玉米淀粉加工產業發展與技術

玉米加工淀粉產業發展：

玉米深度加工，除了可獲得玉米胚芽油、玉米淀粉，副產品進一步利用還能分離出玉米膳食纖維、高生物學價值的玉米胚芽蛋白及胡蘿卜素、玉米黃質等抗衰老的抗氧化劑。玉米淀粉可制食用結晶葡萄糖和麥芽糖，葡萄糖和麥芽糖氫化以后，可以制成山梨醇和麥芽糖醇。玉米糖化液發酵可制谷氨酸，玉米發酵還可制檸檬酸、酒精。可見，玉米深加工可以獲得豐富多樣的食品添加劑與配料。

隨著玉米價格增長，玉米資源緊張，玉米的深度加工和充分轉化變得更為迫切。過去玉米加工業受各種因素限制，往往只注重利用原料中淀粉部分，當然抓好70%淀粉的深度加工并沒有錯,但利用好玉米其他30%成分，將帶來更高的經濟效益。目前包括美國的玉米加工業,除淀粉外,只有玉米胚芽油作食品,而把其他成分,大約占玉米成分25%-27%,均當作飼料處理,有些當“三廢”處理。這樣不僅浪費資源，經濟效益低，而且造成環境污染。

自本期起，本版特開設“玉米深加工技術與食品配料”專欄，請權威專家尤新教授介紹玉米深加工技術的進展和生產相關食品配料的知識。

淀粉是食品工業的基礎原料，2003年全世界玉米淀粉產量3940萬噸，占各種淀粉的80.24%。2005年增至5400萬噸。

美國年產玉米3億噸左右，有約15%用于工業。年產淀粉2000萬噸，主要用于淀粉糖。目前每年用于淀粉糖生產(包括固體葡萄糖、液體葡萄糖、果葡糖、麥芽糖)的淀粉占30%，用于酒精生產的占40%。用淀粉生產酒精是指玉米濕法生產酒精。美國ADM公司是最大的濕法生產酒精的公司，年產酒精14億升(約110余萬噸)，其他工業用淀粉包括變性淀粉約18%。其中60％用于造紙，10%用于紡織。造紙工業用淀粉約60萬噸國際上玉米淀粉多采用濕磨工藝進行生產，其工藝流程可分為開放式和封閉式(派生部分封閉式)兩種。在開放式流程中，玉米浸泡和全部洗滌水都用新水，因此該流程耗水多，干物質損失大，排污量也多。封閉式流程只在最后的淀粉洗滌時用新水，其他用水工序都用工藝水，因此新水用量少，干物質損失小，污染大為減輕。

我國2006年產玉米淀粉1050萬噸，比上年增16%，吉林、山東、河北、河南四省占70%以上。

不管應用任何方法，其最佳目標是能夠將玉米中的主要組分淀粉、脂肪、蛋白質、纖維等物質，最大限度地相互分離，最終獲得高純度的單一組分，以滿足工業加工需要。

目前，國內外已實現工業化大規模生產的玉米組分分離提純的加工方法,普遍采用的是濕法和干法兩種方法。所謂濕法就是指淀粉工業中的玉米原料前處理的加工方法是將玉米用溫水浸泡，經粗細研磨，分出胚芽、纖維和蛋白質，而得到高純度的淀粉產品。所謂干法就是不用大量的溫水浸泡，主要靠磨碎、篩分、風選的方法，分出胚芽和纖維，而得到低脂肪的玉米粉。

濕法加工的興起，主要是因為主產品淀粉質量純凈，可以滿足醫藥和特殊發酵制品的加工需要，副產品玉米蛋白、油脂、麩質飼料的回收率高，整體經濟效益可觀。但是，對比干法加工而言，它的投資較高，高出干法2倍以上(對年產萬噸淀粉和玉米粉而言，下同)，用水量高出75倍，能耗高出5倍，環保處理較難。但是，干法加工的弱點也相當突出。例如，玉米油的回收，濕法是干法的2倍以上；又如，玉米粉中的蛋白質基本沒有分離。

人們不難取得共識，濕法和干法各有特點，可以各得其所，長期并存。濕法的加工設備,先進高效，部分還是引進國外的，投資較大，規模宜大不宜小。而干法的加工設備，全部可以國產化，而且已有許多改進之處，投資較省，規模可大可小，以中小型為宜，尤其適合于現有發酵企業增加一個干法玉米工序。

濕法玉米淀粉的生產工藝及設備：

一、工藝流程及工藝參數

1.玉米貯存與凈化

原料玉米(要求成熟的玉米，不能用高溫干燥過熱的玉米)經地秤計量后卸入玉米料斗，經輸送機、斗式提升機進入原料貯倉，經振動篩選、除石、磁選等工序凈化，計量后去凈

化玉米倉。由玉米倉出來的玉米用水力或機械輸送去浸泡系統。水力輸送速度為0.9—1.2m/s,玉米和輸送水的比例為1：2.5—3。溫度為35℃—40℃，經脫水篩，脫除的水回頭作輸送水用，濕玉米進入浸泡罐。

2.玉米浸泡

玉米的浸泡是在亞硫酸水溶液中逆流進行的。一般采用半連續流程。浸泡罐8—12個，浸泡過程中玉米留在罐內靜止，用泵將浸泡液在罐內一邊自身循環一邊向前一級罐內輸送，始終保持新的亞硫酸溶液與浸泡時間最長(即將結束浸泡)的玉米接觸，而新入罐的玉米與即將排出的浸泡液接觸，從而保持最佳的浸泡效果。浸泡溫度（50±20）℃，浸泡時的亞硫酸濃度為0.2%—0.25%，浸泡時間60—70h。完成浸泡的浸泡液即稀玉米漿含干物質7%—9%，pH3.9—4.1，送到蒸發工序濃縮成含干物質40%以上的玉米漿。浸泡終了的玉米含水40%—46%，含可溶物不大于2.5%，用手能擠裂，胚芽完整擠出。其酸度為對100kg干物質用0.1mol/L氫氧化鈉標準液中和，用量不超過70mL。

3.玉米的破碎

浸泡后的玉米由濕玉米輸送泵經除石器進入濕玉米貯斗，再進入頭道凸齒磨，將玉米破碎成4—6瓣，含整形玉米量不超過1%，并分出75%—85%的胚芽，同時釋放出20%—25的淀粉。破碎后的玉米用胚芽泵送至胚芽一次旋液分離器，分離器頂部流出的胚芽去洗滌系統，底流物經曲篩濾去漿料，篩上物進入二道凸齒磨，玉米被破碎為10—12瓣。在此漿料中不應含有整粒玉米，處于結合狀態的胚芽不超過0.3%。經二次破碎的漿料經胚芽泵送二次旋液分離器；頂流物與經頭道磨破碎和曲篩分出的漿料混合一起，進入一次胚芽分離器，底流漿料送入細磨工序。進入一次旋流分離器的淀粉懸浮液濃度為7—9Bé，壓力為0.45—0.55MPa。進入二次旋流分離器的淀粉漿料濃度為7—9 Bé,壓力為0.45—0.55MPa，胚芽分離過程的物料溫度不低于35℃。

4.細磨

經二次旋流分離器分離出胚芽后的稀漿料通過壓力曲篩，篩下物為粗淀粉乳，淀粉乳與細磨后分離出的粗淀粉漿液匯合后進入淀粉分離工序；篩上物進入沖擊磨(針磨)進行細磨，以最大限度地使與纖維聯結的淀粉游離出來。經磨碎后的漿料中，聯結淀粉不大于10%。細磨后的漿料進入纖維洗滌槽。

5．纖維的分離、洗滌、干燥

細磨后的漿料進入纖維洗滌槽，在此與以后洗滌纖維的洗滌水一起用泵送到第一級壓力曲篩。篩下分離出粗淀粉乳，篩上物再經5級或6級壓力曲篩逆流洗滌，洗滌工藝水從最后一級篩前加入，通過篩面，攜帶著洗滌下來的游離淀粉逐級向前移動，直到第一級篩前洗滌槽中，與細磨后的漿料合并，共同進入第一級壓力曲篩，分出粗淀粉乳。該乳與細磨前篩分出的粗淀粉乳匯合，進入淀粉分離工序。篩面上的纖維、皮渣與洗滌水逆流而行，從第一篩向以后各篩移動，經幾次洗滌篩分洗滌后，從最后一級曲篩篩面排出，然后經螺旋擠壓機脫水送纖維飼料工序。

細磨后漿料濃度為13—17Bè，壓力曲篩進料壓力0.25—0.3MPa，洗滌用工藝水溫度45℃，可溶物不超過1.5%，纖維洗滌用水量210—230L/100kg絕干玉米，洗滌后物料中含游離淀粉3%干物質。粗淀粉乳中細渣含量0.1g/L,進入螺旋擠壓機濕皮渣含水60%左右，壓榨后皮渣水分50%—55%。

6.淀粉的分離洗滌干燥

由細磨前后曲篩分離得的粗淀粉經除砂器、回轉過濾器，進入分離麩質、淀粉的主離心機。頂流分出麩質水濃度1%—2%，送濃縮分離機，底流淀粉乳濃度19—20Bè，送十二級旋流分離器進行逆流洗滌。洗滌水用新鮮水，洗水溫度40℃。經十二級旋流器洗滌后的淀粉乳含水60%，蛋白質含量小于0.35%，去精淀粉乳貯罐進行脫水干燥。由第一級旋流器頂流的澄清液作為主離心機的洗水。

7.蛋白質分離與干燥

從主離心機頂流分離出的麩質水，含固形物2%左右，經過濾器進入(麩質)濃縮離心機，頂流為工藝水，進入工藝水貯槽，其固形物含量約0.25%—0.5%，供胚芽、纖維洗滌用。底流濃縮后的麩質水(含固形物約15%),經轉鼓式真空吸濾機脫水，得濕蛋白質，其中含水50%—55%，用干燥機干燥，經冷卻、包裝后出廠。真空過濾機保持真空度0.053—0.067MPa(400—540mmHg)。

8.胚芽洗滌、干燥和榨油

自一級胚芽旋流器頂部流出的胚芽，經三級曲篩洗滌后(含水分75%以上)，進入胚芽擠壓脫水機,經脫水后的濕胚芽含水約55%，去干燥機，干胚芽(水分≤5%，含油率≥48%，淀粉≤10%)送壓胚機破胚，經炒鍋蒸炒，然后入95A榨油機榨油，胚芽油經沉淀槽及粗油過濾器裝桶后出廠。胚芽餅可作為產品或混入纖維飼料出廠。

9.玉米漿蒸發

含固形物5%—7%的稀玉米漿，通過三效降膜式蒸發系統，濃縮到含固形物45%—50%，與濕纖維和胚芽餅混合一起干燥后作為飼料出廠，或以玉米漿形式直接作為抗生素企業培養基的營養液出售。

10.纖維飼料干燥造粒

濕纖維、胚芽餅、玉米漿加在一起混合后，進管束式干燥機干燥至含水12%左右進行造粒，成為含21%蛋白質的纖維飼料出廠。

二、玉米淀粉生產的物料平衡

1.玉米質量

含淀粉≥70%，碎玉米及雜質≤3%，蛋白質8%—10%，脂肪4%—6%。

2.物料平衡基數

原料玉米含水14%，雜質1%，碎玉米2%，淀粉提取率94.3%，淀粉(干基)收率66%，蛋白質收率6.6%，胚芽收率6.9%，纖維收率12.5%，玉米漿收率6.0%，損失2%。

10萬噸淀粉廠的主副產品產量為：

原料玉米155740噸(含水14%)，每噸淀粉需1.56噸原料玉米。

凈化玉米151190噸(含水14%)，每噸淀粉需1.51噸凈化玉米。

淀粉100000噸(含水14%)。

蛋白粉9529噸(含蛋白質60%，含水10%)。

粗玉米油4160噸。

纖維飼料35750噸(含蛋白質21%，含水12%)。

三、原輔材料及能源消耗

原輔材料及能源消耗與企業經濟效益和生產水平有較大關系。國內生產每噸淀粉的先進指標如下：商品玉米量1.56噸，耗電量210千瓦小時，凈化玉米量1.51噸，硫磺量3—4公斤，耗水量2-3噸。