JPH0318934B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は糖化用澱粉含有原料の連続的粉砕混合
法に関する。糖化された澱粉は特にアルコールの
製造に用いられる。

周知のように澱粉含有原料、特に穀物およびと
うもろこしに含まれる澱粉は穀粒を十分に粉砕す
ることによつて得られなければならない。従つ
て、これらの原料を前もつて粉砕することが必要
かつ有用である。粒状澱粉原料を乾燥粉砕して微
粉末にするには大きなエネルギー消費を伴う。例
えば、とうもろこし粒子をハンマーミルを用いて
あらく粉砕するには約10KW／ｔのエネルギーが
必要である。全粒子をハリケーンミルを用いて60
メツシユ以下の微粉末に粉砕するには約60KW／
ｔのエネルギーが必要である。全体が柔軟でない
穀粒または多量のフラグメントの湿潤粉砕は乾燥
粉砕法に比べてエネルギーの節約にはならない。
あらい粉の直接的な糊化には非常に長い糊化時間
または糖化時間が必要となり、さらにアルコール
の収量が減少する結果となる。

本発明の目的は、エネルギー消費量が少なく、
操作が迅速で糖およびアルコールの収量の高い糖
化用澱粉含有原料の連続的粉砕混合法を提供する
ことである。

驚くべきことにこの目的は原料を熱湯と共に仕
込み（mashing）、これを前糊化した後、相互に
かみあう放射状表面を備えた回転子−固定子マシ
ンの剪断場内で粉砕することによつて達成され
た。好ましくは一定量の酵素を最初からこの方法
のもろみに添加することによつて前糊化だけでな
く前液化を引き起こさせる。

糊化とは、自然の状態では約５〜20μの大きさ
の緊密な澱粉粒子が水中、高められた温度では溶
けて膨潤することを表わす。この現象は外から内
に向かつて行われる。完全に糊化すると、澱粉粒
子は顕微鏡によると無色である。これに対し、前
糊化では若干乳白色である。この状態で原料を回
転子−固定子マシンに供給すると、この装置によ
る剪断場内での原料の処理に引き続いて完全な糊
化が惹起される。

糊化しかつ水中で溶けた澱粉は高粘性である。

回転子−固定子マシンで行う処理に続いて行う
ことのできる酵素の添加により、澱粉の連鎖が断
ち切られ、つまり澱粉が分解する。これが粘度の
低下をもたらす（液化）。前液化とは、分解反応
の開始直後の状態、つまり液化開始時の状態を表
わす。

驚くべきことに本発明による湿潤粉砕法には実
質上少量のエネルギー、即ち原料1tあたりわずか
に約7KW／ｔと95℃のスチーム約32Kgが必要と
されるにすぎない。さらにまた驚くべきことに熱
湯を作るのに必要なエネルギーは仕込みに熱いア
ルコール廃液（stillage）を用いることによつて
減少させることができる。驚くべきことに、熱い
湿潤粉砕は品質の低下または処理工程を妨害され
ることなく熱いアルコール廃液を用いて問題なく
実施できる。

アルコール廃液とは、澱粉／グルコースをエタ
ノールに十分に醗酵させ、かつエタノールを分離
した後で存在するようなエタノール加工からの処
理水を表わす。その主成分は水、穀類からの未醗
酵物、例えば醗酵副産物及び酵母である。

湿潤粉砕は本発明によれば相互にかみあう放射
状表面を備えた回転子−固定子マシンの剪断場内
でおこなわなければならない。何故ならばこれに
よつてのみ迅速で完全にエネルギー節約粉砕処理
が実施できるからである。相互にかみあう放射状
表面を備えた回転子−固定子マシンは例えば西ド
イツ国特許第2918212号明細書に記載されており、
該マシンは［Supraton］の商品名で出願人によ
つて市販されている。

完全な糊化および部分的糖化は好ましくは相互
にかみあう放射状表面を備えた第２の回転子−固
定子マシン内で例えば西ドイツ国特許公開第
2944483号明細書に記載された方法によつておこ
なう。この処理段階または更にその後の処理段階
において酵素を添加すると糖化は完全なものにな
る。

粒子径の異なつた出発原料、例えばとうもろこ
し、とうもろこし粗粉およびとうもろこしひき割
り粉を使用する場合には前糊化および前液化の異
なつた速度による粘度に関して困難が生じること
がある。このような場合、原料をあらかじめふる
いにかけてから処理に付すのが有利で、最初に粗
大粒（とうもろこし粒、穀物粒等）を添加し、次
いで中間の粒子（とうもろこし粗粉、粗粉等）を
添加した後、小さな粒子（ひき割り粉および細
粉）を添加する。

好ましくは澱粉含有原料は仕込み前に前加熱す
る。前加熱は好ましくは他の場合には利用されな
い廃熱の熱交換によつて60〜100℃、好ましくは
80〜90℃の温度でおこなう。熱湯は70〜100℃好
ましくは90〜95℃の温度で加えるので混合物全体
の温度は80〜90℃、好ましくは85〜93℃となる。
このような温度では迅速な前糊化および酵素の存
在下での実質的な前液化がおこる。加熱時間は粒
子径に依存して0.3〜３時間で十分である。実際
問題としては0.8〜２時間維持することによつて
優れた結果が得られる。

酵素は常套の澱粉消化酵素、例えばα−アミラ
ーゼ、特にバシルス・リケニホルミス（Bacillus
Iicheniformis）からの温度に鈍感なα−アミラ
ーゼが該当する。その他に、アミログルコシダー
ゼが存在していてもよい。実際問題としては、前
糊下および前液化用の熱いアルコール廃液の酵素
含有量を用いれば十分である。しかしながら、所
望によつてそれ以上の酵素を添加してもよい。

本発明方法を以下の実施例によつてさらに詳し
く説明する。

実施例 １ 完全なとうもろこし粒子を１時間あたり50tの
割合で熱交換器中で80℃まで前加熱し、温度95℃
のアルコール廃液／酵素117m³／ｈで混合スクリ
ユー内で仕込んだ。混合温度は90〜92℃とした。
混合物は相互にかみあう放射状表面を備えた回転
子−固定子マシン（Supratonマシン）の剪断場
へ該スクリユーから直接導入して粉砕した。吸水
（soaking）および糊化に必要な電気エネルギー
は350KWであつた。そのほかに95℃の蒸気が約
1t／ｈ必要であつた。

流出液は相互にかみあう放射状表面を備えた第
２の回転子−固定子マシン内へ直接導入し、前記
西ドイツ国特許第2944483号明細書に従つて完全
に糊化した。

実施例 ２ とうもろこし粗粉およびとうもろこし細粉
42.5t／ｈの割合で80℃まで前加熱し、95℃でア
ルコール廃液／酵素100m³／ｈで混合スクリユー
内で仕込みを開始した。混合温度は91℃、滞留時
間は0.5〜２時間（好ましくは正確に１時間）と
した。吸水および糊化の消費電力は62KWであつ
た。95℃の蒸気の消費量は約900Kg／ｈであつた。
このようにして操作する場合、とうもろこし粗粉
はスクリユーの前部へ導入し、とうもろこし細粉
はSupratonマシン内へ導入する直前に該スクリ
ユーの末端部へ導入した。その後の操作は実施例
１に記載のようにしておこなつた。

実施例 ３ 全粒品のとうもろこしを１時間あたり48t／ｈ
の割合で熱交換器中で70℃まで前加熱し、温度95
℃の熱水112m²／ｈで混合スクリユー内で仕込む。
混合温度は88〜92℃とした。混合物は相互にかみ
あう放射状表面を備えた回転子−固定子マシン
（Supratonマシン）の剪断場へ該スクリユーから
直接導入して粉砕する。吸水（soaking）および
糊化に必要な電気エネルギーは約350KWである。
そのほかに95℃の蒸気が約1t／ｈ必要である。

回転子−固定子マシンから流出する溶液は相互
にかみあう放射状表面を備えた第２の回転子−固
定子マシン内へ直接導入し、この際に必要な酵素
量を添加する。混合物を西ドイツ国特許第
2944483号明細書に従つて完全に糊化する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料を熱湯と共に仕込みを開始し、前糊化し
   た後、相互にかみあう放射状表面を備えた回転子
   −固定子マシンの剪断場内で粉砕することを特徴
   とする糖化用澱粉含有原料の連続的粉砕混合法。 ２ 酵素を最初からもろみに添加することによつ
   てもろみを前液化する特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３ 熱湯として熱いアルコール廃液を使用する特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４ 十分粒径の異なつた原料をふるいにかけ、最
   初に大きな粒径のもの、次に中間の粒径のもの、
   最後に小さな粒径のものの順に処理工程へ導入す
   る特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
   か１項記載の方法。