Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdzielania glutenu i skrobi, zwlaszcza w pszennej mace.Znany sposób Martina rozdzielania glutenu i skrobi w pszennej mace polega na tym, ze z maki i wody wytwarza sie ciasto, z którego ekstrahuje sie skrobie przez wymywanie woda.Znane sa tez sposoby rozdzielania skrobi i glutenu w swobodnie plynnych mieszaninach pszennej maki z woda.Tak zwany ciagly proces rzadkiego ciasta, opisany przez J.W. Knight w The Chemistry of Wheat Starch and Gluten and their Conversion Products, (1965) str. 27—30, polega na tym, ze w mieszalniku do pracy ciaglej wytwarza sie z pszennej maki i wody rzadkie, swobodne plynne ciasto i po utrzymywaniu go w ciagu okreslonego czasu w mieszalniku wymy¬ wa sie skrobie od glutenu wprowadzajac rzadkie cias¬ to do pompy, do której równoczesnie doprowadza sie wode sluzaca do wymywania. Gluten wyosobnia sie przez odsiewanie.Zgodnie z wariantem metody „Fesca", opisanym w Journal of Food Science, 36 (1971), strony 649— 652, homogeniczna mieszanine pszennej maki 7 woda rozdziela sie przez odwirowywanie na frakcje zawie¬ rajaca skrobie i ciekly koncentrat proteinowy. Glu¬ tenu nie wyosobnil sie, lecz suszy koncentrat w calosci.W uzupelnieniu do tej metody, gluten mozna wyosob¬ nic z koncentratu proteinowego przez aglomeracje w odpowiedniej temperaturze i silne mieszanie w cia¬ gu pewnego okresu czasu, a nastepnie oddzielanie 10 15 20 25 30 zaglomerowanego glutenu w sposób znany z bry¬ tyjskiego opisu patentowego nr 1397370.Wszystkie te znane procesy sa prowadzone w kil¬ ku stadiach, takich jak aglomerowanie, wymywanie i rozdzielanie, przy czym kazdy z tych zabiegów wy¬ maga stosowania specjalnego urzadzenia. Poza tym, nie wszystkie rodzaje maki pszennej nadaja sie do prze¬ robu tymi metodami.Wad tych nie ma proces prowadzony sposobem wedlug wynalazku, umozliwiajacy rozdzielanie w jed¬ nym tylko zabiegu pszenicznego glutenu i pszenicz¬ nej skrobi w mace pszennej, w mace pszennej razowej lub w platkach pszenicznych. Zgodnie z wynalazkiem proces rozdzielania prowadzi sie w urzadzeniu hydro- cyklonowym, do którego pompuje sie mieszanine maki lub platków pszennych z woda.W hydrocyklonie gluten zawarty w produkcie wyjs¬ ciowym ulega aglomeracji i w tym samym etapie pro¬ cesu mieszanina zostaje rozdzielona na frakcje górna zawierajaca zaglomerowany gluten oraz frakcje dol¬ na, zawierajaca glówna mase skrobi. Po odprowadze¬ niu frakcji górnej oddziela sie z niej gluten, a 2 frak¬ cji dolnej oddziela sie skrobie.Stosowanie hydrocyklonów do rozdzielania niejed¬ norodnych mieszanin cieklych, w tym równiez w prze¬ mysle spozywczym, jest wprawdzie znane, ale z pu¬ blikacji takich jak np. ,jChemistry and industry of starch", R.W. Kerr, wydanie H, str. 99. (1959) oraz „Kirk-Othmer encyklopedia of chemical technology", 124 885124 885 3 tom 3, str. 601, wiersze 1—14 (1949), wiadomo, ze gluten *pszeniczny wyróznia sie wsród glutenów z in¬ nych zbóz tym,*z<| w obecnosci duzych ilosci wody staje &ie sluzowata' masa. Zgodnie z tym nie mozna bylo joczekiwac, ze mozliwe bedzie stosowanie hydro¬ cyklonów * do* skutecznego oddzielania pszenicznego glutetm—aol pszenicznej fekrobi, gdyz nalezalo przy¬ puszczac, ze w mieszaninie dajacej sie pompowac, a wiec zawierajacej stosunkowo duzo wody, gluten w postaci sluzowatej masy bedzie blokowal hydro- cyklon, uniemozliwiajac jego dzialanie.O nieoczywistosci rozwiazania wedlug wynalazku swiadcza równiez informacje zawarte w opisie paten¬ towym St. Zjednocz. Am. nr 3901725, omawiajacym sposoby rozdzielania za pomoca hydrocyklonu zawie¬ siny ziaren skrobi ze zbóz w zaleznosci od ich wielkos¬ ci. W opisie tym, kolumna 6, wiersz 64 — kolumna 7, wiersz 3, podano wyraznie, ze w przypadku maki pszennej proces ten przebiega skutecznie tylko wtedy, gdy produkt wyjsciowy nie zawiera wlókien ani glu¬ tenu.Sposób wedlug wynalazku daje powazne korzysci techniczne, gdyz umozliwia otrzymywanie glutenu pszennego z róznych rodzajów maki pszennej lub platków, jest procesem jednostadiowym i wymaga stosowania wody w ilosciach mniejszych niz w wielu procesach znanych. Ilosc stosowanej wody zalezy od rodzaju produktu wyjsciowego i w przypadku zwyklej maki pszennej korzystnie stosuje sie 1,5 czesci wago¬ wych wody na 1 czesc wagowa maki.W celu uproszczenia, ponizej opisano szczególowo wynalazek w odniesieniu do zwyklej maki pszennej.Zgodnie z wynalazkiem, pszenna make miesza sie z woda uzyta w ilosci dostatecznej do calkowitego uwodnienia maki i otrzymania rzadkiego ciasta da¬ jacego sie pompowac. Na 1 tone maki stosuje sie oko¬ lo 1,5 tony wody. Mieszanie mozna prowadzic w do¬ wolnym, odpowiednim urzadzeniu i przetrzymywanie wytworzonego rzadkiego ciasta w ciagu dluzszego okresu czasu nie jest konieczne.Dostosowywanie naturalnej wartosci pH rzadkiego ciasta lub dodawanie srodków chemicznych, np. ula¬ twiajacych uwadnianie glutenu, nie jest konieczne, ale w specjalnych przypadkach moze byc stosowane, Otrzymane rzadkie ciasto, bez jakiejkolwiek dalszej obróbki, wprowadza sie do urzadzenia hydrocyklono- wego, w którym zachodzi samorzutna aglomeracja glutenu, z którego powstaja nitki i grudki. Fakt, ze gluten aglomeruje w hydrocyklonie jest calkowicie nieoczekiwany. Jest tez rzecza zupelnie nieoczekiwa¬ na, ze aglomeraty glutenu, majace niekiedy dlugosc kilku centymetrów, mie maja wplywu na prace hy¬ drocyklonu, nie powoduja jego blokowania ani zaty¬ kania, a daja sie latwo oddzielac od frakcji górnej przez odsiewanie.- W urzadzeniu hydrocyklonowym frakcje ciezka oddziela sie od rzadkiego ciasta i odprowadza z urza¬ dzenia przez spust. Frakcja ta zawiera glówna mase skrobi pierwszego gatunku, tak zwanej skrobi A. Wod¬ na mieszanine skrobi i wlókna poddaje sie nastepnie klasyfikowaniu, w celu oddzielenia skrobi od wlókna.W celu umozliwienia wytwarzania skrobi o jeszcze wyzszym stopniu czystosci, urzadzenie hydrocyklo- nowe moze obejmowac równiez sekcje hydrocyklono- 4 wego plukania i swieza wode doprowadza sie do ostat¬ niego stopnia tej 6ekcji. Mozna tez stosowac inne spo¬ soby oczyszczania, np. plukanie woda w separatorach- lub wirówkach. Zawiesine czystej skrobi mozna nas- 5 tepnie stezac, odwadniac i suszyc.Górna frakcja oddzielona w urzadzeniu hydrocyklo¬ nowym zawiera oprócz zaglomerowancgo glutenu pozostale skladniki pszennej maki, mianowicie skro¬ bie drugiego gatunku, zwana skrobia B i reszte wlók- 10 na oraz substancje rozpuszczone. Zaglomerowany glu¬ ten oddziela sie od górnej frakcji odprowadzonej z urza¬ dzenia hydrocyklonowego i suszy. Do oddzielania nie sa konieczne specjalne 6ita i mozna stosowac sito zwykle, o otworach 0,3—2,0 mm, poniewaz oddzielanie za- 15 chodzi latwo.Proces oddzielania mozna prowadzic w obrotowej pluczce, w której plukano gluten i w której podczas plukania zachodzi dalej aglomeracja, przy czym otrzy¬ muje sie gluten w postaci sztywnych brylek. 20 Ciecz przeplywajaca przez sito zawiera skrobie drugiego gatunku i substancje rozpuszczalne w wodzie.Skrobie oddziela sie np. przez odwirowywanie lub dekantacje, przy czym jezeli frakcja górna zawiera równiez nieco skrobi pierwszego gatunku, to te mozna 25 wyosobnic po oddzieleniu glutenu, przepuszczajac ciecz z f.ita przez szereg hydrocyklonów. Dolna Frak¬ cje z tych hydrocyklonów, zawierajaca skrobie pierw¬ szego gatunku, zawraca sie do sekcji plukania urzadze¬ nia hydrocyklonowego, a sekcja górna zawiera juz 30 tylko skrobie drugiego gatunku i substancje rozpusz¬ czalne.W celu uzyskania lepszego rozdzielania skrobi i proteiny, przy stosowaniu sposobu wedlug wynalaz¬ ku w praktyce korzystnie jest zawracac z urzadzenia 5 hydrocykftfcrowego czesc frakcji nie zawierajacej glu¬ tenu do wytwarzania rzadkiego ciasta. To zawraca^ nie, w polaczeniu ze stosowaniem odpowiedniej licz¬ by stopni hydrocyklonowych dla ; przeciwpradowego^ plukania, umozliwia zmniejszenie zuzycia wody do* 4 mniej niz 3 m3 na 1 tone pszennej maki.Skutecznosc procesu rozdzielania wedlug wynalaz¬ ku mozna jeszcze bardziej zwiekszyc podwyzszajac temperature w hydrocyklonach powyzej 30 °C, ko— AB rzystnie do 30—50 °C. Jezeli, jak wyzej podano, czesc 45 frakcji górnej zawraca sie, to powoduje to pewne pod¬ wyzszenie temperatury, a w celu dalszego jdj podwyz-* szania mozna do urzadzenia hydrocyklonowego wpro¬ wadzic swieza wode uprzednio ogrzana lub pare wod- 50 D«- .Proces wedlug wynalazku mozna prowadzic w wie* lostopniowym urzadzeniu hydrocyklonowym, np. w stosowanym w przemysle skrobi kukurydzianej. Nie jest konieczne stosowanie urzadzen o specjalnej kon- g strukcji i mozna np. stosowac wielostopniowe urzadze-: nie hydrocyklonowe, majace 3 stopnie do klarowania frakcji górnej i wielostopniowa, zawierajaca okolo 9 stopni, sekcje do plukania w przeciwpradzie z do¬ prowadzaniem swiezej wody. Stopnie hydrocyklonu moga stanowic jeden lub wieksza liczbe multihydro- cyklonÓw, np. opisanych w dunskim zgloszeniu pa-- tentowym nr 75, 02097.Stopnie hydrocyklonu mozan laczyc w szeregi róz¬ nymi sposobami, np. jak podano w czasopismie Die. 65 Starke, 15 (1963), str. 371—373.124 885 5 Przykladem urzadzenia hydrocyklonowego, które moze byc korzystnie stosowane zgodnie z wynalaz¬ kiem jest urzadzenie omówione w opisie patentowym St. Zjedn. Am. nr 3890888.Wszystkie hydrocyklony w urzadzeniu maja korzyst¬ nie srednice czesci walcowej 10—15 mm, a spadek cisnienia w hydrocyklonach wynosi okolo 3000—6000 hPa.Na rysunku przedstawiono schemat przykladu urzadzenia do stosowania procesu wedlug wynalazku i w przykladzie ilustrowano wynalazek w odniesieniu do tego rysunku.Przyklad. Pszenna make z zasobnika A mie¬ sza sie w mieszalniku B z przepuszczona przez sito frakcja górna z hydrocyklonowego urzadzenia D i/albo z swieza woda tak, aby otrzymac rzadkie ciasto, da¬ jace sie pompowac. Stosunek wagowy maki do za¬ wróconej frakcji i/albo swiezej wody wynosi okolo 1:1,5. Rzadkie ciasto pompuje sie do urzadzenia hy¬ drocyklonowego D za pomoca ompy C. Hydrocy- klonowe urzadzenie D sklada sie z 12 stopni hydro- cyklonowych, z których 3 górne stanowia stopnie klarowania Dt, a pozostale 9 stanowi stopnie pluka¬ nia D2. Rzadkie ciasto zmieszane z dolna frakcja otrzy¬ mana w stopniach klarowania i górna frakcje ze stop¬ ni plukania wprowadza sie za pomoca pompy E do pierwszego stopnia plukania D2, w którym zostaje ono podzielone na górna frakcje zawierajaca: lzejsze skladniki i frakcje dolna, zawierajaca skladniki ciezsze.Podzial taki nastepuje i we wszystkich dalszych stop¬ niach plukania D2.Swieza wode do plukania, majaca temperature 40 °C, wprowadza sie do przewodu zasilajacego ostatni sto¬ pien plukania. Ze stopnia tego odprowadza sie wodna zawiesine skrobi zawierajaca wlókno i kieruje ja na sito F, z którego czysta zawiesine skrobi, nie zawiera¬ jaca wlókna, odprowadza sie przewodem IV, steza i w znany sposób wyosobnia skrobie na filtrze próz¬ niowym, a nastepnie suszy. Zawartosc proteiny w skro¬ bi wynosi 0,3% wagowych w przeliczeniu na sucha mase. Oddzielone wlókno odprowadza sie przewo¬ dem III.Górna frakcje z sekcji plukania D2, zawierajaca wo¬ de, gluten, male ziarna skrobi i substancje rozpuszczal¬ ne, kieruje sie za pomoca pompy G do trzystopniowej sekcji klarowania D±. Zaglomerowany gluten unoszo¬ ny w górnej frakcji z tej sekcji oddziela sie w obroto¬ wej 'pluczce H, zawierajacej sita o otworach 0,5 mm.Gluten odprowadza sie przewodem I i suszy, uzysku¬ jac produkt glutenowy, zawierajacy okolo 80% wa¬ gowych proteiny w przeliczeniu na sucha mase (wspól¬ czynnik 5,7).Frakcje przeplywajaca przez obrotowa pluczke glu¬ tenu H dzieli sie na dwie ciesci i jedna z nich stosu- 6 je do wytwarzania rzadkiego ciasta z pszennej maki, a druga odparowuje i suszy otrzymana skrobie dru- 5 giego gatunku.Srednica walcowat j czesci hydrocyklonów we wszyst¬ kich stopniach wynosi 10 mm. Spadek cisnienia w urza¬ dzeniu wynosi 3500 hPa. Na 1 tone pszennej maki do stopnia oczyszczania odprowadza 6ie okolo 2,5 m3 10 swiezej wody.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób rozdzielania pszenicznego glutenu i psze¬ nicznej skrobi, znamienny tym, ze make pszenna, 15 razowa make pszenna lub platki pszeniczne miesza sie z woda i pompuje do urzadzenia hydrocyklonowego, w którym gluten zawarty w produkcie wyjsciowym ulega aglomeracji i mieszanina zostaje rozdzielona na frakcje górna zawierajaca zaglomerowany gluten oraz 20 frakcje dolna zawierajaca glówna mase skrobi, przy czym aglomeracja glutenu i rozdzial na obie frakcje zachodzi w hydrocyklonie w toku jednego zabiegu, a nastepnie z frakcji górnej oddziela sie gluten i z frakcji dolnej oddziela sie skrobie. 25 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mieszanine pompuje sie do urzadzenia hydrocyklo¬ nowego, które obejmuje równiez sekcje plukania, do której wprowadza sie swieza wode w przeciwpradzie do pompowanej mieszaniny. 30 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc górnej frakcji, po usunieciu z niej glutenu, sto¬ suje sie do wytwarzania wyjsciowej mieszaniny. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze przed zawróceniem górnej frakcji usuwa sie z niej czesciowo lub calkowicie skrobie. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w urzadzeniu hydrocyklonowym utrzymuje sie tem¬ perature wyzsza niz 30°G. 40 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze w urzadzeniu hydrocyklonowym utrzymuje sie tem¬ perature 30—50 °C przez wprowadzanie swiezej wody uprzednio ogrzanej. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 45 proces prowadzi sie w hydrocyklonach, których czesci walcowate maja srednice 10—15 mm. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze spadek cisnienia w urzadzeniu hydrocyklonowym wy¬ nosi 3000—6000 hPa. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na 1 tone pszennej maki stosuje sie mniej niz 3 m3 swiezej wody. 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 55 1 czesc wagowa maki pszennej miesza sie z okolo 1,5 czesci wagowych wody.124 885 2 LDD Z-d 2, z. 612/1400/84/19, n. 80+20 egz.Cena 100 zl PL