1、淀粉生產(chǎn)和制糖培訓(xùn)教材2022/7/7第一節(jié) 概述 一、生產(chǎn)原料 主要包括谷類、薯類、豆類和野生淀粉植物。 2022/7/7木薯2022/7/7木薯植株2022/7/72022/7/7馬鈴薯和玉米2022/7/7大豆與馬鈴薯淀粉2022/7/7橡子2022/7/72022/7/7二、淀粉的用途 主要包括食品工業(yè)、紡織工業(yè)和文具生產(chǎn)。 其中應(yīng)用最多的是食品工業(yè)變性淀粉、淀粉糖、發(fā)酵飲料、食品、發(fā)酵多糖、維生素、有機(jī)酸、單細(xì)胞蛋白、酶制劑等。 2022/7/7淀粉加工的各種食品2022/7/7淀粉加工的各種食品2022/7/7三、淀粉生產(chǎn)的方法 1 淀粉生產(chǎn)的理論依據(jù) 淀粉的兩個(gè)重要性質(zhì)：淀粉不溶

2、于冷水，淀粉的比重比水和蛋白質(zhì)、纖維素、脂肪等大。 2 淀粉生產(chǎn)的方法物理分離的方法。2022/7/7四、淀粉的性質(zhì) （一）淀粉的物理性狀 1 形狀和大小 （可見圖片） 2 偏光十字和輪紋 （可見圖片） 3 含水量 2022/7/7部分淀粉顆粒掃描電鏡圖像a小麥（1000） b小麥（2000）c玉米（2000）d高直鏈淀粉（2000）e馬鈴薯淀粉（600）f木薯（2000）g大米（600）2022/7/72022/7/7淀粉的結(jié)構(gòu)直鏈淀粉的螺旋型結(jié)構(gòu)支鏈淀粉的分子結(jié)構(gòu)支鏈淀粉的分子形式2022/7/7（二）物理性質(zhì) 1 一般物理數(shù)據(jù)比重、比熱、吸光度等。 2 膠體性質(zhì) 3 淀粉糊化和淀粉糊的性

3、質(zhì) 淀粉糊的性質(zhì)粘度、澄清度、流動(dòng)性等。 2022/7/7淀粉糊化過程模型Tg玻璃化溫度 Tm熔化溫度2022/7/7淀粉糊化溫度淀粉糊化開始溫度（ ）糊化結(jié)束溫度（ ）玉米6472馬鈴薯5667木薯5264甘薯58762022/7/7（三）淀粉的化學(xué)性質(zhì) 呈色反應(yīng) 與堿反應(yīng) 與有機(jī)、無機(jī)試劑反應(yīng)（變性淀粉）水解反應(yīng)2022/7/7淀粉糖和變性淀粉2022/7/7第二節(jié) 淀粉生產(chǎn)的一般工藝 由于提取淀粉的全過程需要大量的水，所以淀粉提取工藝有“水磨法”之稱。 原料選擇及處理浸泡破碎分離胚芽分離纖維分離蛋白質(zhì)清洗干燥成品整理成品淀粉2022/7/72022/7/72022/7/7馬鈴薯淀粉生產(chǎn)工

4、藝流程圖2022/7/7一、原 料 的 選 擇 及 處 理1原料的選擇適合于提取淀粉的原料應(yīng)具備的條件： 淀粉含量高，高產(chǎn)作物，價(jià)格低，易于加工，易于儲(chǔ)存，副產(chǎn)品價(jià)值高等。 現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中沒有完全具備上述條件的原料，只是相對(duì)而言。2022/7/72原料的處理（凈化或清理） 處理方法因原料不同和雜質(zhì)種類不同而異。新鮮的薯類原料都是由地下挖出的，通常帶有泥土、草桿等雜質(zhì)，一般采用水洗的方法將其除去。谷類原料如玉米和高梁較純凈，無須清洗，但附有麩皮、泥沙、玉米軸碎塊，以及碎粒等，一般采用風(fēng)選、篩選、磁選和水選的方法進(jìn)行處理，以得到比較純凈的原料。2022/7/7薯類清洗設(shè)備1加料口 2滾筒3螺旋導(dǎo)板 4

5、出料口5，6排污口7噴頭鼠籠式清洗機(jī)示意圖螺旋式清洗示意圖2022/7/7二、原 料 的 浸 泡淀粉生產(chǎn)過程中，新鮮原料不需要浸泡，谷類、豆類和甘薯干需要浸泡。1浸泡的作用（1）軟化顆粒，增加皮層和胚芽的韌性（2）溶出一部分水溶性物質(zhì)，減輕后續(xù)工序的負(fù)擔(dān)（3）清洗原料2022/7/72浸泡劑浸泡劑對(duì)于某些原料可以起到某些特殊作用，但是不同的淀粉原料使用不同的浸泡劑。薯類通常使用堿水浸泡（飽和石灰水）谷類原料主要利用亞硫酸作浸泡劑。具體浸泡劑在不同原料浸泡中所起的作用不同。2022/7/7飽和石灰水在甘薯干淀粉生產(chǎn)中的作用使甘薯中的纖維增大，破碎后纖維和淀粉易分離，淀粉顆粒破碎較少。使色素容易滲

6、出，存在于浸泡液中，可提高淀粉的白度。鈣質(zhì)可降低果膠類物質(zhì)的粘性，使甘薯糊易于篩分，提高篩分效果。保持堿性，抑制微生物的生命活動(dòng)。淀粉乳在流槽分離時(shí)，淀粉回收率高，并使其不受蛋白質(zhì)的污染。 2022/7/7亞硫酸在玉米淀粉生產(chǎn)中的作用在玉米浸泡過程中，亞硫酸溶液浸入籽粒內(nèi)部，使蛋白質(zhì)分子分散化，使一部分蛋白質(zhì)分子由不溶性變?yōu)榭扇苄?。亞硫酸能使胚芽鈍化，并使種皮由半滲透變?yōu)橥耆珴B透，使籽粒中的水溶性物質(zhì)更快地溶解于浸泡液中。在亞硫酸作用下，硬胚乳中的蛋白質(zhì)失去其結(jié)晶狀態(tài)變膨脹，而呈凝膠狀，這有助于淀粉粒從包圍它的蛋白質(zhì)中游離出來。亞硫酸還有防腐作用，能抑制霉菌、腐敗菌及其它微生物的生命活動(dòng)。20

7、22/7/73浸泡的方法主要有三種方法：?jiǎn)瓮敖莘?、逆流浸泡法和連續(xù)浸泡法。（1）單桶浸泡法首先將淀粉原料倒入浸泡器中，加入浸泡水（含有浸泡劑）保持一定的溫度和濃度，經(jīng)過規(guī)定的進(jìn)口時(shí)間后，先將浸泡水放出，然后打開放料閥門，將浸泡后的原料排出。優(yōu)點(diǎn)：一般都用新鮮水進(jìn)行浸泡，浸泡效果較好。缺點(diǎn)：耗水量大，溶出的水溶性物質(zhì)不能回收（因?yàn)闈舛鹊停?022/7/71出料2進(jìn)水3進(jìn)料4浸泡水單桶浸泡罐示意圖2022/7/7（2）逆流浸泡法用幾只或幾十只浸泡桶（罐）按順序連接起來，在第一只桶中加入原料，而最后一只桶放出浸泡好的原料，浸泡水從放料的前一只桶泵入，而從加料的第一只桶排出。每只桶裝備一個(gè)泵，能將

8、桶中的浸泡水從桶底排水管引出，經(jīng)過加熱后由桶的上部流入本桶內(nèi)，循環(huán)浸泡，達(dá)到一定的浸泡時(shí)間后，再將浸泡水移入次一桶內(nèi)進(jìn)行浸泡，按此操作重復(fù)進(jìn)行，由于開始浸泡的原料與使用最久的浸泡水接觸，而浸泡最久的原料與新鮮的浸泡水接觸，所以，稱為“逆流浸泡法”。2022/7/7玉米浸泡罐結(jié)構(gòu)及控制示意圖2022/7/7逆流擴(kuò)散浸泡工藝流程2022/7/7浸泡罐組逆流操作原理2022/7/72022/7/72022/7/7重點(diǎn)要掌握的是“水動(dòng)料不動(dòng)”。優(yōu)點(diǎn)：耗水量小，浸泡水中能溶解大量的水溶性物質(zhì)，濃度較高，回收時(shí)耗能較少。缺點(diǎn)：各個(gè)桶間水的移動(dòng)不是連續(xù)的，而是經(jīng)過一定時(shí)間后再將浸泡水移入次桶，因此，從一桶泵

9、出水后，到另一桶的水充滿以前，桶內(nèi)的原料一度停止浸泡，影響了浸泡效果。2022/7/7實(shí)際生產(chǎn)過程中的有關(guān)問題說明：1.放料問題。2.加料問題。3.特殊情況的處理。2022/7/7（3）連續(xù)浸泡法在逆流浸泡法的基礎(chǔ)上，罐內(nèi)裝入的玉米通過卸料口和空氣升液器來實(shí)現(xiàn)罐與罐之間的循環(huán)，并且與浸泡液的循環(huán)方向相反，這樣一來，進(jìn)一步加大了玉米與浸泡水之間可溶性物質(zhì)的濃度差，可達(dá)到理想的浸泡效果，但是，連續(xù)浸泡的工藝其設(shè)備布置比較復(fù)雜，設(shè)備投資也比較大。2022/7/7三、破 碎1破碎的目的 破碎的目的是：破壞淀粉原料的細(xì)胞組織，使淀粉顆粒從細(xì)胞內(nèi)游離出來，為提取淀粉創(chuàng)造條件。2022/7/72破碎的方法破

10、碎的方法依原料的種類不同而不相同，對(duì)于薯類原料可直接進(jìn)行破碎再進(jìn)行纖維的分離（篩分），有的將初次分離出來的含有淀粉的薯渣繼續(xù)進(jìn)行多次粉碎，進(jìn)一步破壞細(xì)胞組織，游離淀粉顆粒。對(duì)于谷類原料和豆類原料應(yīng)先進(jìn)行浸泡，才能進(jìn)行破碎，對(duì)于含有胚芽的谷類原料要先經(jīng)過破碎（粗碎）將胚芽分離出去，然后再利用粉碎設(shè)備進(jìn)一步進(jìn)行粉碎，使淀粉和纖維與蛋白質(zhì)很好地分離開，從而有利于提取淀粉。2022/7/7應(yīng)該說明的問題1.破碎在實(shí)際生產(chǎn)過程中是和胚芽分離以及纖維的分離交替進(jìn)行，而不是完全按照生產(chǎn)工藝進(jìn)行的。2.粗碎和細(xì)碎分別要進(jìn)行兩次。粗碎的要求：第一次粗碎要將原料粉碎到46塊的小塊，第二次是10塊以上的小塊。202

11、2/7/73 破碎設(shè)備具體破碎的設(shè)備也是根據(jù)提取淀粉所用的原料種類不同而異，如甘薯淀粉的提取其破碎設(shè)備是薯豆磨漿分離機(jī)（性能較好，且為比較的專用設(shè)備），玉米淀粉生產(chǎn)過程中的破碎設(shè)備有兩種，一種是粗碎設(shè)備齒盤式破碎機(jī)，而磨碎是利用針磨。 2022/7/7破碎設(shè)備示意圖（玉米脫胚機(jī)）2022/7/7凸齒玉米脫胚機(jī)2022/7/7棒狀針磨（實(shí)物圖）2022/7/7立式針磨2022/7/7棒狀針磨結(jié)構(gòu)示意圖2022/7/7棒狀針磨工作原理2022/7/7沖擊磨（臥式）2022/7/7臥式?jīng)_擊磨結(jié)構(gòu)示意圖1供料器2上蓋3靜針盤4轉(zhuǎn)子5機(jī)體6上軸承座7機(jī)座8低軸承座9液力耦合器10電機(jī)2022/7/7薯類

12、破碎機(jī)械銼磨機(jī)錘片式粉碎機(jī)爪式粉碎機(jī)砂盤粉碎機(jī)2022/7/7四、分 離 胚 芽1分離胚芽的原理胚芽的吸水能力強(qiáng)，吸水量可達(dá)本身重量的60%，膨脹程度高，且因含有大量脂肪，比重比較小，玉米胚芽的比重約為1.03，而胚乳的比重為1.6，因此可以利用兩者的比重差異來進(jìn)行分離。2022/7/72分離胚芽的方法目前分離胚芽的方法主要有兩種：U形槽分離法和旋液分離器法。（1）U形槽分離法（傳統(tǒng)分離胚芽的方法）此槽是木制或鐵制的長(zhǎng)槽，內(nèi)有刮板、溢流口和攪拌器。其規(guī)格是：長(zhǎng)約6米、高1.7米、上部寬1.3米，容積約10立方米。胚芽分離的過程：將粗碎的原料碎粒和9波美度（相當(dāng)于比重為1.06）的淀粉乳混合，從

13、槽的一端引入，緩慢流向末端。因?yàn)榕哐勘戎匦?，漂浮在液面上，被移?dòng)的刮板從液面上刮向溢流出口，較重的胚乳沉向槽底，經(jīng)由一只緩慢旋轉(zhuǎn)（6轉(zhuǎn)/分）的軸式攪拌器推向末端的底部出口，卸出槽外，這樣使胚芽和胚乳兩者分離開。2022/7/7（2）旋液分離器法利用旋液分離器分離胚芽是比較先進(jìn)的分離方法，旋液分離器是由上部圓筒和下部圓錐體連接而成。2022/7/7旋液分離器2022/7/7分離過程：粗碎的原料在2.53kg/cm2的壓力下，以正切的方向進(jìn)入旋液分離器上部的圓筒，并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生旋流，胚乳部分比重比較大受到的離心力大，在離心力的作用下，被拋向設(shè)備的內(nèi)壁，沿分離器壁下降到底部排出，稱為底流。比重較小

14、的胚芽部分受離心慣性力的作用較小，流向分離器的中心部分，以渦流的形式經(jīng)上部中央管溢流排出。優(yōu)點(diǎn)：分離效率高，占地面積小，設(shè)備需要的材料少，生產(chǎn)能力高。缺點(diǎn)：耗用的電力較U形槽法略高。2022/7/7五、纖 維 分 離1篩分的目的是分離纖維，從破碎的原料中分離出淀粉。分離的效率越高，則最后的渣中存留的游離淀粉越少。2篩分的具體工序篩分工序包括清洗胚芽、纖維和回收附著的淀粉等操作。例如：玉米淀粉提取的篩分工段將胚芽、粗細(xì)纖維等分離開，并分別清洗送往榨油和飼料車間，所得的淀粉乳主要是淀粉和蛋白質(zhì)，再送往蛋白質(zhì)分離工序進(jìn)行蛋白質(zhì)分離。2022/7/73篩分的設(shè)備常用的篩分設(shè)備主要有轉(zhuǎn)筒篩、振動(dòng)平篩、離

15、心篩、曲篩等，一般馬鈴薯淀粉廠常用的是轉(zhuǎn)筒篩和離心篩，玉米淀粉廠常用的是曲篩（現(xiàn)在最好的是120壓力曲篩）。2022/7/7各種篩子1機(jī)架2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3滾輪4篩體5篩面振動(dòng)平篩示意圖六角篩2022/7/7噴淋式錐形離心篩壓力曲篩結(jié)構(gòu)示意圖2022/7/7離心篩原理圖2022/7/7皮渣曲篩篩洗流程2022/7/7六、蛋 白 質(zhì) 分 離分離的原理：淀粉的比重比蛋白質(zhì)要大：淀粉為1.6左右，蛋白質(zhì)為1.3左右。一般分離蛋白質(zhì)的方法主要有：靜止沉淀法、流動(dòng)沉淀法、離心分離法和懸液分離法等。2022/7/71靜止沉淀法這是一種簡(jiǎn)單的蛋白質(zhì)分離方法?？蓪⒌矸廴榉庞诔恋硗盎虺刂徐o置幾小時(shí)，使淀粉沉淀，蛋白質(zhì)

16、懸浮于水中，而泥沙沉于桶或池的底部的最下層，先將上部的蛋白質(zhì)水放出，再加入清水，攪起淀粉乳，使其混合均勻，再靜置使淀粉沉淀，如此重復(fù)幾次，可獲得比較純凈的淀粉產(chǎn)品。缺點(diǎn)：耗費(fèi)時(shí)間，設(shè)備生成能力低（每次沉淀需要6-8小時(shí)），因?yàn)榈矸坶L(zhǎng)時(shí)間停留在沉淀池內(nèi)，易使淀粉發(fā)酵變質(zhì)，不僅影響淀粉質(zhì)量，而且影響淀粉得率。2022/7/72流動(dòng)沉淀法該法是借助流槽分離蛋白質(zhì)的方法，所以又稱“流槽法” 。流槽為細(xì)長(zhǎng)形的平底槽，槽總長(zhǎng)2530米、寬4050厘米、槽底坡度為每米23毫米，槽頭高度為本25厘米，逐漸降低。分離過程：淀粉乳從槽頭輸漿管流出，呈薄層流向槽尾，淀粉顆粒的比重大，沉淀速度比蛋白質(zhì)快三倍左右。所以

17、先沉淀在槽底部，蛋白質(zhì)尚未來得及沉淀，仍懸浮于水中，而徑向槽尾流出，這樣使蛋白質(zhì)和淀粉分離開，槽底淀粉可用水沖洗法將淀粉洗入淀粉槽，也可人工將淀粉層由流槽內(nèi)鏟出。優(yōu)點(diǎn)：和靜止沉淀法相比分離效率高（沉淀時(shí)間短）。缺點(diǎn)：因淀粉仍在槽中停留時(shí)間較長(zhǎng)，所以易使淀粉發(fā)酵變質(zhì)，淀粉得率低，不易保證衛(wèi)生環(huán)境，勞動(dòng)條件差，間歇生產(chǎn)，以及流槽占地面積大。2022/7/73離心分離法 它是借助于離心機(jī)產(chǎn)生的離心力使淀粉沉降，從而使淀粉和蛋白質(zhì)分離，其分離原理是離心沉降。離心分離機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的離心力大于重力數(shù)千倍，所以，離心沉降與重力沉降相比有明顯的優(yōu)越性，離心沉降的速度快，容量大，分離的純凈度也高得多。優(yōu)點(diǎn)：分離

18、效率高，設(shè)備體積小，密閉生產(chǎn)，連續(xù)操作。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴。2022/7/7離心分離機(jī)工作原理圖2022/7/72022/7/74旋液分離法這是一種使用較新式的旋液分離器分離蛋白質(zhì)的方法，它和離心分離機(jī)相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜、節(jié)省動(dòng)力、使用方便、分離效率也較高。旋液分離器由旋液分離管組成，其結(jié)構(gòu)和旋液分離器相同，為了獲得較大的離心力，通常將多個(gè)（400500個(gè)）并聯(lián)使用，也能串聯(lián)使用（馬鈴薯淀粉生產(chǎn)中蛋白質(zhì)的分離使用）。2022/7/7七、清 洗1清洗的原因經(jīng)過蛋白質(zhì)分離后的淀粉乳仍含有水溶性物質(zhì)，主要為水溶性蛋白質(zhì)和無機(jī)鹽等。清洗的原因就是將這些雜質(zhì)除去。2022/7/72清洗的方法

19、（1）利用沉淀桶或池這是最簡(jiǎn)單的方法，將清水和淀粉乳混合后攪拌均勻，沉淀幾小時(shí)，放出上層的清液，其清液中含有水溶性雜質(zhì)，如此反復(fù)23次，可以得到較為純凈的淀粉，這種方法比較耗費(fèi)時(shí)間，耗水量大，屬于間歇生產(chǎn)。土法生產(chǎn)是將分離蛋白質(zhì)后的淀粉乳，加水過小籮除去較細(xì)小的碎渣和纖維等物，而后在缸中沉淀一晝夜，上部清液因微生物的作用產(chǎn)生有機(jī)酸，放出的上清液即為“酸漿”。2022/7/7（2）利用真空吸濾機(jī) 這是一種較好的清洗方法，其操作是連續(xù)的，清洗效率高，如圖所示為轉(zhuǎn)鼓式真空吸濾機(jī)的工作原理圖。1淀粉吸附區(qū) 2清洗區(qū)3滾壓區(qū) 4脫水區(qū)5卸料區(qū)2022/7/7應(yīng)注意問題清洗的次數(shù)：一般是兩次，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量也可清洗三次。該機(jī)是其兩個(gè)串聯(lián)使用，由第一臺(tái)刮下的淀粉塊加水制成15波美度的淀粉乳，引入第二臺(tái)機(jī)再清洗一次。對(duì)清洗水的要求：澄清、不含污物，且為不含礦物質(zhì)的處理軟化水，另外，對(duì)水溫也應(yīng)控制，如清洗玉米淀粉水溫保持在5565。2022/7/7（3）旋液洗滌器這是目前淀粉清洗最先進(jìn)的方法，和分離蛋白質(zhì)、胚芽時(shí)利用的旋液分離器相同，但在實(shí)際應(yīng)用中不只利用一個(gè)旋液洗滌器，而是多個(gè)聯(lián)合使用，一般使用8個(gè)分離器連續(xù)進(jìn)行洗滌，且清洗為逆流，其中更先進(jìn)的是利用12個(gè)連續(xù)使用，例如：撫寧淀粉廠其清洗為十二級(jí)旋液洗滌，清洗效果很好。2022/7/