玉米淀粉工艺

玉米淀粉生产工艺玉米清理流程（步骤1）浸泡工艺：○静止浸泡，逆流浸泡，连续浸泡玉米浸泡（步骤2）玉米的浸泡是在亚硫酸水溶液中逆流进行的，一般采用半连续流程。浸泡罐8~12个，浸泡过程中玉米在罐内静止，用泵将浸泡液在罐内一边自身循环一边向前一级罐内输送，始终保持新的亚硫酸溶液与浸泡时间最长（即将结束浸泡）的玉米接触，而新入罐的玉米与即将派出的浸泡液接触，从而保持最佳的浸泡效果。完成浸泡的浸泡液即稀玉米浆含干物质7%~9%，pH3.9~4.1，送到蒸发工序浓缩成含干物质40%以上的玉米浆。浸泡终了的玉米含水40%~46%，含可溶物不大于2.5%，用手能挤裂，胚芽能完整地被排出。浸泡条件温度：一般浸泡温度选择为502℃，温度过高，淀粉水解严重，影响淀粉收率和质量，温度对玉米膨胀速度有很大的影响，随着温度提高，玉米籽粒的膨胀速度显著增大。浸泡时间：质量正常的玉米需浸泡48h左右，过干的玉米时间略长。浸泡水中加入SO2，浓度为0.2－0.3％。在浸泡过程中，二氧化硫被玉米吸收，浓度逐渐降低，最后放出的浸泡水内含二氧化硫的浓度约为0.01～0.02%，pH值为3.9～4.1，玉米经过浸泡以后，含水分应达40%以上。每千克玉米吸收0.2－0.4g二氧化硫。亚硫酸的作用二氧化硫杀菌力强，能防止有害细菌的繁殖；亚硫酸在溶解玉米皮层后，通过分裂蛋白质分子间的连接键，使蛋白质分子解聚，胚乳蛋白质失去自己的晶体结构，吸水膨胀变成凝胶体，溶解性得以提高，有助于在后续的工艺中从淀粉中分离蛋白质。SO2的获得：燃烧硫磺浸泡水中的乳酸浸泡过程中由微生物引起乳酸发酵，籽粒中可溶性碳水化合物经发酵形成乳酸，随着浸泡水对玉米浸泡程度的增加，浸泡水中乳酸的浓度也随之增加。乳酸在玉米浸泡过程中能促进玉米蛋白质软化和膨胀，增加蛋白质的溶解度，但过量乳酸能也会促进蛋白质变性，使淀粉和蛋白质的分离困难。SO2浓度过高的时候，可抑制乳酸发酵过程。排除的稀玉米浆浓度6-8%，可进一步发酵后浓缩干燥，发酵产生的乳酸可结合钙镁离子，有利于减少蒸发设备上不溶性物质的沉积。乳酸菌种生长最佳温度48℃，介质pH为弱碱性或中性发酵最顺利。新加入的浸泡水中没有乳酸，随S02浓度逐渐降低，降到0.05％以下时，即开始有乳酸生成。乳酸有抑制其他微生物繁殖的作用，乳酸杆菌一旦繁殖旺盛，可有效地防止浸泡水中腐败物的产生。影响浸泡玉米的因素玉米浸泡效果的好坏受多种因素影响，只有控制好浸泡的工艺参数，才能保证玉米籽粒中可溶物质最大限度的被浸出，使淀粉产品有好的质量和合理的收率。(1)玉米原料的影响(2)亚硫酸的影响（3）浸泡温度：超过55℃，抑制乳酸菌生长，超过60℃，蛋白质变性。（4）浸泡时间。（5）浸泡液中乳酸的含量：乳酸菌发育良好，产乳酸多，浸泡液的质量也就好。它能使蛋白质溶出量增多，并抑制其他微生物繁殖，防止浸泡液中腐败物产生，一般要求乳酸含量应高于10%。浸泡前后玉米的化学组成的变化化学组成浸泡前浸泡后增减量（占原来的含量）淀粉69.3773.86＋6.47蛋白质10.228.74－14.48脂肪5.065.40＋5.72戊聚糖5.435.93＋9.21纤维素2.322.37＋2.11灰分1.400.59－57.86水溶性物质6.153.16－48.62玉米破碎（步骤3）及胚芽分离（步骤4）玉米浸泡后水分达40-46%，内部结构和物理化学特性发生变化，胚、皮层和胚乳间的联结减弱。浸泡后胚的水分达到60%，具有韧性，容易与籽粒其他部分分离，胚乳易破碎。浸泡好的玉米软化到两手指挤裂，胚完整脱出，不粘附胚乳和果皮。破碎就是把玉米破碎成碎块，使胚与胚乳分开，并释放一定数量的淀粉。玉米淀粉生产中破碎设备采用凸齿磨。进料固液比：固液比约为1:3。破碎质量控制：一般采用二次破碎工艺，即一次破碎后分离一次胚芽，二次破碎后再分离一次胚芽。一次破碎后粒度：整粒率≤1%，游离胚芽率85%；二次破碎后粒度：无整粒，游离胚芽率15%，联结胚芽≤0.5%。胚芽分离和洗涤分离胚芽的设备主要是胚芽旋液分离器；胚芽洗涤采用重力曲筛。玉米籽粒破碎后得到稀浆，稀浆中的固体包括不同形状和大小的胚芽、胚乳粗粒、细渣和淀粉细粒，液体是水和其他可溶性物质。稀浆由离心泵在约0.5MPa压力下送入切向入口，在旋液分离器中稀浆的各个组成部分按螺旋线旋转运动。离心力较大的胚乳粗粒和较重微粒被甩向外围，在离心力作用下抛向设备内壁，与蛋白质和淀粉悬浮液一起随外层螺旋流下，降到出口处形成底流。受离心力较小的胚芽和玉米皮壳相对密度较小，被集中于设备的中心部位随内层螺旋流回转上升，由上端经溢流管涌出，形成溢流，经过顶部出口排出。重力曲筛工作原理液状物料的胚芽与淀粉乳一起从旋液分离器中排出。胚芽与淀粉乳的分离采用重力曲筛筛分法。物料进料后经过溢流阻板溢流下来，沿着弧形筛的表面往下流。在弧形筛表面运动的物料受离心力和重力的作用，物料中的液体经筛缝流走，而在切线方向力的作用下，筛上的胚芽沿筛面向下移动。淀粉乳收集在接收器里，经管路排出。筛上分离出的胚芽进入漏斗，从设备排料口排出。玉米破碎、胚芽分离工艺流程大型淀粉企业多采用二次破碎、二次分离胚芽的方法。二次破碎在于彻底释放胚芽，减少胚芽损伤，并提高胚芽收率。玉米精磨（步骤5）与纤维洗涤（步骤6）破碎和分离胚芽后，含有胚乳碎粒、麸质、皮层和部分淀粉颗粒。大部分淀粉包含在胚乳碎粒及皮层内，进行精细磨碎，最大限度地释放出淀粉、蛋白质和纤维素，为以后各组分的分离创造良好的条件。精磨目的是破坏玉米碎块中淀粉与非淀粉成分的结合，使淀粉最大限度地游离出来，分出纤维渣，并使胚乳中蛋白质与淀粉颗粒分开，以便进一步分离和精制。纤维分离主要是将释放淀粉后的纤维渣经过多次洗涤，使其含有较少的游离淀粉和结合淀粉。洗涤后的纤维经过挤水、烘干成为干渣皮。物料进入冲击磨，玉米碎粒经过强力的冲击，使玉米淀粉释放出来，而这种冲击作用，可以使玉米皮层及纤维质部分保持相对完整，减少细渣的形成。纤维分离与洗涤的基本原理物料磨碎后形成悬浮液，含有游离淀粉、麸质的细小颗粒和纤维(细渣和粗渣)。为得到纯净的淀粉，把悬浮液分离成各组成成分，粗、细渣与淀粉悬浮液的分离是在筛分设备上进行的。采用压力曲筛对纤维进行分离洗涤，压力曲筛筛缝不易堵塞，能作精确的筛分，很少维修，生产效率高，占地面积小。压力曲筛是依靠压力对低稠度湿物料进行液体和固形物分离及分级的高效筛分设备。物料用高压泵打入给料器，以0.3-0.4MPa的压力从喷嘴高速喷出，流速达10-20m/s，以切线方向进入筛面，均匀喷洒在筛面上，受到重力、离心力和筛条对物料的阻力作用。物料在高速下滑时颗粒冲击到楔形尖锐边角被切碎，在由一根筛条流向另一根筛条的过程中，淀粉及大量水分通过筛缝成为筛下物，纤维细渣在筛上沿筛面滑下成为筛上物，淀粉与纤维分离。压力曲筛的分级粒度大致为筛孔尺寸的一半，排入筛下的颗粒粒度比筛孔尺寸小得多，减少了堵塞的可能性。楔形筛条的刃口将物料刮成薄薄的一层，使水和物料均匀分散，物料易于分级，同时整个筛面得到自行清理。精磨与纤维分离、洗涤工艺流程应根据生产规模、原料特性、产品质量和生产工艺要求而定。一般采用1-2级精磨，5-7级逆流洗涤工艺流程。从脱胚系统送来的物料通过一道50μm压力曲筛，将已游离出的淀粉和蛋白质分离，筛上物进入精磨进行细破碎，经过精磨的打击作用将颗粒状的胚乳完全破碎，并将胚乳上粘附的胚乳全部打下来。皮层纤维含淀粉量极少。磨下物料用泵送到筛洗系统。第一道筛采用50μm筛缝，分离出稀淀粉乳，以后5道筛采用75μm筛缝，对纤维进行洗涤。洗涤水采用工艺水，从最后一道加入，纤维与洗水逆流而行，经过洗涤的纤维挤压脱水后进行干燥。纤维洗涤槽是有助于纤维洗涤的重要设备，在水流的搅动冲击下，更有利于洗净纤维。玉米麸质分离（步骤7）与淀粉洗涤（步骤8）细淀粉悬浮液含有许多杂质6－10％蛋白质；0.5－1.0％脂肪；2.5－5.0％可溶性物质，0.2－0.4％灰分；0.03－0.04％二氧化硫；0.1％细渣。细淀粉乳悬浮液主要是由大小不同的颗粒组成淀粉颗粒5－30μm，渣皮不到60μm，麸质1－2μm。麸质微粒在沉淀时相互间粘在一起时，形成100－170μm的聚积物。悬浮液中各组分的相对密度也各不相同淀粉1.61，纤维1.30，麸质1.18，细砂1.95-2.50。麸质分离与淀粉洗涤基本原理细淀粉乳中所含有的淀粉及麸质在相对密度、粒径等方面存在很大差别，利用这些差别将其分离。淀粉与蛋白质按分离原理及操作方法不同分为离心分离法、气浮分离法、沉降分离法。离心分离机，通常采用连续出料的碟片喷嘴式分离机；气浮分离法是向淀粉悬浮液中吹入一定量的气体，气体呈气泡状上浮并将蛋白质及其他轻的悬浮粒子尽快浮起通过溢流挡板排走，密度大的淀粉粒子沉于分离室底部，达到分离目的。沉淀分离是将淀粉悬浮液置于沉淀池或长槽中，经过一段时间的沉淀，有一层黄色的麸质沉淀在白色的淀粉层上面，通过冲洗就可以使两者分离。分离机—旋流器分离流程细淀粉乳先进入第一级分离机，分离麸质后的淀粉乳浓度11-13ºBe，然后和第二级旋流器的顶流合并泵入第一级旋流器，溢流进入中间浓缩机，底流和第三级旋流器溢流混合泵入第二级旋流器，底流顺次将淀粉乳送入最后一级旋流器，溢流顺次将麸质返回到中间浓缩机。淀粉机械脱水与干燥（步骤9）精制淀粉乳除直接用于深加工外，多数要经脱水、干燥后保存和运输。干淀粉由淀粉乳经机械脱水和气流干燥得到。机械脱水方法比较便宜，尽可能用机械方法从淀粉中排除更多的水分。实际上用离心机进行玉米淀粉的机械脱水只能脱除34％的水分，用真空过滤机进行脱水后淀粉水分为40-42％。用机械方法脱水的淀粉乳，能排除总水分的73％，用干燥方法能排除15％，还有大约12％的水分残留在干淀粉中。机械脱水机械脱水一般用离心机完成。料浆送人转鼓内随转鼓旋转，有孔的鼓内壁面覆以滤布，在惯性离心力作用下液体被甩出而颗粒被截留在鼓内，实现分离。离心力场强度与重力场强度之比称为分离因素，是反映离心机分离性能的重要指标。淀粉行业离心机的分离因素一般为400-3000。干燥淀粉气流干燥是利用高速的热气流将湿块状物料分散成淀粉颗粒状而悬浮于气流中，一边与热气流并流输送，一边进行干燥。•干燥强度大。干燥时物料在热风中呈悬浮状态，每个颗粒都被热空气包围，物料最大限度地与热空气接触，气流速度较高。•干燥时间短，只需1-2s，特别适宜于淀粉物料的干燥。•干燥器具有很大的容积传热系数及温差，热效率高。•结构简单，易维修，成本低，操作连续稳定。缺点是全系统阻力大，动力消耗大，干燥管较长。淀粉气流干燥器的特点正压气流干燥装置中，风机位于换热器和干燥管之间，干燥管内的气体为正压。被干燥的湿淀粉首先送入风机内，在高速旋转风机的叶片打击作用下，湿物料破碎并送入干燥管，干燥后的物料经卸料器收集，排放的空气再经收集塔回收淀粉。负压气流干燥装置中，风机安装在最后端，不与物料接触，干燥管内的气体呈负压。淀粉干燥工艺条件控制风速风速一般在14-24m/s，常选用17-20m/s。风速过低，大块湿料不能被风带走，使产品受热损坏。风速过高，系统阻力增大，产品水分不易控制。风量气固质量流量比为5－10时，干燥器能正常运行，适当增加风量，对于增加干燥效果有好处。干燥时间干燥时间一般在1-2s。适当延长干燥管道可提高去湿量，但过长则阻力增加并且占地面积增大。空气温度通过加热器后的空气温度可提高到140-160℃。尽量提高进气温度，干燥器属并流操作，即使干燥温度高达200℃，物料表面温度也只有45-50℃，在干燥后期，空气温度降至60℃左右，不会使淀粉糊化。风压输送鼓风机风压20-30kPa。工业玉米淀粉（GB12309-90）玉米胚芽玉米浆（浸泡液的浓缩物）玉米皮麸质（淀粉乳经分离机分离出的沉淀物，也称黄浆水。其干