CN100432238C - 挤压蒸煮淀粉糖浆原料的加工方法、加工装置和糖化方法 - Google Patents
挤压蒸煮淀粉糖浆原料的加工方法、加工装置和糖化方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于淀粉糖生产工艺中的挤压蒸煮淀粉糖浆原料的加工方法、加工装置和糖化方法的技术领域。其主要技术特点是提供淀粉糖浆原料的挤压蒸煮装置、挤压蒸煮系统最佳参数和使用该挤压蒸煮淀粉糖浆原料的糖化方法，使糖化液的糖化、过滤顺利进行。与目前普遍采用的传统不挤压蒸煮淀粉糖浆原料的双酶法生产淀粉糖浆相比，省去目前淀粉糖浆原料(如玉米)浸泡、磨粉和糊化工艺过程，以淀粉糖浆原料的粉碎、挤压膨化代之，节省水电、减少能耗约50%左右。且在相同的糖化时间内，挤压膨化淀粉糖浆原料的糖化液DE值高于传统不挤压膨化淀粉糖浆原料的糖化液DE值。
Description
技术领域
本发明属于淀粉糖生产工艺中的挤压蒸煮淀粉糖原料的加工方法、加工装置和糖化方法的技术领域。
背景技术
目前国内外学者、企业采用双酶法生产玉米淀粉糖浆，其生产工艺过程为：玉米-清理(去杂)-浸泡-湿法分离胚芽-分离纤维-分离麸质(分离蛋白)-淀粉乳-糊化液化(添加耐温α-淀粉酶)-糖化(添加糖化酶)-糖浆(刘亚伟。玉米淀粉生产及转化技术[M].北京：化学工业出版社.2004，尤新.淀粉糖品生产与应用手册[M].北京：中国轻工业出版社.1999，M.J.E.C.van der Maarel.Propertiesand applications of Starch-converting enzymes of the α-amylasefamily.Journal of Biotechnology.2002，94：137-155)。。上述工艺耗水、耗电较多，易造成环境污染。
我国学者曾经使用脱胚玉米膨化物生产玉米淀粉糖浆(杨铭铎.膨化技术在淀粉糖浆生产中应用的研究。中国粮油学报[J].1989(2)：38-45)，其生产工艺过程为：玉米-清理(去杂)-挤压膨化脱胚玉米粉-调浆(料水比为1∶5或1∶6)-液化(添加耐温α-淀粉酶)-糖化(添加糖化酶)-糖浆。由于玉米膨化物，调浆后，糖化液糖化过滤困难，使该技术至今难于在生产中应用。(注：此处“玉米膨化物”应为“挤压蒸煮玉米”，因为“膨化”仅仅表明物料的状态，“蒸煮”则使物料淀粉分子的氢键断裂，淀粉分子降解成低聚糖和糊精。所以，本发明专利均用“挤压蒸煮淀粉糖浆原料”，而不用“挤压膨化淀粉糖浆原料”。)
发明内容
本发明的目的是提供一种淀粉糖浆生产工艺中的挤压蒸煮淀粉糖浆原料的加工方法、加工装置和糖化方法。这些用于生产淀粉糖浆的挤压蒸煮原料包括：挤压蒸煮的脱胚玉米、带胚玉米、大米、高梁米、小麦等。该淀粉糖浆原料的挤压蒸煮装置采用了最佳挤压蒸煮系统参数，及使用挤压蒸煮淀粉糖浆原料的糖化方法，能解决目前用挤压蒸煮淀粉糖浆原料制备的糖化液，糖化和过滤困难的难题。与目前普遍采用的传统玉米淀粉糖浆生产工艺相比，省去淀粉糖浆原料(如玉米)浸泡、磨粉和糊化工艺过程，以淀粉糖浆原料(如玉米)粉碎、挤压蒸煮代之。节省水电、减少能耗。省去糊化工序和设备，仅增加淀粉糖浆原料(如玉米)粉碎、挤压蒸煮工序和设备。
本发明的技术内容：
其特征是被挤压蒸煮的淀粉糖浆原料----挤压蒸煮的脱胚玉米、带胚玉米、大米、高粱米、小麦等，经粉碎全部通过20～30目筛，含水率调为15％-25％，从喂入口3进入挤压蒸煮装置(见附图)，挤压蒸煮后的物料从摸孔9挤出，冷却至室温，经粉碎全部通过16目筛。挤压蒸煮装置的套筒由轴向对开式的第一节套筒2、第二节套筒4、第三节套筒5和第四节套筒7组成，套筒整体为轴向对开式，工作时第一节套筒2、第二节套筒4、第三节套筒5和第四节套筒7闭合，联接后的轴向对开式的套筒整体的内表面的螺纹为连续的螺旋线，由紧固件14、紧固件16、紧固件13、紧固件17、紧固件12、紧固件18、紧固件11和紧固件19将上述各节套筒锁紧，第一节螺杆1、第二节螺杆6和第三节螺杆10套装在主轴15上，随主轴15一起转动；第一节螺杆1、第二节螺杆6、第三节螺杆10的外螺纹的螺旋角与第二节套筒4、第三节套筒5、第四节套筒7内表面的连续的内螺纹的螺旋角大致相等，螺纹旋向相反；第三节螺杆10末端与模板8内表面之间的体积应为第三节螺杆10小端转一转时推出物料体积的0.8～4倍；螺杆整体的压缩比为11～30，长径比为4～10；检查第一节螺杆1、第二节螺杆6和第三节螺杆10另部件的外表面和第一节套筒2、第二节套筒4、第三节套筒5和第四节套筒7的内表面时，拆掉摸板8和紧固件11、紧固件19、紧固件12、紧固件18、紧固件13、紧固件17、紧固件14和紧固件16，由第一节套筒2、第二节套筒4、第三节套筒5和第四节套筒7组成的两个对开式整体，分别绕A、B点向外转动，使套筒整体沿轴向分开；第一节套筒2不被加热或冷却，第二节套筒4、第三节套筒5和第四节套筒7的外表面由带压力的热蒸气或电加热，由冷却水或空气强制冷却，筒温可自控调节。本发明的淀粉糖浆原料的最佳挤压蒸煮系统参数范围为：第一节套筒2不被加热或冷却，第二节套筒4、第三节套筒5和第四节套筒7的温度分别为30℃～40℃、40℃～60℃和60℃～90℃，可自控调节。模板8的模孔9的孔径为Φ6mm～Φ18mm可调。第一节螺杆1、第二节螺杆6和第三节螺杆10组成的螺杆整体的转速为50r/min～230r/min，可调。挤压蒸煮前物料经粉碎全部通过20～30目筛，含水率调为15％～25％，膨化后的物料，冷却至室温，经粉碎全部通过16目筛。使用本发明的挤压蒸煮淀粉糖浆原料的糖化方法如下：挤压蒸煮淀粉糖浆原料粉粒(其生产过程如上所述)，如挤压蒸煮的脱胚玉米粉粒、带胚玉米粉粒、大米粉粒、高粱米粉粒、小麦粉粒等→调浆(料水比为1∶2～1∶3，调pH＝6.0～6.5，添加CaCl2浓度0.13～0.17％(固形物)，添加中温α淀粉酶或耐(高)温α淀粉酶)→液化(添加中温α淀粉酶时，升温至70℃，保温10～25min；添加耐(高)温α淀粉酶时，升温至93～97℃，保温15～25min；或者添加耐(高)温α淀粉酶时，喷射液化(温度99～105℃)，然后闪急冷却至94-97℃，保温55～65min)→灭酶(添加中温α淀粉酶时，升温至90～93℃，保温5～20min；添加耐(高)温α淀粉酶时，升温至140～150℃，保温5～20min，或经喷射器加热至145～150℃，保温3～6min)(此过程也可省略，直接进入下面过程)→冷却(至60℃，调pH＝4.2～4.5，)→糖化(添加糖化酶，保温数小时)→灭酶(用无水酒精检验无糊精存在时，调pH＝4.8～5.0，加热至80～85℃，保温10～20min)→冷却(60-70℃)→过滤→糖化液。
本发明与现有技术相比有下述优点：
1.省去目前淀粉糖浆原料(如玉米)浸泡、磨粉和糊化工艺过程，以淀粉糖浆原料(如玉米)粉碎、挤压蒸煮代之，节省水电、减少能耗约50％左右。
2.本发明指出的挤压蒸煮的淀粉糖浆原料能解决目前科研和生产中普遍存在的用挤压蒸煮淀粉糖浆原料制备的糖化液，其糖化和过滤困难的难题。同时提供挤压蒸煮淀粉糖浆原料的加工装置、最佳挤压蒸煮系统参数和使用该挤压蒸煮淀粉糖浆原料的糖化方法。
3.本发明指出的挤压蒸煮的淀粉糖浆原料，及其糖化方法，可使糖化液经24小时糖化，其DE值可达到96％以上。传统的不挤压蒸煮的淀粉糖浆原料，需经30小时糖化，其DE值才能达到96％以上。
附图说明
说明书附图为实施本发明的淀粉糖浆原料的挤压蒸煮装置。
具体实施
本发明的实施例：下面结合附图对本发明实施作进一步说明。附图所示为实施本发明的淀粉糖浆原料挤压蒸煮装置。第一节螺杆1、第二节螺杆6和第三节螺杆10套装在主轴15上，一起转动。转速为50r/min-230r/min。
挤压蒸煮的脱胚玉米、带胚玉米、大米、高粱米、小麦等，经粉碎全部通过20～30目筛，含水率调为15％-25％，上述挤压蒸煮的淀粉糖浆原料粉粒从喂入口3进入挤压蒸煮装置(见附图)，物料在第一节螺杆1、第二节螺杆6、第三节螺杆10的外表面和第一节套筒2、第二节套筒4、第三节套筒5、第四节套筒7的内表面构成的挤压腔体中，随主轴15、第一节螺杆1、第二节螺杆6和第三节螺杆10转动，同时，物料由喂入口3被挤压向模板8移动。第一节套筒2不被加热或冷却，第二节套筒4、第三节套筒5和第四节套筒7的外表面由带压力的热蒸气或电加热，由冷却水或空气强制冷却。筒温可自控调节。第二节套筒4、第三节套筒5和第四节套筒7的温度分别为30℃～40℃，40℃～60℃和60℃-90℃。通过热传导，各套筒加热或冷却挤压腔体中物料。模板8的模孔9的孔径可调，范围为φ6mm-φ18mm。腔体中被挤压物料从模孔9中挤出，形成多孔的柱状结构。将其冷却至室温，经粉碎全部通过16目筛。
使用本发明的挤压蒸煮淀粉糖浆原料的糖化方法如下：
挤压蒸煮淀粉糖浆原料粉粒(其生产过程如上所述)，如挤压蒸煮的脱胚玉米粉粒、带胚玉米粉粒、大米粉粒、高粱米粉粒、小麦粉粒等(全部通过16目筛)→调浆(料水比为1∶2～1∶3，调pH＝6.0～6.5，添加CaCl2浓度0.13～0.17％(固形物)，添加中温α淀粉酶或耐(高)温α淀粉酶)→液化(添加中温α淀粉酶时，升温至70℃，保温10～25min；添加耐(高)温α淀粉酶时，升温至93～97℃，保温15～25min；或者添加耐(高)温α淀粉酶时，喷射液化(温度99～105℃)，然后闪急冷却至94-97℃，保温55～65min)→灭酶(添加中温α淀粉酶时，升温至90～93℃，保温5～20min；添加耐(高)温α淀粉酶时，升温至140～150℃，保温5～20min，或经喷射器加热至145～150℃，保温3～6min)(此过程也可省略，直接进入下面过程)→冷却(至60℃，调pH＝4.2～4.5，)→糖化(添加糖化酶，保温数小时)→灭酶(用无水酒精检验无糊精存在时，调pH＝4.8～5.0，加热至80～85℃，保温10～20min)→冷却(60-70℃)→过滤→糖化液。随后是脱色和浓缩等传统工序，需根据不同的应用选择之。
本发明的挤压蒸煮淀粉糖浆原料，即可用于生产DE值为38～42％的中转化糖浆，还可用于生产DE值大于90％的高转化糖浆。
Claims (4)
1.一种淀粉糖浆原料挤压蒸煮装置，其特征在于套筒由轴向对开式的第一节套筒(2)、第二节套筒(4)、第三节套筒(5)和第四节套筒(7)组成，套筒整体为轴向对开式，工作时第一节套筒(2)、第二节套筒(4)、第三节套筒(5)和第四节套筒(7)闭合，由紧固件(14)、紧固件(16)、紧固件(13)、紧固件(17)、紧固件(12)、紧固件(18)、紧固件(11)和紧固件(19)将上述各节套筒锁紧，联接后的轴向对开式的套筒整体的内表面的螺纹为连续的螺旋线，第一节螺杆(1)、第二节螺杆(6)和第三节螺杆(10)套装在主轴(15)上，随主轴(15)一起转动，检查第一节螺杆(1)、第二节螺杆(6)和第三节螺杆(10)零部件的外表面和第一节套筒(2)、第二节套筒(4)、第三节套筒(5)和第四节套筒(7)的内表面时，拆掉摸板(8)和紧固件(11)、紧固件(19)、紧固件(12)、紧固件(18)、紧固件(13)、紧固件(17)、紧固件(14)和紧固件(16)，由第一节套筒(2)、第二节套筒(4)、第三节套筒(5)和第四节套筒(7)组成的两个对开式整体，分别绕A、B转轴向外转动，使套筒整体沿轴向分开；主轴(15)上的第一节螺杆(1)、第二节螺杆(6)、第三节螺杆(10)的外螺纹的螺旋角与第二节套筒(4)、第三节套筒(5)、第四节套筒(7)内表面的连续的内螺纹的螺旋角大致相等，螺纹旋向相反；第三节螺杆(10)末端与模板(8)内表面之间的体积应为第三节螺杆(10)小端转一转时推出物料体积的0.8～4倍；螺杆整体的压缩比为11～30，长径比为4～10；模板(8)的模孔(9)的孔径为Φ6mm--Φ18mm；第一节套筒(2)不被加热或冷却，第二节套筒(4)、第三节套筒(5)和第四节套筒(7)的外表面由带压力的热蒸气或电加热，由冷却水或空气强制冷却，筒温自控调节。
2.一种用于生产淀粉糖浆的挤压蒸煮淀粉糖浆原料的加工方法，其特征在于挤压蒸煮前的淀粉糖浆原料，经粉碎全部通过20-30目筛，含水率调为15％-25％，利用权利要求1所述的挤压蒸煮装置进行挤压蒸煮加工，其中挤压蒸煮系统参数范围为：第一节套筒(2)不被加热或冷却，第二节套筒(4)、第三节套筒(5)和第四节套筒(7)的温度分别为30℃～40℃、40℃～60℃和60℃～90℃；第一节螺杆(1)、第二节螺杆(6)和第三节螺杆(10)组成的螺杆整体的转速为50r/min～230r/min，挤压蒸煮后的粉糖浆原料冷却至室温，经粉碎全部通过16目筛。
3.根据权利要求2所述的加工方法制备的挤压蒸煮淀粉糖浆原料，其特征在于所述的挤压蒸煮淀粉糖浆原料包括挤压蒸煮的脱胚玉米、带胚玉米、大米、高粱米、小麦中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的挤压蒸煮淀粉糖浆原料的糖化方法，其特征在于权利要求3所述的根据权利要求2的加工方法制备的挤压蒸煮淀粉糖浆原料的粉粒，全部通过16目筛→调浆，料水比为1∶2～1∶3，调pH＝6.0～6.5，添加CaCl2浓度0.13～0.17％，添加耐高温α淀粉酶→液化，升温至93～97℃，保温15～25min→冷却，至60℃，调pH＝4.2～4.5→糖化，添加糖化酶，保温数小时→灭酶，用无水酒精检验无糊精存在时，调pH＝4.8～5.0，加热至80～85℃，保温10～20min，→冷却至60-70℃→过滤→糖化液。
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