馬鈴薯淀粉加工工藝原理及設備初探

摘要:搞好國內馬鈴薯淀粉加工，生產出中國特色的淀粉產品是我們研究的課題。把國外馬鈴薯淀粉加工工藝、原理、設備，在國內消化吸收，創新，很有必要。通過此文，讓大家了解認識瑞典拉爾森馬鈴薯淀粉加工工藝、原理、設備。改進我國馬鈴薯淀粉加工工藝、原理、設備，起到啟示作用。

關鍵詞:馬鈴薯淀粉加工 工藝 原理 設備 自動化控制

中圖分類號:TS234文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(c)-0081-02

1 概述

北大荒馬鈴薯集團二龍山馬鈴薯產業有限公司引進了瑞典拉爾森淀粉機械公司的工藝和設備，瑞典拉爾森淀粉機械公司是歐洲老牌專業淀粉設備生產商。工藝設備，工藝技術以及工藝控制系統處于歐洲一流領先地位。生產能力每年可加工馬鈴薯近15萬噸，產出淀粉2.3萬多噸，通過3年的使用設備運行穩定、操作方便、工作環境好、淀粉收率高，每年都為企業創造了很好的經濟效益。

2 簡介旋流精制工藝原理

2.1 淀粉漿在單個旋流管內的工作原理

在A、B站旋流器內裝有各種規格的旋流管，物料沿切線方向進入旋流管的上部，形成渦流運動。在離心力的作用下，大顆粒被推向旋流管的錐形壁，在那里將大顆粒匯集起來。隨著濃度的增加，向下溢出，較輕的小顆粒，如纖維和可溶性物質旋進渦流中心，和大量液體一起通過溢流通道溢出。體積越大的顆粒越靠近旋流管壁，沿錐形壁滑落，形成底流;體積越小的顆粒越遠離旋流器壁，在旋流管中心形成頂流，這樣淀粉顆粒因大小不同而分離開來了。

2.2 大小顆粒的分離

由以上得知，在進料壓力、旋流管直徑相對固定的情況下，可以通過調整底流壓力來將小顆粒淀粉從淀粉漿中切分出來。通常，在獲得同樣產品質量的前提下，為節省能源，改善設備運行條件，大顆粒的淀粉可以選擇較大直徑的旋流管，在較低的進料壓力下進行精制;小顆粒淀粉由于顆粒較小，需要更大的離心力來增加分離因素，因此可以選擇大進料壓力下在相對較小的旋流管內進行精制。基于這一思路，通過將大小顆粒分離，在旋流管規格和進料壓力各不相同的旋流器組上分別洗滌精制。這樣既優化了設備運行條件，在整體運行結果上又增加了淀粉的收率，提高了產品質量。

2.3 旋轉錐形離心篩

旋轉離心篩用于將纖維和淀粉乳分離出來，設備主體為一個水平式旋轉錐形篩籃，篩籃上裝有小孔徑篩網。設備中央是進料管組，伸到篩籃的底部，篩籃的底部有旋轉布料盤，將馬鈴薯漿液均勻地分布到篩網上。

旋轉離心力使淀粉乳通過篩孔收集在離心篩的淀粉乳腔內，纖維則停在篩網上，并被沖洗水沖洗分離出來，收集在錐篩底部的纖維腔內。收集起來的纖維經稀釋，被纖維泵打到下一級，收集起來的淀粉乳，被消沫泵輸送出去。篩籃的背面安裝有噴嘴，通過自動控制閥門，對篩籃背面定期沖洗。設備上面安裝有沖洗水噴嘴。

2.4 除沙旋流站

除沙旋流器用來清除淀粉乳內的細小沙粒或其他重顆粒，除沙效率大于99%，沙粒從罐的底部自動控制排出。

2.5 真空脫水過濾器

旋轉式真空脫水機專門為淀粉脫水設計，脫水機上轉鼓的不銹鋼濾布，真空由水環泵產生，濾液收集并泵回到水罐內，脫水淀粉輸送到烘干機喂料裝置，經氣流烘干機進一步烘干成成品淀粉。

此脫水機，淀粉乳由一個特殊喂料裝置從刮刀上部喂入，刮刀刀刃朝下，與傳統脫水機相比有以下特點:

(1)過濾時間長，比傳統脫水機長約50%，這樣至少提高30%的處理能力。

(2)正常運行過程中，脫水機下的收集槽內沒有淀粉乳，淀粉是在刮刀上部的密封箱內，大大提高了脫水機的衛生水平。

脫水機下部的收集槽只是用于收集沖洗濾布時的沖洗水，脫水機配備有高壓沖洗裝置，所有閥門都配備有氣動執行機構，通過PLC程序自動控制，轉鼓由一個斜齒輪電機驅動。

3 主要設備的特點

3.1 銼磨機

GL1000銼磨機是目前市場上最先進的銼磨機，達到了目前最有效的銼磨效果，可以使淀粉充分釋放，而且薯渣中淀粉流失非常少。

GL1000銼磨機配備3臺，2用1備，配用電機為250kW，轉子轉速為1480r/min。優化的設計，使設備處理量極大，工作性能平穩。銼磨機轉子和電機直連，安裝在一個不銹鋼底座上，底座鋼板厚度為30mm，加工工藝精確，電機可雙向運轉，銼磨機安裝有雙面刀座，銼磨效率增加，轉子罩殼材質為不銹鋼，銼磨機主體罩殼以及底座能有效降低噪音至最低。

新型刀槽能夠安裝多達206個鋸片，鋸片厚度為1.25mm，銼磨效率高達98%。銼磨塊和鋸片的距離可以通過4個調節螺栓調節。銼磨塊下方安裝有篩板，安裝方便，用手將其插入銼磨機底部即可。安裝后，手動旋轉偏心軸即可將其固定。

較低的離心力降低了設備所受的應力;轉子和電機直連，降低了維護成本;避免了能量傳送損耗;軸承是獨立的，使用壽命增加。

3.2 離心篩

GL1050離心篩共安裝5組10套，前4組為離心篩將固體物質從液體中分離出來，后2組為脫水篩。此離心篩可以自動反沖洗，只要按程序設定好了，定時進行篩面清洗，保證錐形篩篩面的清潔，使分離效率高，設備轉速比較高。但是穩定性非常好，運行時故障少，拆卸非常方便。

3.3 A、B站水力旋流器

A站水力旋流器采用520/10、320/10型，A站選用520/10型號12臺為一組的水力旋流器，B站采用320/10型號10臺為一組的水力旋流器。A站旋流器分離大顆粒，B站旋流器分離小顆粒。一套水力旋流器設備由多個旋流器塊組成，該水力旋流器可洗掉可溶性物質，如蛋白質或鹽類、去除細纖維、獲得純凈淀粉、濃縮淀粉漿、澄清溢流，分離效果非常好。主要特點是這套水力旋流器淀粉漿濃度調整好后，濃度在21Be時，工作時淀粉漿濃度始終在21Be左右范圍內自動調節，它可以根據進料量的大小，濃度的大小自動控制，這就意味著淀粉的質量能夠得到保證。

3.4 旋轉真空過濾器

旋轉真空過濾器2臺，是世界上最先進的淀粉過濾裝置，操作簡便，進料、下料、清理全部實現自動化，此設備采用上進料，開始進料時，由上部均勻布料，料布到一定厚度，自動變為由刮刀上方的進料箱給料，布料非常均勻，脫水后的淀粉將連續從過濾器上刮落到螺旋輸送機內，脫下的濕淀粉的含水量非常平穩，均在36%～38%之間。對于后道工序干燥控制水分非常有利，蒸汽的供應量也相對少，節約了用煤量。此旋轉過濾器屬于節能型設備，尤其是自動清洗部分非常先進，根據過濾器表面的情況，需要清洗時，只要在電腦上按清洗鍵，在10～15min內可以把轉鼓上的濕淀粉清理干凈。其它廠家的真空脫水機用人工清理，勞動強度大，清理效果差。此旋轉過濾器是非常人性化的設計，此設備衛生級別是最高的。

4 馬鈴薯淀粉生產主要工藝步驟

馬鈴薯清洗→銼磨→脫渣→脫汁→除沙→精制→脫水→烘干→出產品。

4.1 預處理工藝

馬鈴薯由周轉庫→預處理土豆泵→流順槽→除石機→籠式洗滌機→漿式洗滌機→儲倉。

4.2 精制工藝

馬鈴薯儲倉→銼磨機→螺桿泵→靜止過濾器→第一組、二組、三組、四組→第五組脫水篩→出薯渣前4組篩下物→脫汁濃縮站→除沙站→旋轉過濾器→A站(大顆粒精制、小顆粒分離濃縮)→細纖維篩→B站小顆粒精制→底流成品淀粉乳→成品乳罐→真空過濾器→淀粉烘干→成品倉包裝。

A站大顆粒精制→底流成品淀粉乳→成品乳罐→真空過濾器→淀粉烘干→成品倉→包裝→成品庫。

脫汁濃縮站、A站、細纖維篩、B站→汁水。

4.3 淀粉烘干工藝

濕淀粉(36％～38％水分)→輸送機→拋料機→氣流干燥→旋風器→閉風器→冷風管→旋風器→閉風器→輸送機→提升機→儲倉→包裝機→輸送帶→成品庫。

5 工藝自動化控制描述

此設備自動化工藝控制水平非常，生產過程中喂料量的變化、原料品種的變化、以及其他參數的變化都在自動化控制系統控制之中。以確保得到恒定的高質量淀粉。生產運行時，操作人員不需在現場做參數調整，只需在控制室通過電腦屏幕進行監控。同時工藝設計也考慮到了如何進行高效的CIP清洗，并同樣以高自動化的形式將CIP清洗融入到整個系統之中。

參考文獻

[1]瑞典拉爾森公司加工說明.