第六章淀粉生产

第六章淀粉生产第一节概述

一、淀粉的理化性质（一）、淀粉粒的一般性状：1、环层结构；2、偏光十字。（二）、淀粉的分子结构：直链与支链。（三）、淀粉的性质：1、

物理性质：白粉、吸湿、比重大于水、但不溶于冷水；2、化学性质：淀粉→可溶性淀粉→糊精→麦芽糖→葡萄糖各种糊精的特性二、玉米加工概述

（一）发展历史：玉米是世界三大粮食作物之一，年总产量约6亿吨；美、中分别占34%和22%。我国玉米75%用作饲料，10%食用，15%工业原料；美国90%以上均经不同程度加工开发，用作工业原料和饲料。玉米深加工开始于美国国内战争期间，以托马思.金斯福特（ThomasKingsford）开发的玉米淀粉水解工艺为标志。1844年在新泽西州泽西市成立第一个玉米淀粉生产厂。1866年用淀粉酶水解技术生产葡萄糖，随着15年后结晶葡萄糖制造工艺的开发，玉米甜味剂等其他产品的开发也开始了。1882年第一次生产出玉米蛋白饲料，1889年商品玉米油上市。1893年开始回收浸泡玉米的浸泡水，浓缩后作饲料。1900年酸变性淀粉工业化生产，15年后氧化淀粉问世。1945年至1955年间开发交联糯玉米淀粉、阳离子淀粉和羟乙基淀粉等。（二）我国玉米生产加工现状20世纪80年代初开始淀粉生产先进技术的引进，先后有十多家工厂全套引进淀粉和淀粉糖的生产技术和设备，经过科技攻关，我国小型规模装备已基本实现国产化并替代进口；在淀粉深加工方面，先后开发了数十种变性淀粉产品，另外，低聚糖、l-乳酸、赖氨酸等的开发研究已具有一定水平；我国已具有3万~5万吨/年的低聚糖生产能力，约2万吨/年的乳酸生产能力。完全中国自主产权的生物降解塑料技术，其淀粉添加量已达70%以上，处于世界先进水平。存在的问题：1、规模小，产品单一，综合利用率低2、行业整体水平不高，生产技术落后3、加工企业点多面广，缺乏统一的行业规划和管理，致使低水平重复建设现象严重4、产品开发缺乏可持续性，开发周期长（三）国外玉米工业发展现状当前国际上以美国为主。食品饮料用高果糖浆和汽车用燃料酒精已成为玉米深加工的两大支柱产业。同时，造纸用变性淀粉、淀粉降解塑料、超级吸水剂等已形成工业规模，年消耗均在150多万吨以上。在欧洲目前淀粉年总产量约800万吨，其中一半转化为淀粉糖；在亚洲的日本、韩国都是进口玉米生产淀粉糖，目前日本淀粉糖产量近百万吨，韩国已达30多万吨，我国淀粉糖产量只有约60万吨。玉米变性淀粉在欧美已发展成熟，美国每年玉米变性淀粉的产量约90万吨，其中造纸用65%，食用25%，其他10%。美国的斯特利公司和国家淀粉化学公司都是提供全系列变性淀粉的国际大型公司，另外还有美国CPC国际公司、荷兰AVEBE公司、日本CPCNSK技术株式会社、德国汉高公司、丹麦DDS罗那公司等。（四）玉米深加工产品种类1、淀粉糖类2、变性淀粉类3、发酵制品类：酵母、酒精、甘油、丙酮、丁酸、乳酸、柠檬酸、葡萄糖酸、味精、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、黄原胶、茁霉多糖、环状糊精、酶制剂、单细胞蛋白、红曲色素、抗菌素等。4、以上产品进一步深加工产品：维生素C、淀粉降解塑料、乳酸钙、乳酸乙酯、酵母提取物和各种添加剂等。饲料也是玉米的一个主要应用领域。（五）我国玉米分类1、按中国国家标准（GB1953-1999）分类：黄玉米白玉米混合玉米：混入本类以外超过5%的2、按粒形、硬度及用途分（1）普通玉米：马齿型、硬粒型、中间型、硬偏马型（硬占75%）、马偏硬型。（2）特种玉米：高赖氨酸玉米、高直链玉米、高油玉米、甜玉米、爆裂玉米、糯玉米第二节节玉玉米米淀粉粉提取取工艺艺（一））对原原料的的技术术要求求淀粉含含量≥≥70％油油脂脂≥4.5％籽粒发发芽率率≥50％％千千粒粒质量量210-220g籽粒密密度≥≥700kg/m3含水量量≥15％％杂质含含量底底，无无害虫虫感染染等（（马齿齿型和和半马马齿型型玉米米）原料玉玉米↓清理↓H2SO3水→浸浸泡→→浸浸泡液液（浓浓缩））→玉玉米浆浆↓玉米粗粗破碎碎↓胚芽分分离→→胚芽芽→胚胚芽油油↓浆料磨磨细↓筛分与与洗涤涤→皮皮渣→→饲料料↓蛋白质质分离离→淀淀粉粒粒的洗洗涤→→干燥燥→成成品（二））工艺艺原理理及操操作1、玉米清清理：：⑴筛选选；⑵⑵密度度分选选（去去石机机）；；⑶磁磁选；；⑷清洗洗，可可用洗洗涤机机进行行清洗洗。2、玉玉米浸浸泡：：⑴目的的和作作用机机理：：目的：：降低低玉米米籽粒粒的机机械牢牢固性性，削削弱连连结键键，提提出淀淀粉可可溶物物，使使淀粉粉吸水水膨胀胀，皮皮层胚胚芽、、胚乳乳易于于分离离。机理：：用一一定浓浓度的的亚硫硫酸水水溶液液增加加皮层层膜透透性，，打开开蛋白白质网网膜，，抑制制微生生物活活动。。当SO2的浓度度降到到0.05%时时会引引起乳乳酸发发酵，，从而而降低低pH值，，限制制其他他有害害菌体体的生生长，，同时时乳酸酸菌还还可以以促进进玉米米蛋白白质的的软化化与膨膨胀。。乳酸不不挥发发，在在浓缩缩浸泡泡水时时仍残残留在在浓缩缩液中中，保保持溶溶液中中的Mg2+和Ca2+，有利利于减减少蒸蒸发设设备加加热体体上不不溶性性物质质的沉沉淀。。⑵工艺艺条件件：H2SO3水溶液液浓度度：0.2-0.3％％PH值值：3.5温度：：48-55℃℃，太太高会会使淀粉糊糊化时间：：60-70h浸泡前前后玉玉米化化学组组成变变化化学组组成浸浸泡前前％浸浸泡泡后％％组组分分变化化量（占原原含量量％））淀粉69.3773.86+6.47油脂5.065.4+5.72蛋白质质10.268.74-14.48戊糖糖5.345.93+9.21纤维维素素2.372.32-2.11灰分分1.40.59-57.86水溶溶物物质质6.153.16-48.62亚硫硫酸酸浓浓度度对对淀淀粉粉提提取取率率的的影影响响亚硫硫酸酸的的浓浓度度浸浸渍渍时时间间（（h））淀淀粉粉提提取取率率（（％％））0.1％％SO224820.2％％SO224830.3％％SO224880.4％％SO22489亚硫硫酸酸浓浓度度对对蛋蛋白白质质溶溶出出率率的的影影响响SO2含量量0.040.10.150.180.250.40.8溶出出11.4715.5216.2716.113.2611.410.76蛋白白质质(3)浸浸泡泡工工艺艺：：①静静止止浸浸泡泡法法，，可可溶溶物物浓浓度度5-6％％；；②逆逆流流浸浸泡泡法法，，可可溶溶物物浓浓度度7-9％％。。(4)浸浸泡泡要要求求：：含水水量量达达40-46％％，，可可溶溶物物含含量量≤≤1.8％％酸度度：：对对100g干干物物料料用用0.1mol/LNaOH≤≤70ml(5)亚亚硫硫酸酸水水溶溶液液的的制制备备：：燃燃烧烧硫硫磺磺。。3、、破破碎碎及及胚胚芽芽分分离离：：破破碎碎时时约约放放出出20-25％％的的淀淀粉粉⑴粗粗破破碎碎：：一一次次4-6瓣瓣，，二二次次10-12瓣瓣。。⑵胚胚芽芽分分离离：：①①胚胚芽芽漂漂浮浮槽槽法法，，适适合合于于小小规规模模生产产；；②旋旋液液分分离离器器。。⑶胚胚芽芽的的筛筛分分与与洗洗涤涤：：一一般般采采用用三三道道50°°重重力力曲筛筛，，回回收收淀淀粉粉和和蛋蛋白白。。洗洗涤涤水水用用过过程程水，，加加SO2约0.08%以以保保持持筛筛面面清清洁洁。。4、浆浆料料的的精精磨磨经过过破破碎碎和和分分离离胚胚芽芽之之后后，，由由淀淀粉粉粒粒、、麸麸质质、、皮皮层层和和含含有有大大量量淀淀粉粉的的胚胚乳乳碎碎粒粒等等组组成成破破碎碎浆浆料料。。在在浆浆料料中中大大部部分分淀淀粉粉与与蛋蛋白白质质、、纤纤维维等等仍仍是是结结合合状状态态，，要要经经过过离离心心式式冲冲击击磨磨进进行行精精细细磨磨碎碎精磨磨目目的的：：使使淀淀粉粉最最大大限限度度地地游游离离，，分分出出纤纤维渣渣设备备：：砂砂盘盘磨磨、、粉粉碎碎机机、、锤锤碎碎机机、、针针磨磨（（冲冲击磨磨））5、、纤纤维维分分离离：：曲曲筛筛逆逆流流洗洗涤涤6、、蛋蛋白白质质的的分分离离⑴流流槽槽分分离离：：流流槽槽的的规规格格：：长长30-40m，，宽宽40-50m，，坡坡度度0.3％％，，控控制制流流速速：：6-8米米/分分（（比比较较原原始始的的方方法法））⑵离离心心分分离离：：可可采采用用多多台台离离心心机机连连续续进进行行。。三个个部部分分：：壳壳体体、、传传动动机机构构、、带带有有锥锥形形碟碟片片的的转转子子(3)旋旋液液分分离离器器如果果离离心心分分离离的的结结果果是是为为了了收收集集重重液液并并要要求求保保证证重重液液的的质质量量，，如如在在乳乳品品行行业业中中对对牛牛奶奶进进行行离离心心是是为为了了得得到到高高质质量量的的奶奶脂脂，，而而对对脱脱脂脂奶奶中中的的成成份份没没有有严严格格要要求求（（即即允允许许有有少少量量的的分分散散奶奶脂脂）），，可可使使用用碟碟片片上上开开孔孔在在距距离离离离开开轴轴线线2/3的的位位置置上上，，如如左左图图所所示示。。如果果离离心心分分离离的的结结果果是是为为了了收收集集轻轻液液并并要要求求保保证证轻轻液液的的质质量量（（浓浓缩缩的的倍倍数数高高）），，而而对对重重液液的的成成份份没没有有严严格格要要求求（（浓浓缩缩的的倍倍数数低低）），，可可使使用用碟碟片片上上开开孔孔在在距距离离离离开开轴轴线线1/3的的位位置置上上，，如如右右图图所所示示8、干燥燥：⑴机机械脱水水，除水水73％％，用离离心式过过滤机。。⑵气流干干燥：除除水15％，淀淀粉与空空气运动动14-20m/s,空气气温度可可达140-160℃℃。第三节玉玉米淀淀粉生产产副产品品处理及及综合利利用副产物主主要是玉玉米浆、、胚芽、、玉米纤纤维、蛋蛋白粉（一）玉玉米浆从浸泡罐罐排出的的浸泡水水含有很很多的玉玉米可溶溶物、乳乳酸发酵酵物和一一些不溶溶性物质质。浸泡泡水通常常被浓缩缩到干物物含量40~45%，，然后与与纤维混混合干燥燥成蛋白白饲料，，也可用用于特种种配料配配方，或或用作工工业发酵酵营养源源。当用用作工业业发酵营营养源时时，浸泡泡水应在在浸泡温温度下发发酵12h，不不能低于于49℃℃，否则则引起酵酵母发酵酵，生成成酒精和和二氧化化碳，造造成损失失。玉米浆含含丰富维维生素B和矿物物质，国国内较多多的是生生产抗生生素和味味精，也也可提取取菲汀和和饲料蛋蛋白（二）胚胚芽玉米胚中中含油48%左左右，含含蛋白质质13%，含淀淀粉12%。玉米油的的不饱和和脂肪酸酸含量达达85%以上，，主要为为油酸、、亚油酸酸，人体体吸收率率达97%以上上。玉米米油中含含有谷固固醇，具具有抑制制胆固醇醇增加的的作用。。玉米油油还富含含VE。。玉米胚芽芽饼一般般作饲料料处理。。（三）蛋蛋白粉玉米子粒粒蛋白质质总量约约10%，其中中胚芽20%，，胚乳76%。。玉米蛋蛋白质分分四种：：白蛋白白、球蛋蛋白、醇醇溶蛋白白（溶于于70~80%酒精））、谷蛋蛋白（溶溶于稀碱碱）用60%酒精100mL可溶溶入30g的玉玉米醇溶溶蛋白。。这种醇醇溶蛋白白具有很很强的耐耐水性、、耐热性性和耐脂脂性。在在食品工工业中，，醇溶蛋蛋白可作作为被膜膜剂，可可防潮、、防氧化化，喷在在水果上上可增加加光泽。。（四）玉玉米纤维维一般用做做饲料，，也可用用于发酵酵。玉米纤维维的化学学组成第四节从从马铃铃薯种提提取淀粉粉淀粉占马马铃薯工艺流程：1、原料的选择、输送与清洗水力输送，洗涤机清洗，流水槽。2、粉碎和筛理：尽可能使块茎细胞破裂，并从中释放出淀粉颗粒。3、细胞胞液的分分离：细细胞液的的存在会会发生氧氧化作用用使淀粉粉颜色发发暗，可可用离心心机分离离细胞液液，剩下下的浆料料可用净净水或工工艺水按按1：1或1：：2的比比例稀释释送到下下道工序序4、从浆浆料中洗洗涤淀粉粉：用水水在不同同结构的的筛分设设备上洗洗涤5、细胞胞液水的的分离：：采用卧卧式沉降降式离心心机6、淀粉粉乳的精精制①斜斜槽沉淀淀②离心心分离③③旋液或在振动筛、离心筛、弧形筛上进行，筛网应采用双料筛绢或尼龙筛绢，每平方厘米筛孔数在1400个以上，孔眼尺寸在140～160微米，筛孔有效面积占筛面的34%左右筛洗后的淀粉乳中细渣占淀粉乳的干物质量≤0.5%①斜槽沉沉淀：长长30-60米米，宽50厘米米，斜度度1/200-1/500，，在流槽槽末端增增设一沉沉淀池，，以回收收淀粉。。②离心机法：：碟片式喷喷嘴型离心心机三级逆流洗洗涤③旋液分离器器由许许多平行排第五节变变性淀粉生生产一、基本概概念1、定义：：采用物理理、化学、、生物化学学的方法，，使淀粉的的结构、物物理性质和和化学性质质改变，从从而制成具具有特定性性能和用途途的产品，，称为变性性淀粉或修修饰淀粉。。2、目的：：①适应各各种工业应应用要求。。②开辟淀粉粉的新用途途，扩大应应用范围。。二、分类1、物理变变性：预糊糊化淀粉、、烟熏淀粉粉2、化学变变性：糊精精、酸变性性淀粉3、酶法变变性：直链链淀粉、环环状糊精、、普鲁蓝三、变性程程度的衡量量糊化度、DE值、黏黏度等。取代度（DS）：指指每个D-吡喃葡萄萄糖残基中中羟基被取取代的平均均数。一般般每个D-吡喃葡萄萄糖残基中中有三个可可被取代的的羟基。摩尔取代度度（MS））：平均每每摩尔的吡吡喃葡萄糖糖残基中取取代基的物物质的量。。四、变性淀淀粉生产工工艺湿法生产：：淀粉乳（计计量）反反应洗洗涤涤脱脱水干干燥筛筛分成品化学药品、、水或溶剂剂调温排液排液热空气干法生产即淀粉在含含少量水(通常在20%左右右)或少量量有机溶剂剂的情况下下与化学试试剂发生反反应生成变变性淀粉的的一种生产产方法干法生产工工艺流程：：化学药品淀粉乳吸吸附脱脱水预预干燥固固相反应应快速速冷却淀粉混混匀水平衡化学药品筛分包装成品热空气加热酸变性淀粉粉生产工艺艺淀粉乳酸酸解离离心心中中和洗洗涤脱脱水干干燥燥筛分包装成品1、操作要要点：将淀淀粉乳送入入反应罐，，升温到37-38℃，加入入适量盐酸酸恒温酸解解反应3-4h，反反应结束后，放出出物料，用用离心机脱脱水，回收收酸液，然然后用5moL/L的的Na2CO3溶液中和酸酸变性淀粉粉乳，使pH为6.0左右右，洗涤至至中性，经经脱水后进进行气流干燥，过过筛后包装装即为成品品。回收酸液供供下批用2、控制指指标：酸变变性的主要要目的是降降低淀粉糊糊的黏度，，因此转化化过程中常常用测定热热糊流度的的方法来控控制。流度度是黏度的的倒数。测定流度是是用一只特特制的玻璃璃漏斗，下下方连有玻玻璃毛细管管。若100mL蒸蒸馏水流经经此漏斗为为70s，，酸变性淀淀粉样品溶溶液在70s内流过过的体积（（mL）为为此样品的的流度。3、用途：：1）食品工工业：制造造软糖、果果子冻2）造纸工工业：利用用酸变性淀淀粉成膜性性好，膜强强度大、黏黏度低等特特性，作为为特种纸张张表面涂胶胶剂，以改改善纸张的的耐磨性、、耐油墨性性，提高印印刷性能。。3）纺织工工业：用来来进行棉织织品和棉-合成纤维维混纺织品品的上浆和和整理处理理。五变性淀淀粉在食品品工业中的的应用（一）原淀淀粉缺陷及及变性目的的：1、口感差差