[发明专利]用于改善的玉米麸质脱水的添加剂

说明书

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技术领域

本发明涉及在麸质脱水操作中增强从湿的麸质中除水的工艺。本发明通过在脱水步骤前向湿的麸质流中加入诸如聚丙烯酸钠的阴离子型聚合物而允许麸质固体改善的脱水性。本发明在使用真空过滤和加压过滤单元的情况下也是有效的。 

背景 

在玉米的湿磨中，干燥的玉米仁在一系列的单元操作中处理，目的是分离玉米仁的4种主要组分，淀粉、胚芽、麸质和纤维。该工艺中的第一步是检查并清洁玉米，其中损坏的或破损的仁以及可能在运输或收获期间进来的异物被除去。下一步是浸渍(stepping)，其中将仁在含有0.1％S02的水中浸泡30小时至50小时，目的是使仁水合并使仁软化。在浸渍过程中，淀粉-麸质键被破坏，目的是制备仁用于进一步的处理。然后，浸渍的仁被送至研磨机，在研磨机中它们基本上被破开而暴露胚芽。在许多不同的单元操作中通过机械装置将胚芽除去、洗涤并干燥，然后送至玉米油精炼工序用于进一步处理。然后将包含淀粉、纤维和麸质的过程流送至第二研磨过程，在第二研磨过程中进行更细的研磨。在许多机械单元操作中， 通过过滤从流中分离纤维部分(fraction)、洗涤并干燥。还包含壳的纤维部分被送至饲料房(feed house)以并入被称为玉米麸质饲料的动物饲料联产品之一。余下的含有淀粉、麸质和水的过程流被送至一系列的碗形或碟式喷嘴离心机。在这些离心机中，淀粉和麸质基于两种物质的密度差而互相分离。然后将含有被称为碾磨淀粉的淀粉部分的过程流送至一系列机械操作中，在所述机械操作中淀粉将被洗涤、浓缩然后干燥。然后可将淀粉转移至处理厂的另一部分，用于诸如转化为果糖或右旋糖的许多不同过程或产品的原料。 

在离心机中处理余下的流，所述流包含此时被称为轻麸质(lightgluten)的麸质，在离心机中固体被浓缩至引入的流的固体的大约2倍并且被称为重麸质(heavy gluten)。然后使用转鼓式真空过滤机将含有按重量计12％至16％的固体的重麸质脱水以产生通常包含35％至40％固体的麸质滤饼。通过螺旋输送机将麸质转移至饲料房操作，在螺旋输送机中该物质将被干燥至88％固体，并且该物质将用作被称为玉米麸质粉的高价值饲料联产品的主要组分。 

浸渍水通常通过蒸发而浓缩，目的是将浸渍过程中提取的可溶性蛋白回收。一旦浓缩，浸渍水将与先前在湿磨过程中提取的纤维和壳合并干燥至88％固体以产生玉米麸质饲料。 

在玉米湿磨过程中，玉米仁的分级是能源密集型的过程。存在许多涉及各种清洁步骤、分离步骤和干燥步骤的机械单元操作，所述步骤必须出现，目的是制备用于下游加工操作的主要组分中的每一种。麸质的脱水和干燥过程占第二大能量使用或占用于玉米湿磨操作的总能量的约28％。麸质的脱水和干燥过程开始于离心机，正好在除去淀粉部分并将轻麸质转移至存储槽之后。轻麸质流包含湿磨过程中回收的大部分不溶性蛋白。来自存储槽的轻麸质被泵送至麸质浓缩离心机，该浓缩离心机是碗形离心机，其用于将麸质固体从按重量计7％的固体浓缩至按重量计约14％的固体。将重麸质送至存储槽用于进一步处理。然后将重麸质泵送至转鼓式真空过滤机，该过滤机通常并行连接并且用于使重麸质脱水。该过滤机通常产生具有按重量计35％至40％固体的固体含量范围的麸质滤饼。取决于尺寸和 通过量，典型的湿磨可在操作中具有多达5个或10个大转鼓式真空过滤机。某些工厂可能使用水平带式真空过滤机如Larox Pannevis过滤机，而其他的可能使用加压过滤设备如Pneumapress加压过滤机或Larox加压过滤机。过滤机的运行参数已由过滤机生产商和工厂的操作人员优化以获得在固体通过量与麸质滤饼含湿量之间的平衡。当本行业已逐渐改善了在湿磨过程中的某些前端处理技术(up front end processing technique)的通过量和效率时，对于某些工厂而言，麸质脱水过程已成为生产瓶颈。在某些工厂中，该生产瓶颈可限制或降低在工厂前端中获得的某些生产效率。 

在玉米湿磨过程中使用表面活性剂类型的化学来进行麸质脱水是公知的并且在以下专利中讨论。 

美国专利5,283,322公开了使用所选的非离子型表面活性剂用于增强麸质脱水。要求保护的非离子型表面活性剂是烷氧基化的山梨糖醇酐脂肪酯族的表面活性剂，其在脱水设备中被应用于麸质流中然后被处理。