CN103554277A - 一种玉米淀粉的生产改进方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于玉米淀粉生产的技术领域，具体为一种玉米淀粉的生产改进方法。采用包括净化工序、制酸工序、浸泡工序、破碎工段、胚芽分离干燥、纤维洗涤干燥、蛋白浓缩干燥、淀粉乳精制、淀粉脱水干燥，其特征在于，在破碎工段后，将破碎后的玉米浆料加入复合酶，所述的复合酶为纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶四者的混合物的技术方案，对玉米中各组成成分分离起到明显的作用，更易于玉米淀粉的生产加工，大幅提高玉米淀粉生产水平。

Description

一种玉米淀粉的生产改进方法

技术领域

本发明属于玉米淀粉生产的技术领域，具体为一种玉米淀粉的生产改进方法。

背景技术

在玉米淀粉生产过程中，采用目前世界上最先进、典型、可靠的玉米湿法生产工艺，整个生产过程为热循环封闭式生产。

目前根据《中华人民共和国国家环境保护标准》(HJ445-2008)的“清洁生产标准 淀粉工业”中，玉米淀粉加工行业国内先进水平主要指标要求为：玉米淀粉收率为≥68%；干物总收率≥95%；耗电量为≤220kwh/t淀粉。

申请号为2011101182427的专利申请公开了一种酶法生产玉米淀粉的方法，以纤维素酶和木聚糖酶两种混合添加，其取得的效果不能达到淀粉工业国际清洁生产先进水平。 

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种玉米淀粉的生产改进方法。采用包括净化工序、制酸工序、浸泡工序、破碎工段、胚芽分离干燥、纤维洗涤干燥、蛋白浓缩干燥、淀粉乳精制、淀粉脱水干燥，其特征在于，在破碎工段后，将破碎后的玉米浆料加入复合酶，所述的复合酶为纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶四者的混合物的技术方案，对玉米中各组成成分分离起到明显的作用，更易于玉米淀粉的生产加工，大幅提高玉米淀粉生产水平。

本发明的技术方案为：

一种玉米淀粉的生产改进方法，包括净化工序、制酸工序、浸泡工序、破碎工段、胚芽分离干燥、纤维洗涤干燥、蛋白浓缩干燥、淀粉乳精制、淀粉脱水干燥，其特征在于，在破碎工段后，将破碎后的玉米浆料加入复合酶，所述的复合酶为纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶四者的混合物。

一种玉米淀粉的生产改进方法，具体步骤如下：

a、净化工序

原玉米通过斗式提升机被送到计量称，计量后被送到多级自横振动筛，比玉米大的杂质被第一道筛从筛上筛出，比玉米小的杂质被第二道筛从筛下除去，与玉米体积相当的并肩石杂质与玉米一起进入玉米洗涤槽，杂质被洗涤槽内的多级竖立阶梯挡板挡住，金属杂质被槽内磁铁吸住，停车后清除，比玉米轻而体积小的尘土、玉米衣杂质由引风机从斗式提升机出料口、多级振动筛入料口处被吸走贮在脉冲除尘布袋内，工作完毕清掉，最后去掉大部分杂质，被洗净的玉米由浸前玉米泵带水进去浸渍罐；

b、制酸工序

用工艺水吸收SO₂，反复循环后制得浓度为0.2-0.3%的亚硫酸溶液，进入亚硫酸罐，以备玉米浸泡使用；

c、浸泡工序

玉米在亚硫酸及50-70℃的作用下，浸泡40-50小时，满足后道生产工序的原料要求；

d、破碎工段

玉米浸泡后，从脱胚磨进料管进入，在离心力的作用下，进入凸齿的动定齿板间，即可受到扰动和离心力作用，在动定凸齿的撞击和挤压下，在动定齿盘缝隙间向外运动，玉米胚芽，皮屑及胚芽彼此分离，在离心力和重力作用下由出料口排出；然后在破碎后的玉米浆料中加入复合酶，所述的复合酶为纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶四者的混合物；

e、胚芽分离干燥

被破碎后的玉米浆料由离心泵0.5MPa压力下送入胚芽旋流分离器的切向入口，在旋流分离器中稀浆和其他各个组成部分按螺旋线方向旋转运动，产生离心力，然后下行至圆锥部分，稀浆中的各微粒在离心的作用下分离，受离心力作用大的胚乳粗粒和较重微粒（浆料）被甩向外围，在离心力的作用下抛向设备的内壁，与蛋白质和淀粉的悬浮液，一起随着外层螺旋流下降到出口处形成底流，受离心力小的胚芽，玉米皮壳相对密度低，被集中于设备的中心部位随内层螺旋流，经过顶部出口排出旋液分离器，分离出的胚芽，由水泵通过重力曲筛洗涤后输送到胚芽挤干机，挤干后进入管束干燥机，干燥、风送、装袋；

f、纤维洗涤干燥

物料由压力泵打入进料箱，以0.3-0.4MPa的压力从喷嘴高速喷出，在10-20m/s的速度下从切线方向进入曲筛，高的喷射速度使浆料在筛面上受到重力，离心力及筛条对物料的切向力作用，物料与筛缝成直角流过筛面，在料浆下面，物料撞在锲形筛条锋利刃上，即被切分并通过长形筛缝流入筛下物收集器中，筛上物继续沿筛面下流时被滤去水分，从筛面尾端排出，进料中的淀粉及大量水分通过筛缝成为筛下物，而纤维细渣则从筛面的末端流出成为筛上物，然后到管束干燥机进行干燥成为成品纤维；

g、淀粉乳精制

物料用压力泵沿切线方向被打入旋流器，沿圆周方向高速旋转，由于离心力的作用，淀粉颗粒具有被甩向旋流器壁，随螺旋留向底部出口，通过底流口排出为底流，而蛋白质颗粒在内层绕中心轴线随螺旋流上升至顶部出口从溢流口排出为溢流，精制成纯度及浓度较高的成品淀粉乳，为后工序提供优质原料；

h、蛋白浓缩干燥、淀粉乳精制、淀粉脱水干燥

在淀粉乳精制过程中，采用分离机分离蛋白浆液，然后采用真空吸滤机将蛋白从浆液中吸出，吸出的蛋白通过绞龙输送到蛋白的管束干燥机，干燥烘干风装袋；成为饲料级蛋白粉；                                                                                           

i、淀粉脱水干燥

淀粉乳经离心脱水，再经气流干燥、筛分，经包装制得成品淀粉。

作为优选，所述的复合酶重量比例为：纤维素酶：木聚糖酶：果胶酶：甘露聚糖酶的比例为：（2.8-3.0）：（1.8-2.2）:（0.8-1）: （0.8-1）。

作为进一步优选，所述的复合酶重量比例为：纤维素酶：木聚糖酶：果胶酶：甘露聚糖酶的比例为：3：2:1:1。

所述的复合酶加入方法为：将粉状复合酶用工艺水稀释，调定匀速加入破碎后的玉米浆料中。

作为优选，所述的复合酶加入方法为：将粉状复合酶重量5-10倍的工艺水加入复合酶，工艺水的温度为35-40℃，混合均匀后，调定匀速加入破碎后的玉米浆料中。

所述的复合酶的用量：为玉米加工重量的万分之一到万分之二。

所述的复合酶的活性单位为16000U/ml。

本发明的有益效果为：

本发明通过添加复合酶，确定添加淀粉生产复合酶的比例、用量、加入点以及在玉米加工过程中添加的方法，对玉米中各组成成分分离起到明显的作用，更易于玉米淀粉的生产加工，大幅提高玉米淀粉生产水平，玉米淀粉的总干物收率达到了99.7%，玉米淀粉收率达到了71.16%，耗电量达到了160.47 kwh/t，蒸汽消耗0.63T/T，玉米淀粉乳产品中蛋白含量稳定控制在了0.35%以内（玉米淀粉乳中的蛋白质对玉米淀粉的后续加工如糖果过程产生不利影响，蛋白质含量越低越好），达到并超过淀粉工业国际清洁生产先进水平。

《中华人民共和国国家环境保护标准》HJ445-2008的“清洁生产标准 淀粉工业”生产过程中清洁生产水平的三级技术指标划分标准（关键指标）以及本发明生产现状对比如下表1。

                    表1    

      具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

实施例1

一种玉米淀粉的生产改进方法，具体步骤如下：

a、净化工序

原玉米通过斗式提升机被送到计量称，计量后被送到多级自横振动筛，比玉米大的杂质被第一道筛从筛上筛出，比玉米小的杂质被第二道筛从筛下除去，与玉米体积相当的并肩石杂质与玉米一起进入玉米洗涤槽，杂质被洗涤槽内的多级竖立阶梯挡板挡住，金属杂质被槽内磁铁吸住，停车后清除，比玉米轻而体积小的尘土、玉米衣杂质由引风机从斗式提升机出料口、多级振动筛入料口处被吸走贮在脉冲除尘布袋内，工作完毕清掉，最后去掉大部分杂质，被洗净的玉米由浸前玉米泵带水进去浸渍罐；

b、制酸工序

用工艺水吸收SO₂，反复循环后制得浓度为0.2-0.3%的亚硫酸溶液，进入亚硫酸罐，以备玉米浸泡使用；

c、浸泡工序

玉米在亚硫酸及50-70℃的作用下，浸泡40-50小时，满足后道生产工序的原料要求；

d、破碎工段

玉米浸泡后，从脱胚磨进料管进入，在离心力的作用下，进入凸齿的动定齿板间，即可受到扰动和离心力作用，在动定凸齿的撞击和挤压下，在动定齿盘缝隙间向外运动，玉米胚芽，皮屑及胚芽彼此分离，在离心力和重力作用下由出料口排出；然后在破碎后的玉米浆料中加入复合酶，所述的复合酶为纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶四者的混合物，所述的复合酶重量比例为：纤维素酶：木聚糖酶：果胶酶：甘露聚糖酶的比例为：3：2:1:1；复合酶的用量为玉米加工重量的万分之一，将粉状复合酶重量8倍的工艺水加入复合酶，工艺水的温度为35-40℃，混合均匀后，调定匀速加入破碎后的玉米浆料中。

所述的复合酶的单位为16000U/ml。

e、胚芽分离干燥

被破碎后的玉米浆料由离心泵0.5MPa压力下送入胚芽旋流分离器的切向入口，在旋流分离器中稀浆和其他各个组成部分按螺旋线方向旋转运动，产生离心力，然后下行至圆锥部分，稀浆中的各微粒在离心的作用下分离，受离心力作用大的胚乳粗粒和较重微粒（浆料）被甩向外围，在离心力的作用下抛向设备的内壁，与蛋白质和淀粉的悬浮液，一起随着外层螺旋流下降到出口处形成底流，受离心力小的胚芽，玉米皮壳相对密度低，被集中于设备的中心部位随内层螺旋流，经过顶部出口排出旋液分离器，分离出的胚芽，由水泵通过重力曲筛洗涤后输送到胚芽挤干机，挤干后进入管束干燥机，干燥、风送、装袋；

f、纤维洗涤干燥

物料由压力泵打入进料箱，以0.3-0.4MPa的压力从喷嘴高速喷出，在10-20m/s的速度下从切线方向进入曲筛，高的喷射速度使浆料在筛面上受到重力，离心力及筛条对物料的切向力作用，物料与筛缝成直角流过筛面，在料浆下面，物料撞在锲形筛条锋利刃上，即被切分并通过长形筛缝流入筛下物收集器中，筛上物继续沿筛面下流时被滤去水分，从筛面尾端排出，进料中的淀粉及大量水分通过筛缝成为筛下物，而纤维细渣则从筛面的末端流出成为筛上物，然后到管束干燥机进行干燥成为成品纤维；

g、淀粉乳精制

物料用压力泵沿切线方向被打入旋流器，沿圆周方向高速旋转，由于离心力的作用，淀粉颗粒具有被甩向旋流器壁，随螺旋留向底部出口，通过底流口排出为底流，而蛋白质颗粒在内层绕中心轴线随螺旋流上升至顶部出口从溢流口排出为溢流，精制成纯度及浓度较高的成品淀粉乳，为后工序提供优质原料；

h、蛋白浓缩干燥、淀粉乳精制、淀粉脱水干燥

在淀粉乳精制过程中，采用分离机分离蛋白浆液，然后采用真空吸滤机将蛋白从浆液中吸出，吸出的蛋白通过绞龙输送到蛋白的管束干燥机，干燥烘干风装袋；成为饲料级蛋白粉；                                                                                           

i、淀粉脱水干燥

淀粉乳经离心脱水，再经气流干燥、筛分，经包装制得成品淀粉。

试验例1：

本次试验从3月18日早八点开始加入复合酶，截止23日中午十二点添加完毕。18日-23日试验阶段共加工玉米12522吨，生产淀粉乳8726.958吨收率69.69%，淀粉乳日产1454.5吨。

加入复合酶期间与不使用复合酶时测定其物料及产品指标如下表2。

表2 实验前后测定数据比较

        说明：2月份未加入本发明复合酶渣皮游离及渣皮连接含量、渣皮总含量均比加入复合酶后高，说明试验过程中酶在玉米加工中对渣皮的分离起到了明显的作用。淀粉乳蛋白含量加酶后明显变低、粗蛋白中淀粉含量低，说明本发明的复合酶对玉米淀粉与蛋白质的分离也起到明显的作用。

    在添加了本发明的复合酶以后，有效改进了玉米加工过程中各组分的分离效果，提高了产品加工生产效率。

在对管束机烘干能力及用汽量方面：经统计1月份16-20日蒸汽用量平均为131.2吨/班，2月份19-23日蒸汽用量平均为118.6吨/班，（单班产量平均为450吨/8h），3月份18-23日蒸汽单耗为112.7吨/班（单班产量为484吨/8h）(以上单耗均为纤维管束机单班用汽量)。3月份用酶期间比2月份每班次节约蒸汽约6吨。

浸泡时间一直以来是影响产量与质量的因素，18-23日平均浸泡时间为45h（在40-50h之间，基本稳定于45h）。

通过比较加入酶后对车间系统走料速度有一定好的影响。在质量稳定情况下，对产能提高有辅助作用。同时酶在生产系统中，对于蛋白淀粉分离，通过感观变化，有促进作用。蛋白粉蛋白在使用酶期间较稳定。另外，加酶期间过程水干物比不使用复合酶时干物偏低。使用酶期间，浓缩机溢流干物较低，并且较稳定，干物含量在1.0-1.5%。

试验例2：

对复合酶的加入不同工段进行试验。实验结果如表3所示。作为优选，复合酶加入至第二次针磨工序后的玉米中。因为在此时加入，玉米破碎较完全，经过多次试验，酶加入此工序效果最佳。

 

表3 不同工段加入复合酶试验数据

         说明：在玉米浸泡工段加入复合酶后，复合酶对渣皮的分解效果最明显，渣皮连接含量，渣皮中淀粉含量与在其他工序添加复合酶项目效果最佳，湿渣皮水份也最低，但与破碎工序添加相比效果提升并非很大；但其他项目指标明显不如在破碎工序加入后的指标，综合对比，仍是在破碎工序中加入复合酶效果最好。

Claims (8)

1.一种玉米淀粉的生产改进方法，包括净化工序、制酸工序、浸泡工序、破碎工段、胚芽分离干燥、纤维洗涤干燥、蛋白浓缩干燥、淀粉乳精制、淀粉脱水干燥，其特征在于，在破碎工段后，将破碎后的玉米浆料加入复合酶，所述的复合酶为纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶四者的混合物。

2.根据权利要求1所述的玉米淀粉的生产改进方法，具体步骤如下：

a、净化工序

原玉米通过斗式提升机被送到计量称，计量后被送到多级自横振动筛，比玉米大的杂质被第一道筛从筛上筛出，比玉米小的杂质被第二道筛从筛下除去，与玉米体积相当的并肩石杂质与玉米一起进入玉米洗涤槽，杂质被洗涤槽内的多级竖立阶梯挡板挡住，金属杂质被槽内磁铁吸住，停车后清除，比玉米轻而体积小的尘土、玉米衣杂质由引风机从斗式提升机出料口、多级振动筛入料口处被吸走贮在脉冲除尘布袋内，工作完毕清掉，最后去掉大部分杂质，被洗净的玉米由浸前玉米泵带水进去浸渍罐；

b、制酸工序

用工艺水吸收SO₂，反复循环后制得浓度为0.2-0.3%的亚硫酸溶液，进入亚硫酸罐，以备玉米浸泡使用；

c、浸泡工序

玉米在亚硫酸及50-70℃的作用下，浸泡40-50小时，满足后道生产工序的原料要求；

d、破碎工段

玉米浸泡后，从脱胚磨进料管进入，在离心力的作用下，进入凸齿的动定齿板间，即可受到扰动和离心力作用，在动定凸齿的撞击和挤压下，在动定齿盘缝隙间向外运动，玉米胚芽，皮屑及胚芽彼此分离，在离心力和重力作用下由出料口排出；然后在破碎后的玉米浆料中加入复合酶，所述的复合酶为纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶四者的混合物；

e、胚芽分离干燥

被破碎后的玉米浆料由离心泵0.5MPa压力下送入胚芽旋流分离器的切向入口，在旋流分离器中稀浆和其他各个组成部分按螺旋线方向旋转运动，产生离心力，然后下行至圆锥部分，稀浆中的各微粒在离心的作用下分离，受离心力作用大的胚乳粗粒和较重微粒（浆料）被甩向外围，在离心力的作用下抛向设备的内壁，与蛋白质和淀粉的悬浮液，一起随着外层螺旋流下降到出口处形成底流，受离心力小的胚芽，玉米皮壳相对密度低，被集中于设备的中心部位随内层螺旋流，经过顶部出口排出旋液分离器，分离出的胚芽，由水泵通过重力曲筛洗涤后输送到胚芽挤干机，挤干后进入管束干燥机，干燥、风送、装袋；

f、纤维洗涤干燥

物料由压力泵打入进料箱，以0.3-0.4MPa的压力从喷嘴高速喷出，在10-20m/s的速度下从切线方向进入曲筛，高的喷射速度使浆料在筛面上受到重力，离心力及筛条对物料的切向力作用，物料与筛缝成直角流过筛面，在料浆下面，物料撞在锲形筛条锋利刃上，即被切分并通过长形筛缝流入筛下物收集器中，筛上物继续沿筛面下流时被滤去水分，从筛面尾端排出，进料中的淀粉及大量水分通过筛缝成为筛下物，而纤维细渣则从筛面的末端流出成为筛上物，然后到管束干燥机进行干燥成为成品纤维；

g、淀粉乳精制

物料用压力泵沿切线方向被打入旋流器，沿圆周方向高速旋转，由于离心力的作用，淀粉颗粒具有被甩向旋流器壁，随螺旋留向底部出口，通过底流口排出为底流，而蛋白质颗粒在内层绕中心轴线随螺旋流上升至顶部出口从溢流口排出为溢流，精制成纯度及浓度较高的成品淀粉乳，为后工序提供优质原料；

h、蛋白浓缩干燥、淀粉乳精制、淀粉脱水干燥

在淀粉乳精制过程中，采用分离机分离蛋白浆液，然后采用真空吸滤机将蛋白从浆液中吸出，吸出的蛋白通过绞龙输送到蛋白的管束干燥机，干燥烘干风装袋；成为饲料级蛋白粉；                                                                                           

i、淀粉脱水干燥

淀粉乳经离心脱水，再经气流干燥、筛分，经包装制得成品淀粉。

3.根据权利要求1或2所述的玉米淀粉的生产改进方法，其特征在于，所述的复合酶重量比例为：纤维素酶：木聚糖酶：果胶酶：甘露聚糖酶的比例为：（2.8-3.0）：（1.8-2.2）:（0.8-1）: （0.8-1）。

4.根据权利要求3所述的玉米淀粉的生产改进方法，其特征在于，所述的复合酶重量比例为：纤维素酶：木聚糖酶：果胶酶：甘露聚糖酶的比例为：3：2:1:1。

5.根据权利要求1或2所述的玉米淀粉的生产改进方法，其特征在于，所述的复合酶加入方法为：将粉状复合酶用工艺水稀释，调定匀速加入破碎后的玉米浆料中。

6.根据权利要求5所述的玉米淀粉的生产改进方法，其特征在于，所述的复合酶加入方法为：将粉状复合酶重量5-10倍的工艺水加入复合酶，工艺水的温度为35-40℃，混合均匀后，调定匀速加入破碎后的玉米浆料中。

7.根据权利要求1或2所述的玉米淀粉的生产改进方法，其特征在于，所述的复合酶的用量：为玉米加工重量的万分之一到万分之二。

8.根据权利要求1或2所述的玉米淀粉的生产改进方法，其特征在于，所述的复合酶的活性单位为16000U/ml。