马铃薯淀粉生产工1.docx
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马铃薯淀粉生产工1.docx
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马铃薯淀粉生产工1
马铃薯淀粉生产工艺
一、马铃薯的结构组成
1、各种组织结构及淀粉含量
马铃薯是块茎类农作物。
马铃薯的表面,覆盖着一层较密实的表皮。
表皮层是由僵死的厚皮细胞组成的,细胞中充满了干涸的细胞原生质。
紧贴着表皮的是木栓化的细胞层,一般称为周皮。
表皮和周皮是马铃薯的保护层,能不分的阻止块茎水分的蒸发,并防止微生物侵入马铃薯体。
在马铃薯表皮上,有许多暗色的小斑点。
这些斑点有时会稍微隆起。
这就是马铃薯的皮孔。
马铃薯的皮孔是供应呼吸用的,一般成缝隙状。
在通常情况下,马铃薯通过这些皮孔,吸入氧气,排除二氧化碳蒸汽。
绝大多数马铃薯的部,都有一个层环。
这个层环是由于维管束的密集而形成的。
位于层环外面的薯肉是环外肉层,这里的淀粉颗粒的密度最大。
层环里是外薯肉,这里也含有相当多的淀粉颗粒。
在往里是薯肉,薯肉里的淀粉颗粒较少。
一些马铃薯的中心,还有一个呈放射状的心髓,,这里的淀粉颗粒更少。
有时薯块长的大,心髓会长空,并形成木栓化的皮,俗称空心。
2、马铃薯中主要物质含量
二、马铃薯淀粉的生产过程
1、前言
马铃薯淀粉存在于马铃薯的块茎中,更确切地说是存在于马铃薯块茎的细胞中。
马铃薯细胞壁和细胞中的枝状脉,都是由细纤维组成的。
马铃薯淀粉颗粒,像一颗颗果实挂在树枝一样的枝状脉上。
除了淀粉和细纤维,马铃薯中还含有一定数量颗粒的蛋白质和其它物质。
为了使马铃薯中的淀粉颗粒能够尽多地被提取出来,就需要把马铃薯以致马铃薯的绝大多数细胞都弄碎,使淀粉颗粒与支状脉脱离。
然后,借助于水的参与,利用淀粉比重大于水的原理,采用筛分、沉淀、离心、真空吸抽和蒸发减水等方法,将分离出来的淀粉颗粒进行收集、洗去杂质,去除多余水分,使之成为成品淀粉。
当今世界上所有马铃薯淀粉生产企业,都选择如下三种工业流程类型:
一是先脱汁工艺,二是后脱汁工艺,三是全旋流工艺。
先脱汁工艺。
马铃薯中含有龙葵素、褐变酶和氢氰酸等影响淀粉品质的物质。
在马铃薯被解碎以后,这些物质就存在于汁水里。
为了获得更高品质的马铃薯被解碎后立即脱出大部分汁水,然后再进行筛分等工序。
先脱汁工艺的主要工艺流程为:
预处理→解碎→脱汁→筛分→精制→脱汁→干燥→包装
后脱汁工艺,是最成熟的马铃薯生产工艺,也称先筛工艺。
在生产中,当马铃薯被解碎,首先进行的是筛分工作,将比较黏滑又含带大量汁水的细纤维筛除后,所收集的淀粉混浆的脱汁工作,便变得容易,脱除也较彻底。
而且,适宜后脱汁工作的机器设备,其种类也较多,可以根据实际需要来选择。
后脱汁工艺的主要工艺流程为:
预处理→解碎→筛分→脱汁→精制→脱水→干燥→包装
全旋流工艺。
这是另一种成熟工艺,在前联及东欧一些国家的应用曾比较普及。
在马陵薯被解碎后,渣浆分离、脱汁和精制三项工作,全部由一种旋液式分离器来完成。
这种工艺就是全旋流工艺。
全旋流工艺的主要工艺流程:
预处理→解碎→除渣、脱汁→精制→脱水→干燥→包装
2、马铃薯加工前的运送
1〉水力冲运
这是马铃薯淀粉生产企业最常用的上料方法。
这种方法可以将马铃薯连续均匀地送到指定位置。
贮存马铃薯地贮池底部有多条流冲沟。
流冲沟是水和马铃薯共同流动的渠道。
贮池和流冲沟都必须有一定的坡度。
流冲沟的横断面,以矩形、圆底形和角底形三种形式为多。
有资料指出,润湿表面积越小,则水龙头损失越小,那么水特区与沟宽相等并且是圆底的流冲沟效果最好。
但在经常产生淤积的情况下,要保持住光滑的圆底几乎是不可能的,除非坡度越过正常情况。
所以,在实际工作中,流冲沟底尽管形状有所不同,但能力和效果相差不多。
因此,在进行流冲沟砌筑时,应该选择最方便施工的形状。
在一般情况下,冲运马铃薯的流冲沟,宽为25~35厘米;深度是逐渐加深的,从一开始的10厘米,到最后可达50~70厘米,以能够把马铃薯冲进生产加工区为准。
流冲沟底的坡度为:
直段10/1000~15/1000,角度为0.6º~0.9º;弯段为15/1000~20/1000,角度为0.9º~1.2º。
流冲沟在需要转弯时,弯部要尽量平滑工整,弯曲半径不小于1.2米。
用水力冲运马铃薯耗水比较多。
耗水量的多少,与工人操作的熟练程度有关。
在一般情况下耗水量是马铃薯冲运量的2~3倍。
2〉马铃薯泵运送
马铃薯泵也是一种离心泵。
其工作原理与开式叶轮污水泵的工作原理相类似。
在马铃薯需要运送到较高位置时,可以采用马铃薯泵来完成。
在上料平台下游尽头,设置贮料坑,坑安设有马铃薯泵。
生产时用马铃薯泵把马铃薯送到送料溜子。
3、马铃薯加工前的预处理
1〉除石
(1)逆螺旋式连续除石机
逆螺旋式连续除石机是一种既能连续通过马铃薯,又能连续捕除砂石的机械。
除石机有机架和转鼓两大部分。
而转鼓又分为排沙鼓和筛筒两部分。
筛筒的筒壁上钻有直径为16—18毫米的圆孔或开有长圆孔。
该机械工作时,直径小于孔径或孔宽的砂####,会从孔中漏到筛筒外。
在筛筒外壁上逆推螺旋带的作用下,向水流的逆方向前进,落入机器前面的集砂槽,由排砂鼓上的侧截砂口和正截砂口,被截入排砂鼓的环腔,经卸砂板排到鼓外的流砂槽板上,被排出机器外。
直径大一些的重杂物,如砖头和石块等,由于它不能漂浮,进入筛后会贴在筛筒的壁上,在筛筒逆螺旋带的推动下,也向水流的逆方向前进,并落入环腔的凹槽中,最后从落重物口进入环腔的尾端,也经卸砂板和流沙槽板,被排出机器外。
2〉洗涤
(1)转筒式洗涤机
转筒式洗涤机的主要工作部件,为一长筒形筛状转筒。
马铃薯进入转筒后,在转筒壁上的正推螺旋带的带动和转筒壁的摩擦力作用下,作径向和轴向转滚运动,从而达到洗涤的目的。
水力冲运的形式的转筒式洗涤机采取半程逆流洗涤方式。
洗涤机的排水口需设置在洗涤机的中部或靠首部1/3处。
洗涤水也是从洗涤机的尾部加入的,在排水口位置,洗涤水与冲运水汇合,一起从排水口排出,因而排水口要大一些。
3〉暂贮均料
马铃薯经洗涤后,要用提升机械将其送到匀料贮仓中,匀料贮仓要有一定的暂贮能力,其马铃薯贮量不应小于半小时加工量。
在一般情况下,要等贮仓的马铃薯达到1/2贮量时,才开始向下一级供料。
均料贮仓的输出设备,是用调速搅龙,调速搅龙可以控制马铃薯的输送量,使马铃薯均匀准确地进入下一级。
4、马铃薯的解碎
1〉解碎系数
马铃薯解碎的目的,就是使用最小的动力,在最短的时间,尽最大可能地使马铃薯的组织细胞全部破裂,从而释放出绝大多数的淀粉颗粒。
马铃薯被解碎后,可以得到既有淀粉颗粒、又有马铃薯的已破裂和极少量未破裂的细胞,既有薯皮碎块,又有含细胞水的汁水的混合浆料。
未破裂和未完全破裂的马铃薯细胞中,仍会含有少量的淀粉,这些淀粉在以后的工序中会随薯渣一道被排出生产线。
这些淀粉称为结合淀粉。
而从细胞中被释放出来的淀粉,被称为游离淀粉。
在混合浆料中,其结构淀粉和游离淀粉的比值,称为马铃薯的解碎系数。
公式为:
K=a×100/(a+b)
公式中:
K为马铃薯的解碎系数(%);a为单位重量浆料中游离淀粉的重量;b为单位重量浆料中结合淀粉的重量。
马铃薯的解碎系数,是马铃薯淀粉生产过程中十分重要的参量系数。
因为解碎系数直接关系着另一个重要的生产系数---淀粉提取率。
淀粉提取率对生产企业的经济效益,有着直接的影响。
在理论上,马铃薯被解碎的越细小,则解碎系数较高。
但是如果要求过高的解碎系数,就势必要增加解碎机械的加工能力。
2〉解碎
我们公司采用锉磨机对马铃薯进行解碎。
锉磨机由转鼓、机架、机壳和动力系统组成。
在转鼓的外圆面上装有90根带有锋利小齿的钢条,也称锯条。
锯条是两边都带齿的,以便在一边损坏后可以翻个用另一边。
齿尖露出转鼓外圆面约2毫米。
在机架上设有两个可调节的限位板,也称限位刀铁或限位锉板。
限位锉板与转鼓锯齿间的间隙是可调的。
限位锉板的作用有两个:
一是起到对马铃薯的挡顶作用,以便于转鼓上的锯齿擦碎马铃薯;二是使马铃薯的最后余片非常薄。
限位锉板与转鼓上锯齿的间隙为2—3毫米。
在锉磨机的底部装有筛板。
筛板上钻有小孔,孔径不大于2毫米,以使已经被锉磨的马铃薯细丝和已经游离出来的淀粉及细胞水等,落入锉磨机下方的浆料池中
5、筛分和脱汁
1〉筛分
筛分工作,在马铃薯淀粉生产的后脱汁工艺中,是应该先进行的。
筛分的目的,就是要把浆料中的细纤维和淀粉尽可能地分离开。
(1)卧式离心筛
离心筛主要结构由进出料装置、转鼓、喷淋装置、水平轴系、电机、机身等部分组成。
浆料从筛门上的导管进入锥形筛篮的底部,在离心力的作用下,浆料均匀地沿着筛面分布。
并向大径方向运动。
在锥形筛篮,浆料表面受切线、法线两方向力的共同作用,沿锥面做较复杂的曲线运动,甚至翻滚,直至到达锥形筛篮的外沿,被离心力的作用而向四周溅射,落入集渣室。
而淀粉颗粒由于直径小于筛网网眼或隙宽,在离心力和重力的作用下,透过网眼或缝隙,一部分直接落入积粉室
在锥形筛篮的前面和背面,都设置了喷水的喷嘴,能够均匀地向锥形筛篮喷水,以将薯渣中的淀粉颗粒冲洗出来。
同时,喷水也能提高淀粉颗粒和细纤维的运动速度。
2〉旋转过滤器
自清式旋转过滤器的工作目的,也是清除淀粉清浆中的细小纤维,但工作性能比较差,出渣口容易产生浆和渣同排的现象。
这主要是旋转过滤器使用不当而造成的。
其具体表现,一是进浆方法不正确,二是转式渣刷工作不力。
在实际工作中,要尽量减少和避免这两种现象的出现,提高其工作效率。
3〉脱汁
后脱汁工艺的脱汁工作,应在筛分后立即进行。
由于混浆中含有褐变(在加工过程中或长期贮存于湿热环境下,其所含的氨基化合物如蛋白质、氨基酸及醛、酮等与还原糖相遇,经过一系列反应生成褐色聚合物的现象称为褐变反应,简称褐变。
)物质,混浆不应该进入较大容积的贮罐暂贮,而应该直接进入脱汁机械进行脱汁,必要时可以在途中设置小容量密闭式暂贮罐。
(1)旋流管
旋流管的外形一般为长锥形。
大多数用尼龙制造,个别的也有用其它容易加工且耐磨、耐水的材料制造。
工作压力为不低于0.4兆帕,最佳工作压力为0.6兆帕。
工作压力的大小与锥孔锥度有关。
(2)淀粉浆料的浓度
在常温下淀粉不容于水,只是悬浮在水中。
由于淀粉比重大于水,所以在静止中,淀粉会在重力作用下产生沉淀现象。
为了使淀粉在水中始终保持悬浮状态,需要让淀粉悬浮液不停地流动。
在生产过程中,悬浮的流动形式有两种:
一是定向流动(管道中的淀粉悬浮液);二是环状紊流(搅拌罐中的淀粉悬浮液)
悬浮液中的淀粉含量,习惯上称为淀粉浆料的浓度。
在生产实践中,可以在现场用波美计来对其进行测量。
由于马铃薯淀粉沉淀较快,因此,测量操作要迅速。
以防产生较大的误差。
要想得到比较准确的数据,可以采用测验单位淀粉浆中的绝干淀粉含量的方法,来测量淀粉浆料的浓度。
下表是每立方米浆料所含绝干淀粉重量,与淀粉浆料浓度的换算表
浓度(波美度)
1
2
3
4
5
6
7
8
每立方米浆料含淀粉量(千克)
23
36
55
74
92
111
132
150
含水(18%)成品淀粉量(千克)
28
43
67
90
112
135
161
183
浓度(波美度)
9
10
11
12
13
14
15
16
每立方米浆料含淀粉量(千克)
168
185
203
221
239
257
275
293
含水(18%)成品淀粉量(千克)
205
226
248
270
291
313
335
357
旋流站在工作时,对淀粉浆料的浓度是有要求的。
在正常情况下,进浆浓度围为2—8波美度,每立方米浆料所含淀粉量为36—150千克。
以4波美度时的效果最理想。
所以,许多旋流站的进料浓度都确定在4波美度。
如果前段工序所产生的浆料浓度偏低时,可先增加一级减流量纯串联的旋流站来实现浓度浓缩。
旋流站的出浆浓度一般为
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