WO2006074727A1 - Verfahren zur herstellung von mehl aus roggen und tritikalen und verwendung des mehls - Google Patents

Verfahren zur herstellung von mehl aus roggen und tritikalen und verwendung des mehls Download PDF

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WO2006074727A1
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grinding
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rye
coarse
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PCT/EP2005/011961
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Wolfgang Ranfft
Klaus Rautenberg
Kálmán TATRAI
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Frings Austria Gesellschaft M.B.H.
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    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
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    • B02C4/06—Crushing or disintegrating by roller mills with two or more rollers specially adapted for milling grain
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C9/00—Other milling methods or mills specially adapted for grain
    • B02C9/04—Systems or sequences of operations; Plant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of flour from rye and trithaly for further use, wherein the flour can preferably be used in non-food applications, for example for the biotechnological production of ethanol. Likewise, the flour can be used for the production of dietary supplements.
  • thermoplastically deformable materials for injection molding can be produced on the basis of rye flour.
  • these flours can be used to produce bioethanol.
  • rye flour based biopolymers which are prepared by gelatinization and plasticization with natural alcohols. These biopolymers should have similar properties as established polyethylene or polypropylene plastics.
  • the present invention is therefore based on the problem of avoiding the known disadvantages in the production of rye and Tritikalmehl. It should be prepared with the method rye and Tritikalmehl, which minimizes the use of known from the prior art disadvantages of rye and Tritikalmehl.
  • the production process is to serve for the depletion of undesirable substances in the rye and Tritikalmehlen, with only a small loss of starch should be permitted, while a quantitatively high throughput of rye and Tritikalen should be possible.
  • the process should be inexpensive and gentle.
  • the flour produced by the process should be particularly suitable for use in non-food application, especially the flours should be suitable for the biotechnological production of ethanol, the cost of preparatory steps, such as an enzymatic cellulose splitting prior to ethanol production, on a Minimum is to be reduced. Likewise, the flours should be suitable for the preparation of dietary supplements.
  • the inventive method is inexpensive and is used to produce flour from rye and / or Tritikalkörnem.
  • rye or triticale are processed. It is not necessary to preset a certain water content for the grains used.
  • gritty-type flours can be produced particularly gently with a high quantitative throughput without damaging the starch grains or the seedling, whereby the grain constituents remain bound in the grain matrix.
  • sticking and clumping of flour particles with one another and / or with shell components is avoided.
  • too high viscosities are avoided when introducing the flours according to the invention into aqueous solutions.
  • the shell structure remains largely intact, whereby it is present in a downward direction.
  • the method is used in particular for Abreichem unwanted components of rye or Tritikale, such as fructans, minerals, proteins and fiber, the loss of strength is minimal.
  • the flours produced by the process according to the invention are preferably suitable for further use in non-food applications.
  • Particularly preferred in this case is the use of gritty flours, ie flours which have not been ground too finely, in the biotechnological production of ethanol, the addition of splitting enzymes, for example expensive cellulose-cleaving enzymes, to reduce the unwanted constituents prior to the actual production of ethanol Reason for high levels of unwanted components can be minimized.
  • the flours can also be used for the preparation of dietary supplements. For example, gluten of starch in an aqueous solution can now be more easily separated by known methods, since the previously disturbing fibers were largely removed by the manufacturing process.
  • the method combines in an inventive manner a peeling step with one or more Vermahl suitse ⁇ , each unwanted components of the raw material, the rye and / or Tritikalkörner be discharged. This makes it possible to effectively and gently deplete the unwanted components.
  • peeling which is preferably carried out in a rotary mill, the grain is gently peeled in the range of 7.5 to 11, 5 wt .-% of the grains used.
  • the proportion of peelings depends in particular on the type of rye, the average grain sizes, the moisture content and the starch content of the rye.
  • coarse but not yet sufficiently undesirable components are depleted, which are predominantly contained in the shell fibers of the grain.
  • grinding flour are separated from the peeled grains and discarded.
  • the remaining, peeled grains are fed to a mill and ground into flour. This is where a second depletion of the unwanted constituents begins, with the addition of constituents additionally present in the shell fibers, in addition to those which are present, for example, in the aleurone layer.
  • a flour with Flour particles which have different particle sizes.
  • various mills for example hammer mills, can be used.
  • roller mill mills are used.
  • this coarse flour fraction is now separated, this coarse flour fraction preferably containing flour particles having a particle size in the range of 1,000 microns and larger. This coarse flour fraction again contains undesirable components.
  • known separation processes can be used, for example brushing and / or screening processes.
  • so-called Plansichter with sieves which have corresponding mesh sizes used to separate the coarse fraction.
  • the flour fraction remaining after the separation of the coarse fraction can be removed from the mill and used, for example, for the production of ethanol.
  • the coarse fraction may contain, in addition to the unwanted constituents, even greater amounts of starch. Therefore, further method steps are preferably carried out after the first grinding step.
  • the previously separated coarse flour fraction is again gently ground in the mill, which in turn flour is obtained, which contains flour particles with different particle sizes.
  • a coarse flour fraction is separated, which has flour particles with a particle size in the range of 1,000 microns and larger.
  • the remaining flour fraction can be removed again and combined with the previously removed remaining flour fraction.
  • the yield of starch can be increased by recovering the starch from the coarse flour fraction, wherein it should be ensured that the unwanted components do not also get back into the remaining flour due to excessive comminution of the flour particles they contain.
  • the remelting of the coarse flour fraction followed by separation of a remaining coarse flour fraction each to yield a residual flour fraction for subsequent use can be repeated several times. Preferably, a total of three to six, more preferably five grinding steps are carried out.
  • the level of starch in the coarse flour fraction decreases with each milling step, with the undesirable components remaining in and enriched in the coarse flour fraction.
  • the flour fractions remaining after each milling step can be combined with each other.
  • the coarse flour fraction separated after the last grinding step is discarded. It contains mostly unwanted components.
  • Their proportion based on the crude product used is in the range of 3 to 7.5 wt .-%, preferably in the range of 3 to 4 wt .-%.
  • flour particles which have a particle size in the range from 700 to 999 ⁇ m are additionally separated each time the coarse flour fraction is separated by appropriately adjusting the sieving process.
  • the flour fractions remaining in each case have flour particle sizes in the range up to approximately 699 ⁇ m for further use. Smaller particle sizes offer the advantage that when using the flours for ethanol production, the amylases used to cleave the starch molecules can work better.
  • the resulting flour fraction can have the following particle size distribution, for example:
  • a roller mill is used for the grinding, in this preferably paired grinding rollers are used, wherein the paired grinding rollers with respect to their direction of rotation are mutually opposite running.
  • the grinding parameters can be changed for each or selected grinding steps.
  • the following grinding parameters can be changed independently of one another: grinding gap, speed of the individual grinding rollers and the roller type.
  • one or more of the following parameters are changed in the following manner: reducing the grinding gap, increasing the speed of at least one of the counter-rotating grinding rollers, and / or changing the roller type, for example by increasing the number of corrugations or the orientation of the corrugations of two rollers to each other.
  • milling gaps in the range of 100-700 microns can be used.
  • the following settings can be made as the number of grinding steps increases: 1st step - 600 ⁇ m, 2nd step - 350 ⁇ m, 3rd step - 300 ⁇ m, 4th step - 250 ⁇ m, 5th step - 100 ⁇ m.
  • rolls having a number of corrugations in the range of 3-15 corrugations / cm may be used.
  • the following settings can be made as the number of grinding steps increases: 1st step - 5 corrugations / cm, 2nd step - 5 corrugations / cm, 3rd step - 10 corrugations / cm, 4th step - 10 Riffles / cm, 5th step - 10 ripples / cm.
  • the rollers can be rotated at different speeds.
  • the ratio i of the speeds of the rollers relative to each other is preferably in the range of 1.5 to 3.5. More preferably, the speed of one roller is kept constant during the grinding steps while the speed of the other roller is varied.
  • Plansichter are used to separate the coarse flour fraction, they preferably have mesh sizes in the range of 700 ⁇ m and larger or 1,000 ⁇ m and larger.
  • the process according to the invention can be coupled as an introductory process step with the biotechnological production of ethanol, wherein the flour fractions produced are fed to a fermenter and reacted therein with yeast, water and other additives.
  • 100 kg of rye were processed by means of a peeling mill and a roller mill.
  • a peeling step and five grinding steps were carried out, wherein the grinding flour was discarded after the peeling step.
  • the peeled rye was transferred to the roll mill and ground.
  • the coarse flour fractions were each separated with Plansichtern (mesh size> 710 microns) and ground repeatedly. The remaining flour fractions were collected and examined for their particle size distribution. The last coarse flour fraction was discarded.
  • the resulting final product which combines the fractions remaining after each milling step, had the following particle size distribution:

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehl aus Roggen- und/oder Tritikalkörnern, bei welchem mittels Schälen und Vermahlen unerwünschte Bestandteile im Mehl abgereichert werden, wobei das Verfahren die aufeinander folgenden Verfahrensschritte a) Schälen der Roggen- und/oder Tritikalkörner bis Abschälungen im Bereich von 7,5 - 11,5 Gew.-% der eingesetzten Körnern abgeschält sind, b) Abtrennen der Abschälungen, c) Vermahlen der verbleibenden Körner, wobei Mehl erhalten wird, welches Mehlpartikel mit verschiedenen Partikelgrößen enthält, d) Abtrennen einer groben Mehlfraktion aus dem Mehl, umfassend Mehlpartikel mit einer Partikelgröße im Bereich von 1.000 µm und größer, und e) Entnehmen der verbleibenden Mehlfraktion zur weiteren Verwendung, sowie die Verwendung der hergestellten Mehle umfasst.

Description

Verfahren zur Herstellung von Mehl aus Roggen und Tritikalen und Verwendung des Mehls
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehl aus Roggen und Tritikalen zur weiteren Verwendung, wobei das Mehl vorzugsweise in Non-Food Applikationen, beispielsweise zur biotechnologischen Herstellung von Ethanol verwendet werden kann. Ebenso kann das Mehl zur Erzeugung von Nahrungsergänzungsmitteln verwendet werden.
Auf Grund der weltweit zunehmenden Bedeutung von schnell nachwachsenden Rohstoffen bei der Suche nach ökologisch verträglichen Alternativen für Rohstoffe, vorzugsweise für so genannte Non-Food Applikationen, gewinnen Roggen und Tritikal-Züchtungen aus Roggen und Weizen mehr und mehr an Beachtung. Beispielsweise können auf der Basis von Roggenmehl thermoplastisch verformbare Werkstoffe für das Spritzgießen hergestellt werden. Auch können diese Mehle zur Erzeugung von Bioethanol verwendet werden. Ebenso sind Biopolymere auf Roggenmehlbasis bekannt, welche durch Gelatinierung und Plastifizierung mit natürlichen Alkoholen hergestellt werden. Diese Biopolymere sollen dabei ähnliche Eigenschaften wie etablierte Polyethylen- oder Polypropylen- Kunststoffe aufweisen.
Roggen und Tritikal-Züchtungen bieten den großen Vorteil auch auf Nährstoff armen, sandigen Böden zu gedeihen, auf denen im Gegensatz dazu andere Getreidesorten nicht oder nur mit hohem Aufwand kultivierbar sind.
Trotz dieser vorteilhaften Anspruchslosigkeit beim Anbau von Roggen und Tritikalen und der Vielzahl der Verwendungsmöglichkeiten konnte sich eine großindustrielle Nutzung für die obigen Verwendungsmöglichkeiten bisher nicht durchsetzen. Dieses liegt beispielsweise daran, dass einer wirtschaftlichen Bereitstellung von Roggen- und Tritikalmehl bzw. der darin überwiegend enthaltenden Stärke eine zu niedrige Ausbeute im Bereitstellungsprozess entgegensteht bzw. das herkömmlich, beispielsweise zur Brotherstellung, hergestellte Mehl nicht für die eingangs beschriebenen Verwendungen geeignet ist.
So ergeben sich bei der Herstellung der gewünschten Mehle einerseits dadurch Probleme, dass je nach der Art des Vermahlens die in Roggen und Tritikalen bestehende zähe und klebrige Komstruktur oftmals keine klare Abtrennung der Schalenbestandteile zulässt.
Andererseits ergeben sich auch bei der Verwendung von herkömmlich hergestellten Roggen- und Tritikalmehlen in den beschriebenen Non-Food- Applikation Probleme. So weisen beide Getreidesorten größere Mengen an unerwünschten Kornbestandteilen auf, die zur Schleimbildung oder durch Aufquellen zu hohen Viskositäten in den einzelnen nachgeschalteten Verweπdungsprozessen führen. Zu diesen unerwünschten Bestandteilen gehören insbesondere Ballaststoffe, wie Zellulose, welche sich zum größten Teil in den Schalen befinden, sowie Fruktane, Mineralstoffe und Proteine. Die genannten Probleme treten dann besonders stark auf, wenn Prozesswässer in den nachfolgenden Verwendungen benötigt werden, wie dieses beispielsweise bei der Verwendung der Mehle zur biotechnologischen Herstellung von Ethanol in Fermentem der Fall ist.
Die auftretenden Probleme müssen dann durch einen erhöhten apparativen Aufwand, beispielsweise stärkere Pumpsysteme, und/oder durch eine erhöhte Zugabe von Prozesswässern ausgeglichen werden. Gerade Letzteres führt jedoch auch zu erhöhten Folgekosten, da diese Prozesswässer wieder abgetrennt und gereinigt werden müssen. Üblicherweise werden Ballaststoffe, welche starke Quelleigenschaften haben, wie Zellulose, Hemizellulose und Lignin, daher vor der Ethanolherstellung beispielsweise mit Zellulose spaltenden Enzyme in weiteren Verfahrensschritten behandelt. Allerdings sind diese Enzyme sehr teuer und die entsprechenden Verfahrensschritte energie- und zeitaufwändig. Derartige Maßnahmen führen weiter zu Verteuerung des Herstellungsprozesses. Um die Ausbeute an Ethanol bei seiner biotechnologischen Herstellung zu erhöhen, beschreiben Wang et al. („Grain pearling and very high gravity (VHG) fermentation ..." (1999) Process Biochemistry, 34: 421-28), dass es für die Herstellung vorteilhaft ist, wenn die Roggen- und Tritikalkörner zuvor geschält werden, wobei die Schalenbestandteile teilweise entfernt werden. Dadurch wird der Stärkeanteil im geschälten Korn prozentual erhöht. Hierzu wird vorgeschlagen, die Körner zunächst zu befeuchten, wobei letztlich einen Wassergehalt von 12,5 Prozent im Korn eingestellt wird. Anschließend werden die Körner in einer Schälmühle 3 - 5 Mal geschliffen. Dabei wird jeweils eine feine Fraktion abgetrennt und die geschälten Kerne erneut geschält, wobei bei jedem Schälgang der Verlust an Stärke zunimmt. Die geschälten Kerne werden dann abschließend in einer Mühle gemahlen. Vor der Verwendung der Mehle zur Ethanolproduktion werden diese in Wasser dispergiert und die Dispersion mit Enzymen zur Zellulose- Spaltung und anderen Zusatzstoffen behandelt.
Der vorliegenden Erfindung liegt von daher das Problem zugrunde, die bekannten Nachteile bei der Herstellung von Roggen- und Tritikalmehl zu vermeiden. Dabei soll mit dem Verfahren Roggen- und Tritikalmehl hergestellt werden, welches bei ihrer Verwendung die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile von Roggen- und Tritikalmehl minimiert. Insbesondere soll das Herstellungsverfahren zur Abreicherung von unerwünschten Stoffen in den Roggen- und Tritikalmehlen dienen, wobei ein nur geringer Verlust an Stärke zulässig sein soll, wobei gleichzeitig ein mengenmäßig hoher Durchsatz an Roggen und Tritikalen möglich sein soll. Das Verfahren soll preiswert und schonend sein. Das mit dem Verfahren hergestellte Mehl soll sich insbesondere zur Verwendung in Non-Food-Applikation eignen, ganz besonders sollen die Mehle für die biotechnologische Herstellung von Ethanol geeignet sein, wobei der Aufwand für vorbereitende Verfahrensschritte, wie eine enzymatische Zellulosespaltung vor der Ethanolherstellung, auf ein Mindestmaß reduziert werden soll. Ebenso sollen die Mehle zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln geeignet sein.
Gelöst werden diese Probleme durch das Verfahren zur Herstellung von Mehlen aus Roggen und Tritikalen nach Anspruch 1 sowie durch die Verwendung der hergestellten Mehle nach den Ansprüchen 11 und 12. Das erfindungsgemäße Verfahren ist preiswert und dient zur Herstellung von Mehl aus Roggen- und/oder Tritikalkörnem. Vorzugsweise werden Roggen oder Tritikale verarbeitet. Dabei ist es nicht erforderlich bei den verwendeten Körnern einen bestimmten Wassergehalt voreinzustellen. Mit dem Verfahren können bei einem hohen mengenmäßigen Durchsatz griesartige Mehle besonders schonend hergestellt werden, ohne dass dabei die Stärkekörner oder der Keimling beschädigt werden, wobei die Korn-Bestandteile in der Korn-Matrix gebunden bleiben. Dadurch wird ein Verkleben und Verklumpen von Mehlpartikeln untereinander und/oder mit Schalenbestandteilen vermieden wird. Außerdem werden beim Einbringen der erfindungsgemäß hergestellten Mehle in wässrige Lösungen zu hohe Viskositäten vermieden.
Durch die schonende Vermahlung bleibt die Schalenstruktur weitest gehend erhalten, wodurch sie im nach hinein absiebbar vorliegt. Das Verfahren dient dabei insbesondere zum Abreichem unerwünschter Bestandteile des Roggen oder der Tritikale, wie Fruktane, Minerale, Proteine und Ballaststoffen, wobei der Verlust an Stärke minimal ist.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mehle eigenen sich vorzugsweise zur weiteren Verwendung in Non-Food-Applikationen. Besonders bevorzugt ist hierbei die Verwendung der griesartigen Mehle, d.h. Mehle, welche nicht zu fein gemahlen wurden, bei der biotechnologischen Herstellung von Ethanol, wobei der Zusatz von Spaltenzymen, beispielsweise teure Zellulose spaltenden Enzymen, zur Verringerung der unerwünschten Bestandteile vor der eigentlichen Ethanolherstellung, auf Grund der hohen Abreichung von unerwünschter Bestandteile auf ein Mindestmaß reduziert werden kann. Ebenso können die Mehle auch zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln verwendet werden. Beispielsweise kann durch bekannte Verfahren Gluten von Stärke in einer wässrigen Lösung nun leichter abgetrennt werden, da die zuvor störenden Ballaststoffe zum großen Teil durch das Herstellungsverfahren entfernt wurden. So ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, bei einer Ausschleusung eines kleinen Anteils von vorzugsweise 10 - 20 Gew.-% bezogen auf den eingesetzten Rohstoff einen Großteil der unerwünschten Bestandteile zu reduzieren, wobei eine Stärkeverlust nur im Bereich von zirka 3 bis 6 Gew.-% auftritt. Dabei können Ausbeuten von 80 - 90 Gew.-%, beispielsweise 85 Gew.-%, bezogen auf den eingesetzten Rohstoff erzielt werden. Eine Übersicht über die ungefähre prozentuale Abreichung bezogen auf den eingesetzten Rohstoff bei einer Ausschleusung von zirka 15 Gew.-% ist in Tab. 1 wiedergegeben.
Figure imgf000006_0001
Das Verfahren kombiniert in erfinderischer Weise einen Schälschritt mit einem oder mehreren Vermahlschritteπ, wobei jeweils unerwünschte Bestandteile des Rohstoffes, der Roggen- und/oder Tritikalkörner, ausgeschleust werden. Dadurch ist es möglich, die unerwünschten Bestandteile effektiv und schonend abzureichem.
Durch das Schälen, welches vorzugsweise in einer Schälmühle durchgeführt wird, werden am Korn vorsichtig Abschälungen im Bereich von 7,5 - 11 ,5 Gew.-% der eingesetzten Körner durchgeführt. Der Anteil der Abschälungen richtet sich dabei insbesondere nach der Roggenart, den durchschnittlichen Korngrößen, dem Feuchtegehalt und dem Stärkegehalt des Roggens. Im Schälschritt werden zunächst grob, jedoch noch nicht ausreichend unerwünschte Bestandteile abgereichert, welche in den Schalenfasern des Korn überwiegend enthalten sind. Nach dem Schälen werden die Abschälungen, das so genannte Schleifmehl, von den abgeschälten Körnern abgetrennt und verworfen.
Die verbleibenden, geschälten Körner werden einer Mühle zugeführt und zu Mehl vermählen. Hier beginnt eine zweite Abreicherung der unerwünschten Bestandteile, wobei nun neben denen in den Schalenfasern befindlichen Bestandteilen zusätzlich auch solche erfasst werden, welche sich beispielsweise in der Aleuronschicht befinden. Beim Vermählen entsteht ein Mehl mit Mehlpartikel, welche verschiedene Partikelgrößen aufweisen. Zum Vermählen können verschiedene Mühlen, beispielsweise Hammermühlen, verwendet werden. Vorzugsweise werden Walzenstuhlmühlen verwendet.
Aus dem entstandenen Mehl wird nun eine grobe Mehlfraktion abgetrennt, wobei diese grobe Mehlfraktion vorzugsweise Mehlpartikel mit einer Partikelgröße im Bereich von 1.000 μm und größer enthält. Diese grobe Mehlfraktion enthält wiederum unerwünschte Bestandteile.
Zum Abtrennen der groben Mehlfraktion können bekannte Trennverfahren verwendet werden, beispielsweise Bürsten und/oder Siebverfahren. Vorzugsweise werden so genannte Plansichter mit Sieben, welche entsprechenden Maschenweiten aufweisen, zum Abtrennen der groben Fraktion verwendet.
Die nach dem Abtrennen der groben Fraktion verbleibende Mehlfraktion kann der Mühle entnommen und beispielsweise für die Ethanolherstellung verwendet werden.
Je nach dem, auf weiche Art und Weise im ersten Vermahlschritt der Rohstoff gemahlt wurde, kann die grobe Fraktion neben den unerwünschten Bestandteilen auch noch größere Mengen an Stärke enthalten. Daher werden vorzugsweise weitere Verfahrensschritte nach dem ersten Vermahlschritt durchgeführt. Hierbei wird die zuvor abgetrennte grobe Mehlfraktion erneut vorsichtig in der Mühle vermählen, wobei wiederum Mehl erhalten wird, welches Mehlpartikel mit verschiedenen Partikelgrößen enthält.
Aus dem entstandenen Mehl wird wiederum eine grobe Mehlfraktion abgetrennt, welche Mehlpartikel mit einer Partikelgröße im Bereich von 1.000 μm und größer aufweist. Die verbleibende Mehlfraktion kann wieder entnommen und mit der zuvor entnommenen verbliebenen Mehlfraktion vereint werden. Dadurch kann die Ausbeute an Stärke durch Rückgewinnung der Stärke aus der groben Mehlfraktion erhöht werden, wobei darauf zu achten ist, dass die unerwünschten Bestandteile durch eine zu starke Zerkleinerung der sie enthaltenen Mehlpartikel nicht ebenfalls zurück in das verbleibende Mehl gelangen. Das erneute Vermählen der groben Mehlfraktion mit anschließender Abtrennung einer verbleibenden groben Mehlfraktion jeweils unter Gewinnung einer verbleibenden Mehlfraktion für die nachfolgende Verwendung kann mehrfach wiederholt werden. Vorzugsweise werden insgesamt drei bis sechs, besonders bevorzugt fünf Vermahlschritte durchgeführt. Idealerweise nimmt der Anteil der Stärke in der groben Mehlfraktion mit jedem Vermahlschritt ab, wobei die unerwünschten Bestandteile in der groben Mehlfraktion verbleiben und dort angereichert werden.
Die nach jedem Vermahlschritt verbliebenen Mehlfraktionen können miteinander vereint werden.
Die nach dem letzten Vermahlschritt abgetrennte grobe Mehlfraktion wird verworfen. Sie enthält überwiegend unerwünschte Bestandteile. Ihr Anteil bezogen auf das eingesetzte Rohprodukt liegt im Bereich von 3 - 7,5 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 3 - 4 Gew.-%.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden jeweils beim Abtrennen der groben Mehlfraktion durch entsprechendes Anpassen der Siebverfahren zusätzlich auch Mehlpartikel abgetrennt, welche eine Partikelgröße im Bereich von 700 - 999 μm aufweisen. Dadurch weisen die jeweils verbleibenden Mehlfraktionen zur weiteren Verwendung Mehlpartikelgrößen im Bereich bis zirka 699 μm auf. Kleinere Partikelgrößen bieten dabei den Vorteil, dass bei Verwendung der Mehle für die Ethanolherstellung die eingesetzten Amylasen zur Spaltung der Stärkemoleküle besser arbeiten können.
Werden mehrere Vermahlschritte, beispielsweise fünf Vermahlschritte, durchgeführt und die jeweils verbleibenden Mehlfraktionen nach Abtrennen der groben Mehlfraktion (Plansichter mit Maschenweiten >700 μm) vereint, kann die resultierende Mehlfraktion beispielsweise folgende Partikelgrößenverteilung aufweisen:
Figure imgf000009_0001
Wird zum Vermählen eine Walzenstuhlmühle verwendet, werden in dieser vorzugsweise paarweise angeordnete Mahlwalzen eingesetzt, wobei die paarweise angeordnete Mahlwalzen bezüglich ihres Drehsinns zueinander entgegengesetzt laufend sind.
Werden mehrere Vermahlschritte durchgeführt, können bei jedem oder bei ausgewählten Vermahlschritten die Mahlparameter geändert werden. Vorzugsweise können folgende Mahlparameter unabhängig von einander geändert werden: Mahlspalt, Geschwindigkeit der einzelnen Mahlwalzen und der Walzentyp.
Vorzugsweise werden mit steigender Anzahl der Vermahlschritte der jeweils groben Mehlfraktion einer oder mehrere der folgende Parameter in folgender Art und Weise geändert: Verkleinern des Mahlspalts, Erhöhen der Geschwindigkeit mindestens einer der gegeneinander laufende Mahlwalzen und/oder Ändern des Walzentyps, beispielsweise durch Erhöhen der Riffelnanzahl oder der Ausrichtung der Riffeln zweier Walzen zueinander.
Vorzugsweise können Mahlspalte im Bereich von 100 - 700 μm verwendet werden. Bei einer Sequenz von fünf Vermahlschritten können mit steigender Zahl der Vermahlschritte beispielsweise folgende Einstellungen vorgenommen werden: 1. Schritt - 600 μm, 2. Schritt - 350 μm, 3. Schritt - 300 μm, 4. Schritt - 250 μm, 5. Schritt - 100 μm.
Vorzugsweise können Walzen mit einer Riffelnanzahl im Bereich von 3 - 15 Riffeln/cm verwendet werden. Bei einer Sequenz von fünf Vermahlschritten können mit steigender Zahl der Vermahlschritte beispielsweise folgende Einstellungen vorgenommen werden: 1. Schritt - 5 Riffeln/cm, 2. Schritt - 5 Riffeln/cm, 3. Schritt - 10 Riffeln/cm, 4. Schritt - 10 Riffeln/cm, 5. Schritt - 10 Riffeln/cm. Die Walzen können mit verschiedenen Geschwindigkeiten gedreht werden. Das Verhältnis i der Geschwindigkeiten der Walzen zueinander liegt vorzugsweise im Bereich von 1 ,5 - 3,5. Besonders bevorzugt wird die Geschwindigkeit einer Walze während der Vermahlschritte konstant gehalten, während die Geschwindigkeit der anderen Walze variiert wird. Beispielsweise können bei einer Sequenz von fünf Vermahlschritten mit steigender Zahl der Vermahlschritte beispielsweise folgende Einstellungen vorgenommen werden: 1. Schritt - i = vi / v2 = 1 ,95; 2. Schritt - i = vi / v2 = 1 ,95; 3. Schritt - i = vi / v2 = 1 ,95; 4. Schritt - i = vi / v2 = 2,40; 5. Schritt - i = v1 / v2 = 3,08.
Werden zum Abtrennen der groben Mehlfraktion Plansichter verwendet, weisen diese vorzugsweise Maschenweiten im Bereich von 700 μm und größer oder 1.000 μm und größer auf.
In einer besonderen Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren als einleitender Verfahrensschritt mit der biotechnologischen Herstellung von Ethanol gekoppelt sein, wobei die hergestellten Mehlfraktionen einem Fermenter zugeführt und darin mit Hefe, Wasser und anderen Zusätzen umgesetzt werden.
Das folgende erfindungsgemäße Verfahrensbeispiel dient zur näheren Erläuterung.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden mit Hilfe einer Schälmühle und einer Walzenstuhlmühle 100 kg Roggen verarbeitet. Dazu wurden ein Schälschritt und fünf Vermahlschritte durchgeführt, wobei das Schleifmehl nach dem Schälschritt verworfen wurde. Danach wurde der geschälte Roggen in die Walzenstuhlmühle überführt und vermählen. Die groben Mehlfraktionen wurden jeweils mit Plansichtern (Maschenweite >710 μm) abgetrennt und wiederholt vermählen. Die jeweils verbleibenden Mehlfraktionen wurden gesammelt und hinsichtlich ihrer Partikelgrößenverteilung untersucht. Die letzte grobe Mehlfraktion wurde verworfen.
Daraus ergibt sich folgende Mengenbilanz mit entsprechenden Partikelgrößenverteilungen: Schälen von 100 kg Roggen: 10 kg Schleifmehl abgetrennt
1. Vermählen von 90 kg Roggen: 14.7 kg verbleibende Mehlfraktion 48,7% 400-710μm 20,5% 250- 400 μm
30.8 % <250 μm
2. Vermählen von 75,3 kg Roggen: 24,0 kg verbleibende Mehlfraktion mit ≥710μm 67,4% 400-710μm 13,7% 250- 400 μm 18,9% <250μm
3. Vermählen von 51 ,3 kg Roggen: 26,8 kg verbleibende Mehlfraktion mit >710μm 70,9% 400-710μm 14,6% 250- 400 μm 14,5% ≤250μm
4. Vermählen von 24,5 kg Roggen: 14,4 kg verbleibende Mehlfraktion mit ≥710μm 57,7% 400-710μm 21,8% 250- 400 μm 20,5% ≤250μm
5. Vermählen von 10,1 kg Roggen: 6,0 kg verbleibende Mehlfraktion mit >710μm 46,2% 400-710/vm 25,6 % 250- 400 μm 28,2 % <250 μm
4,1 kg abgetrennte Grobfraktion wurden verworfen.
Das resultierende Endprodukt, welches die nach jedem Vermahlschritt verbleibenden Fraktionen in sich vereint, hatte folgende Partikelgrößenverteilung:
Figure imgf000011_0001
Für die einzelnen Vermahlschritte wurden folgende Mahlparameter an der Walzenstuhlmühle eingestellt:
1.Walzenstuhl-Vermahlschritt nach der Schälung: Mahlspalt: 600 μm-Spalt, Walze mit 5 Riffeln/cm Walzengeschwindigkeiten: i = vi / v2 = 1,95 2.Walzenstuhl-Vermahlschritt mit folgenden Einstellungen: Mahlspalt: 350 //m-Spalt, Walze mit 5 Riffeln/cm Walzengeschwindigkeiten: i = vi / v2 = 1 ,95
3.Walzenstuhl-Vermahlschritt mit folgenden Einstellungen: Mahlspalt: 300 //m-Spalt, Walze mit 10 Riffeln/cm Walzengeschwindigkeiten: i = vi / v2 = 1 ,95
4.Walzenstuhl-Vermahlschritt mit folgenden Einstellungen: Mahlspalt: 250 μm-Spalt, Walze mit 10 Riffeln/cm Walzengeschwindigkeiten: i = vi / v2 = 2,40
5.Walzenstuhl-Vermahlschritt mit folgenden Einstellungen: Mahlspalt: 150 μm-Spalt, Walze mit 10 Riffeln/cm Walzengeschwindigkeiten: i = vi / v2 = 3,08

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Mehl aus Roggen- und/oder Tritikalkömem, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Schälen und Vermählen unerwünschte Bestandteile im Mehl abgereichert werden, wobei das Verfahren die aufeinander folgenden Verfahrensschritte umfasst: a) Schälen der Roggen- und/oder Tritikalkörner bis Abschälungen im Bereich von 7,5 - 11 ,5 Gew.-% der eingesetzten Körnern abgeschält sind, b) Abtrennen der Abschälungen, c) Vermählen der verbleibenden Körner, wobei Mehl erhalten wird, welches Mehlpartikel mit verschiedenen Partikelgrößen enthält, d) Abtrennen einer groben Mehlfraktion aus dem Mehl, umfassend Mehlpartikel mit einer Partikelgröße im Bereich von 1.000 μm und größer, und e) Entnehmen der verbleibenden Mehlfraktion zur weiteren Verwendung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass folgende weitere Verfahrensschritte anschließend an Verfahrensschritt 1e) durchgeführt werden: f) Vermählen der groben Mehlfraktion, wobei Mehl erhalten wird, welches Mehlpartikel mit verschiedenen Partikelgrößen enthält, g) Abtrennen einer groben Mehlfraktion aus dem Mehl, umfassend Mehlpartikel mit einer Partikelgröße im Bereich von 1.000 μm und größer, und h) Entnehmen der verbleibenden Mehlfraktion zur weiteren Verwendung.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte 2f) bis 2h) ein bis vier mal wiederholt werden, beginnend jeweils mit der zuletzt abgetrennten groben Mehlfraktion.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abtrennen der grobe Mehlfraktion zusätzlich Mehlpartikel abgetrennt werden, welche eine Partikelgröße im Bereich von 700 - 999 μm aufweisen.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils verbliebenen Mehlfraktionen vereint werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vermalen eine Walzenstuhlmühle verwendet wird, welche paarweise angeordnete, im Drehsinn gegeneinander laufende Mahlwalzen umfasst.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Vermählen Mahlparameter, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Mahlspalt, Walzgeschwindigkeit der einzelnen Mahlwalzen und Walzentyp, unabhängig von einander eingestellt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem der Verfahrensschritte des Vermalens der jeweils groben Mehlfraktion mit steigender Anzahl der Verfahrensschritte des Vermalens der Mahlspalt verkleinert und/oder die Geschwindigkeit mindestens einer der gegeneinander laufende Mahlwalzen erhöht und/oder der Walzentyp durch erhöhte Riffelnanzahl geändert wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abtrennen der groben Mehlfraktion jeweils Plansichter mit Maschenweiten im Bereich von >700 μm oder >1.000 μm verwendet werden.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Mehlfraktion biotechnologisch zu Ethanol umgesetzt wird.
11. Verwendung des mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9 hergestellten Mehls aus Roggen und/oder Tritikalen zur biotechnologischen Herstellung von Ethanol.
12. Verwendung des mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9 hergestellten Mehls aus Roggen und/oder Tritikalen zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln.
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