玉米淀粉工艺知识
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⽟⽶淀粉⼯艺知识
淀粉概述
⼀、淀粉的基本特性及形成
1、淀粉的形成
淀粉是植物体内最重要的储藏碳⽔化合物,它以颗粒形态沉积在植物的种⼦、块茎、块根和茎髓中,是⼈类和动植物赖以⽣存的主要营养成分。
淀粉是绿⾊植物利⽤空⽓中的⼆氧化碳和⽔进⾏光合作⽤的产物,光合作⽤的总⽅程式如下:
⽇光
NCO2+NH2O (C6H10O5)n+NO2
在植物⽣长过程中,淀粉⼀般以微粒形式存在于叶绿素之间。
植物⽣长成熟后,则分别贮存在植物的不同部位:根、茎、种⼦等。
适宜作为⼯业⽣产淀粉的原料原料必须具备淀粉含量⾼。
易于制造和价格低廉等条件。
⼀般有:⽢薯、马铃薯、⽊薯、⽟⽶、⼩麦等。
2、淀粉的化学结构:
淀粉是碳⽔化合物的⼀种⾼分⼦化合物,其分⼦式可以简单地表⽰为:(C6H10O5)n,其分⼦结构有两种:直链淀粉和⽀链淀粉。
直链淀粉是由多聚葡萄糖分⼦链状联结组成,为2-1.4糖苷键联结。
⼀个直链淀粉分⼦约含200~980个葡萄糖基,其分⼦量为32000~160000。
⽀链淀粉分⼦结构有所不同,除2-1.4键联结外,还有2-1.6侧链联结。
⼀个⽀链淀粉分⼦平均含有600~6000个葡萄糖基,分⼦量为100000~。
3、淀粉的理化性质:
1)物理性质:
A、淀粉的外观:
淀粉为⽩⾊的微⼩颗粒,不溶于冷⽔和有机溶剂。
在显微镜下观察,淀粉颗粒是透明的,具有⼀定的形状和⼤⼩。
⽟⽶淀粉的粒径⼀般在5~26微⽶,1Kg淀粉约有17000亿个颗粒,淀粉的⽐重为1.61,粘度1.3左右(恩格式相对粘度)。
⽟⽶淀粉的颗粒形状⼀般有园形和多⾓形两种。
上部软胚体部分为园形,在胚芽两旁硬胚体部分的颗粒为多⾓形。
淀粉的颗粒在偏光显微镜下观察有⼀⿊⾊⼗字,称为“偏光⼗字”。
B、淀粉的⽔份含量:
淀粉含有⼤量的⽔份,但却不潮湿。
在⼀般情况下,⽟⽶淀粉含⽔约为12~13%。
淀粉含⽔份的多少,因空⽓温度、湿度⽽定,当空⽓的温度和湿度发⽣变化时,淀粉含⽔份量也随之变化。
淀粉在不同湿度的空⽓中含有不同的⽔份,称为平衡⽔份。
由于品种不同的原因,使得⽤不同原料制成的淀粉平衡⽔份也不同。
淀粉受热,其所含⽔份被蒸发掉。
加热⾄130℃时,淀粉成为⽆⽔物;继续加热⾄150~160℃时,变成⼀黄⾊⽔溶性物质;温度再升⾼则焦化。
C、糊化:
淀粉不溶于冷⽔中。
若混⼊冷⽔中,经搅拌成乳状悬浮液,称淀粉乳。
若停⽌搅拌,则淀粉颗粒在重⼒作⽤下⾃然沉淀。
若将淀粉乳加热⾄⼀定温度,淀粉颗粒开始膨胀,这时偏光⼗字消失,温度继续升⾼,淀粉颗粒继续膨胀,可达原体积的⼏倍到⼏⼗倍。
由于淀粉颗粒的膨胀,晶体结构消失,颗粒体积增⼤,晶间空隙胀满,晶粒紧紧接触在⼀起,这时,淀粉乳变成粘稠状液体,虽停⽌搅拌,淀粉也不会沉淀,这种现象称为糊化。
⽣成的粘稠液体称为淀粉糊,。
发⽣糊化现象的温度称为糊化温度。
⽟⽶淀粉在55℃热⽔中开始膨胀,64℃时开始糊化,72℃糊化完成。
⽟⽶淀粉糊混浊不透明,随着温度的升⾼,粘度增加得很快,达到最⾼值时,继续加热,保持⼀定的温度,则粘度下降;若停⽌加热,任其冷却,粘度⼜上升。
淀粉糊在机械搅拌下其粘度降低,搅拌速度越快,粘度降低的程度越⼤。
D、遇碘变蓝:
淀粉遇碘(T)变为蓝⾊,加热到约70℃,蓝⾊消失,经冷却后,蓝⾊⼜重新出现。
利⽤淀粉的这个性质可鉴定淀粉的存在。
这个蓝⾊反应并不是化学反应,⽽是由于直链淀粉“吸附”碘形成络合结构。
2)、化学性质: a 、与酸作⽤:
淀粉是由D -葡萄糖基组成的多聚葡萄糖,在适当的酸存在下,发⽣⽔解反应。
通过完全的⽔解反应,100份淀粉可⽣成111份的D -葡萄糖。
(C 6H 10O 5)n +NH 2
O NC 6H 12O 6 b 、与酶作⽤:
酶是⽣物催化剂,能促进化学反应。
能作⽤于淀粉的酶总称为淀粉酶。
在淀粉酶存在的条件下,淀粉在⼀定的温度下,可⽔解成糊精、⾼糖、麦芽糖等,最后可⽣成葡萄糖。
c 、淀粉衍⽣物:
组成淀粉分⼦的2-D -六葡萄糖基上有游离的羟基(-OH )存在,如⽤某些物质来处理淀粉,就会得到⼀些淀粉衍⽣物。
利⽤氢氧化钠(NaOH )和硫酸⼆甲脂[(CH 2)2SO 4]
或甲基碘(CH 3I )与氧化银(AgO )处理淀粉,能使淀粉分⼦中的全部游离羟基被甲氧基(CH 3O -)取代,⽣成淀粉的酶衍⽣物。
4、⼯业淀粉的质量标准:
1)⼀般⼯业淀粉的质量标准(见表1)
2)药⽤淀粉的质量标准:依据1983年12⽉医药⼯业公司“四种药⽤辅料⾏业标准”(见表2),1990年版药典标准(见表3)
1990版药典标准:淀粉(AMYLUM )
本品系⾃⽲本科植物⽟蜀系的颖果或⼤戟科植物⽊薯Manihot utilissima Pohl的块根中制得的多糖类颗粒。
淀粉的⽤途很⼴,除直接使⽤外,可以加⼯成各种变性淀粉、淀粉糖品以及淀粉衍⽣物。
其主要⽤途可以分为以下⼏个⽅⾯:
1)⾷品⼯业:
淀粉是⼈类的主要⾷品,⼈⾝热能的主要来源,能⽤淀粉制造糕点、糖浆、饼⼲、罐头、粉丝、酿酒等,并可作为⾷品加⼯中的增稠剂、胶体⽣产剂、保潮剂、乳化剂、粘合剂等。
2)造纸⼯业:
使⽤⼤量淀粉为上胶料和涂料,改善纸张的性质和增加强度。
制造纸张、纸袋、纸盒等也使⽤⼤量淀粉制品作为胶粘剂。
3)纺织⼯业:
棉和⼈造丝等纺织⼯业,使⽤⼤量淀粉和淀粉制品作上浆料,以改善外观,增加重量或改变其它物理性质。
利⽤淀粉浆洗⾐服,使得⾐服纤维得到淀粉膜保护,延长⾐服寿命。
4)化学⼯业:
可制造糊精、葡萄糖、丁醇、乳酸、柠檬酸及其它药⽚和药丸等皆需使⽤淀粉。
5)其它:
淀粉还可⽤于肥皂⼯业的去污剂、铸造⼯业的胶粘剂、冶⾦⼯业的抑制剂、⽯油⼯业的钻泥(蓄⽔能⼒强),还⽤于陶瓷⼯业中改善瓷漆的可塑性。
⼲电池中作填充料,⾷盐⽣产中的防潮剂等,其它许多⾏业的⽣产中都需要淀粉。
⼆、⽟⽶粒的组成和化学成分及品种
1、⽟⽶粒的组成
⽟⽶由胚乳、胚芽、种⽪、根帽组成。
⽟⽶中淀粉和蛋⽩主要分布在胚乳中,⽟⽶油主要分布在胚芽中,纤维主要分布在种⽪中。
2、⽟⽶的化学成分
⽟⽶主要含淀粉,占⽟⽶粒⼲重的72%左右,除淀粉外尚含有蛋⽩质、脂肪、灰份、可溶性糖类、维⽣素等。
3、⽟⽶的品种
⽟⽶⼀般分为五个品种:a、马⽛⽟⽶,b、硬⽪⽟⽶,c、粉质⽟⽶,d、爆裂⽟⽶,e、甜⽟⽶。
马⽛⽟⽶、粉质⽟⽶适合⽣产⽟⽶淀粉,其他三种⽟⽶不适合⽣产⽟⽶淀粉。
三、⽟⽶淀粉湿磨法⽣产概要
(⼀)、淀粉⽟⽶湿磨法⽣产历史
1、世界⽟⽶淀粉发展的历史
据有关资料记载,⽟⽶是哥伦布早期航海把⽟⽶样本带到西班⽛传⼊欧洲的; 发现的⽟⽶化⽯最早的是7000多年前的,最早栽种⽟⽶记载是1494年,1909年蜡质⽟⽶⾸先在中国发现,硬⽪⽟⽶曾在欧洲南部及⼟⽿其作为主⾷,美国马芽⽟⽶及其杂交品种的出现,使⽟⽶得以迅速发展。
⽟⽶出现以后,⼈们逐渐发现⽟⽶富含淀粉,⽯器时代⼈们懂的了运⽤⽯头取淀粉;美国和意⼤利发现了早期的⼲磨,以后在古罗马出现了简单的⼿推磨,18世纪中叶,逐渐出现了⽔⼒磨、蒸汽推动磨等。
1 9世纪初Yankee⾸先发现⽟⽶淀粉可⽤磨碎浸泡后的⽟⽶制造,⽟⽶淀粉湿磨法⽣产从此开始,⼀直发展⾄今。
20世纪50年代以后,世界淀粉⼯业随着⽟⽶基因⼯程的开发,不仅品质改善产量有⼤幅度提⾼,同时社会对淀粉的需求⽇益增长,⽟⽶淀粉产业快速发展,规模向⼤型化发展,随之⽽来的是淀粉⽣产设备的改进,1955年淀粉与麸质分离机出现,与此同时还⾼效出现了冲击磨、曲筛等设备,给⽟⽶淀粉湿磨法⼯业的发展创造了条件。
1970年以后,⼈们更进⼀步地追求⼯作效率和⼯作环境,降低消耗,减少空⽓和⽔的污染,改进产品质量,⽣产更多性能优良、⽤途更⼴的新品种。
2、中国⽟⽶淀粉发展的历史
解放前中国淀粉⼯业基本是作坊式的⽣产。
新中国成⽴以后,第⼀个五年计划期间,随着医药⼯业发展的需要,建设了第⼀个⼤型淀粉⼯⼚,建⽴起了中国的基础淀粉⼯业。
以后随着国家整体⼯业的发展,由于各⾏各业对淀粉需求量的增加,淀粉⼯⼚如⾬后春笋般的建⽴起来。
1978年以后国家的改⾰开放政策,给淀粉⼯业带来春风,先进的淀粉⽣产技术开始⾛进国门,中国淀粉⽣产技术、⽣产设备有了较⼤的发展。
淀粉产品质量进⼀步提⾼,淀粉和淀粉糖品种多样化,淀粉⽣产规模扩⼤,也培养了⼀批专家,淀粉专业科研教育得到快速发展。
(⼆)⽟⽶淀粉湿磨法⽣产原理
1、⽬的
⽟⽶淀粉⽣产的⽬的是要从⽟⽶粒中尽可能多的提取纯净的淀粉及各种副产品,如淀粉、脂肪、蛋⽩质、纤维、及各种可溶性物质。
2、⽣产基本过程
⽟⽶淀粉湿磨法⽣产的基本过程为⼀泡、⼆磨、三分。
⼀泡指⽟⽶⾸先要⽤亚硫酸浸泡,使各组成部分疏松,破坏蛋⽩质⽹络,加速渗透及扩散作⽤,⽟⽶⼤量吸⽔⽽膨胀,浸出可溶性物资。
⼆磨,指粗磨和精磨,破碎⽟⽶,使胚芽和纤维从⽟⽶组织中分离。
三分,即⼀分胚芽,⼆分纤维,三分麸质。
3、⽣产核⼼
⽣产核⼼是热环流原理,即⽔环流、物环流、热环流。
⽔环流指淀粉⽣产过程中只有⼀个加⽔点,过程⽔按⼲物质浓度梯度循环使⽤。
物环流指⼀种产品只有⼀个出⼝。
热环流指淀粉⽣产过程中是在热过程下进⾏的,热的利⽤遵循逆流原理。
四、⼯艺流程图(见附图)
五、各⼯序⼯艺原理,⼯艺条件及⼯艺过程
1、淀粉制造原理及⼯艺流程综述:
淀粉的制造过程,主要是物理加⼯过程。
采⽤⽟⽶为原料,不仅制得⽟⽶淀粉,还综合利⽤,制造⽟⽶油、⽟⽶浆、蛋⽩粉、纤维饲料等多种副产品。
⽟⽶中除含有⼤量的淀粉外,尚含有蛋⽩、脂肪、灰分和纤维素等其它物质,⽽制造淀粉的⽬的是要从⽟⽶中最⼤限度地把淀粉分出,尽可能制造出较纯的淀粉,并充分利⽤⽟⽶中的其它固形物质(如:胚芽、麸质、可溶物、纤维渣等)。
鉴于上述理由,在制造中,先把⽟⽶净化,再⽤H2SO3溶液浸渍⽟⽶,抽取出⽟⽶中⼤部分可溶物,即分出⽟⽶浆,并削弱⽟⽶中其它组成部分的联系,再经两次破碎,利⽤⽟⽶稀浆和胚芽⽐重不同的物理性来分出胚芽,稀浆再经针磨研磨,使绝⼤部分淀粉颗粒游离出来,然后借助各种不同的筛⼦洗涤胚芽和稀浆,同时分出和筛洗纤维渣,从⽽得到粗淀粉乳,筛选后除去纤维的淀粉乳利⽤和麸质不同的物理性质,经碟⽚离⼼机分出⼤部分(不溶性蛋⽩),再经⼗⼆级旋流器洗涤,除去残留的麸质和可溶物,即为成品淀粉乳,可直接⽤于制造葡萄糖。
成品淀粉乳经离⼼机机械脱⽔,然后⼲燥、冷却和筛分,即得商品⼲淀粉。
⽣产过程中,除⼗⼆级组合旋流器和离⼼机⽤新鲜⽔外,其它⼀般不加新鲜⽔。
利⽤在纤维脱⽔后的⽔和麸质分离机分离出的麸质⽔,经麸质澄清器处理后再循环使⽤,⽤来制H2SO3,胚芽和纤维渣洗涤等。
在本⽣产过程中,⽟⽶浸渍、纤维渣及胚芽的洗涤和淀粉乳洗涤等⼯序都采⽤逆流循环,以强化⼯序效果。
整个⽣产过程均为热环流,温度在30℃左右。
为了防⽌细
菌繁殖,过程⽔要经常加温灭菌,⽽且系统中SO2含量应保持⼀定浓度(⼀般为0.03%)。
2、⽟⽶浸渍:
1)⼯艺原理:
浸渍的⽬的,在于软化⽟⽶颗粒,削弱⽟⽶粒中各组分之间的联系,破坏胚体细胞中蛋⽩质⽹,除去⼤部分可溶性物质,将⽟⽶粒中的淀粉和⾮淀粉部分分离开来,使后⼯序的操作容易进⾏。
浸渍过程主要为⽟⽶的软化过程和⽟⽶中可溶性物质的扩散过程,同时伴随着乳菌的⾃然发酵和作⽤过程。
当亚硫酸与⽟⽶粒接触时,⽟⽶粒的表⽪由半渗透性膜变为全渗透性膜。
乳酸可使⽟⽶粒内部的蛋⽩质⽔解为氨基酸,转变为⽔溶性物质,溶于⽔浸渍⽔中,并可增加浸渍酸度,使所含⽆机盐成可溶状态。
浸渍良好的⽟⽶粒,粒体软,蛋⽩质⽹络分散完全,只剩细胞壁。
为了尽量增⼤⽟⽶粒中固形物与浸渍液的浓度差。
以能充分提出⽟⽶粒中的可溶物质,在⽣产中采⽤逆流循环的半连续浸渍法,每8个浸渍桶串连成⼀组进⾏循环。
2)⼯艺过程:
当浸渍桶加料时,由机械化仓库将净化过秤后的⽟⽶,经⼯作塔⽪带廊上的⽪带输送机送⼊主⼚房,再由⽃式提升机提到浸渍间加料槽,同时由泵将⼆次⽔打⼊加料槽(⽟⽶:⽔为1:3)与⽟⽶混合送⼊浸渍桶中,输送⽔从桶底排⼊下⽔道。
在输送的同时,⽟⽶粒被输送⽔洗涤和预热,加热时间⼀般为2⼩时左右。
加料完毕,将输送⽔放净,然后⽤循环泵将前⼀桶的浓浸渍液倒⼊。
在串连的最前⼀桶中加⼊新鲜亚硫酸液,其它各桶依次倒罐,倒罐后可加进⾏⾃⾝循环。
保持温度在50±2℃浸渍。
稀⽟⽶浆则从新加⽟⽶罐中抽出。
当浸后⽟⽶抽出浸渍液后,加⼊45℃左右的新鲜⽔进⾏洗涤,以降低亚硫酸的含量。
洗涤时间⼀般为2⼩时以上。
然后由泵送⼊分⽔曲筛,筛下⽔返回浸渍桶。
多余时流⼊下⽔道,⽽⽟⽶粒进⼊贮箱以备破碎。
4)注意事项:
①⽟⽶品种:⽟⽶品种对浸渍效果有很⼤的影响,其它⼚家使⽤⽟⽶的经验告诉我们,以唐⼭⽩马⽛⽟⽶为佳。
此种⽟⽶易于浸渍,⽪软粒⼤,胚芽⼤。
浸渍时间短,淀粉收率⾼。
抽出⽟⽶浆也易蒸发,淀粉成品质量较好。
河北花⽩⽟⽶及四川、⼴西⽟⽶使⽤效果也较好。
粒度中等,易于浸渍,⽟⽶含淀粉率⾼。
东北黄硬⽟⽶和美国进⼝黄⽟⽶含粉率低,⽪硬不易浸渍,淀粉收率低,抽出⽟⽶浆不易蒸发,淀粉成品
质量不佳。
发霉、发热⽟⽶和⼲燥后⽟⽶,出粉率低,浸渍时间长,⽟⽶浆难蒸发。
⼀般单独浸渍,适当增加亚硫酸量。
②亚硫酸含量:不宜过⾼过低,过低影响浸渍质量,过⾼则造成浪费,⽽且对乳酸发酵不利。
③浸渍温度:不宜过⾼过低,过低影响浸渍效果,过⾼(超过55℃),不利于乳酸的繁殖,且淀粉易膨胀,影响离⼼机的分离效果,并易造成⽟⽶糊化的重⼤事故。
④浸渍主要设备简介:
浸渍罐是⼀直⽴贮罐,由圆柱和圆锥两部分组成。
⽤A3钢板拼焊成,内刷树脂玻璃,外壁覆盖⼀层保温层。
附:亚硫酸制造
1、⼯艺原理:
在⽟⽶淀粉⽣产过程中,亚硫酸主要⽤来浸渍⽟⽶和作防腐剂,抑制⽣产过程中细菌的繁殖。
制取亚硫酸的化学⽅程式:
S+O2SO2SO2+H2O H2SO3
以硫磺为原料,在空⽓中燃烧,⽣成⼆氧化硫⽓体,再⽤⽔吸收,即为亚硫酸溶液。
2、⼯艺过程:
将⼩块硫磺加⼊硫磺燃烧炉中,点⽕燃烧,炉上有抽风管,在第3吸收塔顶装有⼀台风机造成真空。
所以空⽓不断地抽进炉内。
加⼊量由⽓门调节。
硫磺燃烧⽣成SO2⽓体进⼊分离室中,有隔板将杂质留下。
这时空⽓中的SO2含量不应低于8%。
从冷却箱中出来的SO2⽓体,以⼀定的速度进⼊吸收塔⼀塔底部,塔顶有过程⽔喷下,上升的SO2与流下的⽔接触成亚硫酸从塔底流⼊贮罐;⽽⼀塔未吸收的SO2从⼀塔顶出来沿管路进⼊⼆塔底部,在⼆塔顶加⼊同样的⽔或从三塔来的循环⽔吸收⽣成亚硫酸,由底部排出流⼊贮罐;⽽⼆塔未吸收的废⽓沿管路进⼊三塔底部,在三塔顶加⼊过程⽔使SO2充分吸收,⽣成亚硫酸,由底部排出。
沿循环泵打回⼆塔顶部,三塔未吸收的废⽓则借助塔顶风机排⼊⼤⽓中。
在制造亚硫酸的过程中,注意硫磺量要加得均匀,吸收⽔量控制好,⽔温控制好。
⑴硫磺燃烧炉:
是⼀只卧式钢质燃烧炉,炉⼝外装有风门调节板调节进⼊空⽓量,炉上设有出灰孔,以排出燃烧后的杂质,另⼀端连冷却箱,经冷却后的SO2⽓体进⼊吸收塔。
⑵亚硫酸吸收塔:
为了使在硫磺炉中空⽓能顺利通过,吸收⼆氧化硫的亚硫酸吸收塔装在⾼于燃烧炉的标⾼⽶处,⽤耐酸玻璃钢管连接。
吸收塔为⼀直⽴环氧树脂玻璃钢圆桶,塔内有带孔的塔板,固定在内壁上,塔板为半⽉形。
三塔连接为耐酸玻璃钢管,在塔顶装有⼀台玻璃钢风机,并有废⽓排出管,塔的容积为m3。
⑶风机:
为玻璃钢离⼼通风机。
3、破碎及胚芽分离:
⑴⼯艺原理:
利⽤破碎机将已浸渍好的⽟⽶颗粒粗碎,以分离出完整的胚芽和最⼤限度地将淀粉游离出来。
为了使胚芽与内胚层分离的更好⼀些,尽可能使其少带或不带淀粉,⽽且稀浆中所含油脂⼜尽量低,故在本⼯艺中采⽤了⼆次破碎和⼆次胚芽分离。
这样可使⼯艺流程尽可能满⾜⽣产的需要。
第⼀次破碎的主要⽬的是尽量提出完整的胚芽,所以破碎机的圆盘间距较⼤;⽽第⼆次破碎的⽬的是尽量打碎⽟⽶和提取剩余胚芽,故⼆次破碎机的圆盘间距⽐⼀次⼩。
从⽟⽶稀浆中分离胚芽是利⽤淀粉和胚芽⽐重不同的原理。
胚芽中含油脂58~65%(绝⼲⽐)其⽐重⽐淀
粉乳和⽪渣的混合物-⽟⽶稀浆的⽐重⼩,分离设备为旋流分离器。
⽤泵将⽟⽶稀浆以切线⽅向打⼊旋液分离器的上部圆柱部,产⽣⾼速旋流,给物料以较⼤的离⼼⼒,胚体部分的⽐重⼤,所受的离⼼⼒⼤。
被甩向外层,沿分离器壁下降到底部排出,称为底流。
⽐重较⼩的胚芽受离⼼⼒的影响⼩,停留于中⼼部位,经由上部的溢流孔排出,称为“溢流”。
这样就达到了分离的⽬的。
⑵⼯艺条件:
a、破碎
原料规格:浸后⽟⽶⽔份:42~48%
浸后⽟⽶可溶物:2~3%(绝⼲⽐)
破碎后物料规格:
b、胚芽分离:
⼀次分离后稀浆浓度≤82g/l
⼆次分离后稀浆浓度≤76g/l
稀浆游离胚芽含量≤1%
浸后⽟⽶由贮仓进⼊第⼀次破碎机,并加⼊过程⽔,以保证稀浆稠度为250~300g/l。
⽟⽶被破成4~6瓣进⼊贮罐,由泵进⼊第⼀次胚芽旋流器030#。
注意调节圆盘间距,第⼀次破碎圆盘最适合间距为mm,破后稀浆进⼊第⼀次胚芽旋流器(为使稀浆稠度保持在80g/l,加⼊胚芽分离筛分离出来的淀粉乳,并加⼊0.25~0.35%的亚硫酸,防⽌微⽣物繁殖)。
在旋流器中胚芽从溢流管流出,进⼊曲筛分离,然后洗涤⼲燥,再去加⼯榨油,⽽下部的稀浆则送⼊第⼆次破碎机,破碎后经曲筛进⼊贮罐。
经泵将再次打碎⽟⽶进⼊第⼆次胚芽旋流器中,底流即稀浆进⼊贮罐,经泵打⼊针磨(同样加⼊胚芽分离筛下淀粉乳和亚硫酸,调配旋流器中稠度以300g/l左右为好)。
⼆次分离出的胚芽汇送回贮罐。
a、凸齿⽟⽶破碎机:
外壳由铸铁制造,内部⼯作⾯由两层齿盘组成,⼀层为定齿,另⼀层为动齿。
⼯作时,圆盘间距⽤调节机构上的⼿轮调节,以满⾜⽣产的需要,动盘最⼤可调间距:mm。
b、胚芽分离器:
⽤尼龙或不锈钢制成,⼀次、⼆次胚芽分离器规格相同,由⼏⽀胚芽分离器组成。
4、稀浆研磨:
①⼯艺原理:
经过脱胚后的⽟⽶稀浆,是淀粉和⾮淀粉物质的混合物,淀粉颗粒和⽟⽶粒内胚层的蛋⽩质以及⼀些纤维联结在⼀起。
必须⽤外⼒将其磨碎,撕掉⽟⽶外⽪,破坏细胞组织,强⾏打开淀粉颗粒与其它物质的结合,使淀粉颗粒尽量游离出来。
正是出于这个⽬的,我们在⼯艺中,采⽤了⽐较先进的研磨,设备即针磨。
针磨构造的主要部分为⼀圆盘形的转⼦,以⾼速旋转。
圆盘边缘具有若⼲直⽴撞击杆,磨⼜有若⼲直⽴的撞击杆。
被破碎后的⽟⽶料引⼊圆盘转⼦的中⼼地位。
受离⼼⼒的作⽤被甩向转⼦的边缘,受到⾼速运动的撞击杆的反复撞击。
物料中所含淀粉经猛烈冲击振动后,与纤维结构松脱⽽游离出来,达到分离淀粉的⽬的。
⽤针磨研磨后的物料,渣中联结淀粉含量低,纤维部分破坏少。
②⼯艺条件:
a、来料要求:
b、研磨后纤维渣的联结淀粉。
研磨后稀浆脂肪量≤1.5%,研磨后稀浆⼿感:⽆粒状硬物。
c、⼯作条件:
③⼯艺过程:
脱胚后的稀浆流⼊磨前贮罐,⽤泵将贮罐中的稀浆打⼊,120o曲筛进⾏分离筛下物即流⼊淀粉乳贮罐。
送⾄淀粉精制系统,筛上物流⼊针磨前贮槽,然后流⼊针磨,磨后的稀浆流⼊磨后贮槽,然后送⾄纤维洗涤系统,
④设备简介:
针磨:它主要由磨体、电机、转⼦、套筒和漏⽃组成,整个系统由⽀撑脚⽀撑,配套电机为KW。
5、胚芽和纤维渣⼦的筛分:
1)⼯艺原理:
筛分在⽟⽶淀粉的⽣产过程中占有很⼤部分,筛分效果的好坏直接影响到淀粉在⽣产过程中损耗的⾼低,即淀粉收率的⾼低。
筛分的主要作⽤是:
a、将淀粉和⾮淀粉部分分开;
b、将纤维渣及胚芽表⾯吸附着的游离淀粉洗去;
c、将送往精制系统的淀粉乳精选,以除去淀粉乳中所含的各种异物杂质,以保证⽣产的正常运⾏。
在物料的洗涤中,⼤多采⽤多次逆流洗涤法,即物料在前⼀道筛洗涤时,⽤后⼀道筛的筛下洗⽔,⽽后⼀道筛的洗涤则⽤含淀粉和杂质异物⽐较少的⽔。
这样:
a、能⽐较完全地洗出纤维渣和胚芽上吸附着的游离淀粉;
b、能⼤量地节省洗⽔⽤量;
c、洗液中淀粉浓度⾼,洗⽔能循环使⽤,提⾼最终淀粉乳的浓度。
根据物料洗涤的难易程度和⽣产的实际需要,胚芽采取两次洗涤和三次筛分;纤维渣采⽤六级逆流洗涤⽅法,即六次洗涤和六次筛分。
胚芽的⼀次洗涤⽔和胚芽第三次筛的筛下洗⽔的混合物,三次洗涤⽔是麸质滤液⽔。
纤维渣洗⽔最后⼀道筛⽤贮罐来的加热后的麸质滤液⽔。
胚芽、纤维渣的筛分均⽤曲筛。
曲筛是弯曲的筛⾯,筛⾯上有许多细长的筛缝,被分离的物料沿切线引⼊弯曲筛⾯的上部,物料沿筛⾯向下移动。
与筛缝成直⾓关系。
当物料进⼊筛⾯后,淀粉乳被刮⼊筛缝落下,与胚芽、纤维渣分离,淀粉乳从下部收
集管路中排出。
筛上物在重⼒作⽤下滑落⾄筛⾯的下部卸出。
由于物料性质的不同,筛分的难易程度不同,所采⽤的曲筛形式也不同。
胚芽曲筛为50o曲筛筛⾯,筛缝宽度为0.7mm,加料形式为重⼒加料。
纤维渣曲筛为120o曲筛筛⾯,筛缝长贯穿整个筛⾯宽度。
筛缝宽度为50µm或75µm,加料形式为压喷嘴加料。
2)⼯艺条件:
a、来料要求:纤维渣分离曲筛的来料浓度在17%左右。
c、精选后淀粉乳规格:
温度:30~45℃;浓度:10~14BX
渣⼦含量:≤0.1g/l(绝⼲)(通过130⽬筛筛上物)
SO2含量:0.025~0.045%
d、⼯作条件:
e、麸质滤液罐来⽔:40~45℃,⼲物含量≤45%
f、过程⽔贮罐来⽔:⼲物含量≤0.5%
g、纤维洗涤曲筛⼯作压⼒:0.2~0.4MPa
3)、筛分⼯艺过程:
a、胚芽洗涤:由胚芽分离器来的溢流胚芽进⼊曲筛,⼀次胚芽曲筛,筛下物部分进⼊贮槽,其⽐例可视⽣产过程中物料平衡和⼯艺要求⽽定。
筛上胚芽流⼊贮槽,由泵打⼊⼆次胚芽曲筛,筛下物作为⼀次胚芽筛的洗⽔,筛上胚芽进⼊三次胚芽曲筛,筛下洗⽔进⼊贮槽,筛上胚芽进⼊脱⽔机中脱⽔,脱⽔后送⾄胚芽⼲燥。
b、纤维渣洗涤:⽤泵将磨后贮槽中的物料打⼊纤维洗涤系统的贮箱中与淀粉液混合,然后进⾏六级逆流筛分和洗涤过程。
第⼀级曲筛的筛下物料即为⼆次淀粉乳,流⼊贮槽,在这⾥与泡沫箱的泡沫溢流和针磨前曲筛筛下物混合,作为精选筛后的淀粉乳,送往淀粉乳精制系统进⾏精制,第⼀级曲筛的筛上物料卸⼊纤维渣贮槽,与第⼆级的筛下物料混合,⽤泵打⼊第⼆级曲筛筛分;第⼆级曲筛的筛上物料卸⼊纤维渣贮箱与第三级的筛下物料混合,⽤泵送⼊第三级曲筛筛分。
依次类推。
第五级曲筛的筛上物料卸⼊纤维渣贮箱与麸质滤液槽来的⽔及第六级曲筛筛下物料混合,⽤泵送⼊第六级曲筛进⾏筛分,第六级曲筛筛上物料卸⼊纤维渣贮箱,⽤泵送往纤维渣脱⽔系统脱⽔,⼲燥后即为纤维饲料。
为使曲筛、纤维渣贮箱和泵的⽣产能⼒相适应,安排⼀⾄六级曲筛如下:⼀级曲筛⼀台;筛缝为50µm,筛⾯宽1000mm,喷嘴5个。
⼆⾄六级曲筛均为⼀台,筛缝为75µm,筛⾯宽1000mm,喷嘴3个。
为了加强纤维渣的洗涤效果,保持淀粉乳中的H2SO3含量,在第5级曲筛前的纤维渣贮箱加⼊⼀定量的新鲜H2SO3,以满⾜⼯艺要求。
4)、主要设备简介:
a、胚芽洗涤筛分⽤50o曲筛:
主要由外壳、筛⾯、布料板组成。
全部为不锈钢材质。
b、纤维渣洗涤筛分⽤120o曲筛:
曲筛⽣产能⼒:50µm曲筛处理物料量:
75µm曲筛处理物料量:
c、曲筛⽤泵:
6、淀粉乳/麸质分离:
⑴⼯艺原理:
⽟⽶淀粉颗粒直径⼀般为5~16µm,吸⽔后淀粉颗粒可膨胀⾄原体积的⼆倍以上。
淀粉的⽐重约为1.6,麸质颗粒直径约为1~2µm左右,因麸质的蛋⽩质含量⾼,对⽔的柔和能⼒强,吸⽔量⼤。
吸⽔后其体积增加很多,吸⽔后颗粒直径为140~
170µm,麸质的⽐重约为1.3。
分离麸质的淀粉乳由离⼼机上部加料⼝引⼊,沿加料⼝流⾄离⼼机的下部,再返进⼊离⼼机转⼦中。
离⼼机的转⼦是由百余⽚碟⽚叠加⽽成,在⼯作时⾼速旋转,物料进⼊转⼦后,在各碟⽚间分布成若⼲薄层,并随着⾼
速旋转,在强⼤的离⼼⼒作⽤下,⽐重⼤、沉降速度⾼的颗粒近碟⽚的内侧,并沿径向向外滑流,沉降在转⼦的外壁内侧上,从出料喷嘴排出。
⽽⽐重⼩、沉降速度⼩的颗粒则沿碟⽚的外侧流向中央,从上部麸质⽔出⼝排出,这样就达到了分离的⽬的。
在操作时,为了保证被分离物料的浓度。
流量在⼀定范围内稳定,以便保持良好的分离效果和离⼼机运转状况。
被分离好的淀粉乳有40%左右,回流⾄离⼼机底部,经叶轮与进料淀粉乳混合后再次分离。
碟⽚离⼼机的优点在于:
a、⼤⼤缩短分离时物料所需移动距离,分离效果⾼;
b、可带动物料起迅速地旋转⽽缩⼩涡流,强化了分离效果;
c、由于碟⽚的数⽬很多,其沉降⾯积⼤,处理物料能⼒⼤,这远⾮其它形式的离⼼机所能⽐拟的。
⑵⼯艺条件:
a、来料规格:不含粗颗粒及硬质杂质,淀粉乳浓度:11~13BX
温度:30~40℃,SO2含量:6~9%
b、中间体规格:淀粉乳浓度:30~34BX,蛋⽩质含量:<2.5%,
麸质⽔⼲物含量:<1.5%,淀粉含量:<20%
c、⼯作条件:回流量:,离⼼机洗⽔约:,
⼯作时电机电流:⼯作时离⼼机加油:滴/分钟
⑶⼯艺过程:
来⾃淀粉乳贮槽的物料经过除砂器去砂⽯等杂质进⼊贮槽,⼀级旋液除砂器的底流再经⼆级旋液除砂器除砂,溢流回贮槽,底流排出,⽤泵将贮罐中的淀粉乳打⼊旋液过滤器中除去细渣等较⼤的软颗粒,进⼊离⼼机中分离麸质。
淀粉乳经离⼼机分离麸质后,麸质⽔由溢流⼝排出⾄麸质⽔贮槽,再⽤泵送往麸质浓缩系统处理。
分离后淀粉乳经离⼼机喷嘴喷出,进⼊出料箱进⼀步分离蛋⽩质泡沫后,进⼊贮槽,准备进⾏淀粉乳洗涤。
出料箱尚有部分淀粉乳回流⼊离⼼机,调整浓度、流量,回流量约为40%左右,出料箱泡沫流⾄贮箱。
⑷主要设备简介:
a、碟⽚离⼼分离机(喷嘴卸料)
分为离⼼机、主体机座、电机及传动装置。
离⼼机主体⼜由外壳(分上、下部分)、主轴、转⼦、碟⽚、进料⼝、溢流出料⼝、喷嘴、回流管等组成。
同时还配有升降装置,以便拆卸和装配转⼦。
离⼼机升降⽤液压油泵,离⼼机⽣产能⼒按进料浓度⽽定。
b、辅助设备:
出料箱:起动器:起动时间6min
液压站:
旋转过滤器:316S/S不锈钢筛⽹,
⑸注意事项:
离⼼机的操作压⼒要求以下⼏个稳定:
进料浓度稳定,进料量稳定,出料箱液⾯稳定,回流量稳定,洗⽔量稳定,⼯作电流稳定,润滑加油稳定。
附:麸质澄清
⑴⼯艺原理:
从离⼼机溢流出来的麸质⽔,含有⼤量的蛋⽩质和少量的淀粉,采⽤麸质浓缩⽓浮槽浓缩麸质,分出的澄清麸质⽔可送⾄制酸和洗涤物料。
离⼼机分出的麸质⽔中含的淀粉和麸质颗粒极⼩,呈悬浮状态,在悬浮液中,淀粉颗粒直径为8~9µm,麸质颗粒直径为2~3Hm,它们和蛋⽩质结合形成较⼤的沉淀团(170µm左右)。
此团含⽔量⾼,粘度⼤。
将未浓缩的麸质⽔由⽓浮槽上部加料⼝引⼊,溢流⼝排出,这样就达到麸质浓缩的作⽤。
浓缩后的麸质送往麸质脱⽔⼲燥系统⽣产蛋⽩饲料。
⑵⼯艺条件:。