玉米淀粉加工技术

第四节 玉米精磨与纤维分离
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。
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 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。
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
➢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）
栽培玉米分类
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）：
1. 硬粒型 2. 马齿型 3. 爆裂型 4. 粉质型 5. 糯质型 6. 甜质型 7. 甜粉型 8. 有稃型
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。
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。
③ 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;
④ 可浸提出籽粒中部分可溶性物质， 制成玉米浆;
⑤ 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。
(2)亚硫酸的作用机理
a. 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。
b. 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。
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 。
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。
(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。
（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℃
亚硫酸的作用机理（续）
c. 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。
d. 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。
(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。
• 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。
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。
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。
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。
胚芽洗涤曲筛的工作过程
• 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。
第二节 玉米的净化和浸泡
一、玉米净化工艺
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
1.浸泡的目的和作用机理 (1)浸泡目的
① 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;
② 分散玉米胚体细胞中的蛋白质网， 削弱保持淀粉的联结键;
浸泡目的（续）
• (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%
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。
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%
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
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。
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。
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。
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。
第三节 玉米破碎与胚芽分离
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。
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。
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。
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)
湿法玉米淀粉生产工艺流程
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
第二章
玉米淀粉生产工艺与设备
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。
第一节 玉米淀粉生产 原料和工艺流程
一、玉米的起源与传播
Teosinte 类蜀黍
Modern corn
玉米在古籍书中大致有这样几种名称：
➢ 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
(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。
(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%。
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
➢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。
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。
2、玉米的化学成分
➢淀粉 ➢蛋白质 ➢脂肪 ➢灰分 ➢纤维 ➢可溶性糖 ➢含水量一般为
70%~72%， 8%~11%， 4%~6%， 1.2%~1.6%， 5%~7%， 4.5%， 12%~16%
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
➢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。