玉米芯的物理加工研發(fā)與應(yīng)用

楊敬濤 于景泉

近年來,隨著科技實(shí)力的不斷增強(qiáng),玉米芯深加工領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。利用現(xiàn)代生物技術(shù),以其為主要原料制作生產(chǎn)的化工產(chǎn)品不斷被開發(fā)。比如糠醛、木糖、木糖醇、低聚木糖醇,等等一系列高附加值的產(chǎn)品相繼問世,實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。玉米芯本身的價(jià)值已得到人們的認(rèn)可與推廣。但就其本身的組織結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì),還沒有引起人們的足夠認(rèn)識(shí)。

玉米芯是玉米果穗脫去籽粒的穗軸,一般占玉米芯的20—30%,其組織結(jié)構(gòu)大體分為三部分,1、玉米芯表層毛糙部分,稱之為麩糠層。2、玉米芯中間部位,硬而有彈性,稱之為玉米芯木質(zhì)層,占玉米芯總質(zhì)量的60%左右。3、玉米芯最里端,軟質(zhì)部分,軟而潔白,稱之為玉米芯海綿絮層,麩糠和海綿體部分約占玉米芯總量的40%左右。

玉米芯的主要組成成分:粗纖維:32—36%,粗蛋白:2—6%;粗脂肪:2.5%;灰分:3.0%;礦物質(zhì):1.2%;水分:7.7%。

玉米芯的物理性質(zhì):1、摩擦性。2、吸附性。3、無毒性。4、化學(xué)穩(wěn)定性。5、硬而富有彈性。6、生物可降性。

以上對(duì)玉米芯的結(jié)構(gòu)、組成到物理性質(zhì)有了初步的認(rèn)識(shí),下面就玉米芯的加工至應(yīng)用做一介紹。

一、玉米芯的加工

1、 粗加工

經(jīng)過儲(chǔ)存的玉米芯,其粗加工的最適水分12—18%。經(jīng)過機(jī)器的撞擊與研磨,把玉米芯加工成直徑5—10mm粒度的顆粒。粗加工后的物料主要包括玉米芯顆粒與粗糠,稱為混合料。其中顆粒占40%,粗糠占40%。

2、物料分離

就其本身加工工藝而言,物料分離是與粗加工同步進(jìn)行的,之所以單獨(dú)提出,是因?yàn)槲锪戏蛛x是玉米芯加工很關(guān)鍵的一步。這一工藝是經(jīng)過風(fēng)選把玉米芯混合料分離開來,其調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小決定著物料的比例與產(chǎn)品的價(jià)值趨勢(shì)。風(fēng)選出的顆粒稱之為半成品,麩糠為玉米芯粗糠。

3、深加工

前面提到風(fēng)選后的產(chǎn)品—半成品、麩糠。首先介紹一下半成的深加工。

深加工之前必須將不規(guī)則的半成品擠壓成厚2、0—2、5mm的薄片,這樣可以加快破碎速度,提高成品率和成品容重。之后是利用機(jī)械的撞擊、剪切、與摩擦,把經(jīng)壓縮的半成品破碎。此時(shí)的物料是一些體積更小的顆粒與麩糠。通過高頻振動(dòng)篩和高方平篩,把這些混亂不規(guī)則的麩糠以及大小不同的顆粒分離開來。通過更換目數(shù)不同的篩網(wǎng)得到不同目數(shù)的顆粒。這時(shí)還不能稱之為成品,由于在前幾道工序中,不可避免的產(chǎn)生一些飛糠(即玉米芯細(xì)糠),因此最后一道工序就是分離,通過風(fēng)力輸送、風(fēng)選、通風(fēng)除塵,除去顆粒中的飛糠,最后得到的就是不同目數(shù)的成品。(一般在4—200目)

下面介紹一下麩糠。通過物料分離得到的玉米芯粗糠和物料分離中得到的玉米芯細(xì)糠,可以根據(jù)不同需求生產(chǎn)出細(xì)度不同的麩糠,還可以把它們壓縮成塊、成條,各有其不同的應(yīng)用價(jià)值,包括玉米芯混合料的壓塊。

4、滅菌與烘干

玉米芯加工的適宜水分為12—18%,加工后為了儲(chǔ)存以及成品不同的應(yīng)用價(jià)值與應(yīng)用取向,其成品最適水分應(yīng)≤8%。由于其應(yīng)用對(duì)霉菌嚴(yán)格要求,所以必須要進(jìn)行滅菌烘干。這里介紹的是導(dǎo)熱油,一種高溫介質(zhì)油,烘干、滅菌。烘干設(shè)備為臥式滾筒機(jī)。機(jī)內(nèi)工作溫度108—250℃,出料口溫度100—160℃,物料機(jī)內(nèi)保留時(shí)間10—30min.這樣就可得到符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的玉米芯成品。

二,玉米芯的應(yīng)用與研發(fā)

1、食用菌培養(yǎng)料

玉米芯混合料經(jīng)過壓塊,由于其特有的組成成分和理化性質(zhì),可以用它為主料(培養(yǎng)料)生產(chǎn)各種食用菌,特點(diǎn)是成本低、周期短、長(zhǎng)速快、定植早、吃料快、點(diǎn)種面廣。

2、飼料

無論是玉米芯粗糠,還是經(jīng)過深加工風(fēng)選出的細(xì)糠,都是動(dòng)物的飼料。特別是經(jīng)過壓縮的麩糠是反芻動(dòng)物上好的口糧。 (以下主要是玉米芯成品的應(yīng)用。先介紹一下玉米芯成品的主要成分及物理性質(zhì):粗纖維38%、粗蛋白7%、糖18%、吸附力50—70%、色澤乳黃、比重40—50%)

3、獸藥載體 由于其吸附性強(qiáng),保質(zhì)期長(zhǎng),流動(dòng)性好,經(jīng)銨化后,基本上呈中性,高溫滅菌后水分8%,無農(nóng)藥殘留,無重金屬,各種霉菌在指標(biāo)控制之內(nèi),可用于獸藥載體,是生產(chǎn)馬杜霉素、維生素、膽堿霉素及預(yù)混劑、飼料添加劑等十幾種獸藥產(chǎn)品的載體,與以前的豆餅粉、淀粉相比具有成本低、均勻度好、松散性好、流動(dòng)性好、吸附性強(qiáng)、適口性好、保質(zhì)期長(zhǎng)等特點(diǎn)。

4、清潔體

由于其固有的摩擦性、吸附性、無毒性、化學(xué)穩(wěn)定性,可用于模具、儀器、電機(jī)、塑料、金銀首飾、眼鏡、手表、高爾夫球桿、發(fā)夾、紐扣的清洗和拋光。由于其具有很強(qiáng)的吸附能力可用于海上、水中油污的處理。

5、鋪墊料。

由于其吸水性強(qiáng),吸氣味佳(氨氣),無粉塵散發(fā),表面干燥,更換次數(shù)少,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),損耗低?？捎糜趯?shí)驗(yàn)動(dòng)物的鋪墊料。

6、作為一種燃料。

由于玉米芯的物理加工與應(yīng)用,決定著它無霉變、無雜質(zhì)。儲(chǔ)存、加工加工過程中,不可避免的出現(xiàn)一些雜質(zhì)、霉變料。經(jīng)過壓縮燒取暖鍋爐(經(jīng)過實(shí)踐證明的),作為一種再生燃料,在地下資源日趨枯竭的今天,有著很深遠(yuǎn)的意義。

另外,可以用玉米芯生產(chǎn)合格的植物炭代替木炭,可以節(jié)省大量木材,卻無污染,是一項(xiàng)很有發(fā)展前途的產(chǎn)品。

通過以上研考,可以預(yù)見,隨著玉米芯產(chǎn)業(yè)的不斷壯大與其新產(chǎn)品的研制問世,人們對(duì)以往的廢棄物—玉米芯,逐漸有了更新的認(rèn)識(shí)。相信不久的將來,無論是在物理還是化學(xué)應(yīng)用上,必將有新的突破。