FI56552C

FI56552C - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV STAERKELSE UR KORN

Info

Publication number: FI56552C
Application number: FI772260A
Authority: FI
Inventors: Timo Hakonen; Antti Lehmussaari; Pentti Nevalainen; Kalevi Visuri
Original assignee: Haemeen Peruna Oy
Priority date: 1977-07-22
Filing date: 1977-07-22
Publication date: 1980-11-25
Also published as: FI56552B; FI772260A

Description

<g> SUOM I—FI N LAN D patenttijulkaisu—patentskrift 5 65 5 2 © Kv.lic/Int.CI.1 2 C 13 L 1/00 ^ @ Patenttihakemus — Patentansökning 772260 Χ © Hakemispäivä — Ansökningsdag 22.07.77 + @ Alkupäivä — Giltighetsdag 22.07.77 © Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 2j.01.70 @ Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.—<g> FINLAND I — FI N LAN D patent publication — patentskrift 5 65 5 2 © Kv.lic / Int.CI.1 2 C 13 L 1/00 ^ @ Patent application - Patentansökning 772260 Χ © Filing date - Ansökningsdag 22.07.77 + @ Start date - Giltighetsdag 22.07.77 © Has become public - Blivit offentlig 2j.01.70 @ Date of display and publication—

Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad 31.10.79Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad 31.10.79

Patentti- ja rekisterihallitus © Patentti myönnetty - Patent meddeiat 25.11.80National Board of Patents and Registration © Patent granted - Patent meddeiat 25.11.80

Patent- och registerstyrelsenPatents and registries

Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet (73) Suomen Nestesokeri Oy, 3l600 Jokioinen, Suomi-Finland(FI) (72) Timo Hakonen, Jokioinen, Antti Lehmussaari, Jokioinen,Requested privilege - Begärd priority (73) Suomen Nestesokeri Oy, 3l600 Jokioinen, Finland-Finland (FI) (72) Timo Hakonen, Jokioinen, Antti Lehmussaari, Jokioinen,

Pentti Nevalainen, Jokioinen, Kalevi Visuri, Jokioinen,Pentti Nevalainen, Jokioinen, Kalevi Visuri, Jokioinen,

Suomi-Finland(FI) (7*0 Leitzinger Oy (5*0 Menetelmä tärkkelyksen valmistamiseksi ohrasta - Förfarande för framställning av stärkelse ur kornSuomi-Finland (FI) (7 * 0 Leitzinger Oy (5 * 0 Method for the production of starch from barley - Förfarande för framställning av stärkelse ur Korn

Teollisessa mittakaavassa valmistetaan nykyisin tärkkelystä ensisijaisesti maissista, tapiökasta, perunasta ja vehnästä. Rajoitetummassa mittakaavassa tärkkelystä tuotetaan myös hirssistä, riisistä, kassavasta, bataatista, sagopalmusta ja arrow-juuresta. Kirjallisuudesta löytyy lisäksi esimerkkejä menetelmistä valmistaa tärkkelystä rukiista ja ohrasta. (W.R. Aehnelt: Stärke, Stärkesirup, Stärkezucker, Verlag von Theodor Steinkopf, Dresden und Leipzig, 1951, s. 56-61). Edellämainitut ohraa koskevat menetelmät ovat jo hyvin vanhoja, , eivätkä ne nykyisin ole missään käytössä. ! Tärkkelyksen erottaminen ja peseminen sinänsä on ikimuistoisista ajoista tunnettu taito. Nykyisissä koneellisissa menetelmissä esiintyy olennaisesti samoja työvaiheita kuin vanhoissa käsityömenetelmissä. Kaikissa tunnetuissa tärkkelyksenvalmistusprosesseissa voidaan erottaa seuraavat yhteiset työvaiheet:On an industrial scale, starch is now made primarily from corn, tapioca, potatoes and wheat. On a more limited scale, starch is also produced from millet, rice, cassava, sweet potatoes, sago palm and arrowroot. There are also examples in the literature of methods for making starch from rye and barley. (W.R. Aehnelt: Stärke, Stärkesirup, Stärkezucker, Verlag von Theodor Steinkopf, Dresden und Leipzig, 1951, pp. 56-61). The above-mentioned methods for barley are already very old and are not in use today. ! Separating and washing the starch is in itself a skill known since time immemorial. Current machine methods have essentially the same work steps as the old craft methods. In all known starch manufacturing processes, the following common steps can be distinguished:

Raaka-aineen jauhaminen niin hienoksi, että tärkkelys irtoaa 2 muusta materiaalista.Grinding the raw material so finely that the starch comes off 2 other materials.

2 S6552 2. Karkean kuitu- ym. aineksen erottaminen seulonnalla (seulonta voidaan suorittaa kuivana tai märkänä).2 S6552 2. Separation of coarse fibers and other material by screening (screening can be performed dry or wet).

3. Tärkkelyksen erottaminen ja peseminen sen suureen sedimentaatio-nopeuteen perustuen vesilietteessä.3. Separation and washing of starch based on its high sedimentation rate in aqueous slurry.

Kaikki tärkkelysprosesseja koskevat patentit ja uudistukset voidaan katsoa erilaisiksi mainittujen kolmen työvaiheen teknisiksi ja taloudellisiksi parannuksiksi tai erityisen edullisiksi sovellutuksiksi uuteen raaka-aineeseen.All patents and innovations concerning starch processes can be considered as various technical and economic improvements of the three stages of work or as particularly advantageous applications for a new raw material.

Viljapohjaisten valtatärkkelyslajien maissin ja vehnän valmistusprosessit ovat kehittyneet melko mutkikkaiksi ja investointikustannuksiltaan kalliiksi. Maissin ja vehnän maantieteellisesti rajoittunut viljelyalue sekä tärkkelysalalla vallitseva kilpailu ovat synnyttäneet tarpeen valmistaa yksinkertaisemmin ja halvemmin menetelmin myös muusta viljaraaka-aineesta tärkkelystä. Samalla viljapohjäistä tärkkelys-teollisuutta voidaan levittää maantieteellisesti uusille alueille.The corn and wheat manufacturing processes for cereal-based high-starch species have evolved to be quite complex and expensive in terms of investment costs. The geographically limited area under maize and wheat, as well as competition in the starch sector, have created the need to produce starch from other cereal raw materials in a simpler and cheaper way. At the same time, the grain-based starch industry can be spread geographically to new areas.

Tärkkelysteollisuuden alalla valmistusprosessit jaetaan yleensä kahteen luonteeltaan erilaiseen ryhmään:In the starch industry, manufacturing processes are generally divided into two different groups:

Juuritärkkelysprosessit, kuten peruna ja tapiokaprosessit.Root starch processes such as potato and tapioca processes.

Viljatärkkelysprosessit, kuten maissi ja vehnäprosessit.Cereal starch processes such as corn and wheat processes.

Juuritärkkelysprosesseissa raaka-aineet ovat luonnostaan vesipitoisia juureksia ja viljaprosesseissa taas kuivia viljakasvien siemeniä. Juuritärkkelysprosesseille on tunnusmerkillistä se, että kiintoaineksina esiintyy lähinnä tärkkelys ja kuituaines, jotka on helppo erottaa toisistaan seulonnalla. Proteiini esiintyy juureksissa pääasiassa vesiliukoisena ja on siten helppo pestä pois tärkkelyksestä. Viljan siemenissä proteiini on pääasiassa veteen liukenemattomassa muodossa. Kuituaines, joka on pääasiassa peräisin siemenen kuoresta ja alkiosta, voidaan poistaa seulomalla jauhettua viljaa joko kuivana tai vesiliukoisena. Proteiinia ja siemenen muita ei-kuitumaisia aineksia ei voida erottaa tärkkelyksestä kuivaseulonnalla. Siksi vilja-tärkkelyksiäkin valmistettaessa prosesseissa täytyy käyttää vettä.In root starch processes, the raw materials are naturally aqueous roots, and in grain processes, dry cereal seeds. Root starch processes are characterized by the presence of mainly starch and fibrous material as solids, which are easily separated by screening. The protein is found in the roots mainly as water-soluble and is thus easy to wash away from starch. In cereal seeds, the protein is mainly in a water-insoluble form. Fibrous material, which is mainly derived from the seed coat and germ, can be removed by screening the ground grain either dry or water-soluble. Protein and other non-fibrous material of the seed cannot be separated from the starch by dry screening. Therefore, even in the production of cereal starches, water must be used in the processes.

Viljatärkkelysprosesseille onkin tunnusmerkillistä se, että proteiinin erottaminen tärkkelyksestä muodostaa huomattavan osan koko prosessista.Indeed, cereal starch processes are characterized by the fact that the separation of protein from starch forms a significant part of the whole process.

3 565523 56552

Maissitärkkelysprosesseille on tunnusomaista, että alkiot, kuoret ja proteiinit erotetaan kukin erillisillä prosesseilla tärkkelyksestä. Vehnätärkkelysprosesseissa vehnä jauhetaan kuivana ja pääosa kuori-ja kuitumateriaalista ja alkioista poistetaan kuivaseulonnalla. Vehnän proteiini saatetaan taikinamaiseksi massaksi tai agglomqraateiksi, kuten Oy Vehnä Ab:n suomalaisessa patentissa 48520,ja pestään vapaaksi tärkkelyksestä. Vehnätärkkelysprosesseista saatavalla gluteenilla on erikseen käyttöarvoa.Maize starch processes are characterized in that the embryos, shells and proteins are each separated from the starch by separate processes. In wheat starch processes, wheat is ground dry and most of the bark and fiber material and embryos are removed by dry screening. Wheat protein is made into a dough-like mass or agglomerate, as in Oy Vehnä Ab's Finnish patent 48520, and washed free of starch. Gluten obtained from wheat starch processes has a separate use value.

Radleyn toimittamassa kokoomateoksessa (J.A. Radley, Starch Production Technology, Applied Science Publishers Ltd, London 1976) kuvaillaan uusimmat käytössä olevat tärkkelyksen valmistusprosessit; vilja-tärkkelysprosesseista maissi-, vehnä- ja riisitärkkelysprosessit. Uudesta ammattikirjallisuudesta ei löydy kuvauksia ohratärkkelyksen valmistuksesta. Vanhan saksalaisen patentin (Hoffmann's Stärkefabriken A.G. DRP. 740 844, päiväys 20.9.1942) mukaan ohra liotetaan, jauhetaan ja jauho pestään korkeassa pH:ssa alkalilipeän avulla. Lipeän tarkoituksena on liuottaa proteiini pois ennen tärkkelyksen erottamista muusta materiaalista. Nykyaikana tällainen menettely ei tule kyseeseen valtavan jätekuormitukeensa vuoksi.A compilation edited by Radley (J.A. Radley, Starch Production Technology, Applied Science Publishers Ltd, London 1976) describes the latest starch manufacturing processes in use; cereal-starch processes corn, wheat and rice starch processes. There are no descriptions of barley starch production in the new professional literature. According to an old German patent (Hoffmann's Stärkefabriken A.G. DRP. 740 844, dated 20.9.1942), barley is soaked, ground and the flour is washed at high pH with alkali liquor. The purpose of the lye is to dissolve the protein before separating the starch from the rest of the material. Nowadays, such a procedure is out of the question due to its huge waste load subsidy.

Nyt on yllättäen havaittu, että Suomessa ja vastaavilla ilmasto-vyöhykkeillä on ohra erittäin edullinen tärkkelyksen raaka-aine, jos siihen sovelletaan nykyaikaisia prosessimenetelmiä uudella tavalla.It has now surprisingly been found that in Finland and similar climatic zones, barley is a very inexpensive raw material for starch if modern process methods are applied to it in a new way.

Uuden menetelmän tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.The features of the new method appear from the appended claims.

Keksinnön mukaisessa ohratärkkelyksen valmistuksessa käytetään tärkke-lysteollisuudessa jo sinänsä tunnettuja laitekomponentteja oheisen kaavion mukaisena uutena yhdistelmänä. Kyseinen laiteyhdistelmä ja esitettävät prosessiolosuhteet soveltuvat edullisesti nimenomaan ohra-tärkkelyksen valmistukseen eivätkä ilmeisesti muiden tärkkelysten tuotantoon.In the production of barley starch according to the invention, device components already known per se are used in the starch industry as a new combination according to the attached diagram. This combination of equipment and the process conditions to be presented are preferably suitable specifically for the production of barley starch and obviously not for the production of other starches.

Ratkaisevana erona maissiin ja vehnään verrattuna voidaan pitää ohran kuoriaineksen huomattavan suurta osuutta jyvästä. Edelleen on tärkkelyksen osuus ohrajyvän endospermiosasta huomattavasti suurempi kuin vehnällä, mikä mahdollistaa tehokkaamman ja yksinkertaisemman prosessin.A decisive difference compared to maize and wheat is the considerable proportion of barley husk in the grain. Furthermore, the proportion of starch in the endosperm part of barley grain is considerably higher than that of wheat, which enables a more efficient and simpler process.

Tähän saakka tunnetuissa sinänsä harvinaisissa ohratärkkelysprosesseissa ensimmäisenä vaiheena esiintyy aina viljamyllytekniikassa laajalti 4 56552 tunnettu tavanomainen jauhatus ja erottelu seulonnalla kuori-, ydinjauho- ym. jakeisiin. Jauhojakeista sopivin valitaan tärkkelyksen erotusprosessiin, jossa tyypillisin menettelytapa on yrittää soveltaa ohrajauhoon aiemmin vehnätärkkelyksen valmistuksessa tunnettuja menetelmiä. Vehnätärkkelyksen valmistamisessa tärkeää osaa esittää gluteenin, vehnän varastoproteiinin käsittely siten, että syntyy taikinamaisia suurempia tai pienempiä kasautumia, flokkeja, pallosia tms., jotka on helppoa erottaa seuloilla tärkkelyksestä. Ohran proteiinin vastaava käsittely ei yleensä onnistu yhtä selväpiirteisesti siitä huolimatta, että usein väitetään esimerkiksi patenttivaatimuksissa, että menetelmä soveltuu ohralle. Osoituksena aiemmin tunnettujen prosessien huonosta soveltuvuudesta käytäntöön voitaneen pitää sitä, että nykyisin ei tiettävästi missään ole tuotantomittakaavassa toimivia ohratärkkelystehtaita.In hitherto rare barley starch processes known hitherto, the first step is always the conventional grinding and separation by screening into crust, core flour and other fractions, which is widely known in grain mill technology. The most suitable of the flour fractions is selected for the starch separation process, where the most typical procedure is to try to apply the methods previously known in the production of wheat starch to barley flour. An important part in the production of wheat starch is the treatment of gluten, wheat storage protein, so that larger or smaller dough-like agglomerations, flocs, spheres, etc. are formed, which are easily separated from the starch by sieves. The corresponding treatment of barley protein is generally not as clear-cut, despite the fact that it is often claimed, for example in the claims, that the method is suitable for barley. An indication of the poor applicability of previously known processes in practice could be considered to be the fact that there are currently no barley starch plants operating anywhere on a production scale.

Nyt esitettävän keksinnön mukaisessa prosessissa ei synny erillistä epäpuhdasta B-tärkkelysjaetta, joka on tyypillinen ongelma tunnetuilla vehnätärkkelysprosesseilla ja vastaavilla ohraprosessisovellutuksilla. Tämä johtuu käsityksemme mukaan siitä, että keksinnön mukaisessa prosessissa ohra pehmitetään ennen jauhamista, jolloin tärkkelys-jyväset irtoavat myllyssä ehjinä ja hellävaraisemmin. Keksinnön mukaisessa prosessissa ei tarvita erillistä proteiinin eristyslinjaa, sillä proteiinit ja muut sivutuotteet poistuvat suurimmalta osaltaan seulontavaiheessa kuorien kera ja lopullisesti tärkkelyksen väkevöinti-ja pesuvaiheessa, jollainen aina muutoinkin täytyy sisällyttää tärkkelyksen valmistusprosesseihin.The process of the present invention does not generate a separate impure B-starch fraction, which is a typical problem with known wheat starch processes and similar barley process applications. This is due, in our opinion, to the fact that in the process according to the invention, the barley is softened before grinding, whereby the starch grains are released in the mill intact and more gently. The process of the invention does not require a separate protein isolation line, as most of the proteins and other by-products are removed in the screening step with the shells and finally in the starch concentration and washing step, which must always be included in the starch manufacturing processes.

Epäpuhtauksien poistumisen parantuminen seulontavaiheessa perustuu käsityksemme mukaan siihen, että kuidut, kuoret, alkiot ja solun-seinämät eivät jauhaudu esittämässämme märkäjauhatuksessa hienoksi tomuksi siten kuin suurelta osin käy kuivalle jyvälle suoritetussa jauhatuksessa ja seulonnassa. Kuivajauhatukseen perustuvassa prosessissa tosin syntyy säästöä kuivausenergian käytössä siksi, että osa kuorista ja epäpuhtauksista poistuu kuivana, mutta käsityksemme mukaan märkäjauhatukseen perustuvassa prosessisa saavutettava korkeampi kokonaissaanto arvokkaana tärkkelyksenä korvaa sivujakeiden kuivaus-kustannukset. Lisäksi prosessikokonaisuuden yksinkertaistuminen tuo säästöjä laitteiden käyttö- ja hankintakustannuksissa.The improvement in the removal of impurities in the screening step is based, in our view, on the fact that the fibers, shells, embryos and cell walls are not ground to a fine dust in the wet milling we present, as is largely the case with dry grain milling and screening. Although the dry milling process saves on the use of drying energy because some of the husks and impurities are removed dry, we believe that the higher total yield of valuable starch in the wet milling process compensates for the drying costs of the by-products. In addition, the simplification of the process ensemble brings savings in equipment operating and acquisition costs.

Nyt esitettävän keksinnön mukaisesti ohra jauhetaan kuorineen sopivalla tavalla liotettuna ja märkänä. Tästä kokojyvämurskeesta pääosa kuo- 56552 rista, alkioista, proteiinista ja muusta materiaalista erotetaan tärkkelysjakeesta seulonnalla. Tärkkelysjae puhdistetaan tavanomaisella vastavirtapesulla separaattoreita ja hydrosykloneja käyttäen. Menetelmän etuna on mm. se, että se on kokonaisuutena varsin yksinkertainen ja selväpiirteinen sekä verraten vähän energiaa kuluttava.According to the present invention, barley and husks are ground in a suitably soaked and wet manner. From this whole grain crumb, most of the shell, embryos, protein and other material are separated from the starch fraction by screening. The starch fraction is purified by conventional countercurrent washing using separators and hydrocyclones. The advantage of the method is e.g. the fact that, as a whole, it is quite simple and straightforward and consumes relatively little energy.

Tuotteina saadaan korkean rehuarvon omaava proteiinipitoinen kuorijae ja puhdas tärkkelysjae. Yllättävänä havaintona voidaan pitää sitä, että valtaosa sivutuotteista (20 - 24 % jyvän kuiva-aineesta laskettuna) eroaa tärkkelyksestä jo seulonnassa. Lisäksi tärkkelyksen puhdistuksen kannalta edullista on, että merkittävä osa (9 - 11 % jyvän kuiva-aineesta laskettuna) epäpuhtauksia poistuu liukoisina aineina veden mukana. Näiden helpoimmin erotettavien jakeiden määrä on yhteensä 30 - 35 % ohranjyvän kuiva-aineesta. Näin ollen separaattoreilla ja syklooneilla puhdistettava tärkkelysjae sisältää 3 - 8 % rehuksi poistettavaa proteiinipitoista materiaalia. Tyypillisesti tärkkelysjakeen puhtaus on n. 90 % tärkkelystä kuiva-aineesta, vaihteluväli 85 - 95 %, ennen separointia.The products are protein-rich peel fraction with high feed value and pure starch fraction. It is surprising to find that the majority of by-products (20-24% of the dry matter of the grain) differ from starch already at screening. In addition, it is advantageous for the purification of the starch that a significant proportion (9 to 11%, based on the dry matter of the grain) of impurities is removed as soluble substances with water. The total amount of these most easily separable fractions is 30-35% of the dry matter of the barley grain. Thus, the starch fraction to be purified by separators and cyclones contains 3 to 8% of the proteinaceous material to be removed as feed. Typically, the purity of the starch fraction is about 90% of the starch in the dry matter, range 85-95%, before separation.

Keksintöä kuvataan lähemmin esimerkein. Esimerkkien runkona oleva oheisen kaavion mukainen prosessilaitteisto koottiin sinänsä tunnetuista kaupallisesti saatavissa olevista koneista, komponenteista ja laitteista perustuen laboratoriossa suoritettuihin yksittäisiä prosessin vaiheita koskeneisiin esikokeisiin. Prosessia kokonaisuudessaan ei voitu kokeilla laboratoriolaittein todenmukaisia tuloksia tuottavasti, joten esimerkkejä laboratoriokokeista ei esitetä. Eri esimerkeissä vaihdellaan vain saman kaavion laitekomponentteja, muutoin prosessin virtauskaavio pidetään samana.The invention is further described by way of examples. The process equipment according to the attached diagram, which forms the basis of the examples, was assembled from commercially available machines, components and devices known per se on the basis of preliminary tests performed in the laboratory on individual process steps. The process as a whole could not be tested with laboratory equipment to produce realistic results, so examples of laboratory tests are not presented. In the different examples, only the device components of the same diagram are varied, otherwise the process flow diagram is kept the same.

Esimerkki 1:Example 1:

Esimerkissä viitataan patenttivaatimusten yhteydessä esitettyyn prosessikaavioon. Johdetaan 11,8 tonnia kokojyväistä normaalia kauppa-ohraa 1 liotussäiliöön 2, joka on rakenteeltaan sinänsä tunnettu ja tavanomainen maissitärkkelyksen valmistuksessa. Säiliön muodolla ja rakenteella ei ole olennaista merkitystä ohraprosessin kannalta. Säiliöön lisätään lämmitettyä 55° vettä, joka sisältää 0,3 % rikkidioksidia (SO2) 22, kunnes jyvät ovat kokonaan peittyneet, esimerkkitapauksessa 12 tonnia. Veden määrä voi olla tarvittaessa suurempikin, tai sitä voidaan lisätä myöhemminkin liotuksen aikana. Rikkidioksidi 6 56552 23 listään veteen erillisessä sekoituslaitteessa 24, joka on sinänsä kemian teollisuudessa ja mm. maissitärkkelysteollisuudessa tunnettu. Laitteeseen 24 otetaan vesi 19 prosessin myöhemmistä vaiheista laitteesta 15 silloin, kun prosessi on jatkuvassa käynnissä. Esimerkkitapauksessa, jolloin prosessi käynnistettiin ensimmäistä kertaa, otettiin laitteeseen 24 puhdasta vettä. Jyviä liotettiin 20 tuntia, jonka aikana lämpötila pidettiin 40 - 55° välillä kierrättämällä liotusvettä pumpun avulla lämmönvaihtimen läpi. Lämmitys sinänsä voidaan järjestää muillakin tavoin tunnetuilla menetelmillä.The example refers to the process diagram presented in connection with the claims. 11.8 tonnes of whole grain normal barley 1 are fed to a soaking tank 2, which is known per se and is conventional in the manufacture of maize starch. The shape and construction of the tank are not essential to the barley process. Heated 55 ° water containing 0.3% sulfur dioxide (SO2) 22 is added to the tank until the grains are completely covered, in the example case 12 tonnes. The amount of water can be higher if necessary, or it can be added later during soaking. Sulfur dioxide 6 56552 23 is listed in water in a separate mixing device 24, which is in itself in the chemical industry and e.g. known in the corn starch industry. Water 19 is taken to the device 24 from the later stages of the process from the device 15 when the process is running continuously. In the example case where the process was started for the first time, 24 clean water was taken into the device. The grains were soaked for 20 hours, during which time the temperature was maintained between 40 and 55 ° by circulating the soaking water through a heat exchanger by means of a pump. The heating itself can be arranged in other ways by known methods.

Liotusvesi 18 lasketaan karkeata seulaa käyttäen pois jyvien seasta ennen jauhamista. Seulan rakenteella ja sijoittelulla ei ole olennaista merkitystä prosessin kannalta, tarkoituksena on vain se, että jyvät eivät läpäise sitä. Liotusvesi 18, joka sisältää ohrasta liuenneita aineksia tyypillisesti 5 - 10 % ohran kuiva-aineista, johdetaan rehu-kuivuriin 25. Liotettu ohra 3 jauhetaan myllyllä 4 siten, että jyvien endospermi hajoaa 0,1 mm pienemmiksi hiukkasiksi, jolloin pääosa tärkkelyksestä vapautuu. Jauhamismenettely on toisaalta valittu siten, että kuoret ja muu endospermiä sitkeämpi aines jää pääosiltaan isommiksi lastuiksi, edullisimmin 3-4 mm pituisiksi kuiduiksi. Tällainen tulos saavutettiin käyttämällä myllyä, jossa jauhimina on kaksi kivitasokiekkoa, toinen kiinteä ja toinen pyörivä. Jauhettavat jyvät johdettiin kivien väliin prosessiveden 21 kera. Vettä käytetään niin paljon, että jauhetun lietteen kiintoainepitoisuus on 10 - 30 % välillä, tyypillisesti 1 paino-osa liotettuja jyviä ja 1 paino-osa vettä. Jauhinkivien etäisyys toisistaan säädetään prosessin aikana kokemusperäisesti siten, että saavutetaan haluttu jauhatustulos, jolloin vähintään 60 % jauhetusta kiintoaineesta läpäisee 0,15 mm koeseulan.The soaking water 18 is drained out of the grains using a coarse sieve before grinding. The structure and placement of the screen is not essential to the process, the sole purpose is that the grains do not pass through it. The soaking water 18, which contains 5-10% of barley solids, is fed to a feed dryer 25. The soaked barley 3 is ground in a mill 4 so that the endosperm of the grains is broken down into 0.1 mm smaller particles, releasing most of the starch. The grinding procedure, on the other hand, is chosen so that the shells and other material tougher than the endosperm remain for the most part larger chips, most preferably 3-4 mm long fibers. Such a result was achieved by using a mill with two stone flat discs, one fixed and the other rotating. The grains to be ground were passed between the rocks with process water 21. Water is used to such an extent that the solids content of the ground slurry is between 10 and 30%, typically 1 part by weight of soaked grains and 1 part by weight of water. The distance between the grinding stones is adjusted empirically during the process so that the desired grinding result is achieved, whereby at least 60% of the ground solids pass through a 0.15 mm test screen.

Liete 5 pumpataan seulasarjaan 6, jossa prosessiveden 20 avulla seulojen läpi menevä tärkkelys ja hienoaines 7 pestään prosessiveden 20 avulla eroon seulojen yli menevästä karkeasta aineksesta 17, joka johdetaan rehukuivuriin 25.The slurry 5 is pumped to a series of screens 6, where the starch and fines 7 passing through the screens by means of process water 20 are washed by means of process water 20 to get rid of the coarse material 17 passing through the screens, which is fed to the feed dryer 25.

Seulalaitteisto on rakennettu siten, että 0,075 mm pienemmät hiukkaset menevät läpi tärkkelyspitoiseen jakeeseen 7. Tärkkelysjae 7 väkevöidään separaattorilla 8, josta poistuu raskas nopeasti sedi-mentoituva tärkkelyksen suhteen rikastunut jae 9 ja kevyt runsaasti proteiineja ja muita hitaasti sedimentoituvia hienoaineksia sisältävä jae 14, joka johdetaan laitteeseen 15. Laitteessa 15, joka esi- 56552 merkissä oli alfa-laval separaattori, väkevöidään jakeessa 14 olevat kiintoainekset ja johdetaan ne raskaana jakeena 16 rehukuivuriin 25. Kevyt jae 19 käytetään prosessivetenä aikaisemmissa vaiheissa, liotuksessa 24, jauhatuksessa 21, 4 ja seulonnassa 20, 6. Väkevöity tärkkelysjae 9 pestään hydrosyklonisarjassa, jota kaaviossa esitetään vain kahdella laitteella 10 ja 12 esimerkin yksinkertaistamiseksi. Ensimmäiseen pesuvaiheeseen 10 hydrosyklonien sisään johdetaan tärkke-lysjakeen 9 lisäksi toisesta pesuvaiheesta poistuva kevyt vähän kiintoaineisia, proteiineja ja kevyitä hienojakoisia epäpuhtauksia sisältävä jae 27. Kyseinen vesijae 27 laimentaa tärkkelysjaetta 9 ja suorittaa siten ensimmäisen pesun. Laitteen 10 sykloneissa tärkkelys väkevöityy keskipakoisvoiman ansiosta ja poistuu raskaana väkevöityneenä jakeena 11. Samalla laitteesta 10 poistuu kevyt jae 28, joka johdetaan laitteeseen 8, jossa sen väkevöintitehtävän lisäksi tapahtuu myös merkittävä osa tärkkelyksen puhdistumisesta.The screening apparatus is constructed in such a way that particles smaller than 0.075 mm pass through the starchy fraction 7. The starch fraction 7 is concentrated by a separator 8, from which a heavy rapidly sedimenting starch-enriched fraction 9 and a light protein-rich fraction 14 15. In the apparatus 15, which in the example 56552 was an alpha-Laval separator, the solids in fraction 14 are concentrated and fed as a heavy fraction 16 to a feed dryer 25. The light fraction 19 is used as process water in previous steps, soaking 24, grinding 21, 4 and screening 20, 6. The concentrated starch fraction 9 is washed in a series of hydrocyclones, which is shown in the diagram with only two devices 10 and 12 to simplify the example. In addition to the starch fraction 9, a light fraction of low solids, proteins and light fine impurities 27 leaving the second washing stage is introduced into the first washing step 10 via hydrocyclones. This aqueous fraction 27 dilutes the starch fraction 9 and thus performs the first washing. In the cyclones of the device 10, the starch is concentrated by centrifugal force and leaves as a heavy concentrated fraction 11. At the same time, the device 10 leaves a light fraction 28, which is fed to the device 8, where in addition to its concentration function a significant part of the starch purification takes place.

Laitteesta 10 poistuva tärkkelysjae 11 johdetaan samanlaiseen laitteeseen 12, joka kaaviokuvassa esitetään viimeisenä pesuvaiheena. Viimeiseen pesulaitteeseen otetaan puhdasta vettä 26, joka laimentaa laitteeseen tulevan tärkkelysvirran 11 suorittaen viimeisen pesun. Viimeisestä pesulaitteesta poistuva vesijae 27 johdetaan edelliseen pesulaitteeseen ja siten prosessiin otettu vesi virtaa vaihe vaiheelta prosessin alkupäätä kohti. Prosessiin otettu vesi 26 päätyy sivu-jakeiden 16, 17, 18 mukana rehukuivuriin 25, jossa se haihdutetaan höyrynä ilmaan. Valmis tärkkelys poistuu pesulaitteesta 12 35 - 40 % kuvia-ainetta sisältävänä vesisuspensiona, jossa myös poistuu prosessista osa pesuvedestä. Esimerkin mukaisessa kokeessa oli todellisuudessa pesuvaiheita kahdeksan kappaletta, joista kaavion laitteiden 8 ja 12 välissä oli seitsemän kappaletta vaiheen 10 kanssa identtisiä laitteita, Dorr-Oliver tärkkelyssyklonipattereita.The starch fraction 11 leaving the device 10 is passed to a similar device 12, which is shown in the diagram as the last washing step. Pure water 26 is taken to the last washing device, which dilutes the starch stream 11 entering the device, performing the last washing. The water fraction 27 leaving the last washing device is led to the previous washing device and thus the water introduced into the process flows step by step towards the beginning of the process. The water 26 taken into the process ends up with the side fractions 16, 17, 18 in the feed dryer 25, where it is evaporated as steam into the air. The finished starch leaves the washing device 12 as an aqueous suspension containing 35-40% of the imaging agent, in which part of the washing water also leaves the process. In the experiment according to the example, there were actually eight washing steps, of which between devices 8 and 12 of the diagram there were seven devices identical to step 10, Dorr-Oliver starch cyclone batteries.

Materiaalitase esimerkin 2 mukaisessa prosessissa:Material balance in the process according to Example 2:

Prosessiin otettiin ohraa 11,8 t, jossa oli vettä 1,8 t kuiva-ainetta 10,0 t otettiin pesuvettä 26 21,0 t vettä yhteensä 22,8 t 5655211.8 t of barley was taken into the process with water 1.8 t of dry matter 10.0 t of wash water 26 21.0 t of water was taken a total of 22.8 t 56552

Materjaalijakauma:Materjaalijakauma:

Liotusveteen 18 kuiva-ainetta 0,6 t vettä 6,0 t seulonnassa karkeaan jakeeseen 17 kuiva-ainetta 3,3 t vettä 6,7 t tärkkelyksen väkevöinnissä ja pesussa proteiinijakeeseen 16 kuiva-ainetta 1,4 t vettä 2,1 t valmiiseen tärkkelysjakeeseen 13 kuiva-ainetta 4,7 t vettä 8,0 tSoaking water 18 dry matter 0.6 t water 6.0 t screening coarse fraction 17 dry matter 3.3 t water 6.7 t starch concentration and washing protein fraction 16 dry matter 1.4 t water 2.1 t finished starch fraction 13 dry matter 4.7 t water 8.0 t

Esimerkki 2:Example 2:

Ohran liotus suoritettiin 55°C lämpötilassa 5 tunnin ajan. Muutoin meneteltiin kuten esimerkissä 1. Havaittiin, että jyvien jauhatus vaikeutui jonkin verran, muutoin prosessi sujui kuten esimerkissä 1. Jauhatuksen vaikeutumisesta johtuen tärkkelystä ei irronnut yhtä paljon kuin esimerkissä 1, mistä johtuen tärkkelyssaanto aleni 6 %.Soaking of barley was performed at 55 ° C for 5 hours. Otherwise, the procedure was as in Example 1. It was found that the grinding of the grains became somewhat more difficult, otherwise the process proceeded as in Example 1. Due to the difficulty in grinding, the starch did not detach as much as in Example 1, resulting in a 6% reduction in starch yield.

Esimerkki 3:Example 3:

Meneteltiin muutoin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi, että liotusveden lämpötila prosessin alussa oli 40°C ja liotusaika 40 tuntia. Materiaalijakaumaksi saatiin 5 %:n tarkkuudella sama kuin esimerkissä 1.The procedure was otherwise the same as in Example 1 except that the soaking water temperature at the beginning of the process was 40 ° C and the soaking time was 40 hours. The material distribution was obtained with the accuracy of 5% as in Example 1.

Esimerkki 4:Example 4:

Meneteltiin muutoin kuten esimerkissä 1, mutta jauhatus suoritettiin käyttäen teräksisillä hammasjauhimilla varustettua myllyä ja kivi-jauhimilla varustettua myllyä peräkkäin. Jauhatustulos oli hieman huonompi, mistä johtuen tärkkelyssaanto aleni noin 5 %.The procedure was otherwise as in Example 1, but grinding was performed using a mill equipped with steel tooth grinders and a mill equipped with stone grinders in succession. The grinding result was slightly worse, as a result of which the starch yield decreased by about 5%.

Esimerkki 5:Example 5:

Otettiin esimerkin 1 mukaisen prosessin ollessa käynnissä näyte seuloille syötettävästä jakeesta 5. Seulottiin se 0,1 mm ja 0,15 mm tasaseuloilla laboratoriossa. Havaittiin, että kiintoaineen jakauma läpimenevään ja ylimenevään oli 10 %:n tarkkuudella sama kuin itse prosessissa.A sample of fraction 5 fed to the screens was taken during the process of Example 1 and screened with 0.1 mm and 0.15 mm flat screens in the laboratory. It was found that the distribution of solids into pass-through and pass-through was 10% accurate with the same as in the process itself.

9 5G552 Tärkkelyksen määrä vaihteli eri seuloja käytettäessä suhteellisesti vähemmän kuin muun kiintoaineksen. Näin ollen seulan tiheys ja rakenne eivät ratkaisevasti vaikuta prosessin kulkuun.9 5G552 The amount of starch varied relatively less with different screens than with other solids. Thus, the density and structure of the screen do not decisively affect the course of the process.

Esimerkki 6:Example 6:

Otettiin esimerkin 1 mukaisen prosessin ollessa käynnissä tärkkelyksen väkevöintiseparaattorilta 8 1000 litraa kevyttä jaetta 14 ja ajet tiin se alfa-laval -tyyppisen lietelingon läpi vastaten vaihetta 15 kaaviossa. Havaittiin, että lietelinko sopii erittäin hyvin proteiini-ja hienoainesjakeen väkevöintiin.While the process of Example 1 was in progress, 1000 liters of light fraction 14 was taken from a starch concentrator separator 8 and passed through an alpha-Laval type slurry bed corresponding to step 15 in the diagram. It was found that the slurry spinner is very well suited for concentrating the protein and fines fraction.

Esimerkki 7:Example 7:

Otettiin esimerkin 1 mukaisen prosessin ollessa käynnissä seuloilta tulevaa tärkkelysjaetta 7 1000 litraa ja ajettiin se alfa-laval -tyyppisen lietelingon läpi. Havaittiin, että säätämällä tärkkelys-jakeen syöttönopeus kokemusperäisesti sopivaksi, saadaan aikaan edullisella tavalla väkevöity tärkkelysjae 9, joka voidaan pestä siten kuin esimerkissä 1. Tästä voidaan yleistää sellainen johtopäätös, että erilaiset tärkkelyksen sedimentointiin perustuvat menetelmät soveltuvat tähän vaiheeseen.During the process of Example 1, 7,000 liters of starch fraction from the screens was taken and passed through an alpha-Laval type slurry. It has been found that by adjusting the feed rate of the starch fraction empirically, an advantageously concentrated starch fraction 9 is obtained, which can be washed as in Example 1. From this it can be generalized that various methods based on starch sedimentation are suitable for this step.

Claims

10 56552

Process for the production of starch from barley, characterized in that whole barley grains (1) are soaked in water (22) heated to 40-55 ° C and containing not more than 0.3% sulfur dioxide in a conventional soaking tank (2) for 5-48 hours, soaked grains (3) ) grinding the process water (21) as a medium and a transport medium with a mill (4) so that the shell parts remain relatively intact and the endosperm part of the grains decomposes into particles smaller than 0.1 mm, the ground barley (5) is sieved using a sieve or sieve combination (6) , the starch is separated from the fraction (7) passed through the sieve by a sedimentation rate-based device (8), for example a starch separator known per se, the heavy starch fraction (9) is washed and concentrated in several successive sedimentation-based steps. (10, 12) in a manner known per se until a fraction (13) containing at least 98% by weight of starch on a solids basis is sufficiently purified and the temperature during the process is 40 to 55 ° C and the pH is 4.0 to 7.0.

Method according to Claim 1, characterized in that process water (21) or, in the absence thereof, pure water is used in the mill (4) in such an amount that the dry matter content of the ground material is most preferably 10 to 25%.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a plurality of screens can be connected in series in a manner known per se, so that one fine starch-rich fraction (7) and one coarse shell-like fraction (17) leave the screen assembly as a whole. Method according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the starch-rich fraction (7) from the screening step is fed to another device (8), for example a slurry, hydrocyclone or the like, in which the starch can be separated from other lighter solids.