消毒工藝在玉米粉液化中的應用

高善禮

中糧生物化學（安徽）股份有限公司，安徽蚌埠 233010

0 引言

液化過程中，淀粉首先糊化，糊化后淀粉分子在耐高溫α-淀粉酶分子的作用之下，最終形成含有少量葡萄糖的糊精溶液。耐高溫α-淀粉酶，pH作用適合范圍5.5～7.0，最佳范圍為6.0～6.2。玉米、河水含有細菌，特別是賴氨酸廢水含大量細菌。乳酸菌消耗料糖源、氮源、磷源等液營養物和生長因子。醋酸菌分泌醋酸和其他副產物，丁酸菌除產生丁酸外，它們還能產生少量的醋酸、乳酸、己酸等。細菌不斷繁殖，分泌有機酸，使料液酸值升高，pH下降。細菌中的芽胞在100℃以上經過一段時間才會死亡。漂白粉是一種強氧化劑，遇水反應后釋出活性氧和氯，起到殺菌作用。青霉素屬于戶內肽胺類抗生素，它通過抑制細菌細胞壁的合成起作用。可以有效地殺死革蘭氏陽性菌。

1 實驗方法

1）實驗裝備：中糧生物化學（安徽）股份有限公司40萬t玉米/年生產線，玉米直接粉碎后調漿，噴射液化。噴射器能力為200方/小時，噴射后經過7臺層流柱。壓濾使用XM80/1000×1000壓濾機；2）實驗材料：本地玉米，淀粉含量70%～74%，蛋白含量8%～10%，脂肪含量3%～8%。淀粉酶，諾維信（中國）投資有限公司生產的利可來 Supra耐高溫α-淀粉酶。氫氧化鈣，浙江長興華業化工有限公司生產，含量≥95%，鹽酸不溶物≤0.6%，篩余物≤5%，重金屬≤10mg/kg。漂白粉，山東郯城縣漂白粉廠，有效氯≥28%。青霉素鉀，華北制藥股份有限公司，16億單位/kg；3）實驗方法：第一月，粉碎后的玉米粉和工藝用水混合成粉漿，其pH值在4.0～5.1；添加氫氧化鈣調整pH值在5.8～6.2，添加淀粉酶，使用蒸汽噴射液化，噴射溫度92℃，在層流柱維持1.5小時，使用壓濾機壓濾。檢測工藝用水活菌數，液化液活菌數，液化液pH值，濾渣中糖分。第二月，玉米粉碎、液化、壓濾方法不變；在工藝水槽，每兩小時一次性添加10kg漂白粉，漂白粉在工藝水中消毒時間在1.5小時。在粉漿槽每小時一次性添加0.5kg青霉素鉀。檢測工藝水活菌數，液化液活菌數，液化液pH值，濾渣中糖分。對比添加消毒劑前后各指標變化，以及加工噸玉米的消耗，產糖量、飼料量；4）樣品檢測：活菌數，使用平板計數法；微生物形態，使用上海光學儀器五廠XSP-2CA生物顯微鏡檢測； pH值 ，使用METTLER TOLEDO pH計；濾渣糖分，使用酶水解法檢測。

2 結果與討論

1）使用消毒工藝前，調漿水細菌數最低500萬個/mL，最高1.2億個/mL，細菌數波動大，水質不穩定。粉漿中細菌數和調漿水的細菌數相比，上升6.7千萬個/mL～3.6億個/mL。原因是調漿水中、玉米粉漿溫度在32℃～40℃之間，玉米粉漿營養豐富，細菌大量繁殖。液化液仍存大量細菌，最高1.4億個/mL，最低2475萬個/mL，細菌數波動較大；原因是液化噴射溫度92℃，液化后85℃；可以殺滅大部分細菌，不能殺滅芽胞，壓濾后溫度適宜，細菌繼續生長繁殖。液化液pH值最低5.1，最高5.6，波動范圍大，在此條件下不能有效發揮淀粉酶的作用。液化液的pH值和調配pH值相比，大幅度下降，平均下降0.65.主要原因生產過程中，物料中的細菌產生乳酸、醋酸、丁酸等，降低了粉漿、液化液的pH值；

2）使用消毒工藝后，調漿水細菌數平均7.5萬個/mL，原因是漂白粉殺滅調漿水中的細菌。濾液pH值最低5.6，最高6.0，在耐高溫α-淀粉酶的適合pH值范圍，接近最佳pH值范圍；

3）使用消毒工藝后，調漿用水的細菌個數大幅度下降，平均下降4869萬個/mL；消毒后粉漿細菌數平均18萬個/mL，平均下降1.9億個/mL；糖液細菌數平均673個/mL，平均下降7479萬個/mL。使用消毒工藝前，濾渣水分平均53%，飼料中糖份平均18.8%，使用消毒工藝后濾渣水分平均50%，飼料中糖份平均17.5%；濾渣水分平均下降3%，飼料中糖份平均下降1.3%。原因是使用消毒工藝之前，物料中細菌分泌酸性物質，降低粉漿的pH值，影響耐高溫α-淀粉酶的催化作用，影響液化反應，液化液粘度大，過濾效果差，濾渣中水分高，濾渣中的糖液含量增加；

4）加工噸玉米，原工藝干燥飼料消耗0.35t蒸汽，使用消毒工藝后消耗0.31t蒸汽，原因是濾渣水分降低后，生產同樣重量飼料，干燥機蒸發水量減少。使用消毒工藝后加工噸玉米產糖0.654t，比之前的0.651t相比，加工噸玉米多產糖30kg；加工噸玉米氫氧化鈣的消耗降低0.98kg。按2010年價格，飼料2100元/t，糖液內部價格2760元/t，蒸汽內部價格150元/t；加工噸玉米，酶、玉米、電、人員成本為2230元，核算加工噸玉米效益，改進前58.2元，使用消毒工藝65.5元，使用消毒工藝后加工噸玉米效益增加7.3元，2010年加工玉米43萬t，增加效益43×7.3=313.9萬元。

3 結論

1）玉米粉使用賴氨酸廢水和河水調漿后噴射液化，細菌大量繁殖，同時分泌酸性物質，降低調配后的pH值，影響液化反應；

2）使用漂白粉、青霉素對調漿水和物料消毒，可以殺滅細菌，穩定液化反應，降低濾渣的糖份；

3）使用漂白粉、青霉素消毒工藝后，提高玉米產糖量，節約氫氧化鈣的使用量，節約干燥飼料的蒸汽，具有良好的經濟效益。

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