玉米淀粉制糖生產(chǎn)工藝與設(shè)備的改進(jìn)措施探究

◎ 鄧啟彬

（廣州雙橋股份有限公司，廣東 廣州 510280）

生產(chǎn)技術(shù)一直是我國玉米深加工的難點(diǎn)，因此，為了達(dá)到“玉米的精深加工”目標(biāo)，應(yīng)對技術(shù)進(jìn)行持續(xù)不斷地創(chuàng)新，提高技術(shù)水平[1]?，F(xiàn)階段，大部分企業(yè)在加工玉米過程中仍處于模仿國外企業(yè)核心技術(shù)的階段，自身并沒有核心技術(shù)[2]。因此，玉米加工企業(yè)應(yīng)該加大技術(shù)研發(fā)的投入力度，盡可能以最少的時(shí)間將自己的核心技術(shù)研發(fā)出來。對于國家，應(yīng)制定相應(yīng)的支持和保護(hù)策略，以促進(jìn)玉米加工企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而使技術(shù)日漸完善和成熟[3]。20 世紀(jì)的80 年代以來，我國的玉米淀粉制糖工藝，在制糖工業(yè)的迅速發(fā)展下出現(xiàn)了一定的進(jìn)步。近年來，我國玉米淀粉制糖工藝已經(jīng)逐漸成熟，其生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)施、生產(chǎn)規(guī)模均已經(jīng)健全。玉米淀粉制糖是最常見的一種制糖方式，同時(shí)也是制糖領(lǐng)域日后主要的研究方向。玉米淀粉制糖生產(chǎn)工藝存在污染小、能耗低、投資少的優(yōu)勢，然而該項(xiàng)工藝同樣有不足之處，那就是未能將玉米全部的作用發(fā)揮出來，浪費(fèi)了一些玉米，降低了玉米的利用率[4]。

1 玉米淀粉制糖生產(chǎn)概述

淀粉的利用途徑有很多，而淀粉深加工中最主要也是最常見的一個(gè)用途就是制作淀粉糖。用于生產(chǎn)淀粉糖的淀粉有多種類型，不同淀粉具有不同的淀粉加工工藝。玉米淀粉是一種最常見的原材料，人們對于其生產(chǎn)工藝的研究重視度很高。

1.1 現(xiàn)階段玉米淀粉的工藝情況

在20 世紀(jì)的80 年代，玉米淀粉制糖生產(chǎn)工藝開始興起，由于那個(gè)時(shí)期的制糖設(shè)備、制糖技術(shù)、制糖理念均處在剛發(fā)展階段，在生產(chǎn)中存在的問題會較多，所以人們對于該技術(shù)并不認(rèn)可。直至21 世紀(jì)，玉米制糖工藝逐漸被完善，不斷出現(xiàn)新的設(shè)備，并且不斷的對技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，從而迅速的使玉米淀粉制糖技術(shù)發(fā)展起來，同時(shí)在制糖生產(chǎn)中獲得滿意效果。

1.2 玉米淀粉生產(chǎn)工藝的發(fā)展

物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)一直是制糖工藝的基礎(chǔ)，同時(shí)也是其工藝變革和進(jìn)步的基石。物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)在近幾年不斷發(fā)展，從而使制糖生產(chǎn)工藝日漸完善和成熟，特別是生產(chǎn)玉米淀粉的工藝，發(fā)生了非常大的發(fā)展，得到很好的優(yōu)化。

2 玉米淀粉制糖的特點(diǎn)及優(yōu)勢

2.1 玉米淀粉制糖特點(diǎn)

玉米淀粉制糖也稱為玉米干磨制粉法，此項(xiàng)工藝是近幾年才被研究出來的新制糖工藝，將玉米直接干磨成粉，并調(diào)制成玉米粉漿，后分解大分子物質(zhì)，進(jìn)而將淀粉糖提取出來。通過此工藝可以將復(fù)雜的工作變得簡單起來，將多余的步驟省略掉，同時(shí)可使制糖成本有效減少，并且該工藝的優(yōu)勢為節(jié)約能源、廢棄物排出較少。玉米的特點(diǎn)是副產(chǎn)品集中、產(chǎn)量較高，利用玉米淀粉進(jìn)行制糖主要是因?yàn)槠涞矸鄢杀镜?，效益較高。然而此工藝也存在一定的不足之處，即成色差、雜質(zhì)多、出糖率低，從而在一定程度上影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 玉米淀粉制糖優(yōu)勢

玉米是我國的主要糧食作物，具有原材料廣泛且充足的優(yōu)勢，并且玉米中淀粉的含量超過70%，同原有的制糖材料比較，玉米淀粉的出糖率相對原來的制糖原料的出糖率更高，是一種良好的制糖原料。而且，玉米的種植要求非常簡單，同種植甜菜、甘蔗的地區(qū)相比非常廣泛。同時(shí)，在南方玉米種植與季節(jié)沒有關(guān)系。玉米淀粉制糖的設(shè)備也很簡單，可以全面降低生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的工作效率。值得一提的是，玉米不但能獲得糖類，也能進(jìn)行玉米發(fā)酵加工、提取玉米淀粉等，獲得玉米副產(chǎn)品，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效果顯著提升。

3 玉米淀粉制糖生產(chǎn)工藝與設(shè)備改進(jìn)

玉米淀粉制糖工藝開發(fā)研究是制糖企業(yè)的核心問題，也是指導(dǎo)我國制糖業(yè)發(fā)展方向的指南針。玉米淀粉制糖工藝時(shí)至今日，已經(jīng)獲得了全面的進(jìn)步，生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝也獲得了長足的進(jìn)步。

3.1 工藝的改進(jìn)

最開始的玉米淀粉制糖工藝是濕磨法和干磨法兩種方法，在經(jīng)過不斷優(yōu)化以及持續(xù)不斷地創(chuàng)新，結(jié)合各種先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)后獲得了巨大進(jìn)步。現(xiàn)代淀粉制糖工藝在制糖生產(chǎn)中得到了非常多的成功經(jīng)驗(yàn)，但對于新時(shí)代的發(fā)展需求，傳統(tǒng)的制糖工藝已不能滿足。人們對以物理、化學(xué)反應(yīng)為根本的新制糖工藝越來越重視，同時(shí)也產(chǎn)生了酶水解法、酸水解法兩種不同的生產(chǎn)方式。酸水解法通過無機(jī)鹽酸作為催化劑，利用水解反應(yīng)，淀粉從原有的大分子糖而變成葡萄糖。酶水解法是利用酶的催化作用，打斷玉米淀粉原有的長鏈，成為短鏈，經(jīng)水解液化后成為很小的黏狀糊精，再次進(jìn)行水解，糖就變成了葡萄糖。上述兩種方法就是改進(jìn)玉米淀粉制糖工藝后的現(xiàn)代工藝，取得了良好的效果。

3.2 技術(shù)改進(jìn)

技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)和運(yùn)用是進(jìn)行專業(yè)化玉米淀粉制糖工藝提升的必要環(huán)節(jié)。在20 世紀(jì)80 年代初，真空過濾機(jī)和蒸汽噴射液化器被引進(jìn)我國，其中蒸汽噴射液化器的作用原理是蒸汽通過強(qiáng)湍流的方式與液體或料漿直接混合，從蒸汽到液體之間實(shí)現(xiàn)瞬間熱傳遞，使蒸汽冷凝液非?？斓?cái)U(kuò)散到液體中，從而消除了結(jié)構(gòu)簡單的蒸汽加熱器中常見的汽錘和振動現(xiàn)象。

加熱器是復(fù)雜溫控設(shè)備的一種，可對溫度進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。加熱器的成功運(yùn)行與儀表回路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)整息息相關(guān)關(guān)，所以在安裝控制儀表期間應(yīng)特別關(guān)注。除此之外，蒸汽噴射液化器有3 個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①可調(diào)節(jié)溫度、流量、壓力。該設(shè)備的內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)非常特別，錐形噴嘴與錐形噴桿間利用氣動調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)調(diào)整其可變面積的目的，進(jìn)而達(dá)到對蒸汽壓力以及流量進(jìn)行調(diào)整的效果，對噴嘴間可變面積和組合管進(jìn)行手動調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)對液體的壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的，最終達(dá)到調(diào)節(jié)蒸汽泠凝區(qū)的效果，進(jìn)而確保氣錘情況不會出現(xiàn)。同時(shí)，對組合管、噴嘴、噴桿的錐度、外形尺寸進(jìn)行改變，也可對壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。②傳熱效率高。噴射器因?yàn)閷⒄羝苯訃姷揭后w中，因此，可利用的蒸汽的總熱量為潛熱和顯熱，同只用潛熱相比，效率提高將近20%，同時(shí)蒸汽量消耗減少，降低了生產(chǎn)生本。③調(diào)節(jié)快。同間接加熱方法不同，噴射器并沒有換熱器管壁等傳熱屏障，可對溫度控制的信號立即進(jìn)行回應(yīng)，滯后時(shí)間可以忽略不計(jì)。同時(shí)，可進(jìn)行酶水解，實(shí)現(xiàn)酶水解反應(yīng)，獲得糖分更便捷、快速，從而達(dá)到連續(xù)化生產(chǎn)的目的。

4 結(jié)語

在科技的不斷發(fā)展下，以玉米淀粉作為原料的制糖工業(yè)正處于快速發(fā)展階段。為提升我國制糖產(chǎn)業(yè)競爭力，應(yīng)不斷的引進(jìn)新的設(shè)備和技術(shù)，從根本上對制糖生產(chǎn)設(shè)備和工藝進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)而推動我國制糖業(yè)健康快速發(fā)展。