Mais, in vielen Ländern auch als Mais bekannt, ist eine wichtige Getreidepflanze, die weltweit zur Verwendung in einer Vielzahl von Lebensmitteln und als Viehfutter angebaut wird. Nach der Ernte muss der Mais gemahlen werden, um zu Produkten veredelt zu werden. Die beiden Hauptverfahren der Maismahlung sind Nassmahlen und Trockenmahlen. Nassmahlen wird zur Herstellung von Lebensmittelzutaten und Tierfutter verwendet, während Trockenmahlen hauptsächlich zur Herstellung von Ethanol verwendet wird, einer weit verbreiteten Alkoholverbindung, die als Biokraftstoff verwendet wird.
Ein einzelner Maiskorn besteht aus mehreren nützlichen Komponenten. Der Keim oder der Pflanzenembryo enthält Öl. Der fleischige Teil des Kerns, der den Keim umgibt, das Endosperm genannt wird, enthält Stärke; ein Kohlenhydrat oder Zucker; und Gluten, ein Protein. Bei der industriellen Maisvermahlung geht es darum, diese Bestandteile aus dem Korn zu extrahieren, um daraus verschiedene Produkte herzustellen.
Das Nassmahlen von Mais beginnt mit trockenen Maiskolben, die in Wassertanks mit Milchsäure und Schwefeldioxid durchtränkt werden, um die Körner zu erweichen und die Stärke zu lösen. Nach diesem Schritt wird der Mais gemahlen. Der Keim wird entfernt, indem der gemahlene Mais und Wasser durch einen Abscheider geleitet werden, wodurch der ölige Keim an die Oberfläche schwimmt. Dieser Teil des Kerns kann zur Herstellung von Maisöl verwendet werden; Lebensmittel; und Keimmehl, ein Viehfutter.
Nachdem der Keim entfernt wurde, wird die Faser, die auch in Tierfutter verwendet wird, von der restlichen Stärke und dem Gluten abgesiebt. Zentrifugen spinnen die Stärke und das Gluten mit hoher Geschwindigkeit, wodurch sie sich nach Dichte trennen. Das Gluten wird Ballaststoffen zur Verwendung in Futtermitteln zugesetzt, und die Stärke wird in menschlicher Nahrung, Textilien, Papier und vielen anderen Anwendungen verwendet. Stärke macht den Großteil der Produkte aus, die bei der Nassvermahlung von Mais hergestellt werden, gefolgt von Gluten und Maisöl.
Bei der Trockenmaisvermahlung handelt es sich um eine Fermentation, ein biochemisches Verfahren, bei dem aus den Zuckern der Maiskörner Ethanol hergestellt wird. Im ersten Schritt dieses Prozesses wird der Mais zu einem feinen Mahlgut gemahlen. Die Stärke in diesem Mehl muss dann verflüssigt werden. Wasser und ein Enzym werden hinzugefügt, um eine Hydrolysereaktion zu fördern, die die Stärkemoleküle in lange Zuckerketten zerlegt.
Als nächstes wird die Stärke erhitzt, um unerwünschte Bakterien zu zerstören, und mit einem anderen Enzym in basischere Zucker zerlegt. Hefe wird hinzugefügt, um den Zucker zu verstoffwechseln. Durch die Stoffwechselaktivität der Hefe wird der Zucker in Ethanol und Kohlendioxid umgewandelt. Dieser Vorgang wird als Fermentation bezeichnet. Das Hauptprodukt der Trockenmahlung, Ethanol, hat eine Vielzahl von Anwendungen als Industriechemikalie und Brennstoff, während Nebenprodukte des Verfahrens als weitere Zusatzstoffe für Viehfutter verwendet werden können.