木薯淀粉生产工艺

2019-02-11 06:29:13


  一、概述(summary)
木薯淀粉主要用作食品、制糖、医药、饲料、纺织、造纸、化工等工业部门的原料。
木薯淀粉生产过程,是物理分离过程,即是将木薯原料中的淀粉与纤维素(cellulose)、白、无机等其它物质分开。在生产过程中,根椐淀粉不溶于冷水和比重大于水的性质,用水及专用机械设备,将淀粉从水的悬浮液中分离出来,从而达到回收淀粉的目的。其生产工艺流程分为输送、清洗、碎解、浸渍、筛分、漂白、除砂、分离、脱水、干澡、风冷、包装等工序。

  二、原料
木薯淀粉的原料包括鲜木薯和木薯干片,它们是生产的主要物质,必须确保质量,要求鲜木薯新鲜,当天采购,当天进厂,当天加工,无泥、沙、根、须、木质部分及其它杂质混入;木薯干片要求干爽、不霉、不变质、无虫蛀。
■ 鲜木薯的平均成分如下:
    淀  粉 27%
    纤维素 4%
    蛋白质 1%
    其  它 3%
    水  分 65%
■ 木薯干片的平均成分为:
    淀  粉 68%
    纤维素 8%
    蛋白质 3%
    其  它 8%
    水  分 13%
由于木薯品种、采收时间、自然条件、生产水来不同,原料的淀粉含量有所差异。

  三、辅料
硫    酸 2KG/T淀粉
漂 白 粉 0.5kg/t淀粉
高锰酸钾 0.1kg/t淀粉(starch)

  四、工艺路线
木薯淀粉的湿法加工工艺,包括滚筒清洗、二次碎解、浓浆筛分、逆流洗涤、氧化还原法漂白、旋流除砂、浓浆分离、溢浆法脱水、一级负压脉冲气流干燥。生物技术展是应用生物学、化学和工程学的基本原理,利用生物体 或其组成部分来生产有用物质,或为人类提供某种服务的技术。近些年来,随着现代生物技术突飞猛进地发展,包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程以及生化工程所取得的成果,利用生物转化特点生产化工产品,特别是用一般化工手段难以得到的新产品,改变现有工艺,解决长期被困扰的能源危机和环境污染两大棘手问题,愈来愈受到人们的关注,且有的已付诸现实。

  五、工艺流程

  六、主要工艺过程
原料准备
原料是生产的物质基础,原料的质量直接关系到产品的质量。木薯淀粉厂的原料有鲜木薯和木薯干片两种。
鲜木薯采收后,应及时除去泥土、根、须及木质部分、堆放在干净的地面,避免混入铁块、铁钉、石头、木头等杂物,要求当天采收,当天进厂、当天加工,以保证原料的新鲜度,从而提高抽提率及产品的质量。
木薯干片应干爽,不霉,不变质,无虫蛀,以保证产品质量(Mass)。
原料输送
采用集薯机、输送机,将木薯从堆放场输送到清洗机,要求保证工序原料的正常供应。在输送过程中,要特别防止铁块、铁钉、石头、木头等杂物混入。若发现杂物,应及时拣出。
清洗
采用GX-850型滚筒式清洗机,该机分粗洗区、沐浴区、净洗区。木薯原料随园筒壁旋转滚翻前进,以水为介质喷洒、冲洗、 沐浴、挫磨、清洗、除皮。要求通过(tōng guò)清洗去净泥沙,去皮率达到80%以上,再送入碎解工序。
碎解
碎解的作用是破坏木薯的组织结构,从而使微小的淀粉颗粒能够从木薯块根中解体、分离出来。
采用6wsJ-45型飞锤式碎解机,该机依靠高速运转,使锤片飞起与锤锷、隔盘、筛板等在机内对连续喂进的木薯进行锤击、锉磨、切割、挤压、从而使木薯碎解,使淀粉颗粒不断分离出来,并以水为介质,将碎解的木薯加工成淀粉原浆。发酵装备展乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程,发酵罐采用了无菌系统,避免和防止了空气中微生物的污染,大大延长了产品的保质期和产品的纯正,罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。目前普遍采用二次碎解工艺,以便使木薯组织的解体更充分、更细小,使淀粉颗粒的分离更彻底,对提高抽提率更为有利。
要求经一次碎解的淀粉原浆通过8.0mm 左右筛孔,经二次碎解的淀粉原浆通过1.2-1.4mm筛孔。
搅拌
搅拌是碎解、筛分、漂白、除砂、分离、脱水等工序必备的环节。其作用是:储存原浆、乳浆;平衡乳浆浓度;调节乳浆的PH值,促使淀粉分离;避免淀粉沉淀等。
但需掌握好搅拌时间,如搅拌时间过长,可使乳浆变酸、液化,降低粘度及淀粉回收率。
筛分
经碎解、搅拌后的稀淀粉(starch)原浆需进行筛分,从而使淀粉乳与纤维分开。同时,淀粉乳需筛除去细渣,纤维需进行洗涤剂回收淀粉。通过筛分,达到分离、提纯淀粉的目的(Purpose)。
目前主要采用120 压力(pressure)曲筛及立式离心筛,二者配合使用,即以曲筛筛分和洗涤纤维(Fiber),以立式离心筛精筛除去细渣。普遍采取多次筛分或逆流洗涤工艺。
要求通过原浆筛分、洗涤,薯渣含淀粉在35%以下,其中含游离淀粉小于5%;乳浆的纤维杂质含量低于0.05%;乳浆浓度达到5~6Bé。
漂白
漂白是保证木薯干片淀粉产品(Product)质量的重要环节。其作用为:调节乳浆pH值,以控制微生物活性及发酵又称酦酵、糖化;加速淀粉与其他杂质的分离;漂去淀粉颗粒外层的胶质,使淀粉颗粒持久洁白。
除砂
根据比重分离的原理,将淀粉乳浆用压力泵抽入漩流,底流除砂,顶流过浆,达到除砂的目的。经过除砂,不仅可以除去细砂等杂质,而且可以保护碟片分离机。
分离
分离的作用是从淀粉乳浆中分离出不溶性蛋白质及残余的可溶性蛋白质和其他杂质,从而达到淀粉乳洗涤(washing)、精制、浓缩的目的。
目前普遍采用碟片分离机洗涤、精制、浓缩淀粉乳浆。它根据水、淀粉、黄浆蛋白的比重不同进行分离。一般将2台碟片分离机串联起来使用,要求第一道进浆浓度为5~6Bé;出浆浓度则为20~22Bé。
脱水
经分离工序浓乳浆仍含有大量水分,因而必须进行脱水,以利干燥。
目前多采用刮刀离心机进行溢浆法脱水。要求通过脱水后湿淀粉含水率低于38%。
干燥
由刮刀离心机脱水后的湿淀粉输送至气流烘干机进行干燥。蒸汽压力控制(control)在0.8Mpa。要求通过干燥,淀粉成品含水量在13.5%左右。
装包入库
要求包包够数,缝包牢固,及时入库。
七、工艺要求

  ① 必须保证木薯原料的新鲜度,以保证产品(Product)质量及提高回收率。

  ② 去皮要净,因为氰化物毒素主要集中在木薯皮层中,去净薯皮可大大减少氰化物包含比重。

  ③ 在加工过程中用水量较大,要求加工用水达到饮用标准。

  ④ 不要采用铁制设备及管道,因为氰化物遇铁会结合成蓝色亚铁氰化物而使淀粉着色,影响淀粉质量。加之淀粉整个生产过程基本上都是微酸性,因此,所用设备、管件最好采用不锈钢。

  ⑤ 在生产过程中,物料输送量很大,因而需用较多的泵。各种泵不仅起输送作用,还要求有一定压力,给物料以动力,以达到在设备高速旋转时而分离。

  ⑥ 由于淀粉有易沉淀性质,纤维为不均匀物料,因而管道弯头等部位都应有法兰或活接头,一旦堵塞便于拆卸清洗。

  ⑦ 为保证产品质量,在生产过程中应注意经常清洗设备、场地,保持清洁卫生。

  ⑧ 由于淀粉浆具有酸性,因而所有浆池均应进行防腐处理。

  ⑨ 在干燥过程中,应控制和消除各种易燃(inflammable)源,如吸烟、电焊、静电火花等等,以防止粉尘爆炸,确保生产安全。

  八、工艺特点

  ① 生产流程布置以平面流程和垂直流程相结合,占地面积少,用管道少,用泵少,节省投资,降低能耗。

  ② 生产流程短,从投料到生产出成品仅需30min。

  ③ 生产过程连续化,设备效率高。

  ④ 除干燥工序外,整个生产过程(guò chéng)均在常温常压条件下进行。

  ⑤ 通过采用新技术,可进一步提高工艺生产水平,充分发挥设备能力,减少设备台数,降低能耗和生产成本,增加产量,提高产品质量。

  九、主要工艺参数

  ① 清洗配水1:4。

  ② 碎解配水1:1。

  ③ 一次碎解原浆通过8.0mm左右筛孔。

  ④ 二次碎解原浆通过1.2~1.4mm筛孔。

  ⑤ 通过筛分、洗涤,薯渣含淀粉在35%以下,其中含游离淀粉小于5%;乳浆中的纤维杂质(imperfection)含量低于0.05%;乳浆浓度达到5~6Bé。

  ⑥ 第一次分离进浆浓度为5~6Bé;出浆浓度为12~15Bé。

  ⑦ 第二次分离进浆浓度为8~10Bé;出浆浓度为20~22Bé。

  ⑧ 进刮刀离心机乳浆浓度为20~22Bé。

  ⑨ 经脱水后,湿淀粉(starch)含水率小于38%。

  ⑩ 成品淀粉含水位13.5%左右。

  十、主要技术指标

  ① 商品淀粉(starch)回收率 >96%

  ② 水耗 <30m3/t淀粉

  ③ 煤耗<0.1t/t淀粉

  ④ 电耗 <180kWh/t淀粉

  ⑤ 产品质量 一等品率98%以上
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