CN109070092A - 用于碾磨玉米并由此制备乙醇的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于碾磨玉米的方法、磨碎玉米产品、以及由所述磨碎玉米产品制备乙醇的方法。在一些示例中,制备乙醇的方法可包括将多个玉米块引入研磨机中。所述方法还可包括在所述研磨机中研磨所述玉米块以产生磨碎玉米产品。如根据AOAC 965.22‑1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品可具有大于105μm的粒度。如根据AOAC 965.22‑1966测量的,大于80重量%的磨碎玉米产品可具有425μm或更小的粒度。所述方法还可包括处理磨碎玉米产品以产生可包含乙醇的发酵醪,并从所述发酵醪分离至少一部分乙醇以产生酒糟。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年11月25日提交的美国临时专利申请No.62/260,181的优先权,其通过引用并入本文。
背景技术
技术领域
所描述的实施方案总体上涉及用于碾磨玉米的方法和系统以及由此制备乙醇的方法。
相关技术描述
玉米或玉蜀黍通常用作淀粉源以通过发酵生产乙醇。玉米传统上由乙醇生产设施中的锤磨机碾磨。锤磨玉米的尺寸范围非常广泛,并且通常包括相对大的颗粒尺寸。
乙醇工业普遍认为,精制磨碎玉米在生产乙醇期间会伴随着太多问题。首先,精制磨碎玉米的低堆积体积密度在设施内传输时往往会形成粉尘云。其次,在乙醇生产中使用精制磨碎玉米会增加形成“面团球”的风险,这些面团球是浆料混合器中形成的磨碎玉米粉的块并减少或停止生产乙醇。第三,精制磨碎玉米将夹带在汽提塔顶部,导致整流器结垢和堵塞。由于较小颗粒的沉降速度较低,精制磨碎玉米也会降低滗析器离心机的性能。因此,湿饼的固体含量和稀酒糟的悬浮固体含量会更大,并且可能需要更多的能量来干燥。另外,精制磨碎玉米会增加干燥系统中空气对空气热交换器的结垢,导致停机时间增加,并需要更频繁地清洁热交换器。
因此,需要改进用于碾磨玉米并由此制备乙醇的系统和方法。
发明内容
本文提供了碾磨玉米的方法、磨碎玉米产品以及由磨碎玉米产品制备乙醇的方法。在一些示例中,制备乙醇的方法可包括将多个玉米块引入研磨机中。多个玉米块可包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨的玉米粒或它们的任何混合物。该方法还可包括在研磨机中研磨玉米块以产生磨碎玉米产品。如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品可具有大于105μm的粒度。如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于80重量%的磨碎玉米产品可具有425μm或更小的粒度。该方法还可包括处理磨碎玉米产品以产生可包含乙醇的发酵醪,并从发酵醪分离至少一部分乙醇以产生酒糟。
在一些示例中,制备乙醇的方法可包括将多个玉米块引入研磨机中。多个玉米块可包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨的玉米粒或它们的任何混合物。该方法还可包括在研磨机中研磨玉米块以产生磨碎玉米产品。如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50。磨碎玉米产品可被加工以产生可包含乙醇的发酵醪并从发酵醪分离至少一部分乙醇以产生酒糟。
在一些示例中,制备乙醇的方法可包括将多个玉米块引入研磨机中。多个玉米块可包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨的玉米粒或它们的任何混合物。研磨机可包括第一可旋转盘和第二可旋转盘或静止表面。第一可旋转盘与第二可旋转盘或静止表面分离的距离可在其间提供剪切间隙。该方法还可包括旋转第一可旋转盘并使玉米块接触第一可旋转盘以及对剪切间隙中的第一可旋转盘与第二可旋转盘或静止表面之间的玉米块进行剪切以产生磨碎玉米产品。如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品可具有大于105μm的粒度。如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于80重量%的磨碎玉米产品可具有425μm或更小的粒度。磨碎玉米产品可被加工以产生可包含乙醇的发酵醪并从发酵醪分离至少一部分乙醇以产生酒糟。
附图说明
图1是在10倍放大倍率下的锤磨玉米(比较例1)的光学显微镜图像。
图2是在200倍放大倍率下的锤磨玉米(比较例1)的光学显微镜图像。
图3是在10倍放大倍率下的辊磨玉米(比较例2)的光学显微镜图像。
图4是在200倍放大倍率下的辊磨玉米(比较例2)的光学显微镜图像。
图5是在10倍放大倍率下的盘磨粉玉米(实施例1)的光学显微镜图像。
图6是在200倍放大倍率下的盘磨粉玉米(实施例1)的光学显微镜图像。
图7是在10倍放大倍率下的盘磨粉玉米(实施例2)的光学显微镜图像。
图8是在100倍放大倍率下的盘磨粉玉米(实施例2)的光学显微镜图像。
图9是在10倍放大倍率下的盘纤维化玉米(实施例3)的光学显微镜图像。
图10是在200倍放大倍率下的盘纤维化玉米(实施例3)的光学显微镜图像。
图11是在10倍放大倍率下的盘纤维化玉米(实施例4)的光学显微镜图像。
图12是在200倍放大倍率下的盘纤维化玉米(实施例4)的光学显微镜图像。
具体实施方式
磨碎玉米产品可被加工以产生包含乙醇的发酵醪。乙醇可被蒸馏或以其它方式从发酵醪中除去以产生酒糟。磨碎玉米产品可具有小于常规磨碎玉米例如锤磨玉米或辊磨玉米的粒度的粒度。例如,如根据ISO13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有约100μm至约500μm的d50。相比之下,锤磨玉米可具有大于500μm的d50,并且辊磨玉米可具有大于600μm的d50。
在一些示例中,如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品可具有大于105μm的粒度,并且大于80重量%的磨碎玉米产品可具有425μm或更小的粒度。下面进一步讨论和描述在高剪切研磨机中产生的磨碎玉米产品的粒度分布。令人惊讶且出人意料地发现,当80重量%或更多的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度时,并且当大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度时,与使用磨碎玉米的常规乙醇生产方法相比,实现了一个或多个产品产量(例如玉米油)和/或一个或多个系统效率,在常规乙醇生产方法中小于80重量%的磨碎玉米具有425μm或更小的粒度,或者当小于25重量%(例如,小于20重量%)的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度时。
磨碎玉米产品可通过一个或多个高剪切研磨机由多个玉米块研磨。玉米块可以是或者包括但不限于完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨的玉米粒、磨碎玉米粒、新鲜的玉米粒、干玉米粒或它们的任何混合物。在一些示例中,可通过一个或多个非高剪切研磨机(诸如使用非剪切技术的一个或多个锤磨机和/或一个或多个辊磨机)将完整玉米粒减小尺寸以生产粗磨碎玉米。在一个或多个高剪切研磨机中,可进一步减小粗磨碎玉米的尺寸,诸如剪切的、研磨的或以其他方式磨碎,以产生磨碎玉米产品。高剪切研磨机可以是或包括但不限于以下中的一个或多个:盘磨成纤器、风扫式磨粉机、其它高剪切研磨机或它们的任何组合。
在高剪切研磨机中产生的磨碎玉米产品可在一个或多个处理单元中进行加工或以其它方式处理以产生发酵醪。加工单元可包括用于加热、混合、分离和/或执行对浆料的其它操作的一个或多个容器和/或设备,诸如浆料罐和/或液化罐。在一些示例中,磨碎玉米产品可从高剪切研磨机转移到一个或多个浆料罐。来自乙醇方法下游的其它组分或产品也可与浆料罐中的磨碎玉米产品结合。磨碎玉米产品可与水、一种或多种酶(诸如α-淀粉酶)、一种或多种任选的添加剂和一种或多种任选的循环下游组分混合、共混或以其它方式组合以产生浆料罐混合物。浆料罐混合物可被加工以产生发酵醪。浆料罐混合物可被加热以产生凝胶化淀粉。凝胶化淀粉可被水解以产生液化醪。液化醪可经受糖化和发酵以产生发酵醪。
可在炊具(例如加压喷射炊具)中加热浆料罐混合物以将淀粉溶解在磨碎玉米产品中以产生淀粉凝胶化物的溶解混合物。浆料罐混合物可使用桨式混合器、螺条混合器或密相浆料混合器进行混合。可将浆料罐混合物加热至α-淀粉酶可溶解淀粉的凝胶化开始时的温度或以上的温度。在一个示例中,温度可高于发生凝胶化开始的温度,但低于完成凝胶化所需的温度。淀粉被酶水解成麦芽糖糊精和低聚糖。考虑到足够小的粒度,水解可在没有完全凝胶化的情况下发生。由于不希望的副反应如美拉德反应以及如上所述减少“面团球”的形成,较低温度的液化提供了能量使用减少和对淀粉的损害的益处降低。在一些示例中,如美国专利7,842,484中所指出的,浆料罐可被加热至比凝胶化开始时更低的温度,该专利通过引用并入本文。
浆料罐混合物可被加热至90℃、小于85℃、小于80℃、小于75℃、小于72℃、或小于70℃的温度。浆料罐混合物可被加热至大于50℃、大于55℃、大于60℃、大于62℃、大于64℃、或大于66℃至小于70℃、小于72℃、小于75℃、小于80℃、小于85℃或小于90℃的温度。例如,浆料罐混合物可被加热至大于50℃至小于90℃、大于55℃至小于90℃、大于60℃至小于90℃、大于55℃至小于85℃、大于55℃至小于80℃、大于60℃至小于90℃、大于60℃至小于85℃、大于65℃至小于90℃、大于65℃至小于85℃的温度。
溶解的混合物可从浆料罐转移到一个或多个液化罐中。可在液化过程中将一种或多种酶(诸如α-淀粉酶)添加到浆料中以产生含有水解混合物的液化醪。酶(例如,α-淀粉酶)可将凝胶化淀粉水解成麦芽糖糊精和低聚糖。
含有水解混合物的液化醪可在一个或多个糖化和发酵过程中进一步加工以产生发酵醪。糖化和发酵可相继或同时发生。在糖化期间,可冷却液化醪,并且可加入一种或多种酶,诸如葡糖淀粉酶,以将麦芽糖糊精和低聚糖水解成单个葡萄糖分子。在发酵期间,可加入一种或多种酵母菌株,如酿酒酵母(Saccharomyces cerevisae),以将葡萄糖糖代谢成乙醇和二氧化碳。在糖化和发酵后,在一些示例中,发酵醪可包含约15体积%至约25体积%的乙醇(体积/体积基准),以及来自剩余谷物组分的可溶性和不溶性固体,包括但不限于纤维、油和蛋白质。
可将发酵醪泵送或以其它方式从发酵器或其它处理单元转移到一个或多个蒸馏器,其中可加热发酵醪以使至少一部分乙醇汽化。蒸馏器可以是或者可包括但不限于一个或多个蒸馏塔、蒸馏列或配置成使乙醇汽化的其它装置。乙醇可从蒸馏器内的发酵醪中蒸馏或分离以产生酒糟。酒糟可包括但不限于水不溶性固体(例如纤维颗粒)、水溶性固体(例如淀粉)、油和蛋白质。
汽化的乙醇可在蒸馏器内部或外部的冷凝器中冷凝,并且可以约95体积%的纯度(190标准)回收液体醇(在该示例中为乙醇)。可将190标准乙醇转移到一个或多个脱水器中并干燥。脱水器可以是或可包括一个或多个脱水塔,诸如分子筛脱水塔。190标准乙醇可通过脱水器中的脱水塔,其可从乙醇中除去残留的水,得到纯化乙醇的干燥产物,诸如约99.75体积%的乙醇(约199.5标准),其可转移到一个或更多个乙醇储存容器。残留在蒸馏器中的酒糟可进一步加工成各种产品。可从残留在蒸馏器中的酒糟得到的其它示例性产品可包括但不限于其它醇、玉米油、酒糟、蛋白质产品和来自玉米酒糟的其它产品。
磨碎玉米产品可通过具有特定粒度的粒度分布来量化,诸如按重量百分比(重量%)和/或体积百分比(体积%)。可通过各种粒度分析仪如激光衍射分析仪、静态和/或动态光散射分析仪、Zeta电位分析仪、具有分级测试的筛网机等对磨碎玉米产品的粒度和粒度分布进行分析或以其他方式进行确定。通常,可使用筛网测量磨碎玉米产品按重量计的粒度分布,并且可通过激光衍射测量磨碎玉米产品按体积计的粒度分布,如下面进一步讨论和描述的。
磨碎玉米产品的粒度和粒度分布可通过振动筛来测量或者另外确定,诸如可从W.S.Tyler Industrial Group购得的RX-29振动筛。筛网分析可根据可从AOAC国际获得的AOAC官方方法965.22-1966“分选玉米粒-筛网方法”进行。可使用850μm、425μm、250μm、180μm、150μm和105μm的筛网尺寸来对磨碎玉米产品按重量计的粒度分布进行分类。
如根据AOAC 965.22-1966测量的,可具有105μm或更小的粒度的磨碎玉米产品的量可为约30重量%、约35重量%、或约40重量%至约45重量%、约50重量%、约55重量%、约60重量%、约65重量%、约70重量%、约75重量%或更大。例如,如根据AOAC 965.22-1966测量的,磨碎玉米产品的约32重量%至约68重量%、约41重量%至约66重量%、约32重量%至约62重量%、或约35重量%至约58重量%可具有105μm或更小的粒度。在一些示例中,如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于30重量%、大于35重量%、大于40重量%、大于45重量%、大于50重量%、大于55重量%、大于60重量%、大于65重量%、或大于70重量%的磨碎玉米产品可具有105μm或更小的粒度。在其它示例中,如根据AOAC965.22-1966测量的,大于25重量%、大于30重量%、大于35重量%、大于40重量%、大于45重量%、或大于50重量%至约55重量%、约60重量%、约65重量%、或约70重量%的磨碎玉米产品可具有大于105μm的粒度。
如根据AOAC 965.22-1966测量的,可具有150μm或更小的粒度的磨碎玉米产品的量可为约41重量%至约79重量%、约57重量%至约90重量%、约57重量%至约78重量%、或约57重量%至约75重量%。在一些示例中,如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于40重量%、大于50重量%、大于60重量%、大于70重量%、大于75重量%、或大于80重量%的磨碎玉米产品可具有150μm或更小的粒度。
如根据AOAC 965.22-1966测量的,可具有180μm或更小的粒度的磨碎玉米产品的量可为约52重量%至约97重量%、约58重量%至约90重量%、约56重量%至约81重量%、或约62重量%至约97重量%。在一些示例中,如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于50重量%、大于60重量%、大于70重量%、大于80重量%、大于90重量%、大于93重量%、大于95重量%、或大于97重量%的磨碎玉米产品可具有180μm或更小的粒度。
如根据AOAC 965.22-1966测量的,可具有250μm或更小的粒度的磨碎玉米产品的量可为约71重量%至约98重量%、约81重量%至约98重量%、约91重量%至约98重量%、或约71重量%至约92重量%。在一些示例中,如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于70重量%、大于80重量%、大于85重量%、大于90重量%、大于93重量%、大于95重量%、大于96重量%、大于97重量%、或大于98重量%的磨碎玉米产品可具有250μm或更小的粒度。
如根据AOAC 965.22-1966测量的,可具有425μm或更小的粒度的磨碎玉米产品的量可为约87重量%至约96重量%、约87重量%至约95重量%、约87重量%至约99.9重量%、或约96重量%至约99.9重量%。在一些示例中,如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于85重量%、大于90重量%、大于93重量%、大于95重量%、大于96重量%、大于97重量%、大于98重量%、大于99重量%、大于99.5重量%、大于99.7重量%、或大于99.9重量%的磨碎玉米产品可具有425μm或更小的粒度。在其它示例中,如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于80重量%、大于83重量%、大于85重量%、大于87重量%、大于90重量%、大于93重量%、或大于95重量%的磨碎玉米产品可具有425μm或更小的粒度。在一些示例中,100%的磨碎玉米产品可具有425μm或更小的粒度。
如根据AOAC 965.22-1966测量的,可具有850μm或更小的粒度的磨碎玉米产品的量可为约98重量%至约99.95重量%、约99.2重量%至约99.9重量%、约99.2重量%至约99.95重量%、或约99.9重量%至约99.95重量%。在一些示例中,如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于97重量%、大于98重量%、大于99重量%、大于99.3重量%、大于99.5重量%、大于99.7重量%、大于99.9重量%、大于99.91重量%、大于99.93重量%、或大于99.95重量%的磨碎玉米产品可具有850μm或更小的粒度。
在一个或多个示例中,约30重量%至约65重量%的磨碎玉米产品可具有105μm或更小的粒度;约40重量%至约80重量%的磨碎玉米产品可具有150μm或更小的粒度;约50重量%至约97重量%的磨碎玉米产品可具有180μm或更小的粒度;约70重量%至约98重量%的磨碎玉米产品可具有250μm或更小的粒度;约85重量%至约99.9重量%的磨碎玉米产品可具有425μm或更小的粒度;并且约98重量%至约99.95重量%的磨碎玉米产品可具有850μm或更小的粒度,如根据AOAC 965.22-1966测量的。例如,大于30重量%、大于40重量%、大于50重量%、或大于60重量%的磨碎玉米产品可具有105μm或更小的粒度;大于40重量%、大于50重量%、大于60重量%、或大于70重量%的磨碎玉米产品可具有150μm或更小的粒度;大于50重量%、大于60重量%、大于70重量%、或大于80重量%的磨碎玉米产品可具有180μm或更小的粒度;大于70重量%、大于80重量%、大于90重量%、或大于95重量%的磨碎玉米产品具有250μm或更小的粒度。大于85重量%、大于90重量%、大于95重量%、大于97重量%、大于99重量%、大于99.5重量%、或大于99.9重量%的磨碎玉米产品可具有425μm或更小的粒度。大于98重量%、大于99重量%、大于99.5重量%、大于99.9重量%、大于99.93重量%、或大于99.95重量%的磨碎玉米产品可具有850μm或更小的粒度,如根据AOAC965.22-1966测量的。在至少一个示例中,如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%、大于30重量%、大于35重量%、大于40重量%、或大于45重量%的磨碎玉米产品可具有大于105μm的粒度,并且大于80重量%、大于85重量%、大于90重量%、或大于95重量%的磨碎玉米产品可具有425μm或更小的粒度。
可在具有Tornado干燥样品模块附件的LSTM13-320激光衍射粒度分析仪上分析磨碎玉米产品按体积计的粒度和粒度分布,两者均可从Beckman Coulter Life Sciences购得。可根据国际标准化组织提供的ISO 13320:2009“粒度分析-激光衍射方法”进行激光衍射粒子分析。
如根据ISO 13320:2009测量的,可具有25μm或更小的粒度的磨碎玉米产品的量可为约2体积%至约10体积%、约2体积%至约9体积%、约2体积%至约8体积%、或约3体积%至约10体积%。在一些示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,大于2体积%、大于4体积%、大于6体积%、大于8体积%、或大于9体积%的磨碎玉米产品可具有25μm或更小的粒度。
如根据ISO 13320:2009测量的,可具有60μm或更小的粒度的磨碎玉米产品的量可为约16体积%至约24体积%、约19体积%至约25体积%、约16体积%至约26体积%、或约19体积%至约28体积%。在一些示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,大于10体积%、大于13体积%、大于15体积%、大于17体积%、大于18体积%、大于20体积%、大于22体积%、大于23体积%、大于25体积%、大于28体积%、大于30体积%、大于35体积%的磨碎玉米产品可具有60μm或更小的粒度。
如根据ISO 13320:2009测量的,可具有400μm或更小的粒度的磨碎玉米产品的量可为约42体积%至约74体积%、约42体积%至约71体积%、约59体积%至约71体积%、或约54体积%至约71体积%的可具有400μm或更小的粒度的磨碎玉米产品。在一些示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,大于40体积%、大于45体积%、大于50体积%、大于55体积%、大于60体积%、大于65体积%、或大于70体积%的磨碎玉米产品可具有400μm或更小的粒度。
如根据ISO 13320:2009测量的,可具有800μm或更小的粒度的磨碎玉米产品的量可为约86体积%至约90体积%、约86体积%至约96体积%、约87体积%至约95体积%、或约87体积%至约96体积%。在一些示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,大于85体积%、大于87体积%、大于89体积%、大于90体积%、大于93体积%、大于94体积%、或大于95体积%的磨碎玉米产品可具有800μm或更小的粒度。
在一个或多个示例中,约10体积%至约30体积%的磨碎玉米产品可具有60μm或更小的粒度;约40体积%至约70体积%的磨碎玉米产品可具有400μm或更小的粒度;以及约85体积%至约95体积%的磨碎玉米产品可具有800μm或更小的粒度。在其它示例中,大于10体积%、大于15体积%、大于18体积%、大于20体积%、大于25体积%、大于28体积%、或大于30体积%的磨碎玉米产品可具有60μm或更小的粒度;大于40体积%、大于50体积%、大于55体积%、大于60体积%、或大于70体积%的磨碎玉米产品可具有400μm或更小的粒度;以及大于85体积%、大于90体积%、或大于95体积%的磨碎玉米产品可具有800μm或更小的粒度。例如,如根据ISO 13320:2009测量的,大于18体积%的磨碎玉米产品可具有60μm或更小的粒度,并且大于50体积%的磨碎玉米产品可具有400μm或更小的粒度。
在一些示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,大于20体积%的磨碎玉米产品可具有60μm或更小的粒度,并且大于60体积%的磨碎玉米产品可具有400μm或更小的粒度。在其它示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,大于18体积%的磨碎玉米产品可具有60μm或更小的粒度,并且大于85体积%的磨碎玉米产品可具有800μm或更小的粒度。在一些示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,大于50体积%的磨碎玉米产品可具有400μm或更小的粒度,并且大于85体积%的磨碎玉米产品可具有800μm或更小的粒度。在其它示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,大于22体积%的磨碎玉米产品可具有60μm或更小的粒度,大于60体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度,并且大于90体积%的磨碎玉米产品可具有800μm或更小的粒度。
磨碎玉米产品的体积粒度分布可通过粒度、dv提供,其中v是具有小于指定值的粒度的磨碎玉米产品的体积%。例如,如果磨碎玉米产品具有按体积百分比计为18μm的d10,那么10体积%的磨碎玉米产品具有小于18μm的粒度,并且90体积%的磨碎玉米产品具有18μm且更大的粒度。在另一示例中,如果磨碎玉米产品具有按体积百分比计为170μm的d50,那么50体积%的磨碎玉米产品具有小于170μm的粒度,并且50体积%的磨碎玉米产品具有170μm且更大的粒度。在另一示例中,如果磨碎玉米产品具有按体积百分比计为800μm的d90,那么90体积%的磨碎玉米产品具有小于800μm的粒度,并且10体积%的磨碎玉米产品具有800μm且更大的粒度。
如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计为5μm、10μm、12μm、或15μm至20μm、25μm、30μm、40μm、或50μm的d10。例如,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计为10μm至50μm、10μm至30μm、10μm至25μm、10μm至20μm、12μm至30μm、12μm至25μm、12μm至20μm、14μm至30μm、14μm至25μm、14μm至20μm、15μm至25μm、16μm至30μm、或16μm至25μm的d10。
如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计为30μm、40μm、或50μm至55μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、或150μm的d25。例如,如根据ISO13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计为30μm至120μm、30μm至110μm、30μm至101μm、30μm至93μm、30μm至88μm、30μm至75μm、30μm至66μm、30μm至55μm、40μm至120μm、40μm至101μm、40μm至93μm、40μm至88μm、40μm至75μm、40μm至66μm、40μm至55μm、40μm至48μm、50μm至120μm、50μm至110μm、50μm至101μm、50μm至97μm、50μm至93μm、50μm至75μm、或50μm至66μm的d25。
如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计为100μm、110μm、120μm、125μm、或150μm至200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、或500μm的d50。例如,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计为100μm至500μm、100μm至450μm、100μm至400μm、100μm至350μm、100μm至300μm、100μm至250μm、100μm至200μm、100μm至150μm、110μm至500μm、110μm至400μm、110μm至300μm、110μm至250μm、110μm至200μm、110μm至150μm、150μm至500μm、150μm至450μm、150μm至400μm、150μm至350μm、150μm至300μm、150μm至250μm、150μm至200μm、或150μm至175μm的d50。
如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计额外350μm、375μm、400μm、或425μm至450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、或700μm的d75。例如,如根据ISO13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计为350μm至700μm、350μm至650μm、350μm至600μm、350μm至550μm、350μm至500μm、350μm至450μm、350μm至400μm、375μm至700μm、375μm至600μm、375μm至500μm、375μm至450μm、375μm至400μm、400μm至700μm、400μm至600μm、400μm至500μm、425μm至700μm、425μm至650μm、425μm至600μm、425μm至550μm、或425μm至500μm的d75。
如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计为650μm、700μm、750μm、或800μm至850μm、900μm、950μm、1,000μm、1,050μm、或1,100μm的d90。例如,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品可具有按体积百分比计为650μm至1,100μm、675μm至1,100μm、700μm至1,100μm、725μm至1,100μm、750μm至1,100μm、800μm至1,100μm、850μm至1,100μm、650μm至1,000μm、675μm至1,000μm、700μm至1,000μm、725μm至1,000μm、750μm至1,000μm、800μm至1,000μm、850μm至1,000μm、650μm至950μm、700μm至950μm、725μm至950μm、750μm至950μm、800μm至950μm、850μm至950μm、650μm至900μm、675μm至900μm、700μm至900μm、750μm至900μm、800μm至900μm、650μm至850μm、675μm至850μm、700μm至850μm、或750μm至850μm的d90。
磨碎玉米产品可包括但不限于果皮颗粒、粉状胚乳颗粒、胚芽颗粒、淀粉颗粒和纤维颗粒。玉米粒的淀粉部分和胚芽部分可为尺寸减小到比玉米粒的纤维部分更小的尺寸。据信,玉米部分的这种尺寸差异是由于研磨装置(例如,风扫式粉碎机或盘磨成纤器)的剪切作用的结果。因此,磨碎玉米产品可包括具有与磨碎玉米产品的总颗粒不同的粒度分布的纤维颗粒。
在一个或多个示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒可具有按体积百分比计为125μm、150μm、或250μm至300μm、400μm、或500μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒可具有按体积百分比计为100μm、125μm、或150μm至200μm、300μm、400μm、或500μm的d50。例如,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒可具有按体积百分比计为125μm至450μm、150μm至450μm、或175μm至400μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒可具有按体积百分比计为100μm至400μm、100μm至350μm、或125μm至300μm的d50。
在一个或多个示例中,磨碎玉米产品的多个总颗粒可包括多个纤维颗粒。如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品中的纤维颗粒可具有按体积百分比计为大于200μm、大于250μm、大于300μm、或大于350μm至500μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒可具有按体积百分比计为100μm至小于300μm、小于350μm、小于450μm、或小于500μm的d50。例如,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒可具有按体积百分比计为大于200μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒可具有按体积百分比计为小于500μm的d50。在另一个示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒可具有按体积百分比计为大于250μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒可具有按体积百分比计为小于450μm的d50。在一些示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒可具有按体积百分比计为大于300μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒可具有按体积百分比计为小于400μm的d50。在其它示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒可具有按体积百分比计为大于350μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒可具有按体积百分比计为小于350μm的d50。在其它示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒可具有按体积百分比计为大于200μm至500μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒可具有按体积百分比计为100μm至小于500μm的d50。
在其它示例中,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒可具有按体积百分比计为375μm、400μm、或450μm至500μm、600μm、或700μm的d75,并且磨碎玉米产品的总颗粒可具有按体积百分比计为350μm、400μm、或425μm至450μm、500μm、600μm、或700μm的d75。例如,如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒可具有按体积百分比计为375μm至700μm、400μm至600μm、或450μm至700μm的d75,并且磨碎玉米产品的总颗粒可具有按体积百分比计为350μm至600μm、350μm至500μm、或325μm至550μm的d75。
应该理解的是,磨碎玉米产品或其任何部分(例如纤维颗粒)可具有以上或本文其它地方讨论和描述的任何两种或更多种性质的组合。例如,磨碎玉米产品可具有以下性质中的任何两种、任何三种、任意四种或更多种的组合:按重量计的粒度、按体积计的粒度、按重量计的粒度分布、按体积计的粒度分布、d10值、d25值、d50值、d75值、d90值和结晶度,这些在上文或本文其它地方讨论和描述。
磨碎玉米产品和由其碾磨产生磨碎玉米产品的玉米块(例如玉米粒)可具有相同的组成或基本上相同的组成。玉米块和磨碎玉米产品可包含但不限于水、一种或多种淀粉(例如糖化物和低聚糖)、一种或多种蛋白质、纤维素、一种或多种油和/或油脂(例如饱和的和不饱和脂肪酸)、一种或多种挥发性有机化合物、其它组分或它们的任何组合。通常,例如,玉米块和磨碎玉米产品可各自包含约5重量%至约40重量%的水、约15重量%至约25重量%的低聚糖和约0.5重量%至约5重量%的玉米油。
玉米油可以是或包括一种或多种油和/或一种或多种油脂,其可包括一种或多种饱和脂肪酸和/或一种或多种不饱和脂肪酸。可包含在玉米块和磨碎玉米产品中的示例性饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸可以是或包括辛酸、癸酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、其异构体、或它们的任何混合物。例如,玉米油可包含约10重量%至约15重量%的棕榈酸、约1重量%至约2重量%的硬脂酸、约0.5重量%至约2重量%的花生酸、约20重量%至约40重量%的油酸、约45重量%至约65重量%的亚油酸、以及约0.5重量%至约2重量%的亚麻酸。
玉米块和磨碎玉米产品可包含基于玉米块或磨碎玉米产品的固体重量计的约0.5重量%、约0.8重量%、约1重量%、约1.5重量%、或约1.8重量%至约2重量%、约2.2重量%、约2.5重量%、约2.7重量%、约3重量%、约3.2重量%、约3.5重量%、约3.7重量%、约4重量%、约4.5重量%、或更多的玉米油。例如,玉米块和磨碎玉米产品可包含基于玉米块或磨碎玉米产品的固体重量计的约0.5重量%至约4.5重量%、约0.5重量%至约4重量%、约0.5重量%至约3.5重量%、约0.5重量%至约3重量%、约0.5重量%至约2.5重量%、约0.5重量%至约2重量%、约0.5重量%至约1.5重量%、约0.5重量%至约1重量%、约1重量%至约4.5重量%、约1重量%至约4重量%、约1重量%至约3.5重量%、约1重量%至约3重量%、约1重量%至约2.5重量%、约1重量%至约2重量%、约1重量%至约1.5重量%、约1重量%至约1.3重量%、约2重量%至约4.5重量%、约2重量%至约4重量%、约2重量%至约3.5重量%、约2重量%至约3重量%、约2重量%至约2.5重量%、约2重量%至约2.3重量%、约2.5重量%至约4.5重量%、约2.5重量%至约4重量%、约2.5重量%至约3.5重量%、约2.5重量%至约3重量%、约2.5重量%至约2.8重量%、约3重量%至约4.5重量%、约3重量%至约4重量%、约3重量%至约3.7重量%、约3重量%至约3.5重量%、或约3重量%至约3.2重量%的玉米油。
在一个或多个示例中,玉米块和磨碎玉米产品可包含基于玉米块或磨碎玉米产品的固体重量计的约5重量%至约40重量%的水、约15重量%至约25重量%的可溶性淀粉、约5重量%至约15重量%的纤维素、以及约0.5重量%至约4重量%的玉米油。在一些示例中,玉米块和磨碎玉米产品可包含基于玉米块或磨碎玉米产品的固体重量计的约10重量%至约35重量%的水、约17重量%至约28重量%的可溶性淀粉、约10重量%至约15重量%的纤维素、以及约2重量%至约4重量%的玉米油。
玉米块(例如玉米粒)可被研磨、碾磨、磨粉、纤维化、或以其它方式减小尺寸以产生磨碎玉米产品。玉米块也可被研磨、碾磨、磨粉、纤维化、或以其它方式减小尺寸两次、三次或更多次以产生磨碎玉米产品。因此,多个玉米块可以是或包括尺寸减小的玉米,其进一步减小尺寸以产生磨碎玉米产品。适合于减小尺寸的示例性玉米块可以是或包括但不限于完整玉米粒、研磨玉米粒、磨粉玉米粒、纤维化玉米粒、磨碎玉米粒、碎片玉米粒、碾碎玉米粒、粉碎的玉米粒、切碎的玉米粒、其它尺寸减小的玉米粒、新鲜玉米粒、干玉米粒或它们的任何混合物。
在一些示例中,玉米块(例如玉米粒)可用锤磨机、辊磨机或其它类型的研磨机进行一次或多次减小尺寸以产生可进一步用高剪切研磨机减小多个玉米块一次或多次尺寸以产生磨碎玉米产品。例如,玉米块可通过锤磨机以产生尺寸减小的玉米,其随后可通过盘磨成纤器、风扫式磨粉机和/或任何其它高剪切研磨机以产生磨碎玉米产品。磨碎玉米产品可以是或包括纤维化玉米、磨粉玉米、盘磨玉米、其它高剪切研磨玉米或它们的任何混合物。
玉米块可被引入到可具有两个旋转表面诸如第一可旋转盘和第二可旋转盘的高剪切研磨机中。在其它示例中,可将玉米块引入到高剪切研磨机中,该高剪切研磨机可具有一个旋转表面和一个静止表面,诸如一个可旋转盘和一个静止盘、板或其它表面。玉米块可与两个旋转表面接触,或者可与一个旋转表面和一个静止表面接触,以在两个旋转表面之间或者在一个旋转表面和一个静止表面之间对玉米块进行研磨、剪切、碾磨、纤维化、磨粉或其它尺寸减小以产生磨碎玉米产品。例如,高剪切研磨机可以是盘式研磨机,并且玉米块可在可旋转盘和静止盘之间;可旋转盘和静止表面之间;或两个可旋转盘之间被研磨或以其它方式侧向减小以产生磨碎玉米产品。在一些示例中,玉米块可在两组三角形齿、相对尖锐的齿或盘式研磨机的纤维化齿之间纤维化以产生纤维化玉米产品。在其它示例中,玉米块可在两组矩形齿、相对钝的齿之间或盘式研磨机的磨粉齿之间被磨粉以产生磨粉的玉米产品。在一些示例中,至少一个盘可具有用于将玉米块纤维化成磨碎玉米产品的磨齿。各种盘式研磨机可用于纤维化和/或磨粉。一些盘式研磨机可具有彼此独立的纤维化侧和磨粉侧。可用于研磨、碾磨或以其它方式尺寸减小玉米的盘式磨碎机可包括例如可从雷诺兹工程和设备公司商购获得的66英寸成纤器。
在一个或多个示例中,可将玉米块引入盘式研磨机中,诸如高剪切成纤器或高剪切磨粉机。盘式研磨机可包括第一可旋转盘和第二可旋转盘或静止表面。盘式研磨机可具有至少一组设置在第一可旋转盘、第二可旋转盘和静止表面中的每一个上的碾磨齿。在一些构型中,第一可旋转盘、第二可旋转盘或静止表面中的任何一个可没有碾磨齿。在盘式研磨机的一些示例中,第一可旋转盘可具有第一组碾磨齿,并且第二可旋转盘或静止表面没有碾磨齿。在盘式研磨机的其它示例中,第一可旋转盘可具有第一组碾磨齿,并且第二可旋转盘或静止表面可具有第二组碾磨齿。
第一可旋转盘和第二可旋转盘或静止表面可彼此分离预定的距离,以在其间提供剪切间隙。预定距离可以是固定的或可调节的。如果第一可旋转盘和/或第二可旋转盘或静止表面具有一组或多组碾磨齿,那么剪切间隙可通过两组碾磨齿之间的距离或一组碾磨齿与旋转盘或静止表面之间的距离测量。例如,剪切间隙可通过第一可旋转盘上的第一组碾磨齿与第二可旋转盘或静止表面上的第二组碾磨齿之间的距离来测量。在另一个示例中,剪切间隙可通过第一可旋转盘上的第一组碾磨齿与没有碾磨齿的第二可旋转盘或静止表面之间的距离来测量。剪切间隙可在玉米颗粒研磨之前和/或期间进行调节和/或维持以产生磨碎玉米产品。可调节剪切间隙以产生具有磨碎玉米产品的粒度和期望的磨碎玉米产品的粒度分布的磨碎玉米产品。一旦磨碎玉米产品在剪切间隙内产生,磨碎产品就可通过剪切间隙以离开盘式研磨机。
第一可旋转盘和/或第二可旋转盘或静止表面之间的剪切间隙或距离可为小于3,000μm、小于2,600μm、小于2,000μm、小于1,500μm、小于1,000μm、小于800μm、小于500μm、或小于250μm。第一可旋转盘和/或第二可旋转盘或静止表面之间的剪切间隙或距离可为约50μm、约100μm、约150μm、或约250μm至约300μm、约500μm、约700μm、约800μm、约1,000μm、约1,500μm、约2,000μm、约2,500μm、或约2,750μm。例如,第一可旋转盘和/或第二可旋转盘或静止表面之间的剪切间隙或距离可为约250μm至约3,000μm、约400μm至约2,000μm、约500μm至约1,000μm、约700μm至约800μm、约700μm至约2,800μm、或者约600μm至约2,600μm。
可将玉米块碾磨、研磨、纤维化、磨粉或以其它方式尺寸减小以产生磨碎玉米产品,其相对于磨碎玉米块保持至少大量的结晶度以产生磨碎玉米产品。与被碾磨以产生磨碎玉米产品的玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品可具有大于约75%、约80%、约85%或约90%至约92%、约94%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%、约99.2%、约99.5%、约99.7%、约99.8%、约99.9%、约99.95%、约99.97%、约99.98%、约99.99%、或100%的结晶度。例如,与被碾磨以产生磨碎玉米产品的玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品可具有大于75%、大于80%、大于85%、大于90%、大于92%、大于94%、大于95%、大于96%、大于97%、大于98%、大于99%、大于99.2%、大于99.5%、大于99.7%、大于99.8%、大于99.9%、大于99.95%、大于99.97%、大于99.98%、大于99.99%或100%的结晶度。
例如,与被碾磨以产生磨碎玉米产品的玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品可具有约80%至100%、约85%至100%、约90%至100%、约95%至100%、约97%至100%、约98%至100%、约99%至100%、约99.5%至100%、约99.9%至100%、约99.95%至100%、约75%至约99%、约80%至约99%、约85%至约99%、约90%至约99%、约95%至约99%、约97%至约99%、约98%至约99%、或约98.5%至约99%的结晶度。在其它示例中,与被碾磨以产生磨碎玉米产品的玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品可具有大于75%至100%、大于80%至100%、大于85%至100%、大于90%至100%、大于95%至100%、大于97%至100%、大于98%至100%、大于99%至100%、大于99.5%至100%、大于99.9%至100%、大于99.95%至100%、大于75%至约99%、大于80%至约99%、大于85%至约99%、大于90%至约99%、大于95%至约99%、大于97%至约99%、大于98%至约99%、或大于98.5%至约99%的结晶度。
与被碾磨以产生磨碎玉米产品的玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品可具有降低小于25%、小于23%、小于20%、小于17%、小于15%、小于12%、小于10%、小于8%、小于6%、小于5%、小于4%、小于3%、小于2%、小于1%、小于0.8%、小于0.5%、小于0.3%、小于0.2%、小于0.1%、小于0.05%、小于0.03%或小于0.01%的结晶度。例如,与被碾磨以产生磨碎玉米产品的玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品可具有降低小于25%至约0.001%、小于25%至约0.01%、小于25%至约0.05%、小于25%至约0.1%、小于10%至约0.001%、小于10%至约0.01%、小于10%至约0.05%、小于10%至约0.1%、小于5%至约0.001%、小于5%至约0.01%、小于5%至约0.05%、小于5%至约0.1%、小于1%至约0.001%、小于1%至约0.01%、小于1%至约0.05%、小于1%至约0.1%、小于0.1%至约0.001%、小于0.1%至约0.01%、小于0.1%至约0.08%、或小于0.1%至约0.04%的结晶度。
如本文所用、术语“结晶度”是指纤维素的结晶部分与包括非晶部分和结晶部分两者的纤维素总体积的体积比。磨碎玉米产品的结晶度可通过使用基于Cheetham和Leping(Carbohydrate Polymers 36:277-284(1998));Nara等人(Starch 35,12:407-410(1983));和Benedetti等人(Journal of Material Science 18.4:1039-1048(1983))的结晶区域整合方法由X射线衍射(XRD)数据来计算。首先在有限的数据范围内对强度进行归一化(10-30 2-θ)。归一化由连接10和30 2-θ的上下限的基线确定,然后将强度除以强度曲线下方和基线上方的积分面积。归一化后,使用Savitzky-Golay滤波器来平滑数据。结晶区和非晶区可通过连接峰基线的函数分开。结晶部分是上部区域,并且非晶部分是下部区域。对结晶部分面积和总衍射面积积分。结晶度被定义为结晶面积与总衍射面积的比值。
至少一部分玉米油可从磨碎玉米产品中提取或以其它方式除去。例如,玉米油可从磨碎玉米产品、含有磨碎玉米产品的浆料罐混合物、来源于磨碎玉米产品的液化醪、发酵醪和/或酒糟中提取或以其它方式除去。在一些示例中,从磨碎玉米产品中提取的玉米油的部分是在磨碎玉米产品内从玉米细胞基质释放的油,并且任何其它被玉米细胞基质结合的油保留在磨碎玉米产品中。玉米油提取和玉米油测试可在3000XL自动提取器系统和SPEED-VAPTM溶剂蒸发系统上使用EPA方法1664A进行,两者均可商购自HorizonTechnology Company。从磨碎玉米产品中除去的玉米油可为磨碎玉米产品的总重量的大于0.6重量%、大于0.7重量%、或大于0.75重量%至约0.9重量%、约1重量%、约1.2重量%或更大。例如,从磨碎玉米产品中除去的玉米油可为磨碎玉米产品的总重量的大于0.6重量%至约1.2重量%、大于0.65重量%至约1.1重量%、或大于0.7重量%至约1.05重量%。在一些示例中,可从磨碎玉米产品中分离的玉米油的量可为磨碎玉米产品的总重量的大于0.6重量%、大于0.7重量%、或大于0.75重量%至约0.9重量%、约1重量%、约1.2重量%或更大。在另一个示例中,从磨碎玉米产品(例如酒糟)中除去的玉米油可为磨碎玉米产品的总重量的大于0.6重量%、大于0.7重量%、大于0.75重量%、大于0.8重量%、或大于0.85重量%至约0.9重量%、约1重量%、约1.2重量%、约1.3重量%、约1.4重量%、约1.5重量%、约1.6重量%、约1.7重量%、约1.8重量%、约1.9重量%、约2重量%、约2.3重量%、约2.5重量%、约2.7重量%、约3重量%、约3.3重量%、约3.5重量%、约3.7重量%、约4重量%或更大。
实施例
为了提供对前述讨论的更好理解,提供以下非限制性实施例。虽然这些实施例可针对具体实施方案,但它们不被视为在任何特定方面限制本发明。
玉米样品碾磨描述
对于实施例1-4,在每个实施例中指定使用以下一种或多种研磨机。锤磨机是MG型磨机,由位于俄亥俄州斯普林菲尔德的Kelly Duplex Mill and Manufacturing Company制造。磨粉机是由明尼苏达州明尼阿波利斯市Schutz-O'Neill公司制造的16-H型风扫式磨粉机。盘磨成纤器是由爱荷华州Muscatine的雷诺工程设备公司(Reynolds Engineering&Equipment,Inc)制造的TOQ-18型成纤器。
实施例1是通过锤磨机并通过风扫式磨粉机的玉米。将生的完整玉米粒研磨以产生锤磨玉米块。使用8号筛网(3.175mm)或(8/64"或0.125″)在925kg/h(约2040磅/小时)的进料速度下在约90Hz下以约124米/秒(约24,500fpm)的尖端速度操作锤磨机。将锤磨的玉米块在风扫式磨粉机中磨粉以产生磨碎玉米产品。使用三个43.18cm(约17英寸)直径的CCD珠粒打浆机和CLP衬里在约599kg/h(约1320磅/小时)的进料速度下在约80Hz下以约157米/秒(约30,840fpm)的尖端速度操作风扫式磨粉机。
实施例2与实施例1相同,但与实施例1的风扫式磨粉机相比,风扫式磨粉机的速度降低。将生的完整玉米粒研磨以产生锤磨玉米块。使用8号筛网(3.175mm)或(8/64″或0.125″)在925kg/h(约2040磅/小时)的进料速度下在约90Hz下以约124米/秒(约24,500fpm)的尖端速度操作锤磨机。将锤磨的玉米块在风扫式磨粉机中磨粉以产生磨碎玉米产品。使用三个43.18cm(约17英寸)直径的CCD珠粒打浆机和CLP衬里在约599kg/h(约1320磅/小时)的进料速度下在约50Hz下以约97.9米/秒(约19,270fpm)的尖端速度操作风扫式磨粉机。
实施例3是仅通过盘磨成纤器完成的完整玉米。将生完整玉米粒在盘磨成纤器中研磨以产生磨碎玉米产品。盘磨成纤器使用45.72cm(18英寸)直径的TQ18-016精密齿盘组,其间隙为约762μm(约0.030英寸),并且在约413kg/h(约910磅/小时)的进料速度在约60Hz下以约124米/秒(约24,500fpm)的尖端速度操作。
实施例4是通过锤磨机和盘磨成纤器的玉米。将生的完整玉米粒研磨以产生锤磨玉米块。使用8号筛网(3.175mm)或(8/64″或0.125″)在925kg/h(约2040磅/小时)的进料速度下在约90Hz下以约124米/秒(约24,500fpm)的尖端速度操作锤磨机。将锤磨的玉米块在盘磨成纤器中研磨以产生磨碎玉米产品。盘磨成纤器使用45.72cm(约18英寸)直径的TQ18-016精密齿盘组,其间隙为约2.54mm(约0.100英寸),并且在约1,890kg/h(约4,170磅/小时)的进料速度在约60Hz下以约124米/秒(约24,500fpm)的尖端速度操作。
比较例1是通过锤磨机的玉米。比较例2是通过设置四对(一组4对辊)辊磨机的玉米。实施例1-4中使用的玉米来自爱荷华州的马斯卡廷当地;比较例1中使用的玉米来自弗林特山资源费尔班克设施;并且比较例2中使用的玉米来自南达科他州Tea的RMS。
粒度和分布
表1还示出了实施例1-4和比较例1-2的用筛网测量的磨碎玉米产品的按重量计的粒度。筛网分析可根据可从AOAC国际获得的AOAC官方方法965.22“分选玉米粒-筛网方法”进行。留在指定筛网尺寸上的样品的重量百分比具有比相应筛网尺寸更大的粒度。例如,在表1中,实施例3的样品颗粒具有下列相应粒度的重量百分比(重量%)的样品:0.10重量%的大于850μm、3.60重量%的大于425μm至850μm、4.80重量%的大于250μm至425μm、1.50重量%的大于180μm至250μm、14.90重量%的大于150μm至180μm、9.75重量%的大于105μm至150μm、以及65.35重量%的盘中的105μm或更小。
表2示出了磨碎玉米产品的按体积计的粒度,并且表3示出了磨碎玉米产品的按体积计的粒度分布,其在具有Tornado干燥样品模块附件的LSTM13-320激光衍射粒度分析仪上分析,两者均可商购自Beckman Coulter Life Sciences。可根据ISO 13320:2009“粒度分析-激光衍射方法”进行激光衍射粒子分析。
表2中所示的磨碎玉米产品的按体积计的粒度小于列出的粒度。例如:实施例3样品中的10体积%的颗粒具有小于17.68μm的粒度。
表3给出了每个列出的尺寸范围内颗粒的完整分布。例如:实施例3样品中的28.3体积%的颗粒具有大于4μm(例如,约4.01μm)至约60μm的粒度。
油和油脂分析
首先将每个液化样品离心以将浆料分离成单独的相。对每个相都进行油脂分析。油和油脂测试在3000XL自动提取器系统和SPEED-VAPTM溶剂蒸发系统上进行,两者均可商购自Horizon Technology Company。Horizon Technology自动提取方法、EPA方法1664A已经过修改和验证,只除去样品中释放的油,留下任何可能被玉米细胞基质结合的油。总平均重量百分比值被列为两次分析的平均值,总结在表4中。
如表4所示,实施例1-4中回收的油/油脂平均量显着大于比较例1和2中回收的油/油脂量。
显微分析
在每个选定的干磨碎样品上,使用偏振光和碘染色在Wild Heerbrugg观察显微镜(10倍)和AmScope三目显微镜(50倍-500倍)上进行显微镜检查。记录对淀粉和纤维的观察结果。
分析方法
液化
将约70g的各研磨玉米样品与约200mL温度为约80℃的水混合以提供约35重量%的磨碎玉米的浆料。将约1mL的α淀粉酶添加到浆料中。将足够的1.2M HCl加入到每种浆料中以将浆料的pH调节至约4。然后将每个浆料样品置于约85℃的振荡器水浴中约60分钟。从振荡器浴中除去浆料样品后,加入约0.3mL的12M HCl以降低浆料pH并停止淀粉酶活性。完成每个样品浆料的每个液化过程所需的时间保持恒定以限制样品与样品之间的可变性。
油和油脂分析
将约2g的各磨碎玉米样品和约100mL稀释的蒸馏水混合在小瓶中。将小滴HCl加入到小瓶中的稀释样品中,直到样品的pH调节到小于2。油和油脂提取和测试在3000XL自动提取器系统和SPEED-VAPTM溶剂蒸发系统上进行,两者均可商购自HorizonTechnology Company。使用己烷作为萃取溶剂由提取器和蒸发系统处理样品。表4列出了油和油脂分析的结果。
显微分析
对于比较例1-2和实施例1-4,使用偏振光和碘染色在10倍放大率的WildHeerbrugg观察显微镜(图1、图3、图5、图7、图9和图11)和50倍至500倍放大率的AmScope三目显微镜(图2、图4、图6、图8、图10和图12)进行显微镜法。
碘染色程序
约1g每个磨碎玉米样品与250mL烧杯中的14mL蒸馏水混合。向溶液中加入约1mL的pH 5缓冲液。将约84mL的蒸馏水与约1.2mL的0.5N碘溶液合并并加入到样品浆料中。将一滴或两滴样品转移到载玻片上并与约1-2滴甘油水溶液(约50重量%的甘油和约50重量%的水)混合。将盖玻片置于样品上,并在显微镜下以参考放大倍数观察样品。在偏振光下的碘染色样品中,在每个淀粉颗粒中形成不同的Maltese十字。纤维和其它材料的颗粒在淡蓝色的背景上呈现棕色或无色。
在比较例1中,在10倍放大率下观察锤磨玉米、果皮和粉状胚乳颗粒的样品(图1),并在200倍放大率下观察淀粉和纤维颗粒(图2)。
在比较例2中,在10倍放大率下观察辊磨玉米、果皮和粉状胚乳颗粒的样品(图3),并在200倍放大率下观察淀粉和纤维颗粒(图4)。
在实施例1中,在10倍放大率下观察盘磨粉的玉米、果皮和粉状胚乳颗粒的样品(图5),并在200倍放大率下观察淀粉和纤维颗粒(图6)。
在实施例2中,在10倍放大率下观察圆盘磨粉的玉米、果皮和粉状胚乳颗粒的样品(图7),并在100倍放大率下观察淀粉和纤维颗粒(图8)。
在实施例3中,在10倍放大率下观察盘纤维化玉米、果皮和粉状胚乳颗粒的样品(图9),并在200倍放大率下观察淀粉和纤维颗粒(图10)。
在实施例4中,在12倍放大率下观察盘纤维化玉米、果皮和粉状胚乳颗粒的样品(图11),并在200倍放大率下观察淀粉和纤维颗粒(图10)。
本公开的实施方案还涉及以下段落中的任何一个或多个:
1.一种生产乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨玉米粒或它们的任何混合物;在研磨机中研磨玉米块以产生磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于80重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪中除去乙醇以产生酒糟。
2.一种生产乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨玉米粒或它们的任何混合物;在研磨机中研磨玉米块以产生磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪中除去乙醇以产生酒糟。
3.一种生产乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨玉米粒或它们的任何混合物;在研磨机中研磨玉米块以产生磨碎玉米产品,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为大于200μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为小于500μm的d50;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪中除去乙醇以产生酒糟。
4.一种生产乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨玉米粒或它们的任何混合物;在研磨机中研磨玉米块以产生磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于85重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度,并且其中与玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于75%的结晶度;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪中除去乙醇以产生酒糟。
5.一种生产乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、碾磨玉米粒或它们的任何混合物,其中研磨机包括第一可旋转盘和第二可旋转盘或静止表面,并且其中第一可旋转盘与第二可旋转盘或静止表面分离的距离在其间提供剪切间隙;至少旋转第一可旋转盘并且在至少第一可旋转盘旋转期间具有位于第一可旋转盘与第二可旋转盘或静止表面之间的剪切间隙;使玉米块接触并剪切剪切间隙中的第一可旋转盘与第二可旋转盘或静止表面之间的玉米块以产生磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于80重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪中除去乙醇以产生酒糟。
6.一种生产乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、碾磨玉米粒或它们的任何混合物,其中研磨机包括第一可旋转盘和第二可旋转盘或静止表面,并且其中一组碾磨齿设置在第一可旋转盘、第二可旋转盘或静止表面上;使玉米块接触并剪切第一可旋转盘与第二可旋转盘或静止表面之间的玉米块以产生磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于80重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪中除去乙醇以产生酒糟。
7.一种生产乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、碾磨玉米粒或它们的任何混合物,其中研磨机包括设置在第一可旋转盘上的第一组碾磨齿和设置在第二可旋转盘或静止表面上的第二组碾磨齿,并且其中第一组碾磨齿和第二组碾磨齿分离的距离提供了其间的剪切间隙;使玉米块与第一组碾磨齿和第二组碾磨齿接触,其中至少第一组碾磨齿与第一可旋转盘一起旋转;剪切在剪切间隙中的第一组碾磨齿与第二组碾磨齿之间的玉米块以产生磨碎玉米产品;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪中除去乙醇以产生酒糟。
8.一种生产乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、碾磨玉米粒或它们的任何混合物,其中研磨机包括设置在第一可旋转盘上的第一组碾磨齿和设置在第二可旋转盘或静止表面上的第二组碾磨齿,并且其中第一组碾磨齿和第二组碾磨齿分离的距离提供了其间的剪切间隙;使玉米块与第一组碾磨齿和第二组碾磨齿接触,其中至少第一组碾磨齿与第一可旋转盘一起旋转;剪切在剪切间隙中的第一组碾磨齿和第二组碾磨齿之间的玉米块以产生磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于85重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度,并且其中与未磨碎玉米粒的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于75%的结晶度;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪中除去乙醇以产生酒糟。
9.一种磨碎玉米产品,包含磨碎玉米粒,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于85重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度,并且其中与未磨碎玉米粒的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于75%的结晶度;
10.一种磨碎玉米产品,包含磨碎玉米粒,其中如根据ISO13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50。
11.一种磨碎玉米产品,包含磨碎玉米粒,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为大于200μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为小于500μm的d50。
12.一种磨碎玉米产品,包含磨碎玉米粒,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于80重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度。
13.根据段落1-8中任一段所述的方法,还包括从磨碎玉米产品中除去玉米油,其中从磨碎玉米产品中除去的玉米油大于磨碎玉米产品的总重量的0.6重量%。
14.根据段落1-3、5-8和10-12中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中与玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于75%的结晶度。
15.根据段落1至14中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中与玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于85%的结晶度。
16.根据段落1至15中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中与玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于90%的结晶度。
17.根据段落1至16中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中与玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于95%的结晶度。
18.根据段落1至17中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中与玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于99%的结晶度。
19.根据段落1至18中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为10μm至30μm的d10。
20.根据段落1至19中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为15μm至25μm的d10。
21.根据段落1、3-9、11和12中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为100μm至500μm的d50。
22.根据段落1、3-9、11和12中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为125μm至400μm的d50。
23.根据段落1至22中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为150μm至300μm的d50。
24.根据段落1至23中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为700μm至1,100μm的d90。
25.根据段落1至24中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为750μm至1,100μm的d90。
26.根据段落1至25中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为800μm至1,100μm的d90。
27.根据段落1至26中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于70重量%的磨碎玉米产品具有250μm或更小的粒度。
28.根据段落1至27中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于50重量%的磨碎玉米产品具有180μm或更小的粒度。
29.根据段落1至28中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于50重量%的磨碎玉米产品具有150μm或更小的粒度。
30.根据段落2-4、7和10-12中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于80重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度。
31.根据段落1至30中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于90重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度。
32.根据段落1至31中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于60重量%的磨碎玉米产品具有250μm或更小的粒度。
33.根据段落1至32中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于70重量%的磨碎玉米产品具有250μm或更小的粒度。
34.根据段落1至33中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于50重量%的磨碎玉米产品具有180μm或更小的粒度。
35.根据段落1至34中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于60重量%的磨碎玉米产品具有180μm或更小的粒度。
36.根据段落1至35中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于70重量%的磨碎玉米产品具有180μm或更小的粒度。
37.根据段落1至36中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于90重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度。
38.根据段落1至37中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于95重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度。
39.根据段落1至38中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于80重量%的磨碎玉米产品具有250μm或更小的粒度。
40.根据段落1至39中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于90重量%的磨碎玉米产品具有250μm或更小的粒度。
41.根据段落1至40中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于95重量%的磨碎玉米产品具有250μm或更小的粒度。
42.根据段落1至41中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于60重量%的磨碎玉米产品具有180μm或更小的粒度。
43.根据段落1至42中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于70重量%的磨碎玉米产品具有180μm或更小的粒度。
44.根据段落1至43中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于80重量%的磨碎玉米产品具有180μm或更小的粒度。
45.根据段落1至44中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于90重量%的磨碎玉米产品具有180μm或更小的粒度。
46.根据段落1至45中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于50重量%的磨碎玉米产品具有150μm或更小的粒度。
47.根据段落1至46中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于60重量%的磨碎玉米产品具有150μm或更小的粒度。
48.根据段落1至47中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于70重量%的磨碎玉米产品具有150μm或更小的粒度。
49.根据段落1至48中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于90重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度,并且其中大于80重量%的磨碎玉米产品具有250μm或更小的粒度。
50.根据段落1至49中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于90重量%的磨碎玉米产品具有250μm或更小的粒度,并且其中大于70重量%的磨碎玉米产品具有180μm或更小的粒度。
51.根据段落1至50前述段落中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于90重量%的磨碎玉米产品具有250μm或更小的粒度,并且其中大于60重量%的磨碎玉米产品具有150μm或更小的粒度。
52.根据段落1至51中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,约10体积%的磨碎玉米产品具有25μm或更小的粒度。
53.根据段落1至52中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于2体积%的磨碎玉米产品具有25μm或更小的粒度。
54.根据段落1至53中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于5体积%的磨碎玉米产品具有25μm或更小的粒度。
55.根据段落1至54中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于15体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度。
56.根据段落1至55中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于18体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度。
57.根据段落1至56中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于20体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度。
58.根据段落1至57中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于25体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度。
59.根据段落1至58中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于40体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
60.根据段落1至59中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于50体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
61.根据段落1至60中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于55体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
62.根据段落1至61中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于60体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
63.根据段落1至62中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于70体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
64.根据段落1至63中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于80体积%的磨碎玉米产品具有800μm或更小的粒度。
65.根据段落1至64中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于85体积%的磨碎玉米产品具有800μm或更小的粒度。
66.根据段落1至65中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于90体积%的磨碎玉米产品具有800μm或更小的粒度。
67.根据段落1至66中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于95体积%的磨碎玉米产品具有800μm或更小的粒度。
68.根据段落1至67中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于18体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度,并且其中大于50体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
69.根据段落1至68中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于20体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度,并且其中大于60体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
70.根据段落1至69中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于18体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度,并且其中大于85体积%的磨碎玉米产品具有800μm或更小的粒度。
71.根据段落1至70中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于50体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度,并且其中大于85体积%的磨碎玉米产品具有800μm或更小的粒度。
72.根据段落1至71中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,大于22体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度,其中大于60体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度,并且其中大于90体积%的磨碎玉米产品具有800μm或更小的粒度。
73.根据段落1至72中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为125μm至450μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50。
74.根据段落1至73中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为150μm至400μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为125μm至300μm的d50。
75.根据段落1至74中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为375μm至700μm的d75,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为350μm至600μm的d75。
76.根据段落1至75中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为400μm至600μm的d75,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为350μm至550μm的d75。
77.根据段落1至76中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为大于250μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为小于450μm的d50。
78.根据段落1至77中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为大于300μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为小于400μm的d50。
79.根据段落1至78中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为大于350μm的d5o,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为小于350μm的d50。
80.根据段落1至79中任一段所述的方法或磨碎玉米产品,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为大于200μm至500μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为100μm至小于500μm的d50。
81.根据段落1-4中任一段所述的方法,其中研磨机包括设置在第一可旋转盘上的第一组碾磨齿和设置在第二可旋转盘或静止表面上的第二组碾磨齿,并且其中第一组碾磨齿和第二组碾磨齿分开的距离提供了其间的剪切间隙。
82.根据段落5、7、8和81中任一段所述的方法,其中调节或保持剪切间隙的尺寸以产生期望的磨碎玉米产品的粒度分布。
83.根据段落6、7、8和81中任一段所述的方法,其中每组碾磨齿包括三角形齿或矩形齿。
84.根据段落5、7、8和81中任一段所述的方法,其中磨碎玉米产品通过剪切间隙以离开研磨机。
85.根据段落1-8中任一段所述的方法,其中处理磨碎玉米产品以产生发酵醪包括:将磨碎玉米产品、水和酶组合以产生浆料罐混合物;加热浆料罐混合物以产生凝胶化淀粉;水解凝胶化淀粉以产生液化醪;并通过糖化和发酵处理液化醪以产生发酵醪。
86.根据段落1-8中任一段所述的方法,其中研磨机是风扫式磨粉机或盘磨成纤器。
87.一种磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于80重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度。
88.一种磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50。
89.一种磨碎玉米产品,其中磨碎玉米产品的多个总颗粒包含多个纤维颗粒,并且其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品的纤维颗粒具有按体积百分比计为大于200μm的d50,并且磨碎玉米产品的总颗粒具有按体积百分比计为小于500μm的d50。
90.一种磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于85重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度,并且其中与玉米粒的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于75%的结晶度;
91.一种制备乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、碾磨玉米粒或它们的任何混合物;在研磨机中研磨玉米块以产生磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于80重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪分离至少一部分乙醇以产生酒糟。
92.一种制备乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、碾磨玉米粒或它们的任何混合物;在研磨机中研磨玉米块以产生磨碎玉米产品,其中如根据ISO 13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪分离至少一部分乙醇以产生酒糟。
93.一种制备乙醇的方法,包括:将多个玉米块引入研磨机中,其中多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、碾磨玉米粒或它们的任何混合物,其中研磨机包括第一可旋转盘和第二可旋转盘或静止表面,并且其中将第一可旋转盘与第二可旋转盘或静止表面分开的距离在其间提供剪切间隙;旋转第一可旋转盘;使玉米块接触并剪切剪切间隙中的第一可旋转盘与第二可旋转盘或静止表面之间的玉米块以产生磨碎玉米产品,其中如根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于80重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度;处理磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;并从发酵醪分离至少一部分乙醇以产生酒糟。
94.根据段落91至93中任一段所述的方法,还包括从酒糟分离玉米油。
95.根据段落87至94中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中如根据ISO13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50。
96.根据段落87至95中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中与研磨之前的多个玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于75%的结晶度。
97.根据段落91至96中任一段所述的方法,其中研磨机是风扫式磨粉机或盘磨成纤器。
98.根据段落87至97中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中如根据AOAC965.22-1966测量的,大于85重量%的磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度。
99.根据段落87至98中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中如根据ISO13320:2009测量的,大于15体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度。
100.根据段落87至99中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中如根据ISO13320:2009测量的,大于50体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
101.根据段落87至94中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中:大于85重量%的磨碎玉米产品具有如根据AOAC 965.22-1966测量的425μm或更小的粒度,磨碎玉米产品具有如根据ISO13320:2009测量的按体积百分比计为100μm至400μm的d50,与研磨之前的多个玉米块的结晶度相比,磨碎玉米产品具有大于75%的结晶度,大于15体积%的磨碎玉米产品具有如根据ISO13320:2009测量的60μm或更小的粒度,并且大于50体积%的磨碎玉米产品具有如根据ISO 13320:2009测量的400μm或更小的粒度。
102.根据段落87至101中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中如根据ISO13320:2009测量的,磨碎玉米产品具有按体积百分比计为120μm至350μm的d50。
103.根据段落87至102中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中磨碎玉米产品具有按体积百分比计为5μm至50μm的d10、按体积百分比计为30μm至150μm的d25、以及按体积百分比计为120μm至350μm的d50。
104.根据段落87至103中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中如根据ISO13320:2009测量的,大于15体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度。
105.根据段落87至104中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中如根据ISO13320:2009测量的,大于55体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
106.根据段落87至105中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中:磨碎玉米产品具有按体积百分比计为5μm至50μm的d10、按体积百分比计为30μm至150μm的d25、以及按体积百分比计为120μm至350μm的d50,并且大于15体积%的磨碎玉米产品具有如根据ISO 13320:2009测量的60μm或更小的粒度,并且大于55体积%的磨碎玉米产品具有如根据ISO 13320:2009测量的400μm或更小的粒度。
107.根据段落93至106中任一段所述的方法,其中:一组碾磨齿设置在第一可旋转盘、第二可旋转盘或静止表面上。
108.根据段落93至106中任一段所述的方法,其中第一组碾磨齿设置在第一可旋转盘上,并且其中第二组碾磨齿设置在第二可旋转盘或静止表面上。
109.根据段落93至108中任一段所述的方法,其中磨碎玉米产品通过剪切间隙以离开研磨机。
110.根据段落93至109中任一段所述的方法,其中每组碾磨齿包括三角形齿或矩形齿。
111.根据段落87至110中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中如根据ISO13320:2009测量的,大于15体积%、大于18体积%、大于20体积%、或大于25体积%的磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度。
112.根据段落87至111中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中如根据ISO13320:2009测量的,大于40体积%、大于50体积%、大于55体积%、大于60体积%、或大于70体积%的磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
113.根据段落87至112中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,其中如根据ISO13320:2009测量的,大于80体积%、大于85体积%、大于90体积%、或大于95体积%的磨碎玉米产品具有800μm或更小的粒度。
114.根据段落87至93和95至113中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,还包括从酒糟中分离玉米油,其中从酒糟中分离出的玉米油大于磨碎玉米产品的总重量的0.6重量%。
115.根据段落87至93和95至113中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,还包括从酒糟中分离玉米油,其中从酒糟中分离出的玉米油为磨碎玉米产品的总重量的至少0.7重量%。
116.根据段落87至93和95至113中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,还包括从酒糟中分离玉米油,其中从酒糟中分离出的玉米油为磨碎玉米产品的总重量的至少0.8重量%。
117.根据段落87至93和95至113中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,还包括从酒糟中分离玉米油,其中从酒糟中分离出的玉米油为磨碎玉米产品的总重量的至少0.9重量%。
118.根据段落87至93和95至113中任一段所述的磨碎玉米产品或方法,还包括从酒糟中分离玉米油,其中从酒糟中分离出的玉米油为磨碎玉米产品的总重量的至少0.95重量%。
已经使用一组数字上限和一组数字下限描述了某些实施方案和特征。应该认识到,除非另外指出,否则可设想包括任何两个值的组合的范围,例如,任何较低值与任何上限值的组合、任何两个较低值的组合,和/或任何两个上限值的组合。某些下限、上限和范围出现在下面的一个或多个权利要求中。所有数值都是“约”或“近似”指示值,并且考虑到本领域普通技术人员预期的实验误差和变化。
上面已经定义了各种术语。如果在权利要求中使用的术语没有在上面定义,则应该给予相关领域中的人员最广义的定义,如至少一份印刷出版物或授权专利所反映的那样。并且如果适用的话,在本申请中引用的所有专利、测试程序和其它文件某种程度上通过引用全部并入本文使得公开内容与本申请不矛盾并且适用于允许这种并入的所有权限。
虽然前述内容涉及某些说明性实施方案,但可在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其它和另外的实施方案,并且其范围由所附的权利要求确定。
Claims (20)
1.一种用于制备乙醇的方法,包括:
将多个玉米块引入研磨机中,其中所述多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨玉米粒或它们的任何混合物;
在所述研磨机中研磨玉米块以产生磨碎玉米产品,其中根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的所述磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于80重量%的所述磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度;
处理所述磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;以及
从所述发酵醪中分离至少一部分的所述乙醇以产生酒糟。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括从所述酒糟中分离玉米油。
3.根据权利要求1所述的方法,其中根据ISO 13320:2009测量的,所述磨碎玉米产品具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50。
4.根据权利要求1所述的方法,其中与研磨之前的所述多个玉米块的结晶度相比,所述磨碎玉米产品具有大于75%的结晶度。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述研磨机是风扫式磨粉机或盘磨成纤器。
6.根据权利要求1所述的方法,其中根据AOAC 965.22-1966测量的,大于85重量%的所述磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度。
7.根据权利要求1所述的方法,其中根据ISO 13320:2009测量的,大于15体积%的所述磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度。
8.根据权利要求1所述的方法,其中根据ISO 13320:2009测量的,大于50体积%的所述磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
9.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述研磨机是风扫式磨粉机或盘磨成纤器,
根据AOAC 965.22-1966测量的,大于85重量%的所述磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度,
根据ISO 13320:2009测量的,所述磨碎玉米产品具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50,
与研磨之前的所述多个玉米块的结晶度相比,所述磨碎玉米产品具有大于75%的结晶度,
根据ISO 13320:2009测量的,大于15体积%的所述磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度,并且
根据ISO 13320:2009测量的,大于50体积%的所述磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
10.一种用于制备乙醇的方法,包括:
将多个玉米块引入研磨机中,其中所述多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨玉米粒或它们的任何混合物;
在所述研磨机中研磨所述玉米块以产生磨碎玉米产品,其中根据ISO 13320:2009测量的,所述磨碎玉米产品具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50;
处理所述磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;以及
从所述发酵醪中分离至少一部分的所述乙醇以产生酒糟。
11.根据权利要求10所述的方法,其中根据ISO 13320:2009测量的,所述磨碎玉米产品具有按体积百分比计为120μm至350μm的d50。
12.根据权利要求10所述的方法,其中所述磨碎玉米产品具有按体积百分比计为5μm至50μm的d10、按体积百分比计为30μm至150μm的d25和按体积百分比计为120μm至350μm的d50。
13.根据权利要求10所述的方法,其中根据ISO 13320:2009测量的,大于15体积%的所述磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度。
14.根据权利要求10所述的方法,其中根据ISO 13320:2009测量的,大于55体积%的所述磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
15.根据权利要求10所述的方法,其中:
所述磨碎玉米产品具有按体积百分比计为5μm至50μm的d10、按体积百分比计为30μm至150μm的d25和按体积百分比计为120μm至350μm的d50,
根据ISO 13320:2009测量的,大于15体积%的所述磨碎玉米产品具有60μm或更小的粒度,并且
根据ISO 13320:2009测量的,大于55体积%的所述磨碎玉米产品具有400μm或更小的粒度。
16.一种用于制备乙醇的方法,包括:
将多个玉米块引入研磨机中,其中所述多个玉米块包括完整玉米粒、碎片玉米粒、尺寸减小的玉米粒、研磨玉米粒或它们的任何混合物,其中所述研磨机包括第一可旋转盘以及第二可旋转盘或静止表面,并且其中将所述第一可旋转盘与所述第二可旋转盘或所述静止表面分开的距离在其间提供剪切间隙;
旋转所述第一可旋转盘;
使所述玉米块接触并剪切所述剪切间隙中的在所述第一可旋转盘与所述第二可旋转盘或所述静止表面之间的所述玉米块以产生磨碎玉米产品,其中根据AOAC 965.22-1966测量的,大于25重量%的所述磨碎玉米产品具有大于105μm的粒度,并且其中大于80重量%的所述磨碎玉米产品具有425μm或更小的粒度;
处理所述磨碎玉米产品以产生包含乙醇的发酵醪;以及
从所述发酵醪中分离至少一部分的所述乙醇以产生酒糟。
17.根据权利要求16所述的方法,其中:
一组碾磨齿设置在所述第一可旋转盘、所述第二可旋转盘或所述静止表面上。
18.根据权利要求16所述的方法,其中第一组碾磨齿设置在所述第一可旋转盘上,并且其中第二组碾磨齿设置在所述第二可旋转盘或所述静止表面上。
19.根据权利要求16所述的方法,其中所述磨碎玉米产品通过所述剪切间隙以离开所述研磨机。
20.根据权利要求16所述的方法,其中根据ISO 13320:2009测量的,所述磨碎玉米产品具有按体积百分比计为100μm至400μm的d50。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181221 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |