谷物工程课件

第一章澱粉結構與性質

第一節澱粉的分子結構一、澱粉分子的基本構成單位澱粉是高分子碳水化合物，同聚多糖，基本構成單位為α-D-吡喃葡萄糖，分子式C6H12O6。相鄰分子脫去一個水分子形成糖苷鍵，將葡萄糖殘基連接在一起即形成澱粉分子。分子式（C6H10O5

）n。聚合度：組成澱粉分子葡萄糖殘基的數量稱為澱粉分子的聚合度，用DP表示；第一節澱粉的分子結構澱粉分子的分類直鏈分子（Amylose)和支鏈分子(Amylopectin)，稱為直鏈澱粉和支鏈澱粉；中間級分(IntermediateComponent)：數量很少，由低度支化的支鏈澱粉和帶少量短支鏈的直鏈澱粉組成；第一節澱粉的分子結構還原末端：在澱粉分子聚合鏈中，末端葡萄糖單位的C1碳原子含有游離α-羥基，具有還原性；非還原末端：不含有游離α-羥基的不具有還原性；第一節澱粉的分子結構二、直鏈澱粉的分子結構1.直鏈澱粉的分子量5×104~2×105，聚合度：700~5000穀類：1000；馬鈴薯：4900第一節澱粉的分子結構2.直鏈澱粉分子的螺旋結構天然固態直鏈澱粉代表性結論：（1）澱粉存在A、B、C三種結晶形態。B型直鏈澱粉為左手螺旋型，每一週期包含6個葡萄糖殘基，每個殘基呈椅式構象，C2位羥基與相鄰C3上羥基形成氫鍵；（2）直鏈澱粉是雙螺旋結構，鏈平行右旋反方向排列，每股螺旋每圈6個葡萄糖殘基，螺距為2.08×10-9m。第一節澱粉的分子結構在稀溶液中直鏈澱粉的空間構象（1）無規線團（2）間斷螺旋形（3）螺旋形在中性溶液中，呈現無規線團狀態，但當溶液中含有與澱粉分子形成絡合物的試劑時，直鏈澱粉多以螺旋形式存在。Structurestudiesofamylose-Vcomplexesandretrogradedamylosebyactionofalphaamylases,andanewmethodforpreparingamylodextrins

第一節澱粉的分子結構三、支鏈澱粉的分子結構1.支鏈澱粉的分子量平均DP4000~40000，大部分在5000~13000；相對分子品質在2×105~6×106；第一節澱粉的分子結構2.支鏈澱粉的分子結構束簇狀結構模型A鏈：不再接枝的側鏈；B鏈：上面接枝的側鏈；C鏈：具有還原末端的主鏈；B鏈上連接A鏈的數目稱為支鏈澱粉的分支化度，其值大小為A鏈總數和B鏈總數的比值。第一節澱粉的分子結構外鏈：從非還原末端到最近支叉位置的一段鏈；內鏈：任意兩個相鄰的α-1，6糖苷鍵之間的一段鏈。第一節澱粉的分子結構第二節澱粉顆粒澱粉分子在植物中是以顆粒的形式存在。顆粒是多個澱粉分子的集聚體，白色，固體。一、澱粉顆粒的形狀一般含水量高、蛋白質少的顆粒比較大，形狀整齊，多呈圓形和橢圓型，如馬鈴薯；相反則顆粒較小，形狀大多呈多角形，如稻米澱粉；生長部位、生長期不同而影響。第二節澱粉顆粒澱粉顆粒大小用長軸長度來表示。不同種類大小存在很大差別，同一種澱粉顆粒也不均勻。第二節澱粉顆粒二、澱粉顆粒的輪紋結構輪紋結構：表面呈若干環狀細紋，與樹木年輪相似。粒心或臍（hilum）：各輪紋圍繞的一點。中心輪紋，偏心輪紋。單粒複粒半複粒假複粒AlphaamylaseonwheatstarchenzymesolutionwayStarchGranules(SG)Amylopectin-responsibleforsemi-crystallinegrowthringSG–containgrowthringsofalternatingamorphousandsemi-crystallinelayers第二節澱粉顆粒三、澱粉顆粒的偏光十字澱粉顆粒表面呈現黑色的十字，將澱粉顆粒分為4個白色的區域，稱為偏光十字；產生源於球晶結構，呈現雙折射特性，產生偏振光；馬鈴薯澱粉最明顯。Ricestarchcornstarchbeanstarchpotatostarch第二節澱粉顆粒四、澱粉顆粒的微結晶結構1.微結晶結構澱粉顆粒由結晶區和無定形區組成；微晶束結構第二節澱粉顆粒2.澱粉顆粒的結晶度結晶部分占整個顆粒的百分比；天然澱粉顆粒結晶度最高約為40%，多數在15-35%；聚合度在10-20的短直鏈易形成結晶；直鏈澱粉在顆粒中難形成結晶，是由於線狀鏈過長難於平行取向。第三節澱粉的理化性質一、澱粉的吸附性質1.對極性有機溶劑的吸附直鏈澱粉：與極性有機化合物如正丁醇等，氫鍵，形成螺旋狀結晶性複合體，沉澱；螺旋狀直鏈澱粉與脂肪酸生產絡合物；穀類澱粉絡合物較多；支鏈澱粉：分支結構不易；第三節澱粉的理化性質2.對碘的吸附澱粉遇碘呈色反應，是物理吸附作用；直鏈澱粉：每6個葡萄糖殘基形成1個螺旋圈，可容納1個碘分子；1g純直鏈澱粉能吸附約200mg碘，即20%；第三節澱粉的理化性質支鏈澱粉吸附碘量很少，不到1%;可用電位滴定法測定樣品中直鏈澱粉含量；不同聚合度直鏈澱粉與碘複合物色澤不同：DP12-15：棕色；DP20-30：紅色；DP35-40：紫色；DP45以上：藍色；第三節澱粉的理化性質支鏈澱粉與碘呈色：與分支度和外鏈的鏈長有關；分支度提高和外鏈鏈長變短：紫紅色→紅色→碘本色（棕色）第三節澱粉的理化性質二、澱粉的溶解度是指一定溫度下，在水中加熱30min，澱粉樣品分子溶解的品質分數。第三節澱粉的理化性質三、澱粉的潤脹澱粉在冷水中，水分子可進入到澱粉顆粒的非結晶部分，與游離的親水基結合，產生有限的膨脹，稱為潤脹；可逆的，經乾燥處理後可恢復原有狀態；受損傷的澱粉和某些改性澱粉，吸水後的澱粉顆粒晶體變成了無序狀態，經乾燥處理後不能恢復原來的狀態，是一種不可逆潤脹。FoodCarbohydrate4StarchProperties第三節澱粉的理化性質四、澱粉的糊化1.糊化的概念將澱粉懸浮液加熱，澱粉顆粒開始吸水膨脹，達到一定溫度後，澱粉顆粒突然迅速膨脹，繼續升溫，體積可達原來的幾十倍甚至數百倍，懸浮液變成半透明的黏稠狀膠體溶液，這種現象，稱為糊化。UnheatedstarchgranuleHeatedstarchgranule第三節澱粉的理化性質糊化溫度：開始糊化溫度、峰值糊化溫度、終了糊化溫度；糊化開始與終了約差10度；不同品種澱粉的糊化溫度第三節澱粉的理化性質2.糊化過程和糊化實質三個階段：第一是可逆溶脹階段，即在澱粉乳溫度沒有達到糊化溫度前，水分進入到澱粉顆粒的無定形區，晶體結構沒有發生改變，體積膨脹很小，乾燥後可恢復原來的性質；第二是有形溶脹階段，水溫達到糊化溫度後，澱粉顆粒大量吸水，體積迅速膨脹，黏度迅速增加，水分子進入結晶束，拆散了澱粉分子之間的氫鍵，結晶結構被破壞，偏光十字消失。第三節澱粉的理化性質澱粉顆粒中的分子仍然維持著一個蓬鬆的網狀整體，但有形膨脹達到了極限，為不可逆溶脹；第三是顆粒支解成離散分子階段，即溶脹後繼續加熱，膨脹到極限的澱粉顆粒開始破碎支解，最終變成膠體體系，糊黏度也升至最高值。Raw,uncookedstarchgranulesheatedinwaterSwellingisevidentNoticelossofamylosefromthegranulesGelatinizationandpastingarecomplete

Somegranuleshavecollapsed.Nowwestarttocool.GelationNoticeareasofassociation.Thesearecalledjunctionzones.Thispictureisnotyetcompleteaswehaven’taccountedforthewaterinthesystem.waterwaterwaterwaterwaterwaterThisisastarchgelEffectofcontinuousheatinginexcesswaterResultsinformationofstarchpastedueto:furthergranuleswellingbeyondreversiblepointadditionalleachingofsolublecompoundstotaldisruptionofgranules第三節澱粉的理化性質實質：濕、熱作用，破壞氫鍵，結晶，水與澱粉形成氫鍵。第三節澱粉的理化性質3.澱粉糊化的測定方法（1）偏光十字法澱粉糊化後，顆粒的偏光十字消失，測定偏光十字消失的溫度即糊化溫度。第三節澱粉的理化性質（2）黏度測定法澱粉糊化程度與黏度存在一定對應關係。布拉班德黏度測量儀RVA快速黏度測定儀第三節澱粉的理化性質4.影響澱粉糊化的因素(1)晶體結構澱粉分子間締合程度越大，微晶束的密度越大，消耗能量越高，澱粉可以越不易糊化；反之亦然；較小的澱粉顆粒比較大的澱粉顆粒內部結構緊密，糊化溫度高些；直鏈澱粉分子間結合力強，高直鏈澱粉糊化溫度高。第三節澱粉的理化性質（2）水分含量水分含量低於30%加熱，澱粉顆粒不糊化；澱粉的韌化（濕熱處理）：部分微晶發生熔融，重排，糊化溫度升高；第三節澱粉的理化性質（3）脂質抑制潤脹；直鏈澱粉脂質複合物，抑制糊化，糊化溫度升高；第三節澱粉的理化性質（4）堿和鹽類強鹼常溫可使澱粉顆粒糊化；破壞氫鍵的尿素、鹽酸胍、二甲亞碸室溫使澱粉糊化；第三節澱粉的理化性質（5）糖類葡萄糖、果糖和蔗糖抑制澱粉顆粒溶脹；糊化溫度升高；蔗糖>葡萄糖>果糖第三節澱粉的理化性質五、澱粉的回生1.回生的概念與本質糊化的澱粉在稀糊狀態下放置一定時間，逐漸變渾濁，最終產生不溶性的白色沉澱；在濃糊狀態下，形成有彈性的膠體；稱為澱粉的回生、老化或凝沉；實質：糊化的澱粉分子鏈由無序狀態重新平行取向，靠氫鍵結合在一起，形成不溶於水的晶體結構。第三節澱粉的理化性質2.回生機理當糊化的澱粉溶液溫度降低到一定程度後，分子熱運動能量降低，分子鏈間借氫鍵吸引到一起，重新有序排列形成結晶；實質是分子鏈間有序排列的結果；Factorsrelatingtoretrogradationinclude:①Temperature4℃②Moisturecontent20-60%③AmountofbranchingHighamylopectinstarches-e.g.,waxymaizeshowsnoretrogradationwhenfrozen

HydrogenbondingbetweenOHgroupsinamyloseingelatinisedstarchesduringcooling

Waterforcedoutofgelstructure(syneresis)&Starchinsolubilized.④Amylopectinalsoplaysaroleinretrogradationovertime.Short-termretrogradationislargelyassociatedwithamylose(whichreachesalimitin2days),whereaslong-termretrogradationisthoughttoinvolvedamylopectin(reachingalimitis40days)Factorsrelatingtoretrogradationinclude:第三節澱粉的理化性質（1）直鏈澱粉回生線性結構，易於平行取向，分子間靠的近，結合的氫鍵多，結晶化程度高（可達65%），晶體結構緊密；在稀溶液中，形成沉澱；在濃分散液中，形成膠體。第三節澱粉的理化性質（2）支鏈澱粉回生與直鏈澱粉相比，不易回生；分子高度分叉，分子鏈平行取向困難，不易形成分子鏈間氫鍵；通常在分子內側鏈間回生，DP15左右；DP9以下的短鏈不能回生；直鏈分子存在促進支鏈澱粉回生，提供晶種。第三節澱粉的理化性質3.各種澱粉的回生速率普通穀類澱粉比塊莖和塊根類澱粉回生快；蠟質澱粉回生速率最慢；玉米澱粉回生快；馬鈴薯澱粉回生居中。第三節澱粉的理化性質4.影響澱粉回生的因素澱粉的種類、直鏈和支鏈的比例、分子大小、溶液濃度、pH值、溫度和鹽類。（1）分子結構的影響直鏈澱粉，線性，易於取向，易回生；支鏈澱粉分支，空間障礙大，不易回生；第三節澱粉的理化性質（2）分子大小的影響對於直鏈澱粉，分子量大的取向困難，分子量小的易於擴散，分子量適中DP100-200易於回生；對於支鏈澱粉，側支鏈小，長度均一，支化點少，回升率高。第三節澱粉的理化性質（3）溶液濃度的影響濃度大，碰撞機會多，易凝沉，反之不易；濃度為30%-60%溶液最易發生回生作用；水分在10%一下的乾燥狀態難以回生。第三節澱粉的理化性質（4）pH及無機鹽影響pH值5-7回生最快；pH值≥10不回生；pH值≤2回生慢；陰離子鹽降低澱粉回生作用，順序：CN->SPO43->CO32->I->NO3->Br->Cl-陽離子鹽降低澱粉回生作用，順序：Ba2+>Sr2+>Ca2+>K+>Na+

通常用硝酸鈣和尿素抑制澱粉回生。第三節澱粉的理化性質（5）溫度的影響溫度顯著影響直鏈澱粉回生；5-45℃，隨溫度提高，回生速率降低；45℃只有較少的小分子回生沉澱；緩慢冷卻可加重回生程度；迅速冷卻抑制回生。第三節澱粉的理化性質（6）脂類的影響包括脂肪酸、乳化劑與油脂；能與直鏈澱粉形成複合物，抑制回生；支鏈澱粉與脂類的相互作用尚未揭示清楚。第三節澱粉的理化性質（7）糖類的影響果糖促進澱粉老化；葡萄糖可輕微提高老化；蔗糖對老化作用很弱；取決於糖分子與水分子的相容性；相容性好，糖分子類似於水，對澱粉分子有一定的稀釋作用，降低回生；相反，加速回生。第三節澱粉的理化性質（8）澱粉變性的影響化學改性在分子上引進親水基團，減弱或阻止回生；酸解澱粉易於回生。第三節澱粉的理化性質六、澱粉顆粒的膨脹能力和臨界濃度1.膨脹能力加熱澱粉乳，澱粉顆粒膨脹；澱粉乳在一定溫度加熱30min，離心，沉澱稱重，與原來幹澱粉重量之比即膨脹能力；50-90℃。第三節澱粉的理化性質2.臨界濃度指澱粉在95℃膨脹後正好將100ml水全部吸收，無游離水遺留的幹基重量。>臨界濃度，澱粉形成膨脹的連續相，全部自由水都被截留；<臨界濃度，有游離水分存在；工業用的澱粉糊濃度遠高於臨界濃度。第三節澱粉的理化性質七、澱粉的化學性質應用澱粉化學性質可生產兩大類深加工產品：澱粉的水解產品：糊精、低聚糖、麥芽糖、葡萄糖等；變性澱粉：氧化、酯化、醚化烷基化、交聯等。第四節直鏈澱粉和支鏈澱粉的分離一、原澱粉中直鏈、支鏈澱粉含量多數穀物類澱粉含直鏈20-30%；根類澱粉17-20%；糯玉米、糯高粱和糯米不含直鏈澱粉；皺皮豌豆含66%的直鏈澱粉；高直鏈玉米澱粉可達80%。第四節直鏈澱粉和支鏈澱粉的分離二、直鏈澱粉和支鏈澱粉的分離方法：水浸法、絡合結晶法、分步沉澱法、凝沉法等。1.水浸法利用直鏈澱粉較易溶於水的性質，加熱使澱粉糊化而不破裂，離心，上清液即直鏈澱粉和少量支鏈澱粉；用乙醇沉澱，可得較純的直鏈澱粉；一般需要脫脂。第四節直鏈澱粉和支鏈澱粉的分離2.醇絡合結晶法丁醇、異戊醇等與糊化後的直鏈澱粉形成絡合物沉澱，支鏈澱粉留在溶液中；對沉澱再溶解，與醇類形成複合物，離心，重複5次，可得較純的直鏈澱粉；上清液離心，真空乾燥，得純支鏈澱粉。甲醇戊醇第一節概述一、玉米的分類與特性(VarietyandCharacteristics)1.玉米資源世界澱粉總產量80%以上為玉米澱粉；優勢：一是可以常年儲存，二是比薯類更利於綜合利用。第一節概述2.玉米品種根據用途分：飼料玉米高油玉米澱粉工業用玉米：澱粉含量高的馬齒型玉米、高直鏈澱粉玉米（55-65%）、蠟質玉米第一節概述3.玉米籽粒結構組成與化學成分(Component)由胚乳、胚芽、皮層和根冠4部分組成；皮層占5.2-6.4%，胚芽占10.2-11.9%，胚乳占81.9-83.5%，根冠占0.8-1.1%。胚乳由含大量澱粉顆粒的厚壁細胞組成。第一節概述各種化學成分在不同部位分佈不同；胚乳(Endosperm)中主要是澱粉和蛋白質；胚芽(Germ)中脂肪和蛋白含量較高。第一節概述表2-1玉米的主要化學組成及分佈單位(%)組成澱粉脂肪蛋白質灰分可溶性糖纖維與其他成分胚乳87.60.88.00.30.622.7胚芽8.333.218.410.510.88.8種皮7.31.03.70.80.3486.7根帽5.33.89.11.61.678.6整粒73.44.49.11.41.99.8第一節概述4.玉米的加工品質(ProcessingQuality)普通澱粉生產：粉質玉米和馬齒型玉米適宜；特殊澱粉：高直鏈澱粉玉米、蠟質玉米第一節概述二、玉米澱粉濕法提取工藝(Wetmilling)Mostofthestarchofcornisconcentratedintheendospermembeddedinthecytoplasmicmatrix.Thismakesitsisolationandpurificationinthenativestateratherdifficult,sincemechanicaldisruptionoftheendospermbymillingphysicallydamagesthegranules.Inordertominimizestarchdamageduringisolationofstarchfromcornkernels,awetmillingprocedureisgenerallyapplied.第一節概述玉米澱粉與蛋白質、脂肪、纖維素和無機鹽等組分共存；澱粉在植物中是以顆粒形式存在；濕法工藝利用澱粉顆粒不溶於冷水的性質，將玉米破碎後釋放出澱粉顆粒；以水為媒介利用密度或溶解度不同完成分離；澱粉純度高達99%以上，世界普遍採用。第一節概述工藝流程：基本一致，按可溶性物質、胚芽、纖維和蛋白質的順序把非澱粉成分分離除去，最後澱粉洗滌把殘留的成分徹底清除，得高純度澱粉和各種副產品。國外100kg絕幹玉米加工所得產物第一節概述世界上玉米澱粉生產工藝大體分為兩類第二節玉米清理(Cleaning)一、玉米中雜質的分類與分離原理雜質：病變粒、蟲食粒；泥土、砂石、金屬、繩頭、鼠雀糞便、昆蟲蛹卵、害蟲屍體；雜質含量一般為1.0-1.5%；影響產品品質；降低設備工作效率。第二節玉米清理1.雜質分類按物理性狀分類：（1）按雜質顆粒大小分類大雜質：留存在Ф25mm圓形篩孔中雜質：留存在Ф20mm圓形篩孔並肩雜質：留存在Ф15mm圓形篩孔小雜質：通過Ф15mm圓形篩孔的篩下物第二節玉米清理（2）按相對密度大小分類重雜質：大於玉米輕雜質：小於玉米（3）按磁性分類磁性雜質：永磁鐵或鐵磁鐵吸引非磁性雜質：不能第二節玉米清理2.雜質分離原理根據二者物理特性方面的差異完成，以差異顯著的特性為分離依據；四種：風選法：空氣動力學特性篩選法：顆粒大小比重分選法：密度磁選法：磁性第二節玉米清理二、雜質清理設備與工藝流程常用的設備有篩選設備、比重分選設備和磁選設備。1.篩選設備主要有初清篩、平面回轉篩和自衡振動篩（1）初清篩入庫前的初步清理，除去秸稈、繩頭、磚石、泥塊等大型雜質；特點是產量大（10-100t/h）第二節玉米清理常用圓筒式初清篩曬面呈圓筒狀；篩筒軸線與水準方向成1-5°傾角第二節玉米清理改進的圓筒初清篩雙層圓柱形篩筒，內層為大篩孔、外層為小篩孔；內層截留大雜質、外層篩除沙土等小雜質；兩層之間獲得淨玉米。第二節玉米清理（2）平面回轉篩主要用於第二道篩選；進一步分離中、小、輕雜質；內裝兩層傾斜的篩面，做平面圓周運動；物料螺旋下滑第二節玉米清理（3）自衡振動篩內裝兩層或三層（含初清篩面者）傾斜的篩面，篩面做往復振動；可用於第二道篩選，分離中、小、輕雜質；也可加上一層初清篩面，實現初清和第二道清理功能的結合。第二節玉米清理2.比重分選設備包括以風為媒介的幹法比重分選設備和以水為媒介的濕法比重分選設備；比重去石機，清除粒度和玉米粒相近的並肩石；安裝在第二道篩選設備後，防止大雜、小雜堵塞篩孔；一般採用吸式比重去石機。圖去石篩面圖比重去石機工作原理圖

吸式比重去石機結構第二節玉米清理3.磁選設備導磁性物質：Fe、Co、Ni元素及其合金，Mn化合物、稀土元素及其合金；玉米非導磁性物質，借助磁體分離；磁選設備多選用永久磁體，常用永磁筒。第二節玉米清理4.玉米清理工藝流程一般採用幹法清理工藝玉米篩選磁選去石淨玉米並肩石輕雜大雜小雜初清大雜金屬雜質圖玉米幹法清理工藝流程第三節玉米浸泡(Soaking)一、浸泡作用與機理(FunctionandMechanism)1.浸泡作用（1）軟化玉米，減少破碎能耗；（2）改變各部分機械性能，便於皮層、胚芽分離；（3）提取可溶性物質，70%溶出（幹基6-7%），有半數來自胚芽，占胚芽重35%；（4）破壞胚乳中蛋白網，釋放澱粉顆粒第三節玉米浸泡浸泡前後玉米化學組成的變化單位：%（幹基）第三節玉米浸泡Inconventionalwetmilling,thecornissteepedinanaqueoussolutioncontainingsulfurdioxide(0.1±0.2%),areducingandantimicrobialagent,whichsolubilizesanddispersestheproteinaceousmatrixthatenvelopesandbindsstarchgranules.Suchoperatingconditionsincreasestarchrecovery,givingagoodqualitystarch,maximumgermseparationandlacticacidproduction.Thepresenceoflacticacid（0.5-1.5%）inthesteepingwatermakesthecellwallseasiertobreak.第三節玉米浸泡2.亞硫酸(sulfurousacid)和乳酸(lacticacid)的作用（1）亞硫酸作用把半滲透性表皮變為全滲透性，加入溶出；破壞蛋白質分子間二硫鍵，破壞網路，釋放澱粉；與蛋白質形成易溶的硫代硫酸鹽，增加可溶性；防腐作用，抑制有害微生物。第三節玉米浸泡（2）乳酸作用浸泡過程也是乳酸菌發酵過程；浸泡好的浸泡液中乳酸含量達幹物質的1.0-1.2%；抑制其他微生物的生長；促進玉米蛋白質軟化和膨脹，釋放澱粉；乳酸發酵旺盛，乳酸多，溶出的蛋白質也多。適合發酵條件：溫度45-55℃，pH3.9-4.1，SO2濃度低於0.05%。第三節玉米浸泡二、浸泡效果影響因素(AffectingFactors)1.浸泡溫度最適48-52℃，不能超過55℃。2.浸泡時間一般48-50h；成熟度低的或過於乾燥的玉米55-60h；高水分玉米40-50h。第三節玉米浸泡3.亞硫酸濃度亞硫酸濃度（以SO2計）0.1-0.2%浸出蛋白最多；一般工業生產0.2-0.3%；最大範圍0.12-0.35%。第三節玉米浸泡4.亞硫酸用量一般100kg絕幹玉米消耗180-210kg三、浸泡方法與工藝流程1.浸泡方法（1）靜止浸泡法(staticimmersionmethod)也稱單罐間歇浸泡法，浸泡過程在一個罐完成。生產中不採用。第三節玉米浸泡（2）逆流浸泡法(countercurrentsoakingprocess)在浸泡過程中，玉米中可溶性物質濃度降低的方向與浸泡液中可溶性物質濃度升高方向相反；生產中普遍採用多罐串聯逆流浸泡工藝；8-12個浸泡罐用泵和管道串聯，各罐裝有浸泡時間不等的玉米，新亞硫酸在浸泡時間最長的罐中（即將泡好）加入，形成浸泡液後，再按照由浸泡時間最長的罐到浸泡時間最短的罐（新裝玉米的罐）方向，用泵將浸泡液依次倒入下一罐，最終濃的浸泡液由新裝玉米的罐中排出，浸泡好的玉米由加入新酸的罐中排出。第三節玉米浸泡每個罐使玉米和浸泡液中的可溶性物質保持最大的濃度差；優點：浸泡液中可溶性物質濃度高，6-8%；玉米中可溶性物質溶出多，減輕澱粉洗滌負擔；可溶性物質溶出速度快。第三節玉米浸泡2.浸泡工藝流程（1）半連續浸泡當今世界普遍採用的浸泡流程；中心設備是浸泡罐；12罐流程，每個罐都經過裝料、浸泡、排漿、卸料的迴圈過程，頭罐、尾罐；圖玉米逆流浸泡工藝流程第三節玉米浸泡（2）連續浸泡流程單罐連續浸泡：操作控制難度大，很少採用；多罐連續浸泡：系統比較複雜，目前尚未採用。3.浸泡工藝指標：（1）玉米：水分43-46%；SO2含量0.024-0.04%；可溶性物質≤2.5%；酸度≤70mL；手指可擠裂，胚芽完整脫出；（2）稀玉米漿：濃度6-8%；SO2含量<0.03%；pH3.9-4.1。第四節玉米破碎與胚芽分離玉米浸泡完成後，進入澱粉乳提取工序；分離出胚芽和纖維皮渣；工藝包括破碎脫胚、精磨分離纖維；原理：玉米籽粒各部分機械強度不同，通過機械作用分開；再按照粒度、密度等物理特性差別分離；單元操作主要是粉碎和篩分，又稱磨篩工序。第四節玉米破碎與胚芽分離一、玉米破碎(disintegration)1.破碎目的玉米浸泡後，胚芽、種皮和胚乳間結合強度變弱；胚芽含水量60%左右，韌性較強，易於分離；皮層堅韌，破碎時保持較大的片狀。第四節玉米破碎與胚芽分離破碎的目的：主要是使胚芽從籽粒中脫落；使玉米籽粒破碎成8-12瓣；盡可能使胚芽完整；生產中採用多道輕打破碎工藝；兩道破碎、兩道篩分。第四節玉米破碎與胚芽分離2.破碎設備通用粗破碎打擊式破碎機（凸齒磨）；工作原理：玉米與水進入破碎室，受轉動凸齒與固定凸齒多次打擊，破碎，從出料口排出；固液比1:3。第四節玉米破碎與胚芽分離二、胚芽分離破碎後，胚芽游離在皮渣、胚乳塊、澱粉乳中；兩步分離：一是將胚芽與皮渣、胚乳塊等大顆粒分離，胚芽密度小，利用離心或氣浮槽，獲得胚芽是懸浮在澱粉乳中；二是將胚芽與澱粉乳分離，胚芽粒度比澱粉乳中澱粉顆粒、麩質顆粒大得多，篩分。第四節玉米破碎與胚芽分離1.胚芽離心分離設備旋液分離器，或叫胚芽旋流器；利用物料中各組分密度不同借助離心力分離；混合漿在0.25-0.5MPa壓力下泵入，沿內壁螺旋下滑；胚乳塊、皮渣等沉積內壁，從底部排出；胚芽輕，經頂部排出。第四節玉米破碎與胚芽分離2.胚芽篩分分離設備溢流出胚芽游離在澱粉乳中；重力曲篩完成胚芽分離和洗滌；曬面由截面為楔形或梯形的不銹鋼條組成；篩孔為長窄縫，篩隙寬度0.7-1.2mm；曬面弧度50°或60°第四節玉米破碎與胚芽分離三、玉米破碎與胚芽分離工藝流程採用二次破碎、二道胚芽分離工藝浸泡後玉米→除砂→重力曲篩脫水→暫存罐→頭道破碎→貯罐→頭道胚芽分離兩級分離→脫水篩濾出整粒或大碎粒→二道破碎→二道胚芽分離兩級分離→得到澱粉懸浮液濃度12-15%→進入下道精磨工序頭道破碎：整粒玉米不超過1%，釋放75-85%胚芽和20-25%澱粉二道破碎：不含整粒玉米，8-12瓣，聯結胚芽不超過0.3%；得到部分澱粉乳和需要進一步精磨的漿料。圖玉米破碎與分離工藝流程第四節玉米破碎與胚芽分離四、玉米破碎與胚芽分離效果的影響因素1.除砂器工作壓力進口壓力0.12-0.20MPa，出口壓力0.04-0.08MPa；2.玉米破碎效果影響因素（1）品種：粉質和白馬齒型易破碎，硬粒黃玉米難破碎；（2）浸泡品質：浸泡好的易破碎；（3）物料稠度：過高過低破碎不充分，250-300g幹物/L料漿。第四節玉米破碎與胚芽分離破碎機工藝指標：頭道破碎4-6瓣，整粒率<1%，濃度7-9°Be，幹物質含量250-300g/L，游離胚芽≥85%，釋放澱粉率20-25%，聯結胚芽≤2.5%；二道破碎8-12瓣，整粒率0，濃度7.5-9.5°Be，游離胚芽≥95%，釋放澱粉率10-15%，破碎胚芽≤1.5%，聯結胚芽≤0.3%；第四節玉米破碎與胚芽分離3.胚芽分離效果影響因素（1）料漿稠度過低有利，設備才能低；稠度過高，分離困難；一級旋流器一般控制在6-9°Be.第四節玉米破碎與胚芽分離（2）進料壓力一級旋流器0.25-0.5MPa，二級0.12-0.20MPa；（3）溢流底流流量比調整出口閥門實現；控制中間層流向。第四節玉米破碎與胚芽分離胚芽分離工藝指標：胚芽洗滌水SO2含量0.025-0.03%；料漿溫度35℃；提胚率≥98%；洗滌後胚芽游離澱粉含量≤1.0%胚芽分離流程圖第五節玉米精磨與纖維分離一、精磨1.精磨目的玉米粗破碎和分離胚芽後漿料含皮渣、胚乳碎塊、細胞壁、澱粉顆粒和麩質；大部分澱粉顆粒包裹在蛋白質網和纖維組織內；精磨目的是釋放澱粉顆粒。第五節玉米精磨與纖維分離2.精磨設備最常用衝擊磨，立式針型衝擊磨；物料落入高速旋轉的動盤中心，離心力，動針和定針反復強烈撞擊，釋放澱粉第五節玉米精磨與纖維分離二、纖維分離1.纖維分離目的和原理精磨後漿料含有游離的澱粉顆粒、麩質微粒、纖維（粗、細皮渣）和可溶性物質；目的是把纖維與澱粉乳中其他組分分離開來；分離是根據粒度差異，篩分；澱粉顆粒3-30μm，麩質顆粒1-2μm，纖維細渣>65μm；兩步：篩分纖維，洗滌纖維。第五節玉米精磨與纖維分離2.纖維分離設備壓力曲篩曬面弧度120°；篩條橫截面為楔形；依靠泵的壓力使物料沿篩面向下流動；篩縫寬度50,75,100,150μm。第五節玉米精磨與纖維分離三、精磨與纖維分離工藝流程圖纖維分離和洗滌工藝流程一次精磨、六道纖維洗滌第五節玉米精磨與纖維分離四、精磨與纖維分離效果影響因素1.影響精磨主要因素（1）物料稠度：不低於30%，最好50%；（2）浸泡效果：澱粉與蛋白、纖維鬆弛；（3）砂石含量：不含，加一道除砂器。第五節玉米精磨與纖維分離2.影響洗滌篩分的因素（1）洗水溫度：熱水效果好，40-45℃；（2）亞硫酸濃度：0.05%，防腐，防止蛋白等電點沉澱（5.3），堵塞篩孔；調整澱粉乳pH4.3-4.5；（3）篩網規格：衝擊磨前和第一次洗滌曲篩篩縫50μm，後5級75μm。第五節玉米精磨與纖維分離精磨與纖維分離工藝指標：精磨設備前曲篩供料壓力0.25-0.3MPa，進料濃度13-17°Be，濾液濃度5.5-7.5°Be；纖維洗滌曲篩供料壓力0.15-0.30MPa；獲得的粗澱粉乳幹物質10-14%，纖維細渣<0.1%；皮渣中游離澱粉含量≤4.5%，總澱粉≤10%，最高≤18%。第六節麩質分離與澱粉洗滌一、粗澱粉乳的化學組成與精製原理粗澱粉乳：玉米經纖維分離後的澱粉乳，幹物質中除澱粉外還有許多非澱粉類物質；精製澱粉乳：清除非澱粉類物質後的澱粉乳；第六節麩質分離與澱粉洗滌粗澱粉乳相對密度1.04-1.05，幹物質含量10-13%，pH3.8-4.2，酸度165-210mL（中和酸消耗0.1MNaOH溶液體積）。表粗澱粉乳中幹物質化學組成（幹基）第六節麩質分離與澱粉洗滌澱粉乳精製分兩步：首先除去非水溶性蛋白質，稱為麩質（蛋白質及其吸附物）分離；然後除去其他雜質，稱為澱粉洗滌；澱粉洗滌原理：一是根據不溶性雜質與澱粉顆粒密度、粒度不同，靠重力或離心沉降法分離；二是利用洗滌法把可溶性物質除去。第六節麩質分離與澱粉洗滌二、麩質分離目的是將粗澱粉乳中的非水溶性蛋白質分離；根據澱粉顆粒和蛋白微粒密度不同；傳統分離採用重力沉降法，效率低，澱粉流失多；目前主要採用離心分離法，效率高，連續；第六節麩質分離與澱粉洗滌1.蝶式離心機常用設備；轉鼓為中心工作部件，分離；第六節麩質分離與澱粉洗滌轉鼓工作原理圓錐形碟片，上下疊放，25-125片；片間距0.42-1.0mm；間隙為相對獨立分離空間；轉鼓外緣多個噴嘴，8-12個，孔徑0.63-2.54mm。含麩質澱粉乳由進料口送入，轉鼓高速旋轉，離心力；澱粉顆粒密度大，沉降到內壁，經底流噴嘴噴出；輕質麩質和大量水從溢流排出。第六節麩質分離與澱粉洗滌2.旋流器結構原理與胚芽旋液分離器相同；麩質顆粒小，壓力更高、臨界直徑更小的旋流管（微型旋液分離器）；利用離心力分離顆粒大小與密度不同的粒子；第六節麩質分離與澱粉洗滌旋流管：具有切向進口的圓錐體；澱粉乳切向高壓進入；高速向下選擇，離心力；重質顆粒，底流；輕質麩質，溢流；直徑10-15mm；十幾個至上百個並聯組合成旋流器。第六節麩質分離與澱粉洗滌按旋流管軸線水準還是垂直，分為臥式和立式；並聯旋流管；重質，輕質麩質；旋流器一般9-12級串聯使用；進入第1級澱粉乳蛋白<2.5%；粗澱粉乳中蛋白6-8%；首先離心機分離出大部分蛋白，再進入旋流器分離。第六節麩質分離與澱粉洗滌三、澱粉洗滌麩質分離後，澱粉乳中含0.2-0.3%水溶性蛋白、無機鹽、酸、可溶性糖等可溶性物質；少量麩質、細纖維渣、細砂等不溶性物質；洗滌目的是除去上述雜質；原理是以水為媒介，沖洗除去水溶性物質，漂洗除去密度小的細纖維和麩質；不需要單獨設備和工藝，與麩質分離組合一起。第六節麩質分離與澱粉洗滌四、麩質分離與澱粉洗滌工藝流程是濕法提取玉米澱粉最後一道工序；獲得達標的澱粉乳，蛋白含量<0.3%，水溶性蛋白≤0.02%；兩種形式：全分離機流程；分離機加旋流器流程。第六節麩質分離與澱粉洗滌1.全分離機流程一般採用4-5臺分離機串聯使用；第1臺用於麩質分離；後3臺用於澱粉三級洗滌；第5臺用於中間物料濃縮；先經除砂、細纖維；一級分離，麩質濃縮；底流濃稠澱粉乳洗滌、分離得純淨澱粉乳。第六節麩質分離與澱粉洗滌表分離機適宜的進料濃度第六節麩質分離與澱粉洗滌2.分離機加旋流器流程特點：使用分離機分離出大部分麩質，蛋白<2%；再用旋流器除去剩餘雜質；廣泛使用。第六節麩質分離與澱粉洗滌五、麩質分離與澱粉洗滌效果影響因素1.細砂與粗粒增加產品灰分，堵塞離心機和旋流器微孔通道；進入分離機前除砂和清除粗粒；除砂採用二級旋流器法；粗粒採用帶篩網的旋轉篩檢程式清除。第六節麩質分離與澱粉洗滌2.進料濃度影響澱粉乳的密度、黏度，分離時澱粉的沉積厚度，從而影響分離效果；過高，沉澱層變厚，底流噴嘴排料能力不夠，增加溢流澱粉流失量；過低，澱粉層薄，底流排料能力充裕，增加蛋白殘留量；進料濃度一般10-13°Bé；粗澱粉乳濃度偏低6-9°Bé，預濃縮離心機除去部分清液。第六節麩質分離與澱粉洗滌3.物料溫度適當提高溫度降低澱粉乳黏度，提高分離效率；過高澱粉顆粒膨脹，甚至糊化；適宜進料溫度40℃.4.洗水最適宜洗水量每1t絕幹澱粉3.0t左右；應用軟水，硬度不高於4°d（1.427mmol/L）；洗水溫度40-43℃；SO2濃度為0.03-0.04%。第六節麩質分離與澱粉洗滌麩質分離與澱粉洗滌工藝指標預濃縮離心機：進料量110-140m3/h；進料中SO2含量0.024-0.040%；進料濃度6-9°Bé；底流濃度10-14°Bé；溢流幹物質≤1.5%；主離心機：進料量90-110m3/h；進料濃度10-13°Bé；底流濃度16-19°Bé；底流澱粉乳蛋白含量1.5-2.5%；溢流麩質水幹物質1-2%，蛋白質>60%，澱粉<20%；中間濃縮離心機：濃縮第一級旋流器的溢流，進料濃度3-5°Bé；底流濃度12-14°Bé；旋流器系統：進料量57-67m3/h；進料濃度16-18.5°Bé；進料口與溢流口壓力降0.45-0.63MPa，第一級進料壓力0.7-09MPa；第七節產品脫水與乾燥一、澱粉脫水與乾燥精製澱粉乳處理方式：一是直接送往澱粉糖、變性澱粉、發酵製品等車間深加工；二是進行脫水、乾燥、篩檢、包裝，商品澱粉。精製澱粉乳濃度21.5-22.5°Bé；第一步機械脫水去除濕澱粉中大部分游離水分；第二步加熱乾燥方法去除殘餘水分。第七節產品脫水與乾燥1.澱粉乳脫水機械方法，獲得含水量40%以下的澱粉濾餅；常用設備臥式刮刀卸料離心機，屬過濾式離心機；第七節產品脫水與乾燥轉鼓為圓柱體，軸水準，內表面鋪有濾布；澱粉乳由進料管送入高速旋轉的轉鼓；離心力作用液相穿過濾布，排出；澱粉沉積到濾布形成濾餅，達到一定厚度，停止加料，刮刀刮除濾餅；澱粉乳濃度36-37%，2-3min，脫水澱粉含水38%；每24h對濾布清洗1次。圖臥式刮刀卸料離心機結構第七節產品脫水與乾燥大型澱粉企業多採用虹吸臥式刮刀卸料離心機；設有同心套裝的內外兩個轉鼓，外轉鼓盲孔；內外轉鼓全速旋轉，液相達到內外轉鼓間隙，由虹吸裝置抽走排出機外；利用虹吸原理增加了過濾推動力，生產能力提高50%，濾餅含濕量更低。第七節產品脫水與乾燥2.澱粉乾燥機械脫水後，澱粉含33-36%水分；通過加熱乾燥降低水分；採用一級負壓氣流乾燥器；濕澱粉經進料絞龍定量輸送；再經揚聲器離散到乾燥管，與熱空氣混合；到達旋風分離器時完成乾燥；尾氣進入尾粉捕集器。第七節產品脫水與乾燥控制熱空氣溫度130-150℃；最終水分控制在澱粉的平衡水分13%；水分過低，儲藏時會吸附水分；過度乾燥不經濟。第七節產品脫水與乾燥二、副產品脫水與乾燥副產品：浸泡液、濕胚芽、濕纖維、麩質水；固態副產品回收需要脫水和乾燥；麩質脫水採用離心機和過濾機；纖維胚芽脫水主要用擠壓脫水機；三者的乾燥常用管束式乾燥機。第七節產品脫水與乾燥1.麩質脫水分離機排出的麩質水濃度1-2%；需經過濃縮和麩質脫水兩道工序；（1）麩質濃縮目的是將麩質水濃度從1-2%濃縮至12-15%；濃縮方法有浮選分離法和離心沉降法。第七節產品脫水與乾燥浮選分離法設備為氣浮槽，起初步濃縮作用；原理是想懸浮液中通空氣，起泡在上浮過程中被麩質吸附，漂浮表面，形成麩質層；澱粉不能被起泡帶動沉在下層；分開上層的麩質和下層澱粉；氣泡大小以2mm左右為好。第七節產品脫水與乾燥離心沉降法所用設備為麩質濃縮機；也是碟片式噴嘴型離心機；轉鼓直徑較大，轉速較高，適應麩質濃縮；麩質水進入濃縮機，離心力作用下，麩質顆粒沉降在轉鼓內壁，經底流噴嘴排出；底流濃縮限制在10-15%。第七節產品脫水與乾燥澱粉麩質分離新型分離機—三相分離機；與目前將粗澱粉乳分為底流、溢流不同；分為底流、溢流和中間相；底流是濃稠澱粉乳；溢流是澄清工藝水；中間相是濃度為5-7%的麩質；濃度是兩相分離機（1-2%）的3-5倍；是沉降離心機理想進料濃度，若使用沉降離心機脫水，可省去麩質濃縮離心機。第七節產品脫水與乾燥（2）麩質脫水將濃縮後濕麩質進一步去除水分，獲得水分<70%的濾餅；小型工廠用板框壓濾機；大型工廠用真空轉鼓過濾機；第七節產品脫水與乾燥真空轉鼓過濾機工作原理；轉鼓下部浸入麩質懸浮槽中，1r/min；過濾室與真空系統相通，濾液吸入；麩質被吸附在轉鼓的濾布表面，1.5-2.0cm；升出麩質水液面，經噴水清洗、輥壓擠水、吸幹脫水；濾餅含水量60-64%，卸料。第七節產品脫水與乾燥2.胚芽與纖維脫水胚芽洗滌和纖維洗滌工序，85-95%；脫水設備有過濾式離心機和擠壓脫水機；大型企業普遍採用擠壓脫水機；可以脫水20-30%。主軸螺旋葉片外輪呈圓錐形，螺距逐漸變小；篩筒由曬條組成有縫隙的輕微錐度圓柱體；物料逐漸被擠壓，液體由篩孔流出，擠幹物料由環形出口排出。第七節產品脫水與乾燥3.固態副產品乾燥使用乾燥強度比較大的管束乾燥機；管束5-8r/min旋轉，通入高溫蒸汽；濕物料被管束上的抄板抄起，再灑落到管束間，得以乾燥；抄板安裝有一定斜度，抄起同時向前推進；第七節產品脫水與乾燥管束乾燥機熱耗低，降水幅度大，適應範圍廣；蒸發1kg水分大約1.4kg蒸汽。物料乾燥前水分（%）乾燥後水分（%）胚芽55-583-8纖維65-70≤10麩質60-6410-12表管束乾燥後水分第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例一、工藝流程的分類與特點按設備分為美式流程和歐式流程；按使用新水情況分為開放式流程和封閉式流程；開放式流程：玉米浸泡和全部洗滌工序都用新水；廢水排放量大，可溶物質回收困難，已淘汰；封閉式流程：僅澱粉洗滌工序最後一臺洗滌設備加入新水，其餘工序都用工藝水（processwater），或叫過程水，生產中的迴圈利用水；幹物質損失僅2-3%，清水消耗量降低至20%。第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例二、水迴圈途徑1.工藝用水水的迴圈途徑指進入淨水按照一定線路迴圈，完成水媒介作用，最後隨不同物料排出系統的過程。工藝水含少量的可溶物和懸浮物，懸浮物≤0.08%，SO2≥0.03%。最後由浸泡液、濕胚芽、濕麩質和濕澱粉帶出系統，乾燥或蒸發濃縮工序排入大氣或冷凝回收。第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例產生工藝水的主要工位有粗澱粉乳預濃縮離心機和麩質濃縮機排出的清液；使用工藝水的工位有H2SO3製備、胚芽洗滌、纖維洗滌、除砂器精選室、麩質過濾機濾布洗滌等。圖玉米澱粉濕法生產水迴圈過程第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例2.輔助用水輔助用水包括玉米輸送水、玉米漿蒸發用冷卻水、清洗濾布用水、開停車用水和洗刷設備用水等；輔助用水迴圈量大於生產用水；玉米輸送水1:3，每100t玉米需要300t輸送水，進行簡單澄清後再次迴圈利用；蒸發7t浸泡液制得1t幹物質含量40%玉米漿，蒸發出6t水蒸氣需冷卻為冷凝水。第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例三、工藝用水平衡計算水的衡算式玉米帶進水分+補充新水=產品帶出水分+系統損失水分圖玉米濕磨系統水分平衡計算原理第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例1.工藝技術指標水準衡計算的基礎數據表產品收率指標第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例表濕產品幹物質含量指標表工藝用水技術指標第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例2.水準衡計算以處理1t玉米（14%）計算。（1）玉米帶進系統水分1000kg×14%=140.0kg（2）濕磨系統產品帶出水分1504.0kg其中：濕胚芽帶出水分（1000×86%×7%）×60/40=90.3kg濕纖維帶出水分（1000×86%×11%）×65/35=175.7kg濕麩質帶出水分（1000×86%×7%）×65/35=95.8kg浸泡液帶出水分（1000×86%×7%）×94/6=808.4kg濕澱粉帶出水分（1000×86%×69%）×36/64=333.8kg（3）生產過程損失水分114kg（經驗）（4）澱粉洗滌所需淨水（系統補充新水）=1504.0+114-140.0=1478.0kg第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例過程水用量過程水用量平衡計算第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例四、典型實例圖美式澱粉生產工藝流程不同玉米澱粉濕法生產工藝流程基本相同；美式特點是麩質分離與澱粉洗滌採用離心機加旋流器，國內類似；浸泡後玉米經脫水曲篩除水，進入破碎與分離胚芽工序；兩道破碎、兩道胚芽分離；粗渣料漿分離出澱粉乳，送入精磨與纖維分離工序；粗澱粉乳送入麩質分離與澱粉洗滌。粗渣料漿純淨粗澱粉乳第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例五、生產過程管理與自動控制安全環保因素：SO2、微生物、污水污染；粉塵爆炸、酸堿腐蝕、水電氣安全使用；相應法規和操作規程加以控制；直接影響到製品品質、生產效率、經濟效益等。第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例1.生產過程控制需要注意問題（1）微生物黴菌、腐敗菌和其他雜菌容易生長繁殖；污染部位或物料：中間產品貯罐上方；澱粉洗滌用新水貯罐；工藝水罐沉積罐底物料、跑、冒、滴、漏後沒能及時處理的散料；停車後設備、管線、貯罐殘存的物料。第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例要求迴圈水SO2≥0.03%；工藝系統定期消毒和滅菌；停車前，用次氯酸鈉、堿液或亞硫酸全部系統沖洗消毒；也可加一定比例雙氧水到物料中。第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例（2）電腦控制系統規模化玉米澱粉企業裝配了OCC控制臺；對流量、壓力、溫度、液位、密度等參數自動控制；提供準確順序開、停車；故障報警和設備工作狀況模擬監視。第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例2.主要經濟技術指標計算方法（1）澱粉收率以幹基為基準，行業認同的計算公式

本期澱粉產品×（1-澱粉水分含量）澱粉收率=×100%

本期玉米加工量×（1-玉米水分含量-玉米雜質含量）一期可以是年、月、旬等。第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例（2）澱粉單耗指每噸商品澱粉消耗每種資源的量（水、電、氣、玉米原料和輔料等）；如玉米單耗：本期加工商品玉米量（t）玉米單耗=

本期商品澱粉含量（t）第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例（3）副產品收率以幹基為基準，計算方法與澱粉收率相同；如玉米漿收率：本期玉米漿產品×玉米漿幹物質含量玉米漿收率=×100%

本期玉米加工量×（1-玉米水分含量-玉米雜質含量）第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例（4）總幹物質收率以幹基為基準，為澱粉收率與5項副產品收率之和；本期澱粉幹物量+本期副產品總幹物量總幹物質收率=×100%

本期玉米加工量×（1-玉米水分含量-玉米雜質含量）第八節濕法玉米澱粉生產工藝典型實例（5）澱粉抽提率本期澱粉總幹物質×澱粉純度（%）澱粉抽提率=×100%

本期玉米總幹物質×玉米澱粉含量（%）第九節產品包裝與儲藏一、產品包裝(ProductPackaging)澱粉乾燥後還有粗粒，採用振旋篩或挑擔篩除去；澱粉降溫在篩理和輸送過程完成；輸送多採用氣力輸送；包裝採用紙袋、布袋、尼龍編織袋等；包裝與自動秤聯用，大、小包裝。第一節概述一、薯類原料薯類澱粉總產量排第2，馬鈴薯占10%，木薯占8%；我國以馬鈴薯、木薯和甘薯為主。1.馬鈴薯黑龍江、甘肅、內蒙、山西為主；吉林、河北、遼寧、四川、陝西、安徽、雲南等種植；我國種植面積466.62萬hm2，居世界第2位。第一節概述馬鈴薯澱粉黏度高、糊化溫度低、薄膜柔軟透明；口感溫和，直鏈澱粉分子量大及磷酸基取代，不易出現凝膠和老化現象；價格雖高，市場很大。第一節概述（1）塊莖結構通常為橢圓形；由皮層（周皮、外皮層、內皮層）、維管束環、外髓、內髓等組成。第一節概述（2）化學組成表馬鈴薯和木薯化學成分碳水化合物：鮮薯幹物質含量20-30%，澱粉占幹物質80%；支鏈80%；纖維素0.2-3.5%；蔗糖、葡萄糖和果糖占總糖量1.5%；果膠0.7%含氮化合物：蛋白質和游離氨基酸，蛋白質40-70%，球蛋白（2/3）和水溶性蛋白；脂肪：0.04-0.94%，含量低；有機酸：占0.09-0.3%，以檸檬酸為主；維生素：維生素C最多；灰分：0.4-1.9%，比穀物澱粉高1-2倍，主要磷酸鉀、銅、鈣和鎂鹽。第一節概述（3）貯藏特性水分含量高，易腐爛、發芽；澱粉會轉變為還原糖；宜陰涼乾燥處，適宜溫度3-5℃；用化學試劑或輻照處理，防止發芽；可存放4個月以上。第一節概述2.木薯世界木薯產量最大國家包括尼日利亞、巴西、泰國、印尼等；我國種植大省有廣東、廣西、海南、福建和雲南；為半灌木多年生植物，植株高2-4m；塊根長30-120cm，直徑4-8cm，品質1-8kg。第一節概述木薯塊根由外皮層、內皮層、肉質和薯心4部分組成；澱粉主要儲藏於肉質部分；外皮層包括木栓細胞層和木栓形成層，占0.5-2%，加工除去；內皮層由栓內層和韌皮組成，占8-15%，含10%澱粉，與中心部分一同提取澱粉；成分見上表。第一節概述木薯含有一種有毒物—氰配糖體；在酶作用下，水解成劇毒氫氰酸；氰配糖體與鐵離子結成藍色亞鐵氰化物，避免使用鐵制設備；木薯分為甜木薯和苦木薯，50mg/kg，250mg/kg；苦木薯含澱粉高，使用於生產澱粉；收穫後24h進入加工車間；也可乾燥加工成木薯幹提取澱粉，澱粉含量68%，水分13%。第一節概述3.甘薯我國廣泛種植，面積和總產世界第一；甘薯為塊根，呈橄欖形，表面有細根；甘薯化學成分變化很大；鮮薯含水60-80%；幹物質含澱粉70-80，糖類3%，纖維4%，含氮化合物8%，脂肪1%，灰分4%，其他6%；含氮化合物中水溶占3/4；還含有酚類、果膠、澱粉酶等，不利用澱粉加工。第一節概述二、薯類澱粉提取工藝原理與濕法玉米澱粉生產類似；以水為媒介，利用澱粉顆粒與非澱粉成分在水溶性、密度上差異；與纖維、可溶性物質分開；沒有胚芽，非水溶蛋白少，脂肪低，簡單；若以薯幹為原料，清洗工序前加浸泡。第一節概述薯類澱粉一般生產工藝流程第二節薯類澱粉生產設備一、原料輸送設備一般採用皮帶輸送機或流水槽；木薯、甘薯較長，適合皮帶輸送機；馬鈴薯趨於球形，兩者皆可，一般用流水槽，同時部分清洗；具有一定傾斜度，1-2%，除去80%泥沙。第二節薯類澱粉生產設備二、鮮薯洗滌設備目的清除表面泥沙，去除部分外皮；一般採用鼠籠式清洗機或螺旋式清洗機；鼠籠清洗機由滾筒、傳動機構和洗滌槽組成；鼠籠直徑1/3浸在洗滌槽中；鮮薯在旋轉鼠籠帶動下，碰撞摩擦，洗去泥沙和部分外皮；第二節薯類澱粉生產設備螺旋式清洗機有水準式和傾斜式；輸送物料同時清洗；由螺旋輸送器和清洗槽組成；浸在清洗槽內部分，外殼底部有篩孔，泥沙漏出；鮮薯由清洗槽上方加入，螺旋葉片邊攪拌邊斜上方輸送；洗水由頂端噴入，沖洗泥沙。第二節薯類澱粉生產設備三、破碎設備破碎使細胞組織破裂，釋放澱粉顆粒；破碎不充分，降低澱粉得率；破碎過度，纖維過細，分離難；國內普遍用錘式破碎機或銼磨機。第二節薯類澱粉生產設備1.錘式粉碎機切向進料錘式粉碎機；由錘片轉盤、粉碎室、機殼和傳動機構組成；轉盤由兩塊圓盤相對放置，通過四根柱銷連接；柱銷上掛多排錘片；上部安裝圓弧形齒板，下部裝有圓弧形篩片，構成粉碎室。粉碎後立即向料漿中加亞硫酸，抑制氧化酶。第二節薯類澱粉生產設備2.銼磨機由轉子、主軸、齒條、阻刀、篩板、機殼、進料口、機座和驅動系統構成；轉子是圓柱形鋼輥，表面安裝了上百條長條狀齒條；薯塊落入到高速旋轉的齒條轉子上，帶入到定塊阻刀間隙中銼磨；磨碎糊狀物穿過篩孔；纖維分離容易，能耗低；磨齒磨損快。第二節薯類澱粉生產設備四、細胞液分離設備鮮薯破碎後，澱粉和細胞液同時釋放；細胞液是細胞內可溶性物質的水溶液；含幹物質4.5-7%，蛋白、氨基酸、礦物質、維生素和糖分等；占薯塊幹物質總量的20%；應立即分離，降低泡沫、易氧化物質。第二節薯類澱粉生產設備分離設備有臥式螺旋卸料沉降離心機（臥螺機）、錐形離心篩、曲篩等；臥螺機便宜，特別適合；第二節薯類澱粉生產設備中心工作部件是水準、同心安裝的內轉鼓與外轉鼓；外轉鼓為圓錐形無孔鋼桶；內轉鼓為螺旋推料器，與外轉鼓內壁1cm；二者保持一定轉速差；第二節薯類澱粉生產設備漿料通過進料管進入轉鼓，離心力，沿外轉鼓內壁形成環狀層；澱粉、纖維等沉積，細胞液浮於表層；由外轉鼓大頭端溢流口排出；固態物料由螺旋推料器推向小頭端，由出料端口排出；分離細胞液後沉澱物含水66-68%；薯漿與工藝水1：（1-2）稀釋，分離效果好。第二節薯類澱粉生產設備五、纖維的分離與洗滌設備常用的設備有錐形離心篩和曲篩；離心篩篩分效率高，密封性好，占地面積小，更換篩網方便；耗電量大、維修工作量大；離心篩在國內中、小澱粉廠使用多；大型澱粉廠多用壓力曲篩；第二節薯類澱粉生產設備離心篩由不銹鋼機體、進料導管、沖水組件、錐形篩體、集粉室、集渣室等組成；漿料進入到篩體小徑短，離心力，均勻分佈在篩面；逐漸向大徑端移動；澱粉懸浮液穿過曬面進入集漿室；纖維在曬面上，被不斷噴水沖洗游離澱粉；進入集渣室排出。第二節薯類澱粉生產設備六、澱粉洗滌設備與玉米澱粉洗滌相同；利用澱粉與雜質密度和水溶性不同分開；鮮薯漿分離纖維後，含細砂、細纖維和少量溶性物質；占幹物質重2-3%；澱粉洗滌設備離心機和旋流器。第二節薯類澱粉生產設備細砂分離設備為除砂器；由分離室、精選室和集砂室組成；分離室即普通的旋液分離器；細砂從底部排出，但細砂少，澱粉與細砂混合；精選室也是旋液分離器，進入口有兩個；進水壓力保證在分離室底流管處有一個持續向上的水流；水流速度大於澱粉懸浮速度，小於細砂懸浮速度；細砂直接沉降到集砂室，定期排放。第二節薯類澱粉生產設備七、澱粉乳脫水與乾燥設備精製澱粉乳含水50-60%；脫水設備有臥式刮刀卸料離心機和真空轉鼓過濾機；前者適應大規模企業，後者中小企業；脫水後濕澱粉含水量降低到37-38%；加熱乾燥採用氣流乾燥器，一級負壓氣流乾燥器。第三節馬鈴薯澱粉生產工藝Duetothefactthatstarchisdepositedlooselyinthefruitwaterofpotatocellstheprocessofstarchproductionisrelativelysimple.Nevertheless,inmodernpotatostarchtechnologytherearedivergentprocesseswithdifferentrequirementsconcerningwaterconsumptionanddifferenttechniquestorecoverhighmolecularproteinsdissolvedinfruitwater,inparticular.第三節馬鈴薯澱粉生產工藝Starchisolationbegins,inprinciple,withdisintegrationofthestorageparenchyma（薄壁組織）ofthetuberfollowedeitherbyimmediateremovaloftheconcentratedpotatojuiceandsubsequentwashingoutofstarchorinotherconceptsbyextractingthecellcontentwithdifferentamountsofwater.Disintegrationislimitedbythefactthatthegreaterpartofcellwalltissueresiduesshouldremainatasizeseparablebywetsievingmillstarchstreams.第三節馬鈴薯澱粉生產工藝Fromtheresultingdilutedsuspensionsthestarchgetsridofimpurities,likefibreandproteinresiduesaswellasminerals,byacombinationofconcentrationandwashingsteps.Counter-currentwashingwithsoftfreshwaterinamulticyclonestationornozzleseparatorsfollowedbyconventionalconcentrationanddewateringsystemsproducesastarchcake,whichisdriedinthemovingbedofaheatedairstreamtoamoisturecontentoflessthan20%inaflashdryer.第三節馬鈴薯澱粉生產工藝Toguaranteeahighlevelofpurityandtheoptimumfunctionalityofpotatostarchawellfunctioningprocesswaterandwastewaterregimearevital.ArecentconceptrealisedinaGermanpotatostarchfactorycoversitsfullwashwatersupplyusedincounter-currentstarchrefiningbyROwaterrecoveredfromde-proteinizedpotatojuiceofdeliveredpotatoes.第三節馬鈴薯澱粉生產工藝採用節水型的封閉式工藝；一、離心篩法首先馬鈴薯經清理、洗滌；然後第一道破碎機磨碎；篩上物進入第二道破碎機磨碎；兩道磨下物合併進入沉降離心機，分出細胞液；澱粉與纖維混合料渣經5臺離心篩，除去纖維素；獲得的粗澱粉乳進入旋流器經三級逆流洗滌；得精製澱粉乳真空吸濾脫水，氣流乾燥。圖離心篩法馬鈴薯澱粉生產工藝流程第一臺粗渣分離篩125-250μm細渣分離篩60-80μm第三節馬鈴薯澱粉生產工藝二、曲篩法適合打規模生產企業；薯塊經磨碎機磨碎；磨下漿料晶臥螺機分離出細胞液；澱粉渣泵入纖維分離洗滌系統；洗滌共7道曲篩，頭2道為粗分篩；將澱粉乳和纖維初步分離，篩孔大，篩上物需經第二道磨碎機再破碎；頭2道分離