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文档简介
玉米淀粉加工技术第一页,共一百三十七页,2022年,8月28日生产淀粉原料应具备三个条件:1.淀粉含量高,成本较低;2.收集、贮存、加工相对较容易;3.副产品利用价值较高。第二页,共一百三十七页,2022年,8月28日第一节
玉米淀粉生产
原料和工艺流程第三页,共一百三十七页,2022年,8月28日一、玉米的起源与传播ModerncornTeosinte类蜀黍第四页,共一百三十七页,2022年,8月28日番麦,西番麦(来自西方);御麦(因开始是以罕见珍品奉献给皇帝的);玉麦;玉蜀黍(四川);玉高梁;……玉米在古籍书中大致有这样几种名称:第五页,共一百三十七页,2022年,8月28日玉米的俗称苞谷棒子珍珠米玉棒子粟米潮汕人则称为“燕美人”第六页,共一百三十七页,2022年,8月28日传统的“五谷”指的是什么?水稻,小麦,谷子,高梁,大豆“六谷”?水稻,小麦,谷子,高梁,大豆、玉米第七页,共一百三十七页,2022年,8月28日3、我国玉米种植第八页,共一百三十七页,2022年,8月28日二、玉米淀粉生产原料玉米籽粒结构第九页,共一百三十七页,2022年,8月28日第十页,共一百三十七页,2022年,8月28日(2)玉米的分类按颜色分类可分为:黄色玉米
价格便宜,黄色色素容易去除,淀粉加工首选白色玉米颜色洁白,制作淀粉外观好混色玉米颜色各异(红色、紫色等)第十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日栽培玉米分类硬粒型马齿型爆裂型粉质型糯质型甜质型甜粉型有稃型依据玉米籽粒胚乳质地类型和稃壳的有无,可以把栽培玉米的类别(库列索夫,1933):第十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日
2、玉米的化学成分
淀粉70%~72%,蛋白质8%~11%,脂肪4%~6%,灰分1.2%~1.6%,纤维5%~7%,可溶性糖4.5%,含水量一般为12%~16%第十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日3、玉米原料中的杂质分无机杂质和有机杂质两类。无机杂质:泥土、砂石、煤渣、砖瓦、玻璃碎块、金属物及其他无机物质。有机杂质:根、茎、玉米须,野生植物的种子,异种粮粒,鼠、雀粪便,虫蛹、虫尸、生芽、病斑、变质玉米粒等。第十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日三、玉米淀粉生产的工艺流程玉米湿磨加工原理:物理方法分离玉米籽粒的各主要成分获取的五种主要成分淀粉胚芽可溶性蛋白皮渣(纤维)麸质(蛋白质)第十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日湿法玉米淀粉生产工艺流程第十六页,共一百三十七页,2022年,8月28日本节重点玉米籽粒的结构玉米的分类玉米籽粒的化学组成玉米淀粉加工原理和获得的组分玉米淀粉生产工艺流程图第十七页,共一百三十七页,2022年,8月28日第二节
玉米的净化和浸泡第十八页,共一百三十七页,2022年,8月28日一、玉米净化工艺第十九页,共一百三十七页,2022年,8月28日二、玉米浸泡工艺玉米浸泡是玉米淀粉生产中的主要工序之一采用亚硫酸浸泡第二十页,共一百三十七页,2022年,8月28日1.浸泡的目的和作用机理
(1)浸泡目的通过亚硫酸的乳化作用,软化玉米颗粒,降低玉米粒的机械强度;分散玉米胚体细胞中的蛋白质网,削弱保持淀粉的联结键;第二十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日浸泡目的(续)通过浸泡使玉米籽粒膨胀,可较容易的将皮层、胚芽、胚乳分离;可浸提出籽粒中部分可溶性物质,制成玉米浆;能有效地抑制随玉米带来的微生物活动,起到防腐作用;利于乳酸菌生长。第二十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日(2)亚硫酸的作用机理亚硫酸可把玉米中一部分不溶解蛋白质转变成溶解蛋白质。机理是亚硫酸先通过胚芽,作用于玉米的种皮,使胚芽钝化,使半渗透性的表皮变成渗透性表皮,有利于可溶性物质向浸泡水中的渗透。第二十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日亚硫酸的作用机理(续)在溶解玉米皮层后,亚硫酸通过分裂蛋白质分子之间的连接键,使蛋白质分子解聚。胚乳的蛋白质失去自己的晶体结构,吸水膨胀变成凝胶体,促进淀粉颗粒从包围着它的蛋白质中释放出来。第二十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日(3)乳酸的作用来源:由玉米带进的微生物经发酵而形成乳酸作用:促进玉米蛋白质软化和膨胀;可保持溶液中镁离子和钙离子,从而有利于减少蒸发设备不溶性物质的沉积。第二十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日乳酸过量的危害与乳酸的协同作用危害:过量的乳酸在能增加蛋白质的溶解度同时也会促进蛋白质变性,使淀粉和蛋白质的分离更加困难。好处:乳酸和亚硫酸的协同作用,会使玉米淀粉的结构发生一些变化。第二十六页,共一百三十七页,2022年,8月28日2、浸泡方法玉米浸泡方法分为静止法和逆流法(1)静止法。又分单桶静止浸泡法和单桶循环浸泡法。浸泡水中可溶性物质的浓度只能达5%~6%,甚至更低。(2)逆流法。又叫扩散法。浸泡水中可溶性物质被充分浸提,浓度达到7%~9%第二十七页,共一百三十七页,2022年,8月28日3、浸泡过程玉米化学成分的变化从玉米粒向浸泡液转移的主要化学成分依次是无机盐类
(灰分)、可溶性碳水化合物和可溶性蛋白质玉米中的淀粉、脂肪、纤维素、戊聚糖的数量大致上没有改变。第二十八页,共一百三十七页,2022年,8月28日4、浸泡工艺过程浸泡一般采用多罐串联逆流浸泡一个浸泡罐组由8~12个浸泡罐组成第二十九页,共一百三十七页,2022年,8月28日浸泡工艺过程对浸泡罐中的每个浸泡罐来说,完整的浸泡过程包括:向浸泡罐投入浸泡液和玉米玉米的浸泡浸泡液的排放浸泡玉米的排放第三十页,共一百三十七页,2022年,8月28日
5、影响浸泡玉米的因素
(1)玉米原料的影响
浸泡的玉米应是无霉粒、无虫蛀、碎粒少和末成熟粒、杂质少的玉米,水分适宜(12%~15%)。第三十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日
(2)H2SO3的浓度和加入量生产过程中一般选择0.25%~0.35%此时蛋白质网分散适当,淀粉易于分离,当SO2的浓度在0.35%以上时,因为酸性高,能抑制乳酸发酵。第三十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日(3)浸泡温度温度过低,浸泡效率低,杂菌易生长繁殖;温度增高,可使玉米粒的膨胀速度加快,缩短浸泡时间。工业生产上一般控制浸泡温度在48~52℃第三十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日(4)浸泡时间浸泡时间的长短对玉米籽粒的吸水膨胀、可溶性物质的抽出量基本呈正比关系。浸泡时间一般控制在50h左右。第三十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日(5)浸泡液中乳酸的含量乳酸的产生能使蛋白质溶出量增多,并抑制其他微生物繁殖,防止浸泡液中腐败物产生一般要求乳酸含量应高于10%。第三十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日本节重点玉米籽粒浸泡的目的亚硫酸浸泡机理玉米浸泡的方法玉米浸泡时向浸泡液中转移的成分每个浸泡罐完整的浸泡过程影响浸泡玉米的因素第三十六页,共一百三十七页,2022年,8月28日第三节
玉米破碎与胚芽分离第三十七页,共一百三十七页,2022年,8月28日一、浸后玉米的输送和除砂浸泡罐内在排完浸泡液后,来自输送水罐的输送水流到浸泡罐底部的输送管线,靠液力作用将浸后玉米输送到浸后玉米罐,输送水与玉米比例4:1~6:1。第三十八页,共一百三十七页,2022年,8月28日浸后玉米的除砂通过斜底罐再经输送泵送至捕石器,一般物料进入捕石器压力为0.12~0.2MPa。压力过低,则玉米籽粒会被排入集砂斗;压力太高,一些小的砂石和铁屑会带入破碎工序。第三十九页,共一百三十七页,2022年,8月28日二、玉米破碎1、破碎目的玉米破碎的目的就是要把玉米破碎成碎块,使胚芽与胚乳分开,并释放出一定数量的淀粉。第四十页,共一百三十七页,2022年,8月28日2、破碎设备--凸齿磨玉米淀粉生产中破碎设备又称脱胚磨,主要工作部件是一对相对的齿盘,动盘和静盘上同心排列的齿相互交错。齿盘上梯形齿呈同心圆分布,在半径较小处,齿的间隙大;半径较大处,齿的间隙小。第四十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日工作过程物料在重力作用下从进料管自由落入机壳内,经拨料板迅速进入动、定盘之间。由于两齿盘的相对旋转运动和凸齿在盘上内疏外密的特殊布置,物料在两盘间除受凸齿的机械作用扰动外,还受自身产生的离心力作用,在动、静齿缝间隙向外运动。第四十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日工作过程玉米粒运动时,最初的齿间距大,玉米成整粒破碎,有利于进料,运动到齿盘外端部时,齿间距变小,物料受离心力较大,粉碎作用加强,这样玉米粒在动、静齿盘及凸齿的剪切、挤压和搓撕作用下被破碎。第四十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日3、影响玉米破碎的因素
(1)玉米品种和浸泡质量的影响玉米品种与破碎效果有很大关系;玉米的浸泡质量也直接关系到玉米的破碎效果。第四十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日(2)凸齿磨工作情况的影响凸齿磨选型要合理,结构尺寸和功率大小与生产能力要匹配。齿盘安装应平行第四十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日(3)浓度的影响进入凸齿磨的物料应含有一定数量的固体和液体,固、液比为1:1.5~2.5,过高过低都影响破碎效果。第四十六页,共一百三十七页,2022年,8月28日三、胚芽的分离与洗涤1、胚芽分离设备--旋液分离器旋流分离器分水力旋流分离器和气体旋流分离器,其工作原理是利用离心力使颗粒大小、相对密度不同的悬浮颗粒分离。用于玉米颗粒破碎后分离出胚芽的旋流分离器称为胚芽旋流分离器。第四十七页,共一百三十七页,2022年,8月28日工作过程破碎的玉米物料进入收集器,在0.25~0.5MPa压力泵入旋流分离器,破碎的玉米的较重颗粒作旋转运动,并在离心力作用下抛向锥体的内壁,沿着内壁移向底部出口喷嘴。胚芽和部分玉米皮壳密度较小,被集中在设备的中心部位,经过顶部出口喷嘴及接受室排出旋液分离器。第四十八页,共一百三十七页,2022年,8月28日2、胚芽的筛分及洗涤经旋液分离器分离出的胚芽,都含有一定量的淀粉乳的浆液,应将着部分淀粉乳进行回收,并洗净附着在胚芽表面的胚乳。胚芽与淀粉乳分离采用湿筛分法,然后用水洗涤胚芽以洗去游离淀粉,目前常用重力曲筛洗涤胚芽。第四十九页,共一百三十七页,2022年,8月28日曲筛的结构曲筛又叫弧形筛,是一种筛面在纵向呈弧形的固定筛。曲筛筛面由不锈钢楔形条拼制而成,筛孔为长形窄缝。第五十页,共一百三十七页,2022年,8月28日曲筛的分类根据筛面对应中心角的度数分为50°、72°、120°、180°、240°、300°。根据进料方式又分重力式和压力式,胚芽的筛分和洗涤都采用重力曲筛。第五十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日重力曲筛的工作过程进料靠物料本身的重力,利用一种抛物线型的进料溢流挡板,使物料沿曲筛筛面运动时产生离心作用,在正常力的作用下微小淀粉颗粒穿过筛缝排下而成为淀粉乳。第五十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日重力曲筛的工作过程而较大的粗杂物被浮在筛面上,在切线力作用下沿筛面滑下,进入卸料口后从筛子卸出,淀粉乳则集中在接受器里,然后经管道排出。第五十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日胚芽洗涤时,物料经进料口沿弧形筛的表面往下流,在弧形筛表面运动的物料受离心力和重力的作用,曲筛滤去物料中的液体浆料,而在切线力作用下,筛上的胚芽则沿筛面向下移动,从而把胚芽与其上附着的游离淀粉分开。胚芽洗涤曲筛的工作过程第五十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日四、玉米破碎、胚芽分离的工艺流程一般采用二次破碎,二次分离胚芽的方法。二次破碎的作用在于彻底地释放出胚芽。第一次为粗磨,第二次为细磨。第五十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日第一次破碎的工艺参数二次分离胚芽,可提高胚芽的收率,降低胚芽的破碎率,改善胚芽质量。
给料罐内的浸后玉米进入头道磨(粗磨),粗磨为齿盘磨,软化的玉米经粗磨破碎后被破成5~6瓣,含整粒玉米量不超过1%,释放出75%~85%的胚芽和20%~25%的淀粉。第五十六页,共一百三十七页,2022年,8月28日第二次破碎的工艺参数二道磨的作用主要是对头道磨的物料进一步破碎,彻底地释放出与胚乳粒相连接的胚芽。要把物料成10~12瓣,经过破碎之后,在原基础上要另外游离出5%~10%的淀粉,浆料中不应含有整粒玉米,联结的胚芽不应超过0.3%第五十七页,共一百三十七页,2022年,8月28日本节重点浸泡后玉米的输送和除砂方法玉米破碎的目的影响玉米破碎的因素胚芽旋流分离器的工作原理曲筛的种类粗磨时控制的工艺参数第五十八页,共一百三十七页,2022年,8月28日第四节
玉米精磨与纤维分离第五十九页,共一百三十七页,2022年,8月28日一、精磨精磨可以把淀粉从与蛋白质、纤维的结合态中游离出来,最大限度地回收淀粉。精磨的主要设备有砂盘磨、锤碎机、冲击磨等。冲击磨又称针磨,是应用最多的精磨。第六十页,共一百三十七页,2022年,8月28日冲击磨工作过程物料由中心口喂入后在离心力作用下向四周分散,进入高速旋转的动盘中心,在动、定针间反复受到猛烈冲击而被打碎。物料中所含淀粉经猛烈冲击振荡后,与纤维结构松脱被最大限度的游离出来,纤维因有较强的韧性不易撞碎,形成大片的渣皮。第六十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日二、纤维的分离与洗涤浆料磨碎以后形成悬浮液,其中含有游离淀粉、麸质和纤维素。为了得到纯净的淀粉,把悬浮液中各组成成分完全分离开来,就要用筛分设备对浆料进行筛分,通常采用压力曲筛对浆料的纤维皮渣进行分离洗涤。第六十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日压力曲筛结构图片压力曲筛是依靠压力对湿物料进行分离及分级的设备第六十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日压力曲筛工作过程物料用高压泵打入给料器,以0.3~0.4MPa压力从喷嘴高速喷出,喷出的料流速度达10~20m/s,以切线方向进入筛面,被均匀地喷洒在筛面上,受到重力、离心力和筛条对物料的阻力作用。第六十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日压力曲筛工作过程(续)物料在高速下滑时颗粒冲击到楔型的尖锐边角被切碎,使曲筛既有分离效果,又有破碎作用。在由一根筛条流向另一根筛条过程中,淀粉及大量水分通过筛缝成为筛下物,而纤维细渣从筛上沿筛面滑下成为筛上物,从而将淀粉与纤维分离。第六十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日三、精磨与纤维分离、
洗涤工艺流程磨筛工艺流程一般采用1~2级精磨,5~7级逆流洗涤工艺。第六十六页,共一百三十七页,2022年,8月28日生产工艺参数控制浆液温度应保持45~55℃SO2浓度为0.05%,pH为4.3~4.5第一道曲筛得到的筛下物淀粉乳液应含有10%~14%的干物质,纤维细渣的含量不应超过0.1%最后一道曲筛排出的筛上物皮渣中,游离淀粉不应超过4.5%第六十七页,共一百三十七页,2022年,8月28日四、纤维脱水纤维经过逆流洗涤后,含有较高的水分,在进入脱水系统之前纤维含水量为95%,经离心机脱水之后水分可降至60%~65%,然后由管束干燥机干燥到水分在13%以下,即为干纤维莫孔筛网离心机是用于玉米淀粉生产中纤维脱水的主要设备。第六十八页,共一百三十七页,2022年,8月28日莫孔筛网离心机的工作过程料液进入旋转锥篮,由于螺旋体与带筛孔的转鼓都在以不同转速做高速旋转,二者有一定的速差,所以在离心力作用下,含少量淀粉的液体则从转鼓山筛孔排至出水口,而纤维渣被脱水后呈松散状落入贮斗经渣子出口排出。莫孔离心机脱水后纤维含水量<80%。第六十九页,共一百三十七页,2022年,8月28日本节重点精磨设备的种类冲击磨的工作过程压力曲筛的工作原理纤维分离洗涤的工艺流程第七十页,共一百三十七页,2022年,8月28日第五节
淀粉与麸质分离
及淀粉洗涤第七十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日各组分颗粒大小与密度在悬浮液中,不同成分的颗粒大小、密度都有区别淀粉颗粒为5~26μm,密度1610kg/m3;细渣60μm,密度1300kg/m3;蛋白质微粒1~2μm,密度1180kg/m3;细砂密度1950~2500kg/m3。第七十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日淀粉悬浮液中各组分情况淀粉乳中的麸质亲水性很强,易与水形成聚积物,其大小约为140~170μm,经长时间沉淀,其水分含量仍有82%~85%,而淀粉沉淀后其水分仅有48%~52%,利用这种差别,可采用不同的方法将其进行分离第七十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日一、淀粉与麸质的分离方法1、离心分离法2、气流浮选法3、流槽分离法第七十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日
2、气流浮选法
气流分离法的主要设备是气浮槽,其工作原理是向淀粉悬浮液中通入空气,使悬浮液中形成气泡而向上浮起,气泡吸附了蛋白质及其他轻的悬浮粒子,漂浮于液体表面,并通过溢流挡板排走,密度大的淀粉粒子沉降于分离室底部,从底部排出,从而达到分离目的。第七十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日3、流槽分离流槽一般用砖砌成,表面涂层为水泥或环氧树脂,淀粉乳自动地从槽头分散成薄层,流到槽尾,由于淀粉相对密度大,沉降速度比蛋白质快3倍,所以先沉淀于槽底,蛋白质悬浮于水汁中,由槽尾流出。第七十六页,共一百三十七页,2022年,8月28日二、淀粉的洗涤洗涤目的分离去除蛋白质后的淀粉悬浮液中含干物质浓度为33%~35%,淀粉中仍含有少量可溶性蛋白质、大部分无机盐和微量不溶性蛋白质,洗涤的目的就是把这些水溶性物质除去,得到高质量淀粉。第七十七页,共一百三十七页,2022年,8月28日淀粉洗涤的次数淀粉乳洗涤的次数,取决于淀粉乳的质量和湿淀粉的用途。生产干淀粉所用的湿淀粉通常清洗两次,生产糖浆用要清洗3次,生产葡萄糖用要清洗4次,清洗后的淀粉乳中可溶性物质含量应降至0.1%以下。第七十八页,共一百三十七页,2022年,8月28日淀粉洗涤设备淀粉乳精制常用旋液分离器、沉降式离心机和真空过滤机。淀粉洗涤旋流器是由若干个微型旋流管组成的,每个微型旋流管都是一个具有切向进口的圆锥体,圆锥体的底部和顶部各有一个小出口。第七十九页,共一百三十七页,2022年,8月28日三、分离洗涤的工艺流程1、稀浆液的除砂和预浓缩
分离纤维后的淀粉乳在进行麸质分离前先要除砂,然后进行预浓缩,再通过主分离机将淀粉乳中的蛋白质与淀粉分开。第八十页,共一百三十七页,2022年,8月28日
2、分离机分离工艺流程根据分离方法的不同,淀粉与麸质分离的工艺流程有三种:分离机分离流程分离机加旋流器分离流程沉淀法(或流槽式)分离流程第八十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日
3、全旋流器分离工艺流程将淀粉与蛋白质的分离和淀粉洗涤工序全部在旋流器系统中完成,无须使用初级分离机。全旋流器分离洗涤工艺包括两段,前3级为初级浓缩,用于回收麸质和可溶物,并对淀粉乳进行了一定程序的浓缩。然后由一个1~l2级旋流器组对淀粉洗涤,洗涤后的淀粉乳浓度升高第八十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日4、分离机-旋流分离器工艺流程分离机-旋流器分离工艺流程图第八十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日四、麸质的浓缩和脱水从主离心机分离出的溢流,麸质浓度为1%~2%,必须经过浓缩、脱水、干燥才能得到干麸质粉。麸质的浓缩由碟片式喷嘴型分离机完成,麸质的脱水可采用板框压滤机、转鼓式真空吸滤机或沉降离心机,小型厂多用板框压滤机,大型厂多用真空转鼓过滤机。第八十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日1、麸质浓缩主离心机分离的溢流流入稀麸质罐,经过旋转过滤器过滤以防止杂质带入浓缩机,用泵将稀麸质水给入麸质浓缩机。浓缩机与淀粉麸质分离机一样,也是碟片式喷嘴型分离机,但其转鼓直径大、转速高,对比重较小的麸质也能起到分离和浓缩的作用。第八十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日麸质浓缩麸质浓缩机中的物料在离心力的作用下,使悬浮的麸质颗粒与水分离,溢流为水,底流为麸质,经喷嘴排出。浓缩机安装了再循环弯管,使喷嘴排出的物料再重新返回浓缩机内,通过控制底流麸质液流入再循环的多少,控制浓缩后麸质液浓度。麸质浓缩机的溢流进入工艺水罐,作为工艺水重新用于生产流程。第八十六页,共一百三十七页,2022年,8月28日2、麸质脱水麸质水浓缩后需要进一步脱水,使水分降低到70%以下,麸质回收是利用真空转鼓吸滤机完成。第八十七页,共一百三十七页,2022年,8月28日真空转鼓过滤机的结构示意图第八十八页,共一百三十七页,2022年,8月28日真空转鼓的工作面转鼓的滤面分成几个不相同部分为吸附区、清洗区、滚压区、脱水区和再生区、卸料区。用阀门控制能按照一定顺序使各区与真空系统和压缩系统相连接。第八十九页,共一百三十七页,2022年,8月28日三项离心分离机三相分离机是一种新型分离机,一进三出,除了底流和溢流外,增加了中相。底流是浓度为Bé18°~19°的淀粉乳,溢流是澄清后的工艺水,中相是麸质,浓度是5%~7%,而二相分离机的溢流中麸质浓度仅有1%~2%。第九十页,共一百三十七页,2022年,8月28日三项离心分离机由于三相分离机中相的麸质浓度是两相分离机溢流的3~5倍,其浓度正是卧螺分离机的理想进料浓度,经过卧螺分离机脱水后,可直接进行烘干,脱水效率也优于过滤机。三相分离机和卧螺结合使用,可简化工艺,省去目前常用工艺中麸质浓缩离心机,提高脱水效率,降低生产成本。第九十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日五、淀粉与麸质分离的影响因素1、淀粉与蛋白质分离的影响因素(1)浸泡的影响因素浸泡的优劣直接影响淀粉与麸质的分离,浸泡好的玉米,软化程度好,淀粉和蛋白质间的结构被削弱,分离效果好。第九十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日(2)分离机分离效果影响因素温度:温度升高,淀粉乳黏度下降,淀粉与麸质易于分离,但温度不能过高,过高会使淀粉膨胀,甚至糊化。进入主分离机的淀粉乳适宜温度为40℃左右。底流浓度的影响:底流浓度高,会使溢流中淀粉含量增多;底流浓度低,会使淀粉乳中含有较多的蛋白质。最佳出料浓度为Bé15°~17°。第九十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日分离机分离效果影响因素(续)进料浓度:淀粉乳浓度增高,比重增大,麸质在淀粉乳中易于上浮,有利十分离麸质。但也不能过高,太高会使溢流中含有较多淀粉,影响淀粉收率和麸质质量。浓度过低,在分离时底流中流出液体呈泡沫状的浓稠物,顶流浓度很低,排麸质极少。第九十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日分离机分离效果影响因素(续)冲洗水的影响:冲洗水口调节离心机分离室内液体的流动状态,若冲洗水量大,分离室中发生上流现象,较多的淀粉被裹带到溢流中去;若冲洗水少,分离室中发生下流现象,底流中含蛋白质较多。在分离机组中,不同分离机所承担的分离任务不同,冲洗水用量也不一致。第九十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日2、影响旋流器洗涤效果的因素温度的影响同分离机的情况一样,温度升高,淀粉乳黏度下降,淀粉乳在旋流器中分离效果好,但温度超过一定限制时,淀粉颗粒膨胀甚至糊化,会堵塞旋流器,适宜温度为40℃。进料浓度高,黏度增加,溢流浓度高,会影响分离效率和淀粉收率;进料浓度过低,会影响生产能力。适宜的进料浓度为Bé15~17。第九十六页,共一百三十七页,2022年,8月28日影响旋流器洗涤效果的因素(续)旋流器的进料压力直接影响分离效果。一般进料压力为0.6~0.8MPa,压力过低会直接影响分离效果;压力过高,离心力大,溢流和底流浓度差加大,溢流中蛋白质减少,影响洗涤效果,并且会出现耗能增高,设备使用周期缩短等问题。第九十七页,共一百三十七页,2022年,8月28日影响旋流器洗涤效果的因素(续)最适宜的洗水量为每吨绝干淀粉用2.95t水,水量增加,降低生产能力;水量减少,洗涤效果下降。要求使用净水,硬度不高于4°,硬度太大,会使旋流管经常结垢,影响分离效果。第九十八页,共一百三十七页,2022年,8月28日本节重点淀粉与麸质分离的依据淀粉与麸质分离的方法淀粉与麸质分离的工艺流程影响淀粉与蛋白分离的因素第九十九页,共一百三十七页,2022年,8月28日第四节
玉米精磨与纤维分离第一百页,共一百三十七页,2022年,8月28日一、精磨精磨可以把淀粉从与蛋白质、纤维的结合态中游离出来,最大限度地回收淀粉。精磨的主要设备有砂盘磨、锤碎机、冲击磨等。冲击磨又称针磨,是应用最多的精磨。第一百零一页,共一百三十七页,2022年,8月28日冲击磨工作过程物料由中心口喂入后在离心力作用下向四周分散,进入高速旋转的动盘中心,在动、定针间反复受到猛烈冲击而被打碎。物料中所含淀粉经猛烈冲击振荡后,与纤维结构松脱被最大限度的游离出来,纤维因有较强的韧性不易撞碎,形成大片的渣皮。第一百零二页,共一百三十七页,2022年,8月28日二、纤维的分离与洗涤浆料磨碎以后形成悬浮液,其中含有游离淀粉、麸质和纤维素。为了得到纯净的淀粉,把悬浮液中各组成成分完全分离开来,就要用筛分设备对浆料进行筛分,通常采用压力曲筛对浆料的纤维皮渣进行分离洗涤。第一百零三页,共一百三十七页,2022年,8月28日压力曲筛结构图片压力曲筛是依靠压力对湿物料进行分离及分级的设备第一百零四页,共一百三十七页,2022年,8月28日压力曲筛工作过程物料用高压泵打入给料器,以0.3~0.4MPa压力从喷嘴高速喷出,喷出的料流速度达10~20m/s,以切线方向进入筛面,被均匀地喷洒在筛面上,受到重力、离心力和筛条对物料的阻力作用。第一百零五页,共一百三十七页,2022年,8月28日压力曲筛工作过程(续)物料在高速下滑时颗粒冲击到楔型的尖锐边角被切碎,使曲筛既有分离效果,又有破碎作用。在由一根筛条流向另一根筛条过程中,淀粉及大量水分通过筛缝成为筛下物,而纤维细渣从筛上沿筛面滑下成为筛上物,从而将淀粉与纤维分离。第一百零六页,共一百三十七页,2022年,8月28日三、精磨与纤维分离、
洗涤工艺流程磨筛工艺流程一般采用1~2级精磨,5~7级逆流洗涤工艺。第一百零七页,共一百三十七页,2022年,8月28日生产工艺参数控制浆液温度应保持45~55℃SO2浓度为0.05%,pH为4.3~4.5第一道曲筛得到的筛下物淀粉乳液应含有10%~14%的干物质,纤维细渣的含量不应超过0.1%最后一道曲筛排出的筛上物皮渣中,游离淀粉不应超过4.5%第一百零八页,共一百三十七页,2022年,8月28日四、纤维脱水纤维经过逆流洗涤后,含有较高的水分,在进入脱水系统之前纤维含水量为95%,经离心机脱水之后水分可降至60%~65%,然后由管束干燥机干燥到水分在13%以下,即为干纤维莫孔筛网离心机是用于玉米淀粉生产中纤维脱水的主要设备。第一百零九页,共一百三十七页,2022年,8月28日莫孔筛网离心机的工作过程料液进入旋转锥篮,由于螺旋体与带筛孔的转鼓都在以不同转速做高速旋转,二者有一定的速差,所以在离心力作用下,含少量淀粉的液体则从转鼓山筛孔排至出水口,而纤维渣被脱水后呈松散状落入贮斗经渣子出口排出。莫孔离心机脱水后纤维含水量<80%。第一百一十页,共一百三十七页,2022年,8月28日本节重点精磨设备的种类冲击磨的工作过程压力曲筛的工作原理纤维分离洗涤的工艺流程第一百一十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日第五节
淀粉与麸质分离
及淀粉洗涤第一百一十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日各组分颗粒大小与密度在悬浮液中,不同成分的颗粒大小、密度都有区别淀粉颗粒为5~26μm,密度1610kg/m3;细渣60μm,密度1300kg/m3;蛋白质微粒1~2μm,密度1180kg/m3;细砂密度1950~2500kg/m3。第一百一十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日淀粉悬浮液中各组分情况淀粉乳中的麸质亲水性很强,易与水形成聚积物,其大小约为140~170μm,经长时间沉淀,其水分含量仍有82%~85%,而淀粉沉淀后其水分仅有48%~52%,利用这种差别,可采用不同的方法将其进行分离第一百一十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日一、淀粉与麸质的分离方法1、离心分离法2、气流浮选法3、流槽分离法第一百一十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日
2、气流浮选法
气流分离法的主要设备是气浮槽,其工作原理是向淀粉悬浮液中通入空气,使悬浮液中形成气泡而向上浮起,气泡吸附了蛋白质及其他轻的悬浮粒子,漂浮于液体表面,并通过溢流挡板排走,密度大的淀粉粒子沉降于分离室底部,从底部排出,从而达到分离目的。第一百一十六页,共一百三十七页,2022年,8月28日3、流槽分离流槽一般用砖砌成,表面涂层为水泥或环氧树脂,淀粉乳自动地从槽头分散成薄层,流到槽尾,由于淀粉相对密度大,沉降速度比蛋白质快3倍,所以先沉淀于槽底,蛋白质悬浮于水汁中,由槽尾流出。第一百一十七页,共一百三十七页,2022年,8月28日二、淀粉的洗涤洗涤目的分离去除蛋白质后的淀粉悬浮液中含干物质浓度为33%~35%,淀粉中仍含有少量可溶性蛋白质、大部分无机盐和微量不溶性蛋白质,洗涤的目的就是把这些水溶性物质除去,得到高质量淀粉。第一百一十八页,共一百三十七页,2022年,8月28日淀粉洗涤的次数淀粉乳洗涤的次数,取决于淀粉乳的质量和湿淀粉的用途。生产干淀粉所用的湿淀粉通常清洗两次,生产糖浆用要清洗3次,生产葡萄糖用要清洗4次,清洗后的淀粉乳中可溶性物质含量应降至0.1%以下。第一百一十九页,共一百三十七页,2022年,8月28日淀粉洗涤设备淀粉乳精制常用旋液分离器、沉降式离心机和真空过滤机。淀粉洗涤旋流器是由若干个微型旋流管组成的,每个微型旋流管都是一个具有切向进口的圆锥体,圆锥体的底部和顶部各有一个小出口。第一百二十页,共一百三十七页,2022年,8月28日三、分离洗涤的工艺流程1、稀浆液的除砂和预浓缩
分离纤维后的淀粉乳在进行麸质分离前先要除砂,然后进行预浓缩,再通过主分离机将淀粉乳中的蛋白质与淀粉分开。第一百二十一页,共一百三十七页,2022年,8月28日
2、分离机分离工艺流程根据分离方法的不同,淀粉与麸质分离的工艺流程有三种:分离机分离流程分离机加旋流器分离流程沉淀法(或流槽式)分离流程第一百二十二页,共一百三十七页,2022年,8月28日
3、全旋流器分离工艺流程将淀粉与蛋白质的分离和淀粉洗涤工序全部在旋流器系统中完成,无须使用初级分离机。全旋流器分离洗涤工艺包括两段,前3级为初级浓缩,用于回收麸质和可溶物,并对淀粉乳进行了一定程序的浓缩。然后由一个1~l2级旋流器组对淀粉洗涤,洗涤后的淀粉乳浓度升高第一百二十三页,共一百三十七页,2022年,8月28日4、分离机-旋流分离器工艺流程分离机-旋流器分离工艺流程图第一百二十四页,共一百三十七页,2022年,8月28日四、麸质的浓缩和脱水从主离心机分离出的溢流,麸质浓度为1%~2%,必须经过浓缩、脱水、干燥才能得到干麸质粉。麸质的浓缩由碟片式喷嘴型分离机完成,麸质的脱水可采用板框压滤机、转鼓式真空吸滤机或沉降离心机,小型厂多用板框压滤机,大型厂多用真空转鼓过滤机。第一百二十五页,共一百三十七页,2022年,8月28日1、麸质浓缩主离心机分离的溢流流入稀麸质罐,经过旋转过滤器过滤以防止杂质带入浓缩机,用泵将稀麸质水给入麸质浓缩机。浓缩机与淀粉麸质分离机一样,也是碟片式喷嘴型分离机,但其转鼓直径大、转速高,对比重较小的麸质也能起到分离和浓缩的作用。第一百二十六页,
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