PT97564B - Processo continuo para a producao de um produto de fibra de milho com um elevado conteudo de fibras dieteticas - Google Patents

Processo continuo para a producao de um produto de fibra de milho com um elevado conteudo de fibras dieteticas Download PDF

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Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Campo da Invenção
Esta invenção descreve um método de 5 processamento de uma corrente de fibra misturada obtida pelo processo de moagem de milho em molhado para fazer um produto tendo um elevado conteúdo total de fibras dietéticas.
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Descrição da Técnica Apresentada
Em anos recentes, tem havido um aumento de consciência do papel que a fibra possui na dieta humana. Isto baseia-se não só no papel que a fibra possui como agente avolumador mas também no papel que se julga que possui na prevenção de doenças do sistema gastrointestinal.
A fibra dietética de trigo, farelo de trigo, tem sido consumida em cereais de pequeno almoço, todo o tipo de pão de trigo, e produtos similares durante muitos anos. Contudo, existe uma necessidade reconhecida para maiores quantidades de fibra para refor çarem comida processada que são hoje em dia consumidas por uma grande parte da população. Por estas razões, os fornecedores de alimentos têm procurado fontes adicionais de fibra dietética.
Uma fonte potencial de fiora dietética é a fiora de milho obtida como um sub produto da moagem de milho em molhado. Contudo, este produto contém percentagens razoavelmente altas de amido e proteína. Tais componentes adicionais tornam a fibra menos adequada para uso no processo de cozedura ou noutras aplicações alimentares. Isto levou os trabalhadores a procurarem um processo aceitável económica e comercialmente para reduzir a quantidade de amido e proteína enquanto aumentam o conteúdo da fibra dietética da fibra obtida
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pelo processo de moagem de milho em molhado.
Na U.S. Patente Ns 4.181.534, é exposto um processo para tratamento da corrente de fibra molhada obtida a partir do processo de moagem de milho em molhado. De acordo com o referido processo, a corrente de fibra, enquanto ainda no estado molhado, é friocio nada por meio de um batedor ou impacto de uma mó. 0 produto moído é então separado em fracções sendo cada uma das fracções uma fibra enriquecida contendo uma proporção alta de pentoses.
processo de enriquecer a fibra obtida do milho e soja é exposto na U.S. Patente N24.181 747. Neste processo, a fibra em bruto é aquecida com áci do aquoso diluído para hidrolizar e dissolver subprodutos indesejáveis. 0 material é então extensivamente lavado afim de obter uma fibra com conteúdo de fibra de maior poder dietético.
A U.S. Patente N2 4.757.948 expõe um processo para produzir fibras de milho com um elevado conteúdo total de fibras dietéticas através de um pro cesso com duas fases em que a primeira utiliza uma penei ra e a segunda um moinho que roda. A fracção de fibra obtida de acordo com este processo tem cerca de oitenta a oitenta e cinco por cento do total da fibra dietética.
Embora estes processos anteriores possam dar um produto de fibra enriquecido, existe ainda a necessidade para um processo simples de baixo custo para produzir comercialmente um produto de elevado conteúdo de fibra dietética a partir do milho. Descobriu -se agora um processo simples e económico para enriquecer o conteúdo da fibra dietética da fibra de milho sem a necessidade de recorrer a hidrólise química ou recorrer a uma operação de moagem cara. Através deste processo, a moagem do milho em molhado pode converter num pro2
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cesso contínuo âe elevado rendimento um subproduto de baixo valor num componente alimentar com um valor mais elevado. Mais ainda, com mais processos de refinação, a fibra dietética pode ser produzida com um conteúdo de dioxido de enxofre (θθ2^ mu-ito baixo.
RESUMO DA INVENÇÃO
De acordo com esta invenção, é fornecido um processo para produzir um produto de fibra de milho tendo um elevado conteúdo de fibra dietética carac terizado pelo facto de compreender:
(a) diluição da fibra em bruto obtida do processo de moagem do milho em molhado com água para obter uma pasta aquosa de fibra de milho em bruto tendo uma concentração de sólidos entre cerca de 2% a cerca de 5% em peso.
(b) passagem da referida pasta aquosa de fibra de milho em bruto através de um hidrociclone com a pressão de funcionamento do dito hidrociclone sendo ajustada para optimizar a recuperação da fibra na corrente de elevado débito do hidro ciclone enquanto levam componentes indesejáveis de amido e proteína a sair da corrente de baixo débito do hidrociclone, (c) passagem da referida corrente de saída do hidro ciclone para o interior de uma primeira peneira centrífuga de pás tendo (1) aberturas de peneira que são dimensionadas para maximizar a quantidade de amido e proteína que passam através da peneira enquanto mantêm um elevado rendimento da fibra, e (2) e o espaço (também chamado abertura) entre a peneira e as pás que é seleccionado para optimizar a fricção da fibra para remover amido e proteína enquanto mantém um ren
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MÀI.ÍS9I dimento razoável;
(d) lavagem dos sólidos separados pela primeira peneira centrífuga de pás; e (e) passagem do sólido lavado para uma segunda peneira centrífuga de pás em que as aberturas das peneiras e o espaço entre a peneira e as pás são optimizados com base no mesmo critério daqueles que são usados na primeira peneira centrífuga de pás.
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A fase de lavagem pode ser conduzida de uma forma contínua ou por lotes. Pode-se usar opci onalmente água aquecida na fase de lavagem para facilitar a remoção de SC^. A água de lavagem também pode ser tratada para reduzir o conteúdo de SO2 antes da lavagem, e/ou seguido de lavagem para fins de reciclagem. Este tratamento pode ser, por exemplo, conduzido com um separador de vapor para ferver a água de lavagem e assim remover o SC^.
Quando o produto ê removido da segun da peneira centrífuga de pás, um passo de compressão opcional pode ser usado para remover a água.
Este passo também reduz o conteúdo de SO2 no produto.
DESCRIÇÃO DAS INCORPORAÇÕES PREFERIDAS
No processo de moagem de milho em molhado, os grãos de milho são primeiro amaciados embebendo-os em água contendo SO2. Este é referido como o processo de maceração. Após a maceração dos grãos de milho, são asperamente moídos com água de forma a libertar a semente (a porção de grão que contém óleo). A semente é separada dos outros componentes sólidos do grão do milho passando a pasta daí resultante por um hidroci4
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Mod. 71 - 20.000 ex. 90/08 clone. A corrente de baixo débito do hidrociclone, que contém amido, proteína e fibra é então moído num moinho de tipo-impacto seguido de peneiração para separar a fibra em bruto misturada das melhores partículas de amido e proteína. Esta fibra em bruto misturada é o material de partida usado no processo desta invenção, á uma matéria prima prontamente a disposição produzida em grandes quantidades pela indústria d^ moagem d$ó miiho em molhado. Para um conhecimento mais detalhado do processo industrial de moagem de milho em molhado, consultar Starch Chemistry and Technology, Whistler e Paschall, Editors, Volume II, capítulo 1, págs. de 1 - 51, Academic Press, N.Y. (1967).
De acordo com a presente invenção, a corrente de fibra misturada em bruto, tendo um conteúdo de humidade de cerca de 80% até cerca de 90% em peso, é diluída com água para formar uma pasta tendo um conteú do de sólidos de cerca de 2% até cerca de 5% em peso. A água utilizada nesta fase pode ser água fresca ou uma água de processo reciclado. Esta pasta aquosa é então passada através de um hidrociclone.
Hidrociclones adequados para serem utilizados no processo desta invenção são artigos bem conhecidos no comércio. Podem ser usados hidrociclones de vários tamanhos e modelos como ê claro aos técnicos na arte. Um hidrociclone particularmente adequado é um que está a disposição por Dorr-Oliver Company, Stamford, Connecticut, que tem um diâmetro de cerca de 15,24 cm (6 polegadas) na superfície do seu comprimento de 91,44 cm. Este hidrociclone é descrito em pormenor na U.S. Patente Ne 2.913.112. Tem sido usado durante muitos anos na industria de moagem de milho em molhado para a separação aquosa da semente do milho, e a sua estrutura é descrita em pormenor no capítulo de Starch Chemistry e
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Techpology acima citado. Tal como se pode observar nesse artigo, as baterias dos hidrociclones podem operar em paralelo quando se deseja separar grandes volumes de material.
No processo desta invenção, a queda de pressão através do hidrociclone é ajustada para maximizar a recuperação da fibra na corrente de elevado débito do hidrociclone enquanto leva os componentes indesejáveis de amido e proteína a sair do hidrociclone na corrente de baixo débito. A queda de pressão é de preferência ajustada para que cerca de 65% até cerca de 75% do volume da pasta aquosa entre pelas saídas do hidrociclone na corrente de elevado débito do hidrociclone.
Sob estas condições preferidas, a queda de pressão através do hidrociclone é geralmente entre cerca de 0,56 a 0,9 kg/cm (de 8 a 12 psi) . A corrente de baixo débito, que contém uma maior concentração de amido e proteína em conjunto com alguma fibra, volta ao processo de moagem de milho em molhado em que é combinado com os subprodutos normais do processo.
A corrente de elevado débito do hidrociclone contém material sólido áspero que tem um conteúdo de fibra dietética muito maior do que o material que passa na corrente de baixo débito do hidrociclone. Esta corrente de elevado débito passa através de uma primeira peneira centrífuga de pás em que o material sólido grosseiro é mais purificado para dar um produto intermédio tendo cerca de 90% de fibra dietética total numa base de substância em seco.
Podem ser utilizados vários aparelhos de peneiração centrífuga capazes de separar continuamente sólidos e líquidos no processo desta invenção. Em geral, tais aparelhos compreendem uma peneira cilíndrica, meios para dar força centrífuga a pasta, e meios
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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90(08 para remover sólidos separados da peneira. Num processo indústrial de grande volume, peneiras centrífugas de pás comercialmente disponíveis, as mais adequadas são por exemplo as peneiras rotativas verticais ou horizontais.
As peneiras centrífugas de pás são adaptadas com pás (ou barras de bater) que são afixadas a um rotor. As pás giram a uma distancia fixa de uma peneira que está disposta circunferencialmente em relação ao rotor. A distância afixada é referida como o espaço ou abertura entre as pás e a peneira. A rotação das pás leva o material a entrar na peneira centrífuga de pás para ser atirada contra a peneira. São fornecidos meios (como por exemplo, uma pá ou lâmina na entrada) para movimentar o material ao longo da peneira desde a entrada até â saída.
Quando o material molhado, tal como o da corrente de elevado débito do hidrociclone na presente invenção, entra numa peneira centrífuga de pás, as pás atiram o material molhado contra a peneira. A água escorre rapidamente. As pás continuam a atirar o material que resta contra a peneira a medida que o material se encaminha ao longo do comprimento da peneira até á saída.
Na presente invenção, o líquido sep_a rado que passa através da peneira contém fibra fina, ami do e proteína que foram separados da fibra mais grosseira. Isto é combinado com a corrente de baixo débito do hidrociclone e volta de novo ao processo de moagem de milho em molhado como é acima observado. O sólido separado é um núcleo de fibra grosseiro que contém cerca de 65% até cerca de 80% de água.
A operação da peneira de pás é optimizado ajustando três parâmetros. Um parâmetro refere-se ás aberturas da peneira. Caso sejam demasiado pequenas,
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ficará demasiado amido e proteína com o núcleo de fibra grosseira. Caso sejam demasiado grandes, perde-se demasiada fibra cora o líquido separado. Outro parâmetro é a distância entre a peneira e as pás. Caso seja demasiado grande, o material não será sujeito a uma acção de fricção suficiente (esfregar) para separar amido e proteína do núcleo de fibra grosseiro. A peneira centrífuga de pás executará essencialmente apenas uma função de expulsar água. Caso seja demasiado pequena, a peneira centrífuga de pás atravancar-se-a, não funcionará eficazmente. 0 terceiro parâmetro ê a operação de velocidade da penei, ra de pás. 0 objectivo de optimizar os parâmetros, é de minimizar a perca de fibra enquanto aumenta a fricção para remover o amido e proteína da fibra.
Uma peneira de pás preferida para o processo da invenção é a Indiana Canning Machine 77, que é uma peneira rotativa horizontal obtida da Indiana Canning Machine Company, Indianapolis, Indiana. A utilização em geral de tais máquinas para separar amido e fibra é descrito na U.S. Patente Ns 3.813.298. Para utilização nesta fase da presente invenção, é colocado numa peneira tendo aberturas entre cerca de 2 mm e cerca de 4 mm, de preferência cerca de 3 mm de diâmetro e o espaço entre a peneira e as pás é colocado entre cerca de mm e cerca de 15 mm, de preferência entre cerca de mm e cerca de 11 mm. As velocidades de operação podem ser entre 500 até cerca de 2,200 rotaçães por minuto (rpm), sendo preferidas velocidades de cerca de 500 até cerca de 1500 rpm.
núcleo de fibra grosseiro da primeira peneira de pás é lavada em duas fases. Na primeira fase, é preferível usar uma estação de lavagem compre endida por um ou mais tanques. A estação de lavagem pode ser operada de uma forma contínua ou em forma de lotes,
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mostrando resultados mais eficientes com a operação contínua. A lavagem no tanque ou tanques retira o amido libertado, O glúten, cheiros, SO2 e outras formas de contaminação da fibra.
Numa incorporação preferida, adiciona-se ao núcleo de fibra grosseiro água, para uma primei ra lavagem de tanque que é fornecida com um agitador. A água é opcionalmente aquecida para aumentar a dissoluçãc de SC^. A fibra molhada que sai do primeiro tanque de lavagem é então bombeada para um segundo tanque de lavagem com agitação. Este tanque é particularmente útil para retirar mais S02.
A água de lavagem pode ser tratada para reduzir o conteúdo de SC>2 antes da lavagem, e/ou o tratamento pode ser conduzido seguido da lavagem caso a água de lavagem seja para ser reciclada. Caso se deseje um tal tratamento, pode-se usar um separador de vapor para evaporar o S02·
Os tempos de permanência no tanque ou tanques de lavagem são seleccionados para optimizar a remoção de contaminadores. No que diz respeito ao SO2, por exemplo, o tempo de permanência óptimo é o tempo necessário para a concentração do SO2 na fibra para iguç lar aproximadamente a concentração de S02 na água de lavagem. Valores indicados são seleccionados para aproximar o tempo de permanência óptimo. Com o sistema de lavagem dos dois tanques acima descrito, a combinação de permanência de tempo da fibra nos tanques de lavagem é de cerca de 5 até cerca de 30 minutos, sendo de preferêr cia de cerca de 10 até cerca de 20 minutos. Pode-se usai uma maior quantidade de tempo, mas não fornece um melhoramento significativo nos resultados.
Quando se utiliza água aquecida, os tempos de permanência podem ser encurtados e a remoção
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do SO2 é melhorada.
As temperaturas da água entre cerca de 46°C (150°F) e 65°C (210°F) podem ser usadas, estando as temperaturas mais eficientes acima de cerca de
C (170 F). A escala preferida situa-se entre cerca de 52°C (170°F) a cerca de 63°C(2O5°F). Temperaturas abaixo de cerca de 46°C (15O°F) são ineficazes para melhorar a remoção do S02. As temperaturas que excedem cei ca de 63°C (2O5°F) podem resultar com os odores indesej aveis.
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I
A fibra molhada saída do segundo tanque de lavagem é bombeado para uma segunda peneira centrífuga de pás para a segunda fase de lavagem. Esta fase remove mais dos contaminadores juntamente com a maior parte da água da fibra molhada.
A segunda peneira centrífuga de pás é colocada do mesmo modo do que a primeira peneira centrífuga de pás. A operação desta peneira de pás é tambén optimizado na base do mesmo critério do que a primeira peneira centrífuga de pás. A peneira de pás preferida nesta fase do processo é também a Indiana Canning Machine Ns 77. Para ser usada nesta fase, é adaptada com uma peneira tendo aberturas entre cerca de 2 mm e cerca de 4 mm, de preferência cerca de 3 mm de diâmetro e o espaço entre a peneira e as pás é colocado entre cerca de mm e cerca de 15 mm, e de preferência entre cerca de mm e 11 mm. As velocidades de operação podem ser de cerca de 500 até cerca de 2200 rpm. As velocidades de operação preferidas são entre cerca de 500 e 1500 rpm.
líquido separado que passa através da peneira pode ser combinado com a corrente de baixo débito do hidrociclone e volta de novo ao processo de moagem de milho em molhado. 0 sólido separado contém cei ca de 65 até 80% de água e tem um conteúdo total de fi10
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Mod. 71 - 20.000 ex. -90/08 tora dietética elevado. Este material é então seco ou, opcionalmente, prensado seguido de secagem. Prensar o material remove a água e consequentemente, reduz o conteúdo de SC>2 no produto seco.
Várias prensas comerciais podem ser usadas para prensar o.sólido separado tirado da segunda peneira centrífuga de pás. Exemplos de prensas adequadas incluem prensas de rosca e prensas de correia. Uma prensa que tem sido usada em algum trabalho experimental da presente invenção é a prensa de Bauer Heli, prensa de rosca gémea que está á disposição por ABB Bauer, P.O.
Box 968, Springfield, Ohio 45501 U.S.A. Outra prensa que pode ser usada é a prensa de rosca de Vetter Dewatering que está à disposição por Dedert Corporation, Olympia Pield, Illinois U.S.A.. Esta é uma prensa de rosca única. Ambas as prensas são capazes de reduzir o conteúdo de humidade no material sólido separado até cerca de 5o a 60% em peso.
O líquido separado a partir da prensa pode ser combinado com a corrente de baixo débito do hidrociclone e volta de novo ao processo de moagem de milho em molhado, tal como foi acima mencionado. 0 material sólido da prensa é então seco. O material que entre no secador pode ser tirado da corrente de saída da segur da peneira centrífuga de pás ou da prensa. 0 processo de secagem pode ser executado em vários tipos de secadores contínuos ou por lotes gue são artigos bem conhecidos no comércio. Secadores particularmente adequados para uma operação contínua incluem secadores de transpor te pneumático, secadores de jacto, secadores de tubo de vapor rotativo e similares.
Quando é utilizado um secador de j aç to, cerca de 90 até cerca de 95% do material que entra no secador de jacto é reciclado para dar permanência de
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Case 3392-A tempo suficiente para secar o material. São usadas temperaturas de ar que entram (secador de lâmpada) a partir de cerca de 148° (300 F) até cerca de 537° (1.000F), de preferência de cerca de 176° (35OF) até cerca de 232° (450°F) e salda de temperaturas de ar (secadores de lâmpada) de cerca de 104° (220 F) até cerca de 148° (300°F), de preferência cerca de 107° (225 F) até cerca de 126° (260°F).
A média de tempo de permanência é de cerca de 3 até cerca de 8 minutos e de preferência de cerca de 5 até cerca de 6 minutos.
material seco, que tem um conteúdc de humidade de cerca de 2 até cerca de 10% em peso, pode ser moído para qualquer tamanho desejado dependendo do fim para que é utilizado o produto.
produto de fibra dietética de conteúdo total elevado obtido por este processo tem uma cor clara e um sabor agradável. É adequado para ser utilizado numa variedade de produtos alimentares. Assim, tem sido desenvolvido um processo contínuo, que pode ser usado para uma produção em larga escala de uma fibra de grau de alimentação tendo um conteúdo de fibra dietética total elevado e que está preparado a partir de um material de partida prontamente disponível.
Os exemplos que se sequem ilustram ainda mais a presente invenção e permitiram a outros técnicos na arte compreendê-la mais completamente. Deve-se compreender, contudo, que. a invenção não é apenas limitada aos exemplos dados abaixo. Nos exemplos, todas as percentagens dadas são baseados em pesos a não ser que seja indicado o contrário. Os valores totais da fibra dietética foram determinadas pelo método de Prosky, et al, J. Assoe. Off. Anal. Chem., 67, 1044 -1051 (1984), Representam o material que permanece depois da remoção
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de amido, proteína, gordura e cinzas de uma dada amostra
EXEMPLO 1
Porções separadas de 10-20% de correntes de fibra, sólidas, obtidas durante a moagem de milho em molhado, foram usados nas operações descritas neste exemplo. A corrente de fibra foi diluída com água para formar uma pasta com concentração de sólidos de cerca de 2,25% em peso. A pasta aquosa diluída da fibra de milho em bruto foi então passada através de um hidrociclone com diâmetro de 15,24 cm (6 polegadas) (Dorr-Clone, Dorr-Oliver Company)com uma proporção de fornecimento de cerca de 190 litros por minuto. A queda de pressão através do hidrociclone era de (8 psi) 0,56 kg/ /cm . A proporção de volume da corrente de elevado déoito á corrente de fornecimento era de 0,71. A corrente de elevado débito foi então boraoeada através de uma peneira centrífuga ae pás (Indiana Canning Machine Company, model N2 77), adaptada com uma peneira tendo aberturas com um diâmetro de 3,2 mm e com um espaço entre as pás e a peneira de 9,5 mm. A máquina foi acionada a uma velocidade de 600 rpm. A fibra dietética que foi libertada da peneira de pás foi lavada, seca e analizada. Os resultados de duas das operações são dados no Quadro 1. Demonstram que, quando a corrente de fibra em bruto do processo de moagem de milho em molhado é sujeita ao processo desta invenção, a fracção de fibra dietética que é obtida tem um conteúdo de fibra dietética superior a 90%.
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Case 3392-A
QUADRO 1
Material
Inicial
Produção (% do
FDT ori ginal)
FDTa\ Amido (°/obsto}) (%bsS)
Proteína Gordura (%bsb) (°/o bsD)
46,9 30,1 16,0
1,8
Produto?
1§operação 6,5
91,4 4,8 5,1
1,8
Produto 22operação 4,4
92,5 5,7 5,0
2,1
a) FDT = Fibra Dietética Total o) bs = base em seco
EXEMPLO 2
Foi seguido o procedimento geral do Exemplo 1 excepto que a água utilizada para a diluição da fibra em bruto era água processada do processo de moa gem de milho em molhado. Nas operações 3, 4 e 5 o espaço entre as pás e a peneira no aparelho de peneira de pás foi alterado para mostrar a influência deste espaço na qualidade do produto. Nas operações 6-11, a pasta de fibra dietética lavada na peneira da primeira peneira de pás foi passada para uma segunda peneira de pás antes do produto ser isolado. Os resultados destas operações são dados no Quadro II. As operações 3-5 demonstram que o espaço entre as pás e a peneira ê reduzido, e a percen tagem da fibra dietética total no produto aumenta. Nas operações 7-11, em que todas utilizam um espaço entre as pás e a peneira semelhante à da operação 4, demonstram que a passagem da fibra dietética através de uma
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segunda peneira de pás fornece um produto com um conteúdo de fibra dietética um tanto elevado do que o processo que usa as mesmas condições que incluem apenas uma passa gem através da peneira de pás.
QUADRO II
Fibra Dietética
Produção
Operações (% do FDTdZ original Total (% b sb)
3c> — 89,5
4 5,6 91,1
5c) 4,7 94,4
6 — 93,4d)
7 4,0 93,8
8 5,0 93,1
9 7,0 92,8
10 5,2 92,2
11 7,8 92,1
a) FDT - Fibra Dietética Total
b) b s = base em seco
c) Nas operações 3 e 5, o espaço entre as pás e
ra era respectivamente de 13 mm e 6,4 mm. Em todas as outras operações, o espaço era de 9,5 mm.
d) A média de cinco lavagens por lotes. As operações 7-11 foram lavadas continuamente numa segunda peneira de pás.
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EXEMPLO 3
A corrente de fibra de milho em bruto tal como no Exemplo 1 foi diluída com água para fornecer uma pasta com uma concentração de sólidos de cerca de 2% em peso. A pasta aquosa diluída de fibra de milho em bruto foi então passada através do hidrociclone tal como no Exemplo 1. Nas várias operações, a queda de pres são através do hidrociclone era entre 0,7 e 0,9kg/cm .
A proporção do volume da corrente de elevado débito ã corrente de fornecimento era de cerca de 0,65. Os resultados de quatro operações são dados no Quadro III.
QUADRO III
Produção (% do FDTa^
Operações original
Fibra Dietética Total (% b s b) )
12 6,5 85,6
13 9/4 81,7
14 6,6 84,1
15 3,6 84,3
a) FDT = Fibra Dietética Total
b) b s = base em seco
EXEMPLO 4
Este exemplo resume várias operações para fornecer informações dos resultados obtidos numa extensão de parâmetros. 0 procedimento geral do Exemplo foi seguido para obter ura núcleo de fibra grosseiro da primeira peneira centrífuga de pás.
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Case 3392-A
Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 núcleo de fibra grosseiro tendo 70% de humidade foi tirado da corrente de salda da primeira peneira centrífuga de pás e caiu, por gravidade, através de um tubo com 20,32 cm (8 polegadas x 2,54 cm = = 20,32 cm) para um tanque de agitação de 380 1 (100 galões x 3,81 = 380 1). Foi adicionado 3,8 1 (1 galão) até 11,4 1 (3 galões) por minuto por um jacto de água á descarga da peneira de pás para evitar uma acumulação do produto no cano. A fibra nesta fase já passou da fase básica de separação, e está pronta para a lavagem para remover qualquer amido, glúten, sabores, SO2 gue tenham ficado soltos, e quaisquer outras formas de contaminaçãQ que são tipicamente associados com material que é normal, mente destinado a tornar-se alimento. Esta fibra tem cerca de 250 até cerca de 450 partes por milhão (ppm)
SOg baseado em peso total, incluindo a água.
tanque de 380 1 (100 galões) foi usado como um vaso de recolha para a fibra, água fresca e água reciclada da corrente filtrada da segunda peneira centrífuga de pás. A concentração de substância seca no tanque era de cerca de (0,5 até 1,5 onças (31,l0g>) 15,55 g até 46,65 g por (galão) 3,8 1. A utilização de água reciclada permitiu um maior volume de água a ser bombeada para fora do tanque, enquanto se conseguia manter baixa a quantidade de água fresca usada no processo. Com efeito, a água foi bombeada em redor da estação de lavagem cerca de três vezes a proporção da utilização da água fresca, que era medida à entrada e á saída desta estação.
Cerca de 7S 1 (20 galões) por minuto de água fresca foi medida no tanque de lavagem. A água fresca foi aquecida com um hidroaquecedor atê cerca de 84° (184°f) através de contacto directo com vapor. A temperatura no tanque de 380 1 (100 galões) era de cerca de 79° (175°F).
I
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Case 3392-A v3 MÂL1S9/
A fibra quente deste tanque foi bombeada a 228 1 (60 galões)/minuto para um segundo tanque de agitação de 3o4o 1 (800 galões). Este tanque foi utilizado para aumentar a mádia de tempo em que a fibra estava em contacto com a água de lavagem, reduzindo ainda mais o conteúdo de S02· Entre os dois tanques, a média de tempo de permanência era 14 minutos. Os conteúdos do segundo tanque foram bombeados a 228 1 (6o galões)/ /minuto para a segunda peneira centrífuga de pás.
A segunda peneira centrífuga de pás foi adaptada com uma peneira tendo aberturas de 3 mm de diâmetro e com um espaço de 9 mm entre as pás e a peneira. A máquina foi posta a uma velocidade de 1100 rpm para melhorar o expulsar da água.
A filtragem da segunda peneira centrífuga de pás foi dividida entre a volta de reciclagem ao tanque de lavagem de 380 1 (100 galões) e uma corrente de saída equivalente à quantidade de água fresca a entrar no tanque de 380 1 (100 galões). Esta corrente de salâa era ou enviada para o tanque de diluição da corrente de fibra misturada em bruto ou era combinada com corrente de baixo débito do hidrociclone e de volta ao processo de moagem de milho em molhado.
A fibra saída da segunda peneira cen trífuga de pás circulou a uma média de cerca de 3628,72 g a 5443,08g/minuto (8-12 libras/m) a 70 ou 75% de humidade. A fibra dietética total era cerca de 92 até 94% de base seca, e a concentração de S02 era de cerca de 20 a 50 partes por milhão baseado no peso total, incluin do água. A partir daqui a fibra foi molhado com 3,8 1 até 11,4 1/minuto (de 1 a 3 galões/minuto) de água fresca fria, ao longo de um cano com 3048 cm (100 pés) para uma prensa Bauer Heli de rosca gémea.
A prensa foi utilizada para reduzir
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Case 3392-À
o conteúdo de humidade da fibra para cerca de 52% a 54%, Cerca de metade da água que permanece na fibra tirada da segunda peneira centrífuga de pás, em conjunto com cerca de metade do SOg que permaneceu efi. algum do amido que também permaneceu foi removido por filtragem. Isto resul tou na remoção de cerca de metade do total de SO2 gue permaneceu na fibra molhada depois da lavagem.
A concentração de SO2 na fibra quando deixa a prensa era de cerca de 20 a 50 partes por milhão baseado no peso total, incluindo a água.
A fibra da prensa foi seca num secador de transporte pneumático a uma temperatura de saída de ar (secador de lâmpada) de cerca de 126° (260°P) pare um tempo de permanência de cerca de 5 a cerca de 6 minutos. Uma fibra seca tendo o conteúdo de humidade de cerca de 5% foi fornecido a um moinho de Bauermeister Asima (disponível por Bauermeister, 4127 Willow Lake Boulevard Memphis, Tennessee 38118 U.S.A.) , que moejá a fibra a cerca de 100 Mesh (Mesh ns de aberturas por 2,54 cm por comprimento -Mesh 100 x 2,54 cm = 254 cm). A partir daqui a fibra foi ensacada e colocada em palhetas.
Deve-se notar que outros tipos de equipamento de moagem podem ser usados de acordo com a invenção. Por exemplo, o moinho de Prater Model CLM 100 ou outros produtos Prater podem ser usados como por exem pio o Aerosplit Rema ou MAC 3 (que são moinhos de fricção com classificadores de ar). Estes estão disponíveis por Prater no 1515 South 55th Court, Chicago, Illinois 60650 U.S.A.
EXEMPLO 5
Tal como o Exemplo 4, este exemplo resume várias operações sob várias condições de teste.
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Case 3392-A
MAL1S/I
Os resultados estão resumidos nos Quadros IV-VI.
procedimento geral do Exemplo 1 foi seguido para produzir fibra de casca grosseira.
quadro IV fornece uma comparação de fibra dietética feita de acordo com o Exemplo 1 e fibra dietética feita de acordo com um processo modificado do Exemplo 4. No processo modificado do Exemplo 4, todas as fases e condições do processo foram seguidas, excepto a água fresca que não foi aquecida com um hidro-aquecedor, o segundo tanque de 3040 1 (800 galões) não foi utilizado, e a prensa Bauer não foi utilizada. 0 tem po de permanência no tanque de lavagem de 380 1 (100 galões) tinha por média cerca de 2 minutos. No Quadro, o termo b.s. e PDT significa “% base em seco e fibra
dietética total” •
N2 de Operações quadro IV Modificação do Exemplo 1 Exemplo 4 % de base em seco % de base em seco fibra dietética fibra dietética total (a) total (b)
1 89,9
2 90,5
3 90,9
4 93,1
5 92,4
6 94,1
(a) Lavagem laboratorial para remover qualquer amido solto e/ou proteína
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Case 3392-A
(b) Seco, mas não moído.
Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08
J
A fibra de todas as operações foi seca num secador de transporte pneumático com um conteúdo de humidade de cerca de 3 até cerca de 5%. a fibra foi moída para 100 Mesh (mesh ns de aberturas por polegada linear - por 2,54 cm por comprimento - 100 x 2,54 cm = 254 cm). Quando o produto moído foi medido para con teúdo de fibra dietética total, descobriu-se que um tal conteúdo tinha sido reduzido a cerca de 1 até 2%.
Quadro V ilustra os efeitos de cer tas condições de processos no conteúdo de SOg. 0 processo do Exemplo 4 foi seguido, excepto a água fresca que não foi aquecida nas operações 1-3. Nas operações 4-7 foi utilizado o hidro-aquecedor para aquecer a água fres ca e um revestimento de vapor aquecido foi fornecido ã volta do tanque de lavagem de 3040 1 (800 galões), A média combinada do tempo de permanência nos dois tanques de lavagem foi cerca de 14 minutos. Todas as medidas de SO2 em partes por milhão são baseadas no peso total, incluindo a água. As temperaturas indicadas para as operações 4-7 referem-se à temperatura da água no tanque de lavagem de 3040 1 (800 galões). Na operação 6, a amostra foi tirada duas horas após a leitura da temperatura. A proporção da água de lavagem para todas as amostras foi cerca de 38 1 (10 galões) de água por libra de substância seca (ss), ou cerca de 76 1 (20 galões)/por minuto.
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Case 3392-A
Quadro VI mostra os efeitos da fase de prensar no conteúdo de S02. Foi seguido o processo do Exemplo 4. Não foi utilizada a prensa nas operações 1-3, mas foi usada uma prensa Bauer de rosca gémea nas operações de 4-5. A temperatura da água de lavagem no tanque de 3040 1 (800 galões) foi mantida a cerca de 82° C (180°F).
QUADRO VI
Operação
Fibra da segunda peneira centrífuga de pás
Fibra prensada partes por milhão de S02 (52% humidade)
P ro du to ac ab ado partes por milhão S02 (3,5% humidade)
1 35 70
2(1) 22 52
3(1) 21 48
4 25 25 35
5(1) 25 15 35
(1) Os tanques de lavagem operaram em forma de lotes.
Foram operados de forma contínua nas operações 1 e4.
Após duas ou mais semanas de armazenagem do.produto acabado, o conteúdo de S02 foi medido outra vez. Descobriu-se que houve uma redução de 50-66% de concentração do S02. A redução ê particularmente aparente no produto produzido usando água de lavagem a uma temperatura de cerca de 87° (190°F) - 93° (200°F) no tanque de 3040 1 (800 galões) .
Assim, é aparente que foi fornecido,
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Case 3392-A
de acordo com a invenção, um processo para produzir uma fibra de milho dietética de conteúdo total elevado que satisfaz plename$te os objectivos# propósitos e vanta gens a que nos propusemos. Enquanto a invenção tem sido descrita em conjunção com incorporações especificas, é evidente que muitas alternativas# modificações# e variações serão aparentes aos especialistas na técnica à luz ao conhecimento ao que acima foi descrito. Conformemente, pretende-se incluir todas essas tais alternativas# modificações# e variações tal como foi mencionado dentro do espirito e extensão das reivindicações apensas.

Claims (3)

  1. = REIVINDICAÇÕES = lê.- Processo contínuo para produzir um produto de fibra de milho com um elevado conteúdo de fibra dietética# caracterizado pelo facto de compreender:
    a) diluição da fibra em bruto obtida do processo de moagem do milho em molhado com água para se preparar uma pasta aquosa de fibra de milho em bruto com uma concentração de sólidos de entre cerca de 2% e cerca de 5% em peso;
    b) passagem da referida pasta aquosa de fibra de milho em bruto através de um hidrociclone em que a pressão de funcionamento do hidrociclone é ajustada para optimizar a recuperação da fibra da corrente de saída do hidrociclone;
    c) passagem da referida corrente de saída do hidrociclone para o interior de uma primeira peneira centrífuga de pás que é accionada a uma velocidade de funcio
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    Case 3392-A namento eficaz e tem aberturas de peneira que são dimensionadas para maximizar a quantidade de amido e proteína que passa através da peneira e minimizar a perda de fibras e o espaço entre a peneira e as pás é seleccxonada para optimizar a fricção da fibra para remo ver amido e proteína; e
    d) lavagem dos sólidos separados pela pri meira peneira centrífuga de pás em duas fases de lavagem, em que a primeira fase de lavagem inclui diluição dos re feridos sólidos com água e a segunda fase de lavagem inclui a passagem do material sólido recebido da primeira fase de lavagem através de uma segunda peneira centrífuga de pás.
    23.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de um sistema de tanque de lavagem ser utilizado na primeira fase de lavagem.
    33,- Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de a pressão de funciona mento de hidrociclone ser ajustada de forma que de cerca de 65% a cerca de 75% do volume da pasta aquosa que entra hidrociclone saia na corrente de saída do hidrociclo ne.
    43,- Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de a pressão de funciona mento do hidrociclone ser ajustada de modo que a queda ó;
    pressão através do hidrociclone é de entre cerca de 0,56
  2. 2 2 kg/cm e cerca de 0,9 kg/cm .
    53,- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a primeira peneira
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    Case 3392-A centrífuga de pás ter aberturas cora um diâmetro de entre cerca de 2 mm e cerca de 4 mm e o espaço entre as peneiras e as pás ser de entre cerca de 6 mm e cerca de 15 mm,
    6s.- Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de as aberturas da penei, ra terem um diâmetro de cerca de 3 mm e o espaço entre a peneira e as pás ser de entre cerca de 7 mm e cerca de 11 mm.
    7§.- Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de a primeira peneira centrífuga de pás ser accionada a uma velocidade de entre cerca de 500 e cerca de 2200 revoluções por minuto.
    8a,- Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de o sistema de tanque de lavagem compreender um primeiro tanque de lavagem e um segundo tanque de lavagem.
    9ã.- Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de o material contido no primeiro tanque de lavagem ser mantido a uma temperatura de entre cerca de 46°C (150°F) e cerca de 65°C (2lO°F).
    10ã.- Processo de acordo com a reivindica ção 8, caracterizado pelo facto de o material do segundo tanque de lavagem ser mantido a uma temperatura entre cerca de 46°C (150°F) e cerca de 65°C (21O°F).
    11-.- Processo de acordo com a reivindica ção 8, caracterizado pelo facto de o material existente em ambos os tanques de lavagem ser mantido a uma tempera tura de entre cerca de 52°C (17Q°F) e cerca de 63°C (2O5°F).
    12a.- Processo de acordo com a reivindica ção 2, caracterizado pelo facto de a água utilizada no sistema de tanques de lavagem ser fervida antes da utili
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    Case 3392-A zação para remoção do S02.
    13®.- Processo de acordo com a reivindica ção 2, caracterizado pelo facto de o tempo de residência do sólido separado pela primeira peneira centrífuga de pás, no sistema de tanques de lavagem, ser de entre cerca de 5 e cerca de 30 minutos.
    14®.- Processo de acordo com a reivindica ção 13, caracterizado pelo facto de o tempo de residência ser de entre cerca de 10 e cerca de 20 minutos.
    15®.- Processo de acordo com a reivindica ção 1, caracterizado pelo facto de a segunda peneira cen trífuga de pás ter aberturas dimensionadas para maximizar a quantidade de amido e proteínas que passa através da peneira e minimizar'as perdas de fibras e o espaço entre a peneira e as pás ser seleccionado de forma a optimizar a fricção das fibras para remoção de amido e proteínas .
    15®.- Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de as aberturas da penei ra terem um diâmetro de entre cerca de 2 mm e cerca de 4 mm e o espaço entre a peneira e as pás ser de entre cer ca de 6 mm e cerca de 15 mm.
    17®.- Processo de acordo com a reivindica ção 15, caracterizado pelo facto de as aberturas da penei ra terem um diâmetro de cerca de 3 mm e o espaço entre a peneira e as pás ser de cerca de 7 mm a cerca de 11 mm.
    18®.- Processo de acordo com a reivindicja ção 16, caracterizado pelo facto de a segunda peneira centrífuga de pás ser accionada a uma velocidade de entre cerca de 500 e cerca de 2200 revoluções por minuto.
    19®.- Processo de acordo com a reivindica ção 1, caracterizado pelo facto de o referido produto de fibra de milho ser sêco até um conteúdo de humidade de
  3. 3.489 ase 3392-Â
    N 9 tj—i entre cerca de 2% e cerca de 10%.
    20-.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o referido produto de fibra de milho ser comprimido para se reduzir o conteúdo de humidade até entre cerca de 50% e cerca de 60%.
    21^.- processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo facto de compreender ainda um passo de secagem do material comprimido até um conteú do de humidade de entre cerca de 2% e cerca de 10%.
    223,- Processo continuo para a produção de produto de fibra de milho com elevado conteúdo de fibras dietéticas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender:
    a) a diluição das fibras brutas obtidas do processo de moagem do milho em molhado com água, para preparar uma pasta aquosa de fibra de milho em bruto com uma concentração de sólidos de entre cerca de 2% e cerca de 5% em pêso;
    b) passagem da referida pasta aquosa de fibra de milho em bruto através de um hidrociclone em que a pressão de funcionamento do mesmo é ajustada de forma que entre cerca de 65% e cerca de 75% do volume de pasta aquosa que nele entra sai pela corrente de saída do hidrociclone;
    c) passagem da referida corrente de saída do hidrociclone para o interior da primeira peneira centrífuga de pás, accionada a uma velocidade de entre cerca de 500 e cerca de 1500 revoluções por minuto e com aberturas com um diâmetro de entre cerca de 2 mm e cerca de 4 mm e um espaço entre a peneira e as pás de entre cerca de 6 mm e cerca de 15 mm; e
    d) lavagem do sólido separado pela primeira peneira
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    Case 3392-a centrífuga de pás em duas fases de lavagem'em que o sistema de tanques de lavagem é usado numa primeira fase de lavagem e uma segunda peneira centrífuga de pás é usada numa segunda fase de lavagem .
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