CN114213552B - 一种魔芋精粉加工中分离淀粉的方法 - Google Patents

Abstract

针对我国魔芋精粉加工企业原料利用率较低，经济效益不高的问题，本发明了一种在精粉加工中旋转分离淀粉的方法：即用含水量40％～60％、分散性、流动性好的湿润粉，在快速搅动的机械设备中旋转；或在快速旋转气流中旋转；葡甘露聚糖和淀粉粒子在快速旋转运动中由于质量的巨大差异，产生“差速离心”和旋转动能差异现象，彼此拉开距离，结合力减弱，分离难度下降，可用一般的快速粉碎机或研磨机分离淀粉。充分旋转后可实现可直接分离淀粉。由于分离过程中对葡甘露聚糖的保护比较好，实现了粘度和出粉率同步提高，可使精粉加工的综合经济效益提高10％～15％，有利于推动我国精粉加工核心技术创新和行业技术进步。

Description

一种魔芋精粉加工中分离淀粉的方法

技术领域

本发明属于魔芋精粉加工领域，尤其是精粉加工中分离淀粉的方法。

技术背景

我国魔芋精粉的加工规模约为4万吨。

魔芋加工企业存在的突出问题是经济效益不高。一是原料供给不足导致价格暴涨，严重压缩了精粉加工的利润空间；二是加工过程原料损失较大，一般加工一吨精粉用鲜芋12-13吨，高于日本全国平均用10吨；按鲜芋葡甘聚糖的含量推示应在10吨以内。创新精粉加工技术，提高原料利用率潜力很大。

魔芋精粉加工的核心是分离淀粉。因为淀粉的存在会抑制魔芋匍甘聚糖粘度的释放。粘度是精粉价值和价格的决定因素。先进的分离淀粉方法应符合魔芋的特殊性。魔芋两个主成分：葡甘露聚糖和淀粉都是发粘物质，特别是葡甘聚糖是植物中“粘度之王”。鲜芋片干燥后葡廿聚糖和淀粉形成极难分离的坚硬颗粒，分离淀粉难度大，原料损耗多，成本高。改进淀粉分离技术的方向，应着眼于降低分离的难度，使分离过程能较好的保护葡甘露聚糖，减少伤害和丢失。

目前，精粉加工中分离淀粉的方法有两个：干法分离和湿法分离。生产上90％以上的精粉加工都采用干法分离淀粉。该技术是上世纪八十年代从日本引进。其加工方法是：鲜芋切片，在带式干燥机中干燥成芋片；芋片在精粉机和研磨机中进行强力破碎和反复研磨；再经旋风分离除去淀粉，获得精粉。在强力破碎和研磨中会产生很多小颗粒精粉，其中粒度与淀粉相近的微小颗粒精粉在旋风分离中随淀粉一起丢失，破碎研磨一次损失3-5％，一般加工三次，原料损失达10％左右。

湿法加工精粉技术是上世纪九十年代我国李井帮等人发明的。其加工方法是：鲜芋在快速粉碎机中破碎成粉，加入乙醇含量为50％的抑制剂液，抑制剂液的用量为鲜芋重量的3倍以上，离心脱水分离，进行2至3次，除去淀粉；干燥后获得精粉。由于鲜芋中葡甘露聚糖和淀粉颗粒间结合力很弱，分离难度较小，分离过程对葡甘聚糖保护比较好，减少了小颗粒精粉的丢失，出粉率提高；精粉粘度高、品质好。由于大量使用乙醇导致加工成本高。目前只在少数生产高品质精粉中采用。

发明内容

本发明的目的：针对干、湿法分离淀粉技术存在的问题，以降低分离难度，使分离过程能较好地保护葡甘露聚糖为目标，实现出粉率和粘度同步提高，降低成本，增加精粉加工的经济效益。

本发明为实现上述目的采取的技术方案为：鲜芋通过挤压脱水或刨丝离心脱水、鲜芋半干燥、和干芋片吸水软化等方法获得含水量40-60％的湿润粉；将湿润粉在特定的旋转分离器中快速旋转数分钟，葡甘露聚糖和淀粉在快速旋转运动中彼此拉开距离，结合力削弱，分离难度减小；干燥后的粗粉用一般的快速粉碎机，或研磨机比较容易地分离除去淀粉：还可实现旋转和干燥一体化，同步进行。进一步在充分旋转的条件下湿润粉实现葡甘露糖和淀粉的分离。

本发明的技术方案，通过以下三个步骤来实现：

第一步：制备湿润粉

方法1：鲜芋洗净去皮后，通过对辊式挤压设备脱水，或刨丝式设备离心脱水，得到含水量为40-60％的湿润粉；再经快速粉碎机粉碎均质，获得颗粒形状完整、均匀，分散性和流动性好的湿润粉。

方法2：鲜芋洗净去皮后，切片，带式干燥器干燥，当干燥到芋片含水量为40-60％时，停止干燥，得到润芋片；再经快速粉碎机粉碎，获得湿润粉。

方法3：将干芋片置入乙醇含量为10-20％的溶液中，浸泡30-60分钟，待芋片吸水量达到湿芋片总重量的40-60％时取出；静置3-5小时(气温较低时间可延长)，让水分在芋片中分布均匀，充分软化，表面润湿不发粘；再将润芋片经快速粉碎机粉碎，获得湿润粉。

第二步；旋转分离，干燥

方法1：将第一步获得的湿润粉在特定的旋转分离器中作旋转运动。旋转的方法可以为机械转动，转速(500～5000转)，旋转时间为3～10分钟；或用高速旋转气流带动湿润粉一起作旋转运动30-60秒。旋转运动后的湿润粉在高倍放大镜下观察：淀粉颗粒离开了葡甘露聚糖粒子表面，葡甘露聚糖粒子的透明度增加明显(附图1)；充分旋转后淀粉和葡甘露聚糖颗粒明显分离为两带(附图4)；旋转后湿润粉的分散性更好(附图3)。旋转后的湿润粉通过气流干燥，获得粗粉。

方法2：将第一步获得的湿润粉在旋转、干燥一体化的特定设备中，旋转和干燥同步进行。高温旋转气流在干燥器中带动湿润粉一起作旋转运动，干燥后获得粗粉；或在电或天然气加热的干燥器中加设旋转装置，湿润粉在旋转过程中同时干燥，获得粗粉。

第三步，粗粉分离

方法1：将第二步获得的粗粉，在快速粉碎机中，旋转、碰撞3-5分钟，得到精粉、淀粉(含部分杂质)的混合粉；再经过振动筛过筛分离；40-100目的为精粉，120-140目为小颗粒精粉，细于160目为淀粉。精粉出粉率65-70％。

方法2：将第二步获得的粗粉，在干法加工的研磨机中研磨3分钟左右；再经过旋风分离，得到精粉，精粉出粉率60-70％。出粉率较方法1略低，效率较高。

本发明与干法、湿法分离淀粉方法的区别

干法是从干燥后的芋片分离淀粉，用精粉机和研磨机分离；湿法是从鲜芋分离淀粉，用离心脱水分离；本发明是从湿润粉分离淀粉，用旋转分离方法分离。本发明可称为润法加工精粉。

本发明旋转分离淀粉技术原理的初步分析

葡甘露聚糖粒子和淀粉粒子在质量上有巨大的差异。干燥后葡甘露聚糖粒子直径为0、15～0、45毫米，淀粉粒子直径为0、004毫米；(【魔芋学】第299页)。流体力学原理：F＝1/2MV²。两个质量(M)差异巨大的粒子在旋转运动中获得的能量(F)差异更大，这种差异随着转速(V)的增加，呈几何级数增大。当旋转达到一定的时间，积累的能量足够大，产生的离心力足以克服葡甘露聚糖粒子和淀粉粒子间的结合力时，出现“差速离心“，两个粒子间的距离被拉开，直至分离。

试验证明：湿润粉旋转5分钟，旋转前、后分别测定粘度：旋转后的粘度为1、2万Map、s，比旋转前0、4万map、s增加了3倍。旋转后淀粉对葡甘露聚糖粘度释放的影响明显减小，证明旋转运动在一定程度上拉开了葡甘露聚糖和淀粉粒子间的距离，降低了粗粉的分离淀粉的难度，减少小颗粒精粉的丢失，提高出粉率：同时减少了对葡甘露聚糖结构的损伤，提高了精粉粘度。

本发明的技术优势和应用前景

旋转分离淀粉技术突出的优点是：1，实现了精粉加工中粘度和出粉率同步提高。据9个“芋片软化十旋转分离”试验：平均出粉率70％，平均粘度2、8万map/s。比于法加工达到同样粘度水平的出粉率提高10％以上。2，实现全年加工。魔芋产季约100天，湿法加工只能使用鲜芋，受季节限制。本发明应用了芋片软化技术，可不受季节限制。3，提高生产效率。本发明鲜芋两段干燥技术，后一段气流干燥效率高，缩短了干燥时间，加工效率可提高30％以上。4，应用前景广阔。根据几十个试验结果，本发明旋转分离淀粉的方法及配套技术，可将魔芋精粉加工综合经济效益可提高10-15％，吨精粉加工获利增加1万元左右。与现有加工设备融合利用度较高；设备和工艺简化。

本发明有利于推动我国精粉加工业核心技术创新、行业的技术进步。

附图说明

图1是：在电子放大镜下观察到：葡甘露糖和淀粉在旋转分离前后的变化图。

其中图1A是：旋转分离前淀粉颗粒覆盖着葡甘露糖粒子图。图1B是：旋转后部分淀粉离开了葡甘露糖，葡甘露糖粒子透明度明显增加图。

图2是：湿润粉在旋转分离前葡甘露糖粒子被淀粉颗粒包围覆盖图。

图3是：湿润粉旋转分离后葡甘露糖表面的淀粉明显减少图。

图4是：充分旋转后，葡甘露糖和淀粉明显地分离为两带，实现了分离图。

具体实施方式

实施例1：

在魔芋精粉加工中旋转分离淀粉的方法，包括以下步骤：

1，制备湿润粉

1)，将500克洗净去皮的鲜芋，在对輥式挤压设备中挤压脱水，获得含水量40-60％的湿润粉。

2)，将上述湿润粉在快速粉碎机中粉碎30秒，获得分散性、流动性好，颗粒形状完整、大小均匀的湿润粉。

2，旋转分离

将上述湿润粉在特定的机械旋转分离设备中(转速1000转)，旋转5一8分钟，获得的湿润粉更具分散性、葡甘露聚糖粒子透明度提高。

3，干燥

将上述湿润粉在气流干燥器中干燥，热风含S量控制在粗粉含S量小于每公斤0、9克。热风温度控制在湿润粉体温度不超过80度(摄氏)。干燥后粗粉含水量12％左右。

4，粗粉分离

将上述粗粉在研磨机中研磨3分钟，旋风分离，获得精粉，精粉出粉率为70％。

实施例2：

本实施例2，在魔芋精粉加工中分离淀粉的方法，包括以下步骤：

1，制备湿润粉

1)将500克洗净去皮的鲜魔芋切成1～1、5厘米小方块。

2)将乙醇含量为50％、及亜硫酸钠含量为1～1、5％的复合抑制剂液，均匀喷洒在上述鲜魔芋小块上，喷后魔芋小块重量增加约3％。

3)将上述喷有复合抑制剂的魔芋小块，在刨絲式离心脱水机中破碎，脱水，丢失水分和淀粉约40％，获得湿润粉。

4)将上述湿润粉在快速粉碎中粉碎30秒，均质后，获得分散性、流动性更好的、颗粒均匀的湿润粉。

2，旋转干燥

将上述湿润粉在特定的热风旋转气流干燥器中干燥30～60秒，获得粗粉。热风的温度控制在湿润粉体温度不高于80度(摄氏)，干燥后的粗粉含水量12-14％。

3，粗粉分离

1)将上述粗粉在快速粉碎机中粉碎3-5分钟，获得含精粉、淀粉(含部分杂质)的混合粉。

2)将上述混合粉在振动筛中过筛，40-100目为精粉，120-140目为小颗粒精粉，细于160目为淀粉。精粉出粉率为65％。

实施例3

本实施例3，在魔芋精粉加工中分离淀粉的方法，包括以下步骤：1，制备湿润粉

1)将500克冼净去皮的鲜芋切片，在带式干燥器中干燥1小时左右，芋片含水量达到50％时，停止干燥，获得润芋片。

2)将上述润芋片在快速粉碎机中粉碎60秒，获得湿润粉。

2，旋转分离

将上述湿润粉在特定的机械旋转分离器(转速1000转)中旋转3～5分钟，获得分散性更好，透明度较高的湿润粉。

3，干燥

将上述湿润粉在热风气流干燥器中干燥30～60秒，热风的温度控制在湿润粉体温度不高于80度(摄氏)。干燥后的粗粉含水量10～12％。

4，粗粉分离

将上述粗粉在研磨机中研磨3分钟，经旋风分离获得精粉，精粉出粉率68％。

实施例4，

本实施例4，在魔芋精粉加工中分离淀粉的方法，包括以下步骤：

1，制备湿润粉

1)配置浸泡液，浸泡液乙醇含量为15％。

2)将100克干芋片在浸泡液中浸泡30分钟，充分吸水，浸泡后的芋片含水量为50％。浸泡液的使用份量约为干芋片重量的5倍。

3)将上述浸泡后的湿润芋片静置6小时，芋片吸水均匀，

软化，表面不发粘。

4)将上述软化后的经润芋片在快速粉碎机中粉碎60秒，获得颗粒均匀、流动性好的湿润粉。

2，旋转分离

将上述湿润粉在快速旋转气流中旋转60秒，获得分散更好，葡甘露聚糖粒子透明度较好的湿润粉。

3，干燥

将上述湿润粉在快速热风气流干燥器中干燥30～60秒，热风的温度控制在湿润粉温度不高于80度(摄氏)，获得粗粉，粗粉含水量为13％。

4，粗粉分离

1)将上述粗粉在快速粉碎机中粉碎3～5分钟，获得精粉，淀粉(含部分杂质)的混合粉。

将上述混合粉过振动筛，40～100目的为精粉，120～140目的为小颗粒精粉，细于160目的为淀粉。精粉出粉率为70％。

上述实施例是对本发明的上述内容作进一步说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (1)

1.一种在魔芋精粉加工中分离淀粉的方法，其特征在于：通过以下三个步骤来实现，

第一步：制备湿润粉

方法1：鲜芋洗净去皮后，通过对辊式挤压设备脱水，或刨丝式设备离心脱水，得到含水量为40-60％的湿润粉；再经快速粉碎机粉碎均质，获得颗粒形状完整、均匀，分散性和流动性好的湿润粉；

方法2：鲜芋洗净去皮后，切片，带式干燥器干燥，当干燥到芋片含水量为40-60％时，停止干燥，得到润芋片；再经快速粉碎机粉碎，获得湿润粉；

方法3：将干芋片置入乙醇含量为10-20％的溶液中，浸泡30-60分钟，待芋片吸水量达到湿芋片总重量的40-60％时取出；静置3-5小时，让水分在芋片中分布均匀，充分软化，表面润湿不发粘得到润芋片；再将润芋片经快速粉碎机粉碎，获得湿润粉；

第二步：旋转分离

方法1：将第一步获得的湿润粉在旋转分离器中作旋转运动；旋转的方法为机械转动，其中转速为500～5000转，旋转时间为3～10分钟；或用高速旋转气流带动湿润粉一起作旋转运动30-60秒；旋转后的湿润粉通过气流干燥，获得粗粉；

方法2：将第一步获得的湿润粉在旋转、干燥一体化的设备中，旋转和干燥同步进行；高温旋转气流在干燥器中带动湿润粉一起作旋转运动，干燥后获得粗粉；

或在电或天然气加热的干燥器中加设旋转装置，湿润粉在旋转过程中同时干燥，获得粗粉；

第三步，粗粉分离

方法1：将第二步获得的粗粉，在快速粉碎机中，旋转、碰撞3-5分钟，得到精粉、含部分杂质的淀粉的混合粉；再经过振动筛过筛分离；其中40-100目的为精粉，120-140目为小颗粒精粉，细于160目为淀粉；精粉出粉率65-70％；

方法2：将第二步获得的粗粉，在干法加工的研磨机中研磨3分钟；再经过旋风分离，得到精粉，精粉出粉率60-70％。