玉米淀粉的制取方式與工藝技術

　　1、清理
　　
　　清理玉米中含有各種塵芥、有機和無機雜質。
　　
　　為了保證安全生產和產品質量，對玉米中存在的雜質必須進行清理。清理玉米的方法，主要采用篩選、風選等。清理設備有振動篩、比重去石機、永磁滾筒和洗麥機等。
　　
　　振動篩是用來清除玉米中的大、中、小雜物。篩孔配備，第一層篩面用直徑17～20毫米圓孔，第二層篩面直徑12～15毫米圓孔，除去大、中雜，第三層篩面選用直徑2毫米圓孔除去小雜。
　　
　　比重去石機是用來除去玉米中的并肩石。由于玉米粒度較大，粒型扁平，比重也較大等特點，在操作時應將風量適當增大，風速適當提高，穿過魚鱗孔的風速為14米/秒左右。魚鱗孔的凸起高度也應適當增至2毫米，操作時應注意魚鱗篩面上物料的運動狀態，調節風量，并定時檢查排石口的排石情況。
　　
　　永磁滾筒是用來清除玉米中的磁性金屬雜質，應安置在玉米地入破碎機前面，防止金屬雜質進入破碎機內。
　　
　　洗麥機可以清理玉米中的泥土、灰塵。經過清理后玉米的灰分可降低0.02～0.6%。
　　
　　2.浸泡：
　　
　　玉米浸泡方法目前普遍采用金屬罐幾只或幾十只用管道連接組合起來，用水泵使浸泡水在各罐之間循環流動，逆流浸泡。
　　
　　在浸泡水中溶加浸泡劑經試用的結果表明，石灰水、氫氧化鈉和亞硫酸氫鈉都不及二氧化硫效果好，二氧化硫的含量不宜太高。因為含二氧化硫的浸泡水對蛋白質網的分散作用是隨著二氧化硫含量增加而增強。當二氧化硫濃度為0.2%時，蛋白質網分散作用適當，淀粉較易分離；而濃度在0.1%時，不能發生足夠的分散作用，淀粉分離困難。一般最高不超過0.4%，因為二氧化硫的濃度過高，酸性過大，對玉米浸泡并沒有多大好處，相反地會抑制乳酸發酵和降低淀粉粘度。
　　
　　浸泡溫度對二氧化硫的浸泡作用具有重要的影響，提高浸泡水溫度，能夠促進二氧化硫的浸泡作用。但溫度過高，會使淀粉糊化，造成不良后果。一般以50～55℃為宜，不致于使淀粉顆粒產生糊化現象。
　　
　　浸泡時間對浸泡作用亦有密切的關系。在浸泡過程中，浸泡水不是從玉米顆粒的表皮各部分滲透到內部組織，而是從顆粒底部根幅處的疏松組織進入顆粒，通過麩皮底層的多孔性組織滲透到顆粒內部，所以必須保證足夠的浸泡時間。玉米在50℃浸泡4小時后，胚芽部分吸收水分達到最高值，8小時后，胚體部分也吸收水分達最高值。這個時候玉米顆粒變軟，經過粗碎，胚芽和麩皮可以分離開。但蛋白質網尚未被分散和破壞，淀粉顆粒還不能游離出來。若繼續浸泡，能使蛋白質網分散。浸泡約24小時后，軟胚體的蛋白質網基本上分散，約36小時后，硬胚體的蛋白質網也分散。因為蛋白質網的分散過程是先膨脹，后轉變成細小的球形蛋白質顆粒，最后網狀組織破壞。所以要使蛋白質網完全分散，需要48小時以上的浸泡時間。
　　
　　各地工廠的玉米浸泡條件不完全相同。一般操作條件如下：浸泡水的二氧化硫濃度為0.15～0.2%，pH值為3.5。在浸泡過程中，二氧化硫被玉米吸收，濃度逐漸降低，最后放出的浸泡水內含二氧化硫的濃度約為0.01～0.02%，pH值為3.9～4.1；浸泡水溫度為50～55℃；浸泡時間為40～60小時。浸泡條件應根據玉米的品質決定。通常是貯存較久的老玉米含水分低和硬質玉米都需要較強的浸泡條件，即要求較高的二氧化硫濃度、溫度和較長的浸泡時間。
　　
　　玉米經過浸泡以后，含水分應達40%以上。
　　
　　3.玉米粗碎：
　　
　　粗碎的目的主要是將浸泡后的玉米破成10塊以上的小塊，以便分離胚芽。
　　
　　玉米粗碎大都采用盤式破碎機。粗碎可分兩次進行。第一次把玉米破碎到4～6塊，進行胚芽分離；第二次再破碎到10塊以上，使胚芽全部脫落，進行第二次胚芽分離。
　　
　　4.胚芽分離：
　　
　　目前國內胚芽分離主要是使用胚芽分離槽。優點是操作比較穩定，缺點是占地面積大，耗用鋼材多，分離效率低，一般不超過85%。
　　
　　國內外還有采用旋液分離器的玉米淀粉廠。這種分離器由尼龍制成，用12只分離器集中放在一個架子上，總長度不超過1米，占地面積小，生產能力大，分離效率高，可達95%以上。
　　
　　5.玉米磨碎：
　　
　　經過分離胚芽后的玉米碎塊和部分淀粉的混合物，為了提取淀粉，必須進行磨碎，破壞玉米細胞，游離淀粉顆粒，使纖維和麩皮分開。
　　
　　磨碎作業的好壞，對淀粉的提取影響很大。磨得太粗，淀粉不能充分游離出來，因被粗細渣帶走，影響淀粉出度。太細，纖維分離不好，影響淀粉質量。
　　
　　為了有效地進行玉米磨碎，通常采用二次磨碎。第一次用錘碎機進行磨碎，經篩分淀粉乳后；第二次用砂盤淀粉磨進行磨碎。有的用萬能磨碎機作第一次磨碎，經篩分淀粉乳后，再用石磨進行第二次磨碎。
　　
　　根據各地生產實踐證明：金剛砂磨較石磨好，硬度高，磨紋不易磨損，磨面不需經常維修，磨碎效率也高。現已逐步以金剛砂磨代替石磨。
　　
　　6.淀粉篩分：
　　
　　玉米碎塊經過磨碎后，得到玉米糊，可以采用篩分的方法將淀粉和粗細渣分開。常用的篩分設備有六角篩、平搖篩、曲篩和離心篩等。
　　
　　篩分淀粉的篩孔應根據篩分設備的種類和淀粉質量要求決定。六角篩清洗粗渣篩孔直徑為0.6毫米，細渣篩孔直徑為0.12毫米，平搖篩篩分粗渣篩孔用7××號雙料尼龍，篩分細渣篩孔用12××號雙料尼龍，曲篩清洗粗、細渣使用六級的120°曲篩，篩長1.6米，第一級曲篩的篩縫寬0.05毫米，其余各級篩縫寬0.075毫米；離心篩的轉子篩板篩孔為2×0.24毫米。一般是用四級連續操作。
　　
　　篩分粗、細渣需要清水量，按100公斤干物質計算，篩分粗渣需230～250升，細渣需10～130升，水溫為45～55℃，含有0.05%二氧化硫，pH約為4.3～4.5為宜。
　　
　　7.蛋白質分離和淀粉清洗：
　　
　　分離粗、細渣后的淀粉乳濃度為6～8波美度，含干物質約11～14%。這里的淀粉化學組成分析如下表：
　　
　　成分含量(%)成分含量(%)
　　
　　淀粉88～92水溶性物質2.5～4.5
　　
　　蛋白質6～10二氧化硫0.035～0.045
　　
　　脂肪0.5～10細渣0.05～0.1克/升
　　
　　灰分0.2～0.4
　　
　　從上表可以看出，淀粉乳中干物質除了淀粉以外，主要是蛋白質和水溶性物質，所以必須進行蛋白質分離和淀粉清洗。
　　
　　分離蛋白質一般采用流槽分離，因占地大，分離效率低，現在逐步改用離心機分離。但要求淀粉乳中含渣子要少，防止碟片內噴嘴堵塞，造成機械振動。
　　
　　分離蛋白質后的粗制淀粉乳必需進行清洗。淀粉清洗大都在清洗池內進行，但清洗時間長，淀粉損失大。現代玉米淀粉廠淀粉清洗采用旋液分離器進行清洗，一般用9～14級旋液分離器處理。根據測定，從離心機出來的淀粉乳蛋白質含量不超過2.5%，經過9級旋液分離器處理，成品淀粉中蛋白質含量可降至0.35%。
　　
　　8.離心分離和干燥：
　　
　　從旋液分離器出來的淀粉乳含水分78%，如果淀粉車間與淀粉糖車間結合在一起，就可直接送至淀粉糖車間使用。不必進行淀粉乳脫水和干燥處理。但是從清洗桶得到的淀粉乳含水分離，必須進行脫水處理。
　　
　　把淀粉乳送入離心分離機進行脫水，可得含水分為45%的濕淀粉，這種濕淀粉也可以作為成品出廠。為了便于運輸和貯藏，最好進行干燥處理，將淀粉含水分降低至12%的平衡水分。然后作為成品干淀粉出廠。
　　
　　為了保證成品細度均勻，有時還要進行成品整理。先經篩分處理，篩出規定細度的淀粉，篩上物送入粉碎機進行粉碎，然后再行篩分，使產品全部達到規定的細度。
　　
　　9.副產品加工：
　　
　　在生產玉米淀粉過程中，可以得到玉米漿、胚芽、渣子和蛋白質水等中間產品，如果進行加工，均能作為副產品利用。玉米主要副產品加工方法如下：
　　
　　(1)玉米漿：用二氧化硫溶液逆流浸泡玉米，最后泵出浸泡水含干物質6～7%，可以采用三效真空蒸發，將它濃縮到含干物質50%的濃液，稱為玉米漿。
　　
　　根據玉米漿化學成分測定結果如下：
　　
　　水分48～50%還原糖5.5%以上含氨量3.6%以上
　　
　　無機物10%以上氨氮0.9%以上乳酸9～12%以上
　　
　　玉米漿除了可作為培養酵母和抗菌素營養料和制造菲門和肌醇的原料外，與回收的玉米蛋白質和粗、細渣混合后，也是很好的動物飼料。
　　
　　(2)玉米胚芽：從篩分工段清洗過的胚芽含水分約50～60%，可用滾筒干燥機或沸騰機將它干燥至水分含量達4%。通常采用三級干燥，第一級干燥到胚芽含水分約35%；第二級為10%；第三級達到胚芽規定的水分含量。
　　
　　干燥后的胚芽含有45～50%的油份。它比大豆的含油量高(大豆含油量約為20%)，所以它是很好的油料。經榨油機榨得的粗玉米油呈黃色，含游離脂肪酸，再經精煉處理，得精煉玉米油可以食用，油餅可作飼料。
　　
　　(3)蛋白質水：從流槽、碟式分離機或旋液分離器得到的蛋白質水，又稱為麩質水或黃漿水。蛋白質水的濃度低，但干物質中蛋白質含量高。過濾性差，所以不能直接用過濾方法回收其中懸浮的蛋白質類物質。通常采用在沉淀池內間歇沉淀或用濃縮離心機分離。濃縮后的蛋白質與細渣混合，進行過濾、干燥、粉碎和篩分，得到含水分10～12%的蛋白質粉，也稱為谷朊粉，含蛋白質在40%以上，可供配制飼料的原料。
　　
　　(4)渣子和玉米漿的干燥：從篩分設備篩上物得到的粗細渣子含水分約在85%以上，先經壓榨機脫水，使水分含量降低到55～70%，再與玉米漿混合。由于玉米漿的酸度較高，所以在與渣子混合前先用石灰中和玉米漿的酸度，然后混合、干燥到含水量為12%以下。它的化學成分如下：
　　
　　水分11～13%粗脂肪2%以下粗蛋白質18%以下
　　
　　粗纖維9%以下灰分8%以下可溶性蛋白50%以上
　　
　　從上列數據可以看出，蛋白質含量較高，可以作為良好的動物飼料。