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玉米淀粉的制取方式與工藝技術(shù) |
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| 點(diǎn)擊次數(shù)：3814 來(lái)源網(wǎng)站： 更新時(shí)間：2012-12-13 |
1、清理
清理玉米中含有各種塵芥、有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)。
為了保證安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)玉米中存在的雜質(zhì)必須進(jìn)行清理。清理玉米的方法，主要采用篩選、風(fēng)選等。清理設(shè)備有振動(dòng)篩、比重去石機(jī)、永磁滾筒和洗麥機(jī)等。
振動(dòng)篩是用來(lái)清除玉米中的大、中、小雜物。篩孔配備，第一層篩面用直徑17～20毫米圓孔，第二層篩面直徑12～15毫米圓孔，除去大、中雜，第三層篩面選用直徑2毫米圓孔除去小雜。
比重去石機(jī)是用來(lái)除去玉米中的并肩石。由于玉米粒度較大，粒型扁平，比重也較大等特點(diǎn)，在操作時(shí)應(yīng)將風(fēng)量適當(dāng)增大，風(fēng)速適當(dāng)提高，穿過(guò)魚(yú)鱗孔的風(fēng)速為14米/秒左右。魚(yú)鱗孔的凸起高度也應(yīng)適當(dāng)增至2毫米，操作時(shí)應(yīng)注意魚(yú)鱗篩面上物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，調(diào)節(jié)風(fēng)量，并定時(shí)檢查排石口的排石情況。
永磁滾筒是用來(lái)清除玉米中的磁性金屬雜質(zhì)，應(yīng)安置在玉米地入破碎機(jī)前面，防止金屬雜質(zhì)進(jìn)入破碎機(jī)內(nèi)。
洗麥機(jī)可以清理玉米中的泥土、灰塵。經(jīng)過(guò)清理后玉米的灰分可降低0.02～0.6%。
2.浸泡：
玉米浸泡方法目前普遍采用金屬罐幾只或幾十只用管道連接組合起來(lái)，用水泵使浸泡水在各罐之間循環(huán)流動(dòng)，逆流浸泡。
在浸泡水中溶加浸泡劑經(jīng)試用的結(jié)果表明，石灰水、氫氧化鈉和亞硫酸氫鈉都不及二氧化硫效果好，二氧化硫的含量不宜太高。因?yàn)楹趸虻慕菟畬?duì)蛋白質(zhì)網(wǎng)的分散作用是隨著二氧化硫含量增加而增強(qiáng)。當(dāng)二氧化硫濃度為0.2%時(shí)，蛋白質(zhì)網(wǎng)分散作用適當(dāng)，淀粉較易分離；而濃度在0.1%時(shí)，不能發(fā)生足夠的分散作用，淀粉分離困難。一般最高不超過(guò)0.4%，因?yàn)槎趸虻臐舛冗^(guò)高，酸性過(guò)大，對(duì)玉米浸泡并沒(méi)有多大好處，相反地會(huì)抑制乳酸發(fā)酵和降低淀粉粘度。
浸泡溫度對(duì)二氧化硫的浸泡作用具有重要的影響，提高浸泡水溫度，能夠促進(jìn)二氧化硫的浸泡作用。但溫度過(guò)高，會(huì)使淀粉糊化，造成不良后果。一般以50～55℃為宜，不致于使淀粉顆粒產(chǎn)生糊化現(xiàn)象。
浸泡時(shí)間對(duì)浸泡作用亦有密切的關(guān)系。在浸泡過(guò)程中，浸泡水不是從玉米顆粒的表皮各部分滲透到內(nèi)部組織，而是從顆粒底部根幅處的疏松組織進(jìn)入顆粒，通過(guò)麩皮底層的多孔性組織滲透到顆粒內(nèi)部，所以必須保證足夠的浸泡時(shí)間。玉米在50℃浸泡4小時(shí)后，胚芽部分吸收水分達(dá)到最高值，8小時(shí)后，胚體部分也吸收水分達(dá)最高值。這個(gè)時(shí)候玉米顆粒變軟，經(jīng)過(guò)粗碎，胚芽和麩皮可以分離開(kāi)。但蛋白質(zhì)網(wǎng)尚未被分散和破壞，淀粉顆粒還不能游離出來(lái)。若繼續(xù)浸泡，能使蛋白質(zhì)網(wǎng)分散。浸泡約24小時(shí)后，軟胚體的蛋白質(zhì)網(wǎng)基本上分散，約36小時(shí)后，硬胚體的蛋白質(zhì)網(wǎng)也分散。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)網(wǎng)的分散過(guò)程是先膨脹，后轉(zhuǎn)變成細(xì)小的球形蛋白質(zhì)顆粒，最后網(wǎng)狀組織破壞。所以要使蛋白質(zhì)網(wǎng)完全分散，需要48小時(shí)以上的浸泡時(shí)間。
各地工廠的玉米浸泡條件不完全相同。一般操作條件如下：浸泡水的二氧化硫濃度為0.15～0.2%，pH值為3.5。在浸泡過(guò)程中，二氧化硫被玉米吸收，濃度逐漸降低，最后放出的浸泡水內(nèi)含二氧化硫的濃度約為0.01～0.02%，pH值為3.9～4.1；浸泡水溫度為50～55℃；浸泡時(shí)間為40～60小時(shí)。浸泡條件應(yīng)根據(jù)玉米的品質(zhì)決定。通常是貯存較久的老玉米含水分低和硬質(zhì)玉米都需要較強(qiáng)的浸泡條件，即要求較高的二氧化硫濃度、溫度和較長(zhǎng)的浸泡時(shí)間。
玉米經(jīng)過(guò)浸泡以后，含水分應(yīng)達(dá)40%以上。
3.玉米粗碎：
粗碎的目的主要是將浸泡后的玉米破成10塊以上的小塊，以便分離胚芽。
玉米粗碎大都采用盤(pán)式破碎機(jī)。粗碎可分兩次進(jìn)行。第一次把玉米破碎到4～6塊，進(jìn)行胚芽分離；第二次再破碎到10塊以上，使胚芽全部脫落，進(jìn)行第二次胚芽分離。
4.胚芽分離：
目前國(guó)內(nèi)胚芽分離主要是使用胚芽分離槽。優(yōu)點(diǎn)是操作比較穩(wěn)定，缺點(diǎn)是占地面積大，耗用鋼材多，分離效率低，一般不超過(guò)85%。
國(guó)內(nèi)外還有采用旋液分離器的玉米淀粉廠。這種分離器由尼龍制成，用12只分離器集中放在一個(gè)架子上，總長(zhǎng)度不超過(guò)1米，占地面積小，生產(chǎn)能力大，分離效率高，可達(dá)95%以上。
5.玉米磨碎：
經(jīng)過(guò)分離胚芽后的玉米碎塊和部分淀粉的混合物，為了提取淀粉，必須進(jìn)行磨碎，破壞玉米細(xì)胞，游離淀粉顆粒，使纖維和麩皮分開(kāi)。
磨碎作業(yè)的好壞，對(duì)淀粉的提取影響很大。磨得太粗，淀粉不能充分游離出來(lái)，因被粗細(xì)渣帶走，影響淀粉出度。太細(xì)，纖維分離不好，影響淀粉質(zhì)量。
為了有效地進(jìn)行玉米磨碎，通常采用二次磨碎。第一次用錘碎機(jī)進(jìn)行磨碎，經(jīng)篩分淀粉乳后；第二次用砂盤(pán)淀粉磨進(jìn)行磨碎。有的用萬(wàn)能磨碎機(jī)作第一次磨碎，經(jīng)篩分淀粉乳后，再用石磨進(jìn)行第二次磨碎。
根據(jù)各地生產(chǎn)實(shí)踐證明：金剛砂磨較石磨好，硬度高，磨紋不易磨損，磨面不需經(jīng)常維修，磨碎效率也高。現(xiàn)已逐步以金剛砂磨代替石磨。
6.淀粉篩分：
玉米碎塊經(jīng)過(guò)磨碎后，得到玉米糊，可以采用篩分的方法將淀粉和粗細(xì)渣分開(kāi)。常用的篩分設(shè)備有六角篩、平搖篩、曲篩和離心篩等。
篩分淀粉的篩孔應(yīng)根據(jù)篩分設(shè)備的種類(lèi)和淀粉質(zhì)量要求決定。六角篩清洗粗渣篩孔直徑為0.6毫米，細(xì)渣篩孔直徑為0.12毫米，平搖篩篩分粗渣篩孔用7××號(hào)雙料尼龍，篩分細(xì)渣篩孔用12××號(hào)雙料尼龍，曲篩清洗粗、細(xì)渣使用六級(jí)的120°曲篩，篩長(zhǎng)1.6米，第一級(jí)曲篩的篩縫寬0.05毫米，其余各級(jí)篩縫寬0.075毫米；離心篩的轉(zhuǎn)子篩板篩孔為2×0.24毫米。一般是用四級(jí)連續(xù)操作。
篩分粗、細(xì)渣需要清水量，按100公斤干物質(zhì)計(jì)算，篩分粗渣需230～250升，細(xì)渣需10～130升，水溫為45～55℃，含有0.05%二氧化硫，pH約為4.3～4.5為宜。
7.蛋白質(zhì)分離和淀粉清洗：
分離粗、細(xì)渣后的淀粉乳濃度為6～8波美度，含干物質(zhì)約11～14%。這里的淀粉化學(xué)組成分析如下表：
成分含量(%)成分含量(%)
淀粉88～92水溶性物質(zhì)2.5～4.5
蛋白質(zhì)6～10二氧化硫0.035～0.045
脂肪0.5～10細(xì)渣0.05～0.1克/升
灰分0.2～0.4
從上表可以看出，淀粉乳中干物質(zhì)除了淀粉以外，主要是蛋白質(zhì)和水溶性物質(zhì)，所以必須進(jìn)行蛋白質(zhì)分離和淀粉清洗。
分離蛋白質(zhì)一般采用流槽分離，因占地大，分離效率低，現(xiàn)在逐步改用離心機(jī)分離。但要求淀粉乳中含渣子要少，防止碟片內(nèi)噴嘴堵塞，造成機(jī)械振動(dòng)。
分離蛋白質(zhì)后的粗制淀粉乳必需進(jìn)行清洗。淀粉清洗大都在清洗池內(nèi)進(jìn)行，但清洗時(shí)間長(zhǎng)，淀粉損失大。現(xiàn)代玉米淀粉廠淀粉清洗采用旋液分離器進(jìn)行清洗，一般用9～14級(jí)旋液分離器處理。根據(jù)測(cè)定，從離心機(jī)出來(lái)的淀粉乳蛋白質(zhì)含量不超過(guò)2.5%，經(jīng)過(guò)9級(jí)旋液分離器處理，成品淀粉中蛋白質(zhì)含量可降至0.35%。
8.離心分離和干燥：
從旋液分離器出來(lái)的淀粉乳含水分78%，如果淀粉車(chē)間與淀粉糖車(chē)間結(jié)合在一起，就可直接送至淀粉糖車(chē)間使用。不必進(jìn)行淀粉乳脫水和干燥處理。但是從清洗桶得到的淀粉乳含水分離，必須進(jìn)行脫水處理。
把淀粉乳送入離心分離機(jī)進(jìn)行脫水，可得含水分為45%的濕淀粉，這種濕淀粉也可以作為成品出廠。為了便于運(yùn)輸和貯藏，最好進(jìn)行干燥處理，將淀粉含水分降低至12%的平衡水分。然后作為成品干淀粉出廠。
為了保證成品細(xì)度均勻，有時(shí)還要進(jìn)行成品整理。先經(jīng)篩分處理，篩出規(guī)定細(xì)度的淀粉，篩上物送入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，然后再行篩分，使產(chǎn)品全部達(dá)到規(guī)定的細(xì)度。
9.副產(chǎn)品加工：
在生產(chǎn)玉米淀粉過(guò)程中，可以得到玉米漿、胚芽、渣子和蛋白質(zhì)水等中間產(chǎn)品，如果進(jìn)行加工，均能作為副產(chǎn)品利用。玉米主要副產(chǎn)品加工方法如下：
(1)玉米漿：用二氧化硫溶液逆流浸泡玉米，最后泵出浸泡水含干物質(zhì)6～7%，可以采用三效真空蒸發(fā)，將它濃縮到含干物質(zhì)50%的濃液，稱為玉米漿。
根據(jù)玉米漿化學(xué)成分測(cè)定結(jié)果如下：
水分48～50%還原糖5.5%以上含氨量3.6%以上
無(wú)機(jī)物10%以上氨氮0.9%以上乳酸9～12%以上
玉米漿除了可作為培養(yǎng)酵母和抗菌素營(yíng)養(yǎng)料和制造菲門(mén)和肌醇的原料外，與回收的玉米蛋白質(zhì)和粗、細(xì)渣混合后，也是很好的動(dòng)物飼料。
(2)玉米胚芽：從篩分工段清洗過(guò)的胚芽含水分約50～60%，可用滾筒干燥機(jī)或沸騰機(jī)將它干燥至水分含量達(dá)4%。通常采用三級(jí)干燥，第一級(jí)干燥到胚芽含水分約35%；第二級(jí)為10%；第三級(jí)達(dá)到胚芽規(guī)定的水分含量。
干燥后的胚芽含有45～50%的油份。它比大豆的含油量高(大豆含油量約為20%)，所以它是很好的油料。經(jīng)榨油機(jī)榨得的粗玉米油呈黃色，含游離脂肪酸，再經(jīng)精煉處理，得精煉玉米油可以食用，油餅可作飼料。
(3)蛋白質(zhì)水：從流槽、碟式分離機(jī)或旋液分離器得到的蛋白質(zhì)水，又稱為麩質(zhì)水或黃漿水。蛋白質(zhì)水的濃度低，但干物質(zhì)中蛋白質(zhì)含量高。過(guò)濾性差，所以不能直接用過(guò)濾方法回收其中懸浮的蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)。通常采用在沉淀池內(nèi)間歇沉淀或用濃縮離心機(jī)分離。濃縮后的蛋白質(zhì)與細(xì)渣混合，進(jìn)行過(guò)濾、干燥、粉碎和篩分，得到含水分10～12%的蛋白質(zhì)粉，也稱為谷朊粉，含蛋白質(zhì)在40%以上，可供配制飼料的原料。
(4)渣子和玉米漿的干燥：從篩分設(shè)備篩上物得到的粗細(xì)渣子含水分約在85%以上，先經(jīng)壓榨機(jī)脫水，使水分含量降低到55～70%，再與玉米漿混合。由于玉米漿的酸度較高，所以在與渣子混合前先用石灰中和玉米漿的酸度，然后混合、干燥到含水量為12%以下。它的化學(xué)成分如下：
水分11～13%粗脂肪2%以下粗蛋白質(zhì)18%以下
粗纖維9%以下灰分8%以下可溶性蛋白50%以上
從上列數(shù)據(jù)可以看出，蛋白質(zhì)含量較高，可以作為良好的動(dòng)物飼料。
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