【正文】 耐旱、耐溫、耐水，對(duì)土質(zhì)要求不高，是可在任何土質(zhì)中生長(zhǎng)的作物。木薯已被世界公認(rèn)具有很大發(fā)展?jié)摿Α⒑苡星巴镜木凭a(chǎn)的可再生資源。第一節(jié) 木薯的預(yù)處理木薯原料在進(jìn)行正式生產(chǎn)之前，必須預(yù)處理，以保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行和提高生產(chǎn)的效益，預(yù)處理包括除雜和粉碎兩個(gè)工序。石塊和金屬雜質(zhì)會(huì)使粉碎機(jī)的篩板磨損或者損壞，造成生產(chǎn)的中斷；機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)部位，會(huì)因泥沙的存在而加速磨損，泥沙等雜質(zhì)也會(huì)影響正常的發(fā)酵過程。 原料粉碎木薯原料粉碎可以使原料的顆粒變小，原料的細(xì)胞組織部分破壞，淀粉顆粒部分外泄，增加原料的表面積，在進(jìn)行水熱處理時(shí)，加快原料吸水速度，降低水熱處理溫度，節(jié)約水熱處理蒸汽；有利于α一淀粉酶與原料中淀粉分子的充分接觸，促使其水解徹底，速度加快，提高淀粉的轉(zhuǎn)化率；有利于物料在生產(chǎn)過程中的輸送。國內(nèi)酒精生產(chǎn)原料粉碎設(shè)備主要是錘片式粉碎機(jī)，合理的干式粉碎應(yīng)采用粗碎和細(xì)碎兩級(jí)粉碎工藝，在進(jìn)入錘碎機(jī)前先經(jīng)過粗碎，把大塊原料初步打碎成小塊原料，再經(jīng)過錘碎機(jī)，將小塊原料打碎成較細(xì)的粉末原料。木薯淀粉粉質(zhì)細(xì)膩，含蛋白質(zhì)等雜質(zhì)少，其淀粉中直鏈淀粉占17%，支鏈淀粉占83%，支鏈淀粉含量比玉米淀粉、小麥淀粉高。木薯淀粉的這些特性，使其在食品、制糖、紡織、造紙、醫(yī)藥、化工等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。80年代以來，國內(nèi)設(shè)備制造廠開始從玉米淀粉生產(chǎn)設(shè)備入手，吸收、消化一些國外先進(jìn)設(shè)備，生產(chǎn)出如漿渣分離機(jī)，離心分離機(jī)等設(shè)備。1998年全國淀粉產(chǎn)量約為440萬噸，木薯淀粉僅占5%，而玉米淀粉占92%，我國木薯淀粉廠最大規(guī)模只有年產(chǎn)3一5萬噸，而玉米淀粉廠最大規(guī)模已達(dá)年產(chǎn)100萬噸[2]。一些東南亞國家在木薯淀粉生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備等方面已領(lǐng)先我國[3]。承擔(dān)上杭縣變性淀粉廠的設(shè)計(jì)過程中將常用于玉米淀粉生產(chǎn)的國內(nèi)淀粉生產(chǎn)設(shè)備移用于木薯淀粉生產(chǎn)，經(jīng)過探索與改進(jìn)，在木薯淀粉生產(chǎn)，特別是在漿渣分離工序確定了一條新的合理的工藝流程。兩個(gè)廠生產(chǎn)淀粉的原料均是木薯，依生產(chǎn)季節(jié)不同，別以鮮木薯和木薯干片為原料，但全年以木薯干片主。 水　　　　　↓　　木薯片→粉碎→漿渣分離→精分離→脫水→干燥→淀粉　　　　　↓ 在上述流程中，木薯粉碎后的漿渣分離工序是淀粉生產(chǎn)的關(guān)鍵工序之一，漿渣分離是否徹底將直接影響淀粉的提取率[4]。這些設(shè)備利用重力進(jìn)行分離，分離效率低，且較笨重，占地面積大。該設(shè)備主要由一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的錐形篩膽組成，篩膽上開有篩孔,篩膽內(nèi)壁裝置篩網(wǎng)。根據(jù)錐形篩膽的裝置方式，有臥式和立式兩種類型。國產(chǎn)臥式離心篩，在玉米淀粉廠使用較成功。該離心篩除了具有分離效率高，還有動(dòng)力小，處理量大，設(shè)備體積較小等優(yōu)點(diǎn)，在淀粉行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在每道分離過程中均并列使用2臺(tái)LS型離心篩。薯渣中淀粉含量較高，薯渣(干基)淀粉含量為50%左右，其中游離淀粉含量為18%左右。這種現(xiàn)象臥式離心篩比立式離心篩要突出。同時(shí),臥式離心篩的錐形篩膽的錐角略大于立式離心篩，因此，分離過程離心力所產(chǎn)生的平行于篩膽壁的分力也較大，其分力也起助推作用。在原工藝流程中，薯渣雖經(jīng)一道清洗回收，但淀粉無法洗凈，最后排出的渣還是夾帶較多的淀粉漿。在試產(chǎn)過程中，還觀察到在漿水的三道分離中，第二、三道所分離出來的渣已較少。因此，在流程中漿水連續(xù)分離三道是不必要的。在上述分析研究的基礎(chǔ)上，對(duì)該流程進(jìn)行了改進(jìn)。(2)增加一臺(tái)細(xì)碎粉碎機(jī)，該細(xì)碎粉碎機(jī)不用錘片式粉碎機(jī)，而是采用磨盤式粉碎機(jī)，以研磨的方式使薯渣進(jìn)一步碎解。　(3)薯渣采用多道清洗，并加大清洗用水量。清洗用水回收使用也減少工藝污水的排放。該工序使用了6臺(tái)國產(chǎn)的L560型臥式離心篩，粉碎后的漿渣經(jīng)過一道臺(tái)離心篩分離，篩網(wǎng)目數(shù)為120目。第二次粉碎后的漿渣再經(jīng)一道分離，兩次漿渣所分離出的漿水一并送往精分離工序。采用新流程后，薯渣經(jīng)第二道粉碎，而且多道清洗，渣中所夾帶的淀粉大大減少。 工藝流程改進(jìn)后取得較好的工藝效果和明顯的經(jīng)濟(jì)效益，主要工藝指標(biāo)可達(dá)國內(nèi)較高水平川，工藝改進(jìn)前后的主要技術(shù)指標(biāo)如表1。第四節(jié) 木薯淀粉的生產(chǎn)原理在生產(chǎn)過程中，根據(jù)淀粉不溶于冷水和比重大于水的性質(zhì)，為介質(zhì)。其生產(chǎn)工藝流程分為碎解、篩分、分離、烘干四個(gè)主要工段；又分為輸送、清洗、碎解、浸漬、篩分、除沙、分離、脫水、烘干、風(fēng)冷、包裝十一個(gè)控制點(diǎn)。對(duì)作為生產(chǎn)淀粉的原料——鮮木薯或木薯干片進(jìn)行清洗，是保證淀粉質(zhì)量的基礎(chǔ)，清洗的越凈，淀粉質(zhì)量就越好。碎解的原理碎解的目的就是破壞木薯的組織結(jié)構(gòu)，使微小的淀粉顆粒能夠順利地從塊根中解體分離出來。碎解的目的就是將游離淀粉盡可能地釋放出來。分離的原理泥、沙的比重大于水，又大于淀粉顆粒的比重，根據(jù)比重分離的原理，使用旋流除沙，可達(dá)到較為理想的效果。離心脫水的原理碟式分離機(jī)一般分離出的濃乳漿為20波美度，均需再次離心脫水，提高干燥效率，節(jié)約能源。干燥的原理目前淀粉廠一般采用的氣流干燥（又叫急驟干燥），整個(gè)工藝時(shí)間是在一瞬間完成，因此淀粉顆粒內(nèi)部水分來不及糊化已被干燥，故不會(huì)發(fā)生糊化或降解現(xiàn)象。當(dāng)濕淀粉與熱空氣相接觸時(shí)，熱空氣將熱能傳遞至濕淀粉表面，再由表面?zhèn)鬟f至內(nèi)部，這個(gè)過程就是傳熱過程；與此同時(shí)，濕淀粉中的水分從物料內(nèi)部以液態(tài)或氣態(tài)擴(kuò)散到淀粉表面，由淀粉表面通過氣膜擴(kuò)散到空氣中去，這是一個(gè)傳質(zhì)過程。第五節(jié) 木薯淀粉的生產(chǎn)工藝流程基本流程工藝水↓木薯輸送干洗→→二次碎解→篩分、纖維洗滌↓↓泥沙、薯皮清水清水熱↓↓↓黃漿水工藝水精制工段　　　　　　↓　　　　　　　↓鮮木薯壓力曲篩除砂器　　　　↓　　　　　　　↓　　　泵刮刀離心機(jī)↓↓　　　　　　驗(yàn)收一次分離加料斗↓　　　　　　　　　↓　　　堆放　　　　　　　　乳漿罐　　　揚(yáng)升器↓↓　　　　鏟運(yùn)干燥管　　　　　　　　↓　　　　　　　↓泵　　↓　　　　　↓除砂器風(fēng)冷↓↓絞碎成品篩↓↓　清洗　　　　↓　　　　　　　↓一次碎解泵驗(yàn)收　　　　　↓　　↓二次碎解入庫↓原漿池（罐）因此必須做好原料的收購工作。木薯收挖后，應(yīng)除去泥、沙、根、須及木質(zhì)部分，堆放在干凈的地面，避免混入雜物，尤其是不能混入鐵塊、石頭，應(yīng)做到計(jì)劃收挖、收購，并做到當(dāng)天收挖，當(dāng)天運(yùn)輸，當(dāng)天過磅，當(dāng)天加工，以保證原料的新鮮，提高淀粉質(zhì)量及回收率。有條件的工廠應(yīng)逐步做到按木薯含粉量計(jì)價(jià)，做到優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，合理付酬，以鼓勵(lì)薯農(nóng)種植良種木薯，利于工廠加工。以每立方米625公斤計(jì)算木薯的密度，避免擠壓損傷，造成浪費(fèi)。鮮木薯進(jìn)廠后存放時(shí)間一般應(yīng)不超過72小時(shí)，以保證原料不霉?fàn)€、不變質(zhì)。因此，必須做好原料的調(diào)度工作，減少木薯堆放時(shí)間，以免造成損失。要掌握好清洗機(jī)、碎解機(jī)的加工量，以保證供料均勻、適量、正常。滾筒式清洗機(jī)分粗洗區(qū)、凈洗區(qū)（排污孔）、沐浴區(qū)、來復(fù)線、噴水管，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)圓筒旋轉(zhuǎn)，原料隨筒壁旋轉(zhuǎn)，滾翻推進(jìn)，以水為介質(zhì)噴灑、沖洗、挫磨，除去泥、沙及薯皮。清洗的要求：清洗泥、沙干凈，去皮率達(dá)90%以上，為下工序創(chuàng)造一個(gè)良好的條件。6WSJ45型飛錘式碎解機(jī)是一種高速運(yùn)轉(zhuǎn)的飛錘式碎解機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，便于安裝，易于保養(yǎng)檢修等優(yōu)點(diǎn)。該機(jī)依靠高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使錘片飛起于錘鍔、隔盤、篩板等在機(jī)內(nèi)對(duì)連續(xù)喂進(jìn)的木薯進(jìn)行錘擊、銼磨、切割、擠壓，使其碎解，為下工序提供良好的原漿，提高回收率。乳漿的攪拌攪拌池的作用是儲(chǔ)存原漿、乳漿；平衡乳漿濃度；調(diào)整乳漿的酸堿度；有助于淀粉分離；避免淀粉沉淀；便于抽漿及掌握乳漿濃度。攪拌是淀粉生產(chǎn)中必不可少的工序，又是碎解、篩分、除沙、分離、脫水工序中必須具備的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的篩分、洗滌工藝，一般為68次。乳漿的除沙泥、沙的比重大于水，也大于淀粉顆粒，采用比重分離的方法進(jìn)行分離是行之有效的。乳漿的精制蝶式分離機(jī)是根據(jù)水、淀粉、黃漿的比重不同的原理進(jìn)行分離的。蝶式分離機(jī)第一道進(jìn)漿濃度要求為6波美度，出漿濃度為12～15波美度，再稀釋至10～12波美度為第二道進(jìn)漿濃度，出漿濃度則為20～22波美度。濕淀粉含水分低于35%，以達(dá)到節(jié)約能源，降低成本，提高產(chǎn)量和質(zhì)量的要求。氣流干燥是將濕物料與熱氣流并流，經(jīng)引風(fēng)機(jī)吸入熱和物料，即經(jīng)過傳熱和傳質(zhì)的兩個(gè)過程，在干燥管內(nèi)進(jìn)行熱交換，使干燥的淀粉呈粉狀；并經(jīng)旋風(fēng)分離回收淀粉，而廢氣則從上方排出。經(jīng)過篩后的淀粉，裝包、過磅、驗(yàn)收、入庫。1產(chǎn)品入庫與保管包裝前必須準(zhǔn)確取樣給化驗(yàn)室，當(dāng)班確定產(chǎn)品等級(jí)。衡器于班前校正好，以確保包包產(chǎn)品夠數(shù)。淀粉袋上印有標(biāo)志，其內(nèi)容包括產(chǎn)品名稱、商標(biāo)、使用、標(biāo)準(zhǔn)、凈重、出廠日期、廠名、地址、電話等。入庫產(chǎn)品應(yīng)分做五五成堆，倉庫需經(jīng)防潮處理，且通風(fēng)避陽，下墊兩層塑料布，并留出一定的行人道、搬運(yùn)道。第六節(jié) 木薯的其他處理　　木薯淀粉中含直鏈淀粉17%，支鏈淀粉83%，淀粉漿的液化是將淀粉鏈打斷，淀粉的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞，從而使淀粉漿的粘度降低，使淀粉水解為糖和糊精。原料和水混勻后，于130℃下進(jìn)行高溫高壓處理。液化過程中廣泛使用液化酶(α淀粉酶)對(duì)原料進(jìn)行液化處理。無蒸煮方式又稱為生料發(fā)酵工工藝，凡是完全排除對(duì)淀粉質(zhì)原料進(jìn)行熱處理的酒精生產(chǎn)工藝屬于無蒸煮方式。　 糖化是將短的淀粉鏈即糊精轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖，糖化分前糖化階段和后糖化階段，因?yàn)樘腔^程的時(shí)間限制，不可能將全部的淀粉轉(zhuǎn)化為糖，所以在發(fā)酵過程中還存在糖化過程，稱為后糖化。糖化酶在木薯酒精發(fā)酵中有很大的作用，它將木薯中的淀粉分解成可發(fā)酵性糖，以利于酵母酒精發(fā)酵。糖化的效果不僅取決于糖化酶的添加量，而且與糖化時(shí)間有很大的關(guān)系，糖化時(shí)間不足，造成糖化不完全，不利于提高原料出酒率；糖化時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)周期,降低設(shè)備的利用率。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，反應(yīng)溫度高于適宜溫度時(shí)，酶蛋白會(huì)逐漸產(chǎn)生變性而作用減弱，甚至喪失其催化活性，溫度過低于適宜溫度容易染菌，所以糖化溫度的控制是非常重要的。 糖化各項(xiàng)操作指標(biāo)如圖所示原料鮮薯干薯干薯干粉木薯粉玉米玉米粉高粱小麥橡子項(xiàng)目加水比1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶預(yù)煮溫度℃——60—6565—75—80—85—90—8075—85預(yù)煮時(shí)間分——35—4040—45—55—45—5035—40蒸煮溫度℃130—135130—140128—135128—135140—150140—145145—155140—145138—145升溫時(shí)間分35254545—504550454550蒸煮壓力Kg/cm2—————————蒸煮時(shí)間分4065707575—8075656580—90排汽次數(shù)234536768注：—表示可不預(yù)煮 木薯原料發(fā)酵生成乙醇目前木薯酒精發(fā)酵工藝主要有分別水解發(fā)酵工藝，同步水解、發(fā)酵工藝，固定化細(xì)胞發(fā)酵工藝，生淀粉發(fā)酵工藝等。為了人類的健康和可持續(xù)發(fā)展，很多國家都在尋求新的可再生替代能源，特別是交通燃料的替代品，使酒精的需求量不斷增加。目前，木薯酒精發(fā)酵工藝的研究和應(yīng)用有一定的進(jìn)展，但是木薯酒精要成為有競(jìng)爭(zhēng)能力的生物能源，必須降低酒精生產(chǎn)成本，所以必須繼續(xù)開發(fā)降低能耗和提高產(chǎn)酒精量的木薯酒精發(fā)酵工藝。食用酒精生產(chǎn)工藝流程圖如下所示：第七節(jié) 相關(guān)計(jì)算 蒸煮醪量的計(jì)算根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐,淀粉原料連續(xù)蒸煮的粉料加水比為1:3,故粉漿量為:假定用罐式連續(xù)蒸煮工藝,混合后粉將溫度為50℃,應(yīng)用噴射液化器使粉漿迅速升溫至88℃,然后進(jìn)入罐式連續(xù)液化,再經(jīng)115℃高溫來酶后,在真空冷卻器中閃急蒸發(fā)冷卻至63℃后入糖化罐.干物質(zhì)含量 的薯干比熱容為:粉漿干物質(zhì)濃度為:B1 =87247。K)]蒸煮醪比熱容： =% * + (%)* =[kJ/(kgK)] 經(jīng)噴射液化器加熱后蒸煮醪量為：10950+[10950（8850）]247。]=11510 (kg)式中 —第二液化維持的溫度為84℃下飽和蒸汽的汽化