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1、第六章淀粉生产 本章重点和学习目标 玉米淀粉的工业提取工艺原理 工艺流程和操作要点 淀粉生产副产品的综合利用 变性淀粉制备的工艺原理 工艺方法和操作要点 生产淀粉原料的条件淀粉含量高 产量大 副产品利用率高原料加工 贮藏 销售容易价格便宜不与人争口粮 原料含淀粉量甘薯 19 29 5 玉米 50 66 5 甘薯干 68 08 高粱 58 11 马铃薯 15 29 7 豆类 54 60 马铃薯干 63 48 小麦 58 76 木薯 20 31 5 粳米 77 64 第一节玉米淀粉生产 一 玉米淀粉提取工艺流程玉米淀粉生产包括3个主要阶段 玉米清理 玉米湿磨和淀粉的脱水干燥 工艺流程中 大致可分为
2、4个部分 玉米的清理去杂 玉米的湿磨分离 淀粉的脱水干燥 副产品的回收利用 其中玉米湿磨分离是工艺流程的主要部分 二 玉米淀粉提取的工艺原理及工艺操作要点 一 玉米原料选择 加工前的清理和输送马齿型和半马齿型黄玉米是生产淀粉的主要原料 生产淀粉要求玉米要充分成熟 含水量符合标准 储存条件适宜 储存期较短 未经热风干燥处理 具有较高的发芽率 玉米的清理主要用风选 筛选 密度去石 磁选等方法 筛选是玉米除杂的主要方法 一般采用振动筛 振动筛分为三层 第一层筛面是直径17mm 20mm的圆孔 第二层是直径为12mm 15mm的圆孔 可以把大于玉米的大 中杂质留在筛面并去除 第三层筛面是直径为2mm的
3、圆孔 可筛除小的杂质 用比重去石机去除与玉米粒大小相差不多的比肩石 清理后的玉米送至浸泡罐进行浸泡 一般多采用水力输送法 水通过提升机把玉米送至罐顶上的淌筛之后与玉米分离再流回开始输送的地方 重新输送玉米 循环使用 这一输送过程也起到了清洗玉米表面灰尘的作用 二 玉米的湿磨分离 从玉米的浸泡到玉米淀粉的洗涤整个过程都属玉米湿磨阶段 在这个阶段中 玉米子粒的各个部分及化学组成实现了分离 得到湿淀粉浆液及浸泡液 胚芽 麸质水 湿渣滓等 1 玉米的浸泡 玉米浸泡工艺一般情况下 将玉米子粒浸泡在含有O 2 O 3 浓度的亚硫酸水中 在48 55 的温度下 保持60 72h 即完成浸泡操作 浸泡玉米用的
4、亚硫酸水溶液是通过硫磺燃烧炉 使硫磺燃烧产生的SO2气体与吸收塔喷淋的水流结合发生反应形成亚硫酸水溶液 经浓度调整后 进入浸泡罐 浸泡的作用 在浸泡过程中亚硫酸水可以通过玉米子粒的基部及表皮进入子粒内部 使包围在淀粉粒外面的蛋白质分子解聚 角质型胚乳中的蛋白质失去自己的结晶型结构 亚硫酸氢盐离子与玉米蛋白质的二硫键起反应 从而降低蛋白质的分子质量 增强其水溶性和亲水性 使淀粉颗粒容易从包围在外围的蛋白质问质中释放出来 浸泡方法 逆流浸泡法 将多个浸泡罐通过管路串联起来 组成浸泡罐组 各个罐的装料 卸料时间依次排开 使每个罐的玉米浸泡时间都不相同 在这种情况下 通过泵的作用 使浸泡液沿着装玉米相
5、反的方向流动 使最新装罐的玉米 用已经浸泡过玉米的浸泡液浸泡 而浸泡过较长时间的玉米再注入新的亚硫酸水溶液 从而增加浸泡液与玉米子粒中可溶性成分的浓度差 提高浸泡效率 2 玉米的粗破碎与胚芽分离 玉米的粗破碎就是利用齿磨将浸泡的玉米破成要求大小的碎粒 使胚芽与胚乳分开 胚芽分离的工艺原理玉米的粗破碎是胚芽分离的条件 而粗破碎过程保持胚芽完整 是浸泡的结果 破碎后的浆料中 胚乳碎块与胚芽的密度不同 胚芽的相对密度小于胚乳碎粒 在一定浓度的浆液中处于漂浮状态 而胚乳碎粒则下沉 可利用旋液分离器进行分离 3 浆料的细磨碎 经过破碎和分离胚芽之后 由淀粉粒 麸质 皮层和含有大量淀粉的胚乳碎粒等组成破碎
6、浆料 在浆料中大部分淀粉与蛋白质 纤维等仍是结合状态 要经过离心式冲击磨进行精细磨碎 这步操作的主要工艺任务是最大限度地释放出与蛋白质和纤维素相结合的淀粉 为以后这些组分的分离创造良好的条件 4 纤维分离 细磨浆料中以皮层为主的纤维成分是通过曲筛逆流筛洗工艺从淀粉和蛋白质乳液中被分离出去 曲筛逆流筛洗流程的优点是淀粉与蛋白质能量大限度地分离回收 同时节省大量的洗渣水 分离出来的纤维经挤压干燥作为饲料 5 麸质分离6 淀粉的清洗 三 淀粉的脱水干燥 淀粉脱水要相继用两种方法 机械脱水和加热干燥 1 机械脱水机械脱水是比较经济和实用的方法 脱水效率是加热于燥的3倍 玉米淀粉乳的机械脱水一般选用离心
7、式过滤机 淀粉的机械脱水虽然效率高 但达不到淀粉干燥的最终含水量 必须再进一步采用加热干燥法 2 加热干燥 要迅速干燥淀粉 同时又要保证淀粉在加热时保持其天然淀粉的性质不变 主要采用气流干燥法 气流干燥法是松散的湿淀粉与经过清净的热空气混合 在运动的过程中 使淀粉迅速脱水的过程 气流干燥的基本原理 淀粉空气混合物沿干燥管路的运动速度为14m s 20m s 在这种运动速度下 淀粉的干燥仅几分之一秒钟 几乎是瞬间干燥 这样就可以在气流干燥机中采用较高的空气温度 不必担心淀粉颗粒超过允许的加热范围 并保证了有效地除去水分 湿淀粉在热空气中分散良好 干燥的有效面积大 淀粉粒中的水分瞬间汽化 并消耗大
8、部分热量 而淀粉粒本身的温度一般不超过65 第二节淀粉厂副产品的综合利用 一 玉米胚芽的利用 压榨制油 胚芽油 胚芽饼 高级食用油脂 饲料 食品加工原料 二 玉米浸泡液的利用 浸泡液中的干物质包括 可溶性糖 可溶性蛋白质 氨基酸 微量元素等 从浸泡液中提取植酸浓缩生产玉米浆 三 黄浆水的利用 从淀粉乳中分离蛋白质时得到的黄浆水中含有大量的不溶于水的蛋白质 黄浆水主要用于提取蛋白粉 蛋白粉可作饲料或其它用途 提取玉米黄色素提取谷氨酸 四 玉米皮渣的利用 玉米皮层中主要是以纤维素为主的多糖物质 干燥后生产配合饲料 利用玉米皮渣制饲料酵母 第三节变性淀粉生产 一 变性淀粉的基本概念在淀粉所具有的固有
9、特性的基础上 为改善淀粉的性能和扩大应用范围 利用物理 化学或酶法处理 改变淀粉的天然性质 增加其某些功能性或引进新的特性 使其更适合于一定应用的要求 这种经过二次加工 改变了性质的产品统称为变性淀粉 变性的目的 为了适应各种工业应用的要求 为了开辟淀粉的新用途 扩大应用范围 变性目的主要是改变糊的性质 如糊化温度 热黏度及其稳定性 冻融稳定性 凝胶力 成膜性 透明性等 二 变性淀粉的分类 1 根据处理方式分类物理变性化学变性降低淀粉分子质量增加淀粉分子质量酶法变性复合变性 2 按生产工艺路线分类干法湿法有机溶剂法挤压法滚筒干燥法 三 变性淀粉的生产工艺 1 湿法生产工艺湿法是将淀粉分散在水或
10、其他液体介质中 配成一定浓度的悬浮液 在一定的温度条件下与化学试剂进行氧化 酸解 酯化 醚化 交联等反应 生成变性淀粉 变性反应时用冷水或热水通过热交换器冷却或加热淀粉乳至所需温度 调节好pH值 根据产品要求加入一定量的化学试剂反应 浓度 湿法生产水分含量一般在60 65 温度 按淀粉品种已经变性要求不同而不同 一般为20 60 pH值 控制在7 12范围内 试剂用量 取决于取代度的要求和残留量等卫生指标 提纯通过多级旋流或分离机串联对淀粉乳进行逆流清洗 脱水干燥经过水平转轴脱水机或三足式离心机脱水 脱水后的湿淀粉经气流干燥器干燥 2 干法生产工艺淀粉在含少量水 20 左右 或少量有机溶剂的情况下与化学试剂发生反应生成变性淀粉的生产方法 干法生产中最大的困难时淀粉与化学试剂的均匀混合问题 工业上常采用在湿的状态下混合 在干的状态下反应 分两步完成生产 四 主要变性淀粉产品及应用 预糊化淀粉酸变性淀粉氧化淀粉交联淀粉淀粉磷酸酯阳离子淀粉醋酸淀粉接枝淀粉 思考题 玉米淀粉生产过程中 浸泡的作用是什么 玉米逆流浸泡的优点有哪些 利用曲筛筛洗皮渣的优点有哪些 淀粉的脱水为什么采用气流干燥法 玉米淀粉生产有哪些副产品 什么是变性淀粉 变性淀粉生产有哪几种工艺方法
