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玉米淀粉加工

加工,是生产淀粉的主要原料。随着加工厂建厂时间、产量、设备选择及自动化程度的不同,采用的设备和工艺流程略有差异。生产工艺流程可分为开放式、封闭式和局部封闭式。开放式工艺包括玉米浸泡,封闭式工艺是以恒定的水流以逆流的方式通过所有加工工序,它仅在淀粉的最后洗涤阶段使用清水,其他工序使用循环的澄清麸质水。采用封闭式工艺的节水效果明显,还能充分回收干物质,不需要废水处理。

从玉米子粒中提取淀粉的过程。玉米子粒由根冠、果皮、胚乳、胚芽组成。子粒中各种成分的含量因品种和生长条件的不同有很大差异,淀粉含量占64%~78%,蛋白质8%~14%,脂肪3.1%~5.7%(新培育出的品种脂肪含量可高达14%)以及灰分糖类等。根据玉米的特性及各组成的性质,通常采用浸泡玉米进行湿磨的方法提取淀粉,淀粉的得率平均为67%~68.5%,同时从胚芽中回收玉米油。玉米容易贮存,可供工厂常年加工,是生产淀粉的主要原料。随着加工厂建厂时间、产量、设备选择及自动化程度的不同,采用的设备和工艺流程略有差异。生产工艺流程可分为开放式、封闭式和局部封闭式。开放式工艺包括玉米浸泡,封闭式工艺是以恒定的水流以逆流的方式通过所有加工工序,它仅在淀粉的最后洗涤阶段使用清水,其他工序使用循环的澄清麸质水。采用封闭式工艺的节水效果明显,还能充分回收干物质,不需要废水处理。玉米淀粉生产工艺流程见图。

玉米淀粉生产工艺流程

原料的选用与处理

为了保证淀粉得率和质量,对玉米的成熟度、水分、含杂及破损率、热损伤均有严格要求。加工用玉米收获后的干燥温度应低于60℃,以免淀粉糊化降低淀粉和玉米油的产率,及浸泡水中蛋白质的含量。清洗作业中应排除杂物及碎裂、小粒籽粒,玉米间夹有细小碎粒时会影响浸泡水的正常流动,导致浸泡不均匀和增加浸泡液的粘稠度。

玉米在湿磨前需浸泡,以软化子粒、利于磨碎和分离子粒中各个组分。浸泡时常添加一定浓度的亚硫酸溶液,以产生二氧化硫,其作用是防止腐败细菌生长,提高水分渗入速度,松弛蛋白质基质的组织结构,获得最高的淀粉得率。在浸泡过程中要求浸泡液的流量、温度、SO2浓度以及pH值之间保持适当的平衡。为了强化浸泡过程,也可用亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠代替亚硫酸。亚硫酸在生产过程中使空气中SO2的含量比前两种高出25~27倍,而生锈度高出3倍。由于液态亚硫酸氢钠运输不便、焦亚硫酸钠成本高,在生产中应用较少。浸泡装置通常由7~12个不锈钢罐组成,每个罐都附有必要的管道和泵,亦可整个罐组配一台大泵,使浸泡水从一罐送往另一罐。在封闭式加工工艺中,整个湿磨与浸泡装置按一组逆流洗涤单元进行操作。浸泡终了,子粒的软化程度以用两个手指能容易地将子粒挤裂为止。此时,子粒的水分约45%(湿基),胚芽能完整地脱出,不粘附胚乳及果皮,当胚乳在水下粉碎时,淀粉呈白色絮状沉淀,而麸质则成黄色絮块。浸泡终了的浸泡液含有玉米子粒中占干物质6%~6.5%的可溶性物及其他各种营养成分。可作抗生素及酵母培养基等用。

胚芽的分离和洗涤

完成浸泡的玉米可用冲击式粉碎机破碎成3~4瓣,亦可用碾碎机(磨)进行碾磨,然后利用胚芽和胚乳比重之差异进行分离。开放式工艺采用流槽浮选法,封闭式工艺则用旋液分离器进行胚芽和胚乳的分离。旋液分离器回收胚芽的特点是设备体积小,容易清洗维修。回收的胚芽在曲筛上用循环水逆流洗涤2~3次以除去粘附的淀粉,洗后胚芽用机械挤干脱水,再干燥回收油分。从旋液分离器中出来的未磨细的胚乳再行研磨,以便再次回收淀粉。

细磨与纤维的分离

脱去胚芽的稀浆含淀粉、蛋白质麸质及纤维,可用针磨或砂轮磨研磨,以便回收淀粉。然后再用振动筛、旋转筛或曲筛将研磨中释出的淀粉、蛋白质和纤维进行分离。成浆和筛分过程应重复数次,筛出的纤维用挤干机或离心机脱水。

淀粉与麸质的分离

脱去纤维的淀粉乳含有5%~8%的不溶性蛋白质,利用淀粉和麸质粒子的差异,采取沉淀法或离心法进行分离。常用的设备有离心机一旋液分离器系统及旋液分离装置等。

产品干燥

从末段旋流器得到的淀粉浆经离心机或过滤器脱水后常用气流干燥机干燥,成品淀粉的水分要求低于13%。