干法生产年产5000吨变性淀粉要点
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变性淀粉在烘焙食品工业中的运用摘要:本文以变性淀粉在烘焙食品工业中的运用为研究对象,主要介绍了变性淀粉的分类方式,而且提出了变性淀粉在烘焙食品工业中的具体运用,希望可以为有需要的人提供参考意见。
关键词:变性淀粉;烘焙食品工业;运用淀粉属于再生能源的范畴,是当前工业材料中不可或缺的组成部分。
淀粉以及其制作的产品在很多行业中都广泛应用,比如:药品行业、饲料行业以及纺纱行业等等,而烘焙食品行业也包括在内。
由于淀粉本身遇到冷水无法溶剂等问题,这样就会影响在工业中运用淀粉。
为了加强淀粉的功能,必须要采用化学或者物理方法来处理,使淀粉的本质发生变化,这就是变形淀粉。
每年世界生产的变性淀粉已经远远超过500万吨,主要出现在北美洲和欧洲。
我国在该方面研究起步时间较差,相对于美国而言,我国每年的变性淀粉产出量只有35万吨。
而我国烘焙食品工业为了提升产品的质量,也开始在食品生产中应用变性淀粉,其发展空间是相当广阔的。
一、变性淀粉的分类方式一般来说,变性淀粉的分类方式主要体现在以下几点:第一,按照不同的处理方法,将其划分成化学变形以及物理变形等类型。
[1]其中,化学变形是指通过对原淀粉的分子量进行调整,实现变性的目标。
通常,就是分子量增加或分子量减小。
分子量增加就是使淀粉发生化学反应形成交联淀粉以及酯化淀粉等等;分子量减小可以运用的常见方法主要包括氧化淀粉以及酸解淀粉等等。
第二,按照不同的生产工艺,可以将其划分成干法以及湿法等等。
首先,干法。
主要是指在固相条件下反应淀粉的生产工艺。
该方式可以获得较高的收益,生产周期不长。
然而其也有一些缺陷,比如:反应有局限,无法当做成品变性淀粉进行使用,所以通常这种方法只可以在糊精生产中适用。
[2]其次,湿法。
主要是在液相条件下淀粉发生反应,我国处理变性淀粉的首个方法就是湿法,尽管此工艺已经相当成熟,但其效率不高、生产周期相当长,在运用时往往会产生很多的废弃物,所以这样容易造成其生产成本较高。
干法变性淀粉高粘高取代度阳离子探微国内外变性淀粉生产方法众多,常见的方法有干法、湿法、挤压法、滚筒干燥法等。
比较而言,干法生产变性淀粉具有反应均匀、生产控制容易、产品质量稳定、用水少、减少环境污染等优点,缺点是生产反应时间长、反应转化率低、生产质量和湿法相比还有些差距、收率低,还有产生过程易生产粉尘对环境的影响等。
目前我国干法变性淀粉生产的现状是:间歇性生产、规模小、品种单一、产品质量波动大、产品推广应用面窄。
随着微波技术的介入,给干法变性淀粉生产带来重要发展机遇。
微波技术在干法变性淀粉阳离子生产中的应用,不仅提升了反应速率,也大大改善了工作环境,降低了生产成本。
1 传统的干法阳离子生产流程及缺点1.1 生产流程干法生产变性淀粉技术已经大面积应用于我国变性淀粉的生产,也曾给变性淀粉生产带来技术革命。
传统干法变性淀粉阳离子生产流程有自身特点,其主要构成环节和操作顺序是这样的:原料经过人工→输送系统→反应器混合→储存静止反应20个小时以上→二次投到混合器中和→热风系统气流烘干→冷风系统冷却→过筛→包装成品。
1.2 存在缺点1.2.1 间歇性生产。
由于静止反应,分子由基态到激活态,到完全结合,一般都要在20个小时以上,难以进行连续生产。
不能实现连续生产,意味着生产资源的巨大浪费,生产效率低下,不符合现代企业发展经营要求。
1.2.2 生产设备单一。
传统干法变性淀粉生产,只能进行单一品种的操作,设备也单一,不仅生产量难以保证,也没有品种优势,难以形成市场优势。
1.2.3 能源消耗高。
传统干法变性淀粉生产时,由于操作工艺的问题,导致生产过程中变性淀粉反应时间长,反应效率也比较低,一般都在80%以下。
这也造成资源的浪费,企业经营效率低。
1.2.4 粉尘大。
生产过程两次投料,增加劳动强度,增大现场粉尘产生的频率。
2 微波技术对干法变性淀粉生产的作用原理2.1 微波的工作原理及作用微波是指一种超高频电磁波,其频率一般在300MHz~300GHz、波长在1~1000mm范围内。
马铃薯原淀粉及变性淀粉的特点及应用谢远【摘要】Potato native starch is one of the important natural polymer materials and it has been widely applied in food industry, paper manufacturing industry, textile industry, and pharmaceutical industry due to its irreplaceable characteristics. Potato modified starch, which was modified by physical, chemical or other methods, broadens the utilization of potato native starch. Due to the wide distribution and large planting area of potato in China, huge raw materials could be provided for the manufacture of potato native and modified starch. Though affected by raw material and profit issue, potato native starch and modified starch processings are stil booming industry in China and their volumes, types, and utilizations wil be further developed.%马铃薯原淀粉是一种极为重要的天然高分子材料,具有其他植物淀粉不可替代的特性,可广泛用于食品工业、造纸工业、纺织工业和医药工业。
项目名称:年产10万吨变性淀粉建设项目项目概况:本项目拟在地建设年产10万吨变性淀粉生产线,主要用于食品加工、医药制造、造纸等领域。
项目总投资约XXXX万元,占地面积约XXXX平方米。
预计建设周期为XX个月,竣工后将提供约XX个直接就业岗位。
项目环境影响评价范围:本次环境影响评价(简称“本评价”)主要涵盖项目占地和周边区域的环境状况、空气、水体、土壤、噪声、固体废物、生态影响及社会影响等方面的内容。
评价内容和方法:本评价将采用现场调查和采样、实地监测、专家论证、模型模拟等方法,对项目建设、运营期间可能产生的环境影响进行量化和评估。
主要考虑的因素包括废气和废水排放对空气和水体的影响、噪声对周边居民的影响、固体废物处理对土壤和水体的影响、生态系统的稳定性及社会影响等。
评价结果将在评价报告中进行详细说明。
公众参与:为了保障公众的知情权、参与权和监督权,我们诚邀相关利益相关者和公众参与本次环境影响评价的过程。
公众可以通过以下方式参与:1.浏览项目环境影响评价公示信息,提出意见和建议;2.参加评价公示期间举行的公开听证会,直接提出问题和建议;联络方式:评价报告书和相关资料将在公示期间在以下地点提供查阅:1.XXXX市环境保护局;2.XXXX市政府网站;公示期限:公示期为自xxxx年xx月xx日至xxxx年xx月xx日,为期20个工作日。
在此期间,公众可查阅评价报告和相关资料,并提出意见和建议。
只有广大公众积极参与,才能确保环境影响评价的公正、公开和科学性。
请大家积极参与,共同推动环保事业的发展。
谢谢!。
变性淀粉在食品工业中的应用及展望摘要:变性淀粉在新兴的食品工业中被广泛使用,其发挥的作用往往优于普通原淀粉,且比原淀粉更加节约生产成本,还可以改善食品质构特性。
本文就变性淀粉的基本性质及在食品工业中的应用情况进行了深入的探讨,并对其发展趋势作出科学的分析。
abstract: modified starch is widely used in emerging food industry; its role is often superior to ordinary raw starch,and compared with the original starch, it saves the production cost, also can improve food quality and structure features. this paper studies the basic properties of modified starch and its application in food industry, carries on the thorough discussion and analysis of the scientific development trend.关键词:变性淀粉;食品工业;应用;发展趋势;分析key words: modified starch;food industry;application;development trend;analysis中图分类号:ts236 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)25-0259-020 引言原淀粉存在着质构不稳定,易于老化,溶解性差等缺点,这些缺点导致了原淀粉在新兴的食品加工业中越来越满足不了新工艺的要求。
为了改变原淀粉这一致命的缺陷,通常需要利用理化和酶转化的方式,改变原淀粉的理化性质,减缓老化现象,增加淀粉的稳定性,改善淀粉凝胶的透明度与光泽度,这就是淀粉变性的过程。
变性淀粉生产工艺
变性淀粉是指通过改变淀粉分子的结构和性质而获得的一种功能性淀粉产品。
变性淀粉具有较好的稳定性、增粘性和胶凝性,可以广泛应用于食品、制药、纺织、造纸等领域。
变性淀粉的生产工艺主要分为以下几个步骤:
1. 原料选择:选择优质的淀粉原料,如玉米淀粉、马铃薯淀粉等。
原料的纯度和质量对最终产品的质量有重要影响。
2. 预处理:将淀粉原料进行浸泡、脱水、破碎等处理,以去除杂质和不必要的成分,提高淀粉的纯度和质量。
3. 糊化:将淀粉原料加入适量的水中,加热到一定温度,使淀粉颗粒发生糊化。
糊化过程中,淀粉的晶体结构发生变化,使其更易溶解和吸水。
4. 变性处理:在糊化过程中加入适量的化学物质,如氧化酶、过氧化物、酯化剂等,对淀粉进行变性处理。
变性处理可以改变淀粉分子的结构和特性,提高其稳定性和胶凝性。
5. 过滤和干燥:将变性后的淀粉糊进行过滤,去除杂质和固体颗粒。
然后将过滤后的淀粉糊进行干燥,使其变成粉末状,方便储存和使用。
6. 包装和质检:将生产好的变性淀粉进行包装,以防潮、防尘和防虫。
然后对包装好的产品进行质量检测,确保产品符合相
关标准和规定。
变性淀粉的生产工艺需要严格控制每个步骤的操作条件和参数,以确保产品的稳定性和品质。
同时,还需要进行产品的质量检测和监控,以确保产品符合国家标准和用户要求。
总的来说,变性淀粉的生产工艺包括原料选择、预处理、糊化、变性处理、过滤和干燥、包装和质检等步骤。
通过严格控制每个步骤的操作条件和参数,可以获得高质量的变性淀粉产品。
小麦变性淀粉技术(一)修饰淀粉变性淀粉产品种类繁多,目前已经开发的变性淀粉品种有几千种,使用的淀粉不同,淀粉修饰方法及变性程度也各不相同,但其基本生产方法为湿法、干法和滚筒预糊化法等省数几种,其中工业上应用最普遍的生产方法是湿法和干法。
变性淀粉湿法生产工艺是指淀粉在变性反应在液相(水或醇类)条件下下进行。
变性淀粉干法生产工艺是指淀粉的变性反应在固相条件下进行。
1.湿法生产工艺湿法生产工艺是将淀粉分散在水或其他有机液体介质中,形成非均相反应体系,在一定反应条件下进行降解或取代等改性反应,生成变性淀粉,由于是在湿的条件下进行反应,所以称湿法。
(1)工艺流程一定浓度的淀粉乳送入反应罐后,按工艺要求调整pH值,温度和加入化学药品,达到要求的取代度后反应。
然后洗涤、脱水、干燥,经过筛分后成品打包。
见图14-20所示。
化学药品、水或溶剂↓淀粉乳(计量)→反应→洗涤→脱水→干燥→筛分→成品↑↓↓↑调温排液排液热空气2.干法生产工艺干法生产工艺是指在“干”的状态下完成淀粉的变性反应。
采用干法生产的变性淀粉,应用最普遍的是白糊精、黄糊精及磷酸酯变性淀粉等。
干法生产变性淀粉产品收效高,无污染,所以干法是一种很有前途的方法。
(1)工艺流程工艺流程与湿法相比,干法生产的工艺变化比较大,不同的品种其工艺不同。
化学药品↓淀粉乳→吸附→脱水化学药品→预干燥→固相反应→快速冷却→水平衡→筛分、包装→成品↓↑↑淀粉→混匀热空气加热(二)转化淀粉1.小麦酸变性淀粉用酸处理淀粉的目的是为了得到一种可以形成低黏度淀粉糊和产品。
用酸在糊化温度以下处理淀粉改变其性质的产品称为酸变性淀粉。
(1) 基本原理在酸转化过程中,酸水解糖苷键缩短了链的长度,得到一种较易使用的降解淀粉。
同时研究发现a-D-(1→4)糖苷键比a-D(1→6)糖苷键更易水解。
但这些并没揭示出淀粉颗粒的酸变性作用过程,根据对酸变性过程的小麦淀粉的直链组分及支链组分的检验及对酸变性颗粒状淀粉研究,证明酸转化对淀粉颗粒的作用可分为两个阶段,最初迅速水解含有支链淀粉的非结晶区,接着缓慢地作用于结晶区中的直链和支链两个组分。
物料衡算一、产品原辅材料消耗—物料衡算根据工厂设计规模、产品方案,通过物料平衡计算,可确定单位时间生产过程中主要原辅料的需求量以及水、蒸汽、能源等流量与耗量,据此就可以计算出全年主要物料、 包装材料的采购运输和仓储容量。
同时通过物料衡算,还可以根据计算数值经济合理地选择生产设备,并进行车间的工艺布置和各工序劳动力的安排,也是进行经济分析不可缺少的根据。
(一)原辅料用量及生产成本根据马铃薯中淀粉含量为17%-18%,淀粉在干物质中含量为83.47%。
本工艺淀粉提取率为95%,由此可计算出生产1吨淀粉所需原辅料。
根据用去的原料和所得的成品,即可算出原料消耗定额:6%95%5.1711=⨯⨯(t 原料/t 成品)表1 马铃薯淀粉生产成本估算 (1吨)名称 单价 用量 金额(元) 备注 马铃薯原料(吨) 600元/吨 6吨 3600元 淀粉用牛皮纸袋(只) 2.5元/只 40只 100元 饲料用编织袋(只) 1元/只 4只 4元(二)按工厂设计日产50吨淀粉进行每日物料衡算。
表2 日产50吨马铃薯淀粉物料计算二、水、电、汽衡算(一)水衡算①原料处理及产品工艺用水马铃薯原料处理用水为自来水,其中马铃薯输送段耗水为0.5吨/t 马铃薯, 马铃薯清洗段耗水为1.5吨/t 马铃薯。
产品工艺用水是直接添加到产品中的水,需要合乎要求,水质较好的水。
马铃薯淀粉加工工艺用水主要是全旋流工段用水。
全旋流装置要求对马铃薯糊浆以少量加水为宜,总加水量控制在500~600 kg /t 马铃薯。
以单条生产线计算,原料处理工段及产品工艺工段单位时间用水量见表4。
表4一条生产线原料处理及产品工艺用水生产工段 处理能力(t/h )用水目的 用水量/(m 3/h) 输送工段 25 马铃薯输送清洗 M1=12.5 清洗工段 25 马铃薯输送清洗M2=37.5全旋流工段37.5旋流分离、洗涤、精制 M3=12.5②清洁用水清洁用水包括清洗设备、干墙壁、冲洗地坪等用水。
年产1万吨CMS变性淀粉设厂计划书第一章总论一、项目概况:简介:中国是农业大国,玉米资源非常丰富,而利用玉米资源进行深加工,可以提高农民收入,促进农业的发展。
利用玉米淀粉为原料,经过深加工生产变性淀粉,广泛应用于造纸工业、轻工业、食品业。
中国玉米淀粉资源丰富,因而变性淀粉价格较低,国际市场每吨平均价格在1500美元左右,而中国的平均销售价在800美元左右,因而在国际市场具有较强的竟争力。
项目投资及出资比例:项目投资150万美元,其中设备引进80万美元。
外方投入80%,中方现有可利用设施、设备及厂房均可作为投资。
建厂条件:厂房1500M2,工人144人,年需玉米淀粉10000吨,水10M3/天,电力245KW,锅炉2T/h经济效益:年产10000吨,产值1.2亿元,利润3900万元产品供销:原料玉米淀粉国内解决,产品100%返销投资回收期:1—2年合作年限:15—20年二、项目建设的目的和必要性中国玉米淀粉深加工生产极为落后,变性淀粉产量才5.8万吨,随着工业生产技术不断发展,新产品不断出现,对于淀粉性质要求越来越严格,在许多应用中原淀粉的性质已不适应,例如:新的食品加工技术常应用高温喷射液化和高速搅拌的影响,淀粉糊粘度降低。
原淀粉糊冷冻稳定性差,在食品冷冻又1解冻的过程中,食品的胶体结构被破坏,还会有水份析出,通过变性处理,都能避免这种缺点,变性淀粉在食品、造纸、纺织、化工和其他工业的应用越来越多,在工业技术发达的国家,如美国、日本等国,工业上使用的淀粉大多数为变性淀粉,效果好,能提高产品质量和效率。
羧甲基淀粉就是变性淀粉中应用最为广泛的变性淀粉之一,随着它的工业化生产,必将对中国的工业起到一个推动作用,该项目采用国际标准进行生产,即可替代进口产品,又能打入国际市场,增加出口创汇。
第二章主要技术指标、工艺和设备一、主要技术指标:羧甲基淀粉质量标准二、工艺设备和设计方案21、技术方案指导思想:贯彻技术进步方针,积极采用新工艺、新技术,选购设备尽量选用高效、精密、专用、节能设备。
什么是变性淀粉一、预糊化淀粉:预糊化淀粉是一种加工简单,用途广泛的变性淀粉,应用时只要用冷水调成糊,免除了加热糊化的麻烦。
广泛应用与医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。
淀粉的糊化:淀粉粒在适当温度下(各种来源的淀粉所需温度不同,一般60~80℃)在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。
糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序(晶质与非晶质)态的淀粉分子之间的氢键断开,分散在水中成为胶体溶液。
糊化作用的过程可分为三个阶段:(1)可逆吸水阶段,水分进入淀粉粒的非晶质部分,体积略有膨胀,此时冷却干燥,颗粒可以复原,双折射现象不变;(2)不可逆吸水阶段,随着温度升高,水分进入淀粉微晶间隙,不可逆地大量吸水,双折射现象逐渐模糊以至消失,亦称结晶“溶解”,淀粉粒胀至原始体积的50~100倍;(3)淀粉粒最后解体,淀粉分子全部进入溶液。
糊化后的淀粉又称为α-化淀粉。
将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥,可得易分散与凉水的无定形粉末,即“可溶性α-淀粉”。
2、淀粉糊化作用的测定方法:有光学显微镜法,电子显微镜法,光传播法,粘度测定法,溶胀和溶解度的测定,酶的分析,核磁共振,激光光散射法等。
工业上常用粘度测定法,溶胀和溶解度的测定。
二、酸变性淀粉在糊化温度以下,用无机酸处理淀粉,改变其性质的产品称为酸变性淀粉。
反应机理:在用酸处理淀粉的过程中,酸作用于糖苷键使淀粉分子水解,淀粉分子变小。
淀粉颗粒是由直链淀粉和支链淀粉组成,前者具有α-1,4键,后者除α-1,4键,还有少量α-1,6键,这两种糖苷键被酸水解的难易存在差别。
由于淀粉颗粒结晶结构的影响,直链淀粉分子间经由氢键结合成晶态结构,酸渗入困难,其α-1,4键不易被酸水解。
而颗粒中无定形区域的支链淀粉分子的α-1,4键、α-1,6键较易被酸渗入,发生水解。
工艺与原理:通常制取酸变性淀粉是使用浓淀粉淤浆,含固量约为36%~40%,加热到糊化温度之下(常为40~60℃),加入无机酸并搅拌一个小时或几个小时。
变性淀粉及应用一、预糊化淀粉:预糊化淀粉是一种加工简单,用途广泛的变性淀粉,应用时只要用冷水调成糊,免除了加热糊化的麻烦。
广泛应用与医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。
淀粉的糊化:淀粉粒在适当温度下(各种来源的淀粉所需温度不同,一般60~80℃)在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。
糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序(晶质与非晶质)态的淀粉分子之间的氢键断开,分散在水中成为胶体溶液。
糊化作用的过程可分为三个阶段:(1)可逆吸水阶段,水分进入淀粉粒的非晶质部分,体积略有膨胀,此时冷却干燥,颗粒可以复原,双折射现象不变;(2)不可逆吸水阶段,随着温度升高,水分进入淀粉微晶间隙,不可逆地大量吸水,双折射现象逐渐模糊以至消失,亦称结晶“溶解”,淀粉粒胀至原始体积的50~100倍;(3)淀粉粒最后解体,淀粉分子全部进入溶液。
糊化后的淀粉又称为α-化淀粉。
将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥,可得易分散与凉水的无定形粉末,即“可溶性α-淀粉”。
2、淀粉糊化作用的测定方法:有光学显微镜法,电子显微镜法,光传播法,粘度测定法,溶胀和溶解度的测定,酶的分析,核磁共振,激光光散射法等。
工业上常用粘度测定法,溶胀和溶解度的测定。
二、酸变性淀粉在糊化温度以下,用无机酸处理淀粉,改变其性质的产品称为酸变性淀粉。
反应机理:在用酸处理淀粉的过程中,酸作用于糖苷键使淀粉分子水解,淀粉分子变小。
淀粉颗粒是由直链淀粉和支链淀粉组成,前者具有α-1,4键,后者除α-1,4键,还有少量α-1,6键,这两种糖苷键被酸水解的难易存在差别。
由于淀粉颗粒结晶结构的影响,直链淀粉分子间经由氢键结合成晶态结构,酸渗入困难,其α-1,4键不易被酸水解。
而颗粒中无定形区域的支链淀粉分子的α-1,4键、α-1,6键较易被酸渗入,发生水解。
工艺与原理:通常制取酸变性淀粉是使用浓淀粉淤浆,含固量约为36%~40%,加热到糊化温度之下(常为40~60℃),加入无机酸并搅拌一个小时或几个小时。
变性淀粉的种类及应用乔欣 王欣 夏勇(石家庄市 河北科技大学050018)[摘 要]:本文综述了变性淀粉的种类,生产方法及应用,尤其对淀粉在纺织中的应用作了综述和展望,并概述了几种典型的变性淀粉,如酸变性淀粉,氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉,交联淀粉及接枝共聚型变性淀粉。
[关键词]:变性淀粉,种类,生产方法,应用1.前言变性淀粉,亦称改性淀粉,它是指利用物理、化学或酶的手段来改变天然淀粉的性质。
通过分子切断、重排、氧化或者在淀粉分子中引入取代基可制得性质发生变化、加强或具有新的性质的淀粉衍生物[1]。
变性淀粉的生产与应用已有150多年的历史,但以近二、三十年的发展最迅速。
目前,发达国家已不再直接使用原淀粉,在造纸、食品、纺织、医药卫生、塑料、水产饲料、油气开采、机械铸造、建筑材料和水处理等领域都使用变性淀粉。
我国从80年代中期开始加快变性淀粉的生产,现在我国的变性淀粉从无到有,从小到大,从少到多已进入高速发展时期,目前有生产厂150多家,生产能力约35万t/年,年产量20多万t[2]。
由于淀粉衍生物具有优异的性能,在化工生产中,变性淀粉用量越来越大,现在已成为一种重要的化工原料,有广阔的市场前景,化工部将变性淀粉列为“九五”计划中重点开发的6种精细化工产品之一。
2.变性淀粉的分类与种类变性淀粉的分类,一般是按变性处理方法来进行的。
包括物理变性淀粉,化学变性淀粉和酶法变性淀粉3大类。
物理变性淀粉包括:糊化淀粉,超高频辐射处理淀粉,烟熏淀粉等。
化学变性淀粉包括糊精、酶变性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉,交联淀粉、接枝淀粉等。
酶法变性淀粉包括直链淀粉、糊精、兰鲁布等。
其中,化学方法生产的变性淀粉种类最多,用途最广。
淀粉分子的基本结构为葡萄糖单元,其2、3、6位上各有一个活性羟基,它们可以和各种化学试剂反应,生成相应的变性淀粉,使淀粉性质产生质的变化。
3.变性淀粉的生产方法3.1 生产方法的选择选择变性淀粉的生产方法应该依据生产品种及品种的多少、生产规模、装备水平等因素综合考虑。
粮食与油脂4 2010年第9期变性淀粉干法制备工艺研究进展袁 超,马永强(安阳工学院生物与食品工程学院, 河南安阳 455000)摘 要:该文综述国内外变性淀粉干法制备工艺路线、主要品种及相关设备研究进展,指出干法生产变性淀粉是一种很有价值工艺方法,并对其发展前景进行展望。
关键词:变性淀粉;干法;淀粉制备Research progress on dry process of modified starchesYUAN Chao,MA Yong-qiang (School of Biotechnology and Food Science,Anyang Institute of Technology,Anyang 455000,China)Abstract:The process,major products and apparatus of dry preparation of modified starch were summarized. It demonstrated that dry preparation of modified starches is a valuable method. Furthermore,the prospect of this method was forecasted;preparation of starch Key words:modified starch;dry process;preparation of starch 中图分类号:TS226.9文献标识码:A文章编号:1008―9578(2010)09―0004―03收稿日期:2010–07–15天然淀粉应用于现代工业时,特别是在现今广泛采用新工艺、新技术情况下,已受到越来越多限制;为此,根据淀粉结构及理化性质开发淀粉变性技术,即运用物理、化学或酶方法对原淀粉进行处理,使其具有适于某种特殊用途性质,这一过程称为淀粉变性,其产品称为变性淀粉〔1~2〕。
变性淀粉知识二变性淀粉作为一种食品添加剂,近几年在各类报道中出现的频率越来越高;人们也越来越重视变性淀粉在食品中的重要性。
然而由于人们对变性淀粉的知识知之甚少,阻碍了人们对变性淀粉的选择。
特别是对那些初次接触变性淀粉的厂家而言,他们往往会认为变性淀粉只是某种特定的产品,因此在他们由于选择了某种不适合的变性淀粉后,而认为变性淀粉不适合用于自己的产品当中,对变性淀粉失去兴趣。
实际上,变性淀粉只是个统称,是指使用物理、化学或生物的方法,通过改变淀粉的分子结构,赋予淀粉本身不具有的性能特点,这类淀粉称之为变性淀粉。
由于用于制造变性淀粉的原料淀粉本身性能的差异,变性方法种类繁多(既有单一变性又有复合变性),而且每一种变性方法又有不同程度的划分,因此所制成的变性淀粉产品的性能也就千差万别。
这给淀粉使用厂家挑选物美价廉的变性淀粉带来很大的困难。
如何去衡量变性淀粉的品质性能就显得尤其重要。
那么怎样去衡量变性淀粉的性能品质呢?笔者认为应从以下方面加以衡量:外部品质是指可通过感官辨别或简单的检测方法衡量的品质。
主要包括:色泽白度、气味、粒径、斑点、电导率、pH、微生物等,这种品质一般可以通过控制原料淀粉的品质、调整工艺、改进设备等方法加以控制。
变性淀粉的白度色泽、斑点等与原料淀粉原有的的品质有直接关系(氧化淀粉除外),比如薯类原淀粉在生产过程中若控制不当,易出现因酶氧化形成的有色物质附着在淀粉颗粒上,降低了淀粉的白度。
生产工艺对外部品质也有较大影响,比如干法生产的变性淀粉,因受工艺条件的限制就容易出现白度低、气味不温和、电导率高等不良品质。
工艺设备则是区分不同厂家变性淀粉品质优劣的重要因素,生产变性淀粉的水洗和脱水干燥设备对变性淀粉外部品质尤为重要。
变性淀粉应用于食品中,其外部品质对食品的感官影响较大,例如外部品质差的变性淀粉易导致食品变色、有异味、有小黑颗粒、口味发涩等不良影响。
幸好分析变性淀粉的外部品质并不复杂,因而外部品质的优劣一般不会困扰厂家对变性淀粉的选择。
干法生产年产5000吨变性淀粉——高品质印花糊料(CMS-Na)生产线项目建议书中国食品工业(集团)公司(国家)食品行业生产力促进中心2008年09月一、我国变性淀粉生产现状和发展前景1.1我国变性淀粉生产现状我国变性淀粉经20年的发展,从无到有,从小到大,得到了快速的发展,变性淀粉的产量逐年增加,应用面逐步扩大。
(1)变性淀粉生产厂家不断增多,至今约有300~400家之多,而且还在不断增加。
生产厂家遍及全国各地,但存在盲目发展、品种单一、产品重复、生产规模小的缺点。
一般规模都在几千吨,上万吨的企业较少,约30家。
(2)变性淀粉生产已初具规模,年生产能力可达80万t/a左右。
(3)研究单位不断扩大,几乎各大专院校、科研单位都在研制。
但对淀粉的基础理论和应用技术的研究不够。
(4)应用范围逐步扩大,已涉及到纺织、造纸、医药、石油、建筑、饲料、食品、陶瓷以及精细化工其他领域。
(5)变性淀粉品种逐步多样化,到目前为止,已有氧化淀粉、酸解淀粉、酯化淀粉(醋酸酯、磷酸酯、硫酸酯、烯基琥珀酸酯、氨基甲酸酯)、醚化淀粉(羧甲基淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉、阳离子淀粉)、交联淀粉、接枝淀粉、复合变性淀粉及其衍生物。
但与国外相比,产品品种少,质量不稳定。
(6)生产工艺至今已有湿法、干法、溶剂法、滚筒法等。
部分生产厂家虽然已经安装了控制设备,如pH计、流量计及利用模拟屏显示生产过程,但大分生产厂家设备简陋,条件较差。
(7)一般生产厂家技术薄弱,不具备新产品开发和应用的能力。
虽然我国变性淀粉已形成了一定的规模,但产品质量不稳定,品种较少。
山东吉林广东广西江苏上海浙江福建四川江西河北省份其他2006年全国变性淀粉产量(单位:万吨)变性淀粉应用领域分布(单位:万吨)1.2我国变性淀粉发展前景变性淀粉是食品、纺织、造纸、医药等众多现代工业的原辅料。
它有助于改进这些工业加工过程的性能,提高这些工业产品的质量,降低生产成本、研制开发新产品起到十分重要的作用。
近十年来,世界变性淀粉的产量迅速增长,目前世界变性淀粉的年产量已接近700万吨,主要集中在欧美等发达国家,亚洲的日本、泰国和我国也是变性淀粉的主要生产国,按人均计算,世界人均消费量在0.95千克左右,美国人均消费量在10千克左右,我国年产变性淀粉80万吨、人均消费量在0.6千克,低于世界平均水平,更低于美国人均消费水平,由此可见我国变性淀粉发展空间很大。
年人均消耗变性淀粉量(kg/人)专家认为,就我国国内市场来说,变性淀粉不仅市场容量大,而且市场潜力巨大:从造纸工业来看,变性淀粉为主要的辅助材料,用于表面施胶和涂布,还用作内部添加剂、纸板间层粘合剂,以改善纸张的性质,增加纸的强度、光滑度、挺度、耐磨性、耐久性以及填料的保留率,使纸和纸板具有良好的物理性能、表面性能和满足其它方面的特殊质量要求。
我国是造纸大国,目前我国纸和纸制品的产量约为3000万吨,居世界第三位,据预测,到2005年将超过4000万吨,至2010年将达6000万吨以上。
目前美国纸和纸制品的年产量为7000万吨,每年用变性淀粉150万吨,约占纸产量的2.1%。
我国目前造纸用变性淀粉仅有13万吨,只占纸产量的0.43%。
若按美国的水平,我国目前造纸用变性淀粉应为60万吨,到2005年应达80多万吨,2010年应超过100万吨。
随着造纸工业产品结构的调整,即中、高档纸品的比重不断增长,新闻纸、文化纸、办公用纸、铜板纸、电讯用纸、包装用纸及纸板是今后长期发展的品种,因此需添加变性淀粉的量也越多。
此外,我国造纸工业因木材短缺,长纤维木浆供应不足,造纸原料只有大量使用纤维短、强度差、杂细胞多的一年生草类纤维作原料,而用短纤维原料生产高档次纸品唯一可行的办法就是加大变性淀粉及其它助剂的用量。
从纺织工业来看,变性淀粉用于经纱上浆、印染、精整加工及非织造布各复合制品,可获得平滑、硬挺、厚实、丰满等各种综合性感觉,使手感得到很大改善。
以前主要用化学浆料,由于造成环境污染,逐渐被变性淀粉所取代。
我国是纺织大国,每年浆料耗用量在25万吨以上,如达到美国对浆料规定的使用变性淀粉的比重为69%的要求,我国纺织工业仅浆料一项每年就需要淀粉17.5万吨。
从食品工业来看,变性淀粉的用途越来越广,目前已有100多种食用变性淀粉作为增稠剂、稳定剂、保水剂、成胶剂、粘合剂、防粘剂、上光剂、膨化剂等,用于罐头、肉制品、乳品、糖果、糕点、方便面、调味品、冷食、饮料等产品的加工中,而且通过应用食用变性淀粉,使食品种类更加丰富多彩,新品种层出不穷。
据不完全统计,目前我国食品行业年消费变性淀粉10万吨以上。
而目前国内年产食用变性淀粉还不到5万吨,其余均需进口。
预计到2010年,我国食用变性淀粉的需求量将达30万吨以上。
我国台湾省仅有2300万人口,但年消费食用变性淀粉就达20余万吨,因此食用变性淀粉的潜在市场是十分可观的。
从水产饲料工业来看,变性淀粉主要在鳗鱼、甲鱼等饲料中用作粘合剂,其用量约为饲料的25%,近年我国平均每年消费水产饲料约40万吨,需变性淀粉10万吨。
此外,高档海产品饲料用变性淀粉的应用开发前景也是十分广阔。
从建材工业来看,随着新型建材的兴起,变性淀粉在建材行业的应用越来越广。
目前国内用量较大的是用作无从浆墙壁结构用板的粘合剂、内墙装饰粘合剂、轻质吊顶板粘合剂等。
预计到2010年,我国建材用变性淀粉将达10万吨以上。
从石油工业来看,变性淀粉主要用作降滤失剂、压裂液增稠剂、破乳剂等。
预计到2010年,我国石油工业用变性淀粉将达5万吨。
从医药工业来看,变性淀粉是良好的辅料,可用作稀释剂、吸收剂、粘合剂、湿润剂、崩解剂等。
仅崩解剂一项年消耗变性淀粉就有1.5万吨,预计到2010年将达3万吨。
此外,变性淀粉在牙科、骨科、外科等临床医疗中应用也较广泛。
除上述工业部门外,变性淀粉在铸造、陶瓷、日用化工、工业废水处理等行业的使用量也在日益增加。
预计2010年全国变性淀粉的需求量在180万吨,2015年将达到200万吨。
2010年各行业变性淀粉需求预测(万吨)二、高品质印花糊料(CMS-Na)产品简介纺织品印花是将各种染料与糊料调制成印花色浆,局部施加在纺织品上,使之获得花纹图案的加工过程。
印花和染色一样,也是染料在纤维上发生染着的过程,印花是局部着色,印花过程包括图案设计、花筒雕刻、筛网制版、色浆调制、印制花纹、蒸化和水洗后处理等几个工序。
印花时为了防止染液的渗化,保证花纹的清晰和精细,必须采用色浆印制,色浆一般由染料糊料和其它助剂组成,印花糊料是加在印花色浆中能使其起增稠作用的亲水性高分子化合物。
高品质印花糊料是我中心根据国家“十一五”发展纲要,响应农业产业的要求,利用原淀粉研发的科技含量高,附加值高的绿色环保、完全生态化的精细化工产品。
高品质印花糊料经冷水溶胀制成的稠厚胶体溶液,具有很高的粘度(4%水溶液≥40,000mpa.s),其体系是一个完全亲水的分散体系。
高品质印花糊料也是根据一般织物的物理性能,根据近年来中国印花加工企业引进的先进印花设备,花型特征及染料发色条件而研发的一种高科技糊料,它可以和一般印花企业的丙稀酸类增稠剂拼混使用,从而降低了印花企业的生产成本。
高品质植物印花糊料也是一种高取代度的完全环保型化学合成物质,由于取代度高,大分子团所带的负电荷多,可有效地增加糊料的抱水性和可溶性,抗盐抗碱性好,流变、匀染、渗透等功效显著。
与传统海藻酸钠糊料比较具有以下明显优势。
·得色比海藻酸钠糊料深且色泽鲜亮;·手感比海藻酸钠糊料好;·可以节省染料约30%;·减少印花污染50%;·提高印花工效约30%;·降低打糊调浆能耗90%;·降低织物印花成本20%;·是一种完全生态环保,提高印花企业节能减排的高技术印花糊料。
高品质印花糊料可完全替代海藻酸钠糊料,印花后得色量高,耐洗牢度好,制成的原浆透明、细腻、不易腐败变质,宜于取用和保存,尤其是增稠、花纹轮廓控制、吸湿、延缓、保护、抗泳移和匀染性具国内领先水平。
三、项目建设所需的条件原料:符合国标的蜡质玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉场地:20亩左右,交通便利供水能力:10吨/小时供电能力:500KV A供汽能力:2吨/小时四、工程技术方案4.1项目组成根据规模要求,本项目主要建设内容包括与生产相关的所有工程,有主要生产工程、辅助生产工程、公用工程等,项目组成见表项目组成表4.2生产技术方案我国的变性淀粉生产企业绝大多数以湿法生产为主。
其优点是化学试剂与淀粉能够充分混匀,产品质量稳定,生产控制容易。
但也有明显的缺陷,即产品的收率低,生产用水量大,污水处理难度大,因而成本高。
在国外,干法工艺已成为变性淀粉生产的主要方法。
本项目采用干法生产工艺,工艺技术具有以下优点:·工艺流程及生产设备较简约;·生产周期短、成本低;·产品的制成率高;·可生产高取代度、高粘度的变性淀粉产品;·反应效率大于90%以上;·整个生产过程无任何废水、废气、废渣排出。
工艺流程如下:原淀粉→添加辅料混合反应→二次反应→冷却→粉碎→干燥→→包装4.3主要设备选择干法反应器是干法生产变性淀粉的关键设备,目前,干法生产变性淀粉的设备有真空耙式干燥机、立式反应釜、双螺旋干燥机、带式干燥机等,但这些形式的设备均存在不可避免的缺点,例如混合不均匀、出料不彻底、反应参数难控制等问题,本项目根据生产工艺要求并结合国内现有设备,在其基础进行了技术改造,使反应器完全避免了以上问题,从而可保证干法工艺要求的完全实现。
其他配套设备在国内可合理选购。
主要生产设备选择见下表。
主要生产设备表五、环境保护生产过程无废水、废渣排放,是一种完全的清洁化生产。
六、劳动定员及人员要求劳动定员:按每日两班制生产,项目定员54人,其中生产人员32人,技术人4人,管理人员6人,其他辅助人员12人。
人员要求:本项目各工序对工艺技术、设备操作要求较高。
一般生产人员应具备高中或中等专业技术学校水平,关键岗位应具备大专或大专以上文化水平,专业技术人员聘请相关专业人员。
七、投资估算7.1固定资产投资估算项目固定资产投资960万元,其中设备购置费480.00万元安装工程费45万元建筑工程费205万元其他费用230万元固定资产投资估算见附表1。
7.2流动资金估算项目流动资金按全部产品正常生产年储备,生产和产品各项所需金额逐项计算。
经计算年需流动资金880万元。
流动资金估算见附表2。
7.3项目总投资项目总投资为1840万元,其中固定资产投资为960万元,流动资金880万元。
八、经济效益评价8.1 产品成本费用估算各项原辅材料、燃料、动力消耗以工艺方案为准,价格按按市场价格估算。