改進玉米淀粉糖生產(chǎn)工藝的策略探析

◎ 鄒德君，于孝民，陳春霞，王 雷

（中糧生化（成都）有限公司，四川 成都 611435）

淀粉是以葡萄糖為基本單位構成的多糖類物質，淀粉糖是以淀粉為原料衍生出來的一系列單糖或者寡糖，而玉米淀粉糖是以玉米淀粉為原料生產(chǎn)加工出來的一種單糖或者寡糖。近年來，我國的淀粉糖產(chǎn)能得到了持續(xù)性提高，這也表明淀粉糖有著較大的市場需求空間。作為淀粉糖中的重要類型，玉米淀粉糖的產(chǎn)能和需求也保持了較快的提升[1]。以2020年7月為例，相關數(shù)據(jù)顯示，該月我國玉米淀粉糖需求量達到 119萬t，占整體需求比重的57%。雖然持續(xù)增加的淀粉糖需求，為淀粉糖的生產(chǎn)創(chuàng)造了龐大的市場空間，但也對淀粉糖的產(chǎn)能提出了更高的要求，一些生產(chǎn)廠商由于生產(chǎn)工藝落后等原因，無法在短時間內(nèi)提高實際產(chǎn)能，或生產(chǎn)過程中原輔料消耗高，生產(chǎn)成本高，影響了淀粉糖的供給[2]。因此，有必要對淀粉糖的生產(chǎn)工藝進行相應的分析，改進不良生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)能、降低成本。

1 淀粉糖生產(chǎn)工藝概述

目前，淀粉糖的生產(chǎn)原理主要是以含淀粉的糧食、薯類作為原料，通過酸法、酸酶法、酶法制取出相應的麥芽糖、葡萄糖、果葡糖漿等淀粉糖[3]。而玉米淀粉糖主要是通過對玉米胚乳中的玉米淀粉進行相應的加工處理，最終產(chǎn)生各種類型的淀粉糖。在具體的生產(chǎn)工藝上，目前關于從玉米淀粉中獲取諸如結晶葡萄糖、麥芽糖漿、果葡糖漿、麥芽糊精等淀粉糖的方式基本相似，即通過酸法制葡萄糖或者酶解等方式進行水解，最終獲得淀粉糖[4]。

2 改進淀粉糖生產(chǎn)工藝的策略

2.1 細化淀粉糖生產(chǎn)標準

目前，各類生產(chǎn)主體在玉米淀粉糖生產(chǎn)方面主要遵循的是《淀粉糖分類通則》（GB/T 28720—2012）、《淀粉糖衛(wèi)生標準》（GB 15203—2003）等相關標準，雖然這些標準對玉米淀粉糖生產(chǎn)過程中的分類、衛(wèi)生安全保障等方面的生產(chǎn)指標進行了明確，但這些標準只是最低“紅線”，以這些標準為生產(chǎn)標準，勢必會降低淀粉糖生產(chǎn)方面的品質要求，導致生產(chǎn)標準過于寬松，容易出現(xiàn)質量問題[5]。并且，相關標準對玉米淀粉糖生產(chǎn)規(guī)定過于寬松的情況，容易給生產(chǎn)主體制造“可乘之機”。例如，雖然玉米淀粉糖的整體生產(chǎn)流程符合相關標準的要求，但部分人員在工藝流程中某個環(huán)節(jié)的操作過于散漫或者加入的原料試劑量未達到生產(chǎn)標準，會導致生產(chǎn)出現(xiàn)偏差，影響最終淀粉糖的純度。因此，有必要在使用技術替代人員的操作基礎上，對那些暫時無法替換的人員的操作標準進行進一步的規(guī)范化、標準化，使相關操作更加準確有效。例如，可以對工藝流程中閃蒸、過濾等環(huán)節(jié)的操作步驟、操作注意事項等進行明確，使操作人員熟練掌握。生產(chǎn)管理人員要對生產(chǎn)工藝中的關鍵環(huán)節(jié)的相關生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行記錄、儲存、統(tǒng)計，并以最終的生產(chǎn)效益為標準對這些數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)可以直接提高生產(chǎn)效率或者效果的最佳操作方式，將其確定為標準化的生產(chǎn)工藝內(nèi)容，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)加以統(tǒng)一?？紤]到相關生產(chǎn)標準的出臺和實施年份過早，與當前玉米淀粉糖的質量標準要求存在較大差距的實際情況，行業(yè)標準制定主體和生產(chǎn)企業(yè)要按照2～3年為一個周期，對玉米淀粉糖相關生產(chǎn)標準進行完善和調(diào)整，使標準能夠與時俱進，真正達到規(guī)范和指導玉米淀粉糖生產(chǎn)的目的。

2.2 引入自動連續(xù)離子交換系統(tǒng)

自動連續(xù)離子交換系統(tǒng)是將玉米淀粉糖生產(chǎn)流程中的各個樹脂柱使用串聯(lián)或者并聯(lián)的方式聯(lián)結起來，并在各節(jié)點配備相應的電磁閥，以保證各個節(jié)點都能夠連續(xù)地進出料。在生產(chǎn)過程中，主要通過節(jié)點處配備的自動閥對節(jié)點進行自動化的控制，使進料、出料的位置沿流動相運動方向依次變換，其中，通過進料位置的向前移動來模擬固定相的逆流，提高固定相與流動相的利用率，讓每一個樹脂柱在同一時間段內(nèi)發(fā)揮各自的功能，實現(xiàn)吸附與解吸的連續(xù)化[6]。相較于原來采用的固定式離子交換而言，自動連續(xù)離子交換系統(tǒng)擁有4個方面的優(yōu)點。①實現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)，降低了重復性的設備使用，在解吸時，也不需要對設備進行停止運行的操作。②自動連續(xù)離子交換系統(tǒng)運行中，樹脂的使用量可以減少40%～70%，可節(jié)約35%～60%酸堿用量，減少50%～70%洗滌水用量，有效地減少了生產(chǎn)成本。③設備系統(tǒng)采用模塊化的設計方式，簡化了系統(tǒng)運行的管線復雜程度。④系統(tǒng)工藝參數(shù)的準確性得到了明顯的提高，可以最大限度地降低人為失誤造成的生產(chǎn)損失。

2.3 配套使用機械蒸汽再壓縮（MVR）系統(tǒng)

為確保生產(chǎn)的高效性，可以引入MVR技術，該技術的核心是二次蒸汽的熱焓通過機械壓縮，提升其溫度，以作為熱源，替代原來的新鮮蒸汽，即通過外加一部分壓縮機的做功來實現(xiàn)循環(huán)性的蒸發(fā)，減少對外部新鮮蒸汽的需求，依靠蒸發(fā)系統(tǒng)的循環(huán)來實現(xiàn)蒸發(fā)濃縮的目的。該系統(tǒng)的運行可以使原本要排放的蒸汽得到循環(huán)性的利用，回收了余熱，提高了熱效率。同時，初始蒸汽用新鮮蒸汽在管外給熱，將溶液加熱沸騰產(chǎn)生二次蒸汽，并由渦輪增壓風機吸入，經(jīng)增壓后，二次蒸汽溫度得到提高，作為加熱的熱源進入加熱室進行循環(huán)蒸發(fā)。相關研究表明，在相同的蒸發(fā)條件下，MVR蒸發(fā)裝置所需熱量為三效蒸發(fā)的24%，這說明MVR系統(tǒng)具有能耗低、工藝簡單、蒸發(fā)溫度低等優(yōu)點，對生產(chǎn)主體實現(xiàn)節(jié)能減排和降低成本方面的促進作用更為明顯[7]。

3 結語

淀粉糖作為玉米淀粉消費結構中的重點，在諸多行業(yè)中具有基本原料的地位和作用，需求量保持了持續(xù)性的增加。在這樣的情況下，通過提高淀粉糖的生產(chǎn)效率來滿足不斷增長的需求是生產(chǎn)主體需要重點思考解決的問題。

目前的情況下，淀粉糖的產(chǎn)能提高主要依賴于兩個途徑。①生產(chǎn)主體主動增加生產(chǎn)線。②對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝和流程進行調(diào)整、優(yōu)化，壓縮生產(chǎn)的時間、原料成本，提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量和質量。相較于第一種方法而言，第二種方法的性價比更高，需要生產(chǎn)主體投入的成本也更少，因而成為當前一些淀粉糖生產(chǎn)主體的重點選擇。通過本文分析發(fā)現(xiàn)，當前的淀粉糖生產(chǎn)工藝的改進要著重通過提高生產(chǎn)過程中的自動化水平和規(guī)范化水平來實現(xiàn)，而這也是淀粉糖生產(chǎn)向現(xiàn)代化方向發(fā)展的內(nèi)在要求。