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改进玉米淀粉糖生产工艺的策略探析

2021-03-30邹德君于孝民陈春霞

现代食品 2021年13期
关键词:生产工艺淀粉蒸汽

◎ 邹德君,于孝民,陈春霞,王 雷

(中粮生化(成都)有限公司,四川 成都 611435)

淀粉是以葡萄糖为基本单位构成的多糖类物质,淀粉糖是以淀粉为原料衍生出来的一系列单糖或者寡糖,而玉米淀粉糖是以玉米淀粉为原料生产加工出来的一种单糖或者寡糖。近年来,我国的淀粉糖产能得到了持续性提高,这也表明淀粉糖有着较大的市场需求空间。作为淀粉糖中的重要类型,玉米淀粉糖的产能和需求也保持了较快的提升[1]。以2020年7月为例,相关数据显示,该月我国玉米淀粉糖需求量达到 119万t,占整体需求比重的57%。虽然持续增加的淀粉糖需求,为淀粉糖的生产创造了庞大的市场空间,但也对淀粉糖的产能提出了更高的要求,一些生产厂商由于生产工艺落后等原因,无法在短时间内提高实际产能,或生产过程中原辅料消耗高,生产成本高,影响了淀粉糖的供给[2]。因此,有必要对淀粉糖的生产工艺进行相应的分析,改进不良生产工艺,提高产能、降低成本。

1 淀粉糖生产工艺概述

目前,淀粉糖的生产原理主要是以含淀粉的粮食、薯类作为原料,通过酸法、酸酶法、酶法制取出相应的麦芽糖、葡萄糖、果葡糖浆等淀粉糖[3]。而玉米淀粉糖主要是通过对玉米胚乳中的玉米淀粉进行相应的加工处理,最终产生各种类型的淀粉糖。在具体的生产工艺上,目前关于从玉米淀粉中获取诸如结晶葡萄糖、麦芽糖浆、果葡糖浆、麦芽糊精等淀粉糖的方式基本相似,即通过酸法制葡萄糖或者酶解等方式进行水解,最终获得淀粉糖[4]。

2 改进淀粉糖生产工艺的策略

2.1 细化淀粉糖生产标准

目前,各类生产主体在玉米淀粉糖生产方面主要遵循的是《淀粉糖分类通则》(GB/T 28720—2012)、《淀粉糖卫生标准》(GB 15203—2003)等相关标准,虽然这些标准对玉米淀粉糖生产过程中的分类、卫生安全保障等方面的生产指标进行了明确,但这些标准只是最低“红线”,以这些标准为生产标准,势必会降低淀粉糖生产方面的品质要求,导致生产标准过于宽松,容易出现质量问题[5]。并且,相关标准对玉米淀粉糖生产规定过于宽松的情况,容易给生产主体制造“可乘之机”。例如,虽然玉米淀粉糖的整体生产流程符合相关标准的要求,但部分人员在工艺流程中某个环节的操作过于散漫或者加入的原料试剂量未达到生产标准,会导致生产出现偏差,影响最终淀粉糖的纯度。因此,有必要在使用技术替代人员的操作基础上,对那些暂时无法替换的人员的操作标准进行进一步的规范化、标准化,使相关操作更加准确有效。例如,可以对工艺流程中闪蒸、过滤等环节的操作步骤、操作注意事项等进行明确,使操作人员熟练掌握。生产管理人员要对生产工艺中的关键环节的相关生产数据进行记录、储存、统计,并以最终的生产效益为标准对这些数据进行分析,发现可以直接提高生产效率或者效果的最佳操作方式,将其确定为标准化的生产工艺内容,在生产环节加以统一。考虑到相关生产标准的出台和实施年份过早,与当前玉米淀粉糖的质量标准要求存在较大差距的实际情况,行业标准制定主体和生产企业要按照2~3年为一个周期,对玉米淀粉糖相关生产标准进行完善和调整,使标准能够与时俱进,真正达到规范和指导玉米淀粉糖生产的目的。

2.2 引入自动连续离子交换系统

自动连续离子交换系统是将玉米淀粉糖生产流程中的各个树脂柱使用串联或者并联的方式联结起来,并在各节点配备相应的电磁阀,以保证各个节点都能够连续地进出料。在生产过程中,主要通过节点处配备的自动阀对节点进行自动化的控制,使进料、出料的位置沿流动相运动方向依次变换,其中,通过进料位置的向前移动来模拟固定相的逆流,提高固定相与流动相的利用率,让每一个树脂柱在同一时间段内发挥各自的功能,实现吸附与解吸的连续化[6]。相较于原来采用的固定式离子交换而言,自动连续离子交换系统拥有4个方面的优点。①实现连续性生产,降低了重复性的设备使用,在解吸时,也不需要对设备进行停止运行的操作。②自动连续离子交换系统运行中,树脂的使用量可以减少40%~70%,可节约35%~60%酸碱用量,减少50%~70%洗涤水用量,有效地减少了生产成本。③设备系统采用模块化的设计方式,简化了系统运行的管线复杂程度。④系统工艺参数的准确性得到了明显的提高,可以最大限度地降低人为失误造成的生产损失。

2.3 配套使用机械蒸汽再压缩(MVR)系统

为确保生产的高效性,可以引入MVR技术,该技术的核心是二次蒸汽的热焓通过机械压缩,提升其温度,以作为热源,替代原来的新鲜蒸汽,即通过外加一部分压缩机的做功来实现循环性的蒸发,减少对外部新鲜蒸汽的需求,依靠蒸发系统的循环来实现蒸发浓缩的目的。该系统的运行可以使原本要排放的蒸汽得到循环性的利用,回收了余热,提高了热效率。同时,初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热,将溶液加热沸腾产生二次蒸汽,并由涡轮增压风机吸入,经增压后,二次蒸汽温度得到提高,作为加热的热源进入加热室进行循环蒸发。相关研究表明,在相同的蒸发条件下,MVR蒸发装置所需热量为三效蒸发的24%,这说明MVR系统具有能耗低、工艺简单、蒸发温度低等优点,对生产主体实现节能减排和降低成本方面的促进作用更为明显[7]。

3 结语

淀粉糖作为玉米淀粉消费结构中的重点,在诸多行业中具有基本原料的地位和作用,需求量保持了持续性的增加。在这样的情况下,通过提高淀粉糖的生产效率来满足不断增长的需求是生产主体需要重点思考解决的问题。

目前的情况下,淀粉糖的产能提高主要依赖于两个途径。①生产主体主动增加生产线。②对现有的生产工艺和流程进行调整、优化,压缩生产的时间、原料成本,提高单位时间内的产量和质量。相较于第一种方法而言,第二种方法的性价比更高,需要生产主体投入的成本也更少,因而成为当前一些淀粉糖生产主体的重点选择。通过本文分析发现,当前的淀粉糖生产工艺的改进要着重通过提高生产过程中的自动化水平和规范化水平来实现,而这也是淀粉糖生产向现代化方向发展的内在要求。

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