[目的要求]
掌握玉米淀粉的提取方法和工艺流程。
[材料用品]
玉米;盘式破碎机;烘干机。
[方法与步骤]
玉米是从玉蜀黍穗上剥离下的玉米粒,玉米粒含水分12-16%、淀粉70-72%、
蛋白质8-11%、脂肪4-6%、灰分1.2-1.6%、纤维5-7%。玉米淀粉用途 很广,既可用于食品工业,也能用于造纸、 纺织、化工、医药等部门。以玉米为原料制造 淀粉的方法很多, 基本工艺流程如下:玉米—>清理—>浸泡—>粗碎—>胚的分离—>磨碎
—>分离纤维 —>分离蛋白质—>清洗—>离心分离—>干燥—>淀粉。
具体生产流程如下:
(1)清理
清除玉米原粮中的杂质,通常用筛选、风选、比重分选等。
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(2)浸泡
玉米子粒坚硬,有胚,需经浸泡工序处理后,才能进行破碎。玉米通过浸 泡,第一,可软化子粒,增加皮层和胚的韧性。 因为玉米在浸泡过程中大量吸 收水分,使子粒软化,降低结构强度,有利于胚乳的破碎,从而节约动力消耗,
降低生产成本。 另外胚和皮层的吸水量大大超过胚乳,增强了胚和皮层的韧性,
不易破裂。浸泡良好的玉米,如用手指压挤,胚即可脱落。 第二,水分通过胚 和皮层向胚乳内部渗透,溶出水溶性物质。 这些物质被溶解出来后,有利于以 后的分离操作。第三,在浸 泡过程中,使粘附在玉米表面上的泥沙脱落。能借 助玉米与杂质在水中的沉降速度不同,有效地分离各种轻重杂质,把玉米清洗干 净,有利于玉米的破碎和提取淀粉。 浸泡玉米的方法,目前普遍用管道将几只 或几十只金属罐连接起来,用水泵使浸泡水在各罐之间循环流动,进行逆流 浸 泡,浸泡水中通常加二氧化硫,以分散和破坏玉米子粒细胞中蛋白质网状组织,
促使淀粉游离出来,同时还能抑制微生物的繁殖活动,但是二氧化硫的浓度最高 不得超过 0.4%,否则酸性过大,会降低淀粉的粘度。温度对二氧化硫的浸泡 作用具有重要影响,提高浸泡水温度,能促进二氧化硫的浸泡效果。 但温度过 高,会使淀粉糊化,造成不良后果,一般以 50—55℃为宜。浸泡时间的长短对 浸泡作用有密切关系。浸泡时间短, 蛋白质网状组织不能分散和破坏,淀粉颗 粒不能游离出来。一 般需要浸泡 48 小时以上。 浸泡条件:浸泡水的二氧化硫 浓度为 0.15%一 0.2%,pH 值为 3.5。在浸泡过程中,二氧化硫被玉米吸收,
浓度逐渐降 低,最后放出的浸泡水含二氧化硫约为 0.01%一 0.02%,pH 值 为 3.9—4.1。浸泡水温度为 50—55℃,浸泡时间为 40—60 小时。浸泡条件 应根据玉米的品质决定。通常储存较久的老玉米和硬质玉米,要求二氧化硫浓度 较高,温度也较高,浸泡时间较长。玉米经过浸泡以后,水分应在 40%以上。
(3) 粗碎
粗碎目的主要是将浸泡后的玉米粒破碎成 10 块以上的小块,以便将胚分离出来。
玉米粗碎大都使用盘式破碎机。粗碎分两次进行。第一次把玉米粒破碎到 4—6 块,进行胚的分离;第二次再破碎到 10 块以上,使胚全部脱落。
(4)胚的分离
目前国内用来分离胚的设备主要是分离槽。分离槽是一个 U 形的木制或铸 铁制的长槽,槽内装有刮板、溢流口和搅拌器。 将粗碎后的玉米碎粒与波美 9 度(相当于比重 1.06)的淀粉乳混合,从分离槽的一端引入,缓缓地流向另一端。
胚的比重小,飘浮在液面上,被移动的刮板从液面上刮向溢流口。 碎粒胚乳较 重,沉向槽底,经转速较慢(约 6 转/分)的横式搅 拌器推向另一端的底部出口,
排出槽外,从而达到分离胚的目 的。
(5)磨碎
为了从分离胚后的玉米碎块和部分淀粉的混合物中提取淀粉,必须进行磨 碎,破坏细胞组织,使淀粉颗粒游离出来。磨碎作业的好坏,对提取淀粉影响很 大。磨得太粗,淀粉不能充分游离出来,影响淀粉产量;磨得太细,影响淀粉质 量。为了有效地进行玉米磨碎,通常采用两次磨碎的方法,第一次用锤碎机进行 磨碎,第二次用砂盘淀粉磨进行磨碎。有的用万能磨碎机进行第一次磨碎,再用 石磨进行第二次磨碎。各地生产实践证明,金刚砂磨的硬度高,磨齿不易磨损,
磨面不需经常维修, 磨碎效率也高,所以现在逐渐以金刚砂磨代替石磨。
(6)纤维的分离
玉米碎块磨碎后得到玉米糊。玉米糊中除含有大量淀粉以外,还含有纤维 和蛋白质等。如果不去除这些物质,会影响淀粉的质量。通常是先分离纤维,然 后再分离蛋白质。分离纤维大都采用筛选方法,常用设备有六角筛、平摇筛、曲 筛和离心筛等。筛分中,清洗粗纤维和细纤维需用大量水,用水量按 100 千克 干物料计算,一般清洗粗纤维需水 230—250 升。清洗细纤维需水 110、130 升,
水温为 45—50℃,且含有 0.05% 二氧化硫,pH 值约为 4.3—4.5。
(7)蛋白质的分离
玉米经破碎并分离纤维后所得到的淀粉乳,除含有大量淀粉以外,还含有 蛋白质、脂肪等,是几种物质的混合悬浮液。这些物质的颗粒虽然很小,但比重
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不同,因此,可用比重分选的方法将蛋白质分离出去。分离蛋白质的简单设备为 流槽。流槽是细长形的平底槽,总长为 25—30 米,宽 40—55 厘米,槽底斜度为 2/1000,槽头高度为 25 厘米。流槽一般用砖砌成, 表面涂层为水泥或环氧树 脂,也有用木材制成的。淀粉乳从槽头输浆管流出,呈薄层流向槽尾。淀粉颗粒 的比重大,沉降速度比蛋白质快 3 倍左右,所以先沉淀于槽底,蛋白质尚未来得 及沉淀,就向槽尾流出,使蛋白质和淀粉分开。槽底淀粉可用水冲洗出粉槽,或 用人工将淀粉层由流槽内铲下。但是因流槽占地面积大,分离的效率低,现已逐 步改用离心机。
(8)清洗
淀粉乳经分离蛋白质后,通常还含有一些水溶性杂质。为了提高淀粉的纯 度,必须进行清洗。最简单的清洗方法是将淀粉乳放入淀粉池中,加水搅拌后,
静置几小时,待淀粉沉淀后,放去上面的清液。再加水搅拌,沉淀,放去上清液。
如此反复 2—3 次,便可得到较为纯净的淀粉。此法的缺点是清洗时间长,淀粉 损失较大。现在多采用旋液分离器进行分离。
(9)脱水
清洗后的淀粉水分相当高,不能直接进行干燥,必须首先经过脱水处理。
一般可采用离心机进行脱水。离心机有卧式与立式两种,卧式离心机的离心篮是 横卧安置的,转速为 900 转/分。篮的多孔壁上有法兰绒或帆布滤布。淀粉乳 泵人篮内, 借助离心力的作用,使水分通过滤布排出,淀粉留在篮内,最后用 刮刀将淀粉从篮壁刮下,进行干燥。淀粉乳经脱水后,水分可降低至 37%左右。
立式离心机的离心篮是竖立安置的, 工作原理和转速都与卧式离心机相同。
(10)干燥
脱水后得到的湿淀粉,水分仍然较高,这种湿淀粉可以作 为成品出厂。
为了便于运输和储存,最好进行干燥处理,将水分降至 12%以下。湿淀粉干燥 的方法很多,最简单的是日晒, 但受天气影响很大,故只适用于手工生产。小 型淀粉厂常用烘房干燥,将湿淀粉放在于燥架上,在烘房内进行干燥。这种方法
的缺点是:干燥效率低,劳动强度大,而且烘房通风不好,如温度控制不当,还 会有淀粉糊化的危险。干燥湿淀粉的设备, 224 目前广泛使用的是带式干燥机。
它是一条用不锈钢或铜网制成的输送带。带上有许多小孔,孔径约 0.6 毫米,
安装在细长的烘室内。输送带的线速很低.可由电动机通过减速器来驱动。湿淀 粉从输送带的一端卸出。这种设备可连续操作。湿淀粉在干燥过程中不需搅拌,
能保持碎块状,含细粉少,有利于减少细粉飞扬。
(11)成品整理
干燥后的淀粉,往往粒度很不整齐,必须进行成品整理,才能成为成品淀粉。成品整理 通常包括筛分和粉碎两道工序。 先经筛分处理,筛出规定细度的淀粉,筛上物再送入粉碎 机进行粉碎,然后再进行筛分,使产品全部达到规定的细度。为了防止成品整理过程中粉末 飞扬,甚至引起粉尘爆炸, 必须加强筛分和粉碎设备的密闭措施,安装通风、除尘设备, 及 时回收飞扬的淀粉粉末。[考核评价]
考核方式(教师评价、学生互评)
序号 考核内容 评分标准(满分 100 分)
得分 正确熟练 正确不熟练 在指导下完成 不能完成
1 操作规范 20 16 12 4
2 流程展示清晰 20 16 12 4
3 成品 30 24 18 8
清洁;整理;整顿 10 16 12 4
4 情感态度价值观 优 9-10 良 8 合格 6-7 不合格 4 5 作业与实训报告完成情况 优 9-10 良 8 合格 6-7 不合格 4
总 分
优秀:>90 分 良好:80-89 分 中等:70-79 分 合格:60-69 分 不合格:<60 分 [作业与思考题]
1.简述玉米淀粉的加工步骤?
2.完成实训报告
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