一种德美亚原料玉米淀粉加工工艺的制作方法

本发明涉及食品加工工艺领域，具体而言，涉及一种德美亚原料玉米淀粉加工工艺。

背景技术：

玉米是世界三大粮食作物之一，在东北地区是主要粮食品种之一，在饲料生产中占有重要位置，以玉米为原料生产玉米淀粉也是玉米加工利用的一个主要方向。德美亚玉米品种凭借其耐寒、耐旱、产量高、成熟期短的优良特性在黑龙江省西北部地区遍地生根。一直以来与普通玉米相比，德美亚玉米颗粒小，质地坚硬，还原糖含量高。

玉米湿磨加工是将玉米中的胚芽（油脂）、麸皮（纤维）、可溶性蛋白、麸质（蛋白质）和淀粉依次分离出来进而加工成相应成品的过程。习惯上称淀粉成品为主产品，其余均为副产品。从玉米籽粒中制取淀粉，工序主要包括：玉米净化，浸泡，破碎，胚芽分离，纤维的筛分洗涤，淀粉及蛋白质分离，淀粉洗涤脱水及干燥等。

若采用现有工艺加工德美亚玉米，存在的缺点及不足之处在于：①由于其玉米颗粒较小，在浸泡罐内玉米颗粒间接触面积过大，浸泡液循环不畅，玉米浸泡效果差，影响生产负荷和产品收率；②在凸齿磨破碎过程中，因为玉米颗粒大小不一，为将玉米破碎游离出胚芽，部分玉米颗粒破碎过度，损失部分油脂，这部分油脂进入系统后，会影响后续的分离和干燥；③德美亚玉米中还原糖含量过高，部分糖未被乳酸消耗，从而进入玉米浆中还原糖含量增多，在喷浆后发生美拉德非酶褐变反应，导致喷浆后产品颜色深；④烘干后德美亚玉米易碎，在运输、净化环节，产生大量碎玉米，导致部分淀粉在浸泡过程中随老酸进入蒸发系统，老酸干物含量升高，导致在蒸发过程中，易于堵塞蒸发器列管。

本发明针对德美亚原料玉米特性，在现有加工工艺的基础上对其进行调整，以期满足生产需求。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提高玉米淀粉加工的产品得率，本发明提供一种德美亚原料玉米淀粉生产工艺。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种德美亚原料玉米淀粉加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：玉米贮存与净化；

步骤二、制备亚硫酸；

步骤三、玉米浸泡；

步骤四、玉米的破碎；

步骤五、精磨；

步骤六：纤维的分离与洗涤；

步骤七、淀粉分离与洗涤；

步骤八、蛋白分离与干燥；

步骤九、胚芽洗涤与干燥；

步骤十：纤维饲料干燥。

进一步的，在步骤一中，将原料玉米经称量、筛选、净化后进入玉米上料系统。

进一步的，在步骤二中，制备二氧化硫气体，二氧化硫气体由下而上通过配有多个喷头的吸收塔，与输送的工艺水逆流接触，所述二氧化硫气体与所述工艺水产生化学反应形成亚硫酸，制备的亚硫酸浓度为1300-1600ppm。

进一步的，在步骤三中，亚硫酸对玉米进行逆流浸泡，浸泡温度为49℃-51℃，浸泡时间30-36小时，浸泡后的浸泡液为稀玉米浆，送到蒸发工序浓缩得到固形物含量为38%-42%的玉米浆。

进一步的，在步骤四中，将浸泡后的玉米经头道凸齿磨破碎成4-6瓣；将破碎后的玉米送至一级胚芽旋流器，一级胚芽旋流器顶流分离出的胚芽经过逆流洗涤、脱水与干燥，干胚芽风送至榨油装置，一级胚芽旋流器分离出的底流物料经过曲筛过滤掉浆料，筛上物进入二道凸齿磨，玉米破碎成10-12瓣，经过二次破碎的浆料送至二级胚芽旋流器，二级胚芽旋流器的顶流物料与经头道凸齿磨破碎和曲筛分出的浆料混合一起，返回第一级胚芽旋流器，二级胚芽旋流器的底流浆料送入精磨工序。

进一步的，在步骤五中，经二级胚芽旋流器分离出胚芽的底流浆料通过压力曲筛，筛下物为粗淀粉乳，筛上物进入冲击磨进行精磨，精磨后的浆料进入纤维洗涤槽。

进一步的，在步骤六中，精磨后的浆料泵送到第一级压力曲筛，筛下分离出粗淀粉乳，筛上物经六级压力曲筛逆流洗涤，洗涤工艺水从最后级曲筛前加入并通过筛面，携带洗涤下来的淀粉乳逐级向前移动，直到第一级，流入筛前纤维洗涤槽，与精磨前压力曲筛筛下物混合，共同泵入第一级压力曲筛，分离出粗淀粉乳，分离出的粗淀粉乳进入淀粉、麸质分离工序；筛上的纤维、皮渣与洗涤水逆流而行，从第一级进入，从最后级筛面排出，脱水后得到水分含量为55%-65%的湿纤维，湿纤维进入纤维干燥工序产出水分含量为9%-12%的干纤维。

进一步的，在步骤七中，将分离出的粗淀粉乳经过除砂旋流器、回转过滤器、预浓缩分离机，进入麸质、淀粉主离心机离心，顶流分离出的麸质水送浓缩分离机，底流淀粉乳送十二级旋流器进行逆流洗涤并浓缩，得到精淀粉乳，进行干燥处理。

进一步的，在步骤八中，所述步骤七中的麸质水经过滤器进入麸质浓缩离心机离心，顶流为固形物含量为0.20-0.50%的工艺水，进入工艺水罐，供胚芽、纤维洗涤用，浓缩后的底流经脱水得到含水量为60-62%的湿蛋白，然后用管束干燥机对湿蛋白进行干燥，产品风力输送到包装车间包装出厂。

进一步的，在步骤十中：将步骤六中的湿纤维、步骤一中经筛选得到的碎玉米和步骤三中的玉米浆混合后进入管束干燥机干燥得到纤维饲料，经风力输送到包装车间。

本发明相对于现有技术的有益效果为：

1、改进工艺后，淀粉，蛋白，粕，胚芽的绝干收率都显著提高，另外改造后生产负荷从100%-102%提高到107%-112%，说明改善德美亚玉米浸泡效果后生产负荷和收率得到提升，同时油收率从3.8%提升到4.2%，提升0.4%，说明破碎效果得到改善，避免了对后续分离和干燥的影响。

2、整工艺后纤维及胚芽粕等级在a和b之前的比例分别由50%提升至85%，提升了35%个百分点，说明调整工艺后极大改善了副产品颜色。

3、经工艺改善后，碎玉米由3%下降至1%，老酸干物趋于稳定，极大缓解了蒸发过程中堵塞蒸发器列管的现象。

附图说明

图1为玉米淀粉加工工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细的介绍。

实施例1：

一种德美亚原料玉米淀粉加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：玉米贮存与净化；

步骤二、制备亚硫酸；

步骤三、玉米浸泡；

步骤四、玉米的破碎；

步骤五、精磨；

步骤六：纤维的分离与洗涤；

步骤七、淀粉分离与洗涤；

步骤八、蛋白分离与干燥；

步骤九、胚芽洗涤与干燥；

步骤十：纤维饲料干燥。

具体步骤如下：

步骤一、玉米贮存与净化上料：原料玉米经检验、检斤、验收、保管、输送净化、入仓（库）等环节经称量后加入原料仓，经振动筛除、除石、磁选等工序净化，计量后去净化玉米仓；玉米上料系统是将预净化的玉米再一次净化，除去铁器、灰尘等杂质，以达到完全净化的目的。

步骤二、制备亚硫酸：固体硫磺加入熔硫保温池，用蒸汽将固体硫磺熔化成液态硫磺备用。液硫泵将保温室的液态硫输送到一次燃烧室并保持恒定的液位，一次风机向一次燃烧室以每小时355-575m³的速度通入空气，进行分段燃烧（汽化），二次风机向二次燃烧室以每小时95-105m³的速度通入空气，与硫蒸汽进行旋风均相混合燃烧（二次燃烧），发生化学反应生成so2气体。二氧化硫气体由下而上通过配有多个喷头的吸收塔，与输送的工艺水逆流接触，化学反应形成亚硫酸暂存在亚硫酸贮罐。

步骤三、玉米浸泡：玉米浸泡过程主要是为了软化玉米颗粒，并较容易地从淀粉颗粒中分离出胚芽、纤维、淀粉和蛋白；亚硫酸对玉米进行逆流浸泡，浸泡液中含有乳酸和亚硫酸，所述乳酸为玉米在浸泡过程中进行无氧呼吸而产生的，用于软化玉米皮，所述乳酸浓度1.75%-1.95%。所述亚硫酸浓度保持在1300-1600ppm，玉米浸泡温度维持在50±1℃，浸泡时间为30-36小时。浸泡后的浸泡液即稀玉米浆，所述稀玉米浆的固形物含量为6%-10%，送到蒸发工序浓缩成固形物含量为38-42%的玉米浆。

步骤四、玉米的破碎：浸泡后的玉米由湿玉米输送泵经过除石器、脱水筛进入湿玉米贮斗，再进入头道凸齿磨，将玉米破碎成4-6瓣，整粒玉米不超过1%并分离出75%-85%的胚芽，同时释放出20%-25%的淀粉。破碎后的玉米由胚芽泵送至一级胚芽旋流器，旋流器顶流分离出的胚芽去洗涤系统，底流物料经过曲筛过滤掉浆料，筛上物进入二道凸齿磨，玉米破碎成10-12瓣，在此浆料中不应含有整粒玉米，结合胚芽不超过0.3%。经过二次破碎的浆料经过胚芽泵送二级胚芽旋流器，顶流物料与经头道凸齿磨破碎和曲筛分出的浆料混合一起，返回第一级胚芽旋流器，底流浆料送入精磨工序。

步骤五、精磨：经二级胚芽旋流器分离出胚芽的底流稀浆料通过压力曲筛，筛下物为粗淀粉乳，粗淀粉乳与精磨后分离出的粗淀粉浆液汇合进入淀粉分离工序；筛上物进入冲击磨进行精磨，以最大限度地使与纤维联结的淀粉分离出来，经磨碎后的浆料中，纤维联结淀粉不大于10%。精磨后的浆料进入纤维洗涤槽。

步骤六、纤维的分离和洗涤：精磨后的浆料进入纤维洗涤槽，在此与以后洗涤纤维的洗涤水一起用泵送到第一级压力曲筛。筛下分离出粗淀粉乳，筛上物经六级压力曲筛逆流洗涤，洗涤工艺水从最后级曲筛前加入通过筛面，携带洗涤下来的淀粉乳逐级向前移动，直到第一级，筛前洗涤槽中与精磨后的浆料混合，共同进入第一级压力曲筛，分离出粗淀粉乳。再与精磨前筛分出的粗淀粉乳混合，进入淀粉、麸质分离工序。筛上的纤维、皮渣与洗涤工艺水逆流而行，从第一级进入，从最后级筛面排出，进入螺旋挤压机脱水后得到水分含量为55%-65%的湿纤维，湿纤维进入纤维干燥工序，产出水分含量为9%-12%的干纤维。

步骤七、淀粉分离和洗涤：由精磨前后曲筛分离出的粗淀粉乳经过除砂旋流器、回转过滤器、预浓缩分离机，进入麸质、淀粉主离心机。顶流分离出麸质水的浓度为1%-2%，送浓缩分离机。底流淀粉乳浓度17-19波美，送十二级旋流洗涤器进行逆流洗涤。洗涤水用自来水，温度保持45℃，经过十二级旋流器洗涤并浓缩的淀粉乳浓度为21-23波美，蛋白含量小于0.35%，经精淀粉乳贮罐去淀粉干燥。第一级旋流器顶流经过澄清离心机提浓，底流进主离心机，顶流为工艺水。

步骤八、蛋白分离与干燥：从主分离机顶流分离出的麸质水，含固形物1%-2%左右，经过滤器进入麸质浓缩离心机，顶流为工艺水，进入工艺水罐，其固形物含量为0.20%-0.50%，供亚硫酸的制备以及胚芽、皮渣、纤维洗涤用，本工艺中其它步骤所用工艺水均来自麸质浓缩分离机的顶流水。浓缩后的底流含固形物约为14%，经过压滤机脱水，真空度为0.053-0.067mpa，得含水量为60%-62%的湿蛋白，然后将湿蛋白用管束干燥机干燥，产品风力输送到包装车间包装出厂。

步骤九、胚芽洗涤、干燥：从第一级胚芽旋流器顶流分离出的胚芽，经过三级曲筛逆流洗涤，含水量为75%，进入胚芽挤压机脱水，经过脱水后的湿胚芽含水量约55%，去管束干燥机干燥，干胚芽风送至榨油装置。

步骤十、纤维饲料干燥：步骤六中产出的湿纤维、步骤一中振动筛筛下物产出的碎玉米和玉米浆混合后进入管束干燥机干燥，经风力输送到包装车间。

步骤十一、玉米浆蒸发：将含固形物6-10%的稀玉米浆，经过五效半蒸发系统，浓缩到含固形物38-42%，加入纤维中一起干燥。

步骤十二、干燥的胚芽先到榨油车间，经轧胚机磨碎破胚，目的是为了使含油的细胞壁及包围油的网膜破坏，以便在榨油时能更好的出油，一般80%的细胞壁被破较理想。磨碎后的胚芽在经过炒锅的蒸炒使磨碎后的胚芽含水在2.5%~3%，然后入预榨机榨油，得到一部分毛油和预榨粕，预榨粕送到浸出车间，在浸出器里与溶剂（正己烷）混合，进一步萃取，得到混合油，混合油经过过滤，蒸发得到水和溶剂正己烷混合物以及毛油，其中毛油与预榨得到的毛油混合，一起送到炼油车间进行精练，浸后的预榨粕经过蒸发，干燥后，成为商品胚芽粕；水和正己烷溶剂混合物进入系统循环处理。

①玉米净化与储存

现有技术中玉米净化上料方式为玉米储存库——粮车——卸料篦子——斗式提升机——初清筛——斗式提升机——圆筒仓——刮板——玉米秤；由于德美亚玉米颗粒较小，烘干后易碎，所以我们在以上涉及到玉米碾压、自由落体的环节进行改造和创新，在玉米装卸车之前所用的铲车推料铲上安装了橡胶推板，减少了铲车对玉米在上料篦子前被推动过程中的造成的碾压，仅此一项，玉米破损就由原来的3%降至1%，同时，汲取同行业筒仓应用的先进经验，对筒仓内加装导流装置改造，减少了玉米进仓后自由落体运动对仓壁的撞击而产生的破碎。

其次将玉米输送过程由传统的装车、卸车、机械推运至上料篦子更改为管式皮带输送系统。管式皮带输送系统从上料地坑通过管式皮带输送直接输送至上料篦子，减少了玉米再次铲车推运导致的破碎。

②制备亚硫酸

采用制酸系统制取亚硫酸，为玉米浸泡提供基质，分离玉米中的淀粉与蛋白。so2吸收塔吸收方式由原有的填料、喷头形式进行吸收，目前进行改造塔内采用筛板13块、折流板12块、溢流堰高度20mm，进行逆流吸收，工艺水通过阻水网进入第一块塔板，工艺水流量25-30m³/h，工艺水和so2气体为逆流吸收方式增加工艺水以及so2气体的接触面积、接触时间从而提高so2气体的吸收效率，同时so2气体通过水时形成一层液膜防止so2气体流速过快造成so2气体的损失，塔内全部为负压值高于喷头形式，主要为水阻力高、降低气体so2流速造成。吸收塔负压值维持在-10kpa以下，防止出现液泛现象发生。

③玉米浸泡

普通马齿型玉米可溶性糖含量约为1.9%（干基），而德美亚玉米中可溶糖含量约为2.2%（干基），以新玉米（水分越高可溶性糖越高）和长时间临储玉米最高（由于玉米成分的酶解作用，贮存时间长会使淀粉降解转化为可溶性糖类增多），这部分糖类如果不能通过浸泡完全析出或被消化，那么，进入系统就会造成洗涤、分离等诸多问题，而且没有被消化掉糖类随着老酸进入蒸发系统，就会发生糖类的美拉德非酶褐变反应，导致玉米浆颜色深，影响喷浆后产品颜色。

玉米浸泡过程存在三个阶段：第一阶段是乳酸的作用。在这一阶段新玉米与含高浓度乳酸的浸泡水（老浆）接触，此时so2含量与ph都较低，可抑制玉米带来的微生物的有害活动，同时高浓度乳酸作用在玉米胚乳上形成坑洞，浸泡水易于渗入玉米粒内部；第二阶段是so2扩散阶段。在这一阶段玉米与浓度较高的so2和浓度较低的乳酸接触，so2将通过上一阶段形成的坑洞，扩散至籽粒内部，发挥其作用；第三阶段是so2作用阶段。在这一阶段so2扩散进入玉米粒内部，降解蛋白质蛋白质网，释放淀粉颗粒。高浓度的so2可保证在其扩散时，有足够的so2存在于浸泡水中。此阶段浸泡水中的乳酸和固形物含量都比较低。

通过玉米浸泡机理我们可以看出，乳酸能够快速地消化糖类，但又不能把乳酸带入生产系统，于是我们将制酸浓度从原来1000-1200ppm提高到1300-1600ppm，采用30-36小时浸泡的方法进行解决，浸泡时间长，乳酸会消耗析出的糖类，提高制酸浓度可以高效的抑制乳酸菌生长，降低乳酸菌对玉米淀粉糖化、以及消耗蛋白质的速率并有效的破坏玉米中蛋白质网，为淀粉、蛋白分离创造条件。

因为德美亚玉米颗粒较小以及存在一定量的碎玉米，在浸泡过程中，增加了浸泡罐中水流的阻力；堵塞筛缝导致浸泡液循环困难；增加浸泡水中的固形物浓度，给蒸发浓缩带来困难等，采取的措施是在浸泡罐建立缓冲层后，先上部分（50吨左右）颗粒度完整的玉米“垫底”然后再投入碎玉米量略多的玉米，缓冲层控制在30-35%的浸泡罐液位，由于德美亚玉米的破碎玉米量较大，上料过程中影响浸泡上料量，为保证上料量优先上料碎玉米较少的玉米100-150吨之后正常上料，每罐上料量400-420吨。这降低了筛缝的堵塞程度，缓解了“导浆”的压力，同时，降低单罐上料量，降低浸泡罐中浸泡液循环的阻力，从而提高浸泡效果。

③玉米破碎与胚芽分离

影响浸后玉米破碎效果有如下因素：a.玉米品种对破碎效果有很大关系。粉质玉米易破碎，硬质玉米粒难破碎。b.浸泡质量也直接影响玉米破碎。浸泡好的玉米软而易破碎，反之难破碎。c.浸泡后的玉米如果用冷水冲洗则使玉米变硬变脆，胚芽易破损。d.破碎输送水过少造成“糊”磨易堵塞；破碎输送多过少造成“溜”磨而会影响产量和效果。e.凸齿磨的间隙调节，直接影响破碎的粒度。针对于以上影响因素，我们将头道凸齿磨间隙调节为3-5粒/把，二道凸齿磨间隙调节为无整粒。也就是说，头道凸齿磨间隙略大一些，二道凸齿磨略小一些，同时破碎用工艺水量略大一些，减少糊磨。在胚芽分离工序，在保证旋流器组正常的工作压力及进料浓度之外，我们加大了一级胚芽分离顶流的溢流量，有效保证了胚芽的大量提取。目前头道磨的调节保证破碎后玉米3-5粒/把，二道磨无明显整粒现象，同时精磨前压力曲筛取样时半小时有一个整粒玉米出现，防止玉米破碎过度，部分油脂进入系统内影响脱水筛子和滤布的脱水效果。胚芽一级旋流器、胚芽二级旋流器进料压力保证在0.6-0.7mpa、开管数匹配为胚芽一级旋流器开管31根、胚芽二级旋流器开管17-19根增加循环量，整体的磨区浓度控制在8-9波美、胚芽二级旋流器控制在9-10波美，进料浓度提高保证胚芽最大量提取，同时胚芽脱水筛增加纤维加入管线，增加胚芽中的纤维含量，将纤维残留的油脂输送至浸油车间保证油的提取率。

④副产品干燥

副产品颜色深的原因是因为玉米皮、胚芽粕中加入了棕褐色玉米浆，为减少产品色差，对混料器浆叶进行调整，调整螺旋混料机、混料螺旋输送机绞龙叶角度从原有15角改为9度角、同时前段增加反叶绞龙叶片保证物料在混料器内混料均匀，目的是调整玉米浆和物料混合时间，增加混合均匀度，保持物料呈现扬起状态并非剪切物料状态。为保证纤维和粕颜色的均匀度，纤维一级管束的水分调前为8%-9%，提高纤维一级管束的水分至12%-14%；同时降低纤维一级管束蒸汽压力，使纤维与玉米浆更易于混合。根据产品的优级品等级要求，调整玉米浆的添加量，使得纤维产品蛋白含量控制在18%-19%、粕产品蛋白含量控制在23%-25%。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

①玉米浸泡效果及破碎效果改善情况：

表1：各产品工艺调整前后绝干收率与提取率变化

从表1可以看出，改进工艺后，淀粉，蛋白，粕，胚芽的绝干收率都显著提高，

另外改造后生产负荷从100%-102%提高到107%-112%。说明改善德美亚玉米浸泡效果后生产负荷和收率得到提升。同时油收率从3.8%提升到4.2%，提升0.4%，说明破碎效果得到改善，避免了对后续分离和干燥的影响。

②纤维产品及粕产品颜色改善情况：

表2：副产品工艺调整前后颜色改善情况

表2可以看出，调整工艺后纤维及胚芽粕等级在a和b之前的比例分别由50%提升至85%，提升了35%个百分点，说明调整工艺后极大改善了副产品颜色。

③烘干后德美亚玉米易碎，在运输、净化环节，产生大量碎玉米。

经工艺改善后，碎玉米由3%下降至1%，老酸干物趋于稳定，极大缓解了蒸发过程中堵塞蒸发器列管的现象。

对于制酸系统，so2吸收塔方式改进后整体硫磺单耗由原有1.3kg/吨淀粉，降低至0.8kg/吨淀粉，同等硫磺单耗的情况下，工艺水流量80-95立方总流量，制酸浓度由原有的1000-1100ppm提高至1500-1700ppm。制酸浓度的提高可以满足整体德美亚玉米的加工，加工粮质三等，容重650，烘伤粒数值在10-15%、不完善粒数值在10-15%时也可以通过制酸的改进达到好的浸泡效果，同时浸泡时间由原有的40-48小时降低至30-36小时，减少设备的使用，从而增加设备的维护率，同时浸泡效果的提升蛋白的提取率由原有的39-40.5%提高至42-43%左右，脂肪提取率由原有的81-82%提高至83-84.5%，从而增加了产品的产值，降低生产成本。