FI61987B - Metod foer separering av vetegluten och vaetestaerkelse - Google Patents

Description

Ι%|£*»·1 fBl tt1.KllULUTUSJULKAISU λ ο π «ΤΑ W <11) UTLftCGNINOSSKRIFT 0170/ c (45) patentti sayOnn&Uy 10 11 1932 Patent meddelat ^ ^ (51) /Intel.3 A 23 J 1/12, C 13 L 1/00 SUOMI —FINLAND (21) PumnlhakamM-pKantaMeknlnc 772^+55 (22) Hakamlaptlvt — Aiweknlnpd«t 17. Οδ. 77 (23) Alkupttvt—Glltlfh«tsdt| 17.08.77 (41) Tullut JulkhMksl — Bllvlt offancl1| 2^.02 78 > r.kl«terih«Hkui 30 OT 82

Ptut och r*gietarstyralMn AmMon uttagd odi uti.*krtfwn publkarad . υ [. oc: (32)(33)(31) Pyydawy «tuolkuu» prtorkut 2t .08.76

Englanti-England(GB) 351^1/76 (71) Koninklijke Scholten-Honig N.V., Kabelweg 37* Amsterdam, Hollanti-Holland(NL) (72) Petrus Verberne, Hoogezand, Wilhelmus Reinier Maxia Zwitserloot,

Milsbeek, Robijn Ruurd Nauta, Haren, Hollanti-Holland(NL) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Vehnägluteenin ja vehnätärkkelyksen erottamismenetelmä - Metod för separering av vetegluten och vetestärkelse Tämä keksintö koskee menetelmää, jolla erotetaan vehnäglutee-nia ja vehnätärkkelystä, lähinnä vehnäjauhosta.

Perinteellisen Martinin menetelmän lisäksi, jossa vehnäjauho muodostetaan taikinaksi veden kanssa ja tärkkelys erotetaan taikinasta pesemällä, on kehitetty menetelmiä, joissa tärkkelys ja gluteeni erotetaan vehnäjauhon ja veden vapaasti virtaavista seoksista.

Ns. jatkuvaan taikinaprosessiin, jota on kuvattu J.W. Knight'in kirjoituksessa "Vehnätärkkelyksen ja -gluteenin kemia ja niiden jalos-tustuotteet" (1965) sivuilla 27-30, sisältyy vapaasti virtaavan taikinan valmistus vehnäjauhosta ja vedestä kestosekoittimessa.

Kun taikina on ollut määrätyn ajan sekoittimessa, pestään tärkkelys eroon gluteenista viemällä taikina pumppuun ja syöttämällä samalla pesuvettä pumppuun. Gluteeni eristetään seulomalla.

"Journal of Food Science"-julkaisussa (36, 1971, siv.

649-652) kuvatun "Fesca"-menetelmän erään muunnoksen mukaisesti erotetaan vehnäjauhon ja veden homogenoitu seos tärkkelysosaksi ja 2 61987 nesteproteiinitiivisteeksi linkoamalla. Gluteenia ei eristetä proteiinitiivisteestä, vaan tämä kuivatetaan kokonaisena. Tämän menetelmän täydennyksenä voidaan gluteeni eristää proteiinitiivisteestä suorittamalla agglomeraatio sopivassa lämpötilassa käyttäen sopivaa pitoaikaa voimakkaasti hämmentäen ja erottaen agglomeroitu gluteeni, kuten on kuvattu brittiläisessä patenttijulkaisussa n:o 1,397,370.

Kaikki mainitut menetelmät sisältävät eri vaiheita (so. agglomeraation, pesun, erotuksen), jotka suoritetaan eri laittein.

Po. keksinnön mukaisesti on kehitetty menetelmä, jossa tärkkelyksen erotus ja gluteenin agglomeraatio vehnästä suoritetaan yhdessä vaiheessa viemällä seos, joka sisältää vehnäproteiinin ja vehnätärkkilystä ja vettä, hydrosyklonilaitteen läpi.

Tämä menetelmä helpottaa huomattavasti vehnägluteenin talteenottoa. Lisäksi voidaan huomattavasti vähentää veden kulutusta käyttämällä hydrosyklonilaitetta, mikä on hyvin tärkeää, kun on ratkaistava jätevesiongelma, ja energian säästön kannalta.

Keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista, että vehnäjauhoista, kokojyvävehnäjauhoista ja vehnähiutaleista valittu vehnä-tuote sekoitetaan veteen, vesipitoinen seos pumpataan hydrosykloni-laitteeseen, vehnätuotteen vehnägluteeni agglomeroidaan hydrosyklo-nilaitteessa, seos jaetaan hydrosyklonilaitteen avulla ylävirtaus-osaan, joka sisältää agglomeroituneen gluteenin ja alavirtausosaan, joka sisältää pääosan tärkkelyksestä, jolloin agglomerointi ja jako tehdään yhdessä vaiheessa hydrosyklonilaitteessa, agglomeroitu gluteeni erotetaan ylävirtausosasta ja että tärkkelys erotetaan ala-virtausosasta.

Taikinan valmistukseen käytetään mieluiten vehnäjauhoa. Keksinnön mukaisen menetelmän lähtöaineena voidaan käyttää sekä kovien että pehmeiden vehnätyyppien jauhoa.

Taloudellisesti hyvin edullinen seikka on se, että uudessa menetelmässä voidaan käyttää vehnäjauholaatuja, jotka eivät sovellu käytettäviksi olemassa olevissa, kaupallisissa vehnätärkkelyksen valmistusmenetelmissä. Lisäksi on mahdollista käyttää kokojyvävehnä-jauhoa tai muulla tavoin käsiteltyä vehnää, kuten vehnähiutaleita vehnäjauhon asemesta. Keksintöä ryhdytään seuraavassa esittämään tarkemmin esimerkin avulla, joka liittyy vehnäjauhon käyttöön.

Valmistettaessa gluteenia ja tärkkelystä vehnäjauhosta keksinnön mukaisella menetelmällä sekoitetaan vehnäjauho riittävän 3 61 987 vesimäärän kanssa niin, että saadaan aikaan jauhon täydellinen hyd-rataatio ja pumpattava taikina. Vesimäärä on noin 1,5 tonnia vettä vehnäjauhotonnia kohden. Sekoittaminen voidaan suorittaa missä tahansa sopivassa laitteessa eikä valmis taikina vaadi pitkää pitoaikaa. Taikinan luonnollista pH-arvoa ei tarvitse muuttaa eikä kemikaaleja tarvitse lisätä esim. gluteenin hydrataation parantamiseksi, mutta näin voidaan tehdä erikoisolosuhteissa.

Pumpattava taikina viedään ilman muuta välivaihetta hydro-syklonilaitteeseen, jossa tapahtuu gluteenin spontaani agglomeraa-tio säikeiksi ja kokkareiksi. Gluteenin agglomeraatio hydrosyklo-nissa on yllättävä ja hämmästyttävä ilmiö. Lisäksi on yllättävää, että gluteeniagglomeraatit, joiden pituus voi olla monta cm:ä, eivät vaikuta hydrosyklonin suoritukseen. Hydrosykloneissa ei tapahdu mitään tukkeentumista.

Lisäksi on osoittautunut, että muodostetut gluteeniagglomeraatit voidaan helposti erottaa hydrosyklonien ylävirtauksesta seulomalla.

Hydrosyklonilaitteessa erotetaan painava osa taikinasta. Painava osa, joka sisältää valtaosan tärkkelyksestä (ensiluokkaisen eli A-tärkkelyksen) ja kuitujen valtaosan, poistuu hydrosyklonilaittees-ta uloslaskukohdassa. Ensiluokkaisen tärkkelyksen ja kuitujen vesi-seos läpikäy myöhemmin seulontakäsittelyn tärkkelyksen erottamiseksi kuiduista. Vielä puhtaamman tärkkelyksen saamiseksi voi hydrosyk-lonilaite lisäksi sisältää hydrosyklonipesuosan. Tämän peruosan viimeiseen pesuvaiheeseen syötetään uutta vettä. Muut puhdistusmenetelmät, esim. pesu vedellä erottimissa tai lingoissa, ovat myös sopivia. Näin saatua puhdasta tärkkelyssuspensiota voidaan edelleen väkevöittää, siitä voidaan poistaa enemmän vettä ja se voidaan kuivattaa,

Hydrosyklonilaitteessa erotettu, kevyt osa sisältää agglome-roidun gluteenin ohella vehnäjauhon muut ainoesat, esim. tärkkelystä (toisen luokan eli B-tärkkelystä), muut kuidut ja liuenneet aineet. Agglomeroitunut gluteeni erotetaan tästä kevyestä osasta, joka puretaan hydrosyklonilaitteen ylävirtauksena, ja tämän jälkeen se kuivatetaan. Tämä erottaminen voidaan tehdä seulomalla. Käytettävien seulojen, joiden aukkojen koko on 0,3 - 2,0 mm, ei tarvitse täyttää erityisiä vaatimuksia, koska agglomeroitunut gluteeni voidaan helposti seuloa. Seulonta tapahtuu mieluiten gluteenin alkuperäisessä, 4 61987 pyörivässä pesulaitteessa, jossa gluteeni agglomeroituu edelleen hyvin tunnetuiksi möykyiksi, joilla on jäykkä koostumus.

Seulan läpi kulkeva neste sisältää toisluokkaisen tärkkelyksen ja liukenevan aineen. Toisluokkainen tärkkelys otetaan siitä talteen esim. linkoamalla tai dekantoimalla. Hydrosyklonilait-teen ylävirtaus voi myös sisältää jonkin verran ensiluokkaista tärkkelystä. Tämä voidaan ottaa talteen agglomerotuneen gluteenin seulomisen jälkeen viemällä alamittainen virtaus useiden hydrosyklonien läpi. Näiden syklonien pohjavirta, joka sisältää ensiluokkaisen tärkkelyksen, kierrätetään uudelleen hydrosyklonilaitteen peruosaan. Ylävirtaus sisältää toisluokkaista tärkkelystä ja liukenevaa ainetta.

Tärkkelyksen ja proteiinin paremman erotuksen aikaansaamiseksi keksinnön mukaisen menetelmän käytännön toteutuksessa pidetään parempana kierrättää uudelleen osa gluteenittomasta ylävirtauksesta hydrosyklonilaitteesta taikinan valmistamiseksi. Kierrättämällä uudelleen ja käyttämällä samalla sopivasti hydrosyklonivaiheita vas- tavirtapesua varten on mahdollista vähentää veden kulutus alle n.

3 3 m :iin vehnäjauhon tonnia kohden.

Erotuksen tehokkuutta voidaan edelleen parantaa nostamalla lämpötila hydrosykloneissa yli 30° C:een ja mieluiten alueelle 30-50° C. Kun ylävirtaus kierrätetään uudelleen, tapahtuu lämpötilan kohoaminen. Lämpötilaa voidaan myös nostaa syöttämällä esikuumennet-tua uutta vettä tai höyryä hydrosyklonilaitteeseen.

Keksinnön menetelmän mukaisesti voidaan gluteenin ja tärkkelyksen erotus vehnäjauhosta suorittaa esim. sellaisen monivaiheisen hydrosyklonilaitteen avulla, jota käytetään maissitärkkelysteolli-suudessa. Nämä laitteet eivät aseta erikoisia vaatimuksia: sopiva laite on monivaiheinen hydrosyklonilaite, joka koostuu 3 hydrosyk-lonivaiheesta ylävirtauksen kirkastusta varten ja monivaiheosasta, jossa on noin 9 vaihetta, joissa tapahtuu vastavirtapesu uudella vedellä. Hydrosyklonivaiheet koostuvat yhdestä tai useammasta moni-hydrosyklonista, esim. sellaisista, jotka on esitelty hollantilaisessa patenttihakemuksessa 75,02097.

Hydrosyklonivaiheiden kytkentä sarjaan voidaan suorittaa monella tavalla, esim. niin kuin on kuvattu julkaisussa "Die Stärke 15" (1963, sivuilla 371-373). US-patenttijulkaisussa 3,890,888 on eräs esimerkki hydrosyklonilaitteesta, jota voidaan käyttää myös 5 61987 keksinnön menetelmässä.

Laitteen sisältämien hydrosyklonien lieriömäisen osan läpimitta on mieluiten 10-15 mm. Paineen aleneminen hydrosykloneissa on noin 3-6 baria.

Seuraava esimerkki valaisee keksinnön menetelmää oheisen piirustuksen mukaisen toteutusmuodon avulla.

Esimerkki

Siilosta (A) otettu vehnäjauho sekoitetaan sekoittimessa (B) yhteen hydrosyklonilaitteesta (D) tulevan, siivilöidyn ylävirtauk-sen ja/tai täydennysveden kanssa pumpattavan taikinan muodostamiseksi. Jauhon ja siivilöidyn ylävirtauksen välinen painosuhde on noin 1:1,5. Taikina syötetään hydrosyklonilaitteeseen (D) pumpun (C) avulla. Hydrosyklonilaite (D) koostuu 12 hydrosyklonivaiheesta, joista 3 ylempää toimivat kirkastusvaiheina (D^) ja muut 9 vaihetta toimivat pesuvaiheina (D2). Taikina, joka on sekoitettu yhteen hyd-rosykloniosan pohjavirtauksen ja pesevän hydrosykloniosan ylävirtauksen kanssa, syötetään pumpun (E) avulla ensimmäiseen pesevään hydrosyklonivaiheeseen. Tässä vaiheessa taikina jaetaan ylävirtaus-osaksi, joka sisältää kevyet aineosat, ja pohjavirtausosaksi, joka sisältää painavat aineosat. Tämä jako toistuu jokaisen seuraavan pesevän hydrosyklonivaiheen kohdalla. Uutta pesuvettä, jonka lämpötila on 40° C, syötetään kohdassa (V) viimeisen pesevän hydrosyklonivaiheen syöttöjohtoon, ja tästä vaiheesta purkautuu uloslasku-kohdassa kuituja sisältävä vesitärkkelyssyspensio. Kuidut poistetaan kohdassa (III) fibraation jälkeen siivilöintilaitteen (F) avulla. Kohdassa (IV) poistuva puhdas, kuiduton tärkkelyssuspensio läpikäy väkevöinnin ja tärkkelys otetaan talteen tunnetulla tavalla tyhjösuodattimella ja paineilmakuivatuksella. Tärkkelyksen prote-iinikuivasisältö on 0,3 %. Pesuosasta (D2) poistuva ylävirtaus, joka sisältää vettä, gluteenia, pieniä tärkkelysrakeita ja liuenneita aineosia, johdetaan pumpun (G) avulla kolmivaiheiseen osaan (D^. Agglomeroitunut gluteeni kulkee tämän osan ylävirtauksen mukana ja se sihdataan eroon ylävirtauksesta pyörivän gluteenipesulaitteen (H) avulla käyttäen 0,5 mm:n silmukkakokoa sihdissä. Kohdassa (I) poistuva gluteeni kuivataan paineilmalla gluteenituotteeksi, joka sisältää noin 80 % proteiinia kuiväsisältönä (kerroin 5,7).

6 61 987

Osa, joka kulkee pyörivän gluteenipesulaitteen (H) siivilöin-tilaitteen läpi, tulee jaetuksi kahteen osaan. Toista osaa käytetään taikinan valmistamiseksi vehnäjauhosta ja toista, kohdassa (II) poistuvaa osaa käsitellään haihduttamalla ja kuivaamalla, kun on otettu talteen toisluokkainen tärkkelys.

Hydrosyklonilaite toimii seuraavissa olosuhteissa: hydro-syklonien lieriömäisen osan läpimitta kaikissa moninydrosykloni-vaiheissa on 10 mm. Paineen lasku hydrosyklonissa on 3,5 baria.

3

Uuden veden määrä, joka syötetään jalostusvaiheeseen, on noin 2,5 m vettä vehnäjauhon tonnia kohden.

Claims (11)

1. Menetelmä vehnägluteenin ja vehnätärkkelyksen erottamiseksi, tunnettu siitä, että vehnäjauhoista, kokojyvävehnäjauhoista ja vehnähiutaleista valittu vehnätuote sekoitetaan veteen, vesipitoinen seos pumpataan hydrosyklonilaitteeseen (D), vehnätuotteen vehnä-gluteeni agglomeroidaan hydrosyklonilaitteessa, seos jaetaan hydro-syklonilaitteen avulla ylävirtausosaan, joka sisältää agglomeroitu-neen gluteenin ja alavirtausosaan, joka sisältää pääosan tärkkelyksestä, jolloin agglomerointi ja jako tehdään yhdessä vaiheessa hydrosyklonilaitteessa, agglomeroitu gluteeni erotetaan ylävirtausosasta ja että tärkkelys erotetaan alavirtausosasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydrosyklonilaite (D), johon seos pumpataan käsittää pe-suosan (D2) ja tuoretta vettä tuodaan pesuosaan samanaikaisesti kun vesipitoista seosta pumpataan hydrosyklonilaitteeseen.

3. Jonkin patenttivaatimuksen 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylävirtauksen osaa, kun siitä on erotettu (I) gluteeni, käytetään lähtöseoksen valmistuksessa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylävirtauksesta erotetaan tärkkelys kokonaan tai osittain ennen uudelleenkierrätystä.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila hydrosyklonilaitteessa nostetaan yli 30°C:een.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila nostetaan alueeseen 30-50°C syöttämällä esikuumennettua uutta vettä.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vehnäjauho jaetaan tärkkelykseksi ja gluteeniksi..

7 61987

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täysjyvät jaetaan tärkkelykseksi ja gluteeniksi.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoinen seos pumpataan hydrosyklonilaitteeseen (D), jonka hydrosykloneiden sylinteriosien halkaisija on 10-14 mm.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että paine alenee hydrosykloneissa noin 3-6 barin verren.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, t u n - 3 n e t t u siitä, että siinä käytetään vähemmän kuin 3 m uutta vettä vehnäjauhon tonnia kohden. 8 61 987 Patentkravf