甘薯淀粉的工業(yè)生產(chǎn)流程及所需設(shè)備

1、紅薯淀粉的工業(yè)生產(chǎn)紅薯，又名甘薯、白薯、番薯、紅苕、地瓜、山芋等。在我國(guó)分布極廣，北至東北諸省，南至海南都有種植，主要產(chǎn)區(qū)在長(zhǎng)江和黃河流域等地，栽植面積1.4億畝左右，總產(chǎn)量約1億噸，居世界之首。因而，我國(guó)紅薯資源極為豐富。紅薯用途廣泛，故而有著重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，我國(guó)的紅薯相當(dāng)一部分為食用，又是畜禽的良好飼料，由于它淀粉含量高，成為我國(guó)食品工業(yè)和淀粉工業(yè)的重要原料之一，生產(chǎn)淀粉的工藝簡(jiǎn)單，民間有不少作坊和農(nóng)家自制淀粉。1.生產(chǎn)原料1.1鮮紅薯因產(chǎn)地和品種不同，紅薯的組成份相差甚大，鮮薯塊通常含大量水份，約占紅薯總重的60%-80%，而淀粉含量為15%-20%。紅薯成分的典型分析如下：水分72.4

2、%，碳水化合物25.2%，蛋白質(zhì)2%，粗纖維0.4%，脂肪0.2%，無(wú)機(jī)灰分0.8%，另有各種維生素。在碳水化合物中以淀粉為主，其他為3%-5%的蔗糖、糊精和葡萄糖、果糖等。紅薯還含有一些不利于淀粉加工的物質(zhì)，如含有的酚類(lèi)物質(zhì)受到氧化酶作用時(shí)，形成黑色素，含有果膠（膠體物質(zhì)），影響淀粉顆粒與纖維，蛋白質(zhì)的分離，給生產(chǎn)造成因難，含有的淀粉酶會(huì)使少量淀粉轉(zhuǎn)化為糖。故紅薯中含有較多的可溶性糖，致使加工淀粉時(shí)不僅影響淀粉收率，而且當(dāng)發(fā)酵現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)，會(huì)使PH值降低，但降至蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)時(shí)，則水溶性蛋白質(zhì)變?yōu)榘稻G色不溶性漿狀物，附著于淀粉表面，降低淀粉口質(zhì)。淀粉生產(chǎn)要求紅薯塊根含淀粉量高，薯肉白色（或淡黃

3、色），呈粉質(zhì)狀的淀粉含量高，所含可溶性糖、蛋白質(zhì)、纖維和多酚類(lèi)的物質(zhì)量少，收購(gòu)時(shí)應(yīng)選擇土塊雜質(zhì)含量少、薯皮光潔完整、無(wú)損傷、無(wú)蟲(chóng)蝕、無(wú)病斑、沒(méi)有受過(guò)澇害和凍害的薯塊，橫切面冒水少，乳汁流出較多，肉質(zhì)堅(jiān)實(shí)的為最好。紅薯塊皮薄，肉嫩水分高，易受病害，貯存困難，要求在15-20，相對(duì)溫度80%的條件下貯存，條件難以滿(mǎn)足，貯存期間在淀粉酶的作用下，一部分淀粉轉(zhuǎn)化為糖，又由于水分高，呼吸作用強(qiáng)，一部分可溶性糖被消耗。所以?xún)H有少量鮮薯貯存起來(lái)或被短期加工成淀粉原料或生產(chǎn)酒精、檸檬酸等。由于鮮薯的難貯存，所以用于生產(chǎn)淀粉時(shí)要求貯存期不超60天。1.2薯干薯干含水低（11%-15%）堅(jiān)硬，其聽(tīng)吸作用比鮮薯低1

4、0倍以上，貯存中淀粉等損失少，不易腐壞，可用于長(zhǎng)年加工淀粉。薯干不如其他糧食易貯存，這是由于表面積大，組織疏松，薯堆內(nèi)空隙大，極易吸溫返潮。加之含淀粉和糖份較多，粉質(zhì)外露，易霉變生蟲(chóng)，薯干貯藏期間受溫度影響較大，一般不得超過(guò)30，若在20下貯存，可較長(zhǎng)期地保持不變質(zhì)。同時(shí)，還需嚴(yán)格控制水份的安全標(biāo)準(zhǔn)。紅薯干的理化指標(biāo)如表所示。紅薯的理化指標(biāo) %指標(biāo)名稱(chēng)等級(jí)規(guī)定一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)淀粉含量>68>67>66<65水 份<12<12<13>13南方多雨地區(qū)，薯片不易曬干，多用刨絲機(jī)或切成薯?xiàng)l、薯丁曬干貯存，土雜夾帶少，效果也很好。2.鮮薯淀粉的生產(chǎn)由于鮮

5、薯淀粉多是出口或直接生產(chǎn)粉絲，因而質(zhì)量要求高，尤其是灰分含量應(yīng)極少。為此，要求所用鮮薯不變質(zhì)，泥砂雜質(zhì)少，并在生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格去除各種雜質(zhì)。鮮薯淀粉生產(chǎn)工藝流程鮮紅薯 流水輸送 沉砂池 溢流槽 清洗機(jī) 破 碎 機(jī) 細(xì) 磨石灰水 水 粗 篩 渣漿 脫水 脫水渣 細(xì) 篩 黃漿水 貯沉池 除蛋白質(zhì) （多級(jí)） 回收干物 脫 水 干 燥 包 裝主要工序有：原料的凈化、破碎、分離纖維、分離蛋白質(zhì)、精制淀粉、脫水干燥、成品包裝、工藝流程（如上圖）。由于果膠的存在，生產(chǎn)中加入石灰水有利，不過(guò)我國(guó)目前所有的工廠皆未采用此種堿法工藝。2.1鮮薯的凈化處理通常采用濕法洗滌，即將鮮薯加入清洗輸送機(jī)中水洗處理。經(jīng)過(guò)初次清

6、洗的薯塊有可能混入少量的細(xì)小砂塊，轉(zhuǎn)籠設(shè)計(jì)為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，薯塊在籠內(nèi)滾動(dòng)、摩擦、沖洗的同時(shí)，使小塊砂石從轉(zhuǎn)籠的空隙中排出，因而達(dá)到清洗與排除砂石的作用。2.2破 碎目的在于破壞鮮薯的細(xì)胞，使細(xì)胞壁內(nèi)的淀粉顆粒游離出來(lái)，以便與纖維和蛋白質(zhì)分離，由于鮮薯含水量高組織脆軟，可使用旋刀式破太極機(jī)或錘式粉碎機(jī)進(jìn)行。2.3細(xì) 磨為進(jìn)一步提高淀粉游離率，尚需進(jìn)行細(xì)磨，但不可磨得過(guò)細(xì)，否則會(huì)增加纖維的分離難度，細(xì)磨設(shè)備，目前多數(shù)采用金鋼砂磨，粗破碎的淀粉游離率可達(dá)80%以上，細(xì)磨后則可達(dá)90%以上。2.4分離纖維分離纖維采用過(guò)篩的方法，常用振動(dòng)平篩，轉(zhuǎn)動(dòng)篩和錐形離心篩，最先進(jìn)的是壓力曲篩，為了使游離淀粉得到充分回

7、收，一般采用兩次或多次篩分，使纖維渣中游離淀粉達(dá)到干基5%左右。2.5分離蛋白質(zhì)分離蛋白質(zhì)前需采用旋流除砂器等除砂，以純化淀粉，工業(yè)中傳統(tǒng)的方法是采用斜槽，推廣先進(jìn)的設(shè)備是碟片分離機(jī)。碟片分離機(jī)要求進(jìn)料濃度5°Be以上，底流16-18°Be，由于紅薯含蛋白質(zhì)遠(yuǎn)比玉米低，只需兩臺(tái)分離機(jī)串用，即二級(jí)分離工藝，就可使蛋白質(zhì)除雜達(dá)80%以上，使產(chǎn)品含蛋白在 0.2%以下。2.6脫水干燥脫水采用三足離心機(jī)或WG800T WG1200臥式刮刀離心機(jī)均可，脫水后一般含水38%-40%，干燥一般采用氣流干燥工藝。2.7淀粉乳的貯存由于鮮薯的加工期短（60天左右），工廠通常將鮮薯集

8、中破碎加工，將淀粉乳置于多個(gè)貯池中貯存起來(lái)，淀粉沉淀后封存，然后慢慢脫水干燥，貯存前應(yīng)調(diào)粉乳PH在6以上或加其他防腐劑。3.薯干淀粉生產(chǎn)薯干粉生產(chǎn)有濕法和干法兩種不同的工藝。3.1濕法工藝所謂濕法工藝，即薯干經(jīng)篩選除雜后，置于池內(nèi)整片浸泡的目的在于進(jìn)一步除去泥砂等，去除一部分色素物質(zhì)，松軟薯干的組織結(jié)構(gòu)，利于淀粉顆粒游離出來(lái)，浸泡介質(zhì)最好是石灰水，不過(guò)工廠現(xiàn)行皆用清水，浸泡時(shí)間8-10小時(shí)或更長(zhǎng)一些，浸泡好的指標(biāo)是薯片含水約60%，用手搓捻即碎，一般為單池浸泡，如果薯干經(jīng)篩選后含泥砂較多，也可用2-3級(jí)水流清洗。浸泡好的薯片的進(jìn)一步加工過(guò)程與鮮薯大致相同，即用錘式粉碎機(jī)粗破碎，再用剛砂磨或沖擊

9、磨（針磨）、細(xì)磨，用多斜槽或碟片分離機(jī)除去蛋白質(zhì)，達(dá)到精制的目的，然后脫水烘干。由于薯干含泥砂較多，要加強(qiáng)除砂手段，在細(xì)磨前用捕石器除去粗砂石，在分離蛋白前，再用多級(jí)除砂旋流器進(jìn)行第二次除砂，較先進(jìn)的工藝還需在磨碎、篩分等工序中加入石灰水。濕法工藝的優(yōu)點(diǎn)是泥、砂等雜質(zhì)的去除率高，產(chǎn)品灰分含量較低，缺點(diǎn)是淀粉收率低，淀粉的白度差，目前我國(guó)幾乎所有薯干淀粉工廠都采用這種方法，只是工藝更簡(jiǎn)單，選用的設(shè)備也不先進(jìn)，用清水冷泡薯干，磨篩中也不加石灰水，多用金剛砂磨，平篩或轉(zhuǎn)動(dòng)篩、分離蛋白用斜槽，采用單級(jí)自制除砂器等，這些均有待進(jìn)一步改進(jìn)。3.2干法工藝此工藝是先將凈化的薯干破碎，然后用石灰水浸泡，再進(jìn)行

10、加工，我國(guó)蚌埠市果糖廠利用聯(lián)邦德國(guó)的Wkempf和英國(guó)DorrOIivdr西歐分公司（荷蘭）的Carasa和W.Bakker等提供的紅薯干片淀粉為生產(chǎn)線，進(jìn)行了三年的綜合研究，提出如下圖所示的工藝流程：紅薯干片 粗 磨 浸 泡 氫氧化鈣 細(xì) 磨 纖維渣 粗 篩 細(xì)篩系 工藝洗滌水 廢 水 濃 縮 淀粉分離蛋 白 漂 白 藥 物 脫水干燥 紅薯淀粉 薯干片破碎工藝1 薯片經(jīng)振動(dòng)篩除砂土，輸送至破碎機(jī)入料斗，輸送帶入口設(shè)電磁除鐵裝置，經(jīng)一級(jí)錘擊式破碎機(jī)粗碎和二級(jí)錘式破碎機(jī)粉碎，粉粒穿過(guò)篩網(wǎng)，由抽風(fēng)管送至一級(jí)旋風(fēng)分離器收集，經(jīng)閉風(fēng)器進(jìn)入粉漿池，攪拌成原漿供浸漬工序。第二級(jí)旋風(fēng)分離回收尾粉，排空的氣流

11、基本得到凈化。引風(fēng)途徑有兩條：一是進(jìn)料斗入口，另一個(gè)是在二級(jí)破碎機(jī)體上加設(shè)的開(kāi)度可控風(fēng)門(mén)。增加了兩級(jí)旋風(fēng)分離器，一個(gè)抽風(fēng)機(jī)和一個(gè)閉風(fēng)口。風(fēng) 機(jī)詳情請(qǐng)看工藝流程圖薯片三級(jí)旋風(fēng)分離器一級(jí)旋風(fēng)分離器二級(jí)破碎機(jī)一級(jí)破碎機(jī)料 斗 尾氣回收池粉漿池閉風(fēng)器 2 旋風(fēng)分離器破碎后粉粒平均粒徑約為2.5mm。設(shè)計(jì)上，我們參照本廠淀粉干燥系統(tǒng)的旋風(fēng)分離器，采用切向進(jìn)入，離心式旋風(fēng)分離器的主體尺寸：一級(jí)：直徑0.55m，高度2.2m;二級(jí)：直徑0.5m,高度2m.3 離心通風(fēng)機(jī)選用高壓離心通風(fēng)機(jī)，功率為3KW。風(fēng)機(jī)選擇應(yīng)保證有足夠的余量，風(fēng)機(jī)在工作中會(huì)因輸送粉粒而造成風(fēng)壓下降，為保證二級(jí)旋風(fēng)分離器收集尾粉，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓應(yīng)足夠高。4 車(chē)間內(nèi)含塵量明顯下降使用風(fēng)機(jī)抽吸，粉粒經(jīng)閉風(fēng)器落入粉漿機(jī)，漿池溢風(fēng)口出風(fēng)很緩，帶出的粉塵不再飛出。