolutamente a ningún tratamiento ni acondicionamiento susceptible de modificar sus cualidades organolépticas iniciales.

Según la invención, la masa de cereales que va a tratarse se encuentra, por tanto, en su estado inicial nativo próximo al de la cosecha, estando la masa de cereales en una composición próxima a la obtenida al finalizar el paso por la máquina para la cosecha (cosechadora-trilladora), y que comprende esencialmente en una mezcla los granos de trigo asociados con el germen y los desechos, salvado en polvo, en cantidad, forma y configuración diferentes. La masa de cereales que va a tratarse se extrae de silos de conservación y presenta, por ejemplo, una humedad media comprendida entre el 10 y el 14%.

Tal como se muestra en la figura 1, un grano de trigo duro está formado por un conjunto unitario que comprende el grano o la semilla 1 en cuyo seno está integrado el germen 2, estando eventualmente el grano y la semilla todavía en ciertos casos rodeados por una película vegetal.

Por tanto, el objeto de la invención pretende precisamente separar o extraer el germen 2 de la parte de semilla, después recuperar el germen sin que se haya modificado, quedando por tanto el germen en un estado inicial próximo, o incluso idéntico, a su estado natural.

La figura 1 ilustra, en forma de un diagrama esquemático, las diferentes etapas esenciales del procedimiento de extracción de germen de trigo duro en su estado natural según la invención.

Así, el procedimiento de extracción según la invención es un procedimiento en el que, a partir de una masa de trigo duro cosechada que contiene una mezcla heterogénea de granos, de germen y de desechos o impurezas de cualquier clase (salvado, polvo, piedras, briznas de paja o de cualquier naturaleza, etc.), se garantiza sucesiva y progresivamente la separación del germen para recuperarlo, realizándose dicho procedimiento mediante una sucesión de etapas de extracción exclusivamente mecánica y por vía seca, sin aporte externo de líquido ni fluido y/o sin etapas de tratamiento por vía química concretamente.

El procedimiento según la invención difiere por tanto radicalmente de la técnica anterior conocida de extracción de germen de trigo duro, que consiste precisamente en recurrir a una fase de humidificación del grano y el germen para garantizar precisamente al menos su limpieza.

Con mayor precisión, el procedimiento según la invención comprende una primera etapa de limpieza de la masa de trigo duro, para liberarla de al menos una parte significativa de sus desechos o impurezas de tamaño similar o idéntico al tamaño del germen de trigo duro que va a cosecharse, con vistas a obtener una fracción de trigo duro limpia.

Una etapa de este tipo está destinada a separar, desde el comienzo del ciclo de extracción, las partículas de tamaño idéntico o próximo al del germen de trigo, ya que una separación de este tipo resulta en la práctica extremadamente difícil en una fase posterior del procedimiento, quedando el germen que va a separarse, en esta fase de la primera etapa de limpieza, aún integrado en o con el núcleo de la semilla.

En la figura 1 se indica una unidad 3 de limpieza de la masa de trigo duro cosechado que puede realizar esta primera etapa. La unidad 3 de limpieza puede estar formada por máquinas que trabajan según diferentes principios físicos (diferencia de tamaños, de densidad,...), estando alimentada esta unidad de manera permanente mediante tornillos de Arquímedes unidos al silo de almacenamiento (no representado).

Esta unidad 3 de limpieza puede comprender al menos una máquina de cribado y una máquina de separación densimétrica.

En esta fase del procedimiento de extracción según la invención, se garantiza por tanto a partir de la mezcla heterogénea inicial de granos, la separación de una fracción 4 de trigo duro limpia que contiene germen de trigo duro sucio, que se obtiene así a la salida de la unidad 3 de limpieza.

Según la invención, el procedimiento de extracción comprende a continuación una primera etapa de separación mecánica para obtener una fracción de productos finos que contienen el germen en una mezcla con las semillas y el polvo y los desechos residuales.

Esta primera etapa de separación mecánica consiste ventajosamente en hacer pasar la masa 4 de trigo a través de una o varias desgranadoras 5A que forman una primera unidad 5 de separación mecánica.

Esta unidad 5 comprenderá ventajosamente al menos una desgranadora 5A para garantizar la separación mecánica del germen del núcleo. Se conocen bien máquinas de este tipo y comprenden un rotor dispuesto horizontalmente sobre el que se dirige la masa de cereales de manera sensiblemente tangencial. La trituración intensiva de la capa de cereales sobre el rotor permite producir una fricción de los granos entre sí, una fricción en el batidor y una fricción en la cubierta de desgranado, dirigiéndose el material rechazado a un canal de aspiración.

Por consiguiente, estas máquinas, que las conoce bien el experto en la técnica, no van a describirse con más detalle.

Según la invención, una rejilla de la desgranadora 5A tendrá ventajosamente un mallado de aproximadamente
1,3 mm y estará dotada de elementos salientes que forman rugosidades para provocar o favorecer el desprendimiento. Así, según esta variante preferida, la desgranadora horizontal está equipada con una rejilla dotada de perforaciones de aproximadamente 1,3 mm.

Por supuesto, pueden utilizarse varias desgranadoras horizontales simultáneamente en serie, por ejemplo, o también pueden utilizarse otras unidades de separación mecánicas que funcionan basándose en principios similares.

Así, la primera etapa de separación consiste en hacer pasa la masa de trigo duro limpia sobre y a través de una rejilla, para separar el germen de los granos mediante desprendimiento y recuperar la fracción de productos finos mediante su paso a través de las mallas de la rejilla.

De manera preferible, la cara de trabajo de la rejilla fija estará dispuesta en el interior hacia el rotor.

A la salida de la primera etapa de separación mecánica, se obtiene una fracción 7 de producto fino que contiene el germen en una mezcla con las semillas y el polvo y los desechos residuales. De manera accesoria, ya se ha recuperado una fracción 6 pequeña de la masa de cereales al nivel de cada unidad 5A para tratarse posteriormente en el procedimiento de extracción según la invención en el transcurso de una etapa siguiente que forma una segunda etapa de separación mecánica.

Esta etapa consiste, a partir de la fracción 7 de productos finos, en separar una fracción que contiene el germen de la masa de cereales tratados. Por tanto, el procedimiento según la invención comprende una segunda etapa de separación, preferiblemente mecánica, de la masa 7 de productos finos en una fracción de granos y una fracción de germen mezclado con desechos y polvo residuales.

Esta fracción 7 del producto se trata mediante una aventadora 8 con recirculación de aire que permite separar los componentes de pequeño peso específico en los productos en grano. Este equipo está dispuesto por supuesto aguas abajo de la desgranadora 5A horizontal de la primera unidad 5 de separación mecánica. Por tanto, esta segunda etapa de separación mecánica es, preferiblemente, una etapa de separación densimétrica.

A la salida de esta separación, se obtiene una fracción 10 de productos finos que contiene el germen y una fracción 11 recirculada formada esencialmente por trigo y que, por tanto, se recircula para su molienda.

El procedimiento de extracción según la invención prosigue a partir de la masa 10 de productos finos y de la fracción 6 mediante una tercera etapa de separación mecánica tal como se ilustra en la figura 1 y realizada en una unidad 12 que forma una tercera unidad de separación mecánica. Esta unidad 12 de separación pone en práctica preferiblemente un pequeño planchister 13 (rotostar) que comprende tal como conoce bien el experto en la técnica, una pila sucesiva de tamices superpuestos y empotrados unos en otros, lo que permite a partir de una masa de entrada obtener una masa 15 de extracción y una o varias masas 14 de rechazo.

Por tanto, esta etapa consiste en hacer pasar la fracción de germen en una mezcla con desechos y polvo por un sistema de tamiz de doble tamizado para recuperar la fracción de granulometría intermedia que contiene el germen.

En la aplicación considerada, la masa 14 de rechazo estará formada por la fracción de germen en una mezcla con los desechos mientras que la masa 15 de rechazo de la extracción estará formada por semillas u otros productos y polvo residuales.

Ventajosamente, el planchister 13 comprende tamices del orden de 1000 \mum y tamices del orden de 630 \mum para recuperar la fracción intermedia que contiene el germen (fracción comprendida entre 1000 \mum y 630 \mum) y eliminar las demás fracciones.

La fracción 14 de masa de rechazo se almacena en un silo 16 antes de someterse a una etapa final de depuración y de separación ejecutada en el seno de la instalación de puesta en práctica del procedimiento de extracción mediante al menos una unidad 20 de depuración que permite realizar la depuración final, tal como se ilustra en la figura 2, comprendiendo la unidad 20 de depuración al menos un sasor 20A y preferiblemente dos sasores sucesivos.

Por tanto, la etapa final de depuración consiste en hacer pasar la fracción 14 intermedia que corresponde a la masa de rechazo sobre al menos un sasor 20A para recuperar el germen limpio, pudiendo ser el material utilizado un sasor para sémola clásico compuesto, por ejemplo, por dos grupos paralelos formados cada uno por tres capas de tamices horizontales superpuestos, comprendiendo cada capa, por ejemplo, cuatro tamices.

Puede recircularse una parte, o incluso la totalidad del material 21 de rechazo procedente del sasor 20A, al sasor con vistas a aumentar el rendimiento final de la extracción.

A la salida del sasor 20A integrado en la unidad 20 de depuración final, se recupera la fracción 22 final constituida por germen de trigo duro limpio, dirigiéndose a continuación esta fracción 22 hacia las unidades de tratamiento o de acondicionamiento posterior.

El rendimiento del procedimiento de extracción descrito anteriormente permite recuperar entre el 0,1 y el 0,8% del 1,5% (en promedio) que forma la proporción del germen en el peso medio de un grano de trigo. En promedio, se recupera entre el 0,1 y el 0,3% del germen de trigo del 1,5% recuperable teóricamente en peso total de trigo.

El procedimiento de instalación según la invención permite obtener así un germen de trigo que está estabilizado de manera natural, ya que sólo se ponen en práctica operaciones mecánicas sucesivas, no sometiéndose la masa de trigo tratada y el germen contenido a ningún tratamiento previo en el transcurso del procedimiento, concretamente térmico, susceptible de degradar su composición. El germen de trigo duro obtenido presenta así una composición final idéntica o sensiblemente idéntica a su composición inicial, lo que permite que se conserve el conjunto de sus propiedades bioquímicas y que se conserve en particular el conjunto de sus propiedades organolépticas.

El germen de trigo duro obtenido puede conservarse así en un estado a temperatura ambiente durante varios meses sin una modificación notable. El germen de trigo duro obtenido presenta un bajo contenido el almidón (inferior al 10%), un alto contenido en proteínas (superior al 35%) y un alto contenido en lípidos (aproximadamente el 15%).

Claims (19)

1. Procedimiento de extracción en su estado natural de germen de trigo duro en el que, a partir de una masa de trigo duro cosechado que contiene una mezcla heterogénea de granos, de germen y de desechos o impurezas, se garantiza sucesiva y progresivamente la separación del germen para recuperarlo, realizándose dicho procedimiento mediante una sucesión de etapas de extracción exclusivamente mecánicas y por vía seca, sin aporte externo de líquido.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una primera etapa de limpieza de la masa de trigo duro, para liberarla de al menos una parte significativa de sus desechos o impurezas de tamaño similar al tamaño del germen, y obtener una fracción de trigo duro limpia.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque a partir de la masa de trigo duro limpia, comprende una primera etapa de separación mecánica, para obtener una fracción de productos finos que contienen el germen en una mezcla con los granos y el polvo o los desechos residuales.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la primera etapa de separación consiste en hacer pasar la masa de trigo duro limpia sobre y a través de una rejilla, para separar el germen de los granos mediante desprendimiento y recuperar la fracción de productos finos mediante su paso a través de las mallas de la rejilla.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la rejilla tiene un mallado de aproximadamente 1,3 mm y está dotada de elementos salientes que forman rugosidades para provocar el desprendimiento.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque a partir de la masa de productos finos, comprende una segunda etapa de separación mecánica de dicha masa en una fracción de granos y una fracción de germen mezclado con desechos y polvo residuales.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la segunda etapa de separación mecánica es una etapa de separación densimétrica.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque a partir de la fracción de germen mezclado con desechos y polvo, comprende una tercera etapa de separación mecánica que consiste en hacer pasar dicha fracción sobre un sistema de tamiz con doble tamizado para recuperar la fracción de granulometría intermedia que contiene el germen.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el sistema de tamiz comprende un tamiz del orden de 1.000 \mum y un tamiz del orden de 630 \mum para recuperar la fracción intermedia inferior a 1.000 \mum y superior a 630 \mum que contiene el germen, y eliminar las demás fracciones.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque la fracción intermedia se somete a una etapa final de depuración y de separación.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque esta etapa final de depuración consiste en hacer pasar la fracción intermedia sobre al menos un sasor, para recuperar el germen limpio.

12. Instalación de puesta en práctica del procedimiento de extracción en su estado natural de germen de trigo duro según una de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende:

-

una primera unidad (3) de limpieza de la masa de trigo duro cosechado,

-

al menos una primera unidad (5) de separación mecánica para realizar la primera etapa de separación,

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al menos una segunda unidad (8) de separación para realizar la segunda etapa de separación,

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al menos una tercera unidad (12) de separación mecánica para realizar una separación mediante tamizado,

-

al menos una unidad (20) de depuración para realizar la depuración final.

13. Instalación según la reivindicación 12, caracterizada porque la primera unidad (3) de limpieza comprende al menos una máquina de cribado y una máquina de separación densimétrica.

14. Instalación según una de las reivindicaciones 12 a 13, caracterizada porque la primera unidad (5) de separación comprende al menos una desgranadora (5A) horizontal, para garantizar la separación mecánica del germen del núcleo.

15. Instalación según la reivindicación 14, caracterizada porque la desgranadora (5A) está equipada con una rejilla fija dotada de perforaciones malladas de aproximadamente 1,3 mm, estando dotada dicha rejilla sobre su superficie de elementos salientes que forman rugosidades.

16. Instalación según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizada porque la segunda unidad (8) de separación comprende, aguas abajo de la desgranadora, al menos una aventadora con recirculación de aire.

17. Instalación según una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizada porque la tercera unidad (12) de separación comprende al menos un doble tamiz.

18. Instalación según la reivindicación 17, caracterizada porque el doble tamiz comprende un tamiz del orden de 1.000 \mum y un tamiz del orden de 630 \mum.

19. Instalación según una de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizada porque la unidad (20) de depuración comprende al menos un sasor (20A), y preferiblemente dos sasores sucesivos.