本发明一般性涉及加工谷物等以制备粉碎的谷物产品，例如面粉， 并具体涉及谷物的非撞击加工，例如通过对其进行共振粉碎。

　　从有记录的历史之前，就已经知道将谷物加工成相对细粒径。用 于将多种谷物加工成细粒或粉末的装置已经从石器发展至现代的辊磨 机、针磨机等，许多先前体系的共同点是先前研磨方法的撞击性质。 该撞击加工中，对于某些谷物通常具有相对高破坏淀粉值。大部分的 现有技术情况中，全谷物，特别是推荐于膳食时，得到的粉末特征为 存在大片麸皮，因此制备的粉末不适用于现代化烘烤实践的期望。根 据先有技术方法加工的全麦粉缺乏可接受的均匀外观，并在正常储藏 条件下变酸败，并且受到以面粉为食的昆虫等的侵害。谷物以前加工

　　至粒径十微米级，该粒径通常为称为超细面粉。美国专利6,083，547公 开了使用锤磨机制备平均粒径大约36微米的面粉，随后在针磨机中加 工，以获得更细粒径。美国专利5，433，966中公开了储藏期限延长的面 粉，在热载体气体中处理面粉，使面粉干燥至含水量小于7重量％。 美国专利5,352，473还公开了面粉的热处理，以降低得到的面粉含水量。 美国专利5，523,109中公开了全燕麦面粉的制备。美国专利5，789，012尤 其公开了从多种天然源制备面粉。通过从其胚乳和胚芽部分除去麦粒 的至少部分麸皮层，随后通过在辊磨机中研磨以制备相对细状态的面 粉，来加工小麦，制备白色面粉，这公开于美国专利5,114，079和 5，192，028中。美国专利5,194，287; 5,089，282和5，104，671公开了小麦磨 粒(pearling)，以除去麸皮和胚芽的外层，随后在碾磨机中研磨。美 国专利5，063，078中，公开了具有高度可溶的膳食纤维含量的面粉，加 工包括在针磨机中研磨至粒径为30 60微米。美国专利5，137，133公开

　　了烹调和加热微粒化谷物，以形成相对大的粒度，但是其被认为是已 经微粒化。

　　开云 开云体育APP

　　开云 开云体育APP

　　先有技术没有打算通过根据本发明优选实施方式令所述材料进行 共振粉碎方法加工谷物，无论全部或部分谷物，根据本发明的加工无 需撞击，就将谷物减小成粒径一致和外观均匀的面粉，因此没有撞击 磨碎制备的通常具有高破损淀粉值的破碎。本发明制备的面粉具有增 强的质量，并且抗酸败，并仍保持可接受的烘烤性能，不论是否再水 合。当与通过撞击碾磨过程制备的典型全谷物面粉相比时，根据优选 方法制备的全谷物面粉得以改善。因此根据本发明优选实施方式加工 的全部或部分谷物构成本领域的显著进步。

　　此处公开的本发明包括减小谷物和此处公开的类似材料成大约传 统面粉的粒径级别以及本领域预先未知特征的面粉的粒径的方法。根 据本发明优选实施方式制备的面粉等表现出高质量和改善的储藏寿 命。本发明的加工在本发明某些实施方式中还允许分离麸皮、胚芽和 胚乳。根据本发明实施方式可以制备具有此处注明特征的全谷物面粉， 包括白面粉。本发明方法优选包括对谷物等进行交替增加和降低压力， 其可以包括冲击波，具有高速流的突然方向变化，以在其上制备基本 上瞬间的作用力改变，从而沿着天然解理面并沿着其中的物理化学边 界减小这样加工的材料，使加工的谷物和类似材料粒径降低。优选在 例如上述此处引入作为参考的美国专利中公开的装置内部实践本发明 方法，该加工基本上以非撞击或低撞击方式进行，具有涉及通过常规 加工破碎谷物等制备面粉的方法所不可能的能量效率。本发明方法中， 将谷物和类似材料减小成颗粒，同时有效避免使用现有装置例如针磨 机等制备的机械破碎，其它有害的影响中，现有装置总是制备淀粉破

　　本发明优选实施方式中，将谷物和类似材料送入共振粉碎磨机的 入口，例如在此引入作为参考的某些美国专利中公开的共振粉碎磨机，

　　谷物立即夹带在通过多个转子以作为示范性转速范围的大约2500 5000 rpm速度运动而制备的气体流中。对谷物进行交替压力增加和降 低，导致谷物绕所述转子的外缘交替向外和向内流动，并通过位于多 个转子的相邻对之间的板中形成的孔，每个孔板从体包含转子和孔板 的壳体内壁向内延伸至中央口，以在安装转子用于转动的轴周围提供 孔。随着料流过每个孔口，并在每个孔板下面空间展开，作用于谷物 的压力交替地增加并降低。随着转子上叶轮经过壳体内部包含的静态 结构，料流中出现加压和减压。加压和减压的幅度和持续时间可以不 同。磨机内部的材料流基本上没有谷物高角度撞击磨机结构部分。

　　在合适的非撞击或低撞击磨机中使用的转子可以有角度地相互偏 离，使得加压和减压不同步。

　　根据壳体内部布置的转子数、转子上顶点数和静态交错元件数以 及磨机的其它结构特性，可以制定不同频率发生的一系列加压和减压。 可以调整压力变化频率，以针对特定谷物或类似材料的特性共振，以 更有效地加工特定谷物。

　　根据本发明加工谷物和类似材料，导致谷物通过共振和剪切力粉 碎，基本不撞击机器表面或其它加工颗粒，使得减小粒径加工中，减 小至面粉粒径的材料没有压碎或部分破坏。在制备清洁、天然解理产 物形式的本物质组合物中，现有方法的实践中花费的能量少得多。根 据本发明制备的面粉的抗酸败性看起来是由于天然抗氧化剂的可能分 布和整合，以及由于谷物不用压碎和捣碎而从里到外粉碎制备的天然 酶降解减少。这样注意到的优点看起来是因为保持脂类为谷物本身中 存在形式而制备的。根据本发明方法制备具有相对窄的粒径分布曲线

　　的面粉。用于本发明实践并且如在此引入作为参考的专利中公开的共 振粉碎磨机，表现出超过传统的机械研磨或撞击粉碎装置的多个优点。 此处所述磨机可以在不同的速度下和在此处描述的宽广的不同频率下 操作。

　　本发明进一步考虑了在通过进行共振粉碎加工形成面粉期间或之 后，混合添加剂与面粉，以均匀地在面粉内部分布这样的添加剂，这 样的添加剂包括焦磷酸铁、磷酸亚铁等，并且其可以通过单次经过共 振粉碎磨机完全混合和形成。根据本发明加工得到的面粉抗结块，并 且在其中加工材料相对不溶或基本上不溶于水的情况下更加可生物利 用。

　　因此，本发明目的是加工谷物等，通过进行非撞击加工例如共振 粉碎加工，以粉碎谷物，制备包括全麦面粉和白面粉的面粉等。

　　本发明的另一个目的是从谷物和类似材料制备面粉等，该面粉抗 结块和腐败，并表现出低淀粉破损，同时特征为有利于烘烤和其它应 用。

　　本发明另一个目的是通过基本上非撞击加工来加工谷物和类似材 料，相对于现有的面粉制备工艺具有有利的能量消耗。

　　考虑下面的优选实施方案的具体描述，本发明的其它目的和优点 变得更加明显。

　　根据本发明加工而制备本发明特有的物质组合物的材料，通常被 分类为谷物，但是包括任何材料，其在减小粒径减小至大约通常与面 粉等有关的粒度时，能够在烘烤和其它本领域已知的面粉应用中用作

　　面粉。作为实例，此处提供谷物定义中明确包括根据1999年5月出版的United States Standards for Wheat的小麦，包括硬粒小麦、硬质赤色春小 麦、硬质赤色冬小麦、软粒红冬小麦、硬质白小麦、柔性白小麦、未 归类的小麦和混合小麦，及其混合物，并且使用术语谷物时，包括此 处提供的公开内容。此处谷物定义中进一步包括特级小麦和调合小麦。

　　此处考虑谷物的定义进一步指例如得自豆类的种子，包括更通常 用作动物饲料的种子例如谷物高粱或买罗高梁，至少某些根据本发明 制备的可用作动物饲料的产物。大麦、玉米、燕麦、稻米、黑麦和其 它植物性物质例如马铃薯等和能够减小成面粉等的都包括在此处谷物 的定义内，无论首先脱水或水合。此处定义的面粉包括粗粒麦粉和谷 粉以及通过减小此处定义的谷物粒径得到的类似产物，无论这样的粒 径是整休还是部分粒度相应于传统面粉的典型粒径。食用种子和由果 皮包围的特定种子以及其中种子包括胚芽、胚乳和种皮，包括在本谷 物定义内。公开于美国专利5,789，012 (其中公开内容此处引入作为参 考)的那些材料也包括在此处使用的谷物定义中，这样的材料包括白 薯、木薯、食用块根、热带山药、藕、慈菇、睡菜、籽粒苋(amarantha)、 牧豆树豆，等等，包括种子，淀粉果实包括马铃薯、竹芋粉、荸荠、 甜菜、豆薯、荞麦、豆类、小米、买罗高梁、画眉草、棉籽、亚麻、 黄豆、面包果、南瓜、笋瓜、白色南瓜、车前草、香蕉和木菠萝，以 及更通常被称为谷物的更通常的植物物质，包括大麦、燕麦、玉米、 稻米等。

　　例如在共振粉碎磨机内，对上述定义的谷物作为整个材料或至少 部分破碎的材料进行共振粉碎加工，以减小所述谷物至减小尺寸的粒 径，例如大约通常与此处定义的面粉等有关的粒径。根据本发明，通 过施加破坏性物理共振、冲击波和涡旋制备的剪切力，对谷物进行共 振和剪切，以在复合的多相材料例如此处定义的谷物中，有选择地分 离并破碎颗粒。传统的碾磨方法的操作只是压碎并可能微粒化小麦等， 对小麦等，包括此处定义的谷物中存在的淀粉、蛋白质等制备破坏， 并具有比较高的能量消耗。本发明的碾磨渐增地增加磨机内制备的冲

　　击波的幅度以及阶段力，以增强加工效率，同时最小化转移至磨机结 构部分和加工材料的能量。根据本发明破碎谷物，在本方法实践的范 围内，而不是按照研磨方法通过撞击粉碎。开云体育 开云平台因而谷物沿着最容易分离 的内部面分开，这些谷物中最有利的平面是谷物的部分之间的边界， 例如胚芽和胚乳，作为此处定义的至少某些谷物的例子。

　　种子以及例如适用于制备不一定用作人和/或动物消耗的饲料的 粗粉的等等，也可以根据本发明加工，制备例如此处提到效益。本术 语标准含义内的粗粉也可以根据本发明制备，并且包括在此处提出的 面粉定义内。

　　根据实践本发明的优选方法，将谷物送入共振粉碎磨机，例如此 处引入的至少某些美国专利中公开的共振粉碎磨机，以减小谷物至大 约平均粒径小于100微米分布的粒径，并且优选小于50微米。在空气、 蒸汽或其它气体中的加工，开云 开云体育平台可以优选以2000 5000 rpms的转速作为示 范性转速进行。根据本发明，通过作用于谷物的压力增加和降低变化 制备的脉冲，可以制备共振。包含谷物的高速流中，剪切力和重力起 减小粒径作用，所有这样的尺寸减小机制的发生基本上没有颗粒间的 撞击，并且没有颗粒和用于制备作用于颗粒的共振或对颗粒制备其它 影响的装置表面之间的撞击。电感器、换能器和例如至少某些此处引 入作为参考的专利中公开的共振粉碎磨机中引发材料中的共振，以减 小粒径，而没有作用于颗粒的撞击。可以使用非消除的谐振促进共振 加工，并且夹带流内速度可以根据本发明加工的定义改变。根据本发 明可以在垂直取向或水平取向的磨机中进行共振加工。所述磨机内可 以制备驻波，以促进非撞击减小粒径。

　　开云 开云体育APP

　　本发明包括通过对所述谷物进行共振加工，无论是否在装置内， 例如此处引入作为参考的至少某些美国专利中公开的共振粉碎磨机 中，从整体或部分谷物制备有用的面粉等的方法。本发明进一步包括 用这样的加工制备的物质组合物，包括通过非撞击加工和共振分解加

　　工制备的面粉，以及使用这样的面粉制备的面团和熟食品。本发明物 质组合物包括但是不局限于根据本发明加工谷物得到的粒径和含水量 同时抗腐坏的面粉。根据本发明制备的面粉包括但是不局限于全谷物 面粉和从本文定义的谷物的整体制备的面粉。此处公开的本发明进一 步包括但是不局限于制备具有微米级范围粒径并且抗结块的面粉的方 法，根据本发明这样的面粉可与添加剂例如焦磷酸铁、磷酸亚铁、镁 化合物例如氯化镁等混合，通过可以包括面粉制备和相呼应的添加剂 混合的一步方法，所述添加剂和面粉混合物基本上完全混合，没有结 块。该混合方法中，通过共振或其它非撞击方法同时降低该混合物各 种成分的粒径，可以将用于制备面粉的谷物和添加剂的粒径降低至相 同程度或不同程度。本发明方法看起来在制备的面粉和根据本发明制 备的类似物质组合物中，降低了细菌含量，该组合物通常降低含水量 并且抗腐坏。根据本发明从整个谷物、特别是小麦谷物中，可以进一 步制备白面粉。本发明方法可以进一步作用于从这样构造的谷物、特 别是小麦谷物中，将麸皮与胚芽和胚乳分离，从而制备其中谷物麸皮 与谷物胚芽和胚乳分离并且可以分离的本发明物质组合物。本发明进 一步涉及再水化根据本发明加工的谷物。根据本发明制备的物质组合 物包括但是不局限于具有微米尺寸范围的小粒径面粉，并且其表现出 制备摩擦电性质，制备物质组合物内的力，致使粒子保持至少部分不 凝集。相对于传统的面粉等，本发明制备的物质组合物表现出相对均 匀的粒径，并且其表现出低破损淀粉值。可用于实践本发明几种实施 方式的谷物可以是调合或未调和好的。根据本发明制备的面粉粒径可 以至少部分小于微米尺寸，并可以具有小于l微米的平均粒径。

　　根据本发明制备的面粉具有均匀外观，并表现出不同于典型全谷 物面粉的结构。考虑到整个粒径分布范围内谷物沿着天然面裂解，用 本方法通过保存核芯粒子的天然包装，根据本发明减轻了撞击制备的 面粉的酸败趋势。由于制备相信是由于也未破坏蛋白质的质量改进， 本加工进一步对控制氧化起作用。根据本发明制备的面粉含水量低于5%，该水分含量有助于如此制 备的面粉的稳定性。现有技术中，水分含量减小到大约5%或更少的面 粉，例如通过加热驱除水分，难以再水化，因为加入水时该面粉中淀 粉胶化。这样的现有技术面粉通过例如用碾磨机、针磨机和导致材料 和加工结构之间撞击的装置加工而制备。因为本发明面粉没有经过任 何实质的撞击方式，因此当向其加入水时，面粉颗粒没有胶化，即使

　　在如此处公开的共振粉碎磨机中，以4000 rpm然后以4500 rpm加工 未调和好的小麦，可以制备初级粒径分布D50的全麦面粉，进一步加工 可以更加减小尺寸。制备的面粉缺乏大麸皮粒，并且保持稳定，从初 始小麦谷物加工一年后没有腐坏迹象。面粉的感官质量是优异的，并 且用不论水合到水分含量8 15%的面粉烘烤是可接受的。面粉的营养

　　水平与用于制备面粉的小麦谷物的养分含量相同，不需浓縮。制备全 麦面粉所需的能量消耗相对于传统制备全麦面粉的消耗降低。

　　具有大约16%水分含量并且在此处公开的共振粉碎磨机中加工的 调合小麦制备接近白色的面粉，具有低灰含量和优越的烘烤性质。该 面粉的破损淀粉值低于商业磨碎的面粉所出现的值。该共振粉碎磨机 以4500 rpm顺时针方向运行，筛分并再加工纯化部分以制备真正的全麦 面粉。

　　根据本发明制备的特别稳定并具有足以超长时间抗腐坏的低水分 含量的面粉可以再水化，以在用该面粉制备的烘烤产品中提供改善感 官和外观特征。该面粉用作烘烤材料之前可以用水雾化。此外，可以 使用100%海绵烘烤步骤。

　　根据本发明加工谷物和特别是整个谷物制备面粉颗粒，最初存在 于谷物中涂污在面粉颗粒表面的油类很少或没有。这样的油类包括脂

　　肪酸，其通过撞击加工从谷物内天然位置释放时，开始氧化成乙醛、 醇和过氧化物，从而导致先有技术面粉作为稳定的食品的分解，并损 失感官和营养价值。本发明的加工减少或消除了谷物中固有存在的油 类的任何释放和/或涂污，因此保持抑制氧化。通常通过撞击加工研磨 的全谷物面粉，优选实际上立即用于先有技术，因为腐坏立即开始。 根据本发明制备的全麦谷物是保存稳定的，没有明显的腐坏或营养价 值损失，部分由于谷物中固有存在的油类没有明显氧化。因此根据本 发明制备面粉不仅耐腐坏，并且不会将传统面粉中存在的氧化产物引 入消费者的消化系统。因此，本发明的面粉是更加天然的食物，并且 由于本面粉中相对缺乏氧化产物，对相同消费者无害。此外，通过撞 击方法加工的谷物例如通过破损淀粉等破坏谷物，从而通过淀粉酶等 促进酶促降解。根据本发明加工的面粉中水分含量的减小也趋于中和 淀粉酶和其它酶活性。开云体育 开云平台用本发明提供快速的非撞击加工导致谷物内油 类等保持天然包装或内含物，即这些内含物基本上保持完整，因此没 有扩散或涂抹在面粉颗粒表面，吸附在其上或吸收到颗粒中。在气体 气氛例如氮气和其它己经基本上除去氧气的气氛中，根据本发明的谷 物加工还可以降低氧化。

　　对本发明制备面粉进行酸败测试，包括共振粉碎加工不同时间、 在不同温度储存并包含不同含水量的样品。通过进行4000rpm然后4500 rpm的共振粉碎，加工未调和好的小麦制备的一种样品具有3.7%的含水 量。在室温下储存面粉直至60天，随后测试游离脂肪酸含量，显示游 离脂肪酸水平少量增加，没有损坏包括发霉形式的腐坏。此外如此制 备的面粉耐虫害。

　　根据本发明制备的面粉的粒径分布，对于不同谷物具有在100微米 和更小范围内平均值，通过多次通过此处公开的共振粉碎磨机，这些 平均值可按需降低。根据本发明加工的小麦、稻米、黑麦、黄豆、整 粒玉米等制备微米范围粒径的面粉，含水量降低并且抗腐坏。

　　与本发明制备面粉共混的添加剂包括焦磷酸铁和磷酸亚铁，并且 可以在制备面粉后与面粉共混，或作为谷物和添加剂的混合物加工， 同时降低谷物和添加剂的粒径至所需粒径范围，减小的粒度根据施加 频率而不同。在任一种工艺途径中，制备的面粉混合物的添加剂在整

　　个面粉中浓度一致。美国专利6，808,726的公开内容涉及使用特别是焦 磷酸铁作为食品添加剂，此处引入该专利作为参考。此处引入美国专 利5，114079和5，192,9028的公开内容作为参考。根据本发明制备全麦白 面粉可以通过从小麦谷物的胚芽部分和胚乳部分除去麸皮部分实现， 并可以包含初始调合小麦谷物至总水分含量大约14 17%;通过以低于 制备面粉和颗粒的速度，在共振粉碎磨机中对调合小麦谷物进行共振 加工，从胚乳和胚芽部分破裂麸皮部分，开云 开云体育平台并分选制备的材料，以从胚 乳和胚芽部分分离至少部分麸皮部分。如果不以共振粉碎磨机内需要 粒径范围使用，然后可以加工胚乳和胚芽部分，得到的白色面粉具有 低水分含量并且抗腐坏。

　　本发明的加工可以选择性分化碎裂由复合多相材料形成的颗粒， 无论在空气或不同液体载体中。根据本发明多种实施方式经济制备具 有D50微米粒径的全麦和直线等级小麦粉，得到的面粉腐损坏性和优异 使用性能。

　　此处公开本发明是指在能够以一种方式作用于所述谷物的装置内 加工谷物等，从而撞击谷物和通过所述加工制备的所述谷物颗粒被称 为构成非撞击加工制备。应该理解此处使用术语非撞击加工用在这里 包括一种加工，其中进行撞击所述谷物和所述谷物的颗粒至一个程度， 从而对此处公开的所述谷物和所述谷物的颗粒的损害最小化。

　　因此，应该理解除了此处明确公开的以外，可以实践本发明，而 不背离本发明预定的和附加权利要求提出的范围。

　　1.一种制备面粉的方法，包括对至少一种谷物进行非撞击加工，以将谷物减小至使用这样的颗粒作为面粉相称的尺寸范围内的颗粒的步骤。

　　2. 根据权利要求l的方法，其中对所述谷物进行非撞击加工的步骤包括对谷物进行共振粉碎加工的步骤。

　　3. 根据权利要求2的方法，其中所述谷物是整粒谷物，制备的面 粉是全谷物面粉。

　　4. 根据权利要求2的方法，开云 开云体育平台其中所述谷物是整粒谷物，所述方法 进一步包括在对整粒谷物进行非撞击加工后，分离谷物的麸皮部分， 从而制备基本上全谷物面粉的步骤。

　　5. 根据权利要求2的方法，进一步包括通过对所述谷物和所述添 加剂的组合物进行共振粉碎加工，混合添加剂与所述面粉的步骤。

　　6. 根据权利要求5的方法，其中所述添加剂选自焦磷酸铁、磷酸 亚铁和氯化镁。

　　8. 根据权利要求2的方法，其中所述面粉通过共振粉碎加工形成 后，具有足以耐腐坏的低含水量。

　　9. 根据权利要求8的方法，用于烘烤之前，进一步包括再水化所 述面粉的步骤。

　　11. 根据权利要求2的方法，其中所述面粉相对于用撞击方法制备的传统面粉表现出低细菌水平。

　　12. 根据权利要求2的方法，其中所述谷物选自小麦、大麦、黑麦、 燕麦、稻米和玉米。

　　14. 一种物质组合物，包括由在所述谷物中具有固有油类的谷物 制备的面粉，与用常规方法制备的面粉颗粒相比，所述面粉颗粒在所 述颗粒表面上具有相对低的所述油类量。

　　15. 根据权利要求14的物质组合物，其中所述面粉颗粒包含低水 平的所述油类氧化产物。

　　16. —种感官和营养值基本上与从其形成面粉的一种或多种整粒 谷物的所述值相同的面粉，并且与用常规方法制备的面粉相比，其包 含降低水平的谷物中固有存在的油或油类的氧化产物。

　　17. —种改善生物体健康的方法，包括从一种或多种谷物制备面 粉的步骤，该面粉基本上不含谷物中固有存在的油类的氧化产物；并 将所述面粉作为食品引入生物体的消化系统。

　　18. 根据权利要求17的方法，其中通过对所述谷物进行共振粉碎 加工制备面粉。

　　加工谷物等的方法，和用该方法产生的产物，优选实施方式中本发明对整个谷物或部分谷物进行快速压迫，并且高速液流方向改变以瞬时在其上作用改变力。具有较低淀粉值的降低谷物尺寸粉末损伤产物，此外本方法允许例如在粉碎谷物的期间均匀混合添加剂。本发明加工的谷物抗损坏和凝集。根据本发明可以生产整个谷物粉末和白色粉末。此外可以分离谷物的麸、胚芽和胚乳。开云体育 开云平台

　　发明者R·卡尔·霍斯奈伊, 威廉·E·哈恩, 杰弗里·A·格威尔茨, 查尔斯·A·阿诺德, 詹姆斯·P·耶茨 申请人:脉动波有限公司