玉米淀粉生产工艺和制备设备课件

玉米淀粉生产工艺和制备设备生产淀粉原料应具备三个条件：1.淀粉含量高，成本较低;2.收集、贮存、加工相对较容易;3.副产品利用价值较高。第一节第一节 玉米淀粉生产玉米淀粉生产原料和工艺流程原料和工艺流程一、玉米的起源与传播ModernCornTeosinteEarSpikeModern cornTeosinte类蜀黍一般认为玉米的起源地是中美洲的墨西哥和秘一般认为玉米的起源地是中美洲的墨西哥和秘鲁沿安第斯山麓一带。栽培历史估计已有鲁沿安第斯山麓一带。栽培历史估计已有4500450050005000年。年。1.1.起起 源源From Brandolini(1969,1970)and Gerrish(1982)Colombus,149316th16th 19th17th-19thSOUTHWESTERNFLINT&FLOURNORTHERNFLINT SOUTHERN DENTAndes,Mexico-7000-100014001200-1600?-3000Early material,Northern FlintCORN BELT DENT 1800CaribbeanAZTEC CONFEDERATIONINCAEmpireMaize introduction into Europe:ascertained by historical records,considered as unique in social sciences,hypothesized by geneticists2.2.传传 播播玉米传入中国的途径玉米传入中国的途径时间：时间：15111511年之前年之前2 2 海路：海路：1616世纪葡世纪葡萄牙开辟萄牙开辟的东方航的东方航线，福建线，福建内地内地1 1 陆路：印陆路：印度西藏度西藏四川（玉蜀四川（玉蜀黍）黍）番麦,西番麦（来自西方）；御麦（因开始是以罕见珍品奉献给皇帝的）；玉麦；玉蜀黍（四川）；玉高梁；玉米在古籍书中大致有这样几种名称：玉米在古籍书中大致有这样几种名称：玉米的俗称苞谷棒子珍珠米 玉棒子粟米潮汕人则称为“燕美人”传统的“五谷”指的是什么？水稻，小麦，谷子，高梁，大豆“六谷”？水稻，小麦，谷子，高梁，大豆、玉米大刍草大刍草3、我国玉米种植、我国玉米种植二、玉米淀粉生产原料二、玉米淀粉生产原料玉米籽粒结构玉米籽粒结构（2 2）玉米的分类）玉米的分类按颜色分类可分为：黄色玉米 价格便宜，黄色色素容易去 除，淀粉加工首选白色玉米 颜色洁白，制作淀粉外观好混色玉米 颜色各异（红色、紫色等）各种颜色的玉米各种颜色的玉米各种颜色的玉米各种颜色的玉米栽培玉米分类栽培玉米分类1.硬粒型2.马齿型3.爆裂型4.粉质型5.糯质型6.甜质型7.甜粉型8.有稃型依据玉米籽粒胚乳质地类型和稃壳的有无，可以把栽培玉米的类别（库列索夫，1933）：1、硬粒型 籽粒顶端凸出；胚乳角质淀粉多；籽粒坚硬表面光滑；2、马齿型 籽粒顶端凹陷；胚乳粉质淀粉多；一般产量高；各种类型玉米的胚乳特性各种类型玉米的胚乳特性3、粉质型 胚乳几乎全是粉质淀粉，乳白色；组织松软；4、爆裂型（爆裂玉米）胚乳全为角质淀粉；籽粒顶端凸出，表面坚硬光滑；果穗小，籽粒小，穗轴细，产量低，是最古老的玉米种之一，5、糯质型 籽粒外观坚硬光滑，不透明，无光泽；刀切面呈蜡质状，故又称“蜡质玉米”；籽粒粘性大，几乎100为支链淀粉；单基因隐性(wxwx)；原产中国，“云南紫杆糯玉米”6、甜质型（甜玉米）籽粒含糖量高1114；胚乳角质淀粉多；蔬菜玉米 干种子皱缩、半透明，芽率低；7、甜粉型 籽粒含糖量高，不透明；粉质淀粉多（籽粒的下半部分）；8、有稃玉米 籽粒表面被较厚的稃壳包裹，无栽培价值。每个籽粒的外部均有稃壳，稃壳由颖片和内外稃形成，稃壳的顶端有一种芒状衍生物。是一种进化比较缓慢的类型，种植面积很小。2 2、玉米的化学成分、玉米的化学成分 淀粉 70%72%，蛋白质 8%11%，脂肪 4%6%，灰分 1.2%1.6%，纤维 5%7%，可溶性糖 4.5%，含水量一般为 12%16%3 3、玉米原料中的杂质、玉米原料中的杂质分无机杂质和有机杂质两类。无机杂质：泥土、砂石、煤渣、砖瓦、玻璃碎块、金属物及其他无机物质。有机杂质：根、茎、玉米须，野生植物的种子，异种粮粒，鼠、雀粪便，虫蛹、虫尸、生芽、病斑、变质玉米粒等。三、玉米淀粉生产的工艺流程三、玉米淀粉生产的工艺流程玉米湿磨加工原理：物理方法分离玉米籽粒的各主要成分获取的五种主要成分淀粉胚芽可溶性蛋白皮渣(纤维)麸质(蛋白质)湿法玉米淀粉生产工艺流程本节重点玉米籽粒的结构玉米籽粒的结构玉米的分类玉米的分类玉米籽粒的化学组成玉米籽粒的化学组成玉米淀粉加工原理和获得的组分玉米淀粉加工原理和获得的组分玉米淀粉生产工艺流程图玉米淀粉生产工艺流程图第二节第二节玉米的净化和浸泡玉米的净化和浸泡一、玉米净化工艺一、玉米净化工艺二、玉米浸泡工艺二、玉米浸泡工艺玉米浸泡是玉米淀粉生产中的主要工序之一采用亚硫酸浸泡1.1.浸泡的目的和作用机理浸泡的目的和作用机理(1)(1)浸泡目的浸泡目的通过亚硫酸的乳化作用，软化玉通过亚硫酸的乳化作用，软化玉米颗粒，降低玉米粒的机械强度米颗粒，降低玉米粒的机械强度;分散玉米胚体细胞中的蛋白质网，分散玉米胚体细胞中的蛋白质网，削弱保持淀粉的联结键削弱保持淀粉的联结键;浸泡目的（续）浸泡目的（续）通过浸泡使玉米籽粒膨胀，可较通过浸泡使玉米籽粒膨胀，可较容易的将皮层、胚芽、胚乳分离容易的将皮层、胚芽、胚乳分离;可浸提出籽粒中部分可溶性物质，可浸提出籽粒中部分可溶性物质，制成玉米浆制成玉米浆;能有效地抑制随玉米带来的微生能有效地抑制随玉米带来的微生物活动，起到防腐作用。物活动，起到防腐作用。(2)(2)亚硫酸的作用机理亚硫酸的作用机理a.亚硫酸可把玉米中一部分不溶解亚硫酸可把玉米中一部分不溶解蛋白质转变成溶解蛋白质。蛋白质转变成溶解蛋白质。b.机理是亚硫酸先通过胚芽，作用机理是亚硫酸先通过胚芽，作用于玉米的种皮，使胚芽钝化，使于玉米的种皮，使胚芽钝化，使半渗透性的表皮变成渗透性表皮，半渗透性的表皮变成渗透性表皮，有利于可溶性物质向浸泡水中的有利于可溶性物质向浸泡水中的渗透。渗透。亚硫酸的作用机理（续）亚硫酸的作用机理（续）c.在溶解玉米皮层后，亚硫酸通过在溶解玉米皮层后，亚硫酸通过分裂蛋白质分子之间的连接键，分裂蛋白质分子之间的连接键，使蛋白质分子解聚。使蛋白质分子解聚。d.胚乳的蛋白质失去自己的晶体结胚乳的蛋白质失去自己的晶体结构，吸水膨胀变成凝胶体，促进构，吸水膨胀变成凝胶体，促进淀粉颗粒从包围着它的蛋白质中淀粉颗粒从包围着它的蛋白质中释放出来。释放出来。(3)(3)乳酸的作用乳酸的作用来源：由玉米带进的微生物经发酵而形成乳酸作用：促进玉米蛋白质软化和膨胀;可保持溶液中镁离子和钙离子，从而有利于减少蒸发设备不溶性物质的沉积。乳酸过量的危害与乳酸的协同作用乳酸过量的危害与乳酸的协同作用危害：过量的乳酸在能增加蛋白质的溶解度同时也会促进蛋白质变性，使淀粉和蛋白质的分离更加困难。好处：乳酸和亚硫酸的协同作用，会使玉米淀粉的结构发生一些变化。2 2、浸泡方法、浸泡方法玉米浸泡方法分为静止法和逆流法(1)(1)静止法。静止法。又分单桶静止浸泡法和单桶循环浸泡法。浸泡水中可溶性物质的浓度只能达5%6%，甚至更低。(2)(2)逆流法。逆流法。又叫扩散法扩散法。浸泡水中可溶性物质被充分浸提，浓度达到7%9%3 3、浸泡过程玉米化学成分的变化、浸泡过程玉米化学成分的变化从玉米粒向浸泡液转移的主要化学成分依次是无机盐类(灰分)、可溶性碳水化合物和可溶性蛋白质玉米中的淀粉、脂肪、纤维素、戊聚糖的数量大致上没有改变。4 4、浸泡工艺过程、浸泡工艺过程浸泡一般采用多罐串联逆流浸泡一个浸泡罐组由812个浸泡罐组成浸泡工艺过程浸泡工艺过程对浸泡罐中的每个浸泡罐来说，完整的浸泡过程包括:a.向浸泡罐投入浸泡液和玉米b.玉米的浸泡c.浸泡液的排放d.浸泡玉米的排放 5 5、影响浸泡玉米的因素、影响浸泡玉米的因素（1 1）玉米原料的影响）玉米原料的影响 浸泡的玉米应是无霉粒、无虫蛀、碎粒少和末成熟粒、杂质少的玉米，水分适宜(12%15%)。(2)H(2)H2 2SOSO3 3的浓度和加入量的浓度和加入量生产过程中一般选择0.25%0.35%此时蛋白质网分散适当，淀粉易于分离，当SOSO2 2的浓度在0.35%以上时，因为酸性高，能抑制乳酸发酵。（3 3）浸泡温度）浸泡温度温度过低，浸泡效率低，杂菌易生长繁殖;温度增高，可使玉米粒的膨胀速度加快，缩短浸泡时间。工业生产上一般控制浸泡温度在4852(4)(4)浸泡时间浸泡时间浸泡时间的长短对玉米籽粒的吸水膨胀、可溶性物质的抽出量基本呈正比关系。浸泡时间一般控制在50h左右。(5)(5)浸泡液中乳酸的含量浸泡液中乳酸的含量乳酸的产生能使蛋白质溶出量增多，并抑制其他微生物繁殖，防止浸泡液中腐败物产生一般要求乳酸含量应高于10%。三、玉米的清理和浸泡设备三、玉米的清理和浸泡设备1 1、原料清理设备、原料清理设备 玉米原料的清理要经过筛选、风选、磁选、去石等工序。淀粉厂局部照片2 2、亚硫酸水溶液的制备、亚硫酸水溶液的制备亚硫酸生产设备制造亚硫酸的关键设备是硫磺燃烧炉，一般可分为转筒式硫磺燃烧炉和箱式硫磺燃烧炉两类。3 3、玉米浸泡装置、玉米浸泡装置由于单罐间歇浸泡方式已很少使用，所以实际的玉米浸泡装置是各种连续浸泡罐。连续浸泡罐上部为圆柱体，下部为圆锥体，制造材料应选用耐腐蚀材料。浸泡罐外观照片浸泡罐外观照片本节重点本节重点玉米籽粒浸泡的目的玉米籽粒浸泡的目的亚硫酸浸泡机理亚硫酸浸泡机理玉米浸泡的方法玉米浸泡的方法玉米浸泡时向浸泡液中转移的成分玉米浸泡时向浸泡液中转移的成分每个浸泡罐完整的浸泡过程每个浸泡罐完整的浸泡过程影响浸泡玉米的因素影响浸泡玉米的因素