木薯淀粉加工工艺技术

1概述： 
　　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、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。
　　2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。
　　鲜木薯的平均成分为：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%
　　3辅料：
　　（加工木薯干片淀粉用）硫酸2KG/T淀粉漂白粉0.5kg/t淀粉高锰酸钾0.1kg/t淀粉
　　4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（以新鲜木薯为原料才需漂白）、旋流除砂、浓浆分离、溢浆法脱水、一级负压脉冲气流干燥。
　　5工艺流程（略）
　　6主要工艺过程（1）原料准备（2）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。（3）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（配水为1:4）喷洒、冲洗、沐浴、挫磨、清洗、除皮。要求通过清洗去净泥沙，去皮率达到80%以上，再送入碎解工序。（4）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（配水为1：1），将碎解的木薯加工成淀粉原浆。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*，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。（5）搅拌
　　搅拌是碎解、筛分、漂白、除砂、分离、脱水等工序*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。（6）筛分经碎解、搅拌后的稀淀粉原浆需进行筛分，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。
　　目前主要采用120压力曲筛及立式离心筛，二者配合使用，即以曲筛筛分和洗涤纤维，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（干基）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。（7）漂白是保证木薯干片淀粉产品质量的重要环节。其作用为：调节乳浆pH值，以控制微生物活性及发酵、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。（8）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。（9）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、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*道进浆浓度为5～6Bé，出浆浓度则为20～22Bé。
　　（10）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％。（11）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。蒸汽压力控制在0.8Mpa。要求通过干燥，淀粉成品含水量在13.5%左右。（12）装包入库。
　　7工艺要求
　　①必须保证木薯原料的新鲜度，以保证产品质量及提高回收率。
　　②去皮要净，因为氰化物毒素主要集中在木薯皮层中。
　　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不要用铁制设备及管道，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。所用设备、管件采用不锈钢。
　　⑤在生产过程中，物料输送量很大，因而需用较多的泵。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，所有浆池（或罐）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。
　　8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，整个生产过程均在常温常压条件下进行。
　　⑤通过采用新技术，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。
　　9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（干基）在35％以下，其中含游离淀粉小于5％；乳浆中的纤维杂质含量低于0.05％；乳浆浓度达到5～6Bé。
　　⑥*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，湿淀粉含水率小于38％。
　　⑩成品淀粉含水位13.5％左右。
　　10主要技术指标
　　①商品淀粉回收率>96％
　　②水耗<30m3/t淀粉
　　③煤耗（折标煤）<0.1t/t淀粉
　　④电耗<180kWh/t淀粉
　　⑤产品质量一等品率（按《QB1840-93》）98%以上
　　木薯淀粉生产的原理
　　木薯淀粉生产工艺流程分解为碎解、筛分、分离、烘干四个主要工段;又分为输送、清洗、碎解、浸渍、筛分、漂白、除沙、分离、脱水、烘干、风冷包装十二个控制点。
　　一、清洗的基本原理
　　清洗的作用:主要是清除木薯外表皮层沾带的泥沙,并洗除去木薯块根的表皮。保证淀粉质量,清洗的越净,淀粉的质量就越好。同时,在清洗过程中还能够去除块根中的一部分氢氰酸。
　　GX-850型滚筒式清洗机，其结构为卧式圆筒，设有粗洗区（包括排污孔）、沐浴区、净洗区（包括排污孔）、喷水管、来复线、搅拌筋条等。依靠电动机带动齿轮转动圆筒,使原料靠边圆筒滚翻推进，以水为介质喷洒、冲洗、挫磨除去泥沙及薯皮。
　　清洗的要求是:去除泥沙干净，去皮率要求达到80％以上。
　　二、碎解的基本原理
　　碎解的作用:木薯淀粉主要储藏于块根的肉质部分,仅少量储藏于内皮。碎解的目的就是破坏木薯的组织结构，使微小的淀粉颗粒能够顺利地从块根中解体分离出来。从细胞中释放的淀粉称为游离淀粉；残留于渣滓内部细胞中的称为结合淀粉。
　　6WSJ-45型飞锤式碎解机，其结构由机盖、箱体、机座、主轴、锉锷、锤片、筛板、电动机等组成,是一种高速运转飞锤式碎解机械，具有结构紧凑，运转平稳，便于安装使用，易于保养检修等优点。
　　碎解机通过电动机带动中轴，依靠高速运转的动力，使锤片飞起与锉锷、隔盘、筛板等在机内连续喂进的木薯进行锤击、锉磨、切割、挤压、使其碎解,并以水为介质（原料与水的比例1:1.5）,通过1.6毫米筛板挤出原浆。
　　二次碎解通过1.4毫米筛板,仍是破坏木薯组织结构,使微小的淀粉颗粒能够更顺利地、更干净地从木薯组织结构中解体分离出来。
　　三、筛分的基本原理
　　木薯渣是细长的纤维，体积大于淀粉颗粒，勃涨系数也大于淀粉颗粒，比重又轻于淀粉颗粒,将碎解的原浆，以水为介质，搅拌均匀，再以浆泵均匀地喂入筛分设备（包括平振筛、滚筛、离心筛、压力曲筛等），在机械的振荡、滚翻、离心、水力冲洗的作用下，对原浆进行反复洗涤，并分别通过８０～３２５目的筛网，使渣与淀粉乳分离。
　　四、分离的基本原理
　　泥、沙的比重大于水，又大于淀粉颗粒的比重，根据比重分离的原理，使用旋流除沙，或使用反洪槽的沉降法，均可达到较为理想的效果。而黄浆的比重，接近于水，又比淀粉颗粒的比重轻，其形状为掌形，加工周期越长胶性能越大，粘筛，粘住淀粉颗粒，极难分离，故要求原料新鲜，工艺流程短，及时分离。蝶片分离机、旋液分离器，都是根据比重分离的原理进行设计的，木薯淀粉一般均需进行两次分离，方可达到较为理想的效果。
　　五、离心脱水的基本原理
　　流槽直接起出的湿淀粉一般含水份为55%左右,蝶片分离机、旋液分离器一般分离出的浓乳浆为20波美度，均需再次离心脱水，提高干燥效率，节约能源。通过刮刀心高速旋转的作用，进行固相与液相的分离，将大部分水份从筛网上的滤布空隙中抛出，得出的湿粉含水率低于35%，以达到节约热能，提高产量和质量的要求。
　　六、干燥的基本原理
　　目前淀粉厂一般采用的气流干燥（又叫急骤干燥）整个工艺时间是在一瞬间完成，因此淀粉颗粒内部水份来不及糊化已被干燥，故不会发生糊化或降解现象。
　　气流干燥是并流干燥过程，即湿粉物料与热气流的并流过程，由传热和传质两个过程组成。当湿淀粉与热空气相接触时，热空气将热能传递至湿淀粉表面，再由表面传递至内部，这个过程就是传热过程；与此同时，湿淀粉中的水份从物料内部以液态或气态扩散到淀粉表面，由淀粉表面通过气膜扩散到热空气中去，这是一个传质过程。就是以高温气流与湿淀粉均衡地在干燥管内进行热交换，使干燥的淀粉呈粉末状，冷却后即可装包入库