NL8900098A

NL8900098A -

Info

Publication number: NL8900098A
Application number: NL8900098A
Authority: NL
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1990-08-16
Also published as: ZA897792B; IL91990A0; KR900011405A; MA21723A1; EP0379232A1; DD299414A5; PH25950A; HU900153D0; YU225989A; RU1833393C; CN1044234A; PT92867A; HUT56741A; JPH02232201A

Description

Werkwijze voor het weken van maïs alsmede een werkwijze en inrichting voor het verwerken van mals»

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het weken van mals waarbij maïskorrels in één of meer vaten in aanraking worden gebracht met zwaveldioxyde bevattende weekvloeistof bij een temperatuur van 40 tot 55°C. Bij de bereiding van maïszetmeel onderwerpt men van breukmaïs en verontreinigingen ontdane maïs gewoonlijk eerst aan een langdurige weekbehandeling in een waterige oplossing van zwaveldioxyde en/of melkzuur teneinde deze korrels voor te bereiden op het daarna volgende malen en afscheiden van zetmeel. Tijdens deze weekbehandeling extraheert de waterige oplossing oplosbare stoffen uit de maïskorrels. Het aldus verkregen lichte weekwater kan worden gebruikt als voeding voor microbiële fermentaties of in geconcentreerde vorm als een component van diervoeding.

De weekbehandeling wordt gewoonlijk in vertikale reactievaten uitgevoerd door deze vaten te vullen met een lading maïs, een hoeveelheid weekvloeistof toe te voegen en stoom toe te passen teneinde de temperatuur op ongeveer 50°C te houden. Na voltooiing van de behandeling wordt het lichte weekwater afgevoerd en wordt de maïs uit het vat verwijderd en aan een maalinrichting toegevoerd.

In de praktijk wordt een aantal reactievaten, bijvoorbeeld 6 tot 10 of meer, naast elkaar geplaatst en na elkaar gevuld met een lading maïs. Op deze wijze heeft de maïs in het eerst gevulde vat reeds een tamelijk lange weekbehandeling ondergaan op het tijdstip dat het laatste vat wordt gevuld.

De weekvloeistof wordt vervolgens door al deze in serie geplaatste vaten gevoerd, waarbij de vloeistof eerst in het vat komt waarin de maïs reeds een lange weekbehandeling heeft ondergaan, dan naar een vat stroomt waarin de maïs een kortere weekbehandeling heeft ondergaan, enzovoort, en tenslotte in het vat komt dat met verse maïs is gevuld. In elk van deze vaten zal de weekvloeistof oplosbare stoffen uit de maïs extraheren zodat het lichte weekwater geleidelijk steeds meer geconcentreerd zal raken wat betreft oplosbare componenten.

Terwijl het maïs nat-maalproces ("corn wet milling process") dat volgt op het weekproces een continu proces is, is het weken statisch, semi-continu en derhalve tijdrovend en inefficiënt. De week-tijd varieert van 32 tot 60 uur afhankelijk van de maïskwaliteit.

In het huidige conventionele weéksysteem is de richting van de vloeistofstroom van boven naar beneden. De maïs zit in de vaten en elke korrel is voor meer dan 65% bedekt door andere maïskorrels. Alle maïskorrels blijven stationair tijdens de gehele week-béhandeling, waardoor de onregelmatigheid van de vloeistofstroom rond de maïskorrels zal worden vergroot. Tijdens de weekbehandeling zwellen de korrels door absorptie van water. In een groot weekvatlij kt de maïs echter niet in volume toe te nemen omdat het gewicht van de korrels ervoor zorgt dat de zwellende korrels de onregelmatige ruimten tussen de korrels opvullen. Wanneer deze ruimten kleiner worden neemt de snelheid van de vloeistof rond de korrels nog meer af evenals de massaoverdracht. De doelmatigheid van de weekbehandeling neemt dan ook af met de tijd.

Veel pogingen zijn gedaan om de weektijd te verminderen. Kempf, Die Stdrke, J23 (1971) Nr. 3, blz. 89-95, vermeldtdat bij laboratoriumproeven is gevonden dat bij een mechanische beweging van maïs in vergelijking met de conventionele werkwijze voor het weken van maïs gelijke zetmeelopbrengsten kunnen worden verkregen bij een kortere weektijd van ongeveer 30 uur onder handhaving van gelijke kwaliteit van het verkregen zetmeel. De kwantitatieve en kwalitatieve resultaten zijn echter slechts vergelijkbaar met die welke worden verkregen na conventioneel weken met nauwelijks verminderde weektij-den.

Hassanean, Die Stdrke, 38 (1968) Nr. 12, blz. 417-419, weekte maïskorrels in het laboratorium onder toepassing van twee methoden. De eerste methode was het gebruikelijke teganstroomsysteem gedurende 50 uur als controle. De tweede methode was het tegenstroomsysteem onder roeren met lage snelheid (150 omwentelingen per minuut) gedurende 10 uur. De weekvloeistof tijdens de eerste 5 uur was een gebruikte zwavelig^zuuroplossing en bij de tweede 5 uur een verse SO^-oplossing. De resultaten laten zien, dat het vochtgehalte en het proteïnegehalte van intacte korrels na beide weekbehandelingen gelijk zijn en dat ook de zetmeelopbrengsten nagenoeg gelijk zijn.

Het veranderen van de weekvloeistof zal echter bij toepassing op industriële schaal problemen veroorzaken. Voorts wordt in dit artikel vermeld dat in een fabriek deweektijd kon worden verminderd tot 25 uur door toepassing van het tegenstroomsysteem onder rondstroming van maïskorrels en weekvloeistof.

Het roeren of mechanisch bewegen dat in de bovenstaande literatuurplaatsen wordt voorgesteld kost zeer veel energie en is moeilijk uit te voeren op grote industriële schaal.

De uitvinding heeft tot doel te voorzien in een werkwijze voor het weken van maïs die kan worden uitgevoerd zonder technische moeilijkheden in een korte periode.

De uitvinding voorziet in een werkwijze voor het weken van maïs zoals in de aanhef is omschreven, daardoor gekenmerkt, dat men het weken uitvoert in een wervelbed gevormd door maïskorrels en de weekvloeistof. De fluïdisatie blijkt een verbetering te geven in massaoverdracht, wat leidt tot eenweektijd van slechts 12 uur. Evenals in de bekende techniek kan de werkwijze volgens de uitvinding worden uitgevoerd in een vat, waarbij men de weekvloeistof door het vat laat recirculeren door deze continu aan de bovenkant van het vat af te voeren en aan de onderkant van het vat toe te voeren.

Ook kan de werkwijze volgens de uitvinding in een aantal vaten in serie worden uitgevoerd, waarbij men de weekvloeistof in tegenstroom door de vaten leidt door deze continu aan de bovenkant van een vat af te voeren en aan de onderkant van een volgend vat toe te voeren.

Voor het verkrijgen van een goede fluïdisatie is een mini- -3 -1 male fluïdisatiesnelheid van 20.10 m.s. nodig. Bij voorkeur be- -3 -3 -1 draagt de fluïdisatiesnelheid 20.10 tot 100.10 m.s. , in het -3 -1 bijzonder 60.10 m.s. . Ook kunnen de fluïdisatievoorwaarden worden uitgedrukt als stromingspercentage per tijdseenheid van de beschikbare weekvloeistof.

Dit stromingspercentage kan variëren van 10 tot 100% per uur. De beste resultaten in het laboratorium zijn verkregen onder toepassing van een stromingspercentage van 12% per uur, waarbij de andere variabelen van het weekproces gelijk zijn aan die van de bekende techniek, dat is een temperatuur van 50°C en een SO^-gehalte van 0,2%. Onder toepassing van de bovengenoemde omstandigheden kon de weektijd worden verkort tot 12 uur, dat is 25% van de weektijd onder conventionele omstandigheden, onder handhaving van: - vochtopname van de maïs, - scheidbaarheid in verschillende componenten (vezels, kiemen, gluten en zetmeel) volgens de bekende Pelshenke en Lindemann methode, - kwaliteit van de verschillende produkten.

Het uitoefenen van druk bleek geen invloed te hebben op de werkwijze volgens de uitvinding. Bij voorkeur wordt de werkwijze derhalve bij atmosferische druk uitgevoerd.

Het toevoegen van enzymen die bepaalde malscomponenten afbreken aan de weekvloeistof bleek wel een gunstige invloed te hebben. De bovengenoemde enzymen zijn met name fytine afbrekende enzymen en cellulases.

Op basis van laboratoriumproeven wordt aangenomen dat bij behandeling van US Yellow Nr. 2 mals of een soortgelijke maïssoort die minder dan één jaar oud is, en/of bij toevoeging van fytine afbrekende enzymen of andere enzymen aan de weekvloeistof een weektijd van 8 tot 10 uur of minder voldoende zal zijn.

De uitvinding voorziet voorts in een werkwijze voor het verwerken van mals, waarbij men achtereenvolgens a) maïskorrels weekt in warm water dat zwaveldioxyde bevat in een wervelbed gevormd door maïskorrels en weekvloeistof, b) de weekvloeistof scheidt van de korrels en concentreert, c) de korrels grof maalt, en kiemen afscheidt en ontwatert, d) de korrels fijnmaalt, vezels afscheidt van zetmeel en proteïne, en de vezelfraktie ontwatert, en e) zetmeel en proteïne van elkaar scheidt, de proteïne-fraktie concentreert en de zetmeelfraktie droogt en/of converteert.

De uitvinding voorziet voorts in een inrichting voor het verwerken van mals, in hoofdzaak bestaande uit een weekinrichting bestaande uit een reactievat of een aantal in serie geschakelde vaten, welke weekinrichting is gekoppeld aan installaties waarin de verschillende malsfrakties zoals vezels, zetmeel en proteïne van elkaar worden gescheiden, met het kenmerk, dat het vat of de vaten wervelbedreactoren zijn.

De voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting voor het weken in een wervelbed (Fluidized Bed Steeping) is een cylindervormig vat dat drie secties omvat, te weten: - een onderste sectie die een conische vorm heeft en die voorzien is van organen voor het gelijkmatig verdelen van de vloeistof stroom over de gehele oppervlakte, - een middensectie die het wervelbed van maïskorrels bevat en die voorzien is van organen welke dienen om te voorko men dat de maïskorrels in de bovenste sectie komen, - een bovenste sectie met organen voor het afvoeren van de weekvloeistof.

De ongeweekte mals wordt aan de middelste sectie toegevoerd, en de geweekte mals wordt uit deze sectie of uit de onderste sectie afgevoerd.

Voorbeeld

In dit voorbeeld werd Franse Zuid-West maïs gebruikt -1 met een stortgewicht van 763 g.l. , en een vochtgehalte van 12,95%. De analytische samenstelling in percentage droge stof is: zetmeel 71,13%, proteïne 9,67%, vet 4,82%, anorganische as 1,27% en oplosbare stoffen 4,23%.

Op laboratoriumschaal werden 2 proeven uitgevoerd: A. 48 uur conventioneel weken B. 12 uur weken in een wervelbed met een stromingspercen-tage van 12% per uur.

Na het weken werden de maïskorrels volgens de standaard Pelshenke en Lindemann methode geanalyseerd. . Het SO^-gehalte was bij beide proeven 0,2%. De temperatuur was bij proef A 50°C en bij proef B 47-49°C. De resultaten worden in de volgende Tabel vermeld.

Tabel

Opbrengst in gew.% droge stof

Proef A B

droge stofgehalte in weekvloeistof 4,47 4,94 kiemen (vetgehalten) 7,79 (43,96) 7,90 (44,27) vezels (gebonden zetmeelgehalte) 10,42 (16,36) 10,12 (15,14) zetmeel (proteïnegehalte) 66,88 (0,83) 66,08 (1,10) gluten (proteïnegehalte) 7,10 (51,49) 8,95 (49,13) droge stofgéhalte in bovenstaande 2,78 1,78 vloeistof opbrengstpercentage droge stof 99,45 99,77 zetmeelopbrengst 94,0 92,9 vochtgehalte na weken 43,26 40,78

Zoals uit de Tabel blijkt liggen de waarden verkregen bij het conventionele proces en bij de werkwijze volgens de uitvinding zeer dicht bij elkaar.

Claims

1. Werkwijze voor het weken van mals, waarbij men maïskorrels in één of meer vaten in aanraking brengt met zwaveldioxyde bevattende weekvloeistof bij een temperatuur van 40-55°C, met het kenmerk, dat men het weken uitvoert in een wervelbed gevormd door maïskorrels en de weekvloeistof.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men weekt in één vat waarbij men de weekvloeistof door het vat laat recir-culeren door deze continu aan de bovenkant van het vat af te voeren en aan de onderkant van het vat toe te voeren.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men weekt in een aantal vaten in serie waarbij men de weekvloeistof in tegenstroom door de vaten leidt door deze continu aan de bovenkant van een vat af te voeren en aan de onderkant van een volgend vat toe te voeren.

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, -3 -3 -1 met het kenmerk, dat de fluïdisatiesnelheid 20.10 -100.10 m.s. bedraagt.

5. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de weekvloeistof bovendien één of meer enzymen bevat die maiscomponenten afbreken.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de weekvloeistof één of meer fytine afbrekende enzymen en/of cellulases bevat.

7. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat men het weken uitvoert onder atmosferische druk.

8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men het weken uitvoert gedurende 8-20 uur.

9. Werkwijze voor het verwerken van maïs, waarbij men achtereenvolgens a) maïskorrels weekt in warm water dat zwaveldioxyde bevat, b) de weekvloeistof scheidt van de korrels en concentreert, c) de korrels grof maalt, en kiemen afscheidt en ontwatert, d) de korrels fijn maalt, vezels afscheidt van zetmeel en proteïne, en de vezelfraktie ontwatert, en e) zetmeel en proteïne van elkaar scheidt, de proteïnefrak-tie concentreert, en de zetmeelfraktie droogt en/of converteert, met het kenmerk, dat men het weken in stap a) uitvoert volgens één van de voorgaande conclusies.

10. Inrichting voor het verwerken van maïs, in hoofdzaak bestaande uit een weekinrichting bestaande uit een reactievat of een aantal in serie geschakelde reactievaten, welke weekinrichting is gekoppeld aan installaties waarin de vezel-, zetmeel- en proteïne-frakties van elkaar worden gescheiden, met het kenmerk, dat het vat of de vaten wervelbedreactoren zijn.