【文章內(nèi)容簡介】 浸泡后的玉米籽粒水分達 40%~46%[14]，籽粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理、化學特性都發(fā)生變化，胚芽、表皮和胚乳之間聯(lián)結(jié) 減弱。浸泡后的胚芽含水量達 60%左右，具有韌性，很容易與玉米籽粒其它部分分開。胚乳含淀粉量高，抗壓強度低，浸泡后更易破碎。破碎玉米籽粒的目的就是把玉米籽粒破碎成碎塊，使胚芽胚乳分開，同時釋放出一定淀粉。破碎后要盡可能將胚芽分離出來，因為如果胚芽中的油脂分散到胚乳中，會嚴重影響淀粉產(chǎn)品的品質(zhì)；而且從玉米胚芽中制得胚芽油含有豐富的不飽和脂肪酸，具有較高的營養(yǎng)價值和商品價 6 值。 分離胚芽工序 分離胚芽的設備主要是胚芽的旋液分離器，依靠離心力使顆粒大小、相對密度不同的懸浮顆粒分離。降低篩分設備的生產(chǎn)能力，增 加纖維中攜帶的淀粉量；在分離機上分離淀粉蛋白質(zhì)懸浮液時，麩質(zhì)所帶的淀粉量也隨之增加。因此，要盡可能地從漿料中把胚芽完全分離除去。 精磨工序 玉米籽粒經(jīng)過破碎和分離胚芽之后，物料中含有淀粉、麩質(zhì)、種皮、胚乳碎粒，大部分淀粉仍以顆粒狀態(tài)包含在胚乳碎粒和皮層中，通過精磨可以把淀粉從與蛋白質(zhì)、纖維的結(jié)合態(tài)中游離出來，使淀粉最大限度地釋放。 纖維分離 物料精磨之后形成懸浮液，其中含有游離淀粉、麩質(zhì)的細小顆粒和纖維 （ 細渣和粗渣）。粗細渣與淀粉懸浮液的分離是在篩分設備上進行的。通常采用壓力曲篩對纖維進 行分離洗滌，壓力曲篩篩縫不易堵塞，能做出精確的篩分，很少維修，生產(chǎn)效率高，占地面積少。 麩質(zhì)分離 細淀粉乳中所含的淀粉及麩質(zhì)在相對密度、粒徑等方面有很大差別，利用這些差別可將其進行分離。本設計中采用氣浮分離法，氣浮分離法的工作原理是向淀粉懸浮液中吹入一定量的氣體，氣體呈氣泡狀上浮并將蛋白質(zhì)及其他輕的懸浮粒子盡快浮起來并通過溢流擋板排走，從而達到分離的目的。在氣浮槽中沖入空氣，使麩質(zhì)形成泡沫而浮在水面上，最后從溢流口排出。而淀粉則沉入分離室底部，從底部排出。 淀粉乳的精制 分離去除蛋白質(zhì)后 的淀粉懸浮液中干物質(zhì)濃度為 33%~35%，淀粉中仍含有少量可溶性蛋白質(zhì)，大部分無機鹽和微量不溶性蛋白質(zhì)，通過洗滌可以除去水溶性物質(zhì)得到高品質(zhì)的淀粉，常用懸液分離器、沉降式離心機和真空過濾機洗滌淀粉乳達到精制淀粉乳的目的。 淀粉的干燥 干燥是利用熱能除去淀粉中水分的操作工序。淀粉干燥是采用噴霧干燥法 [15]，即利用高速熱氣流將濕塊狀物料分散成淀粉顆粒而懸浮于氣流中。一邊與熱氣流并流輸送，一邊進行干燥。淀粉噴霧干燥的特點是干燥強度大，干燥時間短；由于干燥器具有很大的容積傳熱系數(shù)及溫差，對于完成一定的傳 熱量所需的干燥器體積可以大大減少。工藝流程簡圖如圖 所示： 7 圖 工藝流程簡圖 工藝條件選擇 凈化后的玉米籽粒的工藝指標 玉米籽粒含水量 ≤ % 砂石雜質(zhì)含量 ≤ % 谷物雜質(zhì)含量 ≤ % 霉變雜質(zhì)含量 ≤ % 烘?zhèn)：?≤ % 破碎玉 米含量 ≤ % 浸泡工藝指標 二氧化硫含量 %~% 浸泡時間 ≥42h H2SO3 濃度 % 玉米浸泡溫度 50℃ 浸泡時間 50h 玉米破碎工藝指標 進磨玉米水份 45% 進磨玉米與工藝水之比約為 1∶ 2 胚芽分離工藝指標 進料壓力 物料溫度約為 12℃ 溢流口流出量占進料量的 20％ 提胚率 98％ 細磨分渣 淀粉乳 噴霧干燥 濕淀粉 脫水 麩質(zhì)分離 水 包裝 凈化玉米yumiyumi玉米 分離胚芽 玉米浸泡 亞硫酸 玉米漿 8 精磨工藝指標 進磨物料濃度 13B233。（ 波美，濃度單位 ） 游離淀粉含量 ≤ 10％ 磨后物料粗細渣 比例 ∶ 1 物料溫度升高 6℃ 分離工藝指標 進料濃度 11～ 17B233。 進料溫度 20℃ 進料壓力 洗水溫度 45℃ 淀粉干燥工藝指標 濕淀粉含水 45％ 干燥淀粉水份 12％ 蒸汽壓力 熱空氣溫度 150℃ 干淀粉溫度 50℃ 產(chǎn)品基礎數(shù)據(jù) 淀粉占百分比 70% 胚芽占百分比 7％ 蛋白粉占百分比 6％ 纖維渣占百分比 11% 胚芽分離損耗 % 蛋白粉分離損耗 % 纖維渣分離損耗 % 淀粉洗滌損耗 % 工藝控制損耗 % 轉(zhuǎn)鼓過濾損耗 % 包裝損耗 % 過程指標控制標準 原料淀粉含水率 12% 亞硫酸含量 % 破碎進料干物 30% 胚芽分離進料濃度 69Be % 精磨前漿濃度 50% 分離機進料濃度 69Be % 9 第三章 設備的計算與選型 噴霧干燥器工藝設計條件 干燥物料為懸浮液，干燥介質(zhì)為空氣，熱源為蒸汽和電；霧化器采用旋轉(zhuǎn)型壓力式噴嘴，選用熱風 —— 霧滴并流向下的操作方式。具體工藝參數(shù)如下： 料液處理量 1 11 11 0 /?G kg h 料液含水量 w%?1 45 （濕基）； 產(chǎn)品含水量 w%?2 12 （濕基） 料液密度 kg / m? 31 1190? ； 產(chǎn)品密度 kg / m32 1600? ? 料液入塔溫度 1 12?? ℃ ； 產(chǎn)品出塔溫度 2 50? ? ℃ 產(chǎn)品平均粒徑 2 70dm?? ； 產(chǎn)品比熱容 2 2 .0 / ( )c k J k g??℃ 加熱蒸汽壓力（表壓） ； 料液霧化壓力（表壓） 40MPa 年平均溫度 12℃ ； 年平均相對濕度 70% 工藝設計計算 物料衡算 絕干物料流量 G 11( 1 ) 11 11 0( 1 45 % ) 61 10 .5 /G G w k g h? ? ? ? ? （ 31） 產(chǎn)品產(chǎn)量 2G 112 2( 1 ) 1 1 1 1 0 ( 1 4 5 % ) 6 9 4 4 /1 1 1 2 %GwG k g hw? ?? ? ??? 水分蒸發(fā)量 W 12 1 1 1 1 0 6 9 4 4 4 1 6 6 /W G G k g h? ? ? ? ? 熱量衡算 物料升溫所需熱量 mq ? ? ? ?2 2 2 1 69 44 50 15 11 /4166m Gcq k J k gW??? ? ?? ? ? 水 （ 32） 汽化 kg1 水的熱損失 lq W tFqq ?? ?11按經(jīng)驗公式 計算 （ 33） wt， ???? 氣的傳熱系數(shù)—干燥塔表面對周圍空— 10 — — 45wwtt ?干 燥 塔 外 表 面 溫 度 取 ℃ ? ?23 3 . 4 0 . 2 1 4 5 4 2 . 8 5 /k J m h? ? ? ? ? ? ?℃ 2— — 40F F m?干 燥 塔 散 熱 面 積 取 室溫壁溫 ?? ——t ， 45 15 30t? ? ? ? ℃ 1 4 2 . 8 5 3 0 4 0 1 2 . 3 4 /4166Ftq k J k gW? ? ? ?? ? ? 水 （ 34） 干燥塔出口空氣的濕度 2H 根據(jù)熱量衡算 ? ? ? ?2 1 1 12 1 1 1 2 . 3 4 1 1 6 . 7 4 . 1 8 7 1 2 7 9 3 6 /l m wI I I I q q c k J k gH H H H ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 水 即 11 IIHH? ??? ，為一直線方程 根據(jù)給出的工藝設計條件， 0 15t ? ℃ ， 65%?? ，由濕空氣的 HI 圖查出，10 /H H k g k g?? 水 絕 干 氣。當 1 150t ? ℃ 時 ， 由 濕 空 氣 的 HI 圖 查 出 ，1 1 5 9 /I kJ kg? 絕 干 氣。任取 0 .0 6 /H k g k g? 水 絕 干 氣，則 ? ?7 9 . 6 0 . 0 6 0 . 0 0 6 1 5 9 1 5 4 . 8 /I k J k g? ? ? ? ? ? 絕 干 氣 由 HI 圖查出， 2 0. 03 6 /H k g k g? 水 絕 干 氣 空氣消耗量 絕干空氣的消耗量為 214166 1 4 3 6 5 5 /0 . 0 3 6 0 . 0 0 6WL k g hHH? ? ??? 實際空氣消耗量為 ? ? ? ?039。 1 1 4 3 6 5 5 1 0 . 0 0 6 1 4 4 6 6 1 /L L H k g h? ? ? ? ? ? 霧滴干燥所需時間 霧滴臨界含水 量 CX 物料在干燥塔進出口處的干基含水量分別為 1110 . 4 5 0 . 8 1 8 /1 1 0 . 4 5wX k g k gw? ? ??? 水 絕 干 料 2220 . 1 2 0 . 1 3 6 /1 1 0 . 1 2wX k g k gw? ? ??? 水 絕 干 料 11 1 133121 2 11 1 1 9 0 1 0 . 1 3 6 0 . 7 7 51 1 6 0 0 1 0 . 8 1 8cd XdX????? ???? ? ? ? ??? ???????? 21— — 70— —ccd d d md ???液 滴 臨 界 滴 徑初 始 液 滴 滴 徑 即在恒速干燥階段液滴體積收縮了 % 液滴在恒速干燥階段由于收縮而減小的體積為 ? ? 333 ddd???????? （ 35） 除去的水分質(zhì)量為 ` 6wd? ?? 剩余的水分質(zhì)量為 ? ?3 10 .4 5 0 .5 3 56 wd? ??? （ 36） 臨界含水量為 ? ?3 13110 .4 5 0 .5 3 5 0 .5 3 560 .8 1 8 0 .8 1 6 7 /0 .5 5 10 .5 56w wcdX k g k gd? ???? ???? ? ? ??水 絕 干 料 初始滴徑 1d 由1 cdd ? 1 70 900 .7 7 5 0 .7 7 5cddm???? （ 37） 汽化潛熱 r 熱空氣入塔溫度 1 150t ? ℃ ，濕度 1 0 .0 0 7 /H k g k g? 絕 干 氣，由濕空氣 HI 圖查出 [7]，熱空氣入塔狀態(tài)下的濕球溫度 37wt ? ℃ ，查手冊得水在 ℃54 的汽化潛熱 2406 /r kJ kg? 。 導熱系數(shù) ? 平均氣膜溫度為 37 60 ? ? ℃ 查手冊得空氣在 ℃ 下的導熱系數(shù) 52 .5 1 0 / ( )k W m? ?? ? ?℃ 恒速階 段物料表面溫度 12 即空氣的絕熱飽和溫度 ast ，可以取空氣入塔狀態(tài)下的濕球溫度 wt 37as wtt??℃ 空氣臨界溫度 ct 恒速階段的水分蒸發(fā)量為 ? ? ? ?11 6 1 1 0 . 5 0 . 8 1 8 0 . 0 0 1 4 9 9 2 /cW G X X k g h? ? ? ? ? 空氣的臨界濕度為 10 49920 . 0 0 6 0 . 0 4 1 7 /14365