玉米粉組合物及生產(chǎn)方法
【專利摘要】提供自谷物到乙醇發(fā)酵過程衍生的組合物以及制造組合物的方法。組合物可為通過下述生成的玉米粉產(chǎn)品，即通過將玉米粒分級(jí)以便分離胚乳，在低于150～180°F的溫度下將胚乳中的淀粉轉(zhuǎn)化成糖，將糖發(fā)酵，并分離出所得到的固體。固體可經(jīng)受蛋白質(zhì)提取過程，然后經(jīng)受溶劑交換以便將水從固體中去除，并用更易揮發(fā)的化學(xué)品諸如乙醇取代水。然后在低于150-180°F的溫度下干燥固體。所得到的玉米粉產(chǎn)品可包括量在從約31至約45％的蛋白質(zhì)，多達(dá)約3％的脂肪，多達(dá)約3％的灰分，量在從約32至約50％的中性洗滌劑纖維，以及多達(dá)約15％的淀粉，所有都基于干重。
【專利說明】玉米粉組合物及生產(chǎn)方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年2月22日提交的、題為“玉米粉組合物及生產(chǎn)方法(CORNMEAL COMPOSIT1NS AND METHODS OF PRODUCT1N) ”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/601，655號(hào)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該申請(qǐng)以其全文通過弓I用并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及通過制備乙醇所生成的獨(dú)特的玉米粉組合物。

【背景技術(shù)】
[0004]本公開涉及一種獨(dú)特的玉米粉組合物，其作為生產(chǎn)乙醇的低能量過程的副產(chǎn)物來制備。乙醇通常從基于谷物的原料(例如玉米、高粱/蜀黍、大麥、小麥、大豆等)，或從糖(例如，甘蔗、甜菜等)來生產(chǎn)。除了從原料的碳水化合物材料來制備酒精之外，生成對(duì)于制造商而言是額外收入來源的一些副產(chǎn)物。這些副產(chǎn)物包括用于工業(yè)和食品行業(yè)的二氧化碳?xì)怏w以及富含蛋白質(zhì)的詞料廣品。
[0005]在常規(guī)的乙醇工廠中，玉米、甘蔗、其它谷物、甜菜或其它植物被用作原料以及從包含在玉米、或其它植物原料中的淀粉來生產(chǎn)乙醇。在玉米設(shè)施的情況下，對(duì)玉米粒進(jìn)行清洗和研磨以便制備用于處理的包含淀粉的材料。玉米粒也可被分級(jí)，以便將包含淀粉的材料(例如胚乳)從其它物質(zhì)(例如纖維和胚芽)分離。原料的初始處理因原料的類型而有所不同。然而，通常而言，利用機(jī)械和化學(xué)手段的組合來提取包含于植物材料中的淀粉和糖。
[0006]將包含淀粉的材料用水漿化并溶解以便促進(jìn)糖化，其中淀粉轉(zhuǎn)化成糖(例如葡萄糖)并發(fā)酵，在發(fā)酵過程中糖通過乙醇原(ethanologen)(例如,酵母)被轉(zhuǎn)化成乙醇。發(fā)酵產(chǎn)物是啤酒，其包括液體組分和固體組分，液體組分包含乙醇、水和可溶性組分，而固體組分包含未發(fā)酵的顆粒物(除其它之外)。
[0007]在常規(guī)的工廠中，所述發(fā)酵產(chǎn)物被送到蒸餾系統(tǒng)，在所述蒸餾系統(tǒng)中所述發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)過蒸餾并脫水成乙醇。殘留物(例如，酒糟)可被干燥成干酒糟(DDG)并出售，例如作為動(dòng)物飼料產(chǎn)品。
[0008]然而，由于需要大量的能量來蒸發(fā)大量的水，因此發(fā)酵產(chǎn)物的蒸餾以及DDG產(chǎn)品的干燥是昂貴的。此外，由于用于干燥的大量能量來自于化石燃料源，污染也是DDG產(chǎn)品制備過程中的問題。這是由于對(duì)于水而言的高沸點(diǎn)、高熱容量以及高汽化熱量所造成的。當(dāng)DDG被干燥時(shí)，過量的水基本上被蒸發(fā)掉。這需要真空和/或大量的熱量來有效地完成。此外，固體要求通過蒸餾，增加加熱到乙醇汽化溫度所需的材料體積。
[0009]為了減少用于干燥固體和水的混合物所需的熱能，水可由沸點(diǎn)、熱容量、汽化熱量性能低于水的流體來代替。說明性地，可以使用諸如乙醇的流體，其相比于水具有較低的沸點(diǎn)、熱容量和汽化熱。由于其物理性能，與干燥固體和水的混合物相比，干燥固體和乙醇的混合物所需要的熱能的量更低。然而，完全置換固體和水的混合物中的水不是實(shí)現(xiàn)減少使用能量所必需的。在固體和水的混合物中的水可用一定量的乙醇來補(bǔ)充以便降低混合物的整體汽化熱量，從而減少用于干燥混合物所需的能量的量同時(shí)降低沸點(diǎn)。
[0010]鑒于這些原則，已經(jīng)設(shè)計(jì)并測(cè)試了使用減少的能量來生產(chǎn)乙醇的方法。這種系統(tǒng)的實(shí)例在于2009年12月23日提交的、標(biāo)題為“Systems for Product1n of Ethanol andCo-Products with Apparatus for Solvent Washing of Fermentat1n Product，，的序列號(hào)為12/646，746的美國(guó)專利申請(qǐng)中公開，該申請(qǐng)以其全文通過引用并入本文。
[0011]除了降低用于生產(chǎn)乙醇的能量的需求之外，通過所述過程生成的副產(chǎn)物具有在傳統(tǒng)的乙醇生產(chǎn)副產(chǎn)物中所見不到的獨(dú)特性質(zhì)。此外,通過過程條件可進(jìn)一步改變這些副產(chǎn)物的性能以便生產(chǎn)有利的產(chǎn)品。
[0012]由于在乙醇工業(yè)中需要生成使得能夠商品化的副產(chǎn)物以及在市場(chǎng)上持續(xù)需要可靠和一致的動(dòng)物飼料，因此提供一種新穎的玉米粉組合物。所公開的玉米粉及制造方法導(dǎo)致粉狀產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的乙醇工廠副產(chǎn)物飼料相比，所述粉狀產(chǎn)品在其整個(gè)生產(chǎn)過程中經(jīng)受低得多的溫度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]所公開的實(shí)施例涉及組合物以及生成基于谷物的發(fā)酵衍生產(chǎn)品(諸如玉米粉產(chǎn)品)的方法。該基于谷物的產(chǎn)品可以低能量的乙醇生產(chǎn)設(shè)施作為基于谷物材料諸如玉米材料發(fā)酵的副產(chǎn)物來制造。因?yàn)榕c傳統(tǒng)的酒糟相比，所述產(chǎn)品不經(jīng)受高溫，營(yíng)養(yǎng)組態(tài)和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是獨(dú)特的。
[0014]可通過將玉米粒分級(jí)來分離胚乳(富含淀粉的部分)來生成玉米粉產(chǎn)品。將胚乳進(jìn)行研磨并經(jīng)受使用酶將淀粉“冷煮(cold cook)”轉(zhuǎn)化成糖。冷煮在從約150至180° F的溫度范圍或更低的溫度下進(jìn)行。利用酵母對(duì)所得到的漿料進(jìn)行發(fā)酵來生成乙醇(或其它所需的發(fā)酵產(chǎn)物，諸如丁醇等)。
[0015]所得到的發(fā)酵產(chǎn)物包括固體和液體的漿料，其可以是分離的。液體可傳遞通過以便蒸餾，而固體可經(jīng)受蛋白質(zhì)提取過程，其可改變玉米粉產(chǎn)品的下游性能、提高處理效率、和/或所提取的蛋白質(zhì)可作為有價(jià)值的副產(chǎn)物出售。
[0016]所得到的濕固體然后經(jīng)受溶劑交換以便將水從固體中去除，并用更易揮發(fā)的化學(xué)品諸如乙醇來代替它。固體接著被干燥。因?yàn)閾]發(fā)性的化學(xué)品現(xiàn)在處于固體中，該干燥步驟可在低得多的溫度下進(jìn)行，約150-180° F或更低。在一些情況下淀粉可從粉狀產(chǎn)物或固體去除。
[0017]所得到的粉狀產(chǎn)物從不經(jīng)歷高于150-180° F的溫度，因此期望與更高的溫度過程相比具有最小程度的蛋白質(zhì)或淀粉損壞。顏色也可得以改善。在一些實(shí)施例中，所得到的產(chǎn)物(例如所得到的玉米粉產(chǎn)品)可包括:蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的量在從約31至約45%的范圍內(nèi)；最高約3%的脂肪；最高約3%的灰分；中性洗滌劑纖維，量在從約32至約50%的范圍內(nèi)；以及最聞約15%的淀粉，所有都基于干重。
[0018]在一些實(shí)施例中，組合物包括自谷物到乙醇發(fā)酵過程的啤酒產(chǎn)物的濕固體部分所衍生的產(chǎn)物，其中所述產(chǎn)物包括熱損害最小化的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的量在基于干重的產(chǎn)物的從約31%至約45%的范圍內(nèi)，并且其中熱損害最小化的蛋白質(zhì)是未暴露于超過約180° F溫度的蛋白質(zhì)。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物為玉米粉產(chǎn)品，以及谷物是玉米。在一些實(shí)施例中，所述蛋白質(zhì)未暴露于超過約150° F的溫度。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物還包括脂肪，其量在基于干重的最高約3%的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物包括脂肪，其量在基于干重的從約0.8至約3%或從約0.9至為3%的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物還包括基于干重最高約3%的脂肪。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物還包括脂肪，其量在基于干重的從約0.9至約2.7%、從約
1.2至為2.5%的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物還包括中性洗滌劑纖維，其量在基于干重的從約32至約50%或從約32至為48%的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物還包括淀粉，其量在基于干重的最高約15%，或在基于干重的從約10至約15%的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物還包括處于上述量下的脂肪、灰分、中性洗滌劑纖維和淀粉的一種或多種。在一些實(shí)施例中，谷物為大豆。
[0019]在一些實(shí)施例中，所述過程包括用溶劑來交換在從谷物到乙醇發(fā)酵啤酒所衍生的濕固體產(chǎn)物中的至少一部分水，所述溶劑與水相比具有較低的汽化熱量、較低的熱容量或較低的沸點(diǎn)的至少一個(gè)；并且，在約180° F或更低的溫度下干燥該濕固體以便生成諸如玉米粉產(chǎn)品的產(chǎn)物。在一些實(shí)施例中，所述過程還包括分級(jí)玉米顆粒以便基本上分離胚乳，在約180° F或更低的溫度下將胚乳中的淀粉的至少一部分轉(zhuǎn)化成糖，發(fā)酵糖以便生成啤酒，以及從啤酒獲得濕固體產(chǎn)物。在一些實(shí)施例中，所述過程還包括在溶劑交換之前從濕固體提取蛋白質(zhì)。在一些實(shí)施例中，所述過程包括將一部分或全部淀粉從固體去除。在一些實(shí)施例中，在約150° F或更低的溫度下進(jìn)行干燥。在一些實(shí)施例中，溶劑是乙醇。在一些實(shí)施例中，所述溶劑是乙醇和水的溶液。在一些實(shí)施例中，所述溶劑交換在濕固體中產(chǎn)生的乙醇濃度等于或高于水-乙醇的共沸點(diǎn)的乙醇濃度。
[0020]應(yīng)該指出的是本公開的上述各種特征可單獨(dú)地或組合地實(shí)施。下面在本公開的詳細(xì)描述中并結(jié)合以下的附圖將對(duì)本公開的這些和其它特征進(jìn)行更詳細(xì)地描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]現(xiàn)在將參照附圖通過實(shí)例的方式來描述根據(jù)本公開的一些非限制性實(shí)施例，其中:
[0022]圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的包括乙醇生產(chǎn)設(shè)施的生物質(zhì)精煉設(shè)備的透視圖。
[0023]圖2A和圖2B是根據(jù)一些實(shí)施例的示出用于在冷煮乙醇生產(chǎn)設(shè)施中生成乙醇的步驟的示例性過程流程圖。
[0024]圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的示出用于在低能量冷煮乙醇生產(chǎn)設(shè)施中生成乙醇和副產(chǎn)物的步驟的示例性過程流程圖。
[0025]圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的示出用于在低能量冷煮乙醇生產(chǎn)設(shè)施中生成乙醇和副產(chǎn)物的特定步驟的示例性示意性的流程圖框圖。
[0026]圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的示出用于在低能量冷煮乙醇生產(chǎn)設(shè)施中生成乙醇和副產(chǎn)物的步驟的第二示例性示意性的流程圖框圖。
[0027]圖6是從概念上示出取決于乙醇在固體中的濃度用于干燥濕固體所需能量的圖表。
[0028]圖7A至圖7E是根據(jù)一些實(shí)施例的橫截面示意圖，詳細(xì)示出在低能量生成乙醇和副產(chǎn)物中所使用的溶劑交換的過濾帶實(shí)施例。
[0029]圖8是示出根據(jù)一些實(shí)施例的在低能量生成乙醇和副產(chǎn)物中所使用的溶劑交換的過濾帶實(shí)施例的等距示意圖。
[0030]圖9是示出根據(jù)一些實(shí)施例的在低能量生成乙醇和副產(chǎn)物中所使用的溶劑交換的過濾帶實(shí)施例的側(cè)剖橫截面示意圖。
[0031]表I提供示例性玉米粉產(chǎn)品的基于干重的組分范圍。
[0032]表2提供去除淀粉的示例性玉米粉產(chǎn)品的基于干重的組分范圍。
[0033]表3提供示例性玉米粉產(chǎn)品的基于干重的組分范圍，其中改變上游蛋白質(zhì)去除過程。

【具體實(shí)施方式】
[0034]除非另有定義，否則，本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本公開所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所通常理解的相同含義。在對(duì)于本文的術(shù)語(yǔ)而言存在多個(gè)定義的情況下，以該部分中的那些為準(zhǔn)，除非另有說明。
[0035]詞語(yǔ)“示例性”用于意味著用作實(shí)例、例子或示例性。描述成“示例性”的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)并不一定要被解釋成優(yōu)于或勝過其它實(shí)施例或設(shè)計(jì)，也并不意味著排除由本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員所公知的等同示例性結(jié)構(gòu)和技術(shù)。相反，使用詞語(yǔ)示例性意旨以具體方式呈現(xiàn)概念，并且所公開的主題并不限于這些實(shí)例。
[0036]術(shù)語(yǔ)“或”意旨意味著包括性的“或”而非排他性的“或”。至于在詳細(xì)描述或權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)“包括(comprises) ”、“具有(has)”、“包含(contains)”以及其它類似詞語(yǔ)，為了避免產(chǎn)生疑問，這種術(shù)語(yǔ)意旨以類似于作為開放過渡詞的術(shù)語(yǔ)“包括(comprising) ”的方式是包括性的而并不排除任何附加或其它元素。
[0037]當(dāng)本文中使用短語(yǔ)“例如”、“諸如”、“包含”等的情況下，短語(yǔ)“且并不限于”應(yīng)理解為遵循，除非另有明確規(guī)定。
[0038]當(dāng)使用短語(yǔ)“衍生自”等的情況下，“直接或間接”應(yīng)理解為遵循。詞語(yǔ)“一 (a, an) ”、“該(the)”和“所述(said)”當(dāng)在權(quán)利要求書中使用時(shí)意味著“一個(gè)或多個(gè)”，除非另有明確說明。
[0039]術(shù)語(yǔ)“基本上”(或者備選地“有效地”)意味著允許從描述性的詞語(yǔ)有所不會(huì)負(fù)面影響預(yù)期目的的偏差和/或從描述性的詞語(yǔ)有所將固有技術(shù)限制考慮在內(nèi)的偏差。描述性術(shù)語(yǔ)隱含地理解成由基本上的詞語(yǔ)修飾，即使該術(shù)語(yǔ)沒有明確地由基本上的詞語(yǔ)修飾。
[0040]術(shù)語(yǔ)“約”意味著考慮到由于不負(fù)面影響預(yù)期目的的實(shí)驗(yàn)誤差或偏差而造成的變化。所有測(cè)量值或數(shù)值隱含地理解成通過詞語(yǔ)“約”來修飾，即使測(cè)量值或數(shù)值沒有明確地由詞語(yǔ)“約”修飾。
[0041]“熱損害最小化的蛋白質(zhì)”是蛋白沒有暴露于超過約180 T的溫度下。
[0042]現(xiàn)在將參照如在附圖中所示的幾個(gè)實(shí)施例來詳細(xì)地描述根據(jù)本公開的組合物和方法。在下述描述中，對(duì)許多具體細(xì)節(jié)進(jìn)行了闡述以便提供對(duì)本公開實(shí)施例的徹底理解。然而對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是這些實(shí)施例可在沒有一些或所有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其它情況下，沒有詳細(xì)地描述眾所周知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)以避免不必要地混淆本發(fā)明。參照附圖以及如下的論述可更好地理解實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)。
[0043]本發(fā)明涉及通過從玉米原料低能量生產(chǎn)乙醇來制造獨(dú)特的玉米粉產(chǎn)品及其組合物。該玉米粉用作動(dòng)物飼料、工業(yè)用途、極化粘合劑、填充劑產(chǎn)品和化肥，僅舉幾例。與傳統(tǒng)的干酒糟(DDG)和具有可溶物的DDG(DDGS)相比，由于一致的低處理溫度，以這種方式通過乙醇生產(chǎn)所生成的玉米粉是獨(dú)特的。不受到理論的束縛，據(jù)信這可以防止在玉米粉產(chǎn)品中淀粉的任何實(shí)質(zhì)性的糊化以及蛋白質(zhì)的損害，所述玉米粉產(chǎn)品與已知的DDG、DDGS和研磨的玉米面粉相比提供獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)組態(tài)。
[0044]應(yīng)當(dāng)指出的是以下公開包括一系列的子部分。這些子部分并不意旨以任何方式限制本公開的范圍，而僅僅是為了清楚起見和便于閱讀。因此，在一個(gè)部分中的公開可同等適用于其它部分的過程或描述(如果適用的話)。此外，還應(yīng)當(dāng)指出的是，雖然具體考慮將玉米粒用作起始原料，但是在具體實(shí)施例中可由其它材料取代。例如，在某些情況下，可以使用大豆或谷物的混合物來在低能量條件下生成乙醇和副產(chǎn)物。這可導(dǎo)致認(rèn)為其它新穎的組合物在本公開范圍內(nèi)。
[0045]1.冷煮生產(chǎn)乙醇
[0046]為了便于公開，圖1是示例性生物質(zhì)精煉設(shè)備100的透視圖，其包括配置成從玉米生產(chǎn)乙醇的乙醇生產(chǎn)設(shè)施。示例性的生物質(zhì)精煉設(shè)備100包括區(qū)域102，其中玉米(或其它合適的物料，包括但不限于生物質(zhì)，糖和其它淀粉產(chǎn)品)被輸送并制備以便供應(yīng)給乙醇生產(chǎn)設(shè)施。乙醇生產(chǎn)設(shè)施包括設(shè)備104，其用于將玉米制備和處理(例如，研磨)成適于在發(fā)酵系統(tǒng)106中發(fā)酵成發(fā)酵產(chǎn)物的玉米粉。乙醇生產(chǎn)設(shè)施包括蒸餾系統(tǒng)108，在所述蒸餾系統(tǒng)108中發(fā)酵產(chǎn)物被蒸餾并脫水成乙醇。在一些實(shí)施例中，生物質(zhì)精煉設(shè)備還可包括副產(chǎn)物處理系統(tǒng)(示出為包括離心機(jī)、干燥器以及蒸發(fā)器)。
[0047]在一些實(shí)施例中，生物質(zhì)精煉設(shè)備可被稱為“分級(jí)”乙醇生產(chǎn)設(shè)施，在該設(shè)備中玉米粒在研磨之前分級(jí)成其三個(gè)組成部分。這些包括主要是纖維材料的外殼(玉米糠麩)、充滿淀粉的胚乳和富含蛋白質(zhì)的胚芽部分。分級(jí)的益處在于低淀粉組分可被虹吸到不同的工藝流內(nèi)，從而確保只有高淀粉胚乳經(jīng)受液化、發(fā)酵和蒸餾。這可確保操作更有效、需要更少的酵母和酶，以及所生產(chǎn)的每加侖乙醇消耗的能量更低。最后，玉米糠麩和胚芽部分可作為適于飼料行業(yè)的附加副產(chǎn)物出售，或可被進(jìn)一步加工以便生成更高價(jià)值的副產(chǎn)物。
[0048]雖然下面的大部分論述將圍繞分級(jí)式生物質(zhì)精煉設(shè)備進(jìn)行，但是可認(rèn)為也在本公開的范圍之內(nèi)的是，全粒設(shè)備(whole kernal plants)也可用于生成玉米粉,如將在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣。此外，如前面所指出的那樣，任何所公開的乙醇生產(chǎn)設(shè)施包括可包括適于處理取代玉米?；蛘叱擞衩琢Ｖ飧郊拥钠渌系淖冃汀?br> [0049]圖2A和圖2B是根據(jù)一些實(shí)施例的示出用于在冷煮乙醇生產(chǎn)設(shè)施中生成乙醇的步驟的示例性過程流程圖。在乙醇生產(chǎn)過程中，玉米202(或其它合適的飼料材料)可被制備以便在制備系統(tǒng)204中進(jìn)一步處理。如圖2B中所不，制備系統(tǒng)204可包括分級(jí)系統(tǒng)206，以便將玉米粒分級(jí)成其三個(gè)組分，如上所述。分級(jí)可采用研磨、大小分離和密度分離以便有效地進(jìn)行?？符熀团哐拷M分210被去除以便進(jìn)一步處理或作為原材料出售。在一些情況下，可在分級(jí)之前或之后執(zhí)行篩選過程，其去除異物，諸如石頭、泥土、沙粒、玉米穗軸碎片以及其它不可發(fā)酵的材料(例如，被去除的組分)。
[0050]在分級(jí)之后，胚乳的粒徑可通過研磨208減小以便于進(jìn)一步處理。將研磨后的玉米用水、酶和制劑218漿化以便于將淀粉轉(zhuǎn)化成糖(例如葡萄糖)，諸如在第一處理系統(tǒng)216內(nèi)。在“常規(guī)”玉米到乙醇設(shè)施中，面粉漿料在蒸汽加壓鍋內(nèi)被加熱以便使淀粉轉(zhuǎn)化成糖。通過使用酶的方法，無需任何外部加熱，實(shí)現(xiàn)“冷煮”過程。冷煮的益處在于所需的能量減少，整體成本降低，以及對(duì)胚乳粉的淀粉和蛋白質(zhì)的熱損害程度最小。當(dāng)然，可利用涉及高熱加工的常規(guī)過程來生成玉米粉；不過，這會(huì)由于熱損害而改變?cè)诶渲笥衩追壑兴l(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)組態(tài)。
[0051]糖(例如，經(jīng)處理的組分)在發(fā)酵系統(tǒng)222中通過乙醇原(例如酵母或其它制劑224)轉(zhuǎn)化成乙醇。發(fā)酵的產(chǎn)物(發(fā)酵產(chǎn)物)的產(chǎn)物是啤酒,其包含液體組分和固體組分，所述液體組分包括乙醇、水和可溶性組分，所述固體組分包括未發(fā)酵的顆粒物(除其它之外)。所述發(fā)酵產(chǎn)物可在第二處理系統(tǒng)228中用制劑230進(jìn)行處理。在該階段，低能量設(shè)施不同于標(biāo)準(zhǔn)的冷煮設(shè)備。
[0052]在圖示的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施中，將經(jīng)處理的發(fā)酵產(chǎn)物輸送到蒸餾系統(tǒng)232。在蒸餾系統(tǒng)232中，(經(jīng)處理的)發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾并脫水成乙醇234。在某些實(shí)施例中，被去除的組分236 (例如，酒糟)可在第三處理系統(tǒng)(在該系統(tǒng)中被去除的組分可用制劑處理)中干燥成干酒糟(DDG)并作為動(dòng)物飼料產(chǎn)品出售，被去除的組分236包括水、可溶性組分、油和未發(fā)酵的固體(例如，啤酒中的基本上去除所有乙醇的固體組分)。其它副產(chǎn)物，例如糖漿(和包含在糖漿中的油)，也可從酒糟回收。
[0053]相反地，“低能量”乙醇生產(chǎn)設(shè)施可避免蒸餾發(fā)酵產(chǎn)物，并在固體上進(jìn)行溶劑交換以便減少干燥能量。在下文中對(duì)該過程進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
[0054]I1.低能量生產(chǎn)乙醇和副產(chǎn)物
[0055]圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的示出用于在低能量冷煮乙醇生產(chǎn)設(shè)施中生成乙醇和副產(chǎn)物的步驟的示例性過程流程圖。這種制備過程的初始階段類似于傳統(tǒng)的工廠。輸送進(jìn)來的玉米302在分級(jí)系統(tǒng)306中進(jìn)行分級(jí)(在一個(gè)分級(jí)裝置)。玉米糠麩(纖維)和胚芽310組分被去除，以及胚乳被輸送到所述研磨系統(tǒng)308以便尺寸減小到粉末。
[0056]粉末/經(jīng)研磨的胚乳在處理系統(tǒng)316中用水和酶318漿化以便產(chǎn)生糖。將酵母和其它試劑324添加到發(fā)酵系統(tǒng)323以便將糖轉(zhuǎn)化成乙醇和二氧化碳。二氧化碳通常被捕集并出于工業(yè)和飲料用途被出售。
[0057]然而在發(fā)酵之后，該低能量的過程顯著地偏離于標(biāo)準(zhǔn)的乙醇生產(chǎn)實(shí)踐。水具有很高的沸點(diǎn)、熱容量和汽化熱量。由于這些特性，需要大量的能量來將水加熱到足以使水汽化的溫度然后進(jìn)行汽化。所公開的低能量設(shè)施設(shè)計(jì)成使用溶劑將水從濕固體洗滌或提取，所述溶劑具有低的汽化熱量、熱容量、以及沸點(diǎn)，或這三個(gè)特性的某種組合。一旦一些水已經(jīng)從濕固體提取出來，使用少量的能量對(duì)現(xiàn)在包括一定量溶劑的濕固體進(jìn)行干燥。由于在乙醇廠中乙醇的可用性，因此乙醇是在本發(fā)明的洗滌或水提取過程中可用的特別相關(guān)的溶齊U。乙醇已知具有0.58Btu/Ib_F的熱容量，其大約為水熱容量的一半。乙醇的沸點(diǎn)為約173度華氏，而相對(duì)的水的沸點(diǎn)為約212華氏度。最后，乙醇的汽化熱量為約362Btu/Ib，而相對(duì)的水的汽化熱量為約980Btu/Ib。
[0058]為了有效地實(shí)現(xiàn)該洗滌/溶劑交換，而不是將所述發(fā)酵產(chǎn)物輸送到蒸餾系統(tǒng)，首先利用螺旋壓榨機(jī)、離心機(jī)、或膜(統(tǒng)稱為脫液系統(tǒng)328)脫液。其將啤酒的水和乙醇部分離出來，水和乙醇部分被輸送到蒸餾系統(tǒng)330，并且留下固體組分。乙醇在濕固體中的濃度由發(fā)酵過程確定，但通常在11%和20%之間，盡管低于該范圍和高于該范圍的濃度量與本申請(qǐng)中所公開的實(shí)施例相容。從發(fā)酵啤酒中分離出來的濕固體的通常乙醇濃度的該范圍相比于濕固體中的水濃度相對(duì)較低。從發(fā)酵啤酒分離的濕固體具有相對(duì)較高的水含量和相對(duì)較低的乙醇含量。
[0059]然后將固體提供給一個(gè)或多個(gè)溶劑交換循環(huán)338，其中固體經(jīng)受稀釋階段334緊接著是脫液階段336。應(yīng)該指出的是固體實(shí)際稀釋不是必需的。固體可具有洗滌通過其的液體體積，在固體中的液體濃度在整個(gè)洗滌過程中不變。來自該溶劑交換的固體342被提供給干燥器334以生成玉米粉346。溶劑交換用具有更低汽化熱量的溶劑(通常是乙醇)取代了固體中的殘留水。因此，與標(biāo)準(zhǔn)工廠中使用的干燥器相比，干燥器可在低得多的溫度下操作。在一些實(shí)施例中，干燥器344在等于或低于約150 °?的溫度下操作。
[0060]返回到溶劑交換循環(huán)338，從任一脫液階段336去除的液體340可再循環(huán)至之前的任何稀釋階段334，或可被輸送到蒸餾系統(tǒng)330以便回收乙醇332。通過僅僅將發(fā)酵液體混合物引導(dǎo)到蒸餾系統(tǒng)，蒸餾系統(tǒng)更不容易受到污染，污染主要是由當(dāng)直接蒸餾發(fā)酵啤酒時(shí)所存在的固體導(dǎo)致。由于不容易受到污染，蒸餾系統(tǒng)的復(fù)雜防污染設(shè)備可能是不必要的，從而降低了蒸餾系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。因?yàn)橛烧麴s系統(tǒng)處理的發(fā)酵液體混合物基本上不含固體組分，施加到蒸餾系統(tǒng)的熱能將只需要加熱溶解于或以其它方式存在于發(fā)酵液體混合物中的那些很小的固體。這與必須加熱發(fā)酵啤酒的固體和液體組分兩者的蒸餾系統(tǒng)相比減少了蒸餾系統(tǒng)的熱能需求。
[0061]在一些具體的實(shí)施例中，執(zhí)行稀釋和脫液的僅僅一個(gè)循環(huán)。在替代性的實(shí)施例中，可期望進(jìn)行多次稀釋和脫液步驟以便以盡可能經(jīng)濟(jì)的用乙醇(或其它溶劑)取代固體中的盡可能多的水。在這些多個(gè)溶劑交換循環(huán)中，來自后一階段的液體可作為逆流方法中的適于前一循環(huán)的稀釋液體再循環(huán)以便更有效地用溶劑取代水。
[0062]此外，在一些實(shí)施例中，希望在溶劑交換之前去除一些蛋白質(zhì)部分。在這些實(shí)施例中，在第一稀釋過程中，可采用特定的溶劑類型和濃度來溶解所需的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)然后可通過改變濃度或溫度來從溶劑回收。在玉米中可去除的這樣一種蛋白質(zhì)是玉米蛋白。雖然玉米蛋白是一種蛋白質(zhì)，但是許多動(dòng)物不易將其消化，而所生成的玉米粉可得益于將玉米蛋白去除。此外，玉米蛋白具有許多工業(yè)和人類消費(fèi)的最終用途，這也使其客觀地成為有價(jià)值的副產(chǎn)物。
[0063]玉米蛋白在特定溫度和濃度的乙醇和水的溶液中是可溶的，如本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的那樣。通過控制溶劑乙醇的濃度、溫度、添加劑和滯留時(shí)間，特定的蛋白質(zhì)部分和濃度可在全溶劑交換之前去除。因此，最終生成的玉米粉可具有由上游蛋白質(zhì)提取物特制的蛋白質(zhì)組態(tài)和組合物組成。
[0064]圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的示出用于在低能量冷煮乙醇生產(chǎn)設(shè)施中生成乙醇和副產(chǎn)物的特定步驟的示例性示意性的流程圖框圖。該系統(tǒng)示出了處于懸浮液404中的發(fā)酵產(chǎn)物402，其經(jīng)受第一脫液分離406。液體混合物408可被供應(yīng)給蒸餾系統(tǒng)以便回收乙醇。剩下的濕固體410包括低濃度的乙醇。在另一分離418之前，乙醇洗滌液412可添加到固體洗滌階段414中且基本上混合/洗滌416。該分離的液體428可被提供給蒸餾系統(tǒng)430。所得到的濕固體420可被輸送到蒸發(fā)器422，或可經(jīng)受一系列附加的洗滌階段。來自進(jìn)行干燥固體的乙醇蒸汽424被收集并再循環(huán)至洗滌，或供應(yīng)給蒸餾系統(tǒng)。從該過程生成玉米粉426。另外也同樣生成標(biāo)準(zhǔn)酒精度為190(190prOOf)的乙醇432和餾出物434。
[0065]圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的示出用于在低能量冷煮乙醇生產(chǎn)設(shè)施中生成乙醇和副產(chǎn)物的步驟的第二示例性示意性的流程圖框圖。在該系統(tǒng)中發(fā)生類似的過程。在研磨機(jī)502處玉米被研磨(或分級(jí)以及將胚乳研磨)，并在處理系統(tǒng)504中用酶來處理以便生成糖。漿液在發(fā)酵系統(tǒng)506中發(fā)酵，以及啤酒產(chǎn)物在分離器508中被分離成固體和液體。液體進(jìn)入蒸餾系統(tǒng)510以及干燥系統(tǒng)512以便生成純乙醇。
[0066]將固體提供給第一洗滌階段514，在該洗滌階段514來自下一階段的洗滌液體作為洗滌液體循環(huán)返回?？商峁┝硗獾囊掖家员愀鶕?jù)需要分離出蛋白質(zhì)，像玉米蛋白。將稀釋的固體分離出來，并且液體被輸送到蒸餾系統(tǒng)510。固體然后行進(jìn)到第二洗滌階段516。以逆流方式接收來自前一階段的適于第二洗滌階段516的洗滌液體。在該階段末分離出的液體被提供返回到第一初始的洗滌/蛋白質(zhì)提取步驟。
[0067]然后固體可在一個(gè)或多個(gè)洗滌階段518處經(jīng)過任何次數(shù)的附加洗滌。每一階段從緊接其后的階段接收洗滌液體。然后固體輸入到倒數(shù)第二階段(階段N-1) 520。該階段從最終階段(階段N) 520接收洗滌流體。任何階段也可具有添加到洗滌階段的附加乙醇。最后階段520被供以高濃度的乙醇洗滌液以便確?；旧纤械乃畯墓腆w中去除。然后將固體提供給蒸發(fā)器/干燥器以便生成玉米粉。如果使用大量的乙醇洗滌階段，所得到的濕固體的組合物具有的乙醇濃度將接近于在初始乙醇洗滌中被供應(yīng)到最終乙醇洗滌階段(階段N)的乙醇濃度。任何數(shù)目的乙醇洗滌循環(huán)可作為階段η被插入。乙醇和水的任何濃度可用作階段η中的乙醇洗滌液。
[0068]在采用大量乙醇洗滌階段的一個(gè)方案中，將需要在最終的洗滌階段添加最小量的新乙醇洗滌液，以便產(chǎn)生具有所需乙醇濃度的所得到的濕固體。通過使用少量的乙醇洗滌液，只有來自初始乙醇洗滌循環(huán)(階段I)的脫液階段的少量流體將需要蒸餾，從而降低由蒸餾階段所用的能量。來自脫液階段的流體的蒸餾是在常規(guī)的乙醇方案中不存在的能量要求，并且希望該能量需求最小化。
[0069]圖6是從概念上示出取決于乙醇在固體中的濃度用于干燥濕固體所需能量的圖表。通過增加濕固體中的乙醇濃度(如在水平軸線604上所示)，用于干燥固體所需能量的量(如在垂直軸線602上所示)降低(示為繪圖線608)。通常而言，通過發(fā)酵所生成的固體具有約10-20%的乙醇濃度(如606處所示)。
[0070]水與乙醇的共沸點(diǎn)表示在圖表上(在610處)。為了在濕固體中獲得等于或高于水和乙醇共沸點(diǎn)的乙醇濃度，在洗滌循環(huán)中必須使用在等于或高于水和乙醇共沸點(diǎn)的比值下的乙醇濃度。因?yàn)樯a(chǎn)或獲得無水乙醇(標(biāo)準(zhǔn)酒精度為200，或100% )或基本上無水的乙醇是昂貴的，因此希望在乙醇洗滌循環(huán)中最小化其用量。
[0071 ] 為了在濕固體中獲得等于或高于水與乙醇共沸點(diǎn)的乙醇濃度，可將少量基本無水乙醇用作含有液體剛好低于共沸點(diǎn)濃度的濕固體的稀釋劑。在乙醇工廠中，適于剛好低于共沸濃度的乙醇的一種來源是在來自蒸餾系統(tǒng)的使用乙醇的輸出處，濕固體將包含水和乙醇的濃度不高于剛好低于共沸點(diǎn)的值的液體組分。在該點(diǎn)處可使用少量的基本無水乙醇執(zhí)行最終的洗滌循環(huán)。從該最終的洗滌循環(huán)所得到的濕固體則包含水和乙醇的濃度等于或高于共沸點(diǎn)的液態(tài)組分。
[0072]II1.利用過濾帶進(jìn)行溶劑交換
[0073]圖7Α至圖7Ε示出過濾帶在沿著所述帶不同位置處的橫截面視圖。雖然可采用任何常規(guī)的過濾帶技術(shù)，但是如圖7Α中所示的過濾帶702可具有實(shí)質(zhì)上穿孔或多孔的結(jié)構(gòu)，這樣放置于過濾帶702上的材料的液體組分可抽吸通過帶，剩下放置于過濾帶702上的材料的固體組分。在圖7B中，示出發(fā)酵啤酒和固體704裝載到過濾帶702上。過濾帶下方的真空通過過濾帶從發(fā)酵啤酒和固體吸取母液706(液體組分)，剩下濕固體708，如圖7C中所示。圖7D示出了如利用過濾帶所執(zhí)行的乙醇洗滌循環(huán)，包括下述步驟，用乙醇洗滌液712稀釋濕固體708以便形成混合物的步驟，并使用真空來脫水的步驟，以便生成所得到的濕固體，其具有的乙醇濃度高于初始濕固體的乙醇濃度。
[0074]示出通過過濾帶上方的噴嘴710將乙醇洗滌液712施加到濕固體上。雖然示出了噴嘴710，但是也可以采用其它手段將乙醇洗滌液712施加到濕固體708上。抽吸通過帶702的混合物的液體組分714被收集且可在另一乙醇洗滌循環(huán)中用作乙醇洗滌液710。
[0075]圖7E示出使用過濾帶執(zhí)行的汽化階段，在該階段中加熱的氣體716被施加到過濾帶上方的材料。過濾帶下方的真空將所述加熱氣體716抽吸通過過濾帶上方的材料?？墒占掖颊羝?18且進(jìn)一步處理以便回收存在于乙醇蒸汽718中的任何乙醇或其它所需組分，乙醇蒸汽718包括由加熱氣體當(dāng)其抽吸通過過濾帶上方的材料時(shí)所收集的液體。
[0076]圖8示出執(zhí)行逆流洗滌的過濾帶的等距示意圖。發(fā)酵啤酒和固體704裝載于過濾帶702上，如首先在圖7B中所示。在作為玉米粉812從過濾帶702的相對(duì)端輸出之前，發(fā)酵啤酒和固體704行進(jìn)通過初始的脫水階段802、一系列的乙醇洗滌循環(huán)808以及汽化階段810。玉米粉可不完全干燥且可能含有便于材料處理所需的一定水平的水分。在初始的脫水階段802中，首先在圖7B和7C中示出，發(fā)酵啤酒和固體704的母液706通過過濾帶下方的真空抽吸通過過濾帶702。母液706可被蒸餾以便分離乙醇母液706中的乙醇。從母液706蒸餾出的乙醇可用作乙醇洗滌循環(huán)的乙醇洗滌液712。在將發(fā)酵啤酒和固體704的母液706被去除之后，含有一些殘留液體的剩余固體組分被稱為濕固體708。
[0077]在初始脫水階段802之后，濕固體708被輸送到一系列的乙醇洗滌循環(huán)808。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)單獨(dú)的洗滌循環(huán)804使用來自下一階段的液體組分714作為乙醇洗滌液712。初始乙醇洗滌液806在下游的乙醇洗滌循環(huán)804處剛好在汽化階段之前施加到濕固體708。該初始乙醇洗滌液806施加到濕固體708以便形成混合物。該混合物的液體組分714通過過濾帶下方的真空抽吸通過過濾帶702并隨后被收集。在一些實(shí)施例中，所述液體組分714用作上游乙醇洗滌階段804的乙醇洗滌液712。將來自下游乙醇洗滌階段804的液體組分714用作上游乙醇洗滌階段804的乙醇洗滌液712被稱為逆流洗滌，因?yàn)檫^濾帶上的濕固體的流動(dòng)方向與用作乙醇洗滌液的液體流動(dòng)方向相反。
[0078]圖9是適于生產(chǎn)乙醇過程的過濾帶實(shí)施方案的示意性側(cè)視圖。在該視圖中，發(fā)酵的啤酒和固體704示出被放置于過濾帶702上。發(fā)酵的啤酒和固體沿著過濾帶流動(dòng)，經(jīng)受初始的脫水階段802、一系列的乙醇洗滌循環(huán)808、以及汽化階段810。在過濾帶702的端部處，收集玉米粉812。在一些實(shí)施例中，初始的乙醇洗滌液806可包括基本上無水的乙醇(約100%的乙醇)。此外，在一些實(shí)施例中，可將濃度約95%、或標(biāo)準(zhǔn)酒精度為190(由蒸餾系統(tǒng)輸出的乙醇近似濃度)的乙醇用作初始洗滌階段之前的乙醇洗滌液904。圖9示出逆流洗滌過程，這樣下游洗滌循環(huán)804的液體組分714用作適于上游洗滌循環(huán)804的乙醇洗滌液712。來自汽化階段810的液體組分814可被蒸餾以便分離包含于液體814中的乙醇或用作前一階段的洗滌液。初始脫水階段802的母液706可用作初始乙醇洗滌液806或用作初始乙醇洗滌806上游的任何乙醇洗滌液712。
[0079]在乙醇洗滌階段之后，所得到的濕固體包含液體組分，其具有的乙醇濃度高于發(fā)酵啤酒的乙醇濃度。將所得到的濕固體暴露在汽化階段以使得濕固體中的液體汽化，剩下干燥或基本上干燥的固體。在一些實(shí)施例中，為了將從濕固體產(chǎn)生干燥固體所需的能量最小化，濕固體中的乙醇濃度將等于或高于對(duì)于水與乙醇而言的共沸比，其大約為96%的乙醇。在共沸水平下，濕固體中的乙醇會(huì)以基本上與濕固體中殘留液體相同的濃度汽化，剩下干燥的固體，同時(shí)使用最少量的能量來進(jìn)行汽化或干燥。通過低于共沸水平的水和乙醇之t匕，與當(dāng)水和乙醇之比等于或高于共沸水平時(shí)相比，濕固體干燥的效率較低。如果在所得到的固體中期望少量的水，或在所得到的固體中期望低濃度的乙醇，則最終濕固體中的乙醇濃度會(huì)低于對(duì)于水和乙醇而言的共沸比。在汽化階段所回收的蒸汽可被冷凝并如圖5中所述添加到乙醇洗滌液流中。為了從汽化階段進(jìn)行蒸汽的冷凝，可使用熱交換器來從任何可用源回收廢熱并將直接加熱汽化階段。
[0080]在標(biāo)準(zhǔn)的乙醇工廠中，在常規(guī)過程中采用干燥機(jī)以便對(duì)來自于蒸餾酒糟的濕餅進(jìn)行干燥。這將DDG暴露在溫度高到足以汽化DDG中液體的溫度下。為了減少DDG在高溫下的暴露，通常大量的空氣被注入到干燥機(jī)內(nèi)。將DDG暴露于高溫下時(shí)會(huì)降解并改變顏色。通過使用在本申請(qǐng)中所述的低能量干燥過程來限制玉米粉所處的溫度，減少玉米粉在干燥過程中降解的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)榕c在常規(guī)過程中用于干燥DDG所需的溫度相比，濕固體可在低得多的溫度下干燥，因此不需要使用大量的空氣來協(xié)助干燥過程。
[0081]在常規(guī)過程中，從干燥機(jī)排出的蒸汽含有非常低濃度的液體，因此使用大量的空氣。因?yàn)樵诘湍芰扛稍镉衩追鄣倪^程中使用更少量的空氣，所得到的蒸汽中的液體濃度是較高的。在適于低能量干燥的過程中，來自干燥機(jī)的水蒸汽可被冷凝并再次利用。由于在工廠中可以再次使用乙醇-水蒸汽，消除用于將蒸汽釋放到環(huán)境內(nèi)的需要，從而潛在地減少工廠的排放量。因?yàn)樵诟稍镞^程中使用的水進(jìn)行再循環(huán)，初始注入到發(fā)酵過程中的所有水被送回蒸餾系統(tǒng)，在蒸餾系統(tǒng)內(nèi)其可被捕集并再次使用。這顯著降低了工廠執(zhí)行本低能量過程的整體用水需求。
[0082]IV.玉米粉組合物
[0083]如上所公開的那樣，玉米粉利用低溫過程生成。玉米粉產(chǎn)品未被煮到將淀粉轉(zhuǎn)化成糖且不通過蒸餾系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，適于玉米粉的最終干燥步驟不超過180° F，且在一些實(shí)施例中不超過150° F。在玉米粉產(chǎn)品上執(zhí)行的徹底的測(cè)試發(fā)現(xiàn)只要發(fā)酵固體不遇到高于150° F的溫度，它們的組合物就沒有不利的變化(在蛋白質(zhì)組態(tài)、顏色和化學(xué)性能方面)。隨著溫度升高，組合物開始發(fā)生變化。溫度越高發(fā)生的變化越大。
[0084]表I中示出基于干重的原玉米粉的組成分布。在這樣試樣中，粗蛋白質(zhì)水平的范圍為31.9-39.0%，脂肪范圍為0.8-3%，灰分范圍為0.9-2.5%，洗滌劑纖維的范圍為32-48%，以及總淀粉范圍為10-15%。
[0085]所述組合物可隨著輸送進(jìn)入的玉米以及處理特性而變化。該組合物通過洗滌或更長(zhǎng)的發(fā)酵時(shí)間可被改變以便將淀粉去除到少于I %的淀粉，其產(chǎn)生如表2中所示的組合物。在這些“脫淀粉”的試樣中，粗蛋白質(zhì)的范圍為31.6-44.8 %，脂肪的范圍為0.9-3 %，灰分的范圍為1.2-2.7%，洗滌劑纖維的范圍為32.2-49.7%，以及總淀粉少于1%。
[0086]水分被加至干燥的玉米粉產(chǎn)品并且可變化。通常而言，水的添加量可根據(jù)流動(dòng)能力特性、最終用途以及定貨規(guī)格的需要從1%變化至12%。
[0087]如前面所指出的那樣，玉米粉產(chǎn)品可通過控制上游去除的蛋白質(zhì)的量和在初始洗滌步驟下去除的細(xì)粒材料的量來改變。通過控制蛋白質(zhì)提取可生成的一種示例性產(chǎn)品的獨(dú)特理想范圍可在表3中看出。在這些蛋白質(zhì)提取的試樣中，粗蛋白質(zhì)的范圍為33.4-44.0%，脂肪的范圍為0.0-3%，灰分的范圍為0-2.7%，洗滌劑纖維的范圍為32-50%，以及總淀粉的范圍為0-15%。
[0088]如本申請(qǐng)(包括附圖和實(shí)施例)中所公開和所述的實(shí)施例意旨是示例性的和解釋性的。所公開實(shí)施例(例如所采用(或?qū)⒁捎?的設(shè)備和方法以及組合物以及所使用(或?qū)⒁褂?的組合物)的變型和變化是可能的；所有的這種變型和變化意旨處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種組合物，其包括自谷物到乙醇發(fā)酵過程的啤酒產(chǎn)物的濕固體部分所衍生的產(chǎn)物，其中所述產(chǎn)物包括熱損害最小化的蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)的量在基于干重的產(chǎn)物的從約31%至約45%的范圍內(nèi)，其中所述熱損害最小化的蛋白質(zhì)是未暴露于超過約180° F溫度的蛋白質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物是玉米粉組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于，所述熱損害最小化的蛋白質(zhì)是玉米蛋白。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述產(chǎn)物還包括基于干重的最高約3%的脂肪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述熱損害最小化的蛋白質(zhì)是未暴露于超過約150° F的溫度的蛋白質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述蛋白質(zhì)是熱損害最小化的大豆蛋白。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述蛋白質(zhì)包括自玉米胚乳衍生的蛋白質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述產(chǎn)物還包括量在基于干重的從約32%至約50%范圍的中性洗滌劑纖維。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述產(chǎn)物還包括量在基于干重的從約0.8%至約3%范圍的脂肪。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述產(chǎn)物還包括量在基于干重的最高約15%的淀粉。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述產(chǎn)物還包括量在基于干重的從約10%至約15%范圍的淀粉。
12.—種方法,其包括: a.用溶劑來交換在從谷物到乙醇發(fā)酵啤酒所衍生的濕固體產(chǎn)物中的至少一部分水，所述溶劑具有比水低的汽化熱、比水低的熱容量或比水低的沸點(diǎn)中的至少一個(gè)；以及 b.在約180°F或更低的溫度下干燥該濕固體以便生成產(chǎn)物，所述產(chǎn)物包括量在基于干重的產(chǎn)物的從約31 %至約45 %的范圍內(nèi)的熱損害最小化的蛋白質(zhì)，其中所述熱損害最小化的蛋白質(zhì)是未暴露于超過約180° F溫度的蛋白質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述谷物是玉米，以及所述過程還包括生產(chǎn)玉米粉產(chǎn)品。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括: a.分級(jí)玉米顆粒以便基本上分離出胚乳； b.在約180°F或更低的溫度下將所述胚乳中的淀粉的至少一部分轉(zhuǎn)化成糖； c.發(fā)酵所述糖以便生成啤酒；以及 d.從所述啤酒獲得濕固體部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括在溶劑交換之前從所述濕固體提取蛋白質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括將淀粉從濕固體去除。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在約150°F或更低的溫度下將所述淀粉轉(zhuǎn)化成糖并對(duì)所述固體進(jìn)行干燥。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述溶劑是乙醇。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述溶劑是乙醇水溶液。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述溶劑是約95%的乙醇水溶液。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，選擇所述溶劑以在濕固體產(chǎn)物中產(chǎn)生等于或高于水和乙醇的共沸點(diǎn)的乙醇濃度。
【文檔編號(hào)】A23J1/12GK104244729SQ201380010707
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月22日
【發(fā)明者】史蒂文·G·雷德福 申請(qǐng)人:波伊特研究股份有限公司