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" PROCEDE DE FABRICATION D'AMIDON DE MAIS "
Cette invention est relative au procédé de fabrication de l'amidon à partir du mais par la méthode au mouillé suivant laquelle, après avoir trempé et réduit le mais, on soumet celui-ci à des opérations de séparation dans de l'eau pour éliminer les germes et le son (débris de pelures et fibre ) et le traite alors pour en éliminer le gluten ( protéine insoluble avec un peu d'amidon résiduel ) et lave l'amidon résultant -ordinairement à l'aide d'eau fraîche pour en extraire les substances solubles.
L'invention concerne particulièrement un procédé de fabrication d'amidon dans lequel, comme il est actuellement habituel, les eaux utilisées dans le procédé sont ramenées à celui-ci en vue de leur réutilisation, de telle sorte qu'on n'en rejette pas ou sen-
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siblement pas dans les égouts ;
un procédé dans lequel le gluten est séparé de l'amidon par une opération ou une série d'opérations centrifuges, bien que, en ce qui concerne spécialement le traitement du gluten en vue d'en éliminer l'amidon résiduel, l'invention ne soit pas limitée à son application à un procédé basé sur l'utilisation d'appareils centrifuges pour la séparation du gluten, étant donné qu'elle est applicable avantageusement à un procédé dans lequel cette séparation est effectuée par la méthode de décantation plus commune à l'aide de tables ou plans, ou méthode de dallage.
Un des buts principaux de l'invention est de séparer du gluten, qui, du fait soit de l'opération de dallage soit de la centrifugation, contient une proportion assez grande d'amidon, une partie considérable de cet amidon résiduel, cette séparation n'ayant jusqu'à ce jour pu être réalisée en pratique par aucun dispositif mécanique connu. Pour certains usages, il est très avantageux d'avoir une protéine de mais à un état sensiblement exempt ( ou aussi exempt que possible ) d'amidon.
Cette invention, savoir la séparation du gluten d'avec un mélange d'amidon et de gluten par flottage, ne fait pas l'objet de la présente demande mais fait l'objet d'une demande séparée, de même date que la présente, ayant pour titre : "Procédé de traitement de mélanges aqueux d'amidon et de gluten pour séparer le gluten de l'amidon ", la présente demande concernant le système de fabrication décrit, y compris la séparation du gluten à titre d'une de ses caractéristiques .
La séparation du gluten est une opération qui consiste à aérer d'abord le mélange de protéine-amidon (appe-
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lé ci-après "gluten ") dilué de grands volumes d'eau et à laisser alors une masse de cette eau reposer dans (ou de préférence couler à travers ) un appareil de flottage dont sont évacués séparément : (1) le gluten qui a été débarrassé de l'amidon dans une mesure considérable, ce gluten flottant sous forme d'une écume sur l'eau en raison de son poids spécifique moindre et de son affinité pour les bulles d'air ; (2) l'amidon qui se dépose au fond du récipient de flottage et qui peut en être retiré à tout degré désiré de dilution; (3) la majeure partie de l'eau utilisée, cette eau étant de préférence retirée à un niveau intermédiaire et sensiblement exempte d'éléments solides insolubles.
Un autre but important des présents perfectionnements est d'utiliser l'opération décrite ci-dessus dans un procédé de fabrication d'amidon dans lequel les appareils centrifuges sont utilisés pour la première séparation entre l'amidon et le gluten. Dans cette application de l'invention, l'aération du magma de gluten est effectuée accessoirement dans la centrifugation de la liqueur d'amidon (mélange d'amidon et de gluten provenant des opérations de séparation des germes et particules de son), qui, par battage, introduit de l'air dans le magma traité, de façon à faire mousser le liquide de trop-plein contenant le gluten.
Le traitement de flottage du gluten présente, en pareil cas, plusieurs avantages (en plus du fait que le gluten d'amidon est purifié et que le rendement en amidon pur est augmenté), savoir: (1) il élimine l'air de l'eau du liquide de trop-plein au gluten, ce liquide étant ainsi rendu plus facile à manipuler, par exemple à refouler par pompage dans le ou les stades suivants du procédé: (2) il donne une eau relativement claire
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et sensiblement exempte d'éléments solides insolubles, cette eau pouvant être réutilisée comme eau de lavage dans les appareils centrifuges ou ailleurs, dans les opérations qui exigent une eau relativement exempte d'éléments solides ;
(3) il permet d'obtenir une eau contenant de l'amidon, savoir le liquide retiré de la partie inférieure du récipient de flottage liquide dont il est facile de régler la dilution et qui est d'un genre tel qu'on peut le ramener au procédé,par exemple à l'appareil de lavage des grosses particules de son ou à un autre endroit, suivant qu'il peut être désirable.
Sur les dessins annexés :
La figure 1 est un schéma de circulation d'un procédé de fabrication typique de l'amidon auquel est applicable la présente invention ;
La figure 2 est une coupe longitudinale du séparateur de gluten .
La figure 3 est une vue en plan de ce séparateur.
La figure 4 est une coupe transversale par la ligne 4-4 (figure 2).
Sur la figure 1, A désigne un récipient ou une série de récipients (les appareils décrits seront ordinairement prévus en multiple ) dans lesquels le mais, introduit en 10, est soumis au trempage, l'eau de trempe étant retirée en 11, pour être évaporée en vue de la récupération des substances solubles . Le mais trempé passe par un tuyau 12 dans un broyeur Foos B dans lequel il est désagrégé en vue de libérer les germes. En quittant le broyeur B la matière passe par un tuyau 13 dans un appareil de séparation et de lavage des germes C, dans lequel les germes sont d'abord enlevés par flottage, puis lavés en vue d'en séparer autant
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que possible l'amidon et le gluten. Les germes sont retirés à l'état relativement sec, en 14 .
Le mais dégermé passe par un tuyau 15 dans un broyeur Buhr G dans lequel la matière est broyée très finement. Cette matière se rend ensuite par un tuyau 16 dans un laveur de grosses particules H. qui est composé d'une série de blutoirs rotatifs en cuivre et/ou de secoueurs, de mailles relativement grosses, dans lesquels on traite la matière pour séparer la majeure partie du son d'avec le mélange d'amidon, de gluten et d'eau, lequel mélange contiendra toutefois encore un peu de fines particules de soni Le son est évacué hors du laveur de grosses particules comme indiqué en 17. Une partie du mélange d'amidon, de gluten et d'eau sortant de ce laveur passe par un tuyau 18 à l'appareil à dégermer qui est ainsi alimenté de liquide .
Les mélanges d'amidon, de gluten et d'eau qui proviennent des appareils servant à séparer les germes et les grosses particules de son contiennent un peu de matière fibreuse, habituellement appelée "fines particules de son".
Ces mélangesserendent par des tuyaux 19 et 20 à un appareil de concentration L qui, comme représenté, est un filtre du type à vide. Le liquide filtré dans ce filtre est ramené aux bacs de trempe par un tuyau 21. La matière concentrée retirée du filtre est diluée par du liquide arrivant par un tuyau 22, comme on le verra plus loin , et passe par un tuyau 23 dans le premier appareil centrifuge N. Une portion de la liqueur retirée de la partie inférieure de l'appareil centrifuge N et,contenant l'amidon est ramenée par un tuyau 24 audit appareil, conjointement avec une eau de lavage arrivant d'une source qu'on décrira plus loin et introduite par un
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tuyau 25.
Le liquide de trop-plein du premier appareil centrifuge N, contenant le gluten et un peu de fines particules de son, passe en partie par le tuyau 22, précédemment décrit, dans l'appareil de concentration L pour diluer l'amidon qui a été déshydraté par cet appareil L, le reste du tropplein passant par un tuyau 26 dans une presse 27,dont l'eau passe par un tuyau 28 dans le tuyau 21 et, de là, dans les bacs de trempe.
Le liquide retiré de l'appareil centrifuge N (excepté celui ramené à cet appareil par le tuyau 24 ), lequel liquide est composé d'amidon avec un peu de gluten et de fines particules de son, se rend par un tuyau 29 au laveur de résidus ou fines particules de son K, qui est de préférence composé d'une série de blutoirs garnis de soie et/ou de secoueurs dans ou sur lesquels l'amidon est débarrassé, par lavage, du son ou de la fibre. L'eau de lavage utilisée à cet effet, et qui provient d'une source qu'on verra plus loin, est introduite par un tuyau 30. Les résidus de l'eau de lavage se rendent par un tuyau 31 à une presse 27 dont les fines particules de son et le gluten sont retirées par un tuyau 32. Le mélange d'amidon et d'eau du laveur de résidus K se rend par un tuyau 33 à un second appareil centrifuge 0.
La matière retirée de la partie inférieure de cet appareil centrifuge repasse en partie par un tuyau 34 dans cet appareil, après avoir été additionnée d'eau de lavage arrivant d'une source qu'on verra plus loin par un tuyau 35, et le reste se rend par un tuyau 36 au laveur d'amidon, qui peut être composé d'un ou plusieurs filtres Q du type à vide. En Q, l'amidon est d'abord déshydraté, puis lavé à l'aide d'eau fraîche introduite par le tuyau 37.
Le liquide de filtration résultant de cette opération de lavage de
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l'amidon passe en partie par le tuyau susmentionné 35 dans un tuyau 34, dans lequel il est mélangé avec une partie de la matière retirée de la partie inférieure de l'appareil centrifuge 0, pour être ramené à l'appareil centrifuge comme décrit, le reste du liquide de filtration de Q se rendant par un tuyau 38 au laveur de grosses particules de son H, à titre d'eau de lavage. L'amidon lavé dans le ou les filtres Q est évacué en 39.
Le trop-plein du second appareil centrifuge est conduit par un tuyau 40 à un séparateur de gluten R , dont une disposition typique est représentée dans les fig. 2,3 et 4. Le liquide passant par le tuyau 40 peut contenir de 0,5 à 2,5 grammes de substances solides par litre d'eau, suivant la façon dont les autres opérations du procédé de fabrication d'amidon sont réalisées. Après avoir été débarrassé de sa teneur en amidon par l'opération qui a lieu dans le séparateur de gluten R et qu'on décrira plus loin, le gluten , qui est alors essentiellement une protéine pure, est retiré dudit séparateur en 41; ou bien on peut le combiner avec le mélange de gluten et de fines particules de son dans la presse 27.
L'amidon qui se dépose au fond du séparateur de gluten R est retiré de celui-ci par un tuyau 42 avec une quantité d'eau suffisante pour donner au liquide une densité d'environ 3 Bé et est ramené au laveur de grosses particules après avoir été additionné d'eau arrivant par le tuyau 38 à titre d'eau de lavage. Une eau contenant une très faible quantité de substances solides, par exemple 0,13 à 0,27 gramme par litre, quitte le séparateur de gluten R, à un niveau intermédiaire, et se rend par le tuyau susmentionné 25 au premier appareil centrifuge N, après avoir été mé-
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langée avec la partie de la matière d'échappement inférieure ramenée par le tuyau 24. Cette eau convient particulièrement en vue de sa réutilisation en ce point en raison de sa faible teneur en substances solides.
Le séparateur de gluten R (fig. 2, 3 et 4 ) comprend un récipient 43 muni d'un déversoir 44 à l'une de ses extrémités et présentant, de préférence, un fond 45 qui va en s'inclinant vers le déversoir. A l'extrémité d'entrée du récipient 43 se trouve une chicane ou planche réceptrice 46 sur laquelle le liquide du tuyau 40 est déchargé, de façon qu'il ne dérange pas la masse de liquide que contient le récipient 43. Le liquide arrive du séparateur de gluten à l'état mousseux, étant donné que l'opération centrifuge introduit de l'air par battage dans ce liquide et que, sous forme de bulles, cet air a de l'affinité pour le gluten. Cette mousse de gluten monte à la surface de la masse de liquide du récipient 43 et passe par-dessus le déversoir 44 dans un collecteur 47 dont le gluten s'échappe par un tuyau de vidange 41.
Une roue à palettes 48 ou autre dispositif mécanique peut être utilisé, si on le désire, pour faciliter la sortie de la mousse au gluten. Le tuyau de vidange de l'amidon part, comme indiqué en 42, du point le plus bas du récipient 43. Le tuyau de vidange d'eau claire, indiqué en 25, part d'un niveau intermédiaire du récipient et se rend à l'appareil centrifuge N, ce tuyau étant muni d'un branchement 30 allant au laveur de résidus de la façon décrite.
Il va de soi que l'installation de fabrication d'amidon représentée sur la figure 1 n'est qu'un exemple explicatif ou typique, cette installation étant représentée schématiquement et sous une forme très simplifiée. Ce système,
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considéré comme tel, possède des caractéristiques avantageuses par rapport aux autres systèmes de fabrication d'amidon connus.
L'invention offre un procédé simplifié grâce auquel toutes les eaux de traitement (à l'exception de l'eau de trempage et de l'eau absorbée par les substances solides évacuées) peuvent être ramenées au système par une disposition dans laquelle l'eau fraîche, introduite dans les filtres servant à laver l'amidon, coule échelon par échelon à travers l'installation et devient de plus en plus concentrée en éléments solubles, pour être finalement évacuée aux bacs de trempe sans qu'aucune eau riche en éléments solubles soit réutilisée dans les opérations réalisées dans l'installation de broyage, savoir la séparation et le lavage des germes, le lavage des grosses particules de son et le lavage des résidus.
En concentrant et centrifugeant les mélanges d'amidon et de gluten en amont de l'opération dite " de lavage des résidus cette opération, qui est réalisée à l'aide de blutoirs à soie,est grandement simplifiée, en raison de l'élimination d'une proportion considérable de la quantité de gluten et de son dont est encombré le système usuel de lavage des fines particules.
La séparation du gluten, lorsqu'elle est effectuée par flottage, assure nonoseulement une séparation plus nette entre l'amidon et le gluten, mais désaère aussi les liquides sortant de la seconde machine centrifuge, ce qui facilite le renvoi des liquides au procédé par pompage. La structure du séparateur de gluten représentée sur les fig. 2 et 3 n'a été indiquée qu'à titre explicatif. Elle peut être modifiée considérablement sans s'écarter des principes de l'invention.
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"PROCESS FOR MANUFACTURING CORN STARCH"
This invention relates to the process for the manufacture of starch from corn by the wet method according to which, after having soaked and reduced the corn, it is subjected to separation operations in water to remove the corn. germs and bran (debris of peels and fiber) and then processes it to remove gluten (insoluble protein with a little residual starch) and washes the resulting starch - usually using fresh water to extract it soluble substances.
The invention particularly relates to a process for the manufacture of starch in which, as is currently usual, the water used in the process is returned to it for reuse, so that it is not discarded. or feel
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sibly not in the sewers;
a process in which the gluten is separated from the starch by an operation or a series of centrifugal operations, although, especially as regards the treatment of gluten to remove residual starch therefrom, the invention does not is not limited to its application to a process based on the use of centrifugal apparatus for the separation of gluten, given that it is advantageously applicable to a process in which this separation is carried out by the decantation method more common to the using tables or plans, or paving method.
One of the main aims of the invention is to separate gluten, which, due either to the paving operation or to centrifugation, contains a fairly large proportion of starch, a considerable part of this residual starch, this separation n 'having until now been able to be achieved in practice by any known mechanical device. For some uses it is very advantageous to have a corn protein in a state substantially free (or as free as possible) of starch.
This invention, namely the separation of gluten from a mixture of starch and gluten by floating, is not the subject of the present application but is the subject of a separate application, of the same date as the present, having as title: "Process for treating aqueous mixtures of starch and gluten to separate gluten from starch", the present application relates to the described manufacturing system, including the separation of gluten as one of its characteristics .
The separation of gluten is an operation which consists in first aerating the protein-starch mixture (called
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(hereinafter "gluten") diluted with large volumes of water and then allowing a mass of this water to stand in (or preferably flow through) a flotation device from which are discharged separately: (1) the gluten which has been free from starch to a considerable extent, this gluten floating in the form of a scum on water due to its lower specific weight and its affinity for air bubbles; (2) starch which settles to the bottom of the float vessel and can be removed therefrom at any desired degree of dilution; (3) most of the water used, this water being preferably withdrawn at an intermediate level and substantially free of insoluble solids.
Another important object of the present improvements is to use the operation described above in a starch manufacturing process in which centrifugal devices are used for the first separation between starch and gluten. In this application of the invention, the aeration of the gluten magma is carried out incidentally in the centrifugation of the starch liquor (mixture of starch and gluten originating from the operations of separating the germs and bran particles), which, by beating, introduces air into the treated magma, so as to foam the overflow liquid containing gluten.
The gluten float treatment in such a case has several advantages (besides the fact that the starch gluten is purified and the pure starch yield is increased), namely: (1) it removes air from the starch. 'water from the gluten overflow liquid, this liquid thus being made easier to handle, for example to be pumped back into the following stage (s) of the process: (2) it gives relatively clear water
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and substantially free of insoluble solids, which water can be reused as wash water in centrifugal machines or elsewhere, in operations which require water relatively free of solids;
(3) it produces a water containing starch, namely the liquid withdrawn from the lower part of the liquid float vessel, the dilution of which is easy to control and which is of such a kind that can be returning to the process, for example to the large bran particle washing apparatus or to another location, as may be desirable.
In the accompanying drawings:
Figure 1 is a flow diagram of a typical manufacturing process for starch to which the present invention is applicable;
Figure 2 is a longitudinal section of the gluten separator.
Figure 3 is a plan view of this separator.
Figure 4 is a cross section taken on line 4-4 (Figure 2).
In Figure 1, A denotes a container or a series of containers (the apparatus described will usually be provided in multiple) in which the corn, introduced at 10, is subjected to soaking, the quench water being withdrawn at 11, to be evaporated for the recovery of soluble substances. The soaked corn passes through a pipe 12 into a Foos B grinder in which it is broken up in order to release the germs. On leaving the crusher B the material passes through a pipe 13 into a germ separation and washing apparatus C, in which the germs are first removed by floating, then washed in order to separate as many.
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starch and gluten as possible. The sprouts are removed in a relatively dry state, in 14.
The degermed corn passes through a pipe 15 into a Buhr G mill in which the material is very finely ground. This material then goes through a pipe 16 into a large particle washer H. which is composed of a series of rotary copper sieves and / or shakers, of relatively coarse mesh, in which the material is treated to separate the major part of the bran with the mixture of starch, gluten and water, which mixture will, however, still contain some fine particles of bran. The bran is discharged out of the coarse particle scrubber as indicated in 17. Part of the mixture starch, gluten and water leaving this scrubber passes through a pipe 18 to the degerming apparatus which is thus supplied with liquid.
The mixtures of starch, gluten and water which come from the apparatus used to separate the germs and the large particles of bran contain some fibrous material, usually called "fine particles of bran".
These mixtures are extended through pipes 19 and 20 to a concentration apparatus L which, as shown, is a vacuum type filter. The liquid filtered in this filter is returned to the quenching tanks by a pipe 21. The concentrated material withdrawn from the filter is diluted by liquid arriving through a pipe 22, as will be seen later, and passes through a pipe 23 in the first. centrifugal apparatus N. A portion of the liquor withdrawn from the lower part of the centrifugal apparatus N and containing the starch is returned through a pipe 24 to said apparatus, together with a washing water arriving from a source which will be described later and introduced by a
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pipe 25.
The overflow liquid from the first centrifugal apparatus N, containing gluten and a few fine bran particles, partly passes through pipe 22, previously described, into the concentration apparatus L to dilute the starch which has been dehydrated by this apparatus L, the rest of the overflow passing through a pipe 26 in a press 27, the water of which passes through a pipe 28 into the pipe 21 and, from there, into the quenching tanks.
The liquid withdrawn from the centrifugal apparatus N (except that brought back to this apparatus by pipe 24), which liquid is composed of starch with a little gluten and fine bran particles, goes through pipe 29 to the washing machine. residues or fine particles of its K, which is preferably composed of a series of sieves lined with silk and / or shakers in or on which the starch is washed, by washing, of bran or fiber. The washing water used for this purpose, and which comes from a source that will be seen later, is introduced through a pipe 30. The residues of the washing water go through a pipe 31 to a press 27 of which the fine bran particles and the gluten are removed through a pipe 32. The mixture of starch and water from the residue washer K goes through a pipe 33 to a second centrifuge 0.
The material withdrawn from the lower part of this centrifugal apparatus partly goes back through a pipe 34 in this apparatus, after having been added with washing water arriving from a source which will be seen later by a pipe 35, and the rest goes through a pipe 36 to the starch washer, which may be composed of one or more filters Q of the vacuum type. In Q, the starch is first dehydrated, then washed with fresh water introduced through pipe 37.
The filtration liquid resulting from this washing operation
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the starch passes partly through the aforementioned pipe 35 into a pipe 34, in which it is mixed with a part of the material removed from the lower part of the centrifugal apparatus 0, to be returned to the centrifugal apparatus as described, the remainder of the filtration liquid from Q going through a pipe 38 to the washer of large particles of its H, as washing water. The starch washed in the filter (s) Q is discharged at 39.
The overflow from the second centrifugal apparatus is led through a pipe 40 to a gluten separator R, a typical arrangement of which is shown in figs. 2, 3 and 4. The liquid passing through pipe 40 may contain from 0.5 to 2.5 grams of solids per liter of water, depending on how the other operations of the starch manufacturing process are carried out. After having been freed of its starch content by the operation which takes place in the gluten separator R and which will be described later, the gluten, which is then essentially a pure protein, is removed from said separator at 41; or it can be combined with the mixture of gluten and fine bran particles in the press 27.
The starch which deposits at the bottom of the gluten separator R is withdrawn from it by a pipe 42 with a sufficient quantity of water to give the liquid a density of about 3 Bé and is returned to the large particle washer after have been added with water arriving through pipe 38 as washing water. Water containing a very small amount of solids, for example 0.13 to 0.27 grams per liter, leaves the gluten separator R, at an intermediate level, and goes through the aforementioned pipe 25 to the first centrifuge N, after being m-
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Lined with the part of the lower exhaust material returned by the pipe 24. This water is particularly suitable for reuse at this point because of its low content of solids.
The gluten separator R (fig. 2, 3 and 4) comprises a container 43 provided with a weir 44 at one of its ends and preferably having a bottom 45 which slopes towards the weir. At the inlet end of the container 43 there is a baffle or receiving board 46 on which the liquid from the pipe 40 is discharged, so that it does not disturb the mass of liquid which the container 43 contains. The liquid arrives from the tube. gluten separator in the foamy state, since the centrifugal operation introduces air by beating into this liquid and that, in the form of bubbles, this air has an affinity for gluten. This gluten foam rises to the surface of the liquid mass of the container 43 and passes over the weir 44 into a collector 47 from which the gluten escapes through a drain pipe 41.
A paddle wheel 48 or other mechanical device can be used, if desired, to facilitate the exit of the gluten foam. The starch drain pipe starts, as indicated at 42, from the lowest point of the container 43. The clear water drain pipe, indicated at 25, starts from an intermediate level of the container and goes to the bottom. centrifugal apparatus N, this pipe being provided with a connection 30 going to the residue washer in the manner described.
It goes without saying that the starch manufacturing installation shown in FIG. 1 is only an explanatory or typical example, this installation being shown schematically and in a very simplified form. This system,
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considered as such, has advantageous characteristics compared to other known starch manufacturing systems.
The invention provides a simplified process whereby all process water (except soak water and water absorbed by discharged solids) can be returned to the system by an arrangement in which the water fresh, introduced into the filters used to wash the starch, flows step by step through the installation and becomes more and more concentrated in soluble elements, to be finally discharged to the quenching tanks without any water rich in soluble elements is reused in the operations carried out in the grinding installation, namely the separation and washing of germs, washing of large bran particles and washing of residues.
By concentrating and centrifuging the starch and gluten mixtures upstream of the so-called "residue washing operation, this operation, which is carried out using silk squeegees, is greatly simplified, due to the elimination of waste. 'a considerable proportion of the amount of gluten and bran with which the conventional fine particle washing system is encumbered.
Gluten separation, when carried out by floating, not only ensures a cleaner separation between starch and gluten, but also deaerates liquids leaving the second centrifugal machine, making it easier to return liquids to the process by pumping. . The structure of the gluten separator shown in Figs. 2 and 3 were only given for explanatory purposes. It can be changed considerably without departing from the principles of the invention.