木薯的處理的製作方法
2024-02-03 13:52:15
專利名稱：木薯的處理的製作方法
目前，澱粉的世界消耗量每年約50,000,000噸，而這些澱粉主要由馬鈴薯、玉米、小麥和木薯得到。
本發明目的的第一個方面是提供一種在特定環境下由木薯根得到木薯粉(主要為澱粉和纖維)的改進方法，這種方法得到木薯澱粉的中間產品及最終產品。
按照本發明，這種方法的特徵在於如下步驟將木薯根磨碎，向該磨碎的物質中加入水以形成漿液，從漿液中脫除其中不希望的組分如蛋白質，從而得到產品物質，以及最終乾燥該產品物質。
按這種方式實施的方法有可能實現由木薯根得到木薯粉的連續化過程，其中所述方法可以應用簡單的設施就地(即在木薯根的生產地附近)進行。這一點非常重要，由於木薯根非常容易腐爛，所以這種情況下快速處理是有利的。這樣做的結果是降低了由於腐爛造成的損失並增加了處理能力。製備澱粉的原料可以以更高程度的可靠性提供。經過運輸後，可以在適當的地點處理木薯粉得到澱粉。這種方法的優點是一方面有可能在接近木薯根的生產地小規模地進行處理，另一方面可以在其它地方以合適的規模進行精製。因此，在地方可以得到可貯存的中間產品，這種產品可以隨後集中起來進行處理(精製)。
木薯根的所述磨碎的結果是其細胞被打開，釋放出其內存在的所有澱粉。通過脫除掉不希望的組分(例如，具體為蛋白質，還有(氰化物)鹽和(氨基)酸)，在隨後的產品物質的乾燥過程中，可以防止可能存在的任何蛋白質凝結，其結果是使澱粉封閉，在這種情況下其不能再被提取出來。
在這裡應該注意的是此處所描述的本發明是以處理木薯為基礎的，但是本發明的範圍並不僅僅限於這種應用，其也可以延伸至其它塊莖、球根或塊根農作物(例如馬鈴薯或白薯)。為了使描述更具可讀性，此處僅概括地提到了木薯。
在本發明方法的一個優選實施方案中，在所述的磨碎前，將木薯根切成小塊，隨後將這些小塊磨碎。將木薯根切為小塊提高了磨碎過程的效率。
另外，向磨碎物質中加入水以形成漿液優選在所述磨碎的過程中進行。這是一種高效方式，其優化了在磨碎過程中漿液的形成過程，並在很大程度上溶解了在過程後續步驟中不希望的組分(其中包括礦物質、蛋白質和氰化物)，隨後簡單地將它們洗掉即可。在這一過程中，獲得足夠量的水是很重要的。可以進一步向水中加入化學物質。
按照本發明方法的另一個實施方案，從漿液中脫除不希望的組分以得到產品物質通過過濾漿液進行，產品物質作為濾渣，而含有麵粉產品不希望的組分的水作為濾液。
這種過濾過程用作漿液的預乾燥(脫水)步驟，正如這裡所表示的，其已經具有了非常高的澱粉含量(例如，在這種情況下，水分含量可能已經降低至約40％)。濾液可以用作肥料。
所述過濾可以(優選)通過真空過濾器來實施，從而對於所述洗滌來說，相比較小體積的水就足夠了。另外，從根部得到濃度相對較高的礦物質及類似物，從而可能將其作為肥料而重新應用(在最低的後續成本下應用)。
另外，在此框架內還有可能用清水洗滌濾渣，這將進一步有助於脫除不希望的組分。
按照本發明的另一個實施方案，如前所述的已經經過(機械)預乾燥(脫水)的產品物質，可以用熱空氣進行乾燥。為此目的，可以應用所謂的渦流乾燥器(或所謂的thorbed的乾燥器)。在這種乾燥器中，產品物質漩渦狀旋轉，並當最終產品足夠幹時從渦流乾燥器甩出。熱空氣的溫度為100-140℃，並且熱空氣的溫度優選為最大120℃。其它乾燥方式也可以應用，例如在太陽下曬乾等。
為了在木薯已經磨碎後得到相對高質量的產品，還優選在所述磨碎之前對洗滌所述木薯根或至少部分將所述木薯根剝皮。
如果將漿液過濾過程中形成的濾液用於洗滌木薯根時，本發明的方法可以進一步優化。在其用於洗滌木薯根之前，可以將濾液進行篩濾，從而至少大致從中脫除不希望的組分。
所述木薯根的剝皮可以通過洗滌過程中木薯根相互之間的擦洗接觸而實施。例如其可以通過如下方式實現將木薯放入一層水中，然後使其運動。其結果是，其外皮會分離，並且可以被洗滌水洗掉。洗滌水可以用合適的設施(如泵、軟管、槽車等)撒到田地中。
按照本發明的方法，當木薯根新鮮時將其磨碎，其結果是細胞被打開，其內存在的所有澱粉被釋放出來。應用迄今已知的方法，將木薯棒切成碎片，使碎片乾燥，並隨後研磨為粉末。這種已知方法的缺點在於並不是所有的澱粉都能釋放出來，並且澱粉可能被嚴重損壞。
在這一點上，應該注意的是在本發明所公開的框架內，所應用的術語「磨碎」應該理解為用於使木薯根分開/切碎而將其細胞打開的任意方法；而與之相比較的術語「切割」應概括地理解為使木薯根分開但其細胞基本上保持完整的過程。
本發明還涉及一種精製木薯成為澱粉的方法，其中木薯在第一位置處被加工為木薯粉，隨後所述木薯粉在第二位置處被進一步加工為澱粉。
所述在第一位置處的木薯的加工過程優選通過應用前述本發明的方法來實施。
除了由木薯根得到木薯粉的方法外，本發明還涉及用於所述方法的設備。概括地講，這種設備的特徵在於磨碎木薯根的設施，向磨碎的物質中加入水以形成漿液的設施，從漿液中脫除不希望組分如蛋白質以得到產品物質的設施，以及最終的乾燥產品物質的設施。
當應用這種設備時，前述方法可以有效地得以實現。
優選地，構造所述設備使磨碎木薯棒的設施由配有鋸條的旋轉圓筒(其直徑為55-85cm，可在每分鐘3000轉的速度或圓周速度為100m/s下旋轉)。所述鋸條打開細胞壁，使其中存在的澱粉釋放出來。例如，所述鋸條可以為梳狀的研磨刀片。
本發明設備的各種設施可以有利地安裝在至少一個標準容器上/內，特別是安裝在兩個標準容器上/內。這將有可能應用當地可獲得的運輸設備將所述設備從一個位置輸送至另一個位置，並且在木薯生產地應用所述設備。
在這一框架內，如果所述容器配有不需要用外部輔助設施(起重機、叉車等)就可以進行裝卸的設備時，將是有利的。
如果這種標準容器配有為自己提供能量的設施時，將是非常方便的，所述設施至少包括發電機如柴油發電機。這將有可能在任何地點應用所述設備，而不依賴於外部供給能源。另外，如果應用發電機，其殘熱可以方便地用於其它工藝步驟中，具體用於乾燥產品物質。
應注意，按照本發明，通過實施精製過程，可以將原始漿液和由其得到的產品物質處理為澱粉。
本發明還涉及一種精製木薯成為澱粉的設備，所述設備包括位於第一位置的用於處理木薯成為木薯粉的第一部件，和位於第二位置的用於進一步處理木薯粉成為澱粉的第二部件。
設備的第一部件優選由前述本發明的設備組成。
如果第二部件特別適合於處理通過實施本發明方法而得到的木薯粉，在這種情況下也是優選的。按這種方式，可以任選使所述設備適於處理實施本發明方法而得到的木薯粉，與常規得到的木薯粉相比，所述木薯粉的結構稍有改變。
最後，本發明涉及通過應用本發明方法得到的木薯粉和澱粉。
下面，將參考附圖
對本發明進行更為詳細的解釋，其中所述附圖給出了本發明設備的一個實施方案。
唯一的附圖是放置於兩個卡車上的本發明設備的一個實施方案的側視示意圖。
圖上表示了兩個卡車1和2，在其上放置了標準容器(或標準容器平臺)3和4。標準容器可以通過卡車1、2從一個位置運輸至另一個位置，在各個位置，其可以通過安裝設施(圖中未示出)卸載或再裝載。這種安裝設施可以成為所討論的卡車1、2或容器3、4的一部分。
在應用中，卡車1、2(或標準容器3、4)之間相互靠近設置，並以所述方式功能耦合。在示例性實施例中，在容器4內部放置有能量產生裝置5(例如柴油發電機)。由所述能量產生裝置5提供的能量(如電流)用來為下文所描述的設備的部件提供能量。
預先檢查了其雜質(是否存在木棍部分等)的木薯通常先稱重，然後通過運輸帶6送至洗滌裝置7。洗滌裝置包含所謂的槳式洗滌器8，其中所述洗滌器8包含幾個間隔(如9和10)。逐漸地，在後續的間隔內應用清水，用來洗滌木薯並對其剝皮。所述剝皮發生在木薯根在水層內相互之間的擦洗過程中。
供水管11用來提供洗滌水。所述供水管11從過濾裝置12來提供洗滌水，所述過濾裝置12將在下文進行詳細討論。
農作物和剝皮後的木薯根通過排出口13和輸送設施14後到達切割設施15，在此處所述根被切割為小塊。磨碎設施16與所述切割設施15相連，其用來將已經切成小塊的根磨碎。
在圖示的實施方案中，磨碎設施16包含多個配有突出鋸條18(如梳狀切割刀片)的圓筒17。在一個具體的實施方案中，圓筒的直徑為55-85cm並且以3000轉/分鐘的速度旋轉。鋸條18的所述旋轉將木薯根的細胞壁打開，從而其內存在的澱粉釋放出來。在所述磨碎過程中，通過供料管19向磨碎的物質中加入水，其結果是形成漿液。也可以向水中加入化學物質，例如為了防止其變色或為了防腐而加入化學物質。
應該注意到的是在另一實施方案中切割設施15可以省掉，從而磨碎設施16與洗滌裝置7直接相連。
通過運輸設施20，磨碎設施16內形成的漿液進入槽21，在其中存在前述過濾裝置12。所述過濾裝置12包含轉鼓22，並且濾布繞所述轉鼓延伸。轉鼓22內部為真空，其結果是漿液從槽21內被吸取通過濾布。因此漿液被分離為包含對某些應用來說不希望的組分(如礦物質、蛋白質和氰化物)的濾液，和包含在後續階段進一步處理的產品物質10的濾渣。通過管道23(和可能用於使所加入的水等霧化的霧化器或類似物)可以向過濾裝置12內加入洗滌(新鮮)水。在此處，每噸產品可以加入固定量的水。該量可以非常低。
來自過濾裝置12的濾液通過排放管24和篩濾設施25供至供水管11中，用於在洗滌裝置7中再利用。(取決於產品的用途)可以向其中再加入新鮮水。總之，最後的水消耗是非常少的。
在過濾裝置12中得到水分含量為±40％的產品物質。這樣木薯漿液或漿經受了預乾燥(脫水)步驟。所釋放的礦物質、蛋白質和氰化物通過應用真空過濾器被很大程度地洗掉(例如，當原材料為木薯時，漿液的蛋白質含量從3％減少至0.5％)。可以以有效的方式防止蛋白質的凝結(例如在乾燥階段中)，從而防止了由於部分凝結而造成澱粉封閉，所述封閉的後果是澱粉能不再被提取出來。
經過預乾燥的產品物質通過連接管線26進入設備的第二部件，該部件放在第二卡車2上(或容器4內)。所述第二部件主要包括所謂的渦流乾燥器27，在其中應用熱空氣(優選最大溫度為120℃)實施乾燥過程。在渦流乾燥器27(對應於28)中可以有利地應用來自能量發生單元5的殘熱。
應該注意的是當然也可能應用其它類型的乾燥器。
當然也可以想像的是本發明的整個設備存在於單個標準容器中，從而僅需要一個卡車。另外如果應用兩個卡車1、2，在標準容器3和4內設備的分布也可以不同於這裡所示的分布。最後，標準容器的數量可以大於兩個，在這種情況下，設備的各個部件將在所述更多標準容器內適當分布。
此處所示設備的各個部件只是可能實施方案的一些例子。另外，所述部件只是示意性地進行了表示。作為連續操作的旋轉過濾裝置的替換方案，也可以應用間斷操作的過濾裝置(如平板過濾設施)。
本發明並不限於上文所述的實施方案，在權利要求所定義的本發明範圍內，所述實施方案可以以多種方式進行改變。
權利要求
1.一種由木薯根得到木薯粉的方法，特徵在於通過如下步驟進行將木薯根磨碎，向該磨碎的物質中加入水以形成漿液，從漿液中脫除其中不希望的組分如蛋白質，從而得到產品物質，以及最終乾燥該產品物質。
2.權利要求1的方法，其中在磨碎之前將所述木薯根切割成小塊，隨後磨碎所述小塊。
3.權利要求1或2的方法，其中在磨碎過程中向已磨碎物質中加入水以形成漿液。
4.前述權利要求任一項的方法，其中通過過濾漿液從漿液中脫除不希望的組分以得到產品物質，其中產品物質為濾渣，而含有不希望組分的水為濾液。
5.權利要求4的方法，其中所述過濾通過真空過濾器進行。
6.權利要求5的方法，其中所述濾渣用清水洗滌。
7.前述權利要求任一項的方法，其中所述產品物質的乾燥通過用熱空氣乾燥所述產品物質而進行。
8.權利要求7的方法，其中所述產品物質在所謂的渦流乾燥器中乾燥。
9.權利要求7或8的方法，其中所述熱空氣的溫度為100-140℃。
10.權利要求9的方法，其中熱空氣的溫度最大為120℃。
11.前述權利要求任一項的方法，其中在磨碎前，洗滌木薯根並至少部分將所述木薯根剝皮。
12.權利要求11的方法，其中濾液用於洗滌木薯根。
13.權利要求12的方法，其中濾液在用於洗滌木薯根之前進行篩濾，以從中至少較大程度脫除不希望的組分。
14.權利要求11-13任一項的方法，其中所述木薯根的剝皮通過在洗滌過程中使木薯根相互洗擦接觸而進行。
15.一種精製木薯成為澱粉的方法，特徵在於木薯在第一位置被處理為木薯粉，隨後所述木薯粉在第二位置被進一步處理為澱粉。
16.權利要求15的方法，其中在所述第一位置的木薯處理通過應用權利要求1-14任一項的方法而進行。
17.應用權利要求15或16的方法得到的澱粉的用途。
18.一種由木薯根獲得木薯粉的設備，特徵在於其包含如下設施磨碎木薯根的設施，向磨碎物質中加入水以形成漿液的設施，從漿液中脫除不希望組分如蛋白質以得到產品物質的設施，以及最後乾燥產品物質的設施。
19.權利要求18的設備，其中用於磨碎木薯棒的設施由配有鋸條的旋轉圓筒構成。
20.權利要求18或19的設備，其中在用於磨碎木薯根的設施之前是將木薯根切成小塊的設施。
21.權利要求18-20任一項的設備，其中向磨碎物質中加入水以形成漿液的設施設置在所述設備內，從而使它們與磨碎木薯根的設施基本同時作用於木薯根。
22.權利要求18-21任一項的設備，其中從漿液中脫除不希望組分以得到產品物質的設施包括用於過濾漿液的過濾設施，其中產品物質為濾渣，而含有不希望組分的水為濾液。
23.權利要求22的設備，其中所述過濾設備包括過濾鼓，在所述過濾鼓中產生真空，其中所述過濾鼓存在於漿液貯池內。
24.權利要求23的設備，其中所述過濾鼓能夠旋轉。
25.權利要求22、23或24的設備，其中使用為濾渣提供洗滌水的設施。
26.權利要求18-25任一項的設備，其中用於乾燥產品物質的設施包括所謂的渦流乾燥器。
27.權利要求18-26任一項的設備，其中用於洗滌木薯根並至少部分將木薯根剝皮的設施設置於磨碎木薯根的設施之前。
28.權利要求27的設備和應用權利要求22的設備，其中用於供應洗滌木薯根所用的濾液的管道在過濾設施和洗滌木薯根並至少部分將木薯根剝皮的設施之間延伸。
29.權利要求28的設備，其中在管道中存在篩濾設施，所述篩濾設施的作用是篩濾濾液，以在其用於洗滌木薯根之前從中至少較大程度地脫除不希望的組分。
30.權利要求27-29任一項的設備，其中用於洗滌木薯根並至少部分將木薯根剝皮的設施是所謂的槳式洗滌器，其包含多個間隔，每個間隔包含比前一個間隔更清潔的洗滌水。
31.權利要求18-30任一項的設備，其中所述各種設施安裝在至少一個標準容器上/內。
32.權利要求31的設備，其中所述標準容器配有自身的能量供應單元，所述能量供應單元至少包括發電機如柴油發電機。
33.權利要求32的設備，其中將來自發電機的殘熱供給乾燥產品物質的設施。
34.一種精製木薯成為澱粉的設備，特徵在於所述設備包含位於第一位置的用於處理木薯成為木薯粉的第一部件，和位於第二位置的用於進一步處理木薯粉成為澱粉的第二部件。
35.權利要求34的設備，其中所述設備的第一部件由權利要求18-33任一項的設備組成。
36.權利要求35的設備，其中所述第二部件具體適合於處理通過實施權利要求1-14任一項的方法得到的木薯粉。
37.通過應用權利要求1-14任一項的方法得到的木薯粉。
38.通過應用權利要求15或16的方法得到的澱粉。
全文摘要
一種通過實施如下步驟由木薯根得到木薯粉的方法將木薯根磨碎，向該磨碎的物質中加入水以形成漿液，從漿液中脫除其中不希望的組分如蛋白質，從而得到產品物質，以及最終乾燥該產品物質。一種包含如下設施的設備磨碎木薯根的設施，向磨碎物質中加入水以形成漿液的設施，從漿液中脫除不希望組分如蛋白質以得到產品物質的設施，以及最後乾燥產品物質的設施。
文檔編號C08B30/04GK1964991SQ200580018121
公開日2007年5月16日 申請日期2005年5月30日 優先權日2004年6月9日
發明者J·P·M·桑德斯, D·約恩塞, L·W·鄧恩 申請人:荷蘭農業發展貿易有限公司