玉米的幹法分級分離的製作方法

2023-12-08 17:20:06

專利名稱：：玉米的幹法分級分離的製作方法玉米的幹法分級分離優先權要求本申請要求享有2007年7月25日提交的未決美國臨時專利申No.60/961，875的優先權。以參照的方式將該申請併入，如同在本文中全部重寫。聯邦政府支助研究的說明本發明是在美國農業部準許資助的NRCS68-3A75-3-140"關於燃料、化學品和改良的牛飼料生產的生物質研究和開發"幫助下完成的。美國政府對本發明有一些權利。
背景技術：
：下文包括可用於理解本文的信息。不是承認本文提供的任何信息是本文描述或請求保護的主題的現有技術或材料，也不是承認具體地或隱含地引用的任何出版物或文獻是現有技術。1.發明領域本文涉及但不限於玉米製品生產領域。實施方案涉及例如乙醇和釜餾物的生產方法。2.
背景技術：
：玉米加工方法可分為一些大類，包括幹磨乙醇，改良的幹磨乙醇，玉米溼磨和玉米幹磨。(Singh，V.等"ModifiedDryGrindEthanolProcess，"PublicationoftheAgriculturalEngineeringDept.ofUniv.of111.andUrbana—Champaign，UILUNo.2001-7021，July18，2001，併入本文作參考)。可基於磨坊主的偏愛進行方法內的改變。在一種典型的傳統幹磨乙醇操作中，將整顆的玉米研磨，與水混合，用a-澱粉酶處理，再蒸煮。用葡糖澱粉酶處理生成的"糖化醪"而將它轉化為葡萄糖。將轉化後的漿料發酵並蒸餾，產生乙醇，含可溶物的幹酒糟(DDGS)和二氧化碳。傳統幹磨乙醇操作具有一些缺點。例如，糖化醪中完整穀粒，包括穀粒的非澱粉部分的應用，降低了操作的效率。此外，非乙醇副產品(包括DDG)具有較低的價值，並且它們包含較難提取的高油含量。在提出的一種改良玉米幹磨乙醇操作中，首先將玉米乾洗以除去玉米芯和其它不需要的成分如金屬或石頭。還可將玉米溼法清洗以除去汙物或灰塵。清洗後，將玉米調和至約在14%和22%之間的溼度，通常約20%的溼度。調和涉及用冷水、熱水和/或蒸汽處理玉米。這樣軟化玉米粒殼並且使胚芽變成膠狀，它使那些成分更容易與胚乳分離。調和後，當玉米仍然溼潤時，碾磨玉米而將胚芽、芽冠和粒殼(麩皮)部分與胚乳分離，通常將它用來製作玉米渣、玉米粗粉和玉米細粉。粒殼和胚芽繼續通過"篩下物"流，將它乾燥，蒸煮，再風選。這就除去玉米粒殼，將它乾燥後用作動物飼料。餘下乾燥的胚芽，以幹基計，它通常含約45%玉米油，將它轉到分離裝置，在其中通過化學提取和/或螺旋壓榨機/螺旋榨油機將油脫除。來自壓榨機或提取器的玉米殘渣就用作動物飼料。將穀粒的非粒殼、非胚芽組分碾磨後轉化為糖化醪，如常規幹磨乙醇操作中的那5樣加工。用酶處理糖化醪將它轉化為葡萄糖。將葡萄糖發酵後蒸餾，產生乙醇、動物飼料和二氧化碳。該動物飼料可能包含酵母細胞塊、發酵副產物和任何其它未發酵的固體物。其他人試圖改良幹磨法而以不同成功程度地提供更高價值的產品。例如，Singh，V.等，CerealChemistry,73(6):716-720(1996)，授予Singh等("SinghII")的美國專利No.6，254，914，以及授予Singh等(〃SinghIII")的美國專利No.6，899，910報導了從浸泡的玉米中除去胚芽。這些方法包括長調和過程，並且各個Singh法的全過程都在水相中進行。Singh和SinghII還要求往水相中添加物質而使胚芽漂浮以及可通過撇去或通過水力旋流器分離。SinghlII報導了利用玉米澱粉的酶解作用以增大水相的密度並且能分離各成分。授予Taylor等的美國專利No.6，592，921報導了通過往玉米中通入氨氣而分級分離玉米粒殼與玉米。Taylor等沒有啟示或建議用水代替氨，也沒有啟示胚芽分級分離。授予Lewis等的美國專利申請No.US20070037267Al報導了玉米分級分離以生產富含澱粉的物流，不過實際上沒有描述分級分離，並且僅僅聲稱從殘餘澱粉生產了乙醇。授予Chwalek等的美國專利No.4，181，748報導了玉米幹磨法，聲稱在進一步的溼磨中包括殘餘澱粉的應用。授予Dawley等的美國專利No.6，962，722和授予Dawley等的美國申請公開No.US20060057251報導了高蛋白或中蛋白幹酒糟(DDG)的生產。授予Jansen等的國際專利公開No.W02007/015741和授予Werpy等的美國專利No.6，982，328報導了溼磨法，它包括從纖維回收澱粉。授予Beaver等的國際專利公開No.W02006/055489報導了將玉米分離成低等級澱粉部分和高等級澱粉部分。發明概述—般說來，本發明各實施方案提供了通過在幹磨操作中處理穀物和穀物產品而從那些產品獲得更高價值的物流的方法，本文列舉的是玉米幹磨操作。實施方案提供了在發酵前加工穀物的新的、成本更低的方法。典型的實施方案提供了在碾磨和糖化胚乳部分而用於發酵前有效地除去粒殼和分離胚芽，導致大為節省能源。例如，發酵時除去不可發酵的物質可導致節省能源至多2，800BTU/升生成乙醇。其它實施方案包括，通過熱化學水解和分級分離作用加工粒殼部分。該其它加工方法可產生具有增大的價值和/或利用度的產品流。在一個特別有利的實施方案中，將含有溶解的木糖的水解粒殼部分與糖化澱粉部分一起加到發酵培養基中，於是增大通過發酵生產乙醇的產率。本公開一方面是在幹磨穀物加工廠中從穀物生產乙醇的改良方法。該方法包括，將磨碎的穀物的富含粒殼的部分與富含胚芽和胚乳的部分分離，將分離後的粒殼部分的纖維素和半纖維素水解而形成富含木糖的可溶部分，再將所述富含木糖的可溶部分加到含有來自穀物富含胚乳的部分的常規水解澱粉的發酵培養基中而生產乙醇。這種從用別的方法不可發酵的粒殼組織提取糖的方法增大每蒲式耳穀物的乙醇產率，增加多達0.3加侖/蒲式耳。在一個典型的實際操作中，將粒殼部分的纖維素和半纖維素水解包括，通過在無機酸、有機酸、無機鹼和氧化劑中的至少一種存在下暴露於高於25t:的溫度而熱化學處理分離後的粒殼部分。任選地，所述水解還包括，用纖維素和半纖維素降解酶中的至少一種處理分離後的粒殼部分。另一方面包括以如下方式分離穀物的粒殼部分與胚乳部分的新方法，S卩，該方式同時生產更好的作為水解澱粉源的胚乳部分和更好的粒殼部分而溶解纖維素和半纖維素。在一個有利的實施方案中，這樣獲得所述富含粒殼的部分在料鬥內第一氣壓下通過上升的氣流抽吸磨碎的穀物，並且收穫向料鬥的上部富集的第一部分輕組分，與富集於料鬥下部的第一部分重組分分離。所述輕組分富含粒殼，而所述重組分富含胚芽和穀物。在進一步的強化中，收穫輕組分後，將抽吸氣體增大到大於第一氣壓的第二氣壓而將第一部分重組分分離為富含胚乳的第二輕組分部分和富含胚芽的第二重組分部分，可將它們分別收穫。將富含胚乳的部分液化並且用澱粉水解劑處理(糖化)以提供水解澱粉，它是發酵培養基的主要碳水化合物源。該方法不僅提供清潔胚乳的經濟方法，還提供獲取較潔淨的可提取獲得油的胚芽部分的更經濟方法。在又一方面，該方法提供從粒殼部分提取其它有價值物質的方法。在常規幹磨乙醇操作中，與整粒穀物或提取了胚芽的穀物一起，來自幹磨乙醇工廠的含粒殼原料包含於發酵培養基中並且作為發酵後的幹酒糟(DDGs)收穫。DDGs通常用作動物飼料增補劑。但是，被水解後生成可溶性含木糖的原料、再用於發酵的粒殼組織作為飼料的價值較小。在本發明的一些實施方案中，通過選自熱解和水熱提級的至少一種方法進一步處理水解並除去含木糖的可溶部分之後獲得的不溶性粒殼原料。這樣熱解或水熱提級的產物是粗油樣物質(即"生物原油")，它可用作原料供進一步分餾以製備燃料或燃料添加劑或者直接用作原燃料物質。本文公開的方法一個列舉的實施方案是，在幹磨穀物加工廠中，通過在每單位乾重的穀物中添加約10wt^的水並加熱至約20-4(TC的溫度達足以溶脹穀物的胚芽組分的時間而調和一定乾重的穀物；碾磨調和後的穀物；通過抽吸將所述磨碎的穀物分離而獲得富含粒殼和第一個量的澱粉細粉的第一部分以及富含胚乳和胚芽的第二部分；篩選分離所述第一部分而形成富含粒殼的部分和富含細粉的部分；將所述第二部分分離為富含胚乳的部分和富含胚芽的部分；往所述富含粒殼的部分中添加水和水解劑而形成第一混合物，接著加熱該第一混合物達足以將粒殼中至少45%的纖維水解為含木糖的可溶性糖部分的時間和溫度。然後將含木糖的可溶性糖部分用於增補發酵培養基。與常規幹磨發酵的約2.4至2.7加侖的產率相比，本文提供的方法將每蒲式耳玉米的乙醇產率提高到約2.7至約3.0加侖之間/蒲式耳。附圖簡述圖1。圖1繪出常規幹磨法乙醇生產過程(Singh等)。圖2。圖2繪出改良的幹磨法乙醇生產過程(Singh等)。圖3。圖3繪出根據本發明一個實施方案的幹磨法乙醇生產過程的流程圖。圖4繪出改良的幹磨法的流程圖。圖5繪出根據本發明一個實施方案的改良的幹磨法的流程圖。圖6繪出本發明又一個實施方案的幹磨法乙醇生產過程，如下文實施例3中報導的。圖7繪出本發明一個實施方案的流程圖。發明詳述本申請參照列舉的各實施方案描述了本發明的幾個不同特徵和方面。但是應懂得，本發明包括多個備選的實施方案，通過將本文描述的任何不同特徵和方面以本領域普通技術人員認為適用的任意組合方式進行組合即可完成所述備選的實施方案。本文描述的加工方法可提供很多優於現有技術的優點。當然，本發明的範圍受權利要求書的限制，某實施方案是否屬於所述範圍不受所述方法是否提供一個或多個這些優點的限制。加工方法可能需要比本領域已知的其它方法更低的能源輸入，更低的投資成本，以及更低的加工費用。可能需要最少的水進料量。根據本文給定的實施方案的加工可能特別有利於乙醇生產工藝；例如，本文提供的方法可能增大每蒲式耳玉米的乙醇產率從約2.7加侖/蒲式耳至約2.9至3.0加侖之間/蒲式耳。如果返回用來給抽吸或相關加工操作提供能源的鍋爐，水解粒殼纖維可用於提供約7，000至17，OOOBTU之間/蒲式耳玉米。通過本發明的實施方案生產的水解粒殼還可用作多種用途的燃料或燃料母體，包括但不限於生物柴油、生物油和合成氣。A.玉米加工將利用玉米作為實施本發明列舉的穀物進行本文啟示的方法和組合物的討論。本領域技術人員藉助於本公開將認識到，儘管關於玉米描述了方法和組合物，但當應用其它穀物和穀類物質時，所述方法和組合物也可能有益。適合本文啟示的穀物或穀類原料可能包括例如，但不限於小麥、粟、大麥、高粱、黑小麥、稻、玉米、莧屬、蕎麥、黑麥、燕麥和昆諾阿藜。玉米是優選的。無需特定的玉米品系。實施方案提供了按照幹磨法或改良的幹磨法加工玉米的方法。一個提供乙醇和釜餾物的實施方案包括將整粒玉米調和成軟化和疏鬆的胚芽和粒殼的步驟。在調和前，可清洗玉米以除去巖石、灰塵或其它不希望有的外來物質。調和時，可按不同的重量添加水。添加基於玉米重量的10%的水是優選的，不過在其它實施方案中，添加的水量是玉米流重量的約5%和約15%之間，而在其它實施方案中，添加的水量是0和20%之間。添加水之後，將玉米保持在25°C，或20和3(TC之間，並且連續混合一段時間以完成調和過程。玉米/水混合物的溫度是在15和35t:之間，優選是約25°C。如果需要加熱所述混合物，優選應用蒸汽加熱。混合時間是0至120分鐘，優選是15-60分鐘。可通過任何混合機進行混合，包括但不限於帶式混合機、螺旋摻混機或摻和機。調和後，將玉米磨碎或碾磨。在一個單獨的實施方案中，可將玉米磨碎或碾磨而無需調和，但是，調和作用促進如下文所述粒殼物質的分離。可通過任意方法進行碾磨。優選的方法包括，通過Fitz粉碎機或Beall去胚器或Satake去胚器碾磨。碾磨和磨碎產生磨碎的玉米流，它是包含胚芽、胚乳、粒殼和細粉的不均勻混合物。細粉主要是澱粉，而粒殼主要是纖維物質。然後分離磨碎的玉米流而從粒殼和細粉中除去含油的胚芽和澱粉/麵筋胚乳。在一個優選的實施方案中，通過抽吸將胚芽和胚乳與粒殼和細粉分離。可利用Kice氣體吸氣器應用0.5-1.0英寸水的差壓進行抽吸。重質部分包含胚芽和胚乳渣，而輕質部分是富含粒殼的部分，它包含粒殼和細粉。在吸氣器中的滯留時間是吸氣器的高度和寬度的函數。參數如流速和滯留時間將取決於吸氣器的高度、寬度和其它物理尺寸。將粒殼和細粉與胚芽和胚乳分離之後，分離粒殼和細粉以提供粒殼部分和細粉部分。在一個典型的實施方案中，通過篩選進行分離。可利用美國標準篩目為12的Sweco振動篩選機進行篩選。_12(達到或低於12)是胚乳或澱粉部分的區域，而+12(高於12)則是粒殼部分。通常，該步驟的粒殼部分仍含有約15%_30%附著的澱粉，按重量基準。分離後，可處理粒殼並用於多方面，如下文B部分中更詳細列出的。—旦與粒殼和細粉分離後，可將殘餘的胚芽和胚乳預備用於乙醇發酵。這方面有幾種可能的方法。一種方法是從更高差壓下的第一次抽吸操作抽吸重質組分(篩過粉料)。例如，在2.5至3.5英寸水的差壓下，可將重質部分與輕質部分分離。所述重質部分富含胚乳，而輕質部分包含胚芽和胚乳的混合物。抽吸後，可將重質部分直接加到澱粉部分中，可利用美國標準篩目為6的篩選機篩選所述輕質部分。篩選後，+6部分主要含胚芽組織，而_6部分主要含胚乳組織。在所有情況下，可將胚乳部分或高澱粉部分合併成單一部分用於發酵成乙醇。在另一個實施方案中，來自第一次抽吸的重質部分包含胚芽和胚乳渣部分，將它篩選而從中間部分分離出細粉和大的渣。這可利用美國標準篩目為20和10在Sweco振動篩選機中進行。然後可碾磨+20-10(中間)部分，將胚乳破碎成澱粉顆粒(細粉)，並且將胚芽部分加工成薄片。可在例如Ferrell-Ross軋片輥軋機中進行碾磨。通過篩選、抽吸或其它合適的方法分離所述細粉、其它大的胚乳片和胚芽片。然後可將所述細粉與預先與粒殼和胚芽分離的細粉和其它高_澱粉組分部分合併。可通過一些方法加工分離後的胚芽片或全胚芽。例如，可在螺旋壓榨機中壓榨，或者可對它們進行提取。可通過螺旋壓榨機壓榨後再進行提取。這些方法將提供高價值玉米油。在一個實施方案中，用溼氣源和通過熱和酶活性處理所述細粉和其它高_澱粉組分部分而提供適合用釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)或另一種乙醇生產微生物進行乙醇發酵的發酵培養基。通過例如將胚乳部分與重量為所述細粉重量2至3倍的一定體積的水混合來製備發酵培養基。這樣生成一種漿料。水可得自任意源，但在通常的實施方案中，它是發酵逆水(fermentationbackset)、冷凝的蒸發器水或玉米浸泡液的濃縮液。將漿料的溫度保持在70和9(TC之間。將漿料的pH調劑到5.2和6.0之間，一般是5.8。如果漿料的初始PH比目標pH更偏酸性，可通過例如添加氫氧化鈉或另一種鹼調節pH;如果漿料初始太偏鹼性，可通過例如添加硫酸或另一種酸調節其PH。達到目標漿料pH以後，將漿料升溫到82.2°C和93.3°C之間，優選87.8°C，再保持在選定的溫度達約30分鐘。然後添加a-澱粉酶並且加熱到105-1l(TC達5至10分鐘將漿料液化。在一些實施方案中，將漿料加熱到105t:和ll(TC之間，優選約11(TC達5和15分鐘之間，優選10分鐘。所述酶的添加和加熱結合引起澱粉分解為低聚麥芽糖。然後進一步處理形成的漿料，即，將溫度降到6(TC和75t:之間，優選約7(TC，添加葡糖澱粉酶，調節pH到約4.5，並且保持選定的溫度達1和48小時之間，將低聚麥芽糖糖化生成葡萄糖單糖。在一個典型的實施方案中，將所得漿料用作採用發酵微生物進行乙醇生產的發酵培養基。可將分離後的粒殼用作動物飼料。在一個備選的實施方案中，如下所述將處理後的粒殼加到培養基中以增加用於發酵的可獲得的糖。發酵一般將包括，將發酵混合物的溫度降到約30和4(TC之間，通常35t:，添加葡糖澱粉酶和至少一種發酵微生物。發酵微生物可以是例如酵母、細茵或真菌。可按生產商建議的用量添加葡糖澱粉酶，通常的用量是0.22單位葡糖澱粉酶/克澱粉。還可添加其它酶，包括半纖維素酶、蛋白酶、纖維素酶和阿魏醯酯酶，從而將其它可溶性低聚糖分解為單糖或者有助於低聚糖的酶促轉化。將發酵乙醇蒸餾，產生乙醇流與酵母、麵筋、水、非澱粉細纖維和其它不溶性固體物的殘餘流。可將廢棄的發酵液分離為液體部分和固體物部分，或者可將液體蒸發以產生或增補高固體物動物飼料。在備選的實施方案中，通過壓榨機、離心機、過濾器或蒸發器進行分離。分離後的固體物例如可用作溼的動物飼料。分離後的液體例如可用作工藝用水或作為液態動物飼料。B.粒殼加工本發明的實施方案提供了粒殼的各種處理方法和用途。通常，首先將粒殼和細粉與調和後的、碾磨的玉米分離，隨後將粒殼與細粉分離。在一個實施方案中，粒殼不再經歷進一步的處理就出售。例如，可將粒殼作為動物飼料出售。在又一個實施方案中，加熱和添加酸將粒殼水解第一次。在該熱化學水解中，將粒殼與水和酸混合，然後加熱。優選添加水直到粒殼/水混合物是至少40wt^，更優選45wt%。粒殼/水比率可以是60%粒殼至40%粒殼。1%濃度的硫酸是添加用的優選的酸，但可應用的其它酸包括鹽酸、硝酸、過乙酸、乙酸、乳酸、磷酸、丁二酸、檸檬酸和馬來酸。根據需要添加足夠的酸進行水解。將混合物加熱到145t:和20(TC之間，優選17(TC，達0.1和60分鐘之間，優選11分鐘。該熱化學水解不但水解纖維素和半纖維素而產生富含低聚糖和單糖例如木糖的溶劑部分，(漿料)，還將仍附著在粒殼組織上的大部分澱粉水解成低聚糖和葡萄糖。初始水解後，可洗滌水解的粒殼漿料並壓榨而提供液態溶解的部分和固體部分。在備選的方案中，可將漿料作為混合物保持。1.水解的粒殼漿料的分離如果分離水解的粒殼漿料，可將液體部分(包含半纖維素和澱粉低聚糖)進一步水解第二次而將低聚糖轉化為單糖，特別是來自溶解的半纖維素的木糖和阿拉伯糖，但還有來自溶解的纖維素和澱粉的葡萄糖。在一個備選的實施方案中，將所述液體部分用來生產化學品。可從低聚糖和單糖生產的化學中間體包括脫氫糖、呋喃類化合物、乙醯丙酸和甲酸。這些化學品可用來生產聚合物、燃料含氧物、溶劑和很多其它化學品。如果將水解的粒殼漿料的液體部分水解第二次，進行第二次水解時添加酶或其它化學品以促進低聚糖轉化為單糖。例如，處理條件可以是，將lwt^硫酸加到水解液中並在反應器內加熱到121°C，0.110MPa達30分鐘。就酶解來說，可將pH調節到pH5-6，並且可將半纖維素酶、纖維素酶、阿魏醯酯酶和蛋白酶加入水解液中，接著可將該混合物在6(TC下保持2至48小時。還可包含澱粉酶和葡糖澱粉酶以進一步溶解澱粉生成的低聚糖。可將兩次水解的液體部分用作可單獨用的發酵培養基，或者可將它用來增補單獨的發酵培養基。這包括例如，但不限於胚乳衍生的培養基，如本文A部分中所述。水解的粒殼的固體部分具有多種用途。例如，可將它用作動物飼料，作為鍋爐供料，或者作為熱解、生物油、氣化或水熱提級的原料。熱解和水熱提級各自涉及將固體物暴露於升高的溫度和壓力達不同的時間以液化原料或至少一部分原料。然後即可加氫處理這些液化的原料，即，通入氫氣在催化劑上處理以產生生物油。表1和2示出熱解和水熱提級(液化)的典型條件。表1.液化處理操作的對比tableseeoriginaldocumentpage11熱解水熱液化水含量500ppm很低2.混合物中的水解粒殼的應用如果不分離水解的粒殼，就可用酶處理合併的液體部分和固體部分以第二次水解該混合物直至部分地或全部將固體物水解成低聚糖和單糖並且將可溶性低聚糖部分地或全部轉化成單糖。合適的酶和輔助酶包括例如，但不限於蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶、阿魏醯酯酶和澱粉降解酶。酶解可在6(TC下進行2至72小時。然後可將兩次水解的漿料用作乙醇或其它化學品的發酵培養基。還可如本文A部分中所述將它用來增補發酵培養基。在備選的實施方案中，可將兩次水解的漿料用於生產動物飼料、鍋爐原料。發酵後，任何殘餘的呈單糖、低聚糖或多糖形式的碳水化合物都可用作動物飼料或者用於熱解、生物油生產、氣化或水熱處理。III.實施例如下實施例只是代表本發明的一些方面。不能將這些實施例解釋成以權利要求書中沒有明確地闡述的任何方式限制本發明。實施例1在ADM對玉米粒的幹分級分離進行了玉米碾磨試驗。該試驗包括，將5kg玉米粒放入旋轉密閉容器內並且添加10%的水。將容器在室溫下旋轉1小時，然後取出玉米粒。將調和後的玉米粒通過裝有1/4〃篩的Fitz粉碎機粗碾磨；接著通過Kice吸氣器以1英寸的水差壓抽吸；用Sweco振動篩選機以6、12和20篩目對來自吸氣器的"篩上物"和"篩下物"進行篩選。篩選後，用Ferrell-Ross軋片輥軋機以1.1的輥隙調定對來自"篩下物"的中間顆粒(-6/+20)進行輥軋碾磨兩次，然後用Sweco振動篩選機以6和12篩目篩選。在分析前合併細粉(20目或更小，-20)。這樣產生如下表l中所示的6個部分。除了粒殼和胚芽之外，其餘列出的成分構成胚乳。結果表明，與天然玉米粒相比，所述細粉都高度富含澱粉，並且減少了NDF(中性純淨纖維，相當於半纖維素、纖維素和木素)，脂肪和蛋白質。該細粉部分是產率為35.6%的最大部分。其它富含澱粉的樣品包括玉米渣(33.6%的產率)和輥軋的細粉(10.1%的產率)。這些部分還富含蛋白質並且減少了NDF。輥軋的碎片和渣部分在組成上與全玉米粒組成最相似。可將粒殼部分水解，即，通過將粒殼與水(或者任選地逆水、玉米浸泡液的濃縮液或其它工藝用水)混合，直到溼含量是40-60%。隨後可將粒殼漿料置於加壓反應器內並添加lwt/wt^硫酸。可通過直接或間接蒸汽加熱，或者通過電加熱將反應器加熱。將反應器加熱到120至20(TC達1至120分鐘，優選加熱到150-175t:達11至30分鐘。反應器內的壓力將是12(TC下的約2巴至20(TC下的約16巴。發生初始水解後，任選將水解的粒殼漿料與另外的水源混合，該水源可包括玉米浸泡液的濃縮液、逆水、水或工藝用水。將漿料冷卻到約60°C，再添加酶如半纖維素酶、纖維素酶、蛋白酶和阿魏醯酯酶以水解所述水解的固體物和可溶性低聚糖。然後可將漿料加到從富含澱粉的部分製備的發酵培養基中。表1:10%水分調和的玉米部分組成(％)tableseeoriginaldocumentpage13該加工操作所得產物產生如下表2所示的產物。表2比較了未處理玉米和如本實施例中所述處理過的玉米的預期產物產率。處理過的玉米增大了乙醇產量(2.976加侖/蒲式耳，與2.700加侖/蒲式耳相比)，增大了生物柴油產率，並且增大了鍋爐產能。動物飼料的產量減小約9磅/蒲式耳，但是其它有益產物和用途具有更大的價值(特別是提供能源)，所以是更希望的。生產的動物飼料可用於很多物種，包括反芻動物。tableseeoriginaldocumentpage13實施例2描述了來自水解的粒殼流的液體和固體物的分離和應用。如實施例1中所述硫酸水解粒殼部分之後，利用螺杆壓榨機或離心機分離固體物與液體。例如，可利用CP-4型Vincent螺杆壓榨機分離固體物與液體。還可洗滌壓榨機或離心機中的固體物以除去殘餘水解的固體物中更易溶的低聚糖和單糖。可利用另外的酸解或酶解法再次水解從水解的粒殼漿料分離的液體。這樣可將可溶性澱粉和半纖維素低聚糖分解為可發酵成乙醇或其它化學品的單糖。酸解的條件是121°C(約2巴)30分鐘。酶解的條件是應用澱粉水解酶、半纖維素酶和阿魏醯酯酶在6(TC下處理1小時。任選地對分離後的固體物進行乾燥和造粒並且作為動物飼料出售。或者任選地，可在反應器內在不同條件下加熱分離後的固體物，將固體物熱解、熱化學處理、水熱處理或氣化。這些條件將產生可用作燃料和化學品的油和氣體。實施例3實施例3報導了本發明的另一個實施方案，它的流程圖可看作圖6。將玉米調和15至60分鐘並且如前述實施例1中所述那樣碾磨。然後利用Kice吸氣器在0.75英寸水的差壓下抽吸碾磨後的玉米。利用美國標準篩目為12的Sweco振動篩選機對輕質部分或篩上物進行篩選。+12部分由粒殼部分(纖維部分，產物1，見圖6)組成，而-12部分由胚乳部分(澱粉部分，產物2，見圖6)組成。然後在2.9英寸水的差壓下再次抽吸重質部分或篩下物，並且重質部分是胚乳部分(澱粉部分，產物3，見圖6)。利用美國標準篩目為6和lO的Sweco篩分篩選機將輕質部分篩選。+6部分是胚芽部分(胚芽部分，產物6，見圖6)，而另外兩部分都是胚乳部分(澱粉部分，產物4，以及澱粉部分，產物5，都見圖6)。該實施方案的產物分析示於表3。表3:實施例3的產物分析tableseeoriginaldocumentpage14tableseeoriginaldocumentpage15本文引述或提及的專利、專利申請、發布、科學文獻、專著、網址和其它文獻和材料都表現出在每一出版物的撰寫之日為止本發明所屬領域的技術人員的技術水平，並且都併入作參考，猶如在本文中全部重寫。本申請書中包含一篇文獻並非承認該文獻代表現在先發明或為任何目的的現有技術。本文應用的術語和表述用作描述性的術語而不是限制性的，並且在這樣的術語和表述或其任何部分的應用中不想排除任何目前已知的或後來發展的等同物，不論這樣的等同物是否在本文陳述或示出或描述或者這樣的等同物是否被看作可預料的，但是應當認識到，各種變化都屬於本發明要求的範圍，無論那些權利要求是否基於任何原因作了改變或修正。所以應懂得，儘管通過優選的實施方案和任選的特徵具體地公開了本發明，但本領域技術人員可對其中體現的或本文公開的本發明進行變化和改變，並且認為這樣的變化和改變屬於本文公開的和要求的本發明的範圍。本文描述的具體方法和組合物都代表優選的實施方案，都是代表性的而不想作為對本發明的範圍的限制。本領域技術人員考慮本說明書時會想到其它目的、方面和實施方案，它們都屬於權利要求書的範圍規定的本發明的實質。雖然給出了實施例，但本文的描述應當看作包括但不僅僅限於那些實施例。本領域技術人員應容易明白，可對本文公開的本發明作不同的取代和變化而不偏離本發明的範圍和實質。而且根據本發明的描述，包括本文闡述性給定的那些，已證明可應用各種變化和等同物來實現本發明的構思而不偏離它的範圍。本領域普通技術人員會認識到，可在形式和細節方面作出改變而不偏離本發明的實質和範圍。所述實施方案應當看成在所有方面都是闡述性的而不是限制性的。所以，例如，另外的實施方案都屬於本發明的範圍，也屬於附後權利要求書的範圍。權利要求從穀物生產乙醇的改良方法，它包含在幹磨穀物加工廠中，將磨碎的穀物的富含粒殼的部分與富含胚芽和胚乳的部分分離；將所述分離後的粒殼部分的纖維素和半纖維素水解而形成富含木糖的可溶部分；將所述富含木糖的可溶部分加到包含來自穀物的所述富含胚乳的部分的水解澱粉的發酵培養基中；以及將該培養基發酵而生產乙醇。2.權利要求l的方法，其中，所述水解包括，通過在無機酸、有機酸、無機鹼和氧化劑中至少一種的存在下暴露於高於25t:的溫度而熱化學處理所述分離後的粒殼部分。3.權利要求2的方法，其中，所述水解還包括，用纖維素和半纖維素降解酶中的至少一種處理所述分離後的粒殼部分。4.權利要求1的方法，其中，這樣獲得所述富含粒殼的部分在料鬥內第一氣壓下通過上升的氣流抽吸所述磨碎的穀物，並且收穫向料鬥的上部富集的第一部分輕組分，所述輕組分與在料鬥的下部富集的第一部分重組分分離。5.權利要求4的方法，其中，在收穫所述輕組分後，將抽吸氣體增大到大於所述第一氣壓的第二氣壓而將所述第一部分重組分分離為富含胚乳的第二輕部分和富含胚芽的第二重部分，以及；收穫所述富含胚芽的部分和所述富含胚乳的部分。6.權利要求5的方法，其中，將所述富含胚乳的部分液化並且用澱粉水解劑處理以提供用於發酵培養基的水解澱粉。7.權利要求5的方法，其中，從所述富含胚芽的部分提取油。8.權利要求l的方法，其中，將所述富含木糖的溶解部分與不溶性粒殼原料分離，再通過選自熱解和水熱提級的至少一種方法進一步處理所述不溶性粒殼原料。9.權利要求l的方法，其中，將所述富含粒殼的部分與所述富含胚芽和胚乳的部分分離包括，通過在每單位重量幹穀物中添加約10wt%的水而將該幹穀物潤溼，並且通過在20-4(TC下保溫至少15分鐘而調和潤溼後的穀物。10.生產乙醇的改良方法，它包含在幹磨穀物加工廠中，通過在每單位乾重量的穀物中添加約10wt^的水並且加熱至約20-4(TC的溫度達足以溶脹所述穀物的胚芽組分的時間而調和一定乾重的穀物；碾磨所述調和後的穀物；通過抽吸對所述磨碎的穀物進行分離而獲得富含粒殼和第一量的澱粉細粉的第一部分以及富含胚乳和胚芽的第二部分；通過篩分將所述第一部分分離成富含粒殼的部分和富含細粉的部分；將所述第二部分分離為富含胚乳的部分和富含胚芽的部分；向所述富含粒殼的部分中添加水和水解劑而形成第一混合物，接著加熱該第一混合物達足以將粒殼中至少45%的纖維水解為含木糖的可溶性糖部分的時間和溫度。11.將玉米流分級分離為胚乳、胚芽和粒殼部分的方法，它包含a.調和一種玉米流；b.在第一差壓下抽吸所述調和後的玉米流，於是產生至少第一輕質部分和第一重質部分；c.將所述第一輕質部分分離為至少粒殼部分和第一胚乳部分；d.在第二差壓下抽吸所述第一重質部分，於是產生至少第二胚乳部分和第二輕質部分；以及e.將所述第二輕質部分分離為至少第三胚乳部分和胚芽部分。12.權利要求11的方法，其中，所述第二差壓大於所述第一差壓。13.從玉米發酵生產乙醇的方法，它包含a.根據權利要求11的方法將玉米分級分離；b.提供含有所述粒殼部分、所述第一胚乳部分、所述第二胚乳部分和所述第三胚乳部分的發酵培養基；以及c.將所述發酵培養基發酵，於是生產乙醇。14.權利要求13的方法，其中，每蒲式耳玉米的乙醇產率是約2.7至約3.0加侖之間/蒲式耳。15.提供水解粒殼燃料的方法，它包含a.根據權利要求11的方法將玉米分級分離；b.將所述粒殼部分水解，於是生產水解粒殼燃料。16.權利要求15的方法，它進一步包含將所述水解的粒殼分離為液體流和固體部分，其中，所述固體部分是水解粒殼燃料。17.將玉米分級分離為胚芽、胚乳和粒殼部分的方法，它包含a.調和一種玉米流；b.碾磨所述調和後的玉米流而提供包含粒殼、細粉、胚芽和胚乳的混合物；c.抽吸所述混合物而產生含粒殼和澱粉細粉的部分以及含胚芽和胚乳的部分；d.分離所述含粒殼和澱粉細粉的部分而提供粒殼部分和第一澱粉細粉部分；e.分離所述含胚芽和胚乳的部分而提供第二澱粉細粉部分和胚芽部分；以及f.合併所述第一澱粉細粉部分和所述第二澱粉細粉部分而產生胚乳部分。18.權利要求17的方法，其中，通過至少一種選自抽吸和篩選的方法分離所述含胚芽和胚乳的部分。19.由整粒玉米流提供乙醇和釜餾物的方法，它包含a.通過添加10wt^水並在約25t:下保持15分鐘至1小時而調和一種整粒玉米流，產生調和的玉米流；b.碾磨所述調和後的玉米流而產生包含粒殼、細粉、胚芽和胚乳的磨碎的玉米流混合物；c.抽吸所述磨碎的玉米流混合物而產生粒殼和細粉部分以及胚乳和胚芽部分；d.篩選所述粒殼和細粉部分而產生粒殼部分和第一細粉部分；e.水解所述粒殼部分，即，通過添加水而將總重量提高至所述粒殼部分起始重量的至少1.67倍並且根據需要添加酸，再加熱到在約150至17(TC之間達約11至30分鐘；f.通過向所述粒殼部分中添加酶而水解步驟(e)的粒殼部分；g.碾磨所述胚乳和胚芽部分而提供第二細粉部分和胚芽片；h.篩分所述胚芽片和所述第二細粉部分而分離所述胚芽片和所述第二細粉部分；i.合併所述第一細粉部分和所述第二細粉部分以提供合併的細粉部分；j.將所述合併的細粉部分與2至4倍重量的水混合而形成漿料，調節該漿料的pH至5.8，再加熱到87.8。C達30分鐘;k.將步驟(j)的混合物加熱到ll(TC達10分鐘，以10-20單位/克澱粉的用量添加a_澱粉酶；l.將步驟(k)的混合物冷卻到70°C，以10-20單位/克澱粉的用量添加a-澱粉酶，並且在7(TC下保持60-120分鐘；m.合併水解的粒殼部分與步驟(1)的產物以提供發酵培養基；n.將步驟(m)的發酵培養基的溫度降低到35°C，以0.22單位/克澱粉或GLU/g的用量添加葡糖澱粉酶，並發酵48-64小時而產生乙醇和釜餾物。20.權利要求19的方法，它進一步包括在合併水解的粒殼部分與步驟(1)的發酵培養基之前，將步驟(f)的水解的粒殼分離為固體物部分和液體流，並且僅僅合併所述液體流和步驟(1)的產物。全文摘要公開了新的穀物加工方法和由此獲得的產物。所述方法可以包括粒殼部分的分離，粒殼部分的一次或多次水解，以及水解的粒殼部分的分級分離。水解的粒殼部分具有各種用途，包括發酵培養基、牲畜飼料和燃料原料。文檔編號A23L1/10GK101795578SQ200880105389公開日2010年8月4日申請日期2008年7月25日優先權日2007年7月25日發明者C·阿巴斯,K·E·比利,T·P·賓德,T·高特莫勒申請人:阿徹-丹尼爾斯-米德蘭公司