1、 第四節玉米淀粉的分離與精制第四節玉米淀粉的分離與精制編講宗兆迎編講宗兆迎第四節玉米淀粉的分離與精制玉米經浸泡濕磨分離出胚芽和纖維后的漿液（俗稱原漿）中，主要含有淀和粉麩質顆粒。玉米濕磨加工基本過程中的“分”主要指淀粉與麩質的分離。淀粉與麩質的分離是玉米淀粉生產的重要環節。一、淀粉與麩質分離的工藝原理據有關資料表明原漿中干物質的化學組成（按干基計算）如下：淀粉8992蛋白質68（N6.25）脂肪0.5-1%可溶物0.10.3灰分0.20.3細渣0.1g/L。從以上組份可看出：原漿中固形物主要是淀粉、麩質（不溶性蛋白質）和細渣。它們各具有不同的粒徑和比重：淀粉526m，麩質12m，細渣65m，比

2、重：淀粉1.61，麩質1.18細渣1.3。根據原漿中各種固形物粒徑和比重的不同，可采用以下方法進行分離：第四節玉米淀粉的分離與精制 2、淀粉的離心分離 慣性離心力： 當物體繞軸旋轉時，則有向心力作用于該物體，力的方向朝向轉軸。根據力學第三定律，則產生與向心力大小相等方向相反的離心力。這種與向心力大小相等、方向相反的這種與向心力大小相等、方向相反的離心力即為改變物體運動方向的慣性力。亦稱慣性離心力離心力即為改變物體運動方向的慣性力。亦稱慣性離心力 物體繞軸旋轉產生慣性離心力的大小與轉速轉速的平方成正比正比，與旋轉直徑成正比直徑成正比。在相同旋轉直徑和轉速的狀態下，重量大的物體較重量小的物體獲得的

3、慣性離心力大。要增加慣性離心力主要是提高物體繞軸旋轉的轉速。 物體繞軸旋轉時分離因素與旋轉的速度平方成正比，與旋轉半徑成正比。要提高分離因素主要是提高轉速。第四節玉米淀粉的分離與精制 如果將非均質液體放在一個密閉的圓筒內且繞圓筒中心軸隨圓筒一起旋轉，根據上述離心分離原理，比重較大的物料將獲得較大的離心力而拋向圓筒的內壁；比重較小的物料獲得離心力較小而在離軸較近的范圍內旋轉。當在圓筒壁開一定小孔時，拋在圓筒內壁上的物料將通過筒壁孔而甩出，從而實現了非均質液體中不同比重的兩相液體的分離。比重較大的液體沿旋轉半徑的切線方向從孔甩出。旋轉的圓筒俗稱轉鼓。不難看出，要增加兩相離心分離的分離因素，提高轉鼓

4、轉速比加大轉鼓直徑要容易得多。第四節玉米淀粉的分離與精制 分離因素： 物體繞軸旋轉時分離因素與旋轉的速度平方成正比，與旋轉半徑成正比。要提高分離因素主要是提高轉速。 如果將非均質液體放在一個密閉的圓筒內且繞圓筒中心軸隨圓筒一起旋轉，根據上述離心分離原理，比重較大的物料將獲得較大的離心力而拋向圓筒的內壁；比重較小的物料獲得離心力較小而在離軸較近的范圍內旋轉。當在圓筒壁開一定小孔時，拋在圓筒內壁上的物料將通過筒壁孔而甩出，從而實現了非均質液體中不同比重的兩相液體的分離。比重較大的液體沿旋轉半徑的切線方向從孔甩出。旋轉的圓筒俗稱轉鼓。不難看出，要增加兩相離心分離的分離因素，提高轉鼓轉提高轉鼓轉速比加

5、大轉鼓直徑要容易得多。第四節玉米淀粉的分離與精制 3、碟片式噴咀離心機分離工藝： 根據離心分離原理經過多年的研究，發明并制造出包括轉鼓（旋轉圓筒體）進料、出料等裝置在內的分離機。為增大分離面積在轉鼓內中心軸上裝上許多薄板制成的碟片狀圓錐體以增加離心沉降面積。轉鼓壁上有多個物料出口。碟片式噴咀離心機用于淀粉與麩質的分離時淀粉乳（重相）從噴咀噴出，麩質水（輕相）從轉鼓中心匯集經中心泵排出。為提高兩者分離效果往往從轉鼓底部加入外部洗水。第四節玉米淀粉的分離與精制碟片式噴咀離心機的進料、重相、輕相、洗水四項參數存在如下平衡關系：設定：進料流量Q1 （m3/h）進料濃度N1（g/L） 底流流量Q2（m3

6、/ h）底流濃度N2（g/L） 溢流流量Q3（m3/ h）溢流濃度N3（g/L）（干物量） 洗水流量Q4（m3/ h）洗水干物量N4（g/L）流量平衡式：Q1Q4Q2Q3干物平衡式：Q1N1Q4N4Q2N2Q3N3在聯立方程中：進料濃度N1，洗水濃度N4，是已知的檢測值，底流濃度N2和溢流濃度N3是工藝設計值；進料流量 Q1與洗滌水流量Q4是已知的檢測值，所以在上聯立方程中僅有溢流和底流的流量值（Q3和Q2）是未知數。因此可對方程組求解得：Q2= （底流的流量）Q3= Q1+Q4-Q2 （溢流的流量）通過以上分析可得出：在進料流量與濃度、洗水流量與濃度已知的工況下就可以根據底流與溢流的濃度設定

7、值，計算出底流與溢流的流量。這恰是工藝設計中所需要的數值。第四節玉米淀粉的分離與精制 4、淀粉與麩質分離的設計指標： 碟片噴咀離心機用于淀粉與麩質的分離時，由于原漿中淀粉的粒度及比重比麩質都大，所以淀粉顆粒呈重相（懸浮液）從離心機底流排出，麩質顆粒呈輕相（麩質水）從離心機頂流排出。但由于多方面的因素兩者是不會是絕對分開的。即重相（淀粉乳）中會含有少量麩質，而輕相（麩質水）中會含有少量淀粉。根據目前碟片噴咀離心機的制造質量及工人操作水平，分離的設計指標一般為底流（淀粉乳）蛋白質含量3.5（干基），溢流（麩質水）蛋白質含量60（干基）淀粉含量10（干基），由于離心機底流還含有一定量的蛋白質，在生產

8、中離心機底流稱為粗淀粉乳。第四節玉米淀粉的分離與精制淀粉與麩質的分離是玉米濕磨提取淀粉基本生產的主要過程，兩者分離程度關系到淀粉（主產品）及麩質粉（主要付產品）的收率和質量。麩質粉主要成分為蛋白質又稱蛋白粉麩質中蛋白質含量與淀粉損失的關系4麩質水主要成分/（干基）每噸玉米的淀粉損失量（kg）蛋白質細纖維淀粉50104039551134306012282362132217701416127515108從上表可看出，淀粉與麩質的分離效果無論對產品收率和產量質量都至關重要。第四節玉米淀粉的分離與精制5、碟片噴咀離心機的工藝控制：根據淀粉與麩質的比重差隨原漿濃度的提高而增加的特性，淀粉麩質離心分離機的

9、進料濃度一般控制在69Be。根據淀粉漿粘度隨溫度而降低的原理，進料溫度一般控制在3540。為提高淀粉與麩質分離效果，離心機底部洗水量的控制分析： 底部洗水的主要作用：一是清洗噴咀防止因底流沉積而堵塞噴咀。二是調節離心轉鼓內液相的流動狀態。含有淀粉和麩質的原漿進入轉鼓內碟片層隨轉鼓一起轉動，含淀粉較多的淀粉乳沿錐形碟片下移而麩質水沿碟片上移，洗水從轉鼓下部進入液相濃縮區，使底流沉積區的內壓增加而促使沿碟片上移的輕相與下移的淀粉乳流動方向相反。當洗水量大于下移淀粉乳中的含水量時，則有部分淀粉被反沖進入麩質水，則溢流會稍有較多的淀粉（俗稱溢流淀粉）；反之當洗水量小于下移淀粉中的含水量時，則會有過多的

10、麩質進入淀粉乳而導致底流中的蛋白質含量過高。所以洗水量的洗水量的大小應根據進料濃度與進料量、底流濃度與底流量，根據碟片噴咀離心分大小應根據進料濃度與進料量、底流濃度與底流量，根據碟片噴咀離心分離機的工藝平衡關系式來分析計算，為降低淀粉乳的蛋白質含量，洗水量離機的工藝平衡關系式來分析計算，為降低淀粉乳的蛋白質含量，洗水量往往比理論計算值略大一點。往往比理論計算值略大一點。第四節玉米淀粉的分離與精制噴咀口徑的確定：噴咀口徑大小的確定可根據下列方法進行：在進料流量Q1（m3/h）和濃度N1（g/L）一定的工況下，假若粗淀粉乳的濃度設計值為N2（g/L），麩質水淀粉含量忽略不計時，根據以上分離工藝平衡

11、的原理，粗淀粉乳流量Q2應等于（m3/h）。Q2（粗淀粉乳流量）即為噴咀的噴出流量。假設噴咀的數量為n個，那個單個噴咀排出量應等于（m3/h）。流速即淀粉乳排出的速度也就是噴咀在轉鼓上旋轉的圓周速度。當轉鼓直徑為D（m）轉速為r/min時，淀粉乳排出速度應等于（m/s）。通管的截面積即噴咀口截面積。經有關數學公式計算與整理：噴咀口徑Q1：進料流量（m3/h）N1：進料濃度（g/L）N2：底流濃度（g/L）D：轉鼓直徑（m）r：轉速（r/min）n：噴咀數量（無因次） mmdrDNnNQ21182第四節玉米淀粉的分離與精制 上式可做為在一定設計工況下的碟片噴咀離心機噴咀口徑設計的參考計算式。 噴

12、咀經過較長時間的磨損口徑會變大，隨之底流流量也將增加。要達到設定的底流濃度，進料量相應增加，此時電機電流增加。當電流值超出額定電流時就要更換噴咀。反之當噴咀出現堵塞時底流量減少，如果進料量不變，溢流（麩質水）將會帶走較多的淀粉。為了保證分離效果，就要減少進料量。在噴咀堵塞嚴重時還會出現進不去料的異常現象。根據以上分析在實際生產往往根據離心機電流的變化來判斷噴咀的工作狀態：即當電流超標時，說明噴咀磨損嚴重應停機更換；在電流下降明顯時說明噴咀堵塞嚴重應停機清洗。第四節玉米淀粉的分離與精制 二、粗淀粉乳的精制工藝 分離麩質后的粗淀粉乳中尚有較多的固體蛋白質（麩質）和少量的可溶蛋白以及無機鹽（灰份）。

13、要得到較純凈的淀粉，需要將粗淀粉乳中的非淀粉類物質盡最大限度的去除。由于去除采用洗滌方法，所以通稱粗淀粉乳洗滌精制。相對于粗淀粉乳而言，洗滌去除雜質后的淀粉乳稱為精淀粉乳。粗淀粉乳的洗滌精制常采用以下工藝：第四節玉米淀粉的分離與精制 分離機加旋流器旋流洗滌精制工藝 該工藝俗稱為分離機加旋流器淀粉提取工藝。本工藝采用12級旋流分離器去除粗淀粉乳的雜質。 本公司用的分離方法從12級旋流洗滌流程中，不難看出首級旋流器溢流返回再進淀粉麩質分離機，相應增加了分離處理量，同時還會降低分離機進料濃度。因此都將首級旋流器的溢流進行濃縮，而分離出大量的澄清過程水。第四節玉米淀粉的分離與精制 由于精制的淀粉乳經過

14、淀粉與麩質分離機和旋流分離器的洗滌，所以該工藝俗稱為分離機加旋流器淀粉提取工藝。用于淀粉乳洗滌精制的旋流器稱為洗滌旋流器。由于一般常采用旋流洗滌級數為12級，該工藝常稱12級旋流洗滌。 在12級旋流洗滌中采用逆流洗滌原理，一次新鮮水從末級（第12級）進入洗滌系統，旋流器溢流逐級返回做為前一級的洗滌水。首級旋流器的溢流進入淀粉與麩質分離機進行再分離，洗滌去除的雜質進入麩質水從分離機溢流排出。這樣在淀粉乳精制過程中，可充分回收淀粉，提高淀粉收率，同時減少一次新鮮水的用量。第四節玉米淀粉的分離與精制 淀粉乳洗滌精制質量工藝控制指標 各級進料濃度指標： 預濃縮4-6Be；主分離7-9Be； 首級洗滌旋流器9-12Be；中間濃縮機3-5Be 各級出料濃度指標： 預濃縮9