185823. lajstromszámú szabadalom • Eljárás sikér és keményítő kinyerésére búzalisztből
1 185 8 23 A találmány tárgya eljárás vizes búzaliszt szuszpenzióban levő búzakeményítő és sikér kinyerésére hidrociklonok segítségével. Ismeretes, hogy a hidrociklon egy sugárirányban szimmetrikus kamrából áll, amelyet itt „örvénykamrá”-nak neveznek, ahol az egész kamra vagy hosszirányban a legnagyobb része kúpos, a szélesebbik végén betápláló nyílás és az ellentétes végén axiális kivezető nyílások vannak. Ha a betápláló nyíláson keresztül folyadékot táplálunk be folyamatosan, a folyadék a kamrában örvényt hoz létre, ahol a szögsebesség a kamra belső felületétől az örvénymag irányában nő és az axiális kivezető nyílásokon keresztül folyamatosan folyadék távozik el à kamrából. Ha a folyadék szilárd részecskéket sodor magával, ezeknek a mozgását az örvénykamrában a centrifugális és centripetális erők szabályozzák, és a részecskék a hidrociklont vagy a kamra szélesebbik végén levő betápláló nyíláson vagy az axiális kivezető nyíláson hagyhatják el a részecskéknek a folyadék sztatikus részében uralkodó ülepedési sebességétől függően. A hidrociklonokat régóta eredményesen használják különböző kompozíciók részecskéinek eltérő ülepedési sebességű részecskefrakciókra való bontására. A hidrociklonokat a keményítőiparban régóla széles körben alkalmazzák keményítőnek kukoricából való kinyerésére. A hidrociklonok ilyen célra történő alkalmazását például a 753 291 számú nagy-britanniai szabadalmi leírásban írták le. A keményítő szuszpenziót a mosóvízzel ellenáramban egymást követő hidrociklon fázisokon viszik keresztül. Minden ilyen fázis több, párhuzamosan működő hidrociklonból áll. Ha a hidrocilonokat így használják, olyan tiszta, sűrű keményítő szuszpenzió nyerhető ki a hidroxiklonok kúpos végén elvezetett (úgynevezett „alul elfolyó”) frakcióként, amely a beadagolt szuszpenzióban levő összes kemyénítő jelentős részét tartalmazza. A hidrociklonoknak búzaliszt szuszpenziófeldolgozására való felhasználását is javasolták már, így például a 4 132 566 számú amerikai egyesült államokbeli és a 2 032 245 számú nagy-britanniai szabadalmi leírásban. Ha búzakeményítő és sikér elválasztására hidrociklonokat használnak, ez azzzal az előnnyel jár, hogy az imsert megoldásokhoz képest a liszt mennyiségére vonatkoztatva sokkal kevesebb vízre van szükség, így a szenynyezett víz elpárologtatásához és a szennyvíz térfogatának elfogadható határok között való tartásához kevesebb energia szükséges. Ezen túlmenően a hidroxiklonokban keletkező nagy nyíró erők előkezelik a síkért, ezzel elősegítik az elválasztását, így még a sima búzalisztből is jó hatásfokkal különítik el a sikért vagy - ami még fontosabb — annak oldhatatlan protein komponensét. Ha azonban az ismert eljárásokban hidrociklonokkal különítik el a búzaliszt szuszpenzióból a búzakeményítőt és a sikért, ennek az eljárásmódnak az a hátránya, hogy az elsődlegesen fontos keményítő kitermelése alancsonyabb, mint ami joggal elvárható lenne. Széleskörű kutatásokat végeztek annak a megállapítására, hogy búzaliszt szuszpenziók esetében mi okozza a hidrociklonok alacsonyabb hatékonyságát és így megoldják ezt a problémát. Felismerték, hogy az egyik lehetséges tényező a búza keményítő komponensének a sajátos részecskeméret eloszlása, A búzakeményítő részecskék eltérő részecskeméret tartományokra, így körülbelül 2- 8 mikronos és körülbelül 12—40 mikronos tartományra oszlanak. A kísérletek azonban azt mutatták, hogy máshol kell keresni a korlátozott elválasztási hatásfok okát vagy fő okát. A találmány alapja az a felismerés, hogy a hidrociklon működését károsan befolyásolja az, ha a hidrociklonba beadagolt anyagáramban rostok és pentozánok vannak. Ez a káros hatás úgy tűnik, hogy annak a hatásnak tualjdonítható, amelyet a rost vagy a pentozánok, külö nősen az utóbbiak a szuszpenziő viszkozitására akkor fejtenek ki, amikor a folyadék örvényben uralkodó nyíró erőknek tesszük ki őket. Ha a hidrociklonban megnő a folyadék viszkozitása, csökken a hidrociklon hatékonysága, mert az örvény magjának közelében csökken a betáplált anyag energiájának a forgás kinetikus energiájává alakuló részaránya, maximális elválasztási hatásfok elérése céljából ennek az utóbbi energiának lehetőleg nagynak kell lennie, különösen nagyon kis részecskék esetében. Az említett káros hatás még súlyosabbá válik, mert ebben az esetben a búzakeményítő üzemeknek csökkenteniük kelj a vízfogyasztást annak érdekében, hogy csökkentsék vagy kiküszöböljék a szennyvizet, a szennyvízelvezetés vagy elpárologtatás költségeit. Minél kevesebb víz halad át a rendszeren, annál magasabb pentozán koncentráció. A találmány szerinti eljárásban hidrociklonokból álló, két szakaszra bontott berendezést használunk különböző elválasztási műveletek megvalósítására és a műveletek között a pentozánok vagy a rostok és pentozánok eltávolítására. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a vizes liszt szuszpenziót egy hidrociklon berendezés első szakaszába tápláljuk be, amely egy keményítőben gazdag alulfolyó frakciót és egy, a sikért és bizonyos mennyiségű keményítőt tartalmazó túlfolyó frakciót szolgáltat; a túlfolyó frakcióból szitilással eltávolítjuk az aggiomerálódott sikért; a szitálás során keletkező, keményítőt tartalmazó részt és a berendezés első szakaszában keletkező, alulfolyó frakciót centrifugáljuk, így a centrifuga felülúszójaként egy pentozántartalmú víz-frakciót választunk el és a centrifuga alulfolyóját a berendezés második szakaszába vezetjük, amelyből alulfolyó frakcióként koncentrált, mosott keményítő frakciót vezetünk el. Ebben az eljárásban az első szakaszt alkotó hidrociklonok csak durva elválasztásra szolgálnak, hogy elkülönítsék a sikért a liszt szuszpenzióból. Ennek a durva elválasztásnak szempontjából a szuszpenióban levő pentozánok hatása viszonylag nem fontos. Ezekben ahidrociklonokban, amelyeket az egyszerűség kedvéért „sikér ciklonokénak nevezhetünk, a sikért nyíró erőknek vetjük aki. amelyeknek hatására a sikér hajlamossá válik arra, hogy nagyobb mennyisében csomók vagy' szálak alakjában aggiomerálódjon. Ezen túlmenően a nyíró erők hatására felszabadul a sikérhez kötött keményítő. Az első hidrociklon szakasz például 2-6, sóiba kapcsolt hidrociklon fokozatból állhat. Előnyös, ha ezeket a hidrociklonokat viszonylag nagy nyomás alatt tápláljuk, hogy a sikér előkezelése céljából nagy nyíró erők keletkezzenek. A sikér hidrociklonokba történő betáplálás előtt a liszt szuszpenziót nyíró erőknek vethetjük alá gyúrással vagy rázással vagy bármilyen más, a búzakeményítő iparban önmagában ismert módon, hogy elősegítsük a hidratácíót és a sikc'r feltáródását. és ezáltal tovább könnyítsük az ezt követő el távolítását. Az agglomerálódott sikért szitákkal (a továbbiakban „sikér sziták”-kal) távolíthatjuk el a siker ciklonok túl2 5 10 15 20 25 30 35 40 43 50 55 eo 65 n
