玉米湿磨法生产技术作为玉米淀粉的生产方法是美国在1842年开始应用的,经过多年的改进与实践,此方法已经非常成熟。采用这种方法,人们几乎可以获得所有玉米成分,其中高纯度玉米淀粉乳,为生产高质量商品淀粉及深加工提供优质原料,能获得大量有价值的副产品。生产目的是使玉米各成分分离出来,以获得高纯度的各种产品,从而获得更高商业价值。整个工艺过程都是物理加工过程,只在玉米浸渍过程中使用了很少量的酸(SO2),有一定生物化学反应。
(1)湿磨法生产技术
①玉米淀粉生产是连续、逆流、闭环、热流程、封闭的湿法工艺加工技术,即玉米是在一个系统内在水的参与下在各种设备中进行各种性质的机械加工,工艺过程是连续、逆流、闭环、热流程、封闭的物理加工制造过程,只有在玉米浸渍工序中有一些少量微生物作用(主要是乳酸菌繁殖和代谢)。
②玉米淀粉生产过程概括地说是一浸、二破、三筛分、四分离、五干燥,一浸是指玉米的浸渍,二破是指玉米的三次破碎,三筛分是指纤维的洗涤筛分和一道磨、二道磨、针磨前的筛分,四分离是指胚芽的分离和蛋白质与淀粉分离,五干燥是指淀粉和副产品的脱水干燥。
③湿磨法工艺技术是将玉米由干态→流态(湿态)→干态的过程。A.干态:指玉米和各种成品状态是干态,玉米水分14%左右,各种产品水分在8%~14%(其中:玉米浆含水分55%、玉米油基本不含水)。B.流态(湿态):指玉米加工过程是在水中进行的,在以水为介质的液体流态(湿态)中对玉米进行加工。在生产过程中加入的水需要利用机械分离及热力干燥除去。
④湿磨法工艺技术是使用水、电、蒸汽为介质和动力将原料——玉米在水中进行一系列物理加工的过程,使玉米成为液体(玉米浆、玉米油)、固体(胚芽、纤维饲料、蛋白粉、淀粉)产品。A.水是伴随玉米进行一系列加工过程的介质,水的存在使玉米实现了浸渍、破碎、胚芽分离和洗涤,纤维洗涤筛分、麸质分离、淀粉精制等生产工艺。B.用电能实现玉米加工设备的运行,完成一系列玉米加工过程。C.蒸汽可使玉米加工过程升温,将干燥物料设备加温,使玉米在一定温度下完成加工(浸渍、破碎、筛分、洗涤、分离、精制等),使湿半成品和液体物料完成干燥、浓缩过程(产品干燥、蒸发浓缩),从而得到固体、浓缩液体产品。
⑤湿磨法生产工序有:玉米除砂上料和浸渍、玉米浆蒸发浓缩、玉米破碎和胚芽分离、纤维细磨和洗涤筛分、麸质分离和淀粉洗涤精制、淀粉脱水干燥、副产品(胚芽、纤维、蛋白粉)脱水干燥。最终可以得到玉米浆、胚芽、纤维饲料、蛋白粉、淀粉产品,各种产品的产出过程包含了玉米各道加工工序。
(2)从水循环和物料(干物质)流向分析
①整个生产过程是玉米从浸渍工序开始进入,然后向后序工序输送和加工。
②水是从后面的淀粉洗涤精制工序最后一级加入的,然后逐级向前逆流输送。
③前面的浸渍、破碎、纤维洗涤筛分等工序都是使用后面麸质浓缩工序中出来的过程水。
④整个生产过程中不同加工工序加工出不同成分(生产出不同产品)。A.浸渍工序浸渍出玉米籽粒可溶性物质,蒸发浓缩成玉米浆产品。B.胚芽分离工序分离出胚芽,脱水、干燥生产成胚芽产品。C.纤维洗涤筛分工序筛分出种皮,脱水、干燥生产成纤维饲料产品。D.麸质分离工序分离出蛋白质,脱水、干燥生产成蛋白粉产品。E.淀粉乳洗涤精制工序分离出精制淀粉乳,脱水、干燥生产成淀粉产品。
(3)从加工本质及设备作用分析 玉米湿磨法是浸渍、破碎、分离、洗涤筛分、脱水、干燥、加压、输送、除砂等作用过程,如表1-1所示。
表1-1 玉米淀粉湿磨法生产技术加工各过程(www.xing528.com)
(4)从生产工序加工本质分析 湿磨法各生产工序加工本质及产品如表1-2所示。
表1-2 玉米湿磨法各生产工序加工本质及产品
(5)各种产品主要指标
①玉米浆:含干物45%~50%,含蛋白质46%~51%(干基),还有乳酸、灰分等。玉米浆部分作发酵营养物使用,大部分加入到纤维中可生产成高蛋白饲料(蛋白质含量达到20%左右)。
②胚芽:含干物90%,含脂肪45%~50%(干基),主要用于生产玉米油。
③纤维饲料:含干物88%,含蛋白质8%(干基),可以加入一些玉米浆、胚芽饼等提高蛋白质含量,主要用作饲料的配料。
④蛋白粉:含干物90%,含蛋白质56%~61%(干基),叶黄素含量很高,主要用作饲料的配料,还用于提取黄色素。
⑤淀粉:含干物86%、含蛋白质0.28%~0.40%(干基)、含灰分和脂肪≤0.11%(干基),淀粉是湿磨生产最终产品,可使用淀粉乳进行深加工生产其他产品(如淀粉糖、变性淀粉、有机酸、氨基酸、微生物发酵产品等)。
(6)各种产品收率 受生产技术、设备性能、管理水平、玉米品种和质量等因素影响,不同地区的玉米、不同生产线的产品收率会有一定差别。
玉米湿磨加工各种产品干物质收率如表1-3所示。
表1-3 玉米湿磨加工各种产品干物质收率
(7)玉米籽粒中含有的多种成分是互相结合、缠绕、混合在一起的,只有采用湿磨法在水中对玉米进行浸渍、破碎、胚芽分离、纤维细磨、洗涤筛分、麸质分离与淀粉精制等加工才可以将玉米籽粒中的结构和成分高效、纯净地分开来,可以得到成分单一(或纯净度较高)的产品,这样的产品可以用于各种工业用途,也可以再进行深加工。
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