专利名称：用于从全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及玉米干磨，更具体地，涉及从在制造乙醇的玉米干磨加工中产生的全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法及其系统。
背景技术：
湿磨玉米加工工厂将玉米粒转换成多个不同的共产品，如胚芽(用于提取油)，麸质饲料(高纤维动物饲料)，麸质粉(高蛋白动物饲料)，以及淀粉基产品，包括乙醇，高果糖玉米糖浆，食品和工业淀粉。然而，由于湿磨工厂的建立复杂且资本密集，现在几乎所有新修建的工厂都是干磨工厂。干磨工厂一般将玉米转换成两个产品，即乙醇和带有可溶物的酒糟。典型的玉米干磨加工由四个主要步骤组成谷粒经营和粉碎，液化和糖化，发酵，以及共产品回收。谷粒经营和粉碎是指将玉米购入工厂并研磨，以促进淀粉更好地转化为葡萄糖的步骤。液化和糖化将淀粉转化成葡萄糖。发酵是酵母将葡萄糖转化成乙醇的过程。共产品回收是指将乙醇和玉米副产品纯化并准备进入市场的步骤。乙醇和副产品的回收一般开始于将淡酒送到蒸馏系统。随着蒸馏，乙醇通过一系列逐步的蒸发和凝结与淡酒的其它成分分离开来。去除了通过蒸馏法提取的酒精的淡酒即公知为全酒糟(whole stillage)，它含有包括玉米蛋白、纤维、油和糖的残留谷物的悬浮液。但此时，这些副产品太淡而不具有太多价值，经过进一步加工处理可以提供带有可溶物的酒糟。在典型的加工中，当全酒糟离开蒸馏塔时，它通常会通过沉降式离心机分离为不溶性固体或“湿饼”(含有纤维)和液体或“稀酒糟”(含有蛋白质和油)。分离之后，稀酒糟移至蒸发器中以煮去水分，留下含可溶性(溶解的)固体的浓糖浆。浓缩的糖浆同湿饼混合， 混合物可以出售给牛肉和乳品饲养场作为带有可溶物的湿酒糟(distillers wet grain with solubles,DWGS)。作为另一种选择，湿饼和浓缩的糖浆的混合物可在干燥过程中干燥并作为带有可溶物的干酒糟(distillers dried grain with solubles,DDGS)出售。产生的DDGS—般都有约的粗蛋白含量，也由于它的过瘤胃蛋白(by-pass protein)含量而作为一种特别有用的用于牛和其他反刍动物的饲料。由于DDGS和DWGS提供了一个关键的二次收入来源，其可以抵消整个乙醇生产成本的一部分，因此提供一种可以从全酒糟中提取高蛋白玉米产品，以每吨较DDGS或DWGS更高的价格出售的方法和系统是有益的。
发明内容
本发明旨在一种从在制造乙醇的玉米干磨加工中产生的全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法及其系统。在一种实施方式中，从全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法包括在制造乙醇的玉米干磨加工中，将全酒糟副产品分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分。将稀酒糟部分分离成蛋白部分和水溶性固体部分。然后，将蛋白部分脱水并干燥得到高蛋白玉米粉，以干基计算，该高蛋白玉米粉含有至少40重量％的蛋白。在另一种实施方式中，从全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法包括在制造乙醇的玉米干磨加工中，用过滤离心机、沉降式离心机、压力筛或叶片式筛处理全酒糟副产品，以将全酒糟分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分。再用喷嘴离心机或气旋装置处理细酒糟，以将细酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分。下一步，用沉降式离心机处理蛋白部分，以将蛋白部分脱水，然后干燥脱水的蛋白部分以得到高蛋白玉米粉，以干基计算， 该高蛋白玉米粉含有至少40重量％的蛋白。在另一种实施方式中，从在玉米干磨加工中产生的全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的系统包括第一装置，所述第一装置选自过滤离心机、沉降式离心机、压力筛或叶片式筛，用于将全酒糟副产品分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分。第二装置，所述第二装置选自喷嘴离心机或气旋装置，用于将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分。该系统还包括沉降式离心机，用于将蛋白部分脱水；和干燥装置，用于将脱水的蛋白部分干燥， 从而生产高蛋白玉米粉，以干基计算，所述高蛋白玉米粉含有至少40重量％的蛋白。
附图构成本说明书的一部分，并且连同如上给出的发明的总体说明以及如下给出的说明的具体实施方式
一起阐述本发明的实施方式，用来解释本发明的原则。图1是现有技术的干磨加工生产乙醇和带有可溶物的酒糟的方法和系统的流程图；图2是根据本发明的一种实施方式的从在制造乙醇的玉米干磨加工中产生的全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法和系统的流程图；图3是根据本发明的一种实施方式的过滤离心机的横截面视图；图4是图3所示的过滤离心机中的内框或篮的横截面视图；图5是图3所示的过滤离心机中的传送器的横截面视图；图6是图3所示的过滤离心机的部分的放大视图；图7是表示图3所示的过滤离心机的预富集区的部分的放大视图；图8是表示图3所示的过滤离心机的第一洗涤区的部分的放大视图；图9是表示图3所示的过滤离心机的第二洗涤区的部分的放大视图；图10是本发明另一实施方式的过滤离心机的横截面视图。
具体实施例方式图1是现有技术的生产乙醇的玉米干磨工艺的流程图，该工艺已在美国专利7，101，691中详细说明，题为“用超声生产酒精(Alcohol Production Using Sonication)”，其通过以其整体引用全部并入本文。在美国，一大部分乙醇是通过干磨加工生产的，干磨加工将玉米转换成两种产品，即乙醇和带可溶物的酒糟。虽然几乎任何类型和质量的谷物都可以用于生产乙醇，但是通常使用被称为“2号黄齿玉米(No. 2 Yellow Dent Corn)，，的玉米作为这种加工的原料。参照图1，一种典型的玉米干磨加工10开始于干磨步骤12，在干磨步骤12中，使干燥的完整玉米粒通过锤式粉碎机以将它们研磨成粉或细粉。将研磨的粉与水混合形成浆状物，然后添加一种商业酶，如α-淀粉酶。然后在加压喷射加工14中加热所述浆状物，使研磨的粉中的淀粉溶解。接下来是液化步骤16，液化步骤16中添加了额外的α-淀粉酶。 α -淀粉酶将成胶的淀粉水解成麦芽糊精和寡糖，用以生产液化糊状物或浆状物。接下来可以是分离糖化和发酵的步骤，分别为18和20，然而在大多数商业干磨乙醇加工中，糖化和发酵同时发生。在糖化步骤18中，将液化糊状物冷却，并添加商业化酶 (如葡萄糖-淀粉酶)来将麦芽糊精和短链寡糖水解成单糖糖分子。在发酵步骤20中，添加常规的酵母菌株(Saccharomyces cerevisae)以将葡萄糖糖代谢为乙醇和C02。此步骤完成以后，发酵糊状物(“淡酒”)将含有约17%至18%的乙醇(体积/体积基准)，以及来自所有残留谷物成分中的可溶性和不溶性固体，包括例如纤维，蛋白，和油。酵母可在酵母回收步骤22中选择性地回收。在一些实例中，CO2也被回收，并作为一种商品产品出售。在发酵步骤20后是蒸馏和脱水步骤M，在蒸馏和脱水步骤M中将淡酒泵入蒸馏塔中煮沸使乙醇蒸发。乙醇蒸汽凝结在蒸馏塔中，液体酒精(在这种情况下，乙醇)以大概 95%的纯度(190酒精标准强度)离开蒸馏塔的顶部。190酒精标准强度的乙醇再经过分子筛脱水柱，将残留的水从乙醇中脱除，最终形成本质上100%浓度的乙醇(199. 5酒精标准强度)。最后，离心步骤沈涉及通过沉降式离心机将蒸馏残余的残渣或全酒糟离心，以将不溶性固体部分或“湿饼”(含有纤维)与液体部分或“稀酒糟”(包括蛋白质、油等)分离。 然后，在蒸发步骤观中，稀酒糟部分进入蒸发器中煮去水分，从而留下浓糖浆，所述浓糖浆含有可溶性(溶解性的)固体以及蛋白质和油。这种浓缩的糖浆通常被称为玉米浓缩蒸馏可溶物，同离心过的湿饼混合，然后作为带可溶物的湿酒糟(DWGS)出售给牛肉和乳制品饲养场。湿饼和浓缩糖浆的混合物可以在干燥步骤30中进一步干燥，并作为带可溶物的干酒糟(DDGS)出售给牛肉和乳制品饲养场。带有可溶性共产品的酒糟提供了一个重要的二次收入来源，抵消了整个乙醇生产成本的一部分。根据本发明，图2概要地说明从在如图1所述的典型的玉米干磨加工10中产生的全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法及系统，整体标记为32。同样，全酒糟副产品含有可溶性和不溶性固体的浆状物，即蒸馏和脱水步骤M中的残留谷物，其中包括蛋白质、纤维、油和糖，全酒糟副产品按照本发明的实施方式加工，以生产出高蛋白玉米粉，并以每吨高于通常的DDGS或DWGS的成本价进行出售，例如用作猪和鸡的饲料。在一种实施方式中， 以干基计算，与通常在DDGS中的约的蛋白含量相比，得到的高蛋白玉米粉含有至少40 重量％的蛋白。进一步参考图2，全酒糟副产品可从典型的玉米干磨蒸馏和脱水步骤M中用管道输出，然后用可选的叶片式筛34处理。可选的叶片式筛34位于过滤离心机40之前，过滤离心机在下文中进一步讨论，以便通过从全酒糟副产物中初步滤出所需量的水和蛋白以及顺带的小细纤维(small fiber fines)，有助于将不溶性固体部分(即，纤维)与稀酒糟部分基本上分离。这个初步筛选可以有助于在随后的过滤离心机40中减少负荷。从叶片式筛34中得到的底层物最终掺入从过滤离心机40中得到的稀酒糟底层物，这将在下文作更详细的讨论。为过滤全酒糟副产品，可选的叶片式筛34可以包括不大于150微米左右的筛孔。在另一个示例中，叶片式筛34可以包括不大于100微米左右的孔。在另一个示例中，其中的孔不大于50微米左右。应当理解的是，这些数值是作为例证的，本领域的普通技术人员会知道如何确定孔的大小，以达到所需的过滤要求。在一个示例中，可选的叶片式筛34 是如本领域公知的标准型叶片式筛。这种合适的叶片式筛34是俄亥俄州斯普林菲尔德 Fluid-Quip 有限公司(Fluid-Quip，he. of Springfield, Ohio)所售的 FQ-PS32。应该理解的是，可选的叶片式筛34可以被其他类型的预浓缩装置所替换，例如，标准的压力筛或圆锥离心机，它可以执行所需的过滤或预浓缩功能。这种合适的压力筛是俄亥俄州斯普林菲尔德 Fluid-Quip 公司(Fluid-Quip，he. of Springfield, Ohio)所售的 PS-Triple。参考图3-10，这些图说明过滤离心机40的实施方式，过滤离心机40中，全酒糟副产品分离为不溶性固体部分(含有纤维)和稀酒糟部分(含有蛋白、油等)。这种合适的过滤离心机描述于美国专利申请号12/435,451中，题为“用于从液体介质中过滤材料的装置禾口方法(Apparatus and Method for Filtering a Material from a Liquid Medium) ”，申请日为2009年5月5日，其内容通过引用以其整体全部并入本文。正如图3所示，过滤离心机40是一个单一的，自给式的设备，可配置用于进行全酒糟副产品的初始过滤(有时也被称作为预浓缩)及纤维的洗涤，以清除纤维并去除蛋白以及在初始过滤或预浓缩后与纤维保持结合的其它成分。纤维的洗涤可以包括洗涤循环，其中纤维在洗涤水里混合和漂洗，随后是脱水循环，洗涤水与纤维在该该脱水循环分离。纤维的洗涤可包括多个漂洗/脱水循环。此外，可采用逆流洗涤技术以节省洗涤水的用量。洗涤纤维之后，但在纤维退出离心之前，纤维可经过增强脱水阶段，压实阶段，和/或空气干燥阶段来进一步脱水或干燥纤维。这可节省烘干机的能力，或整个省掉干燥机。参照图3，在一个示例的实施方式中，过滤离心机40包括外框42，基本上设置在外框42的内部的大体上管状的内框或篮44 (过滤筛)，大体上共轴地设置在篮44的内部的传送器46，大体上共轴地设置在传送器46中且适于接受浆状物的多个管道线48，所述浆状物即全酒糟副产品和在此经过的洗涤水。外框42包括第一端壁50，与第一端壁50相反并从第一端壁50分出的第二端壁 52，和至少一个侧壁M，侧壁M连接第一端壁50和第二端壁52，以形成腔56。外框42可以有多种合适的形状。例如，在一种实施方式中，外框42可以是包括上侧壁部分Ma，下侧壁部分Mb，和延伸于其中的两个横向侧壁部分Mc(—个如图3所示)的大体上的矩形。 对于侧壁M的术语上、下和横向等描述性词语的使用是用来方便过滤离心机40的描述，不应该因此而限制离心机40为任何特定的方向。如图3所示，下侧壁部分54b可以包括多个板，以便共同得到一个或多个(如图3所示的3个)漏斗形料斗60a，60b，60c，每个料斗有相应的排放孔62a，62b，62c。正如下面更详细讨论的，多料斗配置用于收集在预浓缩阶段中的浆状物(除去了纤维)和洗涤阶段的洗涤水(如果用到增强脱水阶段和压实阶段，还有来自这些阶段的洗涤水)。多料斗配置还用于逆流洗涤水技术的使用。外框42还包括一个或多个可大致将过滤离心机40划分成多个区66的内板64。 例如，且如下面详细解释的，板64可以大体上形成预富集区66a和一个或多个洗涤区66b， 66c(如图3所示的2个)。虽然图3中给出了两个洗涤区，但是本领域的普通技术人员能够理解的是，洗涤区的数目可以随使用情况而变化。例如，上面所述的玉米干磨加工，可以预期过滤离心机40包括1至6个洗涤区，优选2至4个洗涤区。然而，本发明的范围包括更多的区域。除了上述的板64和相应的区66，内部板68与外框42的第二端52相邻，也形成包括出口 72的出口溜槽70，用来接收过滤离心机40加工的过滤的和洗涤的材料。如前所述，并在图3和4所示，篮44设置在外框42的内部56中，且包括由第一衬套76形成的第一端74和由第二衬套80形成的第二端78，以及至少一个延伸于第一端74 和第二端78之间并连接到第一衬套76和第二衬套80的侧壁82。由于篮44可以有任意合适的形状，在一种实施方式中，篮44可以为大体上的圆柱形，并具有由篮直径Db定义的大体上圆形的横截面形状。在一种实施方式中，篮直径Db可以与篮44的长度一致(例如，正圆柱体)(未显示)。但是，在另一种实施方式中，篮直径Db可以随篮44长度Lb的至少一个或多个部分而变化。作为示例，如图4所示，篮44可以包括与篮44的第一端74相邻的第一篮段86。 第一篮段86包括以从第一端74向第二端78的方向大体上外锥形或锥形的配置。第一篮段 86可以连着大体上配置为正圆柱体的第二篮段88。第一篮段86 (如圆锥形部分)可以占篮44长度的0% -100%。但是，在一种实施方式中，第一篮段86占篮44长度Lb的约10% 到约30%，并可以与过滤离心机40的预富集区66a的长度基本上一致。可以根据具体应用和/或其他因素，包括，例如所需饼的厚度或纤维或通过侧壁82随水去除的成分的其它所需的方面，来选择第一篮段86中的锥角。篮44的侧壁82可配置为筛，以使所需的材料从液体介质中分离或过滤出来。例如，为了从最初的浆状物或洗涤水(取决于特定区域)中分离或过滤纤维，篮44的侧壁82 可配置为筛，所述筛适合允许浆(除去纤维)和洗涤水(以及任何从纤维中洗掉的蛋白质和/或的油)通过筛屏而阻止纤维从其中通过。为此，筛选侧壁(screened side wall)82 可以有多种配置。例如，在一种实施方式中，侧壁82可以为大体上致密的，具有多个形成于其中且大小能够达到过滤所需材料的要求的孔或窗。在另一种实施方式中，筛选侧壁82可以由包裹的楔形丝形成，所述楔形丝确定了多个孔。在进一步的实施方式中，筛选侧壁82 可以是条状筛，薄金属筛(例如丝网)，或有金属加固设计的滤布。本领域的普通技术人员公知，其他类型的筛选也可以用于本发明的实施方式中。筛选侧壁82的孔可以根据具体应用和被过滤材料的类型而变化。例如，对于纤维的过滤，可以预期的是，侧壁82的孔大小可以在大约35微米到1500微米之间。而在另一个示例中，可以预期的是，侧壁82的孔大小可以在大约50微米到150微米之间。这些数值只是举例，本领域的普通技术人员公知如何确定孔的大小，以达到所需材料的过滤。按照不同的实施方式中的一个方面，篮44适合于绕中心轴90旋转，从而驱动液体介质流向篮44的侧壁82。例如，篮44的旋转产生推动泥浆或纤维/洗涤水混合物(取决于过滤离心机40的阶段)流向筛选外侧壁82的离心力。这种力量基本上将浆状物或纤维 /洗涤水混合物压到筛上，以便截留纤维，同时允许液体介质(以及任何较小的成分，如蛋白和油)通过筛。连接于筛选侧壁82的第一衬套76和第二衬套80，配置为方便篮44在外框42中的旋转。为此，第一衬套76包括通过外框42的第一端壁50中的孔94(图幻延伸的延伸部分92，以及与侧壁82连接的边缘部分96。如本领域所公知，第一衬套76可以包括能允许第一衬套76在外框42的端壁50中相对于孔94旋转的各种密封件，轴承，和/或其他配件。如下面详细讨论的，第一衬套76也相对于在篮44中延伸或延伸到篮44中的传送器46和管道线48旋转(图幻。本领域的普通技术人员公知允许这种相对运动常规的组件(如密封件、轴承、配件等)。以类似的方式，第二个衬套80包括通过外框42的第二端壁52中的孔100(图3) 延伸的延伸部分98，以及与侧壁82连接的边缘部分102。如本领域所公知，第二衬套80可以包括能允许第二衬套80在外框42的端壁52中相对于孔100旋转的各种密封件、轴承， 和/或其他配件。如下面详细讨论的，第二衬套80也相对于在篮44中延伸的传送器46旋转(图幻。本领域的普通技术人员公知允许这种相对运动常规的组件(如密封件、轴承、 配件等)。如图4所示，第二衬套80的边缘部分102包括侧壁82和第二衬套80之间的连接器，所述连接器具有多个圆周排列的在其间形成孔的腿106(未显示)。所述孔允许过滤材料离开最后的清洗阶段，如图3中的洗涤区66c (或增强脱水阶段，压实阶段，空气干燥阶段，或临近溜槽70的其他阶段)，以流动到溜槽70，通过出口 72，此处可以收集材料用于进一步加工。参照图3，篮44的旋转可以通过合适的发动机或其他动力发生装置来实现。作为示例，第二衬套80可以与发动机机械地连接，如图解110所示，从而促使第二衬套80以及篮44绕中轴90旋转。例如，合适的皮带(未显示)可以在过滤离心机40中将发动机110 与皮带轮111连接，以旋转篮44。在一种实施方式中，发动机110可与控制器(如计算机) 连接，如图解112所示，来控制篮44的转速。这种控制器是本领域普通技术人员公知的。 因此，篮44的转速可根据具体应用不同而选择性地不同。在一种实施方式中，篮44可以以产生了 G力的速度旋转(例如，转每分钟)，所述G力在篮44的侧壁82处大概在100G至 4000G之间(可以取决于篮子直径，过滤材料的类型等)。在一种实施方式中，如玉米的干磨加工，篮44可以一定的速度旋转以在侧壁82处产生大概300G到1200G的力。本领域普通技术人员公知，这些数值只是范例，可以选择并优化速度，以满足特定应用的需求。在多种实施方式的其他方面，过滤离心机40可以包括预富集区，一个或多个洗涤区，以及可能的其他区域(例如脱水、压实、空气等)，其具有大于2的L/D比值。在一种实施方式中，过滤离心机40具有大概在2到10之间的L/D比值，更优选在4至6之间。本领域普通技术人员公知其他的比例以适合特定的应用。相对较大的L/D比值可以通过使用相对较小的篮的直径Db(例如，如沿着第二个篮截面88的最大值)和一个比较大的篮的长度Lb来得到。作为示例，篮直径Db的最大值可在大概100毫米到1，500毫米之间，优选在大概200毫米到1000毫米之间。过滤离心机 40的相对小的篮直径Db在筛选侧壁82处对液体介质(例如浆状物或纤维/洗涤水混合物)提供了较高的G力，这样允许从过滤材料中除去更多的液体，从而得到更干燥的产品。 例如，可以预料，通过出口溜槽70离开过滤离心机40的纤维材料大概含水55%到75%之间。过滤离心机40相对较大的篮的长度Lb降低了单位过滤面积的成本。这些实施方式的另一个方面，过滤离心机40还包括了输送器46，用来将液体介质中的材料从篮44的第一端74移动或卷动到第二端78，并保持筛选侧壁82过滤面积的清洁。如图3和5中的描述，在一种实施方式中，篮44中输送器46可被配置为常规的空心螺旋或螺旋钻114。螺旋钻114包括第一衬套118形成的第一端116，第二衬套122形成的第二端120，和至少一个侧壁124，所述侧壁IM在第一端116和第二端120之间延伸，并连接到第一衬套118和第二衬套122。螺旋钻114的第一衬套118和第二衬套122可以与篮44 的第一衬套76和第二衬套80连接。作为示例，篮44的第一衬套76和第二衬套80可分别包括腔126，128(图4)，用以接收螺旋钻114的第一衬套118和第二衬套122。然而螺旋钻 114可以为任意的合适的形状，在一种实施方式中，螺旋钻114为大体上的圆柱形，并有螺旋直径DaS义的圆形截面形状。在一种实施方式中，螺旋直径Da相对于螺旋钻114的长度基本上是不变的。而在另一种实施方式中，螺旋直径Da可以相对于螺旋钻114的长度是变化的，比如具有大体上圆锥形的形状(未显示)。本领域普通技术人员公知，其他配置也是可以的。为了方便所需的过滤材料(如纤维)随过滤离心机40的运动，螺旋钻114可包括至少一个从螺旋钻114的侧壁IM突出的大体上放射延伸的螺旋的螺纹130。螺纹130包括配置在位于接近篮44侧壁82的内表面的外缘132(图幻。例如，在螺纹130的外缘132 与篮44的侧壁82之间可以存在一个小的缺口(0. 3毫米到2. 0毫米)，以此(例如调节它们之间的相对运动)有效地保持筛选侧壁82过滤面积的清洁。如下面更详细的解释，在螺旋钻114和篮44之间形成的且由螺纹130占用的大体上环形空间134(图3)，在材料(如纤维)的过滤中为液体介质提供流动通道(例如，浆状物或洗涤水)。因此，环形空间134 的大小必须适应过滤离心机40的设计生产能力。在一种典型的实施方式中，例如，螺旋钻 114可以具有大概0. 4Db到0. 8Db之间的螺旋直径队，螺旋钻114和篮44(几乎等于螺纹130 的高度)之间的距离为大约0. OlDb和0. 4Db之间。这些数值只是范例，本领域普通技术人员可以很容易地确定螺旋直径Da和/或螺旋钻114和篮44之间的半径，以用于特定的应用。在一种实施方式中，如图5和6所示，螺旋钻114可以具有多个条板的配置(例如具有多个沿其长度的至少一部分延伸的螺旋线)。例如，螺旋钻114沿螺旋长度的至少一部分，可包括2到6个条板(flights)，更优选3至4个条板(图4所示)。虽然每个条板130a，130b, 130c, 130d可能会延伸螺旋钻114的全长，在一种实施方式中，一个或多个条板，可以延伸少于螺旋钻114的全长。更特别的是，在一种示例的实施方式中，条板130a， 130b，130c, 130d的多条板配置可以对应预富集区66a的长度沿螺旋钻114的长度延伸，且只有一个螺旋线，例如130a可以随后沿洗涤区66b，66c延伸。对此，可以认为，当阻止篮44 堵塞时，螺纹130的多条板配置在预富集区66a至少部分有效地提高液体介质中材料的过滤。本领域普通技术人员将会运用螺旋线130的其他配置，从应用过滤离心机40到满足特定应用的要求。本发明不局限于图6所示的特定的配置。例如，螺旋钻114可以有单一的条板配置，如图10所示。除了螺旋钻114上的螺纹130的多条板配置，另一个设计变化是沿螺旋钻114长度处螺纹130的螺距P，其允许螺旋钻114由于特定应用而配置(图5所示)。在一种实施方式中，例如，螺距P可随螺旋钻114的长度而变化。更具体地说，在一种实施方式中，在预富集区66a处螺纹130的螺距P可以是相对大的，比如在0. IDb和0. 6Db之间，而在洗涤区 66b,66c处减小。例如，在洗涤区66b,66c螺距可在0. IDb和0. 4Db之间。对此，可以确定， 预富集区66a处螺纹130相对大的螺距配置至少部分有效地提高液体介质材料的过滤，同时防止篮44阻塞。本领域的普通技术人员将会运用螺纹130的其他配置，以应用过滤离心机40到满足特定应用的要求。本发明不局限于图5，6所示的特定的配置。例如，螺距P可沿螺旋钻114的长度而相对恒定。在多种实施方式的其他方面中，螺旋钻114适应于绕中轴90旋转。螺旋钻114的旋转引发螺纹130旋转，从而使过滤材料(如纤维)在过滤离心机40中向下移动。第一衬套118和第二衬套122与螺旋钻114的侧壁IM连接，并配置适应于螺旋钻114在篮44内的旋转。对此，第一衬套118包括伸入篮44的第一衬套76的腔126中的延伸部分136，和与侧壁1 连接的边缘部分138。如本领域所周知，第一衬套118可包括能使第一衬套118 相对于篮44的第一衬套76旋转的各种密封件，轴承，和/或其他配件。螺旋钻114的第一衬套118也相对于在螺旋钻114的内部延伸的管道线48旋转。本领域普通技术人员公知允许这种相对运动的发生的常规组件(如密封件、轴承、配件等)。以类似的方式，第二衬套122包括伸入篮44的第一衬套20的腔128中的延伸部分140，和与侧壁IM连接的边缘部分142。如本领域所周知，第二衬套122可包括能使第二衬套122相对于篮44的第二衬套80旋转的各种密封件、轴承，和/或其他配件。由于可能没有管道线延伸通过第二衬套122，该衬套可具有封闭的配置(图5)。螺旋钻114的旋转可通过一个合适的发动机或其他动力发生装置实现。例如，第一衬套118或第二衬套122之中的一个可以被机械地连接到发动机上，从而促使螺旋钻114 绕中轴90旋转(未显示)。虽然旋转螺旋钻114的发动机可同旋转篮44的发动机110分开，但在一种示例的实施方式中，如图3所示，发动机110也可用于旋转螺旋钻114。本领域普通技术人员公知，如果用不同的发动机旋转篮44和螺旋钻114，这些发动机可用同一个控制器控制(例如控制器112)，也可以用不同的控制器控制(未显示)。在图3所示的实施方式中，同一发动机110和控制器112提供并控制篮44和螺旋钻114的速度。虽然过滤离心机40可配置成使篮44和螺旋以相同的速度旋转，但在一种示例的实施方式中，篮44和螺旋钻114也可配置成以不同的速度旋转。对此，过滤离心机 40可包括齿轮箱，如图解144所示，以给篮44和螺旋钻114提供不同的转速。这种齿轮箱 144和其内部组件是本领域公知的，所以在此不再详细描述。例如，在一种实施方式中，相对于篮44，齿轮箱144可以被配置成降低螺旋钻114的转速。当然，相对于篮44，齿轮箱144 也可以被配置成升高螺旋钻114的转速。齿轮箱144可以被机械地连接到控制器112，以控制不同的转速(如图3所示)。 例如，可将齿轮箱144连接到小发动机上(未显示)，小发动机同控制器112连接，控制器控制篮44和螺旋钻114不同的转速。在一种实施方式中，齿轮箱144配置为使篮44和螺旋钻114之间的转速差为0到约200rpm之间。这个范围只是示例，且依赖于齿轮箱144的配置。本领域普通技术人员公知此范围为了满足特定的应用程序是可调节的。本领域普通技术人员也公知其它已知的设备用以在篮44和螺旋钻114之间产生不同的速度，包括，例如各种齿轮减速设计和液压驱动。过滤离心机40包括多个大体上同轴的管道线48，其大体上同轴地配置在螺旋钻 114中用以给离心机40供应液体介质(如浆状物和洗涤水)。管道线48的数量一般同过滤离心机40的区66数量相一致。作为示例，如图3和5所示，过滤离心机40包括一个预富集区66a区和两个洗涤区66b，66c。这样，流体的管道线48包括一个浆状物供应线48a 和两个洗涤水供应线48b，48c。浆状物供应线48a包括用以接收全酒糟副产品的入口 146， 和位于过滤离心机40的预富集区66a和螺旋钻114内部的排放孔148。以类似的方式，第一水供应线48b包括用以接收洗涤水的入口 150 (图1和6)，和位于第一洗涤区66b和螺旋钻114内部的排放孔152。第二供水线48c包括用以接收洗涤水的入口 154(图1和6)，和位于第二个洗涤区66c和螺旋钻114内部的排放孔156。现在描述过滤离心机40的操作。为了便于了解本发明的多个方面，过滤离心机40 的操作会在玉米干磨加工中纤维过滤的内容中描述。但是，应该认识到，过滤离心机40可在更广泛的范围内应用，而不仅仅局限于这里所述的玉米干磨加工。如上所述，开动发动机 110，以此启动篮44和螺旋钻114以它们设定的速度旋转。如图7所示，将全酒糟副产品或浆状物供应给浆状物管道48a的入口 146，以通过出口 148流入螺旋钻114内部并大体上同预富集区66a相关联的腔158。腔158包括大体上锥形的引导160，其使浆状物进入到位于螺旋钻114和篮44之间的环形空间134。对此，螺旋钻114可包括至少一个在腔158和环形空间134之间提供流体连通的孔162 (这里示出了 2个)。由于螺旋钻114的旋转和由此产生的螺纹130的运动，浆状物沿着预富集区66a的长度移动，纤维从液体中过滤出来，使水、蛋白质、油和浆状物中的其它小成分通过筛选侧壁82和篮44并排入料斗60a，而纤维和浆状物中的可能比较大的成分保留在篮44中。由于管道线48和螺旋钻114之间的相对旋转，纤锥可能会通过螺旋钻114内的圆锥形引导进入洗涤区66b，66c，为了防止或减少此类事件的可能性，过滤离心机40可以包括放置在引导160末尾的泄漏腔室164。腔室164由一端的挡板168和对应的另一端的网 170所包围形成，并在引导160和螺旋钻114之间延伸。螺旋钻114可以包括至少一个在泄漏腔室164和环形空间134之间提供流体连通的孔172(图中示出2个)。因此，如果纤维能够从引导160末端进入泄漏腔室164，纤维将从孔172流过进入环形空间134。通过这种方式，纤维穿过挡板168的可能性显著降低。如下面所详细解释的，由于这些区域中使用的喷嘴可能被堵塞因此不希望在洗涤区66b，66c出现纤维。在预富集区66a的末端，纤维已经被充分浓缩，从而便于冲洗纤维。例如，在一种实施方式中，认为纤维在预富集区66a的端部含水在约55%和约75%之间。在这样的浓度水平下，可有效地洗涤纤维以去掉额外的蛋白质，例如，在最初的预富集区66a之后仍然保持和纤维结合的蛋白(例如，利用位移洗涤技术)。为此，螺旋钻114的螺纹130将纤维沿着纤维过滤离心机40的长轴进入第一洗涤区66b (图1)。参考图3，7和8，向第一水管道线48b的入口 150提供洗涤水，以通过出口 152并流入腔室174，该腔室174大体上和第一洗涤区66b结合。腔室174的一侧通过挡板168固定，对应的另一侧通过圆锥形组件176 固定，该组件包括与管道线48相连接的末端。腔室174可进一步包括支持部件180以支持在腔室174中的水管道线48b，48c。第一洗涤区66b至少包括一个漂洗阶段181a和至少一个脱水阶段181b。例如，如图8所示，第一个洗涤区66b包括两个漂洗/脱水循环。这是示例性的，本领域技术人员公知，漂洗/脱水循环的次数根据具体应用可有所变化。在漂洗阶段181a，向纤维中加入洗涤水，以去除与纤维相关的额外的蛋白质、油等。在脱水阶段181b通过去除洗涤水以分离纤维和任何从纤维中洗出的蛋白质。对此，在漂洗阶段181a，洗涤水从管道线48b流入腔室174然后通过至少一个最好是多个喷嘴182注入环形空间134。例如，在一种实施方式中，喷嘴182在固定的轴向位置上(例如，在环形配置中)绕螺旋钻114圆周分隔。喷嘴182可能会受到纤维堵塞，至少因为这个原因，不希望纤维出现在腔室174中。注入洗涤区66b中的134环形空间的洗涤水有效地洗涤纤维。此外，通过在脱水阶段181b中移动纤维/洗涤水的混合物，将纤维从洗涤水中过滤出来。这使得洗涤水和任何额外的蛋白质、油等通过篮44的筛选侧壁82而排入进料斗60b，而纤维保留在篮44中。如上所述，纤维在第一洗涤区66b中进入第二次漂洗/脱水循环181a，181b。在第一次洗涤区66b的末端，纤维已被清洗和过滤(如两次)， 这样它可能会和预富集区66a末端的水浓度大致相同(例如，在大约55%和大约75%之间的水)。根据第一洗涤区66b加入的水量和过滤离心机40特定配置，它可能会进一步降低纤维的水含量，同时还提供了有效的洗涤。在第一个洗涤区66b之后，螺旋钻114的螺纹130继续将纤维沿着过滤离心机40 的长度移动，并进入具有漂洗/脱水阶段189a，189b的第二洗涤区66c。参考图3和图7_9， 洗涤水提供给第二水管道线48c的入口 154，以便通过出口 156并进入大体上与第二洗涤区66c相连的腔室184。腔室184的一侧通过圆锥形组件176固定，另一侧通过平板186固定。洗涤水从管道线48c流入腔室184，然后通过至少一个最好是多个与喷嘴182类似的喷嘴188注入环形空间134。注入洗涤区66c的环形空间134的洗涤水有效地洗涤纤维。此外，通过在脱水阶段189b中移动纤维/洗涤水的混合物，将纤维从洗涤水中过滤出来。这使得洗涤水和其他任何额外的蛋白、油等通过篮44的筛选侧壁82并排入料斗60c而纤维保留在篮44下。如上所述，纤维被置于第二洗涤区66c的第二漂洗/脱水周期189a，189b。 在第二洗涤区66c末端，纤维被洗涤和过滤，它的水浓度可以大致和预浓缩区的末端66a的相同。然而，如上所述，可以降低第二洗涤区66c的水含量。洗涤后和过滤后的纤维出口和篮44的第二末端78相接，然后进入出口溜槽70和出口 72。纤维出溜槽70时，纤维可以得到进一步的加工，下文将进一步讨论，如可以产生需要的产品如DWGS或DDGS。作为示例，纤维可以被运送到远程位置进行进一步的加工。此外，包括水、蛋白质、油等等的浆状物，通过预富集区66a的筛选侧壁82，以及洗涤水、蛋白质、油等通过洗涤区66b，66c的筛选侧壁82后被收集得到稀酒糟，然后被运输并进一步进行如下所述的加工。另外，在洗涤区66a，66b，和/或66c收集的一部分的浆状物和/或洗涤水可以通过管道输送回道可选的叶片式筛34进一步加工处理。根据多种实施方式的一个方面，用于洗涤区66b，66c的洗涤水可以实施逆流洗涤方法。例如，清洁的洗涤水可以通过第二水管道线48c的入口 IM提供给最后的洗涤区66c。 由料斗60c收集可包括水、蛋白质、油脂等的洗涤水，然后直接通过出口 62c提供给第一水管道线48b的入口 150。这种使用过一次的洗涤水，然后在洗涤区66a用于洗涤纤维。由料斗60b收集的洗涤水然后可以和料斗60a收集的浆状物(减去收集的纤维)相混合，作为稀酒糟进入到玉米干磨加工的下一步。本领域普通技术人员公知，当过滤离心机40有额外的洗涤区或其他区域时如何实施目前所述的逆流洗涤方法。根据多种实施方式的另一个方面，过滤离心机40包括空气吹区。这样的空气吹区用于通过吹热空气对纤维进行进一步的干燥(例如，减少纤维中水的含量)。对此，热空气的来源可以例如通过适当的管道和篮44的第二末端78的环形空间134形成流体连通。热空气可通过其第二末端提供给过滤离心机40。例如，可以在最后一个洗涤区66c的脱水阶段将热空气引入纤维。备选地，为了达到使用热空气或其他合适的流体干燥纤维的目的，过滤离心机40可以增加单独的阶段。根据多种实施方式的另一个方面，过滤离心机40可包括适应于提高滤过率和再生过滤表面的沿着篮44的侧壁82的可调刷。为此，螺旋钻114尤其是螺纹130的外缘132可包括一个刷(未显示)，用于沿篮44的侧壁82的筛面交叉扫动。例如，当过滤材料的大小和螺纹130的外边缘132和篮44的侧壁82内表面之间的间隙一致时，可以使用所述刷。 这种情况的应用，所述刷可以延长以跨越之间的缝隙，以便放松过滤侧壁82的材料，从而防止或减少堵塞，以及方便材料沿离心机移动。过滤离心机40的特征，包括，例如，螺旋钻114的螺纹130的多条板设计，在预浓缩区66a中篮44的圆锥形状，离心操作允许的地方相对大的L/D比例，和/或其他使过滤离心机40紧凑设计的特征。对此，一个或更多的特征可以使过滤离心机40成为单一的，自足的设备，它能够进行液体介质的初始过滤，以除去需要去除的过滤材料，以及洗涤材料除去额外的成分，如额外的蛋白质、油等。过滤离心机40能够使在预浓缩区66a更有效地“干燥”(即，降低过滤材料中水的含量)，反过来，允许使用这种作为替代的洗涤技术。如果水在过滤材料中的含量过高(如传统系统)，取代的洗涤技术可能无法证明是有益的，结果实施了较低效率的稀释洗涤技术。除上述之外，过滤离心机40可以更紧凑，因此在生产单位中比现有的系统更有效地利用占地空间。此外，这样的设计也可减少设备的资金成本、劳动、维护设备及经营相关的成本(例如，使用较少的水，等)。此外，与现有的过滤系统相比，过滤离心机40的一个或多个功能，能够使过滤材料以“较干”的状态离开离心机。迄今为止，这种过滤通常由沉降式离心机实现。例如，过滤离心机40能够使过滤的材料的水含量在大约55%和75%之间，相比传统的过滤系统显著减少。提供干燥的产品，可以产生其他的益处。此外，和烘干相关的能量消耗也很昂贵。 材料中水浓度相对较小的变化，可以取得显著的节能效果。另外，根据应用，烘干步骤可以在纤维后加工中省略。因此，过滤离心机40提供干燥材料的能力，可允许制造商免去或减少与这些后处理步骤相关的成本。此外，过滤离心机40的一个或多个特点是使用中的灵活性和稳定性。例如，可以认为过滤离心机40能够在很宽的参数范围内有效的运作。例如，过滤离心机40能够有效地适应宽范围的过滤材料(例如，纤维)，宽范围的材料尺寸，以及可以尖锐的材料或以其他方式难以处理的材料。此外，过滤离心机40能够在较宽的浓度范围内适应输入的悬浮液或饲料(即过滤离心机40对输入处理的浓度大体上不敏感)。此外，过滤离心机40，包括一些设计变量可用来选择和/或更改，以实现某一个特定的应用所需的结果。如上面示例所做的解释，螺旋钻114包括多个设计变量，包括所选螺纹130的倾斜变化和/或数量和/或各自长度。根据特定的应用，这些可以是多种多样的。 充分体现离心机40的灵活性的另一个特征是篮44和螺旋钻114之间螺旋转速的差别的设置和控制的能力。例如，在一种实施方式中，离心机40可以包括一个测量螺旋钻114扭矩的传感器(未显示)。这些信息可能会指向控制器112，并用于控制差速(和/或吞吐量或进料速度)，从而提高过滤离心机40的性能。例如，可以通过自动化的方式进行这种优化。 此外，通常认为，沿着篮44长度方向上不同位置上的过滤材料的滤饼厚度能够通过一个或多个螺旋钻的条板、螺距、和/或篮44和螺旋钻114之间的速度差进行控制。过滤离心机的另一种实施方式如图10所示，过滤离心机200的结构和操作与上面描述的过滤离心机40类似。因此，对过滤离心机200的详细描述就不是必要的。相反，将会对过滤离心机40，200之间的改进详细描述。图10中的附图标记将参考图3-9中所示的CN 102448321 A
说明书
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附图标记。过滤离心机200包括外框202，内框或者篮204，大体上同轴设置于篮204中的输送器206，大体上同轴安置在输送器206中的多个管道线208。输送器206可以像类似上面所述螺旋钻210 —样配置。一个改进是针对过滤离心机200中功能区的数量和/或类型。例如，且如下面更详细的解释，过滤离心机200可以包括预浓缩区212a，洗涤区212b，脱水区212c，和压实区 212d。预浓缩区21 类似于前文所述，且管道线208、螺旋钻210、篮204和沿管预富集区 21 的框202的配置和操作，在此不再说明。但是，洗涤区212b已得到改进。关于过滤离心机40，每个洗涤阶段66b，66c，包括两个漂洗/脱水循环，它们在过滤离心机的中轴90上隔开。如图10所示，预浓缩区21 后，只有一个洗涤区212b。此外，不同于过滤离心机的轴线90的轴向上的一个或多个漂洗/脱水循环，螺旋钻210包括多个喷嘴214，它们沿洗涤区212b轴向上和圆周方向上一致的隔开。这样的布置使得洗涤水能够一致均勻的注入到洗涤区212b。本质上讲，洗涤区212b成为没有相应脱水周期的漂洗周期。本领域普通的技术人员公知，由于对材料的离心力作用，液体(例如水、蛋白质、油等)将从篮204射出。但是，这发生在其中相对大量的洗涤水被引入的地方(通过喷嘴214)。与此相反，当没有洗涤水或者相对少量的洗涤水引入时发生脱水。在操作中，洗涤水供给第一水管道线208b，以便通过其排放口进入大体上与洗涤区212b相联系的螺旋钻210内的腔室216。腔室216的一侧通过挡板168固定，另一侧被通过圆锥形组件218固定。圆锥形组件218包括有空隙或者网状的支撑组件220，从而能够使得洗涤水流过。腔室216内的洗涤水通过喷嘴214注入环形空间134，以洗涤纤维并去除任意的与最初的预富集区21 之后纤维保持结合的蛋白质、油等料。在洗涤区212b，注入含有第一浓度的成分(如蛋白质)的洗涤水，然后从篮204的侧壁82射出含有第二浓度的成分的洗涤水，第二浓度比第一浓度高。所述流体被排到一个或者多个料斗222b，222c 中，并且流经它们各自的排水口 224b，2Mc。虽然两个料斗222b，222c可以与洗涤区21 相连，本领域普通技术人员公知，只有一个漏斗可用于洗涤区212b。当洗涤区比较长时，在洗涤区中含有多个料斗会有一定的好处。例如，对于逆流洗涤技术，使用多个料斗可能更有效。本发明不应该只限于每个洗涤区有一个漏斗，但本领域普通技术人员知道，料斗的数量 (和/或车厢壁板64定义)根据特定的应用可以有所不同。在洗涤区的212b之后，螺旋钻210的螺纹130将纤维沿着过滤离心机200移动到脱水区212c。脱水区212c设置成去除纤维中的洗涤水和任何额外的蛋白质、油等，但是， 几乎没有增加更多的洗涤水(如，没有洗涤水通过喷嘴沿脱水区212c注入环形空间134)。 顺着脱水区212c，水、蛋白质、油等通过篮204的筛选侧壁82排入料斗222d，而纤维却留在了篮204中。因此，水在过滤材料中的含量可以在脱水区212c降低。在此实施方式中的另一个改进是过滤装置200包括压实区212d。对此，篮直径Db 沿着相邻的第二端的篮204可能会有所不同。例如，篮204可以包括与该篮的第二端78连接的第三篮部分226。第三篮部分2 可以包括大体上内心锥形或沿着从第一端74向第二端78方向的锥形的配置。在一种实施方式中，第三篮部分2 可以延伸为篮204长度的 10% -30%，并可以和过滤离心机200的压实区212d长度基本上一致。通常认为，篮204沿着这部分的圆锥形状，由于沿着该区域的截面积(以及相关的体积)的减少，因此本质上起到了压缩过滤材料(如纤维)的作用。水、蛋白质、油等，通过压实区212d的篮204的筛选侧壁82进入料斗222d并通过出口 2Md。此压缩进一步降低了过滤材料中水的含量，从而产生从过滤离心机200生产的更干燥的纤维。第三篮部分226的锥角可以根据具体应用和 /或其他因素进行选择，例如，所需的滤饼厚度，或者纤维或随着通过侧壁82的水去除的成分的其他所需的方面。在一种实施方式中，作为过滤材料挤压的结果，可以在压实区212d中提供排出水的额外通路。对此，螺旋钻210还可以具有设置成隔板228的侧壁124，隔板的长度至少为压实区域212d长度的一部分。通过这种方式，流体可以不仅通过篮204筛选侧壁82，也沿着至少一部分的螺旋钻210的侧壁IM区域通过。如下面详细讨论的，液体通过筛板2 可以直接到达脱水区212c中的环形空间134。备选地，可通过其他手段将流体从螺旋钻210 移走，如通过过滤离心机200第二端的排出导管。在更进一步的实施方式中，返回参考图1，为了释放淀粉、胚芽(油)、蛋白质、纤维等成分，将玉米进行了研磨加工。这种研磨加工，可以得到一定量的被研磨成相对的细颗粒物的某些特定的成分(例如，小于50微米左右)。例如，比较小的纤维，在行业内指细纤维， 通常由此产生。因此，一些比例较高的纤维没有磨成非常小的颗粒，一些比例较小的纤维可以被磨成小颗粒。足够小的组成颗粒可以仍然留在全酒糟副产品中。纤维大小小于过滤离心机筛子40，可以通过筛子进入到玉米干磨过程中的后续步骤。对此，按照本发明的某一方面，在篮204中收集的纤维可以基本上作为细纤维过滤介质。更具体地，在第二端78附近的篮204中的纤维因此相对比较浓(例如，在约55%和约75%之间的水)，从而有效地形成了相对紧密的纤维网状物，在本质上，它们共同形成了一个互相交错的材料。在篮204中收集形成的互相交错的纤维网状物可以用来作为“过滤器”，用于分离独立于液体介质中的细纤维。为此，可以认为纤维的网络结构可以包括小的空隙或孔，它们比细纤维还要细小，因此能够捕获篮204已收集的纤维网络内的细纤维。为了达到装配过滤离心机200的目的，携带细纤维的浆状物(例如，从预富集区 212a的输出物)，可提供给第二水管道线208c，其出口是在腔230的内部，大体上与脱水区 212c相联系。腔室230的一侧通过圆锥形组件固定，而另一端通过板232固定。螺旋钻210 包括一个或多个能够在环形空间134和腔室230之间提供流体连通的孔234。带有细纤维的浆状物从管道线208c流入腔室230，然后通过孔234流入环形空间134。由于篮204和/ 或螺旋钻210的旋转所施加的力量，携带有细纤维的液体介质流经已经收集在篮204中收集的交错的纤维，流过篮204侧壁82，排入料斗222d。可以认为，料斗222d中收集到的液体，其中的细纤维量显著减少。此外，细纤维，可使用进行最初大片的过滤和纤维的洗涤相同的装置从液体介质中过滤出来。这样可以显著的降低用于过滤细纤维的常规仪器成本和维修的费用。随着细纤维从液体介质中分离，稀酒糟可转移至玉米干磨加工的进一步加工。对本领域技术人员来讲，更多的优势和修改是显而易见的。例如，在此描述的过滤离心机40，200是大体上水平方向的，其他方向也是可以的，包括有大体上垂直方向的离心机。此外，离心机40，200可以是开放式系统或封闭运行的装置。过滤离心机40，200也可以是专为加压运行而设计。更进一步，过滤离心机40，200可连续运行或装配为批处理模式操作。如图3和10所示，过滤离心机40，200可以包括篮清洗系统192，包括例如分别各自沿外框42，202的上壁54A设置的多个喷嘴194。篮清洗系统192提供反冲洗用于清洗篮44， 204。此外，本领域普通技术人员公知，区的数量和类型可以依据具体的应用选择。例如，和一种实施方式配合的过滤式离心机可以包括没有任何洗涤区的预富集区。这种实施方式可以进一步包括脱水区，和/或压实区，和/或空气吹区。因此，区的数量和类型，可以根据某一个特定的应用程序加以选择。进一步参考图2，虽然描述了单一的过滤离心机40，应理解的是多个过滤离心机 40可以呈线性设置，用以将全酒糟副产品分离成不溶性固体物部分(纤维)和稀酒糟部分。 在另一种备选的实施方式中，可以预期的是过滤离心机40可以用标准的压力筛，沉降式离心机，叶片式筛，或其他在工业中熟知的类似的设备替代，以将全酒糟副产品分离成不溶性固体部分和稀酒糟，接下来的步骤下文会进一步讨论。这样一个合适的压力筛是俄亥俄州斯普林菲尔德公司所售的PS-Triple。这样一个合适的沉降式离心机是NX-944HS，产自瑞典阿尔法，隆德拉瓦尔。而这样一个合适的叶片式筛是FQ-PS32，产自俄亥俄州斯普林菲尔德的公司。如图2进一步所示，将过滤离心机40的稀酒糟底层物通过管道输送，和通过叶片状筛34的底层物相混合。之后，如本领域中众所周知的，稀酒糟部分可以有选择地通过准压力筛250处理，以帮助从稀酒糟部分中进一步分离细纤维。如上所述，大小小于过滤离心机40筛和/或可选叶片式筛34的纤维可以通过筛子进行玉米干磨加工的后续步骤。在压力筛250中，细纤维可以从稀酒糟分离出来，并可以通过管道返回到过滤离心机40，在那里可以过滤出细纤维。举一个示例，篮204(图10)收集的纤维缠结的网状物可以被用来作为 “过滤器”，以从液体介质中分出细纤维，接下来的步骤如下文所讨论。合适的压力筛250是俄亥俄州斯普林菲尔德公司出售的PS-Tirple。在另一种实施方式中，可选压力筛250可用上文提到的标准的叶片式筛或沉降式离心机或其他设备取代，以帮助从稀酒糟分离细纤维部分。在可选压力筛250后，如本领域公知，底层物或者剩余的稀酒糟部分通过管道输送并用喷嘴离心机252处理。喷嘴离心机252可以提供洗涤能力，以便将新鲜的水和稀酒糟提供给喷嘴离心机252。多余的新鲜的水可以使稀酒糟的蛋白部分和水可溶性固体部分更容易地分离。较重的蛋白部分与水溶性固体部分分开，以底层物去除，而较轻的水可溶性固体部分，其中包括油，可以作为上层物去除。合适的喷嘴离心机252是俄亥俄州斯普林菲尔德公司出售的FQC-950。在另一种实施方式中，本领域公知的是，喷嘴离心机252可以用标准的气旋装置或其他类似设备替换，以将稀酒糟分离成底层物的蛋白部分和上层物的水溶性固体部分。合适的气旋装置是俄亥俄州斯普林菲尔德公司出售的RM-12-688。从喷嘴离心机252出来的底层物蛋白部分进一步经管道输送，并用沉降式离心机 2M对蛋白部分脱水。沉降式离心机邪4是本领域公知的。合适的沉降式离心机邪4是瑞典阿尔法隆德拉瓦尔出售的NX-944HS。其他类似设备也是预期的。分离出的水部分或沉降式离心机254的滤物可循环回用，例如，返回到液化步骤16或发酵步骤20，以重新用于干磨加工中。然后如本领域公知的，对脱水蛋白部分进行干燥，如送到干燥器256。在备选的实施方式中，如本领域公知的，脱水蛋白部分可以进行真空过滤或其他干燥方法。最后干蛋白产品即为高蛋白玉米粉，以干基计算，含有至少40重量％的蛋白质，例如，可作为猪或鸡饲料出售。在另一种实施方式中，以干基计算，高蛋白玉米粉含有至少45重量％的蛋白质。 在另一种实施方式中，以干基计算，高蛋白玉米粉含有至少50重量％的蛋白质。另外在另一种实施方式中，以干基计算，含有至少60重量％的蛋白质。另外在另一种实施方式中，以干基计算，含有至少约56重量％的蛋白质。由此产生的高蛋白玉米粉，在出售时每吨的价格远高于DDGS或DWGS的价格。继续参照附图2，上层的水溶性固体部分，其中包括油以及矿物质和可溶性蛋白， 如本领域所公知，从喷嘴离心机252用管道输送，并且将用三个蒸发器，260a，^Ob和^Oc 进行处理，开始从水溶性固体部分分离可溶性固体。^Oa-C蒸发器蒸发水溶性固体部分的液体部分。此后，如本领域所公知，水溶性固体部分可以通过管道输送并用可选的回收油离心机261处理，以便可以从中移走油。合适的油回收离心机261是瑞典生产的阿尔法隆德拉瓦尔ORPX 617。作为示例，最终获得的回收油产品约占玉米中玉米油总重量40重量％到 60重量％。与标准的干磨加工比较典型的油采收率，油回收离心机261可以达到更高的能力，这是因为用可选的回收油离心机261处理的水溶性固体部分包括更少的液体和更少的蛋白。水可溶性固体物部分的其余部分可以通过管道运输，并用另一套三个蒸发器 260d，^0e，260f，在那里液体部分进一步从可溶性固体部分蒸发，最终产生可溶性固体部分。虽然水溶性固体部分是置于两套三个蒸发器^K)a-c，260d-f，但是应当知道蒸发器的数量及组是可以改变的，即可以或多或少，这取决于特定的应用和所需的结果。如本领域所公知，由此产生的可溶性固体部分可以和不溶性固体部分，例如，从过滤离心机40收到的纤维混合，以提供带可溶物的湿酒糟(DWGS)，这些可以通过干燥机262 进一步干燥，以提供带可溶物的干酒糟(DDGS)，这两种都能售给肉牛和奶牛饲养场。在另一个示例中，可溶性固体物部分可以用来作为天然肥料。因此，在所述干磨加工中，既不是DDGS也不是DWGS收到从蒸发器260典型的浓缩糖浆。然而这个典型的干磨方法10的变化导致了 DDGS和DWGS中较低的粗蛋白质含量，这种下降是没有实质内容的，尤其是，当生产的高蛋白玉米粉的经济优势被认识到时。而且， 尽管蛋白质含量较低，DDGS和DWGS仍可以出售给肉牛和奶牛饲养场，作为牛饲料。虽然本发明已通过各种实施方式加以说明，并且这些实施方式也给出了相当详细地描述，申请人没有意愿将所附的权利要求的范围限制到如此详细。额外的优势和改进对本领域技术人员是显而易见的。因此，本发明的技术特征较宽，不限于具体细节、有代表性的仪器和方法和具体的说明性的示例和描述。因此，这些细节可以会有偏差，但是没有偏离本发明的实质内容和发明的实际构思。
权利要求
1.一种从全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法，该方法包括在制造乙醇的玉米干磨加工中，将全酒糟副产品分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分；将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分； 将蛋白部分脱水；和干燥脱水的蛋白部分，以得到高蛋白玉米粉，以干基计算，该高蛋白玉米粉含有至少40重量％的蛋白。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将全酒糟分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分的操作包括用过滤离心机、沉降式离心机、压力筛或叶片式筛处理全酒糟，以将全酒糟分离为所述固体部分和所述稀酒糟部分。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，用过滤离心机、沉降式离心机、压力筛或叶片式筛处理全酒糟包括用过滤离心机处理全酒糟，以使全酒糟分离为所述不溶性固体部分和所述稀酒糟部分。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述过滤离心机包括 第一框，所述第一框具有至少一个壁，壁上形成有多个孔；传送器，所述传送器设置在第一框中，至少用于沿着传送器移动不溶性固体部分；和至少一个管道线，所述管道线流体连通第一框的内部，用于向设备中供应包括所述不溶性固体部分的介质；其中，至少一个第一框和传送器相对于中央轴线旋转，以将所述介质送往至少一个壁， 以便从所述介质中过滤所述不溶性固体部分。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述过滤离心机包括多个过滤离心机，以使全酒糟分离为所述不溶性固体部分和所述稀酒糟部分。
6.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括在将全酒糟副产品分离成不溶性固体部分和稀酒糟部分后，并且在将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分之前， 从所述稀酒糟部分中分离细纤维。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，从稀酒糟部分分离细纤维的操作包括用沉降式离心机、压力筛或叶片式筛处理稀酒糟部分，以使细纤维从稀酒糟部分分离出来。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分的操作包括用喷嘴离心机或气旋装置处理稀酒糟，以将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，用喷嘴离心机或气旋装置处理稀酒糟的操作包括用喷嘴离心机处理稀酒糟，以将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，将蛋白部分脱水的操作包括用沉降式离心机处理蛋白部分，以将蛋白部分脱水。
11.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括从水溶性固体部分中分离可溶性固体，以提供可溶性固体部分。
12.根据权利要求11所述的方法，该方法进一步包括将可溶性固体部分和不溶性固体部分合并，以给蒸馏器提供带可溶物的干或者湿酒糟。
13.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括从水溶性固体部分中分离油，以提供油部分。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，以干基计算，该高蛋白玉米粉含有至少50重量％的蛋白。
15.一种从全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法，该方法包括在制造乙醇的玉米干磨加工中，用过滤离心机、沉降式离心机、压力筛或叶片式筛处理全酒糟副产品，以将全酒糟分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分；用喷嘴离心机或气旋装置处理稀酒糟，以将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分；用沉降式离心机处理蛋白部分，以将蛋白部分脱水；和干燥脱水的蛋白部分，以得到高蛋白玉米粉，以干基计算，该高蛋白玉米粉含有至少40重量％的蛋白。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，用过滤离心机、沉降式离心机、压力筛或叶片式筛处理全酒糟副产品的操作包括用过滤离心机处理全酒糟，以将全酒糟分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述过滤离心机包括 第一框，所述第一框具有至少一个外壁，外壁上形成有多个孔；传送器，所述传送器设置在第一框中，至少用于沿着传送器移动不溶性固体部分；和至少一个管道线，所述管道线流体连通第一框的内部，用于向设备中供应包括不溶性固体部分的介质；其中，至少一个第一框和传送器相对中央轴线旋转，以将所述介质送往至少一个壁，以便从所述介质中过滤不溶性固体部分。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述过滤离心机包括多个过滤离心机，以使全酒糟分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，用喷嘴离心机或气旋装置处理稀酒糟的操作包括用喷嘴离心机处理稀酒糟，以将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分。
20.根据权利要求16所述的方法，该方法进一步包括在用过滤离心机处理全酒糟之前，用叶片式筛处理全酒糟，以有助于将全酒糟分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述叶片式筛中包括孔径不大于150微米的孔。
22.根据权利要求15所述的方法，该方法进一步包括在用过滤离心机、第一沉降式离心机、压力筛或叶片式筛处理全酒糟副产品，以将全酒糟分离成不溶性固体部分和稀酒糟部分之后，并且在用喷嘴离心机或气旋装置处理稀酒糟，以将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分之前，用沉降式离心机、压力筛或叶片式筛处理稀酒糟部分，以从稀酒糟部分中分离细纤维。
23.根据权利要求15所述的方法，该方法进一步包括从水溶性固体部分中分离可溶性固体，以提供可溶性固体部分。
24.根据权利要求23所述的方法，该方法进一步包括将可溶性固体部分和不溶性固体部分合并，以给蒸馏器提供带可溶物的干或者湿酒糟。
25.根据权利要求15所述的方法，该方法进一步包括用油回收离心机处理水溶性固体部分，从而从水溶性固体部分中分离油，以提供油部分。
26.根据权利要求15所述的方法，其中，以干基计算，该高蛋白玉米粉含有至少50重量％的蛋白。
27.一种用于从在制造乙醇的玉米干磨加工中产生的全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的系统，该系统包括第一装置，所述第一装置选自过滤离心机、沉降式离心机、压力筛或叶片式筛，用于将全酒糟分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分；第二装置，所述第二装置选自喷嘴离心机或气旋装置，用于将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分；沉降式离心机，用于将蛋白部分脱水；和干燥装置，用于将脱水的蛋白部分干燥，其中，所述系统从通过玉米干磨加工产生的全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉，以干基计算，所述高蛋白玉米粉含有至少40重量％的蛋白。
28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述第一装置为过滤离心机，所述过滤离心机包括第一框，所述第一框具有至少一个壁，壁上形成有多个孔；传送器，所述传送器设置在第一框中，至少用于沿着传送器移动不溶性固体部分；和至少一个管道线，所述管道线流体连通第一框的内部，用于向设备中供应包括不溶性固体部分的介质，其中，至少一个第一框和传送器相对中央轴线旋转，以将所述介质送往至少一个壁，以便从所述介质中过滤出不溶性固体部分。
29.根据权利要求观所述的系统，其中，所述第二装置为喷嘴离心机。
30.根据权利要求观所述的系统，该系统进一步包括叶片式筛，以有助于将全酒糟分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分。
31.根据权利要求27所述的系统，该系统进一步包括蒸发器，所述蒸发器用于从水溶性固体部分中分离可溶性固体。
32.根据权利要求27所述的系统，该系统进一步包括第三装置，所述第三装置选自沉降式离心机、压力筛或叶片式筛，用于从稀酒糟部分中分离细纤维。
33.根据权利要求27所述的系统，该系统进一步包括油回收离心机，用于从水溶性固体部分中分离油，以提供油部分。
34.根据权利要求27所述的系统，其中，所述干燥装置将脱水的蛋白部分干燥，以提供高蛋白玉米粉，以干基计算，该高蛋白玉米粉含有至少50重量％的蛋白。
全文摘要
本发明总体上涉及玉米的干磨，更具体地，涉及一种从在制造乙醇的玉米干磨加工中产生的全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法及其系统。在一种实施方式中，从全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法包括在制造乙醇的玉米干磨加工中，将全酒糟副产品分离为不溶性固体部分和稀酒糟部分。将稀酒糟部分分离为蛋白部分和水溶性固体部分。接下来将蛋白部分脱水然后干燥得到高蛋白玉米粉，以干基计算，该高蛋白玉米粉含有至少40重量％的蛋白。
文档编号A23K1/06GK102448321SQ200980159557
公开日2012年5月9日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者李介英 申请人:富禄德奎普有限公司