淺析三相臥螺法生產(chǎn)谷朊粉工藝
行業(yè)動(dòng)態(tài)
谷朊粉又稱活性小麥面筋，主要成分為蛋白質(zhì)，含量約70%～80%，此外還含有少量淀粉、纖維、糖、脂肪、類脂和礦物質(zhì)等。谷朊粉具有強(qiáng)吸水性、粘彈性、延伸性、成膜性、粘附熱凝性、吸脂乳化性等多種特性。其良好的特性，決定了谷朊粉作為一種純天然的食品添加劑，在食品安全方面谷朊粉具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，順應(yīng)了健康飲食的要求，符合未來(lái)食品發(fā)展方向。隨著不斷深入的研究，谷朊粉在飼料、醫(yī)藥、釀酒、石化等行業(yè)中均有應(yīng)用。
目前，我國(guó)谷朊粉和小麥淀粉的生產(chǎn)還處于起步階段，小麥的深加工轉(zhuǎn)化率非常低。隨著應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，國(guó)內(nèi)谷朊粉供需不平衡，造成大量進(jìn)口的局面。尋找穩(wěn)定、可靠的谷朊粉加工工藝，對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)谷朊粉至關(guān)重要。
1 三相臥螺工藝
三相臥螺工藝是國(guó)內(nèi)引進(jìn)較多的面糊法加工工藝。與傳統(tǒng)的馬丁法相比，三相臥螺工藝用水量小、機(jī)械自動(dòng)化程度高、淀粉產(chǎn)量大、友好環(huán)境，是小麥淀粉生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。
1.1 原料驗(yàn)收
盡量采用高出粉率、高面筋含量、低灰分、低破損率的接近于特制二等粉的面粉作為原料。
1.2 面糊制備
原料面粉定量后進(jìn)入混合器中與水混合形成面糊，面粉與水的比例大約為1:0.85～0.95?；旌掀魇姑娣垲w粒充分水化，形成均勻的面糊，以便于后續(xù)均質(zhì)工序的順利進(jìn)行。
1.3 均質(zhì)
面糊打入均質(zhì)機(jī)中，均質(zhì)機(jī)的壓力可通過改變均質(zhì)閥的間隙進(jìn)行調(diào)整，壓力可高達(dá)100bar（1bar=105ba）。面糊通過均質(zhì)閥時(shí)由高壓迅速恢復(fù)到常壓，由于壓力的驟然變化，以及均質(zhì)閥的剪切作用，使面糊熟化并實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的迅速凝聚。
1.4 分離
均質(zhì)熟化后的面糊用偏心螺桿泵輸送到三相臥螺離心機(jī)，進(jìn)行各成分的分離。進(jìn)機(jī)前可加入一定量的新鮮水或工藝水來(lái)稀釋面糊。但此工藝中所加的水比馬丁法及水力旋流法中的要少，大約每噸面粉需要0.3～0.5噸就可以了。
因?yàn)槲炀厶堑拿芏缺容^小，所以它主要分布在溢流中，送至戊聚糖罐后，一是可以直接賣給飼料生產(chǎn)廠，二是進(jìn)入污水處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為污泥。中相是谷朊粉和B淀粉的混合相，進(jìn)入谷朊粉下一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。重相是A淀粉和麩皮纖維的混合相，進(jìn)入A淀粉處理的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
1.5 谷朊分離
將分離工序得到的中相送入熟化罐進(jìn)行熟化，其目的是使谷朊類蛋白質(zhì)聚成絲狀或片狀谷朊，易于與淀粉分離。
谷朊的分離由兩道滾筒篩和兩道平篩完成，成熟的面漿由泵送入滾筒篩后，在篩體的滾動(dòng)和水的沖洗下，谷朊在篩面以上結(jié)團(tuán)，淀粉則透過篩網(wǎng)被泵送至粗B淀粉罐。經(jīng)過四級(jí)篩分，谷朊內(nèi)的淀粉洗凈后送到谷朊脫水烘干工序。收集的B淀粉則進(jìn)行B淀粉濃縮操作。
1.6 谷朊脫水
谷朊分離出來(lái)后進(jìn)入螺旋攪干機(jī)，脫水過程中，再用水洗兩到三次，將殘存游離的淀粉和纖維洗掉。待絞干后將絞干后的谷朊粉用輸送機(jī)送到干燥設(shè)備。
1.7 谷朊粉干燥包裝
濕谷朊經(jīng)脫水機(jī)脫水后，由干燥設(shè)備內(nèi)的造粒機(jī)將濕谷朊制成短圓柱狀的顆粒，借助壓縮空氣將其噴射到干燥管道內(nèi)。當(dāng)短圓柱顆粒進(jìn)入干燥管道內(nèi)便立即被干燥管道中的干谷朊粉所包裹，從而避免了顆粒間的互相粘連。而后以大約70m/s的速度在干燥管道內(nèi)運(yùn)行，顆粒間互相碰撞并被粉碎。當(dāng)物料運(yùn)行到慣性分離器（俗稱蝸殼）時(shí)，物料被分離成兩大部分，一部分是較粗較濕的物料比重較大，經(jīng)大蝸殼進(jìn)入環(huán)形干燥管道，再進(jìn)行干燥和粉碎；另一部分是較細(xì)較干的物料則通過小蝸殼進(jìn)入脈沖布袋除塵器，經(jīng)過布袋過濾后，物料被收集起來(lái)送進(jìn)成品篩，谷朊粉由圓篩篩出成品，干燥好的谷朊粉被輸送到成品谷朊粉暫儲(chǔ)罐；篩上物則被送入環(huán)形干燥管道內(nèi)，以保證干燥管道內(nèi)有足夠的干粉，而過濾后的凈化空氣則通過高壓風(fēng)機(jī)排向大氣。
干燥后的谷朊粉由氣力輸送至兩個(gè)谷朊粉倉(cāng)，倉(cāng)底安裝振動(dòng)卸料器，谷朊粉通過磁選器、小方篩除去鐵雜及結(jié)塊后進(jìn)入自動(dòng)包裝系統(tǒng)，打包臨儲(chǔ)。
1.8 CIP清洗和輔助系統(tǒng)
為確保高質(zhì)量的產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，工廠內(nèi)需要有現(xiàn)場(chǎng)清洗系統(tǒng)（CIP）。為減少因清洗而停車，給生產(chǎn)造成損失，該工藝設(shè)計(jì)時(shí)將清洗周期降到低點(diǎn)。但因設(shè)備的預(yù)保養(yǎng)和清洗的需要，應(yīng)2周停車一次。為減短停車時(shí)間，清洗系統(tǒng)配備清洗液罐、清洗泵、熱交換器和噴水設(shè)施。
2 生產(chǎn)消耗
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算，采用此三相臥螺工藝生產(chǎn)谷朊粉，每噸谷朊粉消耗小麥面粉（含水≤13.6%）8.33噸、水（符合GB5749要求）8.92立方米、電164.58Kwh、蒸汽14.6噸。根據(jù)原材料價(jià)格及谷朊粉市場(chǎng)銷售情況估算，每噸谷朊粉凈利潤(rùn)可達(dá)724.5元，是應(yīng)推廣的先進(jìn)工藝。
