专利名称：从啤酒糟中制取高蛋白产品的方法
技术领域：
本发明涉及一种从啤酒糟(下文称为BSG)中制取高蛋白质含量产品的方法。
BSG是啤酒用麦芽的糖化废料(其中任选地含有大米、玉米糁、玉米淀粉等)，它是啤酒生产中的副产物。通常采用诸如滤桶或麦芽醪过滤器之类的固液分离器将湿态BSG从麦芽汁中分离出来，其含水量约为80％(重量)，蛋白质含量以干基计约25％。
US3846397揭示了一种从BSG中回收蛋白质的方法。在该方法中，BSG在碱液中加热，由于采用加热或碱处理，使产品品质变劣，这是该方法的一个严重不足。
US51135765(Kish等人)揭示了一种从BSG中制取高蛋白产品的方法。该方法中，使湿态BSG通过辊式粉碎机，然后过筛回收高蛋白产品。由于此法只用物理处理如压碎和筛分而不用化学方法如碱处理，故所得高蛋白产品用于饲料和食品是安全的，且蛋白质含量非常高。在此方法中，筛出的高蛋白产品经真空干燥成为干制品。但是，由于筛出物的含水量非常高，故以经济上考虑，真空蒸发法是不适于工业应用的。
因此，本发明的主要目的是提供一种经济有效的、能够大规模地从BSG中生产出高蛋白干制品的方法。
本发明的另一个目的是提供一种如上所述类型的、可以高质高产地制取产品的方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种从含有麸皮和附着于麸皮上的蛋白物质的BSG中制造高蛋白产品的方法，该方法包括以下步骤(a)压碎含水量至少为65％(重量)的啤酒糟，以使所述蛋白物质从所述麸皮中分离出来，同时磨碎所述蛋白物质；(b)将步骤(a)所得的产物分散在水中，使之成为固形物含量为3-5％(重量)的浆料；(c)用30-60目筛将所述浆料筛分成含所述磨碎蛋白物质的滤液和固体残渣；(d)把所述滤液分成含有0.5-2％(重量)所述磨碎蛋白物质的浓浆和上清液；(e)把所述浓浆分成含水量为70-95％(重量)的高固相和液相；(f)将高固相与热气体接触，但保持所述高固相的温度不高于100℃，从而使所述高固相在60秒内干燥至含水量等于或小于15％(重量)，从而制得高蛋白产品。
借助于附图
，由下文对本发明的优选实施方案所进行的详细说明，会使本发明的其它目的，特征和优点更为明显。其中唯一的一张附图是流程图，示意出适于完成本发明方法的设备。
BSG是由麸皮、胚芽和其它颗粒组成，这几部分的蛋白含量分别为约5％(重量)，50％(重量)和50％(重量)。胚芽和其他颗粒结合于或附着于麸皮上。在本说明书中，一般将胚芽和其他颗粒通称为“蛋白物质”。可用于本发明的BSG是从麦芽汁中分离出来的、含水量约为70-80％(重量)的BSG。为了贮藏和运输方便而浓缩或干燥的BSG，在添加水使含水量达到至少65％(重量)后也可用于本发明。
参照附图，BSG由管线21喂入压碎区1，最好使用一台辊式粉碎机。BSG在此受到挤压和剪切作用，蛋白物质从麸皮中剥落并分离出来，同时被粉碎。如果使用辊式粉碎机，辊的间隙范围优选在0.05-2mm，更优选0.1-0.3mm。在压碎区1中处理的BSG应该含有至少65％(重量)的水，否则，一部分蛋白含量低的麸皮也被粉碎并混入终产品中，使终产品的蛋白质含量降低。
压碎区1中的压磨产物经管线22送入混合区2，在此区压磨产物分散于来自管线41的水中。分散过程中应进行搅拌，可用任何适宜的装置，如利用螺旋浆式搅拌设备来进行。搅拌时间应足以使物料形成浆料，一般为5-30分钟，优选10-20分钟。用水量为能使所得浆料的固形物含量为3-5％(重量)，优选4-5％(重量)。
浆料经由管线23送至第一筛分区3，被30-60目(0.213-0.567mm)的筛筛分成含有碎蛋白物质的浆状滤液和含麸皮的固体残渣。此处所用的筛优选是振动筛。碎蛋白物质的蛋白含量以干基计一般在50-52％(重量)。
滤液经管线30进入第一分离区6。而从第一筛分区3得到的固体残渣优选进入第二混合区4，在此区固体残渣与来自管线42的水混合，成为固形物含量为3-5％(重量)，优选4-5％(重量)的浆状混合物。这样做就使得少量存留于固体残渣中的碎蛋白物质被分离出来。混合区4中的混合物经由管线25送入第二筛分区5，被30-60目(0.213-0.567mm)的筛筛分成通过了筛网的含有少量碎蛋白的物质的第一相(滤液)和留在筛网上，基本上没有碎蛋白的物质的第二相(固体残渣)。在第二筛分区5中获得的第一相(滤液)经由管线26与来自第一筛分区3的滤液一起送入第一分离区6。
在第一分离区6中，来自筛分区3和5的滤液被分离成含有0.5-2％(重量)碎蛋白物质的浓浆和液相。在一个优选的方案中，分离区6是排出口开在底部的沉降槽或沉降器。滤液在沉降槽6中静置5分钟-2小时，优选10-20分钟，直至通过沉降形成碎蛋白物质含量为0.5-2％(重量)，优选1-2％(重量)的浓浆。沉降过程中，碎蛋白物质所含的油脂(植物油脂)溶解于水中使碎蛋白物质的蛋白浓度提高。浓浆从沉降槽6的底部排出口排出，经由管线27送入第二分离区7。在沉降槽6中的清液经由管线31和39送入水槽13。
在第二分离区7，利用任何合适的脱水装置，如离心机、转鼓式过滤机、叶式过滤机或压滤机，把浓浆分离成高固相和上清液相，其中高固相含水量为70-95％(重量)，优选为80-90％(重量)，更优选为80-85％(重量)。在此处最好使用连续式离心机。将含有蛋白质的高固相送入干燥区8，而上清液则经由管线38和39送入水槽13。
高固相在干燥区8中直接与热气体接触形成干制品。干燥须在一定的条件下完成，否则制品变会色或变质，即制品颜色变暗，胃蛋白酶对其的消化性下降。故，重量要的是将高固相在以下条件下干燥温度保持在不高于100℃，优选为80-90℃；干燥至含水量等于或低于15％(重量)，优选为10-12％(重量)；干燥时间等于或短于60秒，优选为30-60秒。热气体优选是热空气，温度优选为300-500℃，更优选为400-450℃。旋转炉式或滚筒式干燥器适于进行本步干燥。
干燥产品通过管线29从干燥区排出，收集起来。干产品一般有块粒，优选经粉碎至粒度为0.1-1mm后进行包装。如果需要，可加入抗氧化剂，如乙氧喹(动物饲料用)或维生素E(食品用)。
筛分区5中所得的固体残渣(麸皮)经由管线32送入脱水区9。一般固体残渣的含水量为85％(重量)或更高，典型地为约91％(重量)，故在脱水区9中脱水使脱水产物的含水量减至低于75％(重量)，典型地减至65-70％(重量)。螺旋压榨机、离心机和过滤器都可有效地完成此步脱水。
脱水产物通过管线33送入燃烧区10进行燃烧。燃烧区10可以是流化床煅烧炉或旋转式煅烧炉等。燃烧废气从管线34进入热交换器，在此，通过与适当的气体介质如空气进行间接热交换从而回收利用其所带热量。被加热了的介质通过管线50送入干燥区8作为至少一部分热气体。
从脱水区9脱出的水通过管线35被送入优选为沉降槽的分离区12中，水被静置5分钟至2小时，优选10-20分钟，这样，水中的少量固体沉降在槽底部形成浆液。此浆液通常含有0.5-1.5％(重量)的固体物质(麸皮和痕量的蛋白物质)，它被从管线36排出，循环到脱水区9。沉降槽12中的上清液经管线37和39送至水箱13。
来自分离区6、7和12的水被收集在水箱13中，并经由管线40和管线41、42循环至混合区2和4中。多余的水经管线43排出水箱13，而补充水则由管线44进入水箱13。
在以上实施方案中，如果需要可以省去第二混合区和第二筛分区。此时，从筛分区3分出的固体残渣就送入脱水区9中。
下面的实施例将进一步说明本发明，其中的份数和百分数均以重量计。
实施例1用附图所示系统处理BSG(水含量78％，蛋白质含量25.5％，以干基计)。100kg BSG(干重22kg)用辊式粉碎机压磨碎，辊间隙为0.1mm。
将磨碎后的物料与447升水置入混合槽2中，用螺旋浆式搅拌器搅拌10分钟。用55目振动筛3(金属丝网，开孔0.250mm)对所得浆料(固含量4％)进行筛分，得到大于和小于筛孔的两部分，大于筛孔的部分是由麸皮组成的189kg固体残渣(水含量91％，干重17kg)，小于筛孔的部分是358升浆状滤液(固形物含量1.4％，干重5kg，蛋白含量以干基计为52％)。
将固体残渣和236升水一起放入混合槽4中用螺旋浆式搅拌器搅拌10分钟。然后用55目振动筛5(金属丝网，开孔0.250mm)对所得浆料(固形物含量4％)进行筛分，得到大于筛孔的部分和小于筛孔的部分258升浆状滤液(固形物含量1％，干重2kg，蛋白含量以干基计为47％)。
由筛分区3和5得到的小于筛孔部分(总共616升，蛋白含量以干基计为50.0％)被送入沉降槽6静置10分钟。沉降物(浓浆，固形物含量2％)从沉降槽6的底部排出收集起来。回收的沉降物有370升。上清液(量246升，固形物含量0.1％)也收集起来。
沉降物的蛋白质含量以干基计为52.5％。由此可知沉降使蛋白质含量提高了。此提高被认为是由于沉降过程中蛋白物质中含有的类脂溶在水中所至。
从沉降槽6得到的浓浆经离心机7(3600G)脱水得到38kg的含蛋白质的高固相(含水量85％)。高固相被送入旋转式热风干燥器8中与热空气接触60秒，得到6kg高蛋白产品(含水量10％)。热空气的温度为440℃。在整个干燥步骤中，高固相的温度保持在100℃以下。
然后将高蛋白产品粉碎，用30号泰勒筛过筛，制得6kg粉末产品。将其与抗氧化剂(乙氧喹)混合制成乙氧喹含量为90ppm的混合物，然后用塑料袋包装。
筛分区5中的固体残渣(167kg，含水量91％)经螺旋压榨机9脱水得到50kg脱水产物(含水量70％)。脱水产物在旋转煅烧炉中与煤油一起燃烧。
权利要求
1.一种从含有麸皮和附着于麸皮上的蛋白物质的啤酒糟中制取高蛋白产品的方法，该方法包括以下步骤(a)压碎含水量至少为65％(重量)的啤酒糟，以使所述蛋白物质从所述麸皮中分离出来，同时磨碎所述蛋白物质；(b)将步骤(a)所得的产物分散在水中，使之成为固形物含量为3-5％(重量)的浆料；(c)用30-60目筛过滤所述浆料，得到含所述磨碎蛋白物质的滤液和固体残渣；(d)把所述滤液分成含有0.5-2％(重量)所述磨碎蛋白物质的浓浆和上清液；(e)把所述浓浆分成含水量为70-95％(重量)的高固相和液相；(f)将高固相与热气体接触，但保持所述高固相的温度不高于100℃，从而使所述高固相在60秒内干燥至含水量等于或小于15％(重量)，制得高蛋白产品。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤将所述固体残渣脱水，燃烧所述的脱水固体残渣获得燃烧废气，并将该燃烧废气与空气接触进行间接热交换使所述空气加热，所述加热了的空气被送入步骤(f)作为至少一部分所述热气体。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述固体残渣再分散于水中形成固形物含量为3-5％(重量)的混合物，用30-60筛元件将所述混合物筛分为通过所述筛网的第一相和存留在筛网上的第二相，然后将所述第一相与滤液一起送入步骤(d)中。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括以下步骤将所述第二相脱水、燃烧所述脱水的第二相获得燃烧废气，将燃烧废气与空气接触进行间接热交换使所述空气加热，及将所述热空气送入步骤(f)作为至少一部分所述热气体。
5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)为辊压粉碎。
6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(d)为沉降。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述的沉降是将所述滤液静置5分钟至2小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(e)为离心分离。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述的筛是振动筛。
10.根据权利要求3所述的方法，其中所述的筛和所述的筛元件均为振动筛。
全文摘要
一种从含有麸皮和粘附于麸皮上的蛋白物质的啤酒糟(BSG)中制取高蛋白产品的方法，包括以下步骤(a)压碎湿态BSG将蛋白物质从麸皮中分离出来并磨碎蛋白物质；(b)将步骤(a)产物分散于水中制成浆料；(c)用筛将浆料筛分成含有磨碎蛋白物质的滤液和固体残渣；(d)把滤液分离成含有磨碎蛋白物质的浓浆和上清液，(e)把浓浆分成高固相和液相；(f)将高固相与热气体接触，使高固相在60秒内干燥至含水量等于或低于15％(重量)。
文档编号C12C1/18GK1120396SQ95108669
公开日1996年4月17日 申请日期1995年8月4日 优先权日1994年8月4日
发明者岸聪太郎, 野村武志, 大石三千男, 皆见武志 申请人:麒麟麦酒株式会社, 千代田化工建设株式会社