淀粉质原料的蒸煮
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淀粉质原料的蒸煮一、蒸煮的目的1、使淀粉由颗粒变成溶解状态的糊液,目的是使它易受淀粉酶的作用,把淀粉水解成可发酵性糖。
2、灭菌。
3、降低原料醪液的黏度。
4、排除原料中含有的低沸点有害物质,如甲醇、氰化物等。
二、蒸煮的理论基础1、淀粉粒的结构•淀粉是由直链淀粉、支链淀粉与少量的矿物质和脂肪酸等混合形成颗粒状的淀粉颗粒。
•淀粉是白色的微小颗粒,不溶于冷水和有机溶剂。
淀粉颗粒的形状可分为圆形、椭圆形和多角形三种。
一般含水分高、蛋白质少的植物颗粒比较大些,形状比较整齐些,大多数呈圆形或卵形,如马铃薯、木薯的淀粉。
淀粉颗粒具有的抵抗外力作用较强的外膜,其化学成分与内部淀粉相同,但由于外层水分损失和胶粒结构更加紧密,因而其物理性能和内部淀粉不同。
三、淀粉的分子结构淀粉是由葡萄糖基组成的高分子物质。
根据淀粉分子链结构的不同可以分为直链淀粉和支链淀粉两类。
直链淀粉是通过α1,4-葡萄糖苷键连接的无分支的长链组成。
直链淀粉平均含有200~980个葡萄糖单元,分子量相当于32000~160000。
支链淀粉分子结构较直链淀粉复杂,除α-1,4键缩合的葡萄糖链以外,还以α-1,6键使葡萄糖单元缩合,成树枝分枝结构,支链淀粉分子量较大,平均含有600~6000个葡萄糖单元,分子量大约为100000~1000000 。
四.淀粉的膨化和糊化(1)膨化作用淀粉是一种亲水胶体,当淀粉与水接触,水就渗透薄膜而进入到淀粉颗粒里面,淀粉颗粒吸水分后能发生膨涨现象,使淀粉的巨大分子链发生扩张,因体积膨大,重量增加,这种现象称为膨化作用。
(2)糊化作用在淀粉质原料蒸煮的过程中,当温度升至糊化温度60~80℃时,淀粉颗粒体积已膨胀到50~100倍,此时,各分子之间的联系削弱,使淀粉颗粒之间分开,此现象在工艺上叫做淀粉糊化。
使淀粉颗粒解体成为溶解状态的温度,称为糊化温度。
(3)淀粉的液化糊化后,温度继续上升,当达到130℃左右时,支链淀粉也几乎全部溶解,网状组织被彻底破坏,淀粉溶液变成黏度较低的流动性醪液,这种现象称为液化。
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1. 原料制备,将淀粉质原料(如玉米、小麦、大米)粉碎成小颗粒。
淀粉的生产工艺
淀粉是一种常见的食品添加剂和工业原料,其生产工艺常分为植物原料处理、提取、精制和后处理等几个环节。
植物原料处理:淀粉可以从多种植物中提取,如玉米、土豆、小麦等。
在淀粉生产中,首先要对植物原料进行处理,常见的处理方式有清洗、蒸煮、研磨等。
清洗是为了去除植物原料表面的杂质和残渣;蒸煮则是将原料煮熟,使植物细胞壁破裂,便于后续的提取工作;研磨是将蒸煮后的原料破碎,使颗粒变小,增加提取效率。
提取:提取是淀粉生产中的关键环节,目的是将植物原料中的淀粉分离出来。
常用的提取方法包括湿法提取和干法提取。
湿法提取是将经过处理的植物原料与大量的水混合,然后通过搅拌、过滤等步骤将淀粉颗粒从原料中分离出来;干法提取则是通过破碎、气力输送等技术将原料中的淀粉与其他成分分离。
精制:提取出来的淀粉需要经过精制工艺,以去除杂质、颜色和异味,提高淀粉的纯度和品质。
常见的精制方法有脱色、过滤和冷凝等。
脱色是通过添加一定的化学物质或使用活性炭等材料吸附颜色物质,使淀粉颜色变浅;过滤则是利用过滤器将混入的杂质去除;冷凝是利用低温将淀粉中的异味物质冷凝并去除。
后处理:经过精制的淀粉还需要进行干燥、研磨和包装等后处理工艺。
干燥是将淀粉颗粒中的水分蒸发掉,以防止淀粉吸湿变质;研磨是将粗颗粒的淀粉研磨成细粉末,以增强其流动性;
包装是将淀粉按照一定的规格和包装要求进行包装,以方便储存和销售。
总结起来,淀粉的生产工艺包括植物原料处理、提取、精制和后处理等环节。
这些环节需要使用一系列的设备和工艺技术,以确保淀粉的质量和产量。
随着科技的发展,淀粉生产工艺越来越完善和高效,能够满足人们对淀粉产品的需求。
蒸煮工艺第一节淀粉质原料酒精生产概况" a0 z4 ^8 |/ S-) C+ Y5 B& R9一.淀粉质原料酒精生产的特点: U1 \( `6 I u P#' d7 N9 u: i6 a; O5 o- V%(1)原料系采用薯类、粮谷类及野生植物等,在投产前必须先经过破碎处理。
目前在国内上有一部分产量较小的酒精厂,采用间歇蒸煮,原料不经粉碎,就直接将快状或粒状原料投入生产,但大部分中等规模以上的酒精厂,原料多经二次粉碎,然后进行高压连续蒸煮,有利原料的受热面加大,更有效地达到蒸煮的要求。
, U7 u% U/ A5 W- A) I' T6 I0 q# i" A& @1 A( t: s/ F(2)原料必须经过蒸煮,在高温高压过程中,引起原料细胞的组织破裂,使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。
蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异,通常为130—150度,但经过粉碎的原料,其蒸煮所须的温度较低,大约120—130度。
高温处理除了使淀粉糊化,便于淀粉酶起糖化作用外,还可把附着的有害杂菌杀死。
. O" _* o" y1 M# e- J. _5 `1 K)(3)淀粉质原料生产酒精,要经过加曲糖化作用,把糊化成溶解状态的淀粉转化成可发酵性糖。
由于曲的生产方法不同,可分为麸曲糖化法、液曲糖化法、根酶糖化法(阿米罗法)、根酶酒母混合法、麦芽糖化法等。
目前在国内是以麸曲糖化法和液曲糖化法为主,在国外使用淀粉质原料生产酒精的方法,大致可分为:1 Y P& i( w9 v3 M" \.# ?; d8 Q0 n! w1 mA.麦芽法以麦芽、黍芽、稷芽作糖化剂。
1 o7 z% @- O) t+ @, n. H3 v- mB.阿米罗法将根霉或毛霉等霉菌,在糊化醪冷却至30—40度时,接种培养,在霉菌生长过程中转化淀粉成发酵性糖,再加酵母发酵。
蒸煮醪量的计算蒸煮醪量的计算00根据生产实践,淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:3,故粉浆量为:2737.4 (1+3)=10950 (kg)蒸煮过程使用直接蒸汽加热,在后熟和汽液分离器减压蒸发、冷却降温.在蒸煮过程中,蒸煮醪量将发生变化,故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行,顺而十分复杂.为简化计算,可按下述方法近似求解。
假定用罐式连续蒸煮工艺,混合后粉将温度为50℃,应用喷射液化器使粉浆迅速升温至88℃,然后进入罐式连续液化,再经115℃高温来酶后,在真空冷却器中闪急蒸发冷却至63℃后入糖化罐.干物质含量的薯干比热容为:粉浆干物质浓度为:B1 =87÷(4×100)=0.218[kJ/(kg·K)]蒸煮醪比热容为:=21.8% 1.63+(1.0-21.8%) 4.18=3.62[kJ/(kg·K)]式中—水比热容[kJ/(kg·K)]5.3.1 经喷射液化器加热后蒸煮醪量为:10950+[10950×3.62×(88-50)]÷[2748.9-88×4.18]=11583(Kg)式中 2748.9—喷射液化器加热蒸汽(0.5MPa)的焓(kJ/kg)5.3.2 经第二液维持罐出来的蒸汽醪量为:11583-[11583×3.62(88-84)÷2288.3]=1151 0 (kg)式中 2288.3—第二液化维持的温度为84℃下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)5.3.3 经喷射混合加热器后的蒸煮醪量为:11510+[11510×3.62×(115-84)]÷[27 48.9-115×4.18]=12079 (kg)式中 115—灭酶温度(℃)2748.9—0.5MPa饱和蒸汽的焓(kJ/K)5.3.4 经汽液分离器后的蒸煮醪量为:12079-[12079×3.62×(115-104.3)÷2245]=11871 (kg)式中 2245—104.3℃下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)5.3.5 经真空冷却器后最终蒸煮醪液量为:11871-[11871×3.62×(104.3-63)÷ 2351]=11116(Kg)式中 2351—真空冷却温度为63℃下的饱和蒸汽的汽化潜热(kg/K)5.4 糖化醪与发酵醪量的计算设发酵结束后成熟醪量含酒精10%(体积分数),相当于8.01%(质量分数).并设蒸馏效率为98%,而且发酵醪酒精捕集器回收酒精洗水分别为成熟醪量的5%和1%,则生产1000Kg95%(体积分数)酒精成品有关计算如下:5.4.1 需蒸馏的成熟发酵醪量为:(kg)5.4.2 不计酒精捕集器和洗罐用水,则成熟发酵醪量为:(Kg)5.4.3 入蒸馏塔的成熟醪乙醇浓度为:(质量分数)5.4.4 相应发酵过程放出总量为:(kg)5.4.5 接种量按10%计,则酒母醪量为:(kg)5.4.6 糖化醪量酒母醪的70%是糖化醪,其余为糖化剂和稀释水,则糖化醪量为:(kg)5.5 成品与发酵醪量的计算5.5.1 醛酒产量在醛塔取酒一般占成品酒精的1.2%~3%,在保证主产品质量合格的前提下,醛酒量取得越少越好。
什么叫做糖化?其目的是什么3.1 什么叫做糖化?其目的是什么?淀粉质原料通过蒸煮以后,把颗粒状态的淀粉变成了溶解状态的糊精,这时的糊精还不能被酵母直接利用,发酵产生酒精和二氧化碳,还必须采取添加糖化剂(麸曲、液体曲、糖化酶)的办法,把醪液中的淀粉、糊精转化为可发酵性糖等物质后,才能被酵母所利用,发酵产生酒精。
这个将可溶性淀粉、糊精转化为糖的过程,生产中就叫做糖化。
其转化过程可用下列方程式表示:?/P>淀粉糖化的目的,是通过糖化剂中的曲霉菌体里所具有的各种酶系作用,将淀粉、糊精进行水解。
其中所含的α-淀粉酶(又叫做液化酶)能使淀粉液化,醪液粘度下降,有利于醪液输送和酵母的发酵,它还能将淀粉中的直键淀粉最终水解,生成87%的麦芽糖和13%的葡萄糖。
利用菌种中淀粉1,4葡萄糖苷酶(也叫做糖化酶)或者叫做葡萄糖生成酶,作用于淀粉分子中结合的1,4糖苷键,从分子长链的非还原端,一个一个地水解为葡萄糖水子,虽然它不能切断1,6键,但是切到分支点时可绕过1,6键而将1,4键水解,水解后的产物几乎全部生成萄萄糖。
该酶也能分解麦芽糖,生成两分子的葡萄糖。
利用糖化酶中的1,6葡萄糖苷酶,分解醪液中的界限糊精,生成可发酵性糖。
利用菌体中的磷酸糊精酶,使醪液中磷酸与醇式羟基结合成酯的磷酸糊精水解成为葡萄糖,同时释出磷酸。
利用其中的单宁酶、果胶酶分解原料中所含的单宁和果胶质,从而减少生产中的有害物质。
利用蛋白酶分解原料中的蛋白质,生成酵母的营养物质--蛋白陈或肽。
糖化酶系中,还有一种转移葡萄糖苷酶,它的作用是把可发酵糖变成不发酵性糖如异麦芽糖或潘糖,糖化剂中,该酶含量越少越好。
总之,糖化的作用也就是把溶解状态的淀粉、糊精转化为能够被酵母利用的可发酵性物质(当然也有不发酵性物质生成,这主要是由于转移葡萄糖苷酶等的作用),降低醪液的粘度,有利于酵母的发酵和酵液的输送。
3.2 什么叫做糖化力?糖化力是生产中用来测定液体或固体曲中淀粉1,4葡萄糖苷酶和淀粉1,6萄萄糖苷酶转化可溶性淀粉生成糖的能力。
目录第1章酒精生产过程中蒸煮流程简介 (1)1.1 酒精生产及蒸煮工艺 (1)1.2 CAD流程图 (3)第2章控制系统方案设计 (4)2.1 工艺过程分析 (4)2.2 蒸馏流程分析 (5)第3章控制系统仪表选型 (7)3.1 检测元件选型 (7)3.2 执行元件 (9)第4章课程设计心得 (18)参考文献 (19)附录 (20)第1章酒精生产过程中蒸煮流程简介1.1 酒精生产及蒸煮工艺用淀粉质原料生产酒精的工厂,多数采用连续蒸煮工艺,只有少部分小型酒精厂和白酒厂,还采用间歇蒸煮工艺,下面分别加以介绍。
(一)间歇蒸煮法间歇蒸煮法常用的蒸煮设备是立式锥形蒸煮锅,其外形和结构简单。
1.间歇蒸煮工艺流程目前我国酒精厂间歇蒸煮的方法基本上有两种,一种是加压间歇蒸煮,一种是添加细菌淀粉酶液化后低压或常压间歇蒸煮、加压间歇蒸煮是原料经人工或运输机械送到蒸煮车间,经除杂后进入拌料罐,加温水拌料,并维持一定时间,然后送入蒸煮锅中,通入直接蒸汽将醪液加热到预定蒸煮压力,维持一定的蒸煮时间,蒸煮时间结束后,进行吹醪。
操作工艺流程如下:温水蒸汽↓↓原料→除杂→粉碎→拌料→泵→蒸煮→成熟蒸煮醪送入糖化锅(1)加水蒸煮整粒原粒时,水温要求在80~90℃,尤其是蒸煮含有淀粉酶的甘薯干,更不能用低温水。
蒸煮粉状原料时,水温不宜过高,一般要求在50~55℃。
原料加水比因原料不同和粉碎度不同而不同,一般为:粉状原料为1:3.4至1:4.0;薯干为1:3.0至1:4.0;谷物原料为1:2.8至1:3.0。
(2)投料蒸煮整粒原料时,投完粒即加盖进汽,或者在投料过程中同时通入少量蒸汽,起搅拌作用。
蒸煮粉状原料时,可先在拌料桶内将粉料加水调成粉浆后在送入蒸煮罐;或向罐内直接投料,边投料,边通入压缩空气搅拌,以防结块,影响蒸煮质量。
投料时间因罐的容量大小和投料方法不同而有差异,通常在15~20min。
(3)升温(生压) 投料毕,即关闭加料盖,通入蒸汽,同时打开排气阀,驱除罐内冷空气,以防罐内冷空气存在而产生“冷压”,影响压力表所指示的数值,不能反反映罐内的真实温度,造成原料蒸煮不透。
什么叫做糖化?其目的是什么3.1 什么叫做糖化?其目的是什么?淀粉质原料通过蒸煮以后,把颗粒状态的淀粉变成了溶解状态的糊精,这时的糊精还不能被酵母直接利用,发酵产生酒精和二氧化碳,还必须采取添加糖化剂(麸曲、液体曲、糖化酶)的办法,把醪液中的淀粉、糊精转化为可发酵性糖等物质后,才能被酵母所利用,发酵产生酒精。
这个将可溶性淀粉、糊精转化为糖的过程,生产中就叫做糖化。
淀粉糖化的目的,是通过糖化剂中的曲霉菌体里所具有的各种酶系作用,将淀粉、糊精进行水解。
其中所含的α-淀粉酶(又叫做液化酶)能使淀粉液化,醪液粘度下降,有利于醪液输送和酵母的发酵,它还能将淀粉中的直键淀粉最终水解,生成87%的麦芽糖和13%的葡萄糖。
利用菌种中淀粉1,4葡萄糖苷酶(也叫做糖化酶)或者叫做葡萄糖生成酶,作用于淀粉分子中结合的1,4糖苷键,从分子长链的非还原端,一个一个地水解为葡萄糖水子,虽然它不能切断1,6键,但是切到分支点时可绕过1,6键而将1,4键水解,水解后的产物几乎全部生成萄萄糖。
该酶也能分解麦芽糖,生成两分子的葡萄糖。
利用糖化酶中的1,6葡萄糖苷酶,分解醪液中的界限糊精,生成可发酵性糖。
利用菌体中的磷酸糊精酶,使醪液中磷酸与醇式羟基结合成酯的磷酸糊精水解成为葡萄糖,同时释出磷酸。
利用其中的单宁酶、果胶酶分解原料中所含的单宁和果胶质,从而减少生产中的有害物质。
利用蛋白酶分解原料中的蛋白质,生成酵母的营养物质--蛋白陈或肽。
糖化酶系中,还有一种转移葡萄糖苷酶,它的作用是把可发酵糖变成不发酵性糖如异麦芽糖或潘糖,糖化剂中,该酶含量越少越好。
总之,糖化的作用也就是把溶解状态的淀粉、糊精转化为能够被酵母利用的可发酵性物质(当然也有不发酵性物质生成,这主要是由于转移葡萄糖苷酶等的作用),降低醪液的粘度,有利于酵母的发酵和酵液的输送。
3.2 什么叫做糖化力?糖化力是生产中用来测定液体或固体曲中淀粉1,4葡萄糖苷酶和淀粉1,6萄萄糖苷酶转化可溶性淀粉生成糖的能力。
玉米淀粉的生产工艺玉米淀粉是一种以玉米为原料制取的淀粉产品,广泛用于食品、饲料、医药、化工等领域。
下面将介绍玉米淀粉的生产工艺。
首先,玉米淀粉的生产工艺主要分为清洗、破碎、蒸煮、发酵、分离、干燥和包装等环节。
清洗是生产玉米淀粉的第一步,玉米经过除杂、除石等处理后,进行浸泡清洗,去除杂质和污染物。
破碎是将清洗后的玉米粒破碎成颗粒较小的细碎物,以便后续的处理和提取。
蒸煮是将破碎的玉米粒放入蒸煮罐中,使用高压蒸汽进行蒸煮。
蒸煮的目的是破坏淀粉颗粒的结构,使其更易于分离和提取。
发酵是将蒸煮后的玉米浆料进行酵素处理。
酵素能够分解淀粉颗粒,将淀粉转化为可溶性糖类物质,促进淀粉的降解。
分离是将经过酵素处理的玉米浆料经过离心机等设备进行实体与液体的分离。
在这一步骤中,利用不同的物理和化学性质,将淀粉和蛋白质、纤维等分离开来。
干燥是将分离得到的淀粉浆料进行干燥处理,以去除水分,使淀粉呈粉状。
干燥方式通常采用气流烘干或真空干燥等方法。
最后,对干燥的玉米淀粉进行质量检测和包装。
质量检测主要包括粘度、含水量、颜色等指标的检测,确保产品的质量符合标准。
然后,将合格的玉米淀粉经过包装机进行包装,以便储存和销售。
综上所述,玉米淀粉的生产工艺经过多个步骤的处理和加工,以提取出优质的淀粉产品。
这一生产工艺不仅保证了产品质量,也提高了淀粉的利用率,对于满足市场需求和推动经济发展具有重要意义。
玉米淀粉的生产工艺不仅要保证产品质量,还要高效利用原料,减少资源浪费。
在玉米淀粉生产中,还应该注意环保和能源消耗的问题。
首先,环保是玉米淀粉生产过程中需要重视的问题。
在清洗、蒸煮和分离的过程中,会产生大量的废水和废渣。
为了减少环境污染,工厂采取了多种措施来处理废水和废渣。
对于废水的处理,工厂通常会建立污水处理系统,通过物理、化学和生物方法处理废水,去除其中的有害物质,然后再进行排放。
废渣则可以通过干燥处理,使其干燥后变成固体废物,便于处理和处置。
淀粉质原料连续蒸煮糖化工艺流程1.淀粉质原料首先要进行去杂质和破碎处理。
The starchy raw materials need to be purified and broken down first.2.然后将原料送入连续蒸煮器进行蒸煮。
The materials are then fed into a continuous cooker for steaming.3.在高温高压下,淀粉分子开始水解成糖分子。
Under high temperature and pressure, starch molecules start to hydrolyze into sugar molecules.4.蒸煮过程持续一定时间,以确保充分的糖化反应发生。
The cooking process continues for a certain period to ensure sufficient saccharification reaction.5.蒸煮后的原料会被送入糖化槽中继续反应。
The cooked materials are then transferred to the saccharification tank for further reaction.6.在糖化槽中,酶类会催化糖化过程,将淀粉转化为可发酵的糖浆。
In the saccharification tank, enzymes catalyze the saccharification process to convert starch into fermentable syrup.7.这个糖化过程需要保持一定的温度和PH值。
The saccharification process needs to maintain a certain temperature and pH value.8.完成糖化后,糖浆会被送往发酵罐中进行下一步的发酵过程。