FI74220C - Foerfarande och anordning foer skalning av korn. - Google Patents

Description

1 74220

Menetelmä ja laite ohran jyvien kuorimiseksi. - Förfarande och anordning för skalning av korn.

Ohra on pohjoisten ja viileiden viljelyvyöhykkeiden tärkeä viljelykasvi. Sen viljelymäärä on viime vuosikymmeninä ja varsinkin viimeisen kymmenen vuoden aikana voimakkaasti lisääntynyt samalla kun perinteisten leipäviljojen vehnän ja rukiin kokonaissato on Suomessa selvästi pienentynyt. Ohraa käytetään pääasiassa rehuviljana. Perinteiset käsitykset ohran huonosta soveltuvuudesta elintarvikekäyttöön ja sopivien teollisten prosessien kehittymättömyys rajoittavat ohran käyttöä ruoka-viljana. Ohra on kuitenkin hyvin käyttökelpoinen elintarvikkeiden raaka-aine. Ongelmana on vain jyvän käyttökelpoisten osien erottelu ja talteenotto.

Yleinen ja perinteinen tapa käyttää ohraa rehuksi on sen jauhaminen kokonaisena, ja jauhon ruokkiminen eläimille yleensä joidenkin toisten rehujen kanssa sekoitettuna. Rehuksi käytettävän ohran teollista kuorimista esim. rehuarvon nostamistar-koituksessa ei tunneta, eikä sille liene sellaisenaan taloudellisia edellytyksiä.

Kasvinjalostuslaitoksilla on jo pitempään ollut tavoitteena kehittää ns. kuorettomia ohralajikkeita. Toistaiseksi ei ole onnistuttu kehittämään taloudellisesti kannattavaa lajiketta. Kasvinjalostuslaitoksilla tehdään työtä myös monien muiden ohran laatua parantavien ominaisuuksien kehittämiseksi. Esimerkiksi ohran lysiinipitoisuuden parantamiseksi on tehty kansainvälistä työtä jo usean vuosikymmenen ajan. Kuitenkaan ly-siiniohrilla ei ole taloudellista merkitystä valkuaislähteinä.

Tanskassa on rotilla tehty pienimuotoisia ruokintakokeita käyttäen ohran kuoriosia rehuna. Kuoriminen suoritettiin niin, että kaikki akanafraktioon (= helpeet + kuori + pintaproteii-nikerros) kuuluvat aineosat syötettiin leserehuna eläimille. Suhteellisen korkeasta leserehun proteiinipitoisuudesta huolimatta kasvutulokset olivat verrattain heikot. Syynä oli ohra-leserehun ylikorkea kuitupitoisuus.

2 74220

Ohraa on kuorittu jo kauan ohrasuurimoiksi elintarvikekäyttöön. Näitä ohrasuurimoita valmistetaan Suomessakin muutamia tuhansia tonneja vuosittain. Kuorintaan liittyy yleisesti jyviä katkova rouhintatyyppinen käsittely. Käytännössä ohrasuu-rimoprosesseista tulee kuorilesettä niin vähän, ettei sen erityinen jatkoprosessointi ole kannattavaa. Ryynien valmistuksesta syntyvä kuorilese toimitetaan yleensä sellaisenaan jäte-tuotteena muun ohrarehujauhon joukkoon.

Merkittävin ohran elintarvikekäyttäjä on mallasteollisuus.

Sen prosesseihin ei kuitenkaan liity ohran kuorimista. Suurin osa ohran kansainvälisestä elintarviketutkimuksesta liittyy mallasteollisuuteen. Näin ollen on ymmärrettävää, että ohran kuorimista ja kuorijauhojen ominaisuuksia on tutkittu varsin vähän.

Ohran tähänastinen kuorimiskäsittely on rajoittunut pintakui-tujen poistoon ja jyvä on murskattu, katkaistu tai rouhittu siten, että sen kuori, pintakuituja lukuunottamatta, ja ydinosat sekoittuvat toisiinsa.

Missään käytössä olevassa ja tunnetussa kuorimismenetelmässä ei ohran jyvän arvokkaita pintakerroksia ole erotettu teollisesti hyödynnettäviksi fraktioiksi.

Ohran käyttökelpoisten osien erottelua ja talteenottoa ohran kuorinnan yhteydessä ja avulla ei ole aikaisemmin toteutettu, tutkittu eikä ehdotettu. Kaikissa käytetyissä kuorimismenetel-missä kuoren alapuoliset arvokkaat kerrokset ovat jääneet tai sekoittuneet suhteellisen pieninä pitoisuuksina kuoriin ja/tai kuorittuun tuotteeseen.

Ohran jyvä on yksisiemeninen avautumaton hedelmä. Se syntyy yhden ohran kukan sikiäimestä. Hedelmän, eli jyvän, syntyyn osallistuvat myös muut kukan osat. Ohran jyvässä hedelmäkuo-ri ja siemenkuori ympäröivät aleuronisolukkoa (pintaproteiini), tärkkelysendospermiä (ohran ydin) sekä alkiota. Uloimpana ovat 3 74220 helpeet. Kaavamainen leikkauskuva ohran jyvän rakenteesta on esitetty liitekuviossa 1. Ohran jyvässä erottuvat seuraavat rakenteelliset osat: 1 Helpeet (kukkalehdet, husks, chaffs, flowerings glumes) 2 Hedelmäkuori (perikarppi) 3 Siemenkuori (testa) 4 Endospermin aleuronikerros 5 Tärkkelysendospermi 6 Alkio Tämän nyt esitettävän keksinnön lähtökohtana on kasvitieteessä yleisesti tunnettu ohran ominaisuus, että jyvän ravitsemuksellisesti arvokkaimmat aineosat ovat jyvän pintakerroksissa tai verrattain lähellä jyvän pintaa. Teollisessa mittakaavassa kannattava menetelmä ohran jyvien arvokasravinteisista pintaosista valmistettavien jauhojen tuottamiseksi oivallettiin mahdolliseksi sen ansiosta, että keksinnön mukaisella menetelmällä tapahtuvassa jauhojen tuottamisessa jäljelle jäävä ohran ydin on sellaisenaan käyttökelpoinen raaka-aine ohran tärkkelysosaa suuressa mitassa käyttävälle teollisuudelle. Esimerkkinä tästä on Oy Alko Ab:n Koskenkorvalle rakennettava ohraviinatehdas. Sen yhteydessä tullaan käsittelemään noin 150.000 tonnia ohraa vuosittain. Tällainen massa mahdollistaa teollisen erikoiskuorinnan. Yllättäen on myös havaittu, että Oy Alko Ab:n oma prosessi tulisi merkittävästi hyötymään, mikäli prosessissa käytettävä ohratärkkelysraaka-aine ennen tärk-kelysetanoliprosessia käsitellään menetelmällä, jolla tärkke-lysydintä ympäröivä aleuronikerros mahdollisimman tarkoin poistetaan.

Keksinnön tarkoituksena on siis saada aikaan menetelmä ja laite erikoisjauhojen eli pintajauhojen valmistamiseksi ohran jyvän arvokkaista pintaosista samalla kun jäljelle jäävä ohran ydin tähänastista paremmin soveltuu ohran tärkkelysosaa käyttävän teollisuuden raaka-aineeksi.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä 4 74220 jossa sinänsä tunnettuna lähtökohtana helvekerros ja osa kuorikerrosta poistetaan kuivahionnalla ja siten muodostettu kuorimisfraktio erotetaan ja otetaan erikseen talteen. Uutta keksinnössä on se, että mainitun ensimmäisen kuorimisfraktion erottamisen jälkeen kuivahiontaa jatketaan, kunnes ainakin osa aleuronikerrosta, eli noin 10 - 30 % jyvien kokonaispainosta on poistettu, ja näin muodostetut aleuronikerroksen sisältävät pin-tajauhot ja jäljelle jäävät ohranytimet otetaan kumpikin erikseen talteen.

Kuorimisfraktioiden erottaminen toisistaan suoritetaan siten, että ne otetaan erikseen talteen suoraan kuorimisen eri vaiheissa. Täten voidaan olennaisesti vähentää seulomistarvetta.

Kuivahionnan loppuunsuoritus voidaan määrittää mittaamalla tai seuraamalla pintajauhojen ja/tai hiottavana olevien oh-ranytimien ainekoostumusta. Mittaus, esim. proteiinipitoisuuden määritys, voidaan suorittaa riittävän nopeasti mm. tunnettua NIR-mittaustekniikkaa käyttäen.

Keksintö koskee myös laitetta menetelmän suorittamiseksi ja laitteen tunnusmerkit on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 10. Laitteen toteututuksen kannalta on tärkeää, että ensimmäisessä kuivahiontavaiheessa voidaan erottaa helve- ja kuorikerrosfraktio ja toisessa kuivahiontavaiheessa voidaan erottaa ja ottaa erikseen talteen aleuronikerroksen sisältävät pintajauhot. Haluttaessa voidaan tietenkin järjestää myös useampien hiontafraktioiden vastaanottoelimet.

Hiomakivityyppisiä hankauslaitteita on aikaisemmin käytetty ennen kaikkea riisin kuorinnassa ja vastaavantyyppisiä laitteita voidaan soveltaa myös tässä keksinnössä.

Kuorintatulos riippuu luonnollisesti myös kuorittavan ohran ominaisuuksista, mm. kuoren paksuudesta ja kovuudesta. Ohran 5 74220 kuorikerroksen (helpeet, perikarppi ja testa) paksuus ja kovuus vaihtelevat merkittävästi riippuen lajikkeesta ja satovuodesta. Tästä syystä menetelmään liittyy ja on kuorintatuloksen kannalta oleellisen edullista, että keksinnön mukaista ohran kuorintaa varten ohraerien laatu selvitetään analyyseillä ja kukin ohraerä ohjataan jyväerän laadun mukaan kuorintalinjalle, jonka asetus parhaiten sopii juuri ko. laatuiselle ohralle.

Analyysin perusteella voidaan myös suorittaa kuorintaa helpottava esikäsittely kuten lievä höyrykäsittely, joka ei kostuta jyvää, mutta lähinnä lämpövaikutuksella aikaansaa kuoren helpomman irtoamisen siten, että helve- ja kuorikerrosfraktioon tulee hiontavaiheessa mukaan mahdollisimman vähän aleuroniker-roksen materiaalia.

Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettavat ohran pinta-jauhot ovat siis täysin uusi tuote. Kokojyvästä jauhetun normaalin ohrarehujauhon proteiinipitoisuus on 10,5 - 12,0 % kuiva-aineesta. Uuteen pintajauhotuotteeseen saadaan proteiinipitoisuus 16,0 - 19,0 % kuiva-aineesta. Tähän uuteen pintajauhoon saadaan tiivistetyssä muodossa ohran aleuronikerroksessa oleva arvokkain ns. toiminnallinen proteiini. Sen muodostavat pääasiassa albumiini- ja globuliini-nimiset valkuaisaineet. Tunnetusti juuri nämä ohran pintaosien valkuaiset sisältävät runsaasti ns. välttämättömiä aminohappoja, kuten lysiiniä ja metioniinia, joita yleensä on viljatuotteissa niukasti. Ohran-ytimiin puolestaan jäävät ns. varastoproteiinit, kuten hordeii-nit ja gluteliinit, joita ei pidetä ravintoarvoltaan yhtä hyvinä kuin albumiineja ja globuliineja.

Helsingin yliopiston kotieläintieteen laitoksella on vt. apulaisprofessori Matti Näsi tutkinut etanoliprosessista jätetuot-teena tulevien rehurankkien ominaisuuksia. Normaalissa eta-noliprosessissa viljassa alunperin olleet aminohapot pääosin tuhoutuvat tai koakuloituvat eläimille käyttökelvottomaan muotoon. Tämä johtuu osaksi itse prosessin sisällä mm. haihdutuksissa tarvittavista lämpötiloista ja osaksi rehuiksi tulevien 6 74220 jätetuotteiden loppukuivatuksessa käytettävistä korkeista lämpötiloista. Esimerkiksi lysiinin tuhoutuminen normaalin etano-liprosessin yhteydessä on selvästi todettu.

Keksinnön mukaisella menetelmällä nämä aminohapot saadaan otetuksi talteen ennen tärkkelystä käyttäviä prosesseja, ja näin saadaan suuri osa ohran aminohapoista tuhoutumattomina ja tiivistetyssä muodossa mukaan ravinneketjuun.

Ohran- ja vehnänjyvissä on rasvapitoisuus 2-3 prosenttia ja kaurassa noin 6 prosenttia. Lähes kaikki ohranjyvän rasva on keskittynyt alkioon ja aleuronikerrokseen. Ohran rasva muodostuu pääasiassa ns. tyydyttymättömistä rasvahapoista. Ohrasta on löydetty kaikkiaan 15 rasvahappoa (Eriksson ym. 1972). Ohran, kuten kaikkien viljojen rasva on kokonaisuudessaan öljy-mäistä. Ohran rasvassa on runsaasti linoli- ja linoleenihap-poa, joita pidetään ravitsemuksellisesti erityisen arvokkaina. Osan rasvahapoista tiedetään siirtyvän sellaisenaan kudosras-voihin ja esimerkiksi maitoon. Siten hyvä rasvakoostumus ravinnossa on ihmisille edullista ja rehussa se vaikuttaa suoraan kotieläintuotteitten laatuun.

Ohranjyvästä tiedetään, että pinta-osien rasvahapot ovat suuremmassa määrässä tyydyttymättömiä kuin sisäosien rasvahapot. Lisäksi tiedetään, että ohran rasvat keskittyvät alkioon ja aleuronikerrokseen. Nyt esitettävän keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan ohran rasvat talteen uudessa tuotteessa, pinta jauhossa, jonka rasvapitoisuus nousee jauhotyypistä riippuen 4,5 - 8 prosentiksi. Kun rasvat sijaitsevat jyvän pintakerroksissa ja alkiossa, niin keksinnön mukaisella menetelmällä ne voidaan ottaa pois ohran tärkkelysosaa käyttävän teollisuuden raaka-aineesta teollisessa mittakaavassa hyödynnettäväksi. Menetelmää kehitettäessä tehdyissä kuorintakokeissa on yli 80 prosenttia jyvän rasvoista saatu mukaan kuorintafraktioon. Rasvat jäävät käytännössä pintajauhoon. Helpeiden rasvapitoisuus on vain 1 prosentin tasolla.

7 74220

Ohran jyvän analyysissä ilmoitetaan tuhkapitoisuudeksi 2,5 -3 prosenttia, ja tämä ilmaisee jyvän sisältämien kivennäisaineiden määrän. Ohran jyvien kivennäiset ovat keskittyneet aleuronikerrokseen (61 prosenttia), alkioon (12 prosenttia) ja kuoreen (7 prosenttia). Loput noin 20 prosenttia kivennäisistä on jyvän sisäosissa. Arvokkaimmat magnesium, fosfori ja kalium sekä sinkki ovat pääasiassa jyvän pintaosissa ja saadaan mukaan pintajauhofraktioon.

Myös ohran vitamiinien pääosa jää pintajauhoihin. Ohrassa on kauraan ja vehnään verrattuna enemmän E-vitamiinia, niasiinia sekä foolihappoa. Muuten viljojen vitamiinitaso on sama. Vitamiinit keskittyvät alkioon ja aleuronikerrokseen (Eriksson ym. 1972). Nyt esitettävän keksinnön mukaisessa menetelmässä juuri nämä osat otetaan pintajauhoon. Tähän asti tunnetuissa tärkkelystä käyttävissä jatkoprosesseissa, kuten etanolin valmistuksessa, nousevat prosessilämpötilat niin korkeiksi että myös vitamiinit ovat suuressa mitassa tuhoutuneet.

Tärkkelyksen valmistamiseen käytettävän ohran kuorinta kuivana vähentää ympäristöongelmia ja kuivattamistarvetta sekä alentaa jatkoprosessien kapasiteettitarvetta. Viljan tärkkelystä raaka-aineena käyttävien teollisten prosessien (tärkkelysmodifikaa-tit, etanoli ja isomeroosit) tavoite on saada tärkkelys perusprosessista ulos mahdollisimman puhtaana. Toisin sanoen tärkkelyksen tulee olla erotettuna muista viljan aineosista, kuten proteiineista, rasvoista ja kuiduista. Viljatärkkelysproses-seille onkin tunnusomaista, että proteiinin erottaminen tärkkelyksestä muodostaa huomattavan osan koko prosessista, ja myös prosessointikustannuksista.

Kuitujen ja rasvojen lisäksi viljan jyvissä ovat myös proteiinit pääasiassa veteen liukenemattomassa muodossa. Näin ollen viljan proteiineja ei ole voitu juurestärkkelysteollisuuden (peruna ja tapioka) tavoin saada hedelmäveden mukana suoraan pesemällä eroon tärkkelyksestä. Tunnetuissa ohratärkkelyksen valmistamisprosesseissa (esim. Suomen Nestesokeri Oy:n suoma- 8 74220 lainen patentti 772260) ohra jauhetaan kuorineen kokonaisena, yleensä liuotettuna tai märkänä. Tästä märästä kokojyvämurs-keesta erotetaan sitten pääosa kuorista, alkioista, proteiinista ja muusta materiaalista seulomalla niin, että jäljelle jää tärkkelysrikas jae edelleen prosessoitavaksi. Tunnetuissa viljatärkkelysprosesseissa onkin tähän asti pidetty lähtökohtana, että proteiinia ja jyvän muita ei-kuitumaisia aineksia ei voida erottaa tärkkelyksestä kuivamenetelmällä eikä ainakaan ilman suurta jyvän tärkkelysytimen hävikkiä. Siksi vil-jatärkkelysprosesseissa käytetään yleisesti runsaasti vettä. Käytännössä jauhettavat kuivat jyvämassat liotetaan erottamista varten täydellisesti veteen ja käytännöllisesti katsoen kaikki nämä massat joudutaan sitten taas kuivaamaan.

Ohran kuoren ja kuitupitoisten kuoriosien vedensitomiskyky on tunnetusti erittäin suuri. Tehtyjen tutkimusten mukaan 1000 kiloa ohran kuorta sitoo kasteltaessa noin 2000 kiloa vettä. Vesi sinänsä on halpaa, mutta veden poistaminen tuotteista, joka on tehtävä haihduttamalla vesihöyryksi, on kallista. Lisäksi runsaista vesistä tulee myös viljatärkkelysteollisuu-dessa helposti ympäristöongelmia.

Nyt esitettävän keksinnön mukaisesti kuoritaan jyvistä kuivana pois kuoren alla olevaa ei-tärkkelyspitoista osaa tavanomaista tarkemmin ja enemmän. Näin vältetään tämän osan tavanmukainen kastelutarve kokonaan. Tämä menettely on teollisessa mitassa mahdollista ja mielekästä ja se tulee kannattavaksi integraatiossa ohran jyvän tärkkelysydintä käyttävän muun teollisuuden kanssa. Keksinnön mukaisen menetelmän ansiosta voidaan jo kuivatuskustannuksissa säästää huomattavia summia.

Nyt esitettävän keksinnön mukainen menetelmä on myös uusi kokonaistaloutta parantava menetelmä taloudellisesti edullisen ja tähän asti tunnettuja menetelmiä puhtaamman tärkkelysytimen (ohran ydinjauhon) valmistamiseksi integroituvalle teollisuudelle. Siirtyminen normaalista menetelmästä esim. 20 pro- 9 74220 sentin kuorintaan vähentää jopa 50 prosenttia tärkkelyspro-sessin laitteiden mitoitustarvetta. Tämä perustuu siihen, että sekä vesimäärät että poistettavat sivutuotemäärät alenevat ratkaisevasti runsaan "esikuorinnan" ansiosta. Tämä jatkopro-sessin mitoitustarpeen pieneneminen on sivutuotteena saatava arvokas lisäetu keksinnön mukaisesta menetelmästä.

Keksinnön etuna on vielä se, että keksinnön mukaisella menetelmällä kuorittu ohran tärkkelysydin soveltuu jauhettuna tähän asti tunnettuja ohrajauhoja paremmin teolliseen leipomiseen esimerkiksi vehnää täydentäväksi taloudellisesti edulliseksi jauhoksi. Tähän asti tunnettu ja yleisesti käytetty tapa ohrajauhojen valmistamisessa on, että jyviä on kuorittu tai rouhittu niin paljon että on saatu helpeet ja osa kuorikerrosta irti. Suuri osa jyvien aleuronikerroksesta on yleensä jäänyt mukaan ohrajauhoihin, koska jyvän hävikkiä on aina haluttu välttää. Tunnettua on, että kotileivonnassa ohrajauhoja on pystytty käyttämään yleisesti ohrarieskan tekoon. Sen sijaan teollisissa leipomoissa ohrajauhot tunnetaan paakkuuntu-vina, härskiintyvinä ja huonosti säilyvinä. Tämä johtuu pääasiassa juuri ohran aleuronikerroksen mukana jauhoon tulevasta rasvasta. Uudella menetelmällä valmistettaessa rasva saadaan pois teolliseen leivontaan käytettävistä ydinjauhoista, samalla kun ravinnerikas pintajauhofraktio saadaan käytettäväksi muilla tavoilla.

Nyt esitettävän keksinnön mukainen menetelmä ohran kuorimiseksi on merkittävä myös Suomen kaltaisten ohraa paljon viljelevien maiden elintarvikehuollon kriisinkesotkyvylle. Uuden menetelmän avulla muodostuu entistä paljon paremmat mahdollisuudet käyttää tarvittaessa ohraa suuressa mitassa ruokaviljana.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta havainnollistetaan viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää ohran jyvän poikkileikkausta ja 10 742 2 0 kuvio 2 esittää kuviosta 1 kohdasta II otettua poikkileikkaus-pinnan suurennusta, josta lähemmin ilmenee ohran jyvän kerrosrakenne.

Kuvio 3 esittää pystyleikkauksena periaatekaaviota kuorinta-laitteesta, joka on tunnettu riisin kuorinnassa ja jota voidaan soveltaa keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa.

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavan laitteen yleislohkokaaviota ja kuvio 5 esittää kuorinta-ajan ja kuorinta-asteen välistä riippuvuutta kahdessa eri kokeessa kahdella eri ohralajikkeella .

Kuorinta suoritetaan siis tasaisella pintahionnalla käyttämällä kuvion 3 mukaista kuorintalaitetta, johon kuuluu jyvien sisäänsyöttökanava 1, hiomakivityyppinen hankauslaite 2, jossa hiomakivet on kiinnitetty pyöritettävään pystyakseliin, sylinterimäinen metalliverkko 3, joka ympäröi sopivan rengas-välyksen etäisyydellä hiomakivien kehäpintaa, ja säädin 4, jolla ohran viipymisaikaa ja siten kuorinta-astetta voidaan säädellä. Laitteesta imetään ilmaa nuolien A osoittamalla tavalla, jolloin korvausilma johdetaan hiomakivissä olevista rei'ista ja poistuu metalliverkon 3 läpi vieden mukanaan hionnassa irtoavan pintajauhofraktion. Laite voidaan rakentaa toimimaan myös vaakatasossa.

Hionnan alkuvaiheessa irtoaa helpeet ja osa kuorikerrosta (vrt. kuvio 2). Tämä helve- ja kuorifraktio on sopivinta ottaa erikseen talteen, jotta se ei tule mukaan myöhemmin talteen otettavaan pintajauhofraktioon. Käytännössä on kysymys niin ohuista kerroksista, että osa kuorikerrosta tulee väistämättä mukaan myöhemmin talteen otettavaan, aleuronikerroksen sisältävään pintajauhofraktioon. Tarvittaessa kuoriosat voidaan kuitenkin poistaa niiden fysikaalisiin ominaisuuksiin perustu- n 74220 valla seulonnalla tästä pintajauhofraktiosta. Kun ennakkoon tehdyn analyysin perusteella tunnetaan ohran laatu ja jyvät ovat kokolajiteltuja, voidaan eri fraktioiden talteenottovai-heet määritellä melko tarkasti kuorinta-ajan perusteella, kuten kuviosta 5 nähdään. Laihalla jyvällä (koe I) saman kuorinta-asteen saavuttaminen vaatii hieman pitemmän ajan kuin pullealla jyvällä (koe II). Tasainen kuorintatulos siis edellyttää, että kuorittavat jyvät ovat mahdollisimman tasalaatuisia. Jyvien tasalaatuisuusvaatimus voidaan toteuttaa selvittämällä ohraerien laatu pika-analyyseillä ja sijoittamalla olennaisesti erilaatuiset ohraerät eri vastaanottosiiloihin 5 (kuvio 4). Tässä yhteydessä voidaan tehdä myös paksumpi- ja kovempikuo-risille ohraerille kuorintaa helpottava esikäsittely, esim. lievä höyrykäsittely, joka ei kostuta jyvää vaan lämpövaiku-tuksella helpottaa kuoren irtoamista siten, että mahdollisimman paljon kuorta voidaan hioa pos hiomatta mukaan aleuroni-kerroksen materiaalia. Toisena toimenpiteenä tasalaatuisuus-vaatimuksen täyttämiseksi voidaan tehdä jyvien luokittelu jyvän koon tai tilavuuspainon perusteella 2-3 luokkaan ennen kuorintaa. Kuviossa 4 on viitenumerolla 6 merkitty luokittelu-yksikköä, josta erilaiset jyvät johdetaan eri kuorintalinjojen A ja B välisäiliöihin 7. Säiliöstä 7 jyvät johdetaan syöttölaitteella 8 ensimmäiseen kuorintayksikköön 9, jossa on kuvion 3 mukainen kuorintalaite. Tämän kuorintayksikön 9 kuorintalai-te on säädetty siten, että jyvät viipyvät tässä yksikössä riittävän ajan, jotta helpeet ja osa kuorikerroksesta poistuu. Viitenumerolla 11 on merkitty tämä ensimmäinen poistuva fraktio, joka voidaan käyttää esim. polttoaineena.

Täten "esikuoritut" jyvät johdetaan toiseen kuorintayksikköön 10, jossa on myös kuvion 3 mukaisella periaatteella toimiva kuorintalaite. Yksikössä 10 kuorintaa jatketaan kunnes ale-uronikerros (kuvio 2) on osittain tai kokonaan poistettu.

Täten muodostuva pintajauhofraktio otetaan talteen nuolen 12 esittämällä tavalla. Tarvittaessa suoritetaan seulonta seulalla 17, jolloin jauhofraktiossa mukana oleva kuori 19 saadaan erotetuksi ja puhtaat aleuronikerroksen sisältävät jauhot 18 74220 otetuksi talteen.

Toisessa kuorintayksikössä 10 suoritetun kuorinnan jälkeen jää jäljelle ohran tärkkelyspitoinen ydinosa 16, joka voidaan toimittaa tärkkelystä käyttävälle teollisuudelle kokonaisena, hienonnettuna tai muuten sopivaan muotoon käsiteltynä riippuen ko. jatkoprosessin erityisestä tarpeesta.

Hionta-astetta, eli jyvien viipymistä kuorintayksikössä 10 säädetään takaisinkytkentäsilmukalla 13, 14 ja 15, johon liittyy nopeatoiminen esim. NIR-analysaattori 13, joka seuraa tai mittaa kuorintayksiköstä 10 poistuvien pintajauhojen ja/tai tärkkelysytimien (suurimoiden) ainekoostumusta, esim. proteiinipitoisuutta. Kun varsinainen aleuronikerros on hiottu pois ja hionta kohdistuu tärkkelysendospermin aleuronivyöhykkeeseen (kuvio 2), alkaa mm. suurimoiden proteiinipitoisuus selvästi laskea ja pintajauhon tärkkelyspitoisuus nopeasti nousee. Mittaustuloksista riippuvaisena ohjausyksikkö 14 antaa tarvittavan takaisinkytkentäohjauksen 15 yksikön 10 säätimelle 4.

Vaikka sarjaankytketyt kuorintayksiköt 9 ja 10 vastaavat yleisperiaatteeltaan toisiaan, voivat ne teknisiltä yksityiskohdiltaan erota toisistaan. Tällaisia yksityiskohtia ovat esim. hio-makiven pinnan karheus, metalliverkon silmäkoko, hiomapinnan ja metalliverkon välisen rengastilan paksuus ja korkeus jne.

Sarjaankytkettyjä kuorintayksiköitä voi olla useampiakin kuin kaksi. Keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa myös yhdellä kuorintayksiköllä ajamalla erilaisille asetuksille useamman kerran peräkkäin. Toisin sanoen eri kuorimisvaiheet suoritetaan samalla hiontalaitteella johtamalla kukin hiottava erä ainakin kaksi kertaa hiontalaitteen läpi.

Kuoriminen kuorintayksiköissä tapahtuu jatkuvana prosessina, jossa lähinnä läpivirtausnopeus kuorimisyksikön läpi määrää kuorimisasteen. Kuorimisasteeseen vaikuttaa myös kuorintalait-teen täyttöaste. Takaisinkytkentäohjaus 20 ohjausyksiköltä 14 syöttölaitteelle 8 ja ensimmäiseen kuorintayksikköön 9 huoleh- 13 74 2 2 0 tii siitä, että kuorintalinjaan sisääntuleva virtaus on määrältään sama kuin siitä poistuva virtaus ja lisäksi seuraa mahdollisia poistovirtauksen määrän vaihteluita, jotka aiheutuvat kuorinta-asteen säätämisestä. Tällöin yksiköiden 9 ja 10 välille ei tarvita mitään olennaista välivarastointia. Yksiköitten 9 ja 10 osalta voidaan käyttää myös panossyöttömalieja.

Edellä esitetyn säädettävän hionta-asteen ja tarvittaessa seulonnan avulla saadaan keksinnön mukaisella menetelmällä sisääntulevasta ohrasta erotettua uusi pintajauhotuote, jossa on mm. proteiinia 16 - 19 % kuiva-aineesta. Ohran aleuroniker-ros saadaan suhteellisen tarkasti mukaan tähän pintajauhoon. Pintaproteiinikerrokset ovat ohran jyvässä aina olemassa, koska ne muodostuvat jo kasvun alkuvaiheessa. Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella tämä pintaproteiinikerros tai ainakin suurin osa siitä on otettavissa kuorimalla pois jyvän pinnalta, kun noin 10 - 30 prosenttia ohran kokonaispainosta kuoritaan pois. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan myös helposti erottaa pois ravintona vähäarvoiset ligniinipitoiset helpeet ja ainakin osa kuorikerrosta yksinkertaisesti ottamalla ne erikseen talteen suoraan kuorimisen eri vaiheissa. Näitten määrä on ohrasta riippuen 6-9 prosenttia jyvän kokonaispainosta. Helve- ja kuorifraktion erottamisen jälkeen jää varsinaiseksi tuotteeksi pintajauhot, joita syntyy kuorinta-asteesta riippuen 3-23 prosenttia ohran kokonaispainosta. Nämä pinta-jauhot voidaan markkinoida joko yhtenä tuotteena tai ne voidaan fraktioida useisiin ominaisuuksiltaan erilaisiin pintajauhoja-keisiin.

Claims (13)

74220

1. Menetelmä ohranjyvien kuorimiseksi, jossa menetelmässä helvekerros ja osa kuorikerrosta poistetaan kuivahionnalla ja siten muodostettu kuormisfraktio eretetaan ja otetaan erikseen talteen, tunnettu siitä, että mainitun ensimmäisen kuorimisfraktion erottamisen jälkeen kuivahiontaa jatketaan, kunnes ainakin osa aleuronikerrosta, eli noin 10 - 30. jyvien kokonaispainosta on poistettu, ja näin muodostetut aleuronikerroksen sisältävät pintajauhot ja jäljelle jäävät ohran ytimet otetaan kumpikin erikseen talteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuorimisfraktiot erotetaan toisistaan ottamalla ne erikseen talteen suoraan kuorimisen eri vaiheissa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivahionnan loppuunsuoritus määrite-tän mittaamalla tai seuraamalla hiottavana olevien ytimien ja/tai hiontafraktioiden ainekoostumusta.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisessä kuivahiontavaiheessa erotetaan helve- ja kuorikerrosfraktio ja toisessa kuivahiontavaiheessa erotetaan ja otetaan erikseen talteen aleuronikerroksen sisältävät pintajauhot.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eri kuorimisvaiheet suoritetaan eri hiontalait-teilla.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eri kuorimisvaiheet suoritetaan samalla hionta-laitteella johtamalla kukin kuorittava erä ainakin kaksi kertaa hiontalaitteen läpi.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu is 74220 siitä, että toisessa kuivahiontavaiheessa talteenotetut jauhot seulotaan niitten vielä sisältämän kuoren erottamiseksi pintajauhoista.

8. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen kuorintaa jyvät lajitellaan koon, muodon tms. ominaisuuksiensa perusteella ja ohjataan kuorintaan erilaisille kuorintalinjoille.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lajittelu suoritetaan selvittämällä ohraerien laatu analyyseillä, että analyysin perusteella suoritetaan tarvittaessa kuorintaa helpottava esikäsittely kuten lievä höyrykäsittely, ja ohra ohjataan mekaanisella jyvänkokolajit-telulla eri kuorintalinjoille.

10. Laite patenttivaatimusten 1-3 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, johon laitteeseen kuuluu jyvien sisäänsyöttöka-nava (1), hiomakivityyppinen hankauslaite (2), jossa hiomaki-vet on kiinnitetty pyöritettävään akseliin, ilmakanavat ilman johtamiseksi olennaisesti säteittäin hiontavyöhykkeen läpi sekä säädin (4), jolla ohran viipymisaikaa ja siten kuorinta-astetta voidaan säädellä, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu lisäksi elimet (13) hionta-asteen seuraamiseksi, ensimmäiset elimet ensimmäisen hiontafraktion (11) vastaanottamiseksi ja toiset elimet toisen hiontafraktion (12) vastaanottamiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että elimet (13) hionta-asteen seuraamiseksi on järjestetty takaisinkytkentäohjauksella (14, 15) ohjaamaan mainittua säädintä (4).

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite käsittää ensimmäisen kuorintayksikön (9), jossa on mainittu hiomakivityyppinen hankauslaite sekä mainitut ensimmäiset elimet ensimmäisen hiontafraktion (11) vas 16 7 4 2 2 0 taanottamiseksi, ja toisen kuorintayksikön (10), jossa myös on mainittu hiomakivityyppinen hankauslaite sekä mainitut toiset elimet toisen hiontafraktion (12) vastaanottamiseksi.

13. Patenttivaatimuksen 10, 11 tai 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ainakin kaksi rinnakkaista, itsenäistä kuorimisiinjaa (A, B jne.) laadultaan erilaisten ohran jyvien kuorimiseksi. 74220