[发明专利]集成的玉米加工

说明书

                            发明领域

本发明要求2004年11月15日提交的美国临时申请号60/628,069的优先权，其全文纳入本文作参考。

本发明涉及可用于生产粗粉、乙醇、能量、淀粉、甜味剂、面筋、发酵产品、玉米粉和油的集成的玉米加工模式和设备，其加工方式允许操控者根据工艺的经济性和可获得的输入物改变输出物。

                            发明背景

通常用以下两种方法之一加工玉米：湿磨法和干磨法。湿磨法需要更多的资金和能量。然而，湿磨法能够更好地分离玉米中的组分，进而可以制备纯度更高的产品，如高果糖玉米糖浆、淀粉和玉米油。通常将干磨法描述为机械研磨玉米籽粒。然后，可将研磨的玉米进一步分离成研磨后的玉米组分，如粗粉、麸皮、去壳晒干的玉米饲料和胚(germ)。特别适用于完全干磨玉米的应用是(例如)全玉米食品和发酵原料。

干磨法和湿磨法之间的差异导致以下共同的习惯做法：将玉米干磨机安放在紧靠乙醇发酵装置旁边，从而可用最便宜的原料生产乙醇。然而，湿磨机和干磨机加工过程需要消耗能量，这可能是这二种方法生产产品的主要成本。还有，由于市场状况的改变(即乙醇价格下跌、能量价格上升或淀粉价格上升)，需要能够改变所用原料，以制备替代产品。

因此，需要有一种选择用干磨法和湿磨法制备产品以降低生产成本和实现利润最大化的方法。

                            发明概述

本文提供了将玉米分级成一个或多个部分并由这些部分制备产品的方法，以这种方式提供了制备何种产品和制备它们采用何种方法有关的灵活性。该分级步骤允许由全玉米籽粒制备多种产品，以便实现最佳经济性。操控者(即人、人员组或计算机程序)可在任何给定时间内生产何种产品之间作出变化从而获得最大的经济效益。

在一个实施方式中，描述了由全玉米籽粒的一个或多个部分生产能量的方法。这些方法包括将一种或多种全玉米籽粒分成一个或多个部分，氧化所述一个或多个部分中的至少一个产生一种或多种类型的能量。产生的能量形式可以是热能、电能和其混合能。在一个实施方式中，所述全玉米籽粒的一个或多个部分选自低淀粉组分(LSF)和高淀粉组分(HSF)。本文所用的LSF也称为高油组分(HOF)和高脂组分(HFF)。此外，HSF也称为低油组分(LOF)和低脂组分(LFF)。

在另一实施方式中，该方法包括采用全玉米籽粒的一个或多个部分中的至少一个制备一种或多种其它产品(除能量外)，这种产品包括例如：淀粉、高果糖玉米糖浆、玉米糖浆、甜味剂、发酵原料(原料可用于生产乙醇、柠檬酸、衣康酸、乳酸等)、榨过油的LSF(也可用作发酵原料)、动物饲料、麸皮、粗粉、面筋粉和其组合。也包括制备副产品(在生产目标产品同时生产的产品)的方法。这些产品和副产品可(例如通过气化或燃烧)氧化产生能量。在其它实施方式中，所述全玉米籽粒的一个或多个部分是LSF，其中LSF含有50％以下的完整胚。

本文提供的其它方法是分割玉米籽粒的方法，所述方法包括将含水量约为8-22重量％的至少一种玉米籽粒分级成高淀粉组分和低淀粉组分，其中高淀粉组分的淀粉浓度高于玉米籽粒，低淀粉组分的淀粉浓度低于玉米籽粒，低淀粉组分含有50％以下的完整胚。得到的组分或部分可用于其它处理加工，如能量生产、发酵、油生产、湿磨、动物饲料生产、甜味剂生产、淀粉生产和其组合。在一些实施方式中，可用脱麸机如Buhler L机器或经设置的机器进行分级以提供低淀粉组分和高淀粉组分(其中与全玉米籽粒中的完整胚相比，高淀粉组分含有50％以下的完整胚)。在其它实施方式中，可膨胀低淀粉组分，或形成更容易榨取其中所含油的形状。

本发明提供的其它方法是由玉米研磨设备(湿磨、干磨设备或其组合)生产一种或多种产品的方法。这些方法包括将至少一种全玉米籽粒分级成至少两部分，并由这至少两部分产生能量和至少一种其它产品。产生的至少一种其它产品可以是任何玉米衍生的产品。例如，可用所述方法制备淀粉、高果糖玉米糖浆、玉米糖浆、甜味剂、发酵原料(可用于生产乙醇、柠檬酸、衣康酸、乳酸等的原料)、榨过油的LSF(也可用作发酵原料)、动物饲料、麸皮、粗粉、面筋粉和其组合。

通过阅读以下详述，应能理解这些和其它实施方式。

                        附图简要说明

图1是显示本文所述各种方法之间关系的工艺流程图。

                            发明详述