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优质马铃薯淀粉生产工艺


优质马铃薯淀粉生产工艺 1 概论

我国淀粉工业的现代化进程始于 80 年代。大工业化的集成工艺和设备,逐 渐取代了传统作坊式的生产。单产日加工能力从 70 年代末的十几吨,发展到 目前的几千吨。在玉米、小麦和木薯淀粉行业,我国的产品质量、品种和生产 规模已达国际篝水平。中国马铃薯淀粉工业的现代化进程起步较晚,直至 90 年代中期,才开始全面引进、应用、吸收,

仿制具有先进代表性的西欧现代化 马铃薯淀粉加工工艺和设备。目前,由于各设备制造商根据其本身的条件及中 国市场特点,在中国市场推行几种不同设置的工艺,使中国马铃薯的淀粉工业 界对马铃薯淀粉加工工艺的先进性、合理性和完整性缺乏统一认识。

2 原料与产品

马铃薯原料对产品质量、收率和设备与使用寿命有着直接的影响,以下所 讨论的工艺数据以下列原料为依据: 原料为适于生产食品级淀粉的马铃薯(按中国国标 GB 8884-88) ,其成 分如下:干物质占总重量的比例最小应为 22.5%;淀粉含量占总重量的比例 最小应为 16%; 蛋白含量占总重量的比例最大应为 2.7%; 粗纤维占总重量的 比例最大应为 1.9%;灰分占总重量的比例最大应为 1.2%。 除此之外,马铃薯还需符合以下条件: 1) 马铃薯应在收获后一个月内加工;

2) 马铃薯不可受冻; 3) 马铃薯无发芽 4) 1kg 马铃薯的个数最多 15 个; 5) 1kg 马铃薯的坏损量不超过 4%; 6) 进入工厂的未净化的不能含有超过 5%泥沙和其它杂质。

淀粉质量如下: 1) 水分最大 18%; 2) 灰分最大 0.25%; 3) 蛋白质最大 0.1%; 4) 斑点每 cm2 不超过 3 个; 5) 白度(按照 DEN6174)不低于 90%。 6) 干燥后的淀粉必须经过筛分,细度为 150 微米筛,通过率为 99.6%。

蛋白原料为马铃薯淀粉车间的未被稀释的细胞液,成分如下: 从马铃薯得到的细胞液含有 1.4%-1.5%的可凝结蛋白,总蛋白含量大约 2.8%。马铃薯蛋白产品质量:8%-12%;蛋白含量大于 80%干基。 在国内还没有哪一家生产厂对蛋白进行回收。

3 加工工艺

3.1 淀粉生产车间

3.1.1 净化和清洗系统 马铃薯进入储库之前须通过除土机尽可能地除去杂质。 欧洲的马铃薯淀 粉加工厂一般只自储 3-7 天的马铃薯原料。马铃薯由储库用水经流送沟输 送至预处理车间,由土豆泵(无堵塞离心泵)提升,经除草机除草后流送 到除石机,以除去石块及其它重杂质。并用水输送到鼠笼式清洗机,对马 铃薯进行初清洗;再由水输送到桨式清洗机,进行彻底清洗。根据土壤特 性也可选择两级鼠笼洗薯机清洗。然后由倾角皮带机送入马铃薯储斗。每 级洗涤水都排放进入沉淀池通过沉淀池净化后循环利用。 3.1.2 锉磨 来自马铃薯储斗的马铃薯由带有可调速驱动电机的锉磨机给料螺旋送 机输送至锉磨机.工厂处理马铃薯的能力可以通过调节此输送机的速度和 流量来设定.锉磨机转子装有锯条状刀片用来破碎马铃薯,有两台平行设置 的锉磨机,其中一台备用,用于更换刀片时替换使用。 3.1.3 筛分(淀粉提取) 破碎的马铃薯自行落入地坑中,用螺杆泵打入三级离心筛,将淀粉乳与 纤维分离,分离后的纤维脱水后由螺杆泵送到储渣池或由用户拉走。由清 洗顶流出来的纤维由细纤维筛分离,细纤维也由螺杆泵打入储渣池。水平 离心筛带有工艺洗水接头以及清洁洗水和内部卫生清洗接头。 3.1.4提取细胞液(浓缩) 筛分后的马铃薯粗淀粉乳被消沫泵送到旋流除砂站, 泥砂收集在集砂器 中,每数小时排放一次。淀粉乳由经除砂后打入浓缩旋流器。分离出来的 马铃薯细胞液一部分排入车间外的污水池,一部分用于筛分工段的喷淋。

也可采用离心机进行浓缩。提取细胞液后的物料由一个泵输送至淀粉清洗 工段。

3.1.5 淀粉洗涤/细纤维分离 为了能够从淀粉中除去细小的纤维,必须将淀粉进行清洗。这一分离过 程是由 12 级淀粉洗涤系统(多级旋流器)来完成的。经浓缩的淀粉乳, 被泵送至 12 级淀粉洗涤系统;在这里,淀粉和细小的纤维被洗水(软化 水)以逆流方式洗出,与淀粉分离。提纯的淀粉在压力的作用下,流入精 制淀粉乳罐。淀粉洗涤系统的溢流,含有少量的淀粉和细纤维,在压力的 作用下,流至细纤维水平离心筛,在此,细纤维被分离并脱水。分离的细 纤维被送到纤维渣螺杆泵或卸料螺旋输送机与前面的脱水筛纤维渣汇合。 离心筛的滤液以自重流入另一淀粉乳罐,再由泵打入淀粉澄清站,澄清站 是由三级旋流器组成。浓缩后淀粉乳(底流)再打回到淀粉浓缩系统,回 收淀粉。澄清站的溢流做为工艺水使用。在淀粉澄清系统中,淀粉在3级 旋流器中被洗水(软化水)以逆流洗涤的方式洗涤。 3.1.6 淀粉脱水 精制的淀粉由“残留滤饼”式真空脱水机脱水, 脱水后的淀粉由螺旋输送 机输送或皮带输送机输送至淀粉干燥工段。 3.1.7 干燥 经过脱水后的湿淀粉含水率≤40%,由给料机经扬料器送入气流干燥 机组进行干燥。 气流干燥机组是由换热器、给料机、扬料器、脉冲管旋风分离器螺旋

输送机组成。 经脱水至 40%的湿淀粉由给料机和扬料器送入气流干燥机的立管中, 由换热后温度在 145~160℃的热风吹向上走,在脉冲管中湍动进行热 交换,干燥完的淀粉被风带走进入旋风分离器进行废气与物料的分离, 成品淀粉用螺旋输送机和斗提机送至成品仓,进行包装。湿淀粉从进入 气流干燥机组到干燥完成,只用1~2秒的时间,故气流干燥机也被称 为闪蒸干燥。 3.1.8 包装 进入成品仓的含水率为≤18%的干淀粉经杠杆给料机进入自动装袋 称, 打包后由成品皮带输送机送入成品库储存。 至此淀粉生产过程结束。

E:工艺控制和监测系统 控制系统包括现场自带控制中心, 将信息发送至一个专利的临控和数 据收集系统(SCADA) ,监测和控制工厂。工厂的控制是通过在电机控 制中心(MCC)内的一个可编程逻辑控制器(PLC)来实现的。现场控 制盘带有现场操作控制装置,带有所有全套操作参数并存储在现场可编 程逻辑控制器(PLC)中,还带有数据存取装置,存取来自操作控制中 心(OCC)监控和数据收集系统(SCADA)的参数设定点和系统参数。 操作控制中心(OCC)的监控和数据收集(SCADA)监测系统将通过 与现场可编程逻辑控制器(PLC)的内连锁,经 DH+联络网络来监测车 间现场的状态。可编程逻辑控制器(PLC)通过 PTO 网络与电机控制中 心(MCC)内的远程输入输出(I/O)装置相连接。系统还连接有警报/

意外事件打印机。 监控和数据收集系统(SCADA)将设计为满足以下功能: ①连续回路控制;②图形和趋势显示;③工艺警报,电机警报和系统警 报的管理; ④内连锁处理;⑤低液位和高液位内连锁;⑧多项目标和多个用户;⑦ 信息的储存。 工程和礼堂软件为单独的数据库,监测软件一般采用 RSVIEW 系统。 工程软件应有以下用途: ①所有的程序使用功能块,说明语言和图形编辑;②连机与非配置和模 拟;③程序加负荷与减负荷。 ①所有的程序使用功能块,说明语言和图形编辑;②连机与非配置和模 拟;③程序加负荷与减负荷。 视觉软件应有以下用途: ①所有操作功能;②控制器(PID 值) ,电机和阀门(开-关功能)和所 有手动调节数值的控制;③诸如工厂总览,工艺显示,曲线显示等各种 显示的选择;④报警显示和再设置。 F:电机控制中心(MCC) 电机控制中心将带有自动短路器以应会电流过载和接地保护失效。 电 机控制中心将带有水平母线。外壳将以钢板制造,厚度适于支撑形成坚 固的结构。外部的边角为圆形,呈现良好的外观。室内安装的,外壳应 不低于 I 四 2 的保护级。室外安装的,外壳应不低于 IP55 的保护级。 外壳的设计将确保所需的适宜的通风和空气循环,不允许害虫进入。电

缆的入口是封闭的,防尘、防虫。外过将适于地板固定并且高度不超过 装置的外壳, 在每个分隔室将装有前部合叶门, 同时也可安装后部的门。 控制柜和开关柜将提供接地装置。所有接地母线,接头和附件为铜质。 电机启动器每个电机启动器应带有以下基本设备: ①接触器;②过载继电器,带恢复装置;③运行和断路指示灯;④远程 紧急停车按刍接头装置;⑤所有必需的保险,连杆,导线和终端。停车 按键(以及任何远程紧急停车键)将可在任何时间和运行状态下操作。 工厂有三种不同的类型的电机启动器: ①直接连接 40KW 级或以下的电 机;②星/三角启动器,用于 401KW 以上级的电机;③星/三角启动器 用于重载装置。作为星/三角启动器的补充,用于重载装置的启动器将带 有一个时间继电器(0-6 分钟)以及一个热敏继电器。电度表电机控制 中心(MCC)应装有千瓦时电度表和有关的交流器,电流表,电流表选 择开关,电压表和电压表选择开关。电机所有的电机应按照 IEC 标准制 造。绝缘等级按照 IEC34-1:F 级。 5 讨论 在马铃薯淀粉加工厂立项, 可行性分析和建设过程中, 技术方案是非 常重要的因素之一。需慎重考虑的因素包括以下几个方面:①控制和操 作的设置。由于马铃薯淀粉加工工艺的多工段,多控制点和瞬间加工的 特点,依靠手动和分段控制较难达到工艺平衡,不能保证设计产量和产 品质量的持续稳定。应采用联动联锁自动化中心控制;②A/B 淀粉的分 开处理,能保证淀偻的质量和收率,有效控制产品中的纤维含量。提高 工艺的灵活性,适用于各种原料,为市场提供个性化的产品,满足市场

对不同颗粒淀粉的需求;③蛋白回收,目前,马铃薯蛋白只用于饲料行 业,附加值较低,而且不可能全部回收,无法通过蛋白回收方法彻底解 决废水问题。其工艺设备的投资非常高,在一定的生产规模内,投资甚 至高于淀粉车间。国外一般采取加大生产规模平衡蛋白回收和废水处理 的可行性。 德国南方淀粉厂的做法是提取蛋白后, 所有废水喷灌方圆 50 公里的农田里。


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