Способ фракционирования овса

(9) (РЕСПУБЛИК 8 В 30/О 15 А 23 . 1/1 ТЕНТНОЕ О УДАРСТВЕННО ОМСТВО СС СПАТЕНТ СС ЕНИ НТ) Заявка ЕПВ М 02 кл, С 08 В 3/04, 18.05.8 ОСОБ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ С (5 ) Использование: при фракционировании о са на крахмал, клейковину и клетчатку, С щность изобретения; лущенный овес раэмлывают, муку вымачивают в водной среде в присутствии ферментов, разрушающих к еточные оболочки. От мучной смеси по 1Изобретение относиционирования овса.Цель изобретения -л е экономичного путиорса с выделением отден чистых фракций клетв,особенности, крахмалуказанная цель досс особе фракционировем сухой размол лущчивание муки в воднойферментов, разрушаюлрчки, последовательноной смеси клетчатки и обеспечение наибофракционирования льных исключительчатки, клейковины и, а,тигается тем, что, в ания овса, включаюенного зерна, вымасреде в присутствии щих клеточные обое отделение от мучутем просеивания и следовательно отделяют клетчатку просеиванием и клейковину и обезвоживают их. Остаток, содержащий неочищенный крахмал, фракционируют под давлением, обеспечивающим уровень д-силы 7500, в фракционирующей системе мультициклона с диаметром циклонет 10 мм, нижний сход промывают под давлением, обеспечивающим уровень д-силы 4500, в противоточной промывной системе мультициклона с добавлением свежей воды и обезвоживают с получением А-фракции крахмала, Верхний сход из фракционирующей системы мультициклона обеэвоживают с получением В-фракции крахмала. МуКу вымачивают в водной среде, содержащей двуокись серы, при температуре.40 - 55 С, а перед обезвоживанием верхнего схода его дополнительно фракционируют на мультициклоне, выделяемую при этом крахмальную суспензию присоединяют к остатку, содержащему неочищенный крахмал, 3 э,п.ф-лы, 2 табл., 2 ил,клейковины и их обезвоживз ние остатка, содержащего н крахмал, в. мультициклоне и нирования остатка под давлен ционирующей системе мул . промывки нижнего схода под противоточной промывной си циклона с добавлением свеже воживания его с получение крахмала; обезвоживания ве из фракционирующей систем лона с получением В-фракции личающийся тем, что, в фракц системе мультициклона и и ние, разделееочищенныи утем фракциоием во фракьтици клон а, давлением в(стеме мульти 1 воды и обезм А-фракции рхнего схода ы мультициккрахмалд, отИОниРУЮЩЕй ри промывкенижнего схода в противоточной промывной системе мультициклона давление поддерживают на уровне, обеспечивающем значения ц-сил не менее, соответственно,7500 и 4500,При этом вымачивание муки можно проводить в водной среде, содержащей двуокись серы при температуре 40-55 ОС,Фракционирование остатка, содержащего неочищенный крахмал лучше проводить в мультициклоне, имеющем циклонетты с диаметром 10 мм, а перед обезвоживанием верхнего слива из фракционирующей системы мультициклона лучше провести дополнительное его фракционирование на мультициклоне, выделяемую при этом крахмальную суспензию присоединяют к остатку, содержащему неочищенный крахмал,Овсяный крахмал сравним с рисовым крахмалом по своим физическим и структурным свойствам. Размер зерен овсяного крахмала является почти таким же небольшим, как и размер зерен рисового крахмала. Оба крахмала характеризуются узким диапазоном гранулометрического состава частиц, как изображено на фиг, 1. Но очистка крахмала с небольшим размером гранул с помощью мультициклона затруднена.Крахмалы с небольшим размером зерен имеют особую важность для проклейки шелка, производства тонкой типографской бумаги, технических и косметических порошков, биоразрушаемого синтетического материала и пластмассовых листов для различных областей приведения в современных сельском хозяйстве и технике, Размер зерен крахмала оказывает существенное влияние на гомогенность синтетических полимеров, содержащих ,крахмальные зерна, и на получаемые механические и термические свойства таких композиций.Использование крахмалов с небольшими по размерам зернами в наружных покрытиях бумаги приводит к более лучшей пригодности для печатания и к поверхности с меньшим глянцем, что является предпочтительным для современной типографской бумаги, Крахмалы с небольшими зернами с пониженной способностью связывания с водой и меньшей набухаемостью пригодны для производства плакированной бумаги, за счет стабилизированных структур крахмальных модификаций в современных способах высокоскоростного плакирования бумаги с короткими периодами сушки.Новые виды сырья для процессов производства крахмала приобрели большую важность, поскольку дорогостоящие побочные продукты становились все более важными для экономики всего производственного процесса. В овсе, как сырьевомматериале, не только содержатся крахмалы5 с новыми технически приемлемыми свойствами, но также содержатся протеины (белки), липиды, волокнистая масса, о-глюканыи другие растворимые подобные продукты,играющие особую важность для современ 10 ного питания человека, так же как для разнообразных промышленных применений.На фиг, 1 сравниваются гранулометрические составы частиц овсяного и рисовогокрахмала,15 Несмотря на почти идентичные размеры зерен рисового и овсяного крахмала,очистка рисового крахмала на мультициклоне невозможна (если принимать в расчетнеприемлемые потери крахмала). В то же20 время, как показано в заявленном техническом решении, можно провести эффективное фракционирование овса вмультициклоне с диаметром циклонет 10 ммпри повышении значения ц-сил,На фиг. 2 изображена принципиальная,технологическая схема фракционированияовса в соответствии с настоящим изобретением, совокупность из технологическихприемов фракционирования и разделения30 А-крахмала, В-крахмала, протеина и клетчатки.Ниже подробно описаны следующие типичные технологические приемы настоящего изобретения (обозначенные заглавными35 буквами) на фиг.2),Лущение обеспечивается с помощьюстандартного оборудования вибрационноготипа без использования водяного пара, Также в последующих технологических при 40 емах необходимо избегать температурсвыше 48 С для того, чтобы сохранить натуральные свойства овсяного крахмала и побойные продукты.Для сухого размола можно использо 45 вать любую обычную мельницу. Из-эа высокого содержания в овсе липидов сразуосуществляют вымачивание муки при постоянном перемешивании в технологическойводе.50 Как правило, используют соотношениемежду водой и мукой от 2,51 к 3,0/1. Удобно в качестве метабисульфита натрия вводить приблизительно 0,02 О двуокиси серы.Суспензию нагревают до температуры 4055 55 ОС, предпочтительно, 45 С, в резервуаре.К вымачивающей среде предпочтительнодобавлять ферменты, разрушающие оболочку клетки. Для активации гидролиза побочных продуктов в овсяной муке, подобныхгемицеллюлаэам, бета-глюкану и пектинам, 1836032должают в течение 2-3 часов перемешиие и ферментную обработку. Частичноерушение эндоспермотических и перифееских структур клеток ведетк более лучу отделению присоединенных частиц 5хмала, более лучшей экстракции связанчастиц крахмала, более лучшему отдеию и улучшенному окончательномузвоживанию крахмала, клетчатки и про- .на. В качестве ферментного препарата в 10санном эксперименте использовалионаза СЕ 15", производимую компаниейо с использованием штаммапобегеа геезе с основными компонени андо,4- ф-О-глюканазой (ЕС 3,2.1.4) 15ллобиогидролаЪой (ЕС 3.2.1.91) и широдиапазоном побочных активностей, намер, гемицеллюлазы (ксиланаэы),теазы,Обработанную ферментом гомогенную 20пензию просеивают в противотоке с вона конически вращающихся грохотах,овых отводах, снабженных отверстиямиметром 50 и 75 мкм, и других устройст. Обезвоживание клетчатки можно осуствлять в винтовом прессе, наум-фильтре или аппарате для декантапр ва ри о)е кр ны ле об те оп Ал Тг до си ди вау В следующей операции неочищенный хмал и клейковину разделяют, напри- , путем декантации. Фракцию клейковиподвергают концентрированию, ример, в сепараторе с дисковой насадперед обезвоживанием в аппарате для антации.Неочищенный крахмал после этого подгают разделению на фракции с целью еления крахмальных фракций А и В. Нек м н оч щенный крахмал направляют в фракционирующий мультициклон, песковый продукт промывают в многоциклонной протиоточной промывочной системе с добавлением свежей воды, и образующийся А- рахмал обезвоживают, а продукт, увлекаемый через слив фракционирующего мльтициклона обезвожимают с целью выделения В-крахмала. В-крахмал хуже по каче тву по сравнению с А-крахмалом из-за и исутствия протеина, липида и других прим сей.Удобно, когда диаметр мультициклонов составляет 10 мм.Предпочтительно для достижения эфф ктивного разделения использовать в ф акционирующих мультициклонах более вь сокие по сравнению с обычными ц-силы,9-сила в фракционирующем мультицикл не должна составлять, по меньшей мере, 7 00, предпочтительно 8000-9000, в то врем как 9-сила в промывочных мультициклонах составляет, по меньшей мере, 4500, предпочтительно 5000-6000.В предпочтительном варианте продукт, увлекаемый через слив, фракционирующего мультициклона разделяют на фракцию В- крахмала и остаточный А-крахмал, причем последний возвращают в исходное сырье фракционирующего мультициклона.Несмотря на почти идентичные размеры зерен рисового и овсяного крахмала, было удивительно обнаружить, что эффективная сепарация овсяного крахмала была возможна в мультициклонах диаметром 10 мм и при повышенных ц. силах, образующихся за счет более высоких рабочих давлений, в то время как это никогда до этого не было возможно с рисовым крахмалом, если не принять в расчет неприемлемые потери крахмала.Все технологические приемы обезвоживания были осуществлены в аппаратах дгя декантации и винтовых прессах, а продукты были последовательно высушены. Мелкие твердые частицы были подвергнуты рециркуляции в качестве технологической воды с целью сведения к минимуму общего расхода воды и потерь продукции.П р и м е р, Эксперимент по производству овсяного крахмала, выбранный из серии характерных опытов в финской пилотной установке, был начат при производительности 800 кг/ч овсяной муки (полученной из лущенного овса в молотковой мельнице, оборудованной двумя 1,5-миллиметровыми ситами), Муку смешивали с2,74 т свежей и технологической воды 0,8 л целлюлозы Ялко Еконазе СЕ 15 и 200 г двуокиси серы (бисул ьфита натрия) на тонну муки.Муку вымачивают в течение 3-х часов при 48 С, Полученную в результате смесь гомогенизируют, Затем гомогенную суспензию просеивают противотоком с водой на конических вращающихся ситах. Полученную клетчатку обезвоживают на червячном прессе. Далее декантацией отделяют клейковину, концентрируют ее в сепараторе с дисковыми соплами и обезвоживают в декантаторе. Затем оставшийся сырой крахмал фракционируют в мультициклоне с целью выделения А- и В-фракций крахмала. Нижнюю часть промывают в противоточной промывочной системе мультициклона при добавлении свежей воды, и полученную А- фракцию крахмала обезвоживают. Верхний сход полученной системы обезвоживают с целью выделения В-фракции крахмала, Песковый продукт сепаратора крахмала поддерживали при 13 - 14 градусах Баме для обеспечения оптимальной сепарации крах 1836032815 мала и протеина, Песковый продукт протеинового сапаратора был установлен при 150г/л, а окончательное обезвоживание былопроизведено в аппарате для декантации,В-крахмал, также обезвожен в аппарате длядекантации.Количество уиклонеттСтадия фракционирования 241 172 173 184 195 206 217 218 229 2210 2211 14Значения в гоадусах БомеФракционированиестадия продукт, увлекаемый через слив1 песковый продукт2 продукт, увлекаемыйчерез слив 810 песковый продукт . 1511 продукт, увлекаемыйчерез слив 11Неочищенный крахмал можно было быразделить на фракции и очистить на мультициклонах диаметром 10 мм с использованием гидроциклона с Л р = 8 бар, которыйприводит к д-силе 8500 в фракционирующем мультициклоне, и с Ь р = 4,5 бар, чтоприводит к д-силе 5200 в промывочной системе,Все материальные потоки были определены и подвергнуты анализу на содержаниесухого вещества, крахмала, клетчатки, протеина и липида.. По результатам этих измерений и определений был рассчитан полный материальный баланс, как показано в табл, 1 и 2,Результаты, перечисленные в таблице1, демонстрируют эффективность технологических приемов настоящего изобретения,приводящих к высокому извлечению крахмала и к высокой чистоте А-крахмала несмотря на небольшой размер зерен иотносительно высокие содержания и липида и протеина в овсе по сравнению с другими хлебными злаками, Содержаниепротеина, оставшегося в А-крахмале, в действительности ниже 0,5 оь (таблица 2). Степень белизны овсяного А-крахмала: 96тем, что, перед обезвоживанием верхнего схода из фракционирующей системы мультициклона, его дополнительно фракционируют на мультициклоне, а выделяемую при этом крахмальную суспензию присоединяют к остатку, содержащему неочищенный крахмал 1015202530 3540 45 согласно измерениям по методу5 ОИ 6473 ЭЛРЕФО. Расход свежей воды сравним с расходом свежей воды в производстве пшеничного крахмала.Хотя настоящее изобретение описано применительно к предпочтительному оборудованию, следует понимать, что не отходя от объема и сущности изобретения могут быть выбраны различные модификации иизменения. Считается, что такие модификации и изменения могут находиться в границах и в объеме изобретения и зависимых пунктов формулы изобретения.Формула изобретения 1, Способ фракционирования овса, включающий сухой размол лущеного зерна, вымачивание муки в водной среде в присутствии ферментов, разрушающих клеточные оболочки, последовательное отделение отмучной смеси клетчатки путем просеивания и клейковины и их обезвоживание, разделение остатка, содержащего неочищенный крахмал, в мультициклоне путем фракционирования остатка под давлением во фракционирующей системе мультициклона, промывки нижнего схода под давлением в противоточной промывной системе мульти- циклона с добавлением свежей воды и обезвоживания его с получением А-фракциикрахмала, обезвоживания верхнего схода из фракционирующей системы мультициклона с получением В-фракции крахмала, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в фракционирующей системе мультициклона и при промывке нижнего схода в противоточной промывной системе мультициклона давление поддерживают на уровне; обеспечивающем величину значения д-сил, не менее, соответственно, 7500 и 4500.2. Способ по п.1, о т,л и ч а ю щ и й с я тем, что, вымачивание муки осуществляют в водной среде, содержащей двуокись серы, при 40 - 55 С,3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, фракционирование остатка, содержащего неочищенный крахмал, осуществляют в мультициклоне; имеющем циклонетты с диаметром 10 мм.4, Способ по и 1, о т л и ч а ю щ и й с я1836032 Таблица 1 Материальный баланс крахмалаОпределение содержания неочищенного крахмала -по методу соляной кислоты (1 О 1744),т Таблица 2 Материальный баланс протеина+ Разивр частиц пределение содеметодом Кьелдагл ания неочищенного протеи13 О 5378-1978),1836032 оставитель О,Бакулинаехред М.Моргентал Корректор С.Патрушева агов дакт Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 аз 2988 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж; Рэушская наб 4/5