纖維洗滌方法和系統技術方案

本發明專利技術提供了一種纖維洗滌系統，其優化用于系統中的水解酶的使用。此外，本發明專利技術提供了用于在濕磨過程中改善淀粉和谷蛋白產率的方法，優選地包括優化的纖維洗滌系統。

Fiber washing methods and systems

The invention provides a fiber washing system, which is optimized for the use of hydrolytic enzymes in the system. In addition, the invention provides a method for improving the yield of starch and glutenin during wet grinding, preferably including an optimized fiber washing system.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】纖維洗滌方法和系統
本專利技術涉及一種纖維洗滌系統，其優化用于系統中的水解酶的使用。此外，本專利技術涉及用于在濕磨過程中改善淀粉和谷蛋白產率的方法，優選地包括優化的纖維洗滌系統。
技術介紹
常規的玉米濕磨是一種設計用于淀粉和若干種副產物(包括胚芽、谷蛋白和纖維)的回收和純化的過程。纖維是價值最低的副產物，因此該工業已經投入大量精力來提高更有價值的產物(例如淀粉和谷蛋白)的產率，同時減少纖維級分。高品質淀粉是有價值的，因為它可以在進一步加工成例如干燥的淀粉，改性淀粉、糊精、甜味劑和醇之類的產物后用于各種商業目的。谷蛋白通常用于動物飼料，如玉米谷蛋白粉(約60％蛋白)或玉米谷蛋白飼料(約20％蛋白)。濕磨過程可以取決于使用的特定的研磨設備而顯著變化，但是通常該過程包括：谷物清潔、浸漬、碾磨、胚芽分離、第二碾磨、纖維分離、谷蛋白分離和淀粉分離。在清潔玉米籽粒后，典型地通過在受控制的時間和溫度條件下浸泡在水中或在稀釋的SO2溶液中使它們軟化。然后，碾磨籽粒以分解果皮，并將胚芽與籽粒的其余部分分離。剩余的漿液，主要由纖維、淀粉和谷蛋白組成，在纖維洗滌過程中進行精細碾磨和篩選，以將纖維從淀粉和谷蛋白分離，然后分離谷蛋白和淀粉，并且可以在洗滌/過濾過程中純化淀粉。已經建議在濕磨過程的若干個步驟中使用酶，例如使用酶用于濕磨過程的浸漬步驟。已經示出，商業酶產品(可得自諾維信公司(NovozymesA/S))適于濕磨過程的第一步驟，即將玉米籽粒浸泡在水中的浸漬步驟。最近，已經研發了“酶研磨(enzymaticmilling)”，這是一種經修飾的濕磨過程，該方法使用蛋白酶以在玉米濕磨期間顯著減少總的處理時間并消除了對作為加工劑的二氧化硫的需求。Johnston等人,CerealChem[谷物化學],81,第626-632頁(2004)。US6,566,125披露了一種用于從玉蜀黍獲得淀粉的方法，該方法涉及將玉蜀黍籽粒浸泡在水中以產生浸泡的玉蜀黍籽粒、碾磨浸泡的玉蜀黍籽粒以產生碾磨的玉蜀黍漿液并將碾磨的玉蜀黍漿液與酶(例如，蛋白酶)一起溫育。US5,066,218披露了一種研磨谷物(尤其是玉米)的方法，該方法包括清潔谷物，將谷物浸漬在水中以將其軟化，并且然后用纖維素酶研磨谷物。WO2002/000731披露了一種處理作物籽粒的過程，該過程包括將籽粒在水中浸泡1-12小時，濕磨浸泡的籽粒并用一種或多種酶(包括酸性蛋白酶)處理籽粒。WO2002/000911披露了一種分離淀粉谷蛋白的過程，該過程包括使研磨淀粉經受酸性蛋白酶。WO2002/002644披露了一種洗滌獲得自研磨方法的淀粉谷蛋白分離步驟的淀粉漿液的過程，該過程包括用包含有效量的酸性蛋白酶的水溶液洗滌淀粉漿液。WO2014/082566和WO2014/082564披露了用于在濕磨中使用的纖維素分解組合物。盡管本領域已經研究了在玉米濕磨中使用酶的效果，但是在玉米籽粒的浸漬/浸泡期間，在玉米籽粒的碾磨期間和在淀粉谷蛋白分離期間，仍然需要改善的酶技術，其可以降低與玉米濕磨相關的能量支出和成本，并提供增加的淀粉和谷蛋白的產率。
技術實現思路
本專利技術涉及一種纖維洗滌系統，該系統可用于玉米濕磨，并且優化用于系統中的水解酶的使用。此外，本專利技術涉及一種用于在濕磨過程中從玉米籽粒中改善淀粉產率和/或谷蛋白產率的方法，該方法在纖維洗滌期間，通過使一種或多種玉米籽粒物質的級分與有效量的一種或多種水解酶接觸至少35分鐘。在第一方面，本專利技術涉及一種纖維洗滌系統，其包含多個篩網單元，這些篩網單元以逆流洗滌配置流體連接；每個篩網單元被配置成用于將玉米籽粒物質流和液體分離成兩個級分：-第一級分和第二級分，所述第二級分含有與第一級分相比，以wt％測量的更高量纖維；-空間安排在系統中并且流體連接以接收所述第一級分之一，所述第二級分之一，或混合的第一和第二級分，優選地僅第二級分，并配置成為在空間中接收的一個或兩個級分提供溫育時間；并且將由此溫育的一個或兩個級分導出到下游篩網單元，其中所述系統被配置成用于-將玉米籽粒物質和液體導入最上游篩網單元，-將來自最上游篩網單元的第一級分作為含有淀粉的產物流導出，-導入工藝用水，優選地安排用于將工藝用水導入最下游篩網單元，-將來自最下游篩網單元的第二級分作為洗滌的玉米籽粒物質導出，該玉米籽粒物質含有比初始玉米籽粒物質更少量的淀粉和谷蛋白，-將水解酶引入所述系統。在第二方面，本專利技術涉及一種培養箱，其包含多個通過開口流體連續連接的室，該開口形成兩個相鄰室之間的通道，開口材料可以通過該通道從上游室流至下游室，其中-最上游室連接以接收所述第一級分、所述第二級分或第一和第二級分的組合，并且-最下游的室，其具有適于將溫育的材料從培養箱中遞送出的出口連接；該培養箱進一步包含一個或多個攪拌器，這些攪拌器配置成用于防止培養箱中的固體傾析。根據第二方面的培養箱可有利地用于根據第一方面的纖維洗滌系統中，但不認為是限于此用途。在第三方面，本專利技術涉及用來在濕磨過程中改善來自玉米籽粒的淀粉產率和/或谷蛋白產率的方法，該方法包括以下步驟：a)將籽粒浸泡在水中，以產生浸泡的籽粒；b)碾磨這些浸泡的籽粒；c)從碾磨和浸泡的籽粒中分離胚芽以產生包含纖維、淀粉和谷蛋白的玉米籽粒物質；和d)將所得玉米籽粒物質進行纖維洗滌程序；其中在步驟d)期間，玉米籽粒物質的一個或多個級分與有效量的一種或多種水解酶接觸，并且步驟d)具有至少45分鐘的總保留時間。附圖說明將參考所附附圖更詳細地描述本專利技術，并且特別是根據本專利技術的優選的實施例。附圖示出了實現本專利技術的方式并且不應被解釋為限制落入所附的權利要求集的范圍的其他可能的實施例。圖1示意性地示出了根據本專利技術的逆流纖維洗滌系統的第一實施例，圖2示意性地示出了根據本專利技術的系統的另一個實施例。圖3示意性地示出了具有內置培養箱的篩網單元。圖4示意性地示出了水力旋流器形式的篩網單元。圖5濕磨過程區段的流程圖，示出用于模擬的不同給料定位。圖6示出了在實驗室纖維溫育期間濾液中酶的回收。圖7示意性地示出了根據本專利技術的培養箱的優選的實施例；圖7以垂直橫截剖視圖(圖7的左側)示出了培養箱、安排在培養箱內部的攪拌器的細節(圖7的右上角)和沿A-A的水平橫截剖視圖(圖7的右下角)。圖8提供了用于確定總淀粉、總蛋白、干纖維重量和結合淀粉的量的過程的概述。圖9示出了平均值(從起始纖維釋放的不溶物％)和從起始纖維釋放的不溶物％相對于干固體(DS)％。具體實施方式本專利技術的一個目的是提供一種優化用于水解酶的使用的纖維洗滌系統。此外，本專利技術的一個目的是提供一種在濕磨過程中改善來自玉米籽粒的淀粉和谷蛋白產率的方法。本專利技術的其他益處包括改善的纖維脫水和消泡效果。濕磨過程：將玉米籽粒濕磨以打開籽粒并將籽粒分離成其四種主要成分：淀粉、胚芽、纖維和谷蛋白。濕磨過程可以在研磨間顯著變化，但是常規的濕磨通常包括以下步驟：1.浸漬并分離胚芽，2.洗滌纖維、加壓并干燥，3.淀粉/谷蛋白分離，并且4.洗滌淀粉。1.浸漬、碾磨并分離胚芽通過在約50℃(例如約45℃至60℃之間)的溫度，在水中浸泡約30分鐘至約48小時(優選地30分鐘至約15小時，例如約1小時至約6小時)之間而軟化玉米籽粒。在浸漬期間中，籽粒吸水，從而將其水分含量從本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種纖維洗滌系統，其包含多個篩網單元(S1……S4)，這些篩網單元以逆流洗滌配置流體連接；每個篩網單元被配置成用于將玉米籽粒物質流和液體分離成兩個級分：?第一級分(s)和第二級分(f)，所述第二級分(f)含有與第一級分(s)相比，以wt％測量的更高量纖維；?空間(V)安排在系統中并且流體連接以接收所述第一級分(s)之一，所述第二級分(f)之一，或混合的第一和第二級分(s，f)，優選地僅第二級分(f)，并配置成為在空間中接收的一個或兩個級分提供溫育時間；并且將由此溫育的一個或兩個級分導出到下游篩網單元(S4)，其中所述系統被配置成用于?將玉米籽粒物質和液體導入最上游篩網單元(S1)?將來自最上游篩網單元(S1)的第一級分(s1)作為含有淀粉的產物流導出，?導入工藝用水，優選地安排用于將工藝用水導入最下游篩網單元(S4)，?將來自最下游篩網單元(S4)的第二級分(f4)作為洗滌的玉米籽粒物質導出，該玉米籽粒物質含有比初始玉米籽粒物質更少量的淀粉和谷蛋白，?將水解酶引入所述系統。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2017.01.16 EP 17151610.7;2016.09.16 US 62/395,545;1.一種纖維洗滌系統，其包含多個篩網單元(S1……S4)，這些篩網單元以逆流洗滌配置流體連接；每個篩網單元被配置成用于將玉米籽粒物質流和液體分離成兩個級分：-第一級分(s)和第二級分(f)，所述第二級分(f)含有與第一級分(s)相比，以wt％測量的更高量纖維；-空間(V)安排在系統中并且流體連接以接收所述第一級分(s)之一，所述第二級分(f)之一，或混合的第一和第二級分(s，f)，優選地僅第二級分(f)，并配置成為在空間中接收的一個或兩個級分提供溫育時間；并且將由此溫育的一個或兩個級分導出到下游篩網單元(S4)，其中所述系統被配置成用于-將玉米籽粒物質和液體導入最上游篩網單元(S1)-將來自最上游篩網單元(S1)的第一級分(s1)作為含有淀粉的產物流導出，-導入工藝用水，優選地安排用于將工藝用水導入最下游篩網單元(S4)，-將來自最下游篩網單元(S4)的第二級分(f4)作為洗滌的玉米籽粒物質導出，該玉米籽粒物質含有比初始玉米籽粒物質更少量的淀粉和谷蛋白，-將水解酶引入所述系統。2.根據權利要求1所述的系統，其中一個或多個例如所有篩網單元是水力旋流器(16)。3.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中該系統被配置成借助給料裝置(10)將水解酶引入所述第一級分(s)和/或引入所述第二級分(f)和/或引入混合的第一和第二級分和/或引入工藝用水中。4.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其所述給料裝置(10)適于提供可控的給料量的酶，優選地根據到系統的酶的量與玉米籽粒物質的進料量之間的預定特定比率。5.根據權利要求3或4所述的系統，其中該給料裝置(10)是計量泵。6.根據權利要求3或4所述的系統，其中該給料裝置(10)是重力流分配器，其具有可控的流出閥，該流出閥配置成用于控制流過流動閥的酶的量。7.一種作物籽粒濕磨系統，其包含如前述權利要求中任一項所定義的纖維洗滌系統。8.一種在濕磨過程中改善來自玉米籽粒的淀粉產率和/或谷蛋白產率的方法，該方法包括以下步驟：a)將籽粒浸泡在水中，以產生浸泡的籽粒；b)碾磨這些浸泡的籽粒；c)從碾磨和浸泡的籽粒中分離胚芽以產生包含纖維、淀粉和谷蛋白的玉米籽粒物質；和d)將所得玉米籽粒物質進行纖維洗滌程序；其中在步驟d)期間，玉米籽粒物質的一個或多個級分與有效量的一種或多種水解酶接觸，并且步驟d)具有至少45分鐘的總保留時間。9.根據權利要求8所述的方法，其中一種或多種所述水解酶選自下組，該組由以下組成：纖維素酶(EC3.2.1.4)、木聚糖酶...

【專利技術屬性】
技術研發人員：B·維達爾，O·P·費雷爾，S·R·麥克勞克林，R·戴因哈默，T·P·吉本斯，
申請(專利權)人：諾維信公司，
類型：發明
國別省市：丹麥,DK