玉米淀粉生產(chǎn)技術(shù)研究 玉米凈化及浸泡

1、玉米凈化及浸泡玉米淀粉生產(chǎn)技術(shù)研究專題之四內(nèi)容提要：本專題內(nèi)容主要包括以下幾部分：（1）充分認(rèn)識玉米粒的組成及化學(xué)成分，玉米粒的質(zhì)量對加工的影響，提出玉米清理的必要性。（2）針對目前玉米清理設(shè)備狀況，提出改進(jìn)方案。（3）深入探討玉米浸泡機(jī)理及浸泡“三要素”的作用。（4）通過半連續(xù)逆流循環(huán)浸泡的原理，討論逆流浸泡的具體操作方法。（5）探討逆流浸泡自動化控制和多罐串聯(lián)全連續(xù)逆流浸泡流程。（6）討論亞硫酸制取方法。關(guān)鍵詞：玉米清理，玉米浸泡機(jī)理，半連續(xù)逆流浸泡，亞硫酸制取。以下是專題的具體內(nèi)容：一、玉米的質(zhì)量與凈化 首先認(rèn)識玉米的組成及化學(xué)成分1、玉米的組分 玉米粒主要有胚乳、胚芽、皮和根帽組成。據(jù)

2、有關(guān)資料報道，胚乳是玉米粒的最主要部分，約占玉米粒干重的82%84%。胚乳中淀粉是主要成分占87.6%，另外有脂肪0.8%、蛋白質(zhì)8.0%、灰分0.3%，糖0.62%，其他2.7%，胚芽約占玉米粒干重的11.1%。胚芽成分中脂肪占33.2%，另外還有淀粉8.3%、蛋白質(zhì)18.4%、灰分10.5%、糖10. 8%、其他8.8%。皮約占玉米粒干重的5.3%，皮中纖維是主要成分約占86.7%。另外還有淀粉7.3%、脂肪1.0%、蛋白質(zhì)3.7%、灰分0.8%、糖0.34%。根帽約占玉米粒干重的0.8%。根帽中主要含纖維占78.6%。另外還有淀粉5.3%，脂肪3.8%，蛋白質(zhì)9.1%，灰分1.6%，糖1

3、.6%。從以上可以看出，胚乳主要含淀粉和蛋白質(zhì)，胚芽主要含脂肪和可溶性物質(zhì)，皮和根帽主要含纖維和其他。對于整粒玉米而言，各種組分所占干物比例為淀粉71.7%、蛋白質(zhì)9.5%、脂肪4.3%、灰分1.4%、戊聚糖6.2%、纖維9.5%、纖維素和木質(zhì)素3.3%、糖2.6%、各類胡蘿卜素30mg/kg。除以上成分外，還含有許多有高營養(yǎng)價值的成分，如各種礦物質(zhì)，維生素及不飽和脂肪酸等。這些礦物質(zhì)中磷是主要的，并且大部分以肌醇六磷酸酯的形式存在，有80%左右存在于玉米胚芽中，還有以有機(jī)物存在的氨基酸。玉米粒中的蛋白質(zhì)又分為醇溶性蛋白，谷蛋白和球蛋白以及不溶性蛋白。主要分布在胚乳和胚芽中。胚乳中蛋白質(zhì)占12

4、%（干基），其中主要是醇溶性蛋白（占52%），另外有球蛋白（20%），谷蛋白(17%)，不溶性蛋白（11%）。胚芽中蛋白質(zhì)占18.4%，其中主要是谷蛋白（51%），另外還有球蛋白（37%）醇溶蛋白（5%），不溶性蛋白（7%）。玉米粒中纖維素物質(zhì)主要分布在皮中（占51%），另外胚芽（16%），角質(zhì)胚乳（15%），粉質(zhì)胚乳（12%），其他在根帽中。以上分析玉米粒組分的目的主要在于充分認(rèn)識淀粉及各種副產(chǎn)品的成分組成，盡可能利用有利于生產(chǎn)的相關(guān)因素，克服影響生產(chǎn)的不利因素，便于生產(chǎn)過程中的操作控制及進(jìn)一步深加工開發(fā)的研究。2、玉米的質(zhì)量對加工淀粉影響關(guān)于玉米的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，各企業(yè)參照國家標(biāo)準(zhǔn)都制定了各自的

5、收購標(biāo)準(zhǔn)。以下主要討論影響玉米質(zhì)量的因素及對加工淀粉的影響。（1）玉米粒水分的影響玉米粒水分對工業(yè)生產(chǎn)影響較大，水分在14%以內(nèi)為安全貯存。水分超過14%時，玉米細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度將高出幾倍甚至幾十倍，酶促反應(yīng)增強(qiáng)，使碳水化合物降解為二氧化碳和水，同時放出大量熱能。據(jù)有關(guān)資料報道：在一定溫度下，不同水分的玉米需要在規(guī)定時間內(nèi)加工，例如：溫度25時，玉米水分20%時加工期為4天，23%時為3天，超過25%時最多不超過2天。同時高水分玉米不易浸泡（因玉米水分很快達(dá)到平衡，可溶性物質(zhì)不易浸出）且浸泡液濃度低，蛋白質(zhì)不易分離。（2）玉米存放時間的影響玉米在安全貯存水分（14%）以內(nèi)，存放時間對加工也有著一

6、定影響。據(jù)報道，在安全水分貯存期間，隨貯存時間的延長，玉米粒發(fā)生酶解作用使淀粉降解轉(zhuǎn)化為可溶性糖類增多降低玉米品質(zhì)，加工淀粉收率降低，無形損失增加。（3）玉米粒發(fā)芽率的影響玉米粒發(fā)芽率的高低表示玉米胚芽的完整程度。淀粉生產(chǎn)要求發(fā)芽率在80%以上。當(dāng)玉米粒受損喪失發(fā)芽時，其內(nèi)部將發(fā)生化學(xué)、生物和酶的變化，使?jié)衲ザ荣|(zhì)量降低。發(fā)芽率低的玉米，不但胚芽分離困難，胚芽收率低，而且因濕磨質(zhì)量的降低而導(dǎo)致淀粉收率降低。（4）玉米粒干燥方式的影響玉米粒干燥方式對淀粉生產(chǎn)有著重要影響，最大限度地降低玉米干燥溫度和速率對提高玉米質(zhì)量至關(guān)重要。干燥溫度超過60時，將引起胚芽變脆，玉米胚芽收率降低；淀粉變性甚至糊化，

7、淀粉質(zhì)量差；蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致浸漬困難。纖維渣帶走淀粉多，淀粉收率低。企業(yè)加工利潤降低。所以國家對玉米淀粉及發(fā)酵工業(yè)用玉米質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，烘干玉米不宜做淀粉及發(fā)酵工業(yè)用。自然曬干的玉米淀粉收率高，質(zhì)量好，淀粉損失少。（5）玉米中雜質(zhì)的影響工廠收購的玉米中會含有塑料繩頭、玉米碎芯、穗花、秕粒等有機(jī)雜質(zhì)以及砂、石、泥土、無機(jī)雜質(zhì)與鐵類金屬物質(zhì)等雜質(zhì)。各種雜質(zhì)的存在給玉米加工帶來了不少麻煩。例如：繩頭、玉米碎芯會堵塞管道，砂、石、泥土不但增加設(shè)備磨損，而且將導(dǎo)致產(chǎn)品中灰分增加；砂石、金屬等堅(jiān)硬物質(zhì)，會損壞設(shè)備。所以在加工前必須進(jìn)行清理凈化。凈化效果主要取決于清理設(shè)備。下面主要討論玉米的清理設(shè)備。3.

8、玉米的清理設(shè)備根據(jù)玉米中的各類雜質(zhì)的特性，清理設(shè)備有輕雜吸風(fēng)分離器、清理分離篩、除塵器、去鐵器及去石裝置。由于玉米雜質(zhì)中輕雜（繩頭、芯、秕粒、穗）影響著清理分離篩的正常運(yùn)行，在清理分離篩前加輕雜吸風(fēng)分離器是必要的。 輕雜吸風(fēng)分離器輕雜吸風(fēng)分離器是近兩年消化吸收國外技術(shù)研制開發(fā)用于玉米輕雜的分離設(shè)備。由于各方面原因，至今都沒有用好，甚至成了除雜的擺設(shè)，有必要加以改進(jìn)。下面研究討論一下其結(jié)構(gòu)及工作原理。結(jié)構(gòu)示意圖如右圖：工作原理：毛玉米沿下落時，氣流將雜質(zhì)從與之間的空隙中吸走，大雜在中收集，輕雜經(jīng)吸入收集，灰塵有收集。輕雜分離的關(guān)鍵在于：一是與的間距中的風(fēng)速能吸走雜質(zhì)而吸不走玉米（建議風(fēng)速14m/

9、s-20m/s）；二是內(nèi)的風(fēng)速小于雜質(zhì)的懸浮速度，能使雜質(zhì)不落。三是內(nèi)的風(fēng)速小于大雜的懸浮速度而大于輕雜的懸浮速度，即能吸走輕雜而使大雜下落（建議風(fēng)速5-8m/s）；四是、配置合理。希望根據(jù)以上分析，并進(jìn)一步探討，將原有的吸風(fēng)分離器加以改進(jìn)，使其起到應(yīng)有的作用，有利于清理篩的正常運(yùn)行。 清理分離篩清理分離篩是玉米凈化中的主要設(shè)備。它是根據(jù)玉米粒與雜質(zhì)的體積不同而將二者進(jìn)行分離的。它屬于糧食加工行業(yè)通用的糧食清理機(jī)械。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可分為平篩（振動篩、平面回轉(zhuǎn)篩）和圓筒篩。其中平面回轉(zhuǎn)篩清理效果最好，但處理能力較小不適應(yīng)較大規(guī)模的玉米淀粉生產(chǎn)。目前玉米淀粉生產(chǎn)的玉米清理普遍采用雙層圓筒篩。其工作

10、原理是毛玉米進(jìn)入旋轉(zhuǎn)圓篩的內(nèi)篩筒除去大雜，小雜經(jīng)外篩筒落下，凈玉米從兩篩筒之間排出。目前清理篩較普遍存在內(nèi)筒篩孔徑過大（20mm），玉米進(jìn)入內(nèi)篩后大雜沒有得到清理舊過早地篩下。由于進(jìn)入外篩筒的糧層過厚，降低了小雜的清理效果。加上進(jìn)入清理篩的輕雜質(zhì)過多等各方面因素，所以目前玉米清理效果都不理想。盡管配置了兩道清理篩，但由于兩道的篩孔質(zhì)量相同，還是因玉米雜質(zhì)過多而給生產(chǎn)帶來了不利。現(xiàn)有清理篩的改進(jìn)非常必要。第一，雙層圓筒篩內(nèi)篩孔徑選擇應(yīng)分成三段（f18-f16-f14），外篩孔徑（f7-f5-f3）。篩體傾斜角隨進(jìn)料大小進(jìn)行調(diào)整，充分利用篩理面積。篩體轉(zhuǎn)速要合理，盡量增加篩下物通過率。篩體吸風(fēng)配制

11、合理，既做到篩下物負(fù)壓運(yùn)行，最大限度將輕雜吸走。第二，選擇錐式雙層圓篩。毛玉米從內(nèi)錐篩小流進(jìn)入，在離心力的作用，大雜從大端篩上拋出，篩理面積得到完全利用。篩孔徑可（f14-f16），大雜分離徹底。同理，外篩小雜也能得到充分分離。注意：錐篩轉(zhuǎn)速直徑以及錐角的確定。第三，采用兩道玉米清理。入倉前的初清篩，出倉進(jìn)車間前為清理精篩。初清篩內(nèi)孔徑可適當(dāng)加大以適應(yīng)玉米收購量。清理精篩內(nèi)孔徑可適當(dāng)變?。ㄒ蚣庸ち客读狭枯^收購量小），以保證清理效果。 去石（并肩石）設(shè)備毛玉米中體積小于玉米粒的砂石已經(jīng)清理篩去除，體積與玉米相同的砂石（并肩石）需要進(jìn)一步去除。并肩石的去處在其他糧食加工中常用比重去石機(jī)干法去石。由

12、于比重去石機(jī)的處理能力不能滿足玉米淀粉生產(chǎn)中工廠玉米清理量大的要求，所以目前國內(nèi)大都采用濕法去石。濕法去石的方法：一是在玉米水力輸送槽中的沉淀去石，由于沉淀時間較短，去石作用不大。二是采用旋流分離去石（砂石旋流捕集器）。由于影響旋流分離效果的因素很多，加上砂石對器體的磨損嚴(yán)重，目前砂石旋流捕集器的應(yīng)用效果都不甚理想。 在以上方法中，去除的砂石中含玉米太多，兩者的二次分離至今沒有很好的辦法，只能靠人工去挑揀，非常費(fèi)工。為防止砂石進(jìn)入淀粉成品，在淀粉分離前采用淀粉乳旋流砂石捕集器進(jìn)行去石。在實(shí)際生產(chǎn)中，旋流除砂效果也不太理想，還將有淀粉損失。目前，凈化玉米中的并肩石去除，至今沒有得到很好的解決。以

13、下提出一種方法供大家探討。玉米進(jìn)入水力輸送槽前經(jīng)過一道風(fēng)力輸送去石。即出倉玉米采用誘導(dǎo)式接料器經(jīng)輸送，卸料進(jìn)入水力輸送槽。由于玉米比重小于并肩石，可以在一定風(fēng)速下使兩者分離，這樣，可能增加動力消耗，但是去石效果可能較好。統(tǒng)籌分析，干法去石可能好于濕法去石。 去鐵磁選器目前在糧食加工行業(yè)，有很多類型的磁選器。如永磁筒、電磁除鐵器（自動去鐵器）供使用選擇。最簡單有效的方法還要在頭道磨進(jìn)料口設(shè)置永久磁鐵塊。4. 玉米水洗除塵玉米經(jīng)輕雜吸風(fēng)分離、清理篩分離、去石、去鐵等裝置清理后，其中的雜質(zhì)絕大部分已清除干凈，但表面粘連的灰塵還將導(dǎo)致因玉米浸泡水中會有泥沙，而影響玉米浸泡水蒸發(fā)濃縮和玉米漿質(zhì)量。生產(chǎn)實(shí)

14、際表明，玉米浸泡前再經(jīng)水洗去除表面粘連的泥土是十分必要的。水洗除塵流程：玉米水洗輸送泵泵重力曲篩浸泡輸送槽沉淀罐泵排污去廢水治理高溫廢水 洗水可用生產(chǎn)過程高溫廢水（如三效汁氣冷凝水50左右），這樣可利用廢熱提前給玉米加溫。在實(shí)際生產(chǎn)中，人們對淀粉生產(chǎn)主車間倍加關(guān)注，對玉米清理重視程度不夠，加上清理設(shè)備的不足，往往因清理效果不好而影響淀粉的正常生產(chǎn)，所以，玉米清理應(yīng)引起足夠重視，要對清理設(shè)備加以改進(jìn)。凈化后的玉米浸泡是“泡、磨、分”生產(chǎn)淀粉過程的首要工序?！芭荨笔恰澳ズ头帧钡闹匾A(chǔ)條件。由于玉米浸泡工藝比較抽象和復(fù)雜，浸泡質(zhì)量難以量化和控制，因浸泡質(zhì)量直接影響淀粉生產(chǎn)過程的問題不斷發(fā)生，所以必

15、須弄清保證玉米浸泡質(zhì)量必須具備哪些條件，這些條件對玉米浸泡各起哪些作用？怎樣去提供和控制這些條件？以下討論玉米浸泡的有關(guān)問題：玉米浸泡是利用一定濃度的亞硫酸在一定溫度下，將玉米浸泡一定的時間。浸泡的目的：第一可降低玉米粒的機(jī)械強(qiáng)度，使玉米軟化，便于后道工序的減積操作。第二是抑制微生物的有害活動，防止生產(chǎn)過程中物料的腐敗。第三是浸出玉米粒的可溶礦物質(zhì)，減少成品中的灰分。第四是破壞或削弱玉米粒內(nèi)部各組分之間的聯(lián)接，分散胚乳細(xì)胞中的蛋白質(zhì)網(wǎng)，使被蛋白質(zhì)網(wǎng)緊裹的淀粉游離出來。為達(dá)到玉米浸泡的目的，保證浸泡質(zhì)量，下面研究分析玉米浸泡的機(jī)理。1.玉米浸泡機(jī)理：大家都知道，亞硫酸濃度、浸泡溫度和時間是玉米浸

16、泡的“三要素”。下面首先分析亞硫酸的作用： 亞硫酸的作用第一、 亞硫酸可將玉米的半滲透膜轉(zhuǎn)變成滲透膜，促使浸泡水進(jìn)入玉米內(nèi)部進(jìn)行作用，同時有利于籽粒內(nèi)部可溶物向外滲透。第二、亞硫酸能破壞玉米粒內(nèi)部的蛋白質(zhì)網(wǎng)，使被蛋白質(zhì)網(wǎng)緊裹的淀粉顆粒游離出來，容易與纖維蛋白質(zhì)分開。第三、亞硫酸又能使一部分蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)為溶解狀態(tài)。此現(xiàn)象主要是亞硫酸離子與蛋白質(zhì)基團(tuán)反應(yīng)生成易溶于水的硫代硫酸鹽，表達(dá)式為：h2so3 h+ + hso3-hso3- + rs-sr- rsso3- + rs-蛋白質(zhì)硫代硫酸鹽可以逐漸擴(kuò)散轉(zhuǎn)入浸泡水中，但擴(kuò)散作用較慢，所以玉米浸泡一般需要2-3天的時間。亞硫酸對蛋白質(zhì)的抽提效果和濃度有關(guān)。

17、據(jù)有關(guān)研究資料表明：亞硫酸濃度與蛋白質(zhì)抽提效果存在如下關(guān)系：亞硫酸so2含量/% 抽出總蛋白質(zhì)含量/%（干基）0.040.100.150.180.250.400.8011.4715.5216.2716.1013.6011.4010.70從上表可以看出，亞硫酸so2含量以0.15-0.18%為好。單罐浸泡研究試驗(yàn)表明：玉米在浸泡過程中，浸泡液干物質(zhì)含量也隨so2的變化而變化。開始階段（0-8h），浸泡液中的so2濃度量直線下降（0.1% 0.05%左右），干物質(zhì)呈直線上升（1.8g/100ml 5.88g/100ml），16 h以后，so2濃度變化很慢，干物質(zhì)也增加緩慢，至56h時增加至7g/1

18、00ml，浸泡液ph值隨之變化開始偏低（僅3.7左右），以后由于亞硫酸被玉米吸收，ph逐步不斷增加，到16h時，ph值達(dá)最高值5.0左右，以后隨乳酸量的增加ph值隨之降低，至32h時，基本保持在4.0左右。研究資料表明，so2濃度與玉米吸水速度有一定關(guān)系，so2濃度高，玉米吸水速度快。但濃度過高，將抑制浸泡過程乳酸菌的生長，降低乳酸含量，對浸泡不利。具體操作中so2濃度還要根據(jù)玉米品種與質(zhì)量、生產(chǎn)季節(jié)以及浸泡罐密封程度第四、亞硫酸可使無機(jī)鹽轉(zhuǎn)為溶解狀態(tài)，溶入玉米浸泡液成為稀玉米漿，稀玉米漿具有重要用途。第五、亞硫酸可防止雜菌繁殖，抑制玉米浸泡過程產(chǎn)生腐敗。而亞硫酸又不抑制乳酸菌的繁殖生長，產(chǎn)生

19、乳酸，這是亞硫酸的特殊作用。大量的研究試驗(yàn)表明，其他浸泡劑（如醋酸、鹽酸、乳酸、亞硫酸鹽）對玉米的浸泡效果都不如亞硫酸。 乳酸的作用首先認(rèn)識乳酸的生成。玉米浸泡過程不僅是物理擴(kuò)散過程，同時也是生物化學(xué)過程乳酸發(fā)酵過程。因浸泡過程條件（如溫度、酸度等）適合于乳酸菌生長，玉米本身帶有乳酸菌能轉(zhuǎn)化浸泡液中的可溶性糖生成乳酸。其轉(zhuǎn)化反應(yīng)式如下： ch2oh ch3 ch3c6h12o6 2chohh2o2c=o h2o 2choh 己糖 cho cho cooh 丙糖 丙酮糖 乳酸乳酸菌隨著玉米與浸泡液接觸時間的延長和so2含量的降低而逐漸增加，乳酸發(fā)酵旺盛，乳酸量隨之增加。單罐浸泡研究資料表明，由于

20、玉米中的可溶性糖最先溶出，浸泡液中的還原糖量在浸泡的前16h上升迅速（從0.4g/100ml上升到1.8g/100ml），以后隨乳酸的發(fā)酵，糖量隨之減少，到浸泡56h時，糖含量僅為0.3g/100ml，同時乳酸菌的相對活性也從16h后隨之增加，乳酸含量也從16h的0.2 g/100ml左右上升到56h的2.0 g/100ml（對浸泡液中干物質(zhì)相當(dāng)于28%）。浸泡質(zhì)量的好壞，在實(shí)際生產(chǎn)中往往以檢測分析浸泡液中乳酸含量來檢查或鏡檢觀察乳酸菌的生長情況來推測（菌體粗狀較長）每毫升浸泡液中菌體數(shù)量61047104個為好）。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時，可人為地采取措施，增加系統(tǒng)乳酸菌的量。如：在浸泡罐中適當(dāng)添加還原糖

21、含量（可以加入0.2%的葡萄糖母液來促使乳酸菌繁殖），或加入純化培養(yǎng)的乳酸菌，或采取自身接種的方式（從生長較旺盛的罐取出倒入較差的罐）。以下再討論乳酸的作用。乳酸的生成對其他微生物的繁殖生長有抑制作用。但乳酸菌本身對乳酸的耐受性也有一定限制，所以乳酸量過多也會抑制乳酸菌的發(fā)酵而影響乳酸產(chǎn)量。浸泡液乳酸含量越高，玉米中蛋白質(zhì)溶出的也越多，浸泡液中蛋白質(zhì)含量越高。有研究資料表明，浸泡液中乳酸含量與蛋白質(zhì)含量存在如下關(guān)系：乳酸含量/%（干基） 蛋白質(zhì)含量/%（干基）7.858.9910.3512.0912.5113.9118.7425.0531.2138.2541.1244.3746.6547.80

22、從上表可以看出，浸泡液中乳酸含量在12%以上為好。同一研究資料表明，浸泡液中乳酸最大允許量為22%。逆流浸泡研究試驗(yàn)資料表明：浸泡液中干物質(zhì)隨玉米浸泡時間的延長，乳酸含量不斷增加而增加（乳酸含量0.6g/100ml上升至1.648g/100ml，干物質(zhì)含量1.5%上升至6.5%）。為了促進(jìn)浸泡過程的乳酸發(fā)酵，應(yīng)該根據(jù)乳酸菌的生長特點(diǎn)，制造適合于乳酸菌的生長條件。下面分析乳酸發(fā)酵條件。大量研究試驗(yàn)證明：玉米浸泡過程中的乳酸菌是一種耐高溫的乳酸菌。菌種發(fā)育生長的條件是：溫度4555，ph3.94.1，so2含量在0.05%以內(nèi)。浸泡系統(tǒng)乳酸菌的來源主要有兩個渠道，一是新加料玉米的帶入，二是來自浸泡

23、過程的老漿（浸泡時間最長的浸泡液）。再加上老漿中so2含量低（0.05%以內(nèi)）正適合乳酸菌的生長。所以只有往老漿中加入新玉米最適合于乳酸的發(fā)酵，即是應(yīng)采用逆流循環(huán)浸泡。在逆流浸泡中老漿加入新玉米，新酸加入老玉米（浸泡時間最長待加工的玉米）新酸中so2雖然濃度大大高于0.05,但兩者接觸時間較短，對乳酸發(fā)酵影響也不大。同時為最大限度地萃取玉米粒內(nèi)部的可溶物，提高可溶物與亞硫酸的濃度差，所以老玉米加入新酸還是十分必要的。所以玉米浸泡過程切忌打亂逆流循環(huán)系統(tǒng)。在玉米浸泡機(jī)理的討論中，除研究分析亞硫酸和乳酸的作用外，還存在玉米粒中溶解性物質(zhì)的擴(kuò)散過程。擴(kuò)散過程玉米粒在浸泡過程中，不斷吸水膨脹，而玉米粒

24、內(nèi)部的可溶物不斷向浸泡液中擴(kuò)散，從而使玉米粒組分發(fā)生了變化，經(jīng)有關(guān)研究分析：玉米粒經(jīng)浸泡后，其灰分（礦物質(zhì)）可以浸出70，可溶性碳水化合物可以浸出42，含氮物質(zhì)進(jìn)出16。胚芽中浸出的干物質(zhì)為最多（約占胚芽重量的35），胚芽中85%的礦物質(zhì)和60%蛋白質(zhì)被萃取浸出（因?yàn)榕哐恐械牡鞍踪|(zhì)有70%-75%是酸溶性的球蛋白）。而胚乳和皮中的蛋白質(zhì)大部分是醇溶蛋白和谷蛋白（堿溶），球蛋白僅占10%，所以玉米浸泡中胚乳和皮中僅僅提出了13%-14%的蛋白質(zhì)。浸泡液中的含氮物有63%是胚乳和皮的蛋白質(zhì)，37%是胚芽的蛋白質(zhì)。在玉米浸泡中總可溶物的60%在開始的10-12個小時浸出，最后的30-40小時僅浸出1

25、0%，其余30%的可溶物仍殘留在濕玉米粒中，礦物質(zhì)主要在浸泡的前期被浸出，蛋白質(zhì)則在整個浸泡過程均衡被浸出，胚芽含氮物大部分在前24小時被浸出，以后驟然減少。浸泡溫度對浸泡的影響浸泡溫度的高低與玉米浸泡關(guān)系極大，溫度高可增加玉米膨脹速度，縮短浸泡時間。但溫度過高也會帶來不利影響，如：超過55c就會抑制乳酸菌的生長，超過60c就會引起蛋白質(zhì)變性而凝固，導(dǎo)致淀粉分離困難，影響蛋白質(zhì)抽提。超過65c就造成淀粉糊化，致使收率和質(zhì)量下降，所以最適浸泡溫度是48-52c浸泡過程要求溫度要穩(wěn)定，不能忽高忽低，特別是已軟化的玉米不能與冷水接觸。浸泡時間對浸泡的影響浸泡時間的長短對玉米粒的吸水、膨脹、可溶物的抽

26、提量等都成正比關(guān)系。但是，往往在浸泡前期表現(xiàn)比較明顯，當(dāng)玉米粒的水分達(dá)到平衡，繼續(xù)浸漬時，玉米粒的含水量不但不再增加，反而略有降低（因隨時間的延長，蛋白質(zhì)逐漸變性失去水分子而重量減小）。浸泡吸水時間與玉米品種有很大關(guān)系。對馬牙玉米而言，一般浸泡18-36小時，吸水量可達(dá)最大值。但統(tǒng)籌考慮亞硫酸與乳酸的作用，玉米浸泡時間應(yīng)控制在40-55小時。具體浸泡時間還要根據(jù)玉米品種及玉米烘干方式，生產(chǎn)季節(jié)及亞硫酸濃度等因素確定。通過以上對浸泡機(jī)理的分析，可得出：溫度、時間及亞硫酸中so2濃度是保證浸泡質(zhì)量的“三要素”。充分認(rèn)識掌握浸泡機(jī)理，在實(shí)際操作中加強(qiáng)對“三要素”的控制，確保玉米浸泡質(zhì)量。以下討論玉米

27、浸泡方法。2.玉米浸泡方法玉米浸泡通常有以下幾種方法：間歇浸泡一般指單罐浸泡，即加玉米、加酸、浸泡、排漿、洗滌、卸料六大過程都在同一罐間歇進(jìn)行，浸泡液循環(huán)液在本罐進(jìn)行。這種方法工藝簡單、安全、方便。但浸泡效果差，浸出可溶物質(zhì)少，早在90年代初 小規(guī)模（日加工50噸以內(nèi)）的工廠都用此方法，現(xiàn)在已無采用。半連續(xù)浸泡指玉米加入一個浸泡罐后，即在本罐完成浸泡的全（六大）過程，中間不再運(yùn)動，只是浸泡液循環(huán)流動。由于玉米在罐內(nèi)不運(yùn)動，只有亞硫酸在連續(xù)倒灌，所以稱半連續(xù)浸泡。半連續(xù)浸泡的浸泡液流動方式也有多種多樣。一種是完全按逆流方式連續(xù)流動即除正在加料和卸料的罐外，新酸連續(xù)加入玉米浸泡時間最長的罐，此罐的

28、浸泡液按逆流方式倒灌，最后至新加玉米的罐，老漿（浸泡時間最長的浸泡液）從新玉米罐排出。此種循環(huán)方式?jīng)]有自身循環(huán)，玉米是間歇加料及卸料，亞硫酸是連續(xù)進(jìn)出料，浸泡液濃度和量需要很好的控制。目前國內(nèi)很少采用。另一種方法是自身循環(huán)加倒灌循環(huán)即老漿倒入新玉米罐浸泡，在倒灌過程中，各罐浸泡液均按逆流方式同時倒灌，直至浸泡液沒過（新加玉米罐）的玉米30cm左右，可停止倒灌，此時各罐液面應(yīng)保持基本一致，最后一罐即尾罐（玉米浸泡時間最長的罐）的浸泡液已基本倒空，可將新酸加入尾罐，然后各罐進(jìn)行自身循環(huán)。老漿在新玉米罐自身循環(huán)幾小時（一般6-8小時）后排出（稀玉米漿去濃縮）。稀玉米漿排除后，再按逆流方式逐級將新亞硫

29、酸倒入相鄰的尾二罐（玉米浸泡時間比較長的罐），尾罐倒空后可以加入過程水洗滌，洗滌后的玉米卸料去頭道破碎。當(dāng)卸料完后，此尾罐又變?yōu)槭坠蓿捕蕹蔀槲补?，這樣周而復(fù)始的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)此種方法稱為半連續(xù)半逆流浸泡。當(dāng)新玉米采用老漿輸送時，稱半連續(xù)全溢流浸泡，目前國內(nèi)大都采用此法浸泡玉米。有關(guān)研究單位對半連續(xù)逆流浸泡各浸泡罐中浸泡液的成分進(jìn)行了檢測，各成分變化有以下規(guī)律（如下圖）。在上圖中，新酸從1#罐加入，新玉米（老玉米罐）從10#罐加入。分析圖中各成分變化可以看出，新酸so2濃度開始為0.13%。加入1#罐（老玉米罐）。以后隨著按逆流倒灌順序與玉米接觸時間的延長而逐步降低，最后至新加玉米10#罐時，so

30、2濃度降至0.01%以下成為老漿（稀玉米漿）排出。浸泡液中干物質(zhì)和乳酸含量均隨浸泡液與玉米接觸時間的延長而不斷增加，乳酸含量由起始的0.6g/100ml增至1.46g/100ml，干物質(zhì)由1.5%增至6.5%.ph一直穩(wěn)定在3.6-4.0左右。菌活性在浸泡系統(tǒng)中部（5#罐）才隨so2濃度的降低而提高。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)際中檢測，浸泡液成分變化情況基本符合上圖規(guī)律。所以上圖規(guī)律為指導(dǎo)浸泡質(zhì)量檢測控制很有價值。希望結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)中的浸泡方法對上述浸泡方法加以討論，取得一定的改進(jìn)效果。多罐串聯(lián)全連續(xù)浸泡多罐串聯(lián)連續(xù)浸泡是玉米粒連續(xù)進(jìn)入首罐，洗水（洗水）連續(xù)進(jìn)入尾罐，新酸連續(xù)加入尾二罐。倒罐時前一罐的玉米和浸泡液

31、經(jīng)罐底輸送裝置（泵或空氣介料器）一同送至下一罐頂分水曲篩，分出的浸泡液按逆流方式回至再前一罐浸泡玉米，這樣逆流倒至新加玉米罐，再隨首罐玉米送至第二罐頂分水篩分出即為稀玉米送去濃縮。浸泡后的玉米連同新加的洗水送出頭道破碎機(jī)上部分水曲篩，濕玉米進(jìn)磨加工，洗水加入so2（新酸）后再進(jìn)入尾二罐，這樣周而復(fù)始地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。連續(xù)浸泡流程如下圖：本流程特點(diǎn)：一是新玉米只能從首罐進(jìn)入，老玉米（浸后玉米）只能從尾罐出料加工。二是能嚴(yán)格逆流方式循環(huán)浸泡。始終保持系統(tǒng)浸泡液與玉米之間具有最大濃度差。玉米可溶物不斷擴(kuò)散至浸泡液中，可達(dá)最佳抽提效果。三是玉米浸泡時間穩(wěn)定?？商岣呦到y(tǒng)浸泡能力。缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜，一次性投資大。

32、全連續(xù)浸泡，有利于保證浸泡質(zhì)量，值得進(jìn)一步探討。其他浸泡方法隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，對玉米浸泡方法也有不少的新技術(shù)在研究。如：高壓分解技術(shù)，簡稱hd技術(shù)用高壓的物理分解技術(shù)（用高壓泵將玉米與水通過一個特別的分解閥，通過后壓力突然降低而形成高速造成相當(dāng)大的沖力和機(jī)械力，從而使玉米內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，玉米含水在1-2h可達(dá)到4050%）。這樣可大大縮短周期。由于高壓分解技術(shù)需要很高壓力（1.5mpa以上）的管道及設(shè)備，至今沒有實(shí)際應(yīng)用。近年來，利用酶解取代亞硫酸浸泡技術(shù)研究不斷取得進(jìn)展，玉米浸泡酶解技術(shù)有望成為浸泡方法的改進(jìn)方向。3、半連續(xù)逆流浸泡的操作浸泡工藝條件的確定：溫度4852，最高不超過55，新亞

33、硫酸含so20.180.3%，浸泡時間4855小時。浸泡周期的確定：浸泡周期包括：加料、浸泡（含倒罐與自身循環(huán)排漿）、洗滌、卸料（加工）等四項(xiàng)操作時間。例如：上料4小時，浸泡50小時（采用老漿送料浸泡時間實(shí)為54小時），加工8小時，洗滌2小時，那么浸泡周期為64小時。浸泡罐容積及數(shù)量的確定：浸泡罐玉米總重量（t）=玉米加工量（t/h）浸泡周期（h）例如：玉米加工量50t/h，浸泡周期64小時，則浸泡玉米總重量：50t/h64h=3200t單罐浸泡玉米重量=每罐加工時間每小時加工量為了便于生產(chǎn)管理，每班加工一罐，一般為一日三班，每班8小時。上例中：單罐浸泡玉米重量=850=400（t/個）浸泡罐

34、數(shù)量=浸泡玉米總重量單罐浸泡玉米重量上例中浸泡罐數(shù)量=3200400=8（個）考慮生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，單浸泡罐玉米重量設(shè)計時，要留有擴(kuò)產(chǎn)系數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中項(xiàng)目擴(kuò)產(chǎn)，增加單罐玉米的量，比增加浸泡罐數(shù)量要方便。浸泡操作工作順序（如下圖）雙排罐交替運(yùn)行操作在實(shí)際生產(chǎn)中，考慮浸泡罐的密封，倒灌頻繁，so2損失等因素，往往將雙排列的浸泡罐分為a、b兩組，a、b兩組各自進(jìn)行半連續(xù)逆流浸泡。例如：在上例中第i、iii、號罐為a組，第ii、為b組。按原工作順序進(jìn)行操作。4、玉米浸泡技術(shù)改進(jìn)探討浸泡劑的改良從分析玉米浸泡機(jī)理，得知，亞硫酸能使一部分蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)為溶解狀態(tài)，在這一現(xiàn)象中主要是hso3-離子與蛋白質(zhì)基團(tuán)的反

35、應(yīng)，形成易溶于水的硫代硫酸鹽，從而使蛋白質(zhì)變?yōu)榭扇苄詇2so3h+hso3-rs-sr+hso3-2rsso3-+rs-()h2so3h2o+so2根據(jù)這一原理，為抑制 的逆反應(yīng)，為穩(wěn)定浸泡液中hso3-的數(shù)量，近年來，有一部分工廠往亞硫酸中適當(dāng)加入堿（naoh）液（h2so3+naohnahso3+h2onahso3na+hso3-h2so3h2o+so2由于此反應(yīng)屬強(qiáng)酸堿反應(yīng)，生成nahso3的趨勢大于的分解趨勢，從而使hso3-離子得到穩(wěn)定。經(jīng)實(shí)踐證明用加堿（naoh）液的浸泡液可縮短玉米浸泡時間，在相同時間可提高浸泡質(zhì)量（主要表現(xiàn)在胚芽分離及淀粉與復(fù)制分離效果都有不同程度的提高），淀粉

36、收率也有所增加。具體添加數(shù)量可依據(jù)化學(xué)平衡式與實(shí)際試驗(yàn)情況確定浸泡工藝自控探討浸泡工藝自控內(nèi)容主要有以下幾個方面。一是浸泡溫度自控。用溫度傳感器控制蒸汽加熱自動閥來實(shí)現(xiàn)。二是液位自控。用液位傳感器控制循環(huán)泵開啟。三是在線監(jiān)測浸泡液中乳酸含量，以采取一定的調(diào)節(jié)措施（如添加乳酸菌或添加乳酸菌生長用的營養(yǎng)劑）。浸后玉米洗滌水及玉米輸送水的循環(huán)流程在逆流浸泡流程中，濕玉米（老玉米）破碎前，須用水洗去玉米表面粘連的亞硫酸，這樣一是可避免濕玉米帶走so2，減輕工作環(huán)境中刺激氣味。二是洗滌水（含so2）去制酸可減少硫磺用量。濕玉米卸料大都采用過程水循環(huán)輸送，由于濕玉米中的粉質(zhì)物料洗滌水用澄清過程水，洗滌玉米

37、后去制酸的存在將導(dǎo)致輸送水中干物質(zhì)濃度越來越高。采用此種方法，普遍存在輸送水難以處理的問題。以下提出濕玉米卸料輸送流程供研究討論。頭道磨中轉(zhuǎn)槽泵洗胚芽輸送槽泵分水篩卸料罐過程水過程水三、亞硫酸的制取 亞硫酸是目前玉米浸泡最好的浸泡劑，得到國內(nèi)外淀粉生產(chǎn)中的普遍采用。其中的so2含量是玉米浸泡質(zhì)量保證的重要因素之一。它的制取方法如下：1、硫磺燃燒制取亞硫酸1）熔融式硫磺燃燒爐硫磺熔融式燃燒爐主要結(jié)構(gòu)如下圖： 主要有硫磺熔融燃燒室，升華硫磺沉降室和so2氣體冷卻室組成。主要工作原理：利用硫磺燃燒放出的熱量（s+02so2+287kj）將固體硫磺在熔融室加熱融化，用針型調(diào)節(jié)閥控制液體硫的燃燒量，使硫磺在燃燒室充分燃燒（燃燒室有調(diào)節(jié)風(fēng)門）。硫磺燃燒生成的so2與空氣中未燃燒氣體混合進(jìn)入沉降室，在沉降室未燃燒的升華硫粉得到沉降，以防止硫粉對篩道的堵塞，除塵后的混合氣體進(jìn)入到冷卻器冷卻，降溫后的so2進(jìn)入吸收塔，增加了so2的在水中的溶解度，促使so2+h2o-h2so3的正反應(yīng)。硫磺燃燒過程氣體的流動靠吸收塔的抽風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。熔融式硫磺燃燒爐是目前較先進(jìn)的硫磺燃燒設(shè)備，目前很多廠家都在使用。2）so2吸收塔 硫磺在空氣中燃燒生成的含有so2的混合氣體與水接觸，其中的so2被水吸收生成亞硫酸水（so2+h2o-h2so3