專利名稱：擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的加工方法、加工裝置和糖化方法
技術領域：
本發(fā)明屬于淀粉糖生產(chǎn)工藝中的擠壓蒸煮淀粉糖原料的加工方法、加工裝置和糖化方法的技術領域。
背景技術：
目前國內(nèi)外學者、企業(yè)采用雙酶法生產(chǎn)玉米淀粉糖漿，其生產(chǎn)工藝過程為玉米—清理(去雜)—浸泡—濕法分離胚芽—分離纖維—分離麩質(分離蛋白)—淀粉乳—糊化液化(添加耐溫α-淀粉酶)—糖化(添加糖化酶)—糖漿(劉亞偉.玉米淀粉生產(chǎn)及轉化技術[M].北京化學工業(yè)出版社.2004，尤新.淀粉糖品生產(chǎn)與應用手冊[M].北京中國輕工業(yè)出版社.1999，M.J.E.C.van der Maarel.Propertiesand applications of Starch-converting enzymes of the α-amylasefamily.Journal of Biotechnology.2002，94137-155)。。上述工藝耗水、耗電較多，易造成環(huán)境污染。
我國學者曾經(jīng)使用脫胚玉米膨化物生產(chǎn)玉米淀粉糖漿(楊銘鐸.膨化技術在淀粉糖漿生產(chǎn)中應用的研究.中國糧油學報[J].1989(2)38-45)，其生產(chǎn)工藝過程為玉米—清理(去雜)—擠壓膨化脫胚玉米粉—調(diào)漿(料水比為1∶5或1∶6)—液化(添加耐溫α-淀粉酶)—糖化(添加糖化酶)—糖漿。由于玉米膨化物，調(diào)漿后，糖化液糖化過濾困難，使該技術至今難于在生產(chǎn)中應用。(注此處“玉米膨化物”應為“擠壓蒸煮玉米”，因為“膨化”僅僅表明物料的狀態(tài)，“蒸煮”則使物料淀粉分子的氫鍵斷裂，淀粉分子降解成低聚糖和糊精。所以，本發(fā)明專利均用“擠壓蒸煮淀粉糖漿原料”，而不用“擠壓膨化淀粉糖漿原料”。)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種淀粉糖漿生產(chǎn)工藝中的擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的加工方法、加工裝置和糖化方法。這些用于生產(chǎn)淀粉糖漿的擠壓蒸煮原料包括擠壓蒸煮的脫胚玉米、帶胚玉米、大米、高梁米、小麥等。該淀粉糖漿原料的擠壓蒸煮裝置采用了最佳擠壓蒸煮系統(tǒng)參數(shù)，及使用擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的糖化方法，能解決目前用擠壓蒸煮淀粉糖漿原料制備的糖化液，糖化和過濾困難的難題。與目前普遍采用的傳統(tǒng)玉米淀粉糖漿生產(chǎn)工藝相比，省去淀粉糖漿原料(如玉米)浸泡、磨粉和糊化工藝過程，以淀粉糖漿原料(如玉米)粉碎、擠壓蒸煮代之。節(jié)省水電、減少能耗。省去糊化工序和設備，僅增加淀粉糖漿原料(如玉米)粉碎、擠壓蒸煮工序和設備。
本發(fā)明的技術內(nèi)容其特征是被擠壓蒸煮的淀粉糖漿原料----擠壓蒸煮的脫胚玉米、帶胚玉米、大米、高粱米、小麥等，經(jīng)粉碎全部通過20～30目篩，含水率調(diào)為15％-25％，從喂入口3進入擠壓蒸煮裝置(見附圖)，擠壓蒸煮后的物料從摸孔9擠出，冷卻至室溫，經(jīng)粉碎全部通過16目篩。擠壓蒸煮裝置的套筒由軸向對開式的第一節(jié)套筒2、第二節(jié)套筒4、第三節(jié)套筒5和第四節(jié)套筒7組成，套筒整體為軸向對開式，工作時第一節(jié)套筒2、第二節(jié)套筒4、第三節(jié)套筒5和第四節(jié)套筒7閉合，聯(lián)接后的軸向對開式的套筒整體的內(nèi)表面的螺紋為連續(xù)的螺旋線，由緊固件14、緊固件16、緊固件13、緊固件17、緊固件12、緊固件18、緊固件11和緊固件19將上述各節(jié)套筒鎖緊，第一節(jié)螺桿1、第二節(jié)螺桿6和第三節(jié)螺桿10套裝在主軸15上，隨主軸15一起轉動；第一節(jié)螺桿1、第二節(jié)螺桿6、第三節(jié)螺桿10的外螺紋的螺旋角與第二節(jié)套筒4、第三節(jié)套筒5、第四節(jié)套筒7內(nèi)表面的連續(xù)的內(nèi)螺紋的螺旋角大致相等，螺紋旋向相反；第三節(jié)螺桿10末端與模板8內(nèi)表面之間的體積應為第三節(jié)螺桿10小端轉一轉時推出物料體積的0.8～4倍；螺桿整體的壓縮比為11～30，長徑比為4～10；檢查第一節(jié)螺桿1、第二節(jié)螺桿6和第三節(jié)螺桿10另部件的外表面和第一節(jié)套筒2、第二節(jié)套筒4、第三節(jié)套筒5和第四節(jié)套筒7的內(nèi)表面時，拆掉摸板8和緊固件11、緊固件19、緊固件12、緊固件18、緊固件13、緊固件17、緊固件14和緊固件16，由第一節(jié)套筒2、第二節(jié)套筒4、第三節(jié)套筒5和第四節(jié)套筒7組成的兩個對開式整體，分別繞A、B點向外轉動，使套筒整體沿軸向分開；第一節(jié)套筒2不被加熱或冷卻，第二節(jié)套筒4、第三節(jié)套筒5和第四節(jié)套筒7的外表面由帶壓力的熱蒸氣或電加熱，由冷卻水或空氣強制冷卻，筒溫可自控調(diào)節(jié)。本發(fā)明的淀粉糖漿原料的最佳擠壓蒸煮系統(tǒng)參數(shù)范圍為第一節(jié)套筒2不被加熱或冷卻，第二節(jié)套筒4、第三節(jié)套筒5和第四節(jié)套筒7的溫度分別為30℃～40℃、40℃～60℃和60℃～90℃，可自控調(diào)節(jié)。模板8的模孔9的孔徑為Φ6mm～Φ18mm可調(diào)。第一節(jié)螺桿1、第二節(jié)螺桿6和第三節(jié)螺桿10組成的螺桿整體的轉速為50r/min～230r/min，可調(diào)。擠壓蒸煮前物料經(jīng)粉碎全部通過20～30目篩，含水率調(diào)為15％～25％，膨化后的物料，冷卻至室溫，經(jīng)粉碎全部通過16目篩。使用本發(fā)明的擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的糖化方法如下擠壓蒸煮淀粉糖漿原料粉粒(其生產(chǎn)過程如上所述)，如擠壓蒸煮的脫胚玉米粉粒、帶胚玉米粉粒、大米粉粒、高粱米粉粒、小麥粉粒等→調(diào)漿(料水比為1∶2～1∶3，調(diào)pH＝6.0～6.5，添加CaCl2濃度0.13～0.17％(固形物)，添加中溫α淀粉酶或耐(高)溫α淀粉酶)→液化(添加中溫α淀粉酶時，升溫至70℃，保溫10～25min；添加耐(高)溫α淀粉酶時，升溫至93～97℃，保溫15～25min；或者添加耐(高)溫α淀粉酶時，噴射液化(溫度99～105℃)，然后閃急冷卻至94-97℃，保溫55～65min)→滅酶(添加中溫α淀粉酶時，升溫至90～93℃，保溫5～20min；添加耐(高)溫α淀粉酶時，升溫至140～150℃，保溫5～20min，或經(jīng)噴射器加熱至145～150℃，保溫3～6min)(此過程也可省略，直接進入下面過程)→冷卻(至60℃，調(diào)pH＝4.2～4.5，)→糖化(添加糖化酶，保溫數(shù)小時)→滅酶(用無水酒精檢驗無糊精存在時，調(diào)pH＝4.8～5.0，加熱至80～85℃，保溫10～20min)→冷卻(60-70℃)→過濾→糖化液。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比有下述優(yōu)點1.省去目前淀粉糖漿原料(如玉米)浸泡、磨粉和糊化工藝過程，以淀粉糖漿原料(如玉米)粉碎、擠壓蒸煮代之，節(jié)省水電、減少能耗約50％左右。
2.本發(fā)明指出的擠壓蒸煮的淀粉糖漿原料能解決目前科研和生產(chǎn)中普遍存在的用擠壓蒸煮淀粉糖漿原料制備的糖化液，其糖化和過濾困難的難題。同時提供擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的加工裝置、最佳擠壓蒸煮系統(tǒng)參數(shù)和使用該擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的糖化方法。
3.本發(fā)明指出的擠壓蒸煮的淀粉糖漿原料，及其糖化方法，可使糖化液經(jīng)24小時糖化，其DE值可達到96％以上。傳統(tǒng)的不擠壓蒸煮的淀粉糖漿原料，需經(jīng)30小時糖化，其DE值才能達到96％以上。


說明書附圖為實施本發(fā)明的淀粉糖漿原料的擠壓蒸煮裝置。
具體實施
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明實施作進一步說明。附圖所示為實施本發(fā)明的淀粉糖漿原料擠壓蒸煮裝置。第一節(jié)螺桿1、第二節(jié)螺桿6和第三節(jié)螺桿10套裝在主軸15上，一起轉動。轉速為50r/min-230r/min。
擠壓蒸煮的脫胚玉米、帶胚玉米、大米、高粱米、小麥等，經(jīng)粉碎全部通過20～30目篩，含水率調(diào)為15％-25％，上述擠壓蒸煮的淀粉糖漿原料粉粒從喂入口3進入擠壓蒸煮裝置(見附圖)，物料在第一節(jié)螺桿1、第二節(jié)螺桿6、第三節(jié)螺桿10的外表面和第一節(jié)套筒2、第二節(jié)套筒4、第三節(jié)套筒5、第四節(jié)套筒7的內(nèi)表面構成的擠壓腔體中，隨主軸15、第一節(jié)螺桿1、第二節(jié)螺桿6和第三節(jié)螺桿10轉動，同時，物料由喂入口3被擠壓向模板8移動。第一節(jié)套筒2不被加熱或冷卻，第二節(jié)套筒4、第三節(jié)套筒5和第四節(jié)套筒7的外表面由帶壓力的熱蒸氣或電加熱，由冷卻水或空氣強制冷卻。筒溫可自控調(diào)節(jié)。第二節(jié)套筒4、第三節(jié)套筒5和第四節(jié)套筒7的溫度分別為30℃～40℃，40℃～60℃和60℃-90℃。通過熱傳導，各套筒加熱或冷卻擠壓腔體中物料。模板8的?？?的孔徑可調(diào)，范圍為φ6mm-φ18mm。腔體中被擠壓物料從?？?中擠出，形成多孔的柱狀結構。將其冷卻至室溫，經(jīng)粉碎全部通過16目篩。
使用本發(fā)明的擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的糖化方法如下擠壓蒸煮淀粉糖漿原料粉粒(其生產(chǎn)過程如上所述)，如擠壓蒸煮的脫胚玉米粉粒、帶胚玉米粉粒、大米粉粒、高粱米粉粒、小麥粉粒等(全部通過16目篩)→調(diào)漿(料水比為1∶2～1∶3，調(diào)pH＝6.0～6.5，添加CaCl2濃度0.13～0.17％(固形物)，添加中溫α淀粉酶或耐(高)溫α淀粉酶)→液化(添加中溫α淀粉酶時，升溫至70℃，保溫10～25min；添加耐(高)溫α淀粉酶時，升溫至93～97℃，保溫15～25min；或者添加耐(高)溫α淀粉酶時，噴射液化(溫度99～105℃)，然后閃急冷卻至94-97℃，保溫55～65min)→滅酶(添加中溫α淀粉酶時，升溫至90～93℃，保溫5～20min；添加耐(高)溫α淀粉酶時，升溫至140～150℃，保溫5～20min，或經(jīng)噴射器加熱至145～150℃，保溫3～6min)(此過程也可省略，直接進入下面過程)→冷卻(至60℃，調(diào)pH＝4.2～4.5，)→糖化(添加糖化酶，保溫數(shù)小時)→滅酶(用無水酒精檢驗無糊精存在時，調(diào)pH＝4.8～5.0，加熱至80～85℃，保溫10～20min)→冷卻(60-70℃)→過濾→糖化液。隨后是脫色和濃縮等傳統(tǒng)工序，需根據(jù)不同的應用選擇之。
本發(fā)明的擠壓蒸煮淀粉糖漿原料，即可用于生產(chǎn)DE值為38～42％的中轉化糖漿，還可用于生產(chǎn)DE值大于90％的高轉化糖漿。
權利要求
1.一種淀粉糖漿原料擠壓蒸煮裝置，其特征在于擠壓蒸煮裝置的套筒由軸向對開式的第一節(jié)套筒(2)、第二節(jié)套筒(4)、第三節(jié)套筒(5)和第四節(jié)套筒(7)組成，套筒整體為軸向對開式，工作時第一節(jié)套筒(2)、第二節(jié)套筒(4)、第三節(jié)套筒(5)和第四節(jié)套筒(7)閉合，聯(lián)接后的軸向對開式的套筒整體的內(nèi)表面的螺紋為連續(xù)的螺旋線，由緊固件(14)、緊固件(16)、緊固件(13)、緊固件(17)、緊固件(12)、緊固件(18)、緊固件(11)和緊固件(19)將上述各節(jié)套筒鎖緊，第一節(jié)螺桿(1)、第二節(jié)螺桿(6)和第三節(jié)螺桿(10)套裝在主軸(15)上，隨主軸(15)一起轉動；檢查第一節(jié)螺桿(1)、第二節(jié)螺桿(6)和第三節(jié)螺桿(10)另部件的外表面和第一節(jié)套筒(2)、第二節(jié)套筒(4)、第三節(jié)套筒(5)和第四節(jié)套筒(7)的內(nèi)表面時，拆掉摸板(8)和緊固件(11)、緊固件(19)、緊固件(12)、緊固件(18)、緊固件(13)、緊固件(17)、緊固件(14)和緊固件(16)，由第一節(jié)套筒(2)、第二節(jié)套筒(4)、第三節(jié)套筒(5)和第四節(jié)套筒(7)組成的兩個對開式整體，分別繞A、B點向外轉動，使套筒整體沿軸向分開；第一節(jié)套筒(2)不被加熱或冷卻，第二節(jié)套筒(4)、第三節(jié)套筒(5)和第四節(jié)套筒(7)的外表面由帶壓力的熱蒸氣或電加熱，由冷卻水或空氣強制冷卻，筒溫可自控調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權利要求1所述的擠壓蒸煮裝置的螺桿和套筒，其特征在于主軸(15)上的第一節(jié)螺桿(1)、第二節(jié)螺桿(6)、第三節(jié)螺桿(10)的外螺紋的螺旋角與第二節(jié)套筒(4)、第三節(jié)套筒(5)、第四節(jié)套筒(7)內(nèi)表面的的連續(xù)的內(nèi)螺紋的螺旋角大致相等，螺紋旋向相反；第三節(jié)螺桿(10)末端與模板(8)內(nèi)表面之間的體積應為第三節(jié)螺桿(10)小端轉一轉時推出物料體積的0.8～4倍；螺桿整體的壓縮比為11～30，長徑比為4～10。
3.一種用于生產(chǎn)淀粉糖漿的擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的加工方法，其特征在于擠壓蒸煮前的淀粉糖漿原料，經(jīng)粉碎全部通過20-30目篩，含水率調(diào)為15％-25％，利用權利要求1、2所述的擠壓蒸煮裝置進行擠壓蒸煮加工，其中擠壓蒸煮系統(tǒng)參數(shù)范圍為第一節(jié)套筒(2)不被加熱或冷卻，第二節(jié)套筒(4)、第三節(jié)套筒(5)和第四節(jié)套筒(7)的溫度分別為30℃～40℃、40℃～60℃和60℃～90℃，可自控調(diào)節(jié)；模板(8)的?？?9)的孔徑為Φ6mm--Φ18mm可調(diào)，第一節(jié)螺桿(1)、第二節(jié)螺桿(6)和第三節(jié)螺桿(10)組成的螺桿整體的轉速為50r/min～230r/min，可調(diào)，擠壓蒸煮后的粉糖漿原料冷卻至室溫，經(jīng)粉碎全部通過16目篩。
4.根據(jù)權利要求3所述的加工方法制備的擠壓蒸煮淀粉糖漿原料，其特征在于所述的擠壓蒸煮淀粉糖漿原料包括擠壓蒸煮的脫胚玉米、帶胚玉米、大米、高粱米、小麥中的一種或幾種。
5.根據(jù)權利要求4所述的擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的糖化方法，其特征在于擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的粉粒，全部通過16目篩→調(diào)漿(料水比為1∶2～1∶3，調(diào)pH＝6.0～6.5，添加CaCl2濃度0.13～0.17％(固形物)，添加中溫α淀粉酶或耐(高)溫α淀粉酶)→液化(添加中溫α淀粉酶時，升溫至70℃，保溫10～25min；添加耐(高)溫α淀粉酶時，升溫至93～97℃，保溫15～25min；或者添加耐(高)溫α淀粉酶時，噴射液化(溫度99～105℃)，然后閃急冷卻至94-97℃，保溫55～65min)→滅酶(添加中溫α淀粉酶時，升溫至90～93℃，保溫5～20min；添加耐(高)溫α淀粉酶時，升溫至140～150℃，保溫5～20min，或經(jīng)噴射器加熱至145～150℃，保溫3～6min)(此過程也可省略，直接進入下面過程)→冷卻(至60℃，調(diào)pH＝4.2～4.5，)→糖化(添加糖化酶，保溫數(shù)小時)→滅酶(用無水酒精檢驗無糊精存在時，調(diào)pH＝4.8～5.0，加熱至80～85℃，保溫10～20min)→冷卻(60-70℃)→過濾→糖化液。
全文摘要
本發(fā)明屬于淀粉糖生產(chǎn)工藝中的擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的加工方法、加工裝置和糖化方法的技術領域。其主要技術特點是提供淀粉糖漿原料的擠壓蒸煮裝置、擠壓蒸煮系統(tǒng)最佳參數(shù)和使用該擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的糖化方法，使糖化液的糖化、過濾順利進行。與目前普遍采用的傳統(tǒng)不擠壓蒸煮淀粉糖漿原料的雙酶法生產(chǎn)淀粉糖漿相比，省去目前淀粉糖漿原料(如玉米)浸泡、磨粉和糊化工藝過程，以淀粉糖漿原料的粉碎、擠壓膨化代之，節(jié)省水電、減少能耗約50％左右。且在相同的糖化時間內(nèi)，擠壓膨化淀粉糖漿原料的糖化液DE值高于傳統(tǒng)不擠壓膨化淀粉糖漿原料的糖化液DE值。
文檔編號C13K1/06GK1775955SQ20051004532
公開日2006年5月24日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權日2005年12月9日
發(fā)明者申德超 申請人:山東理工大學