探討淀粉工藝中水蛋白回收工藝

摘 要：玉米是我國(guó)大部分地區(qū)的主要農(nóng)作物。玉米除了直接食用外，主要功能就是生產(chǎn)淀粉，我國(guó)淀粉的年產(chǎn)量已超過(guò)1000萬(wàn)噸，淀粉提取過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的工藝廢水，據(jù)統(tǒng)計(jì)有近200萬(wàn)噸的工藝廢水，淀粉廢水中含有蛋白質(zhì)有機(jī)物，開(kāi)發(fā)利用價(jià)值不容小覷，但很多加工部門(mén)將淀粉廢水直接排放，不僅浪費(fèi)，還會(huì)造成環(huán)境污染。采用水蛋白回收工藝，不僅可以保證水資源循環(huán)利用，還可以提高蛋白的回收率，保證淀粉的商品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：淀粉工藝；水蛋白；回收工藝

引言

我們將通過(guò)各種物理化學(xué)知識(shí)原理和手段，經(jīng)過(guò)一系類的制作過(guò)程把玉米粒中的淀粉提煉出來(lái)的過(guò)程稱為玉米淀粉的提煉加工過(guò)程。而在玉米淀粉的提煉加工過(guò)程中必不可少的就是水，玉米淀粉的生成過(guò)程中的洗滌浸泡以及流送和加工過(guò)程中副產(chǎn)品的分離等一系列步驟都離不開(kāi)水的輔助，水的消耗量往往高出玉米用量的幾倍乃至十幾倍。粗略統(tǒng)計(jì)，正常情況下水的消耗量是玉米的八至十倍。玉米淀粉的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生開(kāi)放式的新水和封閉式的工藝水兩種不同特點(diǎn)的過(guò)程水。目前我國(guó)玉米淀粉的提煉加工過(guò)程中主要使用的是可以回收再利用的封閉式工藝水，玉米淀粉的加工過(guò)程中可以獲取更多的淀粉以及副產(chǎn)品，水資源還可以循環(huán)利用，一舉兩得。如何運(yùn)用更合理的方法對(duì)工藝水中的蛋白質(zhì)有機(jī)物進(jìn)行提取加工成為值得研究的問(wèn)題。文章針對(duì)淀粉工藝中水蛋白回收工藝進(jìn)行了研究。

1 玉米淀粉的主要設(shè)備流程和回收

1.1 玉米淀粉生產(chǎn)工藝的設(shè)備

玉米淀粉生產(chǎn)制作中必不可少的就是關(guān)于玉米原料的存放和運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，除此之外還有玉米的清洗凈化粉碎分離等一系類步驟，提高產(chǎn)品質(zhì)量和回收率。我們需要借助十七種設(shè)備再提煉玉米淀粉的過(guò)程中，其中包括除砂石器、浸泡玉米容器、一道磨、二道磨、沖擊磨石器、分離副產(chǎn)品器、除去淀粉中砂石的機(jī)器、玉米淀粉的分離機(jī)、、副產(chǎn)品脫水機(jī)、副產(chǎn)品干燥機(jī)、淀粉干燥機(jī)以及各種玉米淀粉副產(chǎn)品的分離機(jī)等。

1.2 玉米淀粉生產(chǎn)工藝的一般流程

采用物理的手段將玉米的各個(gè)主要成分進(jìn)行分離，在針對(duì)最終成品進(jìn)行分別加工的過(guò)程就是玉米濕磨。通過(guò)玉米濕磨可以獲取五種成分，玉米皮、蛋白質(zhì)、玉米蛋白胚芽、淀粉。在玉米中占有最大比例的成分就是淀粉，通常占有干基的百分之七十左右，淀粉就是玉米的主產(chǎn)品，除了主產(chǎn)品外的其他所有產(chǎn)品都是副產(chǎn)品。

首先，先將玉米粒清洗干凈然后經(jīng)過(guò)制酸和長(zhǎng)時(shí)間的浸泡后，用專門(mén)的粉碎玉米粒的機(jī)器吧玉米粒粉碎，再用分離機(jī)把各種半產(chǎn)品或雜質(zhì)分離開(kāi)，將有利用價(jià)值的進(jìn)行清洗篩選分離，從中分離出蛋白質(zhì)，再?gòu)氐浊逑捶蛛x出可溶性物質(zhì)，進(jìn)行脫水干燥就得到了淀粉。

2 玉米淀粉生產(chǎn)過(guò)程中的回收

傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式是在淀粉精致清洗這一環(huán)節(jié)加入大量開(kāi)放式新鮮的水，而副產(chǎn)品的獲得是在加工環(huán)節(jié)通過(guò)加入封閉式的工業(yè)水然后分離洗滌制酸形成的。

一方面，采用封閉式的工藝流程，可以提高有用物質(zhì)的回收率，而且減少?gòu)U水的排放量，環(huán)境污染程度較小。但從另一方面，工藝水的再利用也有很多弊端：（1）采用這種工藝制作會(huì)減緩濃縮操作。麩質(zhì)是密度小且小顆粒的物質(zhì)，在用這種處理時(shí)，麩質(zhì)會(huì)漂浮在水面上，濃縮機(jī)運(yùn)作過(guò)程中會(huì)有一部分的麩質(zhì)流失，麩質(zhì)水的濃縮操作就會(huì)比較難以制作。（2）采用這種工藝制作，在一定程度上會(huì)增加能源的浪費(fèi)并且增加工藝水的排放量。在制酸這一流程中，采用工藝水制作，而工藝水中固體物質(zhì)含量較多的話，會(huì)減少液體的流動(dòng)性和吸收程度，制酸工藝中采用的亞硫酸的濃度變化比較大。在這一流程中會(huì)消耗大量的水和蒸汽量，造成浪費(fèi)。（3）采用這種工藝使得制作的濃度調(diào)控難以控制。工藝用水的來(lái)源主要有兩種：一是麩質(zhì)濃縮機(jī)溢流水；二是分離機(jī)溢流水。兩種都集中在工藝水罐中，然后用水泵吸出用于生產(chǎn)系統(tǒng)中。工藝水會(huì)在生產(chǎn)系統(tǒng)中長(zhǎng)期積累，這樣的情況下就會(huì)產(chǎn)生很多固體物質(zhì)，固體物質(zhì)的含量高的話不利于工藝水的分離而且會(huì)使麩質(zhì)濃縮機(jī)的進(jìn)料濃度難以調(diào)控，對(duì)工藝水造成一定的影響，固體物質(zhì)的含量就會(huì)升高。（4）采用這種工藝會(huì)污染環(huán)境。工藝水運(yùn)用到玉米水利輸送環(huán)節(jié)，在這個(gè)環(huán)節(jié)中工藝水是不斷循環(huán)的，于是工藝水中的固體物質(zhì)越來(lái)越多，工藝水的濃度增加，廢水中的固體物質(zhì)不能回收廢水的排放指標(biāo)也會(huì)增加，不利于環(huán)境保護(hù)。（5）采用這種工藝會(huì)降低麩質(zhì)蛋白粉的生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)制作過(guò)程中。工藝水也充當(dāng)著清洗機(jī)器中濾布的角色，工藝水是不斷循環(huán)利用的，于是工藝水中的固體物質(zhì)會(huì)不斷增加，濃度也會(huì)增加，長(zhǎng)此以往，濾布會(huì)喪失功效，過(guò)濾效果不如從前，降低麩質(zhì)蛋白粉的生產(chǎn)效率。

3 玉米淀粉制作過(guò)程中蛋白的回收

淀粉是玉米中占有分量最大的物質(zhì)，也是玉米淀粉制作過(guò)程中最后產(chǎn)生的物質(zhì)，因此淀粉的分離在整個(gè)生產(chǎn)工資中是十分重要的。蛋白質(zhì)的濃縮需要大量的工藝水，這對(duì)淀粉以及麩質(zhì)的產(chǎn)量和質(zhì)量也造成一定影響，因此，蛋白分離和麩質(zhì)濃縮也成為生產(chǎn)過(guò)程中需要嚴(yán)格管理和控制的環(huán)節(jié)，如果實(shí)行好的方法，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程不僅僅會(huì)增加蛋白產(chǎn)量，還會(huì)減少污染物的排放，大大增加工藝水利用價(jià)值。經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)企業(yè)事件調(diào)查進(jìn)行了如下改進(jìn)：大部分傳統(tǒng)企業(yè)制作玉米淀粉大多使用濃縮機(jī)濃縮蛋白，采用與麩質(zhì)分離原理相同的制作工藝，麩質(zhì)濃縮較為困難，因?yàn)闈舛缺容^低，提取困難。為解決這一難題我們可以在主分離機(jī)前再增加一個(gè)濃縮分離機(jī)，使得進(jìn)料濃度提升，讓淀粉和蛋白完全分離，同時(shí)也可以提高麩質(zhì)濃縮機(jī)的進(jìn)料濃度，工藝水中的固體物質(zhì)也在一定程度上降低，可以提高濃度，這樣提取就比較容易了。通過(guò)加汽浮槽分離也可以進(jìn)一步提高蛋白的回收率。汽浮槽是借鑒了冶金行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生的淀粉加工設(shè)備，80年代引進(jìn)的一項(xiàng)新技術(shù)，設(shè)備本身構(gòu)造簡(jiǎn)單，主體呈長(zhǎng)方形，前端有玻璃球布料器，在槽體的流動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)射流器混合空氣后的物料，我們可以根據(jù)密度不同的原理將蛋白質(zhì)和淀粉分離，利用汽浮槽一組，將主分離機(jī)和預(yù)濃縮機(jī)分離的溢流直接傳輸?shù)礁〔圻M(jìn)行汽浮分離，隨后運(yùn)用汽浮分離的方法將工藝水中的干物質(zhì)分離出來(lái)，沉淀下來(lái)的淀粉乳送至工藝水罐應(yīng)用于工藝系統(tǒng)，漂浮于上部的蛋白送至濃麩質(zhì)罐，同時(shí)將汽浮的中流水送至工藝水罐應(yīng)用于生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。形成了從上到下的高效率生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。

安裝一套漿液除砂系統(tǒng)可以將工藝水底部的干物輸送至纖維干燥系統(tǒng)，溢流回到原系統(tǒng)繼續(xù)輸送玉米，這樣可循環(huán)回收輸送玉米工藝水的干物，溢流水可再次使用，達(dá)到一定程度后將水送至蒸發(fā)器蒸發(fā)，使排放水中的干物含量由原來(lái)的1.2g/L降到0.8g/L，降低了廢水中的COD值，減輕了污水處理廠的壓力，緩解日趨嚴(yán)峻的環(huán)境壓力。同時(shí)我們將提取的干物加入到蛋白粉中，提高了蛋白粉的收率。

4 結(jié)束語(yǔ)

作為我國(guó)重要的農(nóng)產(chǎn)品之一玉米是我國(guó)主要種植的農(nóng)作物之一，玉米淀粉生產(chǎn)必須重視副產(chǎn)品的回收和利用。玉米淀粉的副產(chǎn)品價(jià)值占耗用玉米價(jià)值的30%-50%，很多富有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的物質(zhì)都包含在副產(chǎn)物中。工藝水中可回收的蛋白數(shù)量十分可觀，蛋白的回收利用提高了主副產(chǎn)品的質(zhì)量和收率，降低了污染物的排放，減少了環(huán)境污染，同時(shí)節(jié)約成本和能源。實(shí)現(xiàn)工藝水中蛋白合理回收利用，可謂變廢為寶，去害成利，化腐朽為神奇，對(duì)企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益大有裨益，改進(jìn)工藝的同時(shí)又能獲得良好的環(huán)境，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙贏戰(zhàn)略目標(biāo)。

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