第六章--玉米加工.ppt

第六章玉米加工 本章学习的目的和要求 了解玉米干法和湿法加工的方法 原理 熟悉玉米干法和湿法加工设备的主要结构 工作原理 工艺参数的选定及主要影响因素 掌握玉米干法和湿法加工工艺 玉米干法和湿法加工工艺及其玉米脱胚与破糁主要设备的结构和工作原理 学习的重点 玉米加工 初级加工 破碎和分离技术 将玉米加工成玉米粉 玉米糁 胚和淀粉等初级产品深加工 针对玉米的淀粉进行再加工 采用生物技术 化工技术对淀粉进行转化 加工后的产品可以包括 醇类 糖类 有机酸类 氨基酸 变性淀粉 全球每年种植玉米约1 3亿多公顷 约占全球粮食总量的35 左右 主要生产国有美国 占40 以上 中国 占20 左右 第一节概述 一 玉米加工业现状 一 国外玉米加工产业发展现状1 乙醇 全球使用量最多的生物质动力燃料 美国和巴西是世界上两大酒精生产和消费大国 第六章第一节一 一 美国是全球玉米工业利用最为发达的国家 每年用于工业方面的玉米量在5000万吨以上 所生产的产品销售额约为320亿美元 其中乙醇的销售额为150亿美元 产品主要用于代替汽油作为汽车燃料 2 有机酸 生物技术生产的有机酸有 柠檬酸 乳酸和衣康酸 产品 全球产量已达到140万吨 70 产品用于食品 主要是饮料 采用发酵技术生产的有机酸全球的产量为30左右万吨 约55 左右的产品用于食品工业 第六章第一节一 一 3 氨基酸 除蛋氨酸和甘氨酸外 其他氨基酸基本上都可采用发酵技术生产谷氨酸和赖氨酸是生产量最大的两种氨基酸 目前全球谷氨酸的生产量已达到200万吨左右 赖氨酸的生产量也接近80万吨苏氨酸是近年来增长比较快的一种氨基酸 全球的消费量已达到3万吨 第六章第一节一 一 4 淀粉糖系列 包括果葡萄糖 麦芽糖 葡萄糖 以及山梨醇 麦芽糖醇等糖醇类产品 目前全球淀粉糖的生产总量接近2000万吨 其中数量最多的是果葡糖 第六章第一节一 一 美国淀粉糖消费900万吨 全球淀粉糖生产 消费状况单位 万吨 5 变性淀粉 目前全球生产量在600万吨左右 造纸和食品加工是两大主要用户 美国每年的用量已达300万吨左右 其中60 左右的产品用于造纸工业 6 抗生素 采用发酵方法生产的抗生物素有青霉素 金霉素 土霉素 四环素等 其中青霉素的生产量最大 接近4万吨 7 其他 以酶制剂 农药 黄原胶 第六章第一节一 一 二 国内玉米加工产业发展现状1 淀粉糖 我国淀粉糖中葡萄糖所占比重较大2 酒精 主要消费领域是白酒 医药以及化工等3 味精 我国是全球最大的味精生产国和消费国4 赖氨酸 2006年全国赖氨酸的产能达到60万吨 第六章第一节一 二 国内每年用于工业方面的玉米量单位 万吨 5 柠檬酸 我国是全球最大的柠檬酸生产国 超过全球总消费量的60 6 酶制剂 糖化酶 淀粉酶 蛋白酶等3大类为主 果胶酶 葡聚糖酶 纤维素酶 碱性脂肪酶 木聚糖酶 乙酰乳酸脱羧酶 植酸酶7 变性淀粉 第六章第一节一 二 二 玉米加工的一般方法按是否使用大量的水作为介质干法加工 是否进行水汽调质处理湿法加工 第六章第一节二 半湿法加工 完全干法加工 按生产的产品类型分 1 饲用加工 2 食用加工 3 食品加工 4 淀粉加工 5 发酵深加工 6 联产加工 第六章第一节二 一 饲用联产加工方法即在加工提取饲用产品的同时 优先分离提取玉米胚 玉米皮和少量低脂肪 低蛋白的玉米粉 从而强化玉米资源的综合利用与开发 或者采用其他玉米加工 深加工的产品和副产品等用作饲用原料 达到联产增效的目的 第六章第一节二 一 二 食用产品联产加工方法以半湿法联产工艺为代表 主流工艺包括玉米清理 水热调质处理 破糁脱胚 提糁提胚 分级 研磨筛分等工序 并配合设置胚糁分离提纯的辅助工艺 可以生产玉米糁 玉米粗粉 玉米粉 低脂玉米粉和其他专用玉米制品以及玉米胚 玉米皮等副产品 第六章第一节二 二 三 湿法淀粉加工方法玉米湿法加工生产淀粉的同时 还可生产玉米胚 玉米蛋白粉 玉米皮 饲料等副产品 进一步综合利用 四 玉米发酵及其深加工方法 五 玉米食品加工和副产品综合利用玉米片 人造米 玉米面条 面包 膨化食品 消闲食品和功能性保健食品 如玉米素 玉米膳食纤维等 以及罐头食品 玉米油 玉米胚芽食品 玉米肽 玉米膳食纤维和DDGS 高蛋白浓缩饲料 第六章第一节二 三 五 三 玉米加工及其开发利用的趋势 一 玉米原料专用化饲用玉米和加工专用玉米 二 强调玉米深度加工和综合利用 三 设备专用化 四 产品系列化和专用化 第六章第一节三 一 四 第二节玉米干法加工 一 概述 一 玉米干法加工及其产品玉米糁 玉米粗粉 玉米粉 玉米胚和玉米皮 第六章第二节一 一 二 玉米清理 一 清理目的玉米的杂质含量一般在1 0 1 5 清理相对比较容易 二 清理设备玉米清理常用筛选法 风选法 比重分选法和磁选法 筛选是玉米清理的主要方法 常用的筛理设备有振动筛和平面回转筛 第六章第二节二 一 二 振动筛 平面回转筛 去石一般采用干法去石 主要使用吸式比重去石机磁选一般采用永磁筒或永久磁钢洗麦机对玉米进行充分的洗涤 可以除去玉米表面的泥灰和微生物 并能清除并肩石吸风分离器可有效地去除玉米中的轻杂质 吸式比重去石机 永磁筒 永久磁钢 第六章第二节二 一 二 三 清理流程 第六章第二节二 三 三 玉米脱皮干法脱皮 玉米经过清理后 不经过水汽调节工序 直接进入脱皮设备进行脱皮湿法脱皮 玉米清理后 经水汽调节工序后脱皮两种 第六章第二节三 我国北方地区的加工厂在秋季加工刚收购的高水分玉米 18 以上 玉米加工中 特别是提胚制糁 采用较为普遍 尤其是加工低水分玉米 必须采用湿法脱皮 否则严重影响脱皮效率和提胚率 玉米脱皮的目的意义1 提升玉米制品的食用品性2 提高工业用途的玉米制品的品质3 玉米皮有较高的综合利用价值4 提高玉米脱胚效率 第六章第二节三 一 二 玉米脱皮的方法与原理利用碾削碾白原理 利用高速旋转的金刚砂刃对玉米皮层进行连续切削和摩擦 破坏玉米皮与胚乳和胚的结合强度 使玉米皮层逐步被碾削擦离 从而达到脱皮目的 遵循 多级轻碾 原则 玉米胚皮工艺通常采用2 3道串联脱皮路线 湿法脱皮 玉米水分在16 17 干法脱皮 玉米水分在18 以上 第六章第二节三 二 适宜的含水量可以使玉米皮层有较好的韧性 三 脱皮设备1 横式砂辊脱皮机 第六章第二节三 三 橫式砂辊脱皮机通常两道串联使用 1 集料斗 2 主轴带轮 3 流量调节装置 4 进料斗 5 螺旋输送器 6 头段砂辊 7 筛筒 8 中段砂辊 9 末端砂辊 10 铁辊排料 11 出料口 2 立式砂臼脱皮机 第六章第二节三 三 1 立轴 2 筛筒 3 流量调节插板 4 进料斗 5 调节螺丝手柄 6 顶盖 7 阻力刀 8 砂臼 9阻力刀调节手轮 10 出口 11 传动轮 12 砂臼调节手轮 四 脱皮流程脱皮机出机物有两类 1 下脚 集料斗出口物 过筛物料 即玉米籽粒各结构组织部分的破碎物料 2 主流出机物 脱皮室主流出口物料 即玉米皮 玉米粒 包括脱皮玉米粒和未脱皮玉米粒 和少量破碎物等物料 第六章第二节三 四 比较混杂 量少 一般不加整理分离而作饲用 及时分离处理 进入下一道工序脱胚破糁 脱皮后物料分选的设备 风选设备 吸风分离器 垂直吸风道 分离提取玉米皮 玉米皮与玉米粒和其他碎料的悬浮速度差异 筛选设备 平筛 小方筛 平面回转筛 料粒度大小 第六章第二节三 四 吸风分离器 平面回转筛 第六章第二节三 四 橫式砂辊脱皮机脱皮流程 立式砂臼脱皮机脱皮流程 第六章第二节三 四 四 玉米脱胚与破糁 玉米脱胚与破糁的工作原理过程玉米脱胚 通过施加一定的机械作用力 将脱皮后玉米的胚与胚乳之连接结构破坏 使胚芽脱离的过程 破糁 将玉米胚乳结构破坏 使之破碎成一定粒度的碎粒的过程 第六章第二节四 一 脱胚和破糁可在同一工序中采用同一设备同时完成 二 玉米脱胚与破糁的目的与要求1 保持胚的完整 为胚的分离提取和纯化提供良好的前提条件2 玉米籽粒破碎程度适中 一般要求分成4 6瓣 粒形为近似方形 且相对整齐3 减少大碎粒或整粒 未破碎粒 和粉状物和小糁数量 第六章第二节四 二 三 玉米脱胚与破糁设备主要设备 锤片式脱胚破糁机 工作原理类同于锤片式粉碎机打板式脱胚破糁机 工作原理类同于打麦机碾辊式脱胚破糁机 工作原理类同于铁辊碾米机 第六章第二节四 二 1 FTPW型玉米脱胚机 集打 擦 刷 筛等多种机能为一体 可同时完成脱皮 脱胚和破糁三种功能 第六章第二节四 二 1 三角带传动机及防护罩 2 进粮口及观察窗 3 进粮斗 4 鱼鳞孔板筛筒 5 打板转子 6 吸风盘 7 出粮端盖 8 压力门 9 集糠斗 10 驱动电机 2 MHXG型玉米脱胚机 形体结构类似于卧式打麦机 其内部工作机构及工作原理也与卧式打麦机类同 第六章第二节四 二 1 进料口 2 主流物料出口 3 筛下物收集斗 第六章第二节四 二 3 P 215横式破糁脱胚机 1 阻力刀 2 皮带轮 3 流量调节手轮 4 进料斗 5 螺旋输送器 6 铁辊 7 砂辊 8 排料铁辊 9 出料压力门 4 锤片破糁脱胚机 利用高速旋转的锤片对玉米施加击打和剪切作用力 并使玉米粒在机内快速运动 玉米粒相互之间 与壳体和筛板之间发生碰撞 摩擦 第六章第二节四 二 1 出料收集斗及出口 2 下机壳 3 主轴 4 筛板 5 锤片轴 6 进料口 7 上机壳 8 锤片 9 支架 10 皮带轮 五 提胚提糁与在制品分级 提胚提糁与在制品分级的方法通常采用筛选法将再制品分级风选法 玉米皮密度分选法或风选法 提胚提糁 压胚工艺 将玉米胚挤压或碾压成片状而不使其破碎 第六章第二节五 一 玉米糁 玉米胚 玉米皮的主要物理特性 二 在制品分级在制品 玉米经脱皮 脱胚和破糁后所得产物总称 第六章第二节五 二 表5 12胚在各种在制品中的分布 三 常用设备1 风选设备 吸式风选器 蜗壳风选器2 筛选设备 平筛 方筛3 密度分选设备 吸式去石机 种子精选机 重力分级机 第六章第二节五 三 吸式风选器 重力分级机 分糁提胚效果很好 一般分出3种物料 即吸走的玉米皮 较轻的玉米胚和较重的玉米糁 四 提胚提糁及在制品分级工艺流程工艺确定原则 先用风选设备分离提出玉米皮及少量其他物料碎屑 减少其对分级工作的影响 采用平筛对在制品进行粒度分级 确定各类物料的合理去向 对分级后大渣 中渣采用密度分级机进行提胚提糁并按物料密度再次分级 采用风选设备分离糁中含皮和碎屑 提高糁的质量 采用2道以上的压胚提胚工艺对含胚物料进行提胚及纯化 确定其他物料的合理去向 第六章第二节五 四 提胚提糁及分级基本工艺流程 第六章第二节五 四 大糁 中糁通常在玉米制粉前提取 小糁一般在玉米制粉工艺中提取 提糁量的大小决定因素 1 取决于玉米品质 蛋白质含量较高 角度率较高的玉米 提糁量可适当加大 2 取决于产品用途需求 一般提糁量为20 30 第六章第二节五 四 六 研磨 筛分与清粉玉米制粉环节最重要的工艺目的 通过多种研磨与筛分 逐步剥刮 分离和研磨 制取含皮胚组织尽量少的玉米粉 研磨遵循逐道研磨 逐道筛分的工艺原则2 3道胚磨系统 压胚工艺 4 5道皮磨系统 2 3道心磨系统 还可配置次磨或尾磨 第六章第二节六 一 胚磨系统 处理高含胚物料 通过研磨挤压扩大胚 糁粒度差异 使胚 糁能够有效分离 有利于提胚及胚的纯化 同时剥离胚粒上的连带胚乳皮磨系统 处理玉米渣料 通过研磨挤压造成胚 糁粒度差异 以提取高含胚物料和较好品质的小糁 剥刮胚粒上的胚乳和剥离前路工艺中未擦离的玉米皮 大量出粉心磨系统 处理粗粒和粗粉 磨细出粉 少量提胚 第六章第二节六 一 主要设备 辊式磨粉机 第六章第二节六 一 辊式磨粉机 二 筛分主要目的 提胚 在制品分级和筛粉主要设备 高方筛 挑担平筛 面粉检查筛 三 精分与风选主要设备 蜗轮风选器 第六章第二节六 二 高方筛 挑担平筛 面粉检查筛 七 玉米干法加工工艺流程工艺可分为 玉米联产加工工艺 提取较多 较纯的玉米胚芽 其他产品的得率和纯度也较高提胚制糁加工工艺提胚制粉加工工艺全部磨粉不脱胚的加工工艺 玉米经过清理 着水湿润一段时间后 不去胚直接把整粒玉米破碎 研磨成各种玉米掺或玉米粉 第六章第二节七 在玉米水分较低的情况下脱胚 湿润时间较短 不需蒸汽装置 动力消耗低 产品不需要干燥 已很少采用 玉米联产加工指在玉米加工过程中同时提取玉米糁 玉米胚和多种玉米粉的玉米加工工艺 玉米联产有利于充分利用玉米资源 生产多种产品 出品率比单独制糁高15 左右 第六章第二节七 一 玉米 清理 水汽调节 脱皮 破糁与脱胚 提糁与提胚 磨粉与提胚 日加工90吨玉米的联产工艺流程图 二 玉米提胚制粉工艺即在玉米加工中同时生产玉米粉和玉米胚两种产品的加工工艺方法 提胚率高 胚芽纯度好 但用设备多 单位产品动力消耗大 方法 提胚效率较低 但所用设备少 动力消耗低 第六章第二节七 二 玉米 清理 水汽调节 脱皮 脱胚 重力分级机提胚 磨粉与提胚 玉米 清理 水汽调节 脱胚 磨粉与提胚 日加工100吨玉米的提胚制粉流程图 三 国外玉米干法加工工序包括 清理 水分调节 脱胚 干燥与冷却 分级与磨粉美国 有95 的玉米加工厂采用贝尔脱胚机 经贝尔脱胚机处理后的物料 必须进行干燥 使水分降低至15 15 5 干燥可采用回转式蒸汽干燥机欧洲 玉米脱胚常甩撞击脱胚机 第六章第二节七 三 玉米干法加工粉路图 第三节玉米湿法加工 玉米湿法加工主要是生产玉米淀粉 同时生产胚 玉米浆 蛋白粉和饲料等副产品 一般选用马齿型和半马齿型玉米 一 玉米湿法加工的技术与设备 引进国外较先进的整套生产线 引进主要设备 如蝶片离心机 冲击磨 针磨 曲筛 旋流分离器 干燥机等 配以国产的辅助设备形成生产线 全部采用国产设备组成的生产线 第六章第三节一 二 玉米湿法 淀粉 加工工艺 一 玉米清理1 筛选2 比重 密度 分选3 磁选4 清洗 第六章第三节一 一 二 玉米浸泡1 浸泡的目的和作用机理玉米浸泡的目的 降低玉米籽粒的机械强度 削弱胚乳中淀粉颗粒间保持的连结键 浸提出籽粒中的部分可溶性成分 通过浸泡使玉米籽粒吸水膨胀 使皮层 胚芽 胚乳易于分离 第六章第三节一 二 亚硫酸水溶液 亚硫酸水溶液优点 可以迅速增加玉米皮层膜的透水性 促进籽粒吸水并使籽粒中的可溶性成分溶出 可以使包围在淀粉颗粒周围的蛋白质网膜打开 有利于淀粉颗粒的游离 有效地抑制随玉米带进来的微生物的活动 第六章第三节一 二 亚硫酸水溶液的浓度0 2 0 3 pH值3 5 浸泡水温度48 55 浸泡时间60 70小时 3 玉米浸泡工艺静止浸泡法 每个浸泡罐都是一个独立的浸泡单位 互相之间不发生联系 很少采用逆流浸泡法 把几个或十几个浸泡罐用管路连接起来 组成一个相互之间的浸泡液可以循环的浸泡罐组 第六章第三节一 二 新装罐的玉米 浸泡过较短时间玉米的亚硫酸水溶液 浸泡过较短时间的玉米 新鲜的亚硫酸水溶液 浸泡过较长时间的玉米 浸泡过较长时间玉