JP2017508615A - 穀粒を分別するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
微細製粉された大麦粉およびオート麦粉への本プロセスの適用により、ベータグルカンが(それぞれ最大33%および22%)増強された粗繊維濃縮物が産出され、デンプン(それぞれ最大72%および69%)およびタンパク質が(それぞれ最大19%および16%)増強された微細微粒子流が生産された。
本発明の方法の例示的実施形態を用いて、ベータグルカン含有量が増加した粗穀粒画分を得る目的で、3つの異なる穀粒製品(大麦粉、オート麦粉、製粉したオート麦ふすま)を分別した(表1)。この実施形態から得られた結果を、表2において既存の空気分類技術と比較している。結果から、本方法を用いた場合にベータグルカン含有量がより大きく増加していることが分かる。本発明の方法の本実施形態によって提供される収率は、標準の空気分類技術と比較して優れているが、必要な初期設備投資が大幅に少なく、継続的作動コストがより低い。
本発明をその好ましい実施形態および好ましい使用に関して図と共に説明しているが、当業者に理解される本発明の意図された完全な範囲内で修正および変更を加えることができるため、それに限定されるものではない。
Claims (75)
- 穀粒製品を分別するための篩い分け装置であって、
a)篩によって下部チャンバから隔てられた上部チャンバと、
b)前記篩い分け装置の内部が空気の流出のための前記下部チャンバの側壁の第1出口ポートを介して真空下にあるときに、前記上部チャンバへの気流のほぼ垂直の流入を可能にする、複数の開口部によって画成される上部チャンバカバーと、
c)前記上部チャンバの側壁の入口ポートであって、前記上部チャンバ内への乾燥穀粒粒子の供給のため、および前記上部チャンバへの空気のほぼ水平の流入のために構成された、入口ポートと、
d)前記篩い分け装置の内部が前記出口ポートを介して真空下にあるときの、前記下部チャンバからの空気の流出および第1穀粒画分の流出のための前記下部チャンバの側壁の第1出口ポートと、
を含む、篩い分け装置。 - 前記上部チャンバ内への高圧気流を前記篩表面より上で水平にパルス化するための、前記上部チャンバの前記側壁に設置されたノズルをさらに含む、請求項1記載の篩い分け装置。
- 前記上部チャンバの前記側壁の第2出口ポートであって、前記篩い分け装置が前記第2出口ポートを介して真空下にあるときの、前記上部チャンバからの空気の流出および第2穀粒画分の流出のための第2出口ポートをさらに含む、請求項1または2記載の篩い分け装置。
- 前記上部チャンバカバーの前記開口部は、前記上部チャンバカバーの合計表面積の約0.20%〜約0.30%の間の合計空隙スペースを画成する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の篩い分け装置。
- 前記開口部は、前記上部チャンバカバーの表面積全体にほぼ均一に分散され、前記上部チャンバ内に垂直の気流を誘発するために適用される真空に対して十分に小さい直径をそれぞれ有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の篩い分け装置。
- 前記上部チャンバカバーの前記開口部は、円形である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の篩い分け装置。
- 前記上部チャンバカバーの前記円形開口部は、各々ほぼ同一の直径を有する、請求項6記載の篩い分け装置。
- 前記上部チャンバの直径は、約40インチであり、前記上部チャンバカバーの前記円形開口部は、各々約0.5インチの直径を有し、1つの中央開口部と、前記中央開口部のまわりの第1円をなすほぼ等間隔の5つの開口部と、前記第1円のまわりの第2円をなすほぼ等間隔の11の開口部とが配置される、請求項7記載の篩い分け装置。
- 前記篩は、前記上部チャンバを前記下部チャンバから分ける篩台によって支持される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の篩い分け装置。
- 前記篩台は、直径が約4インチより大きい円形開口部を有する金属スクリーンである、請求項9記載の篩い分け装置。
- 前記篩は、直径が約100μmより小さい開口部によって画成される、請求項1記載の篩い分け装置。
- 穀粒製品を投入するためのホッパーを有する水平チューブが前記入口ポートに接続される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の篩い分け装置。
- 前記水平チューブは、着脱可能キャップを備える外側開口部を有する、請求項12記載の篩い分け装置。
- 前記ホッパーと前記入口ポートとの間の前記水平チューブ内に弁をさらに含む、請求項12または13記載の篩い分け装置。
- 前記上部チャンバは、前記下部チャンバから着脱可能である、請求項1〜14のいずれか一項に記載の篩い分け装置。
- 前記上部チャンバを前記下部チャンバに取り付けるためのシールおよびクランプをさらに含む、請求項15記載の篩い分け装置。
- 前記下部チャンバは、前記下部チャンバの内部の圧力状態の測定のための圧力計を備える、請求項1〜16のいずれか一項に記載の篩い分け装置。
- 前記下部チャンバの少なくとも一部は、円錐形または截頭円錐形であり、前記下部チャンバの下部は、下部ポートによって画成され、前記下部ポートは、前記篩い分け装置が作動中のときにはキャップされ、前記下部チャンバの清掃および/または保守の間にはキャップが取り除かれる、請求項1〜17のいずれか一項に記載の篩い分け装置。
- 前記下部ポートは、真空下にある間、前記下部チャンバから微粒子を連続的に空にするための回転エアロック弁を備える、請求項18記載の篩い分け装置。
- 前記上部チャンバは、円筒形または卵形である、請求項1〜19のいずれか一項に記載の篩い分け装置。
- 穀粒製品を分別するためのシステムであって、
a)請求項1〜20のいずれか一項に記載の篩い分け装置と、
b)前記第1出口ポートに操作可能に接続された真空生成器であって、前記上部チャンバカバーの前記開口部を通してほぼ垂直に空気を吸い込み、前記入口ポートを通してほぼ水平に空気を吸い込むように構成される、真空生成器と、
c)前記真空生成器によって提供される真空下で前記篩を通過し、前記第1出口ポートを介して前記下部チャンバを出る微細穀粒粒子を収集するための容器であって、前記第1出口ポートに操作可能に接続される、容器と、
を含む、システム。 - 前記容器は、サイクロン分離容器である、請求項21記載のシステム。
- 穀粒製品を分別するシステムであって、
a)請求項3に記載の篩い分け装置と、
b)前記第1出口ポートに操作可能に接続され、前記第2出口ポートに操作可能に接続された真空生成器であって、前記上部チャンバカバーの前記開口部を通して空気を吸い込み、前記入口ポートを通して空気を吸い込むように構成される、真空生成器と、
c)前記真空生成器によって提供される真空下で前記篩を通過し、前記第1出口ポートを介して前記下部チャンバを出る微細穀粒粒子を収集するための第1容器であって、前記第1出口ポートに操作可能に接続される、第1容器と、
d)前記篩を通過しない粗穀粒粒子を収集するための第2容器であって、前記第2出口ポートを介して前記上部チャンバに操作可能に接続される、第2容器と、
を含む、システム。 - 前記第1および第2容器は、サイクロン分離容器である、請求項23記載のシステム。
- 前記第1および第2サイクロン分離容器は、導管システムを介して前記真空生成器に接続される、請求項24記載のシステム。
- 前記導管システムは、前記第1サイクロン分離容器への空気および粒子の流れを制御するための第1弁と、前記第2サイクロン分離容器への空気および粒子の流れを制御するための第2弁とを含む、請求項25記載のシステム。
- 前記第1および第2弁を交互に開閉し、各弁に適切な開放および閉鎖時間を提供することが、繊維およびデンプン濃縮物を連続的に収集し空ける手段を提供する、請求項26記載のシステム。
- 前記導管システムは、微粒子が前記真空生成器に入るのを防ぐためのフィルタを備える、請求項25〜27のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記導管システムは、圧力センサを備える、請求項25〜28のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記導管システムは、前記システム内の真空レベルを調節し、これにより過度の真空による前記サイクロン分離容器および篩への損害を防ぐための、前記圧力センサと通信する安全弁を備える、請求項29記載のシステム。
- 前記第1および第2サイクロン分離容器は各々、前記篩い分け装置から前記第1および第2出口ポートをそれぞれ介して収集される穀粒製品の除去のための閉鎖可能な下方開口部を備える、請求項24記載のシステム。
- 前記第1および第2サイクロン分離容器は、前記容器の前記下方開口部に回転エアロック弁が設置される、請求項31記載のシステム。
- 製粉された穀粒製品を粗画分と微細画分とに分別する方法であって、
a)篩によって上部チャンバと分けられた下部チャンバを有する篩い分け装置を提供するステップであって、前記篩い分け装置は、前記上部チャンバの入口ポートと、複数の開口部によって画成される上部チャンバカバーと、前記下部チャンバの第1出口ポートとを有する、ステップと、
b)真空吸引によって前記入口ポートを通じて前記上部チャンバ内に穀粒粒子を吸い込むステップと、
c)前記真空吸引下で前記上部チャンバカバーの前記開口部を通じて空気を吸い込み、前記入口ポートを通じて空気を吸い込むことによって、前記上部チャンバ内のほぼ垂直の気流とほぼ水平の気流との組み合わせによって乱気流を生成し、これにより前記穀粒粒子を流動化し、前記篩の開口部の閉塞を防ぐ、ステップと、
d)前記真空吸引下で前記篩を通して前記第1出口ポートを介して前記下部チャンバから微細穀粒粒子を吸い出し、これにより微細穀粒粒子画分の収集を可能にする、ステップと、
を含む、方法。 - 前記篩い分け装置は、前記上部チャンバ内への高圧気流を前記篩表面より上で水平にパルス化するための、前記上部チャンバの側壁に設置されたノズルをさらに含む、請求項33記載の方法。
- 前記篩い分け装置は、前記上部チャンバの第2出口ポートをさらに含み、前記方法は、前記ステップd)の動作を停止し、前記真空吸引下で前記第2出口ポートを介して粗穀粒粒子を前記上方チャンバから吸い出し、これにより粗穀粒粒子画分の収集を可能にするステップをさらに含む、請求項33または34記載の方法。
- 前記ステップd)の動作を停止する前記ステップは、前記第1出口ポートに接続された真空導管内の第1の開いた弁を閉じることによって、および前記第2出口ポートに接続された真空導管内の閉じた第2の弁を開くことによって達成される、請求項33〜35のいずれか一項に記載の方法。
- 前記製粉した穀粒製品は大麦またはオート麦穀粒であり、前記方法は、前記粗穀粒画分のベータグルカンを増強する、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、総食物繊維含有量が300%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、総食物繊維含有量が200%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、総食物繊維含有量が100%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、総食物繊維含有量が50%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、総食物繊維含有量が10%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、水溶性食物繊維含有量が300%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、水溶性食物繊維含有量が250%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、水溶性食物繊維含有量が200%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、水溶性食物繊維含有量が150%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、水溶性食物繊維含有量が100%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、水溶性食物繊維含有量が50%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、デンプン含有量が50%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、デンプン含有量が40%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、デンプン含有量が30%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、デンプン含有量が20%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、タンパク質含有量が50%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、タンパク質含有量が40%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、タンパク質含有量が30%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、タンパク質含有量が20%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、タンパク質含有量が10%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細穀粒粒子画分は、未分別の製粉された穀粒製品と比較して、タンパク質含有量が5%超増加している、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粗画分は、デンプンが大幅に少ない、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ベータグルカンは、1−3および1−4結合の禾穀類ベータグルカンである、請求項37記載の方法。
- 前記製粉した穀粒製品は襖であり、前記粗画分は、未分別の襖と比較してアラビノキシランが増強される、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記製粉した穀粒製品はオート麦であり、前記粗画分は、未分別のオート麦と比較してベータグルカンが増強される、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記製粉した穀粒製品は大麦であり、前記粗画分は、未分別の大麦と比較してベータグルカンが増強される、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記製粉した穀粒製品はオイルシードミールであり、前記微細画分は、未分別のオイルシードミールと比較して繊維が減少する、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記製粉した穀粒製品は可溶分を含む乾燥蒸留穀物(DDGS)であり、前記微細画分は、未分別のDDGSと比較してタンパク質が増強される、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記製粉した穀粒製品は豆粉またはキャノーラミールであり、前記粗画分は、未分別の豆粉またはキャノーラミールと比較して総食物繊維が増強される、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記製粉した穀粒製品は豆粉であり、前記微細画分は未分別の小麦粉と比較してデンプンが増強される、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記製粉した穀粒製品は、ステップa)〜d)を行う前に脱脂される粉またはミールである、請求項33〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ベータグルカン含有量の増強は、300%より大きい、請求項63記載の方法。
- 総食物繊維は、300%超増強される、請求項66記載の方法。
- 前記粗画分は、総食物繊維が200%を超増強される、請求項66記載の方法。
- デバイスの上部チャンバと下部チャンバとの間で真空吸引を交互に行うための一対の弁と、収集容器から粗粒子および微粒子を連続的に空けるのを促進するためのエアロック弁とをさらに含む、請求項21記載のシステム。
- 前記一対の弁の操作のための自動化された弁開閉シーケンサをさらに含む、請求項72記載の方法。
- 製粉した大麦およびオート麦製品からのベータグルカンが増強された粗画分の生産のための、請求項21〜32、72および73のいずれか一項に記載のシステムの使用法。
- 製粉したキャノーラミールからの繊維が減少したキャノーラミールの生産のための、請求項21〜32、72および73のいずれか一項に記載のシステムの使用法。
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