玉米淀粉加工产业发展与技术

玉米加工淀粉产业发展：

玉米深度加工，除了可获得玉米胚芽油、玉米淀粉，副产品进一步利用还能分离出玉米膳食纤维、高生物学价值的玉米胚芽蛋白及胡萝卜素、玉米黄质等抗衰老的抗氧化剂。玉米淀粉可制食用结晶葡萄糖和麦芽糖，葡萄糖和麦芽糖氢化以后，可以制成山梨醇和麦芽糖醇。玉米糖化液发酵可制谷氨酸，玉米发酵还可制柠檬酸、酒精。可见，玉米深加工可以获得丰富多样的食品添加剂与配料。

随着玉米价格增长，玉米资源紧张，玉米的深度加工和充分转化变得更为迫切。过去玉米加工业受各种因素限制，往往只注重利用原料中淀粉部分，当然抓好70%淀粉的深度加工并没有错,但利用好玉米其他30%成分，将带来更高的经济效益。目前包括美国的玉米加工业,除淀粉外,只有玉米胚芽油作食品,而把其他成分,大约占玉米成分25%-27%,均当作饲料处理,有些当“三废”处理。这样不仅浪费资源，经济效益低，而且造成环境污染。

自本期起，本版特开设“玉米深加工技术与食品配料”专栏，请权威专家尤新教授介绍玉米深加工技术的进展和生产相关食品配料的知识。

淀粉是食品工业的基础原料，2003年全世界玉米淀粉产量3940万吨，占各种淀粉的80.24%。2005年增至5400万吨。

美国年产玉米3亿吨左右，有约15%用于工业。年产淀粉2000万吨，主要用于淀粉糖。目前每年用于淀粉糖生产(包括固体葡萄糖、液体葡萄糖、果葡糖、麦芽糖)的淀粉占30%，用于酒精生产的占40%。用淀粉生产酒精是指玉米湿法生产酒精。美国ADM公司是最大的湿法生产酒精的公司，年产酒精14亿升(约110余万吨)，其他工业用淀粉包括变性淀粉约18%。其中60％用于造纸，10%用于纺织。造纸工业用淀粉约60万吨国际上玉米淀粉多采用湿磨工艺进行生产，其工艺流程可分为开放式和封闭式(派生部分封闭式)两种。在开放式流程中，玉米浸泡和全部洗涤水都用新水，因此该流程耗水多，干物质损失大，排污量也多。封闭式流程只在最后的淀粉洗涤时用新水，其他用水工序都用工艺水，因此新水用量少，干物质损失小，污染大为减轻。

我国2006年产玉米淀粉1050万吨，比上年增16%，吉林、山东、河北、河南四省占70%以上。

不管应用任何方法，其最佳目标是能够将玉米中的主要组分淀粉、脂肪、蛋白质、纤维等物质，最大限度地相互分离，最终获得高纯度的单一组分，以满足工业加工需要。

目前，国内外已实现工业化大规模生产的玉米组分分离提纯的加工方法,普遍采用的是湿法和干法两种方法。所谓湿法就是指淀粉工业中的玉米原料前处理的加工方法是将玉米用温水浸泡，经粗细研磨，分出胚芽、纤维和蛋白质，而得到高纯度的淀粉产品。所谓干法就是不用大量的温水浸泡，主要靠磨碎、筛分、风选的方法，分出胚芽和纤维，而得到低脂肪的玉米粉。

湿法加工的兴起，主要是因为主产品淀粉质量纯净，可以满足医药和特殊发酵制品的加工需要，副产品玉米蛋白、油脂、麸质饲料的回收率高，整体经济效益可观。但是，对比干法加工而言，它的投资较高，高出干法2倍以上(对年产万吨淀粉和玉米粉而言，下同)，用水量高出75倍，能耗高出5倍，环保处理较难。但是，干法加工的弱点也相当突出。例如，玉米油的回收，湿法是干法的2倍以上；又如，玉米粉中的蛋白质基本没有分离。

人们不难取得共识，湿法和干法各有特点，可以各得其所，长期并存。湿法的加工设备,先进高效，部分还是引进国外的，投资较大，规模宜大不宜小。而干法的加工设备，全部可以国产化，而且已有许多改进之处，投资较省，规模可大可小，以中小型为宜，尤其适合于现有发酵企业增加一个干法玉米工序。

湿法玉米淀粉的生产工艺及设备：

一、工艺流程及工艺参数

1.玉米贮存与净化

原料玉米(要求成熟的玉米，不能用高温干燥过热的玉米)经地秤计量后卸入玉米料斗，经输送机、斗式提升机进入原料贮仓，经振动筛选、除石、磁选等工序净化，计量后去净

化玉米仓。由玉米仓出来的玉米用水力或机械输送去浸泡系统。水力输送速度为0.9—1.2m/s,玉米和输送水的比例为1：2.5—3。温度为35℃—40℃，经脱水筛，脱除的水回头作输送水用，湿玉米进入浸泡罐。

2.玉米浸泡

玉米的浸泡是在亚硫酸水溶液中逆流进行的。一般采用半连续流程。浸泡罐8—12个，浸泡过程中玉米留在罐内静止，用泵将浸泡液在罐内一边自身循环一边向前一级罐内输送，始终保持新的亚硫酸溶液与浸泡时间最长(即将结束浸泡)的玉米接触，而新入罐的玉米与即将排出的浸泡液接触，从而保持最佳的浸泡效果。浸泡温度（50±20）℃，浸泡时的亚硫酸浓度为0.2%—0.25%，浸泡时间60—70h。完成浸泡的浸泡液即稀玉米浆含干物质7%—9%，pH3.9—4.1，送到蒸发工序浓缩成含干物质40%以上的玉米浆。浸泡终了的玉米含水40%—46%，含可溶物不大于2.5%，用手能挤裂，胚芽完整挤出。其酸度为对100kg干物质用0.1mol/L氢氧化钠标准液中和，用量不超过70mL。

3.玉米的破碎

浸泡后的玉米由湿玉米输送泵经除石器进入湿玉米贮斗，再进入头道凸齿磨，将玉米破碎成4—6瓣，含整形玉米量不超过1%，并分出75%—85%的胚芽，同时释放出20%—25的淀粉。破碎后的玉米用胚芽泵送至胚芽一次旋液分离器，分离器顶部流出的胚芽去洗涤系统，底流物经曲筛滤去浆料，筛上物进入二道凸齿磨，玉米被破碎为10—12瓣。在此浆料中不应含有整粒玉米，处于结合状态的胚芽不超过0.3%。经二次破碎的浆料经胚芽泵送二次旋液分离器；顶流物与经头道磨破碎和曲筛分出的浆料混合一起，进入一次胚芽分离器，底流浆料送入细磨工序。进入一次旋流分离器的淀粉悬浮液浓度为7—9Bé，压力为0.45—0.55MPa。进入二次旋流分离器的淀粉浆料浓度为7—9 Bé,压力为0.45—0.55MPa，胚芽分离过程的物料温度不低于35℃。

4.细磨

经二次旋流分离器分离出胚芽后的稀浆料通过压力曲筛，筛下物为粗淀粉乳，淀粉乳与细磨后分离出的粗淀粉浆液汇合后进入淀粉分离工序；筛上物进入冲击磨(针磨)进行细磨，以最大限度地使与纤维联结的淀粉游离出来。经磨碎后的浆料中，联结淀粉不大于10%。细磨后的浆料进入纤维洗涤槽。

5．纤维的分离、洗涤、干燥

细磨后的浆料进入纤维洗涤槽，在此与以后洗涤纤维的洗涤水一起用泵送到第一级压力曲筛。筛下分离出粗淀粉乳，筛上物再经5级或6级压力曲筛逆流洗涤，洗涤工艺水从最后一级筛前加入，通过筛面，携带着洗涤下来的游离淀粉逐级向前移动，直到第一级筛前洗涤槽中，与细磨后的浆料合并，共同进入第一级压力曲筛，分出粗淀粉乳。该乳与细磨前筛分出的粗淀粉乳汇合，进入淀粉分离工序。筛面上的纤维、皮渣与洗涤水逆流而行，从第一筛向以后各筛移动，经几次洗涤筛分洗涤后，从最后一级曲筛筛面排出，然后经螺旋挤压机脱水送纤维饲料工序。

细磨后浆料浓度为13—17Bè，压力曲筛进料压力0.25—0.3MPa，洗涤用工艺水温度45℃，可溶物不超过1.5%，纤维洗涤用水量210—230L/100kg绝干玉米，洗涤后物料中含游离淀粉3%干物质。粗淀粉乳中细渣含量0.1g/L,进入螺旋挤压机湿皮渣含水60%左右，压榨后皮渣水分50%—55%。

6.淀粉的分离洗涤干燥

由细磨前后曲筛分离得的粗淀粉经除砂器、回转过滤器，进入分离麸质、淀粉的主离心机。顶流分出麸质水浓度1%—2%，送浓缩分离机，底流淀粉乳浓度19—20Bè，送十二级旋流分离器进行逆流洗涤。洗涤水用新鲜水，洗水温度40℃。经十二级旋流器洗涤后的淀粉乳含水60%，蛋白质含量小于0.35%，去精淀粉乳贮罐进行脱水干燥。由第一级旋流器顶流的澄清液作为主离心机的洗水。

7.蛋白质分离与干燥

从主离心机顶流分离出的麸质水，含固形物2%左右，经过滤器进入(麸质)浓缩离心机，顶流为工艺水，进入工艺水贮槽，其固形物含量约0.25%—0.5%，供胚芽、纤维洗涤用。底流浓缩后的麸质水(含固形物约15%),经转鼓式真空吸滤机脱水，得湿蛋白质，其中含水50%—55%，用干燥机干燥，经冷却、包装后出厂。真空过滤机保持真空度0.053—0.067MPa(400—540mmHg)。

8.胚芽洗涤、干燥和榨油

自一级胚芽旋流器顶部流出的胚芽，经三级曲筛洗涤后(含水分75%以上)，进入胚芽挤压脱水机,经脱水后的湿胚芽含水约55%，去干燥机，干胚芽(水分≤5%，含油率≥48%，淀粉≤10%)送压胚机破胚，经炒锅蒸炒，然后入95A榨油机榨油，胚芽油经沉淀槽及粗油过滤器装桶后出厂。胚芽饼可作为产品或混入纤维饲料出厂。

9.玉米浆蒸发

含固形物5%—7%的稀玉米浆，通过三效降膜式蒸发系统，浓缩到含固形物45%—50%，与湿纤维和胚芽饼混合一起干燥后作为饲料出厂，或以玉米浆形式直接作为抗生素企业培养基的营养液出售。

10.纤维饲料干燥造粒

湿纤维、胚芽饼、玉米浆加在一起混合后，进管束式干燥机干燥至含水12%左右进行造粒，成为含21%蛋白质的纤维饲料出厂。

二、玉米淀粉生产的物料平衡

1.玉米质量

含淀粉≥70%，碎玉米及杂质≤3%，蛋白质8%—10%，脂肪4%—6%。

2.物料平衡基数

原料玉米含水14%，杂质1%，碎玉米2%，淀粉提取率94.3%，淀粉(干基)收率66%，蛋白质收率6.6%，胚芽收率6.9%，纤维收率12.5%，玉米浆收率6.0%，损失2%。

10万吨淀粉厂的主副产品产量为：

原料玉米155740吨(含水14%)，每吨淀粉需1.56吨原料玉米。

净化玉米151190吨(含水14%)，每吨淀粉需1.51吨净化玉米。

淀粉100000吨(含水14%)。

蛋白粉9529吨(含蛋白质60%，含水10%)。

粗玉米油4160吨。

纤维饲料35750吨(含蛋白质21%，含水12%)。

三、原辅材料及能源消耗

原辅材料及能源消耗与企业经济效益和生产水平有较大关系。国内生产每吨淀粉的先进指标如下：商品玉米量1.56吨，耗电量210千瓦小时，净化玉米量1.51吨，硫磺量3—4公斤，耗水量2-3吨。