玉米淀粉是以玉米为原料,通过一系列物理分离和纯化工艺制得的白色粉末状物质,其主要成分是淀粉,广泛应用于食品、医药、纺织、造纸等行业,其制作过程需经过原料选择、预处理、浸泡、破碎分离、精制、干燥等多个环节,每个步骤对淀粉的纯度、品质和得率至关重要。
原料选择与预处理
玉米淀粉的质量首先取决于原料玉米的品质,生产中通常选用淀粉含量高(≥68%)、杂质少、无霉变、无虫蛀的硬粒玉米或马齿玉米,前者淀粉颗粒坚硬,更适合加工,后者淀粉产量较高,原料预处理的核心是去除杂质,包括玉米粒中的石子、泥土、秸秆、碎屑及异品种粮粒等,预处理流程包括:
- 筛选:采用振动筛或回转筛,根据玉米粒与杂质的尺寸差异分离大杂质(如石子)和小杂质(如灰尘);
- 磁选:通过电磁去除铁质杂质(如机器磨损的铁屑),避免设备损坏和淀粉污染;
- 去石:利用石子与玉米的密度差异,通过去石机分离石子;
- 定量:通过计量设备控制玉米投入量,确保后续工艺稳定。
浸泡:软化与成分分离的关键
浸泡是玉米淀粉生产的核心环节,目的是通过化学和物理作用软化玉米颗粒,使胚芽与胚乳分离,并溶解部分可溶性物质(如蛋白质、矿物质、糖类),具体工艺如下:
- 浸泡设备:使用不锈钢浸泡罐,容量可达数十吨,配备温度和pH值控制系统;
- 浸泡剂:通常添加亚硫酸溶液(浓度0.1%-0.3%),亚硫酸的作用包括:抑制微生物生长,防止玉米发酵;软化玉米纤维结构,使淀粉颗粒更易分离;溶解蛋白质等非淀粉成分,提高淀粉纯度;
- 工艺参数:温度控制在48-55℃(低温避免淀粉糊化),时间36-48小时,浸泡后玉米含水量达40%以上,胚芽变得松软,易于与胚乳分离,浸泡后的玉米颗粒称为“泡料”,浸泡水(称为“玉米浆”)富含可溶性物质,可回收用于生产玉米浆蛋白饲料或提取植酸等副产品。
破碎与胚芽分离
浸泡后的泡料需通过破碎和分离工艺,将胚芽、胚乳和纤维三部分分开,其中胚芽富含脂肪(40%-50%),是提取玉米油的原料,需优先分离。
- 破碎:采用齿辊破碎机或锤片式破碎机,将泡料破碎成4-6瓣的小碎粒,破碎程度需控制适中——过度破碎会导致胚乳破碎,增加分离难度;破碎不足则胚芽无法完全释放。
- 胚芽分离:利用胚芽与胚乳的密度差异(胚芽密度约0.72-0.89g/cm³,胚乳密度约1.2-1.3g/cm³),通过胚芽分离机(如旋液分离器或重力分级机)实现分离,具体流程为:破碎后的物料与水混合成浆状,泵入旋液分离器,在离心力作用下,密度较小的胚芽从中心溢流口排出,密度较大的胚乳则从底部底流口排出,分离出的胚芽经洗涤后送去榨油。
细磨与纤维分离
胚乳中仍含有大量淀粉和纤维(纤维素、半纤维素等),需通过细磨将淀粉颗粒从胚乳细胞中释放,再分离纤维。
- 细磨:采用砂轮磨或胶体磨,将胚乳颗粒研磨成浆状,破坏细胞壁,使淀粉颗粒充分暴露,细磨的细度直接影响淀粉得率,一般要求通过100目以上的筛网。
- 纤维分离:将研磨后的浆料(称为“淀粉乳”)通过平筛或曲筛,筛孔直径约100-150μm,纤维因颗粒较大被截留,淀粉乳则通过筛孔,分离出的纤维经压榨去除水分后,可作为高纤维饲料原料。
淀粉乳精制:去除蛋白质与杂质
分离纤维后的淀粉乳仍含有蛋白质、脂肪、可溶性糖等杂质,需通过精制提高淀粉纯度。
- 离心分离:采用碟式离心机,利用淀粉(密度约1.5g/cm³)与蛋白质(密度约1.2-1.3g/cm³)的密度差异,在高速离心(6000-8000r/min)下,淀粉沉积在转鼓内壁,蛋白质则形成轻相从溢流口排出,实现淀粉与蛋白质的初步分离。
- 洗涤:离心后的淀粉乳含少量可溶性杂质,需用清水反复洗涤(通常2-3次),去除残留的蛋白质、糖类和矿物质,直至洗涤水的pH值接近中性(6.0-7.0)。
- 脱水:洗涤后的淀粉乳含水量仍较高(约60%-70%),需用真空转鼓过滤机或离心脱水机脱水,得到含水量35%-40%的湿淀粉。
干燥与成品包装
湿淀粉需干燥至安全水分(≤13%)才能长期储存,避免霉变。
- 干燥设备:采用气流干燥机或流化床干燥机,热风温度控制在130-150℃(进口温度),出口温度60-70℃,避免高温导致淀粉糊化或变性;
- 干燥过程:湿淀粉被热风分散成细小颗粒,在干燥管中快速脱水,水分降至13%以下,经旋风分离器收集干淀粉;
- 筛分与包装:干燥后的淀粉过100目筛网,去除大颗粒杂质,然后按25kg/袋或50kg/袋包装,标注“食用”或“工业用”及生产信息,储存于阴凉干燥处。
玉米淀粉生产工艺流程表
步骤 | 操作目的 | 主要设备 | 工艺参数 |
---|---|---|---|
原料预处理 | 去除杂质 | 振动筛、磁选机、去石机 | 玉米含杂率≤1% |
浸泡 | 软化颗粒、分离成分 | 浸泡罐 | 温度48-55℃,时间36-48h,亚硫酸浓度0.1%-0.3% |
破碎与胚芽分离 | 释放胚芽、分离胚乳 | 齿辊破碎机、旋液分离器 | 破碎粒度4-6瓣,胚芽分离率≥95% |
细磨与纤维分离 | 释放淀粉颗粒、分离纤维 | 砂轮磨、平筛 | 细度≥100目,纤维分离率≥90% |
淀粉乳精制 | 去除蛋白质与杂质 | 碟式离心机、洗涤罐 | 离心转速6000-8000r/min,洗涤2-3次 |
干燥与包装 | 脱水、储存、成品化 | 气流干燥机、包装机 | 干燥后水分≤13%,包装规格25kg/袋 |
相关问答FAQs
问题1:玉米淀粉和玉米粉有什么区别?
答:玉米淀粉和玉米粉虽然都来自玉米,但成分、用途和口感差异显著,玉米淀粉是玉米中提取的纯淀粉成分,几乎不含蛋白质和脂肪,颜色洁白,常用于勾芡、挂糊、制作甜品(如布丁)等,起增稠、稳定作用;玉米粉是玉米直接研磨成的粉末,包含淀粉、蛋白质、纤维、脂肪等全成分,颜色偏黄,常用于制作玉米面馒头、饼、粥等主食,口感粗糙,有玉米香味。
问题2:玉米淀粉如何储存才能延长保质期?
答:玉米淀粉储存需注意防潮、防热、防污染,具体方法:①密封保存:开封后需用密封夹夹紧袋口,或转移至密封容器中,避免吸收空气中的水分;②储存环境:置于阴凉、干燥、通风处(温度≤30℃,相对湿度≤70%),避免阳光直射;③远离异味:淀粉易吸附异味,需与有刺激性气味的物品(如洗涤剂、香料)分开存放;④定期检查:储存期间若发现结块、发霉、异味,应立即停止使用,正常情况下,未开封的玉米淀粉保质期为12-24个月(具体以包装标注为准)。