CN101838335B - 一种淀粉分离方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种淀粉分离方法及设备，包括粉碎及筛分、浓缩、精制、脱水、干燥和包装成品的步骤，其中，所述的浓缩包括浓缩淀粉乳步骤和二次洗涤步骤，采用多级旋流器以逆流洗涤方式多相分离出汁水、淀粉乳和渣滓，其中的二次洗涤步骤包括将排出的溢流供应筛分或对排出的溢流进行再次分离或直接排放。根据本发明的淀粉加工方法可降低能耗、提高薯类淀粉质量和得率，尤其具有节水以及在发生异样情况时可对所分离的淀粉汁水进行补救回收的优点，采用该方法的设备操作简单、用水量少、工作效率高。

Description

一种淀粉分离方法及设备

技术领域

本发明涉及一种固液分离方法及设备，特别是一种薯类加工淀粉的制造工艺及设备。

背景技术

目前薯类加工一般要经过以下工艺流程：原料的清洗——粉碎——筛分——旋流分离——脱水——干燥——包装——成品。薯类(主要包括红薯、木薯和马铃薯)首先经过前处理进行清洗后，进入指定的破碎，将原料破碎成薯浆后打入四级或多级筛分，初步将其中的粗纤维分离出来，留下的薯浆被打入旋流分离，薯浆在此过程中要经过浓缩和精制，最终将其中的淀粉同蛋白质、细纤维和其他杂质分离开，得到精制淀粉乳，淀粉乳再经过真空脱水和气流干燥后即可包装制得淀粉成品。

专利号为“ZL00129615”，专利名称为“一种淀粉的制造方法及设备”的发明专利，公布了利用旋流工作站旋流分离淀粉的制造工艺过程及设备，但该方法及设备用水量相对较大，且薯类淀粉提取率较低，整条淀粉生产线淀粉得率低，成品质量有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种降低能耗、提高薯类淀粉质量和得率的淀粉加工方法，尤其是节水以及在发生异样情况时可对所分离的淀粉汁水进行补救回收。

为了实现上述目的，本发明提供了一种淀粉分离方法，包括粉碎、筛分、浓缩、精制、脱水、干燥和包装成品的步骤，其中，所述的浓缩步骤包括浓缩淀粉乳步骤和二次分离步骤，用于多级旋流器以逆流洗涤方式多相分离出汁水、淀粉乳和渣滓。

上述的淀粉分离方法，其中，所述的二次分离步骤包括将其排出的溢流返回筛分步骤或对其排出的溢流进行再次分离或对其排出的溢流直接排放的步骤。

上述的淀粉分离方法，其中，所述的浓缩淀粉乳步骤包括粗纤维分离步骤和细渣分离步骤。

上述的淀粉分离方法，其中，还包括在细渣分离步骤中加水的步骤。

上述的淀粉分离方法，其中，所述的精制步骤包括：淀粉洗涤步骤，用于多级旋流器以逆流洗涤的方式对浓缩加工的淀粉乳进一步分离；精制淀粉乳步骤，用于旋流分离方法或重力曲筛分离方法最终分离出精制淀粉乳。

上述的淀粉旋流分离方法，其中，还包括在精制淀粉乳步骤中加水的步骤。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种淀粉分离设备，包括粉碎装置、筛分装置、浓缩单元、精制单元、脱水装置、干燥装置和包装成品装置，其中，所述的浓缩单元包括浓缩淀粉乳装置和二次分离装置，由多级旋流器以逆流洗涤方式按配管要求顺次连接，以多相分离出汁水、淀粉乳和渣滓。

上述的淀粉分离设备，其中，所述的二次分离装置包括多个控制阀门，分别用于将其排出的溢流返回筛分装置或对其排出的溢流进行再次分离或对其排出的溢流直接排放。

上述的淀粉分离设备，其中，所述的浓缩淀粉乳装置包括粗纤维分离装置和细渣分离装置，在细渣分离装置中设置有加水水箱。

上述的淀粉分离设备，其中，所述的精制单元包括：淀粉洗涤装置，由多级旋流器以逆流洗涤方式串并联以对浓缩加工的淀粉乳进一步分离；精制淀粉乳装置，包括旋流器或重力曲筛，在精制淀粉乳装置中设置有加水水箱。

本发明的技术效果在于：根据本发明的淀粉加工方法和设备，可降低能耗、提高薯类淀粉质量和得率，尤其具有节水以及在发生异样情况时可对所分离的淀粉汁水进行补救回收的优点。整条淀粉生产线吨淀粉耗水量在20吨左右，淀粉提取率可达到97％，整条线淀粉得率在93％左右，淀粉质量均达到国家标准GB8884-2007优级品。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1  本发明工艺流程示意图；

图2  本发明设备框图；

图3  本发明浓缩单元和精制单元工作流程图。

其中，附图标记

100  粉碎装置

200  筛分装置

300  浓缩单元

400  精制单元

500  脱水装置

600  干燥装置

700  包装成品装置

1～19、21  旋流器

20 重力曲筛

1′～21′  淀粉专用泵

31、32  水箱

40～49  控制阀门

50  淀粉乳罐

61、62  流量计

70  薄膜压力表

I   粗纤维分离单元

II  细渣分离单元

III 二次分离单元

IV  淀粉洗涤单元

V   精制淀粉乳单元

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1及图3，图1为本发明工艺流程示意图，图3为本发明浓缩单元和精制单元工作流程图。本发明的淀粉分离方法包括将原料粉碎101、筛分201、浓缩301、精制401、脱水501、干燥601和包装成品701的步骤，原料经粉碎101、筛分201步骤后，输送入浓缩301步骤，该步骤中经旋流分离的溢流304直接排出旋流系统，底流302进入后续的精制步骤401进一步分离，精制步骤分离最终得到的底流淀粉乳403输送入后续的脱水501、干燥601、包装成品701步骤，形成成品淀粉；精制步骤401分离得到的溢流402输送入浓缩步骤301进行二次分离，分离形成的底流302输送入精制步骤401，分离形成的溢流303分三种情况排出，较清的水3031返回筛分步骤201重新利用，较混浊的汁水3032直接排出旋流系统，含淀粉的汁水再次输送入浓缩步骤301第1级重新进行分离。由于其他步骤与现有技术相同或类似，可参照现有技术，在此，仅对浓缩和精制步骤进行详细说明。在浓缩和精制步骤中，本发明采用以下技术工艺，具体工艺流程如下所述：在本实施例中，整个旋流分离过程分为浓缩步骤和精制步骤，即6级浓缩步骤和15级精制步骤。其中，浓缩步骤包括浓缩淀粉乳步骤和二次分离步骤，浓缩淀粉乳步骤又包括粗纤维分离步骤和细渣分离步骤，即浓缩包括粗纤维分离步骤I、细渣分离步骤II和二次分离步骤III，即1、2级为粗纤维分离步骤I，3～6级为细渣分离步骤II，7～9级为二次分离步骤III；精制包括淀粉洗涤步骤IV和精制淀粉乳步骤V，即10～19级为淀粉洗涤步骤IV，20、21级为精制淀粉乳步骤V。原料经过粉碎、筛分步骤后形成的原料浆液首先进入浓缩步骤的粗纤维分离步骤I，即原料浆液首先进入第1级旋流器进行分离，第1级旋流器对原料浆液进行旋流分离后，其溢流输送入第2级旋流器，经第2级旋流器继续分离后由第2级旋流器溢流口将粗纤维等废弃物排出，第2级旋流器的底流进入第5级旋流器；第1级旋流器底流输送入第6级旋流器，进入浓缩步骤的细渣分离步骤II，该步骤中采用逆流洗涤原理，即前一级旋流器底流和后一级旋流器溢流汇合后进入该级的泵，溢流向前走，底流向后走，随着级数的增加，糊浆中的淀粉越来越纯。第1级旋流器的底流经第6级旋流器分离，其溢流输送入第5级旋流器，经第5级旋流器分离，第5级旋流器的底流输送入第6级旋流器，溢流输送入第4级旋流器，经第4级旋流器分离，其底流输送入第5级旋流器，其溢流输送入第3级旋流器，经第3级旋流器分离后，底流输送入第4级旋流器，溢流最终由第3级旋流器溢流口排出，浓缩后的第6级底流进入后续的精制步骤。

浓缩后的淀粉乳首先进入第10级旋流器，然后顺次通过第11～19级的淀粉洗涤步骤IV和第20、21级的精制淀粉乳步骤V，采用逆流洗涤方式，将最终的精制淀粉乳由最后一级旋流器底流排出，进入后续的脱水步骤，其溢流从第10级旋流站溢流口排出后输送入二次洗涤步骤III继续进行旋流分离，首先第10级溢流进入第9级旋流器，第9级旋流器溢流进入第8级旋流器，第8、9级旋流器底流汇集后进入第7级旋流器继续旋流分离，最终将第10级的溢流经第7、8、9级旋流器再次分离后由第7级底流进入第10级旋流器，第7级溢流进入第8级旋流器，经第8级旋流器分离后，汁水由第8级旋流器的溢流口外排。

为维持系统前后的物料平衡，使其更好的进行淀粉洗涤和旋流分离，在细渣分离步骤II的第5级底流处加水，在淀粉洗涤步骤IV的第19级底流处加水。

为了应付以下各种异常状况的发生，在二次分离步骤III的第8级旋流站的溢流分三路排出，每一条线路都有单独的阀门进行控制，其目的主要是为了避免淀粉流失，提高淀粉得率和减少耗水量。在整条生产线工作正常的时候第8级旋流器外排口排出的汁水通常很洁净，一般可以作为前期筛分的设备供水之用；当原料出现腐烂等异常状况时，第8级旋流器外排口排出的汁水可能会变混浊，此时可以将其直接外排出旋流系统：当整个系统刚启动或稳定性不好的情况下，可以将第8级旋流器外排口同第1级旋流器进料口连通，重新对其进行分离。在精制步骤的精制淀粉乳步骤V中，第20级即倒数第二级可以设置旋流器或重力曲筛，第19级底流可以通过淀粉泵打入20级旋流器或重力曲筛，将20级旋流器底流或重力曲筛的筛下物打入第21级旋流器再进行一次分离，然后将第21级旋流器的底流输送到后续的脱水、干燥步骤进行脱水、干燥。

请参阅图2及图3，图2为本发明设备框图，顺次连接有粉碎装置、筛分装置、浓缩单元、精制单元、脱水装置、干燥装置和包装成品装置，因其他装置与现有技术相同或类似，在此仅对浓缩单元和精制单元进行详细说明。配合本实施例淀粉分离方法的浓缩单元和精制单元采用二十一级旋流器按配管要求顺次进行连接，即6级浓缩单元和15级精制单元，但不完全局限为21级旋流器连接，例如可以根据旋流器中微旋流管的配置情况或后续设备的分离情况适当的对后续精制中的旋流器进行增减。整个旋流分离中的每个旋流器都固定于一个支撑架上，支撑架的上方安装有薄膜压力表，薄膜压力表可以在线测出各个旋流器中的压力，正常范围在0.5Mpa左右。各级加水口的加水量通过流量计来计量，流量计一般采用电磁流量表。按照附图中的工艺将各级进行连接，每级都配有一台淀粉专用泵，然后就可以启动整个旋流单元。其中，浓缩单元包括浓缩淀粉乳单元和二次分离单元，浓缩淀粉乳单元又包括粗纤维分离单元I和细渣分离单元II，即浓缩单元包括粗纤维分离单元I、细渣分离单元II和二次分离单元III，即1、2级为粗纤维分离单元I，3～6级为细渣分离单元II，7～9级为二次分离单元III；精制单元包括淀粉洗涤单元IV和精制淀粉乳单元V，即10～19级为淀粉洗涤单元IV，20、21级为精制淀粉乳单元V。原料经过粉碎、筛分装置后形成的原料浆液首先进入浓缩单元的粗纤维分离单元I，即原料浆液首先进入第1级旋流器进行分离，第1级旋流器对原料浆液进行旋流分离后，其溢流输送入第2级旋流器，经第2级旋流器继续分离后由第2级旋流器溢流口将粗纤维等废弃物排出，第2级旋流器的底流进入第5级旋流器；第1级旋流器底流输送入第6级旋流器，进入浓缩单元的细渣分离单元II，该装置中采用逆流洗涤原理，即前一级旋流器底流和后一级旋流器溢流汇合后进入该级的泵，溢流向前走，底流向后走，随着级数的增加，糊浆中的淀粉越来越纯。第1级旋流器的底流经第6级旋流器分离，其溢流输送入第5级旋流器，经第5级旋流器分离，第5级旋流器的底流输送入第6级旋流器，溢流输送入第4级旋流器，经第4级旋流器分离，其底流输送入第5级旋流器，其溢流输送入第3级旋流器，经第3级旋流器分离后，底流输送入第4级旋流器，溢流最终由第3级旋流器溢流口排出，浓缩后的第6级底流进入后续的精制单元。

浓缩后的淀粉乳首先进入第10级旋流器，然后顺次通过第11～19级的淀粉洗涤单元IV和第20、21级的精制淀粉乳单元V，采用逆流洗涤方式，将最终的精制淀粉乳由最后一级旋流器底流排出，进入后续的脱水装置，其溢流从第10级旋流站溢流口排出后输送入二次洗涤单元III继续进行旋流分离，首先第10级溢流进入第9级旋流器，第9级旋流器溢流进入第8级旋流器，第8、9级旋流器底流汇集后进入第7级旋流器继续旋流分离，最终将第10级的溢流经第7、8、9级旋流器再次分离后由第7级底流进入第10级旋流器，第7级溢流进入第8级旋流器，经第8级旋流器分离后，汁水由第8级旋流器的溢流口外排。

为维持系统前后的物料平衡，使其更好的进行淀粉洗涤和旋流分离，在细渣分离单元和精制淀粉乳单元分别设置水箱，水箱分别与细渣分离单元II的第5级旋流器和淀粉洗涤单元IV的第19级旋流器的底流口连接，即在细渣分离单元II的第5级底流处加水，在淀粉洗涤单元IV的第19级底流处加水。

为了应付以下各种异常状况的发生，二次分离单元III的第8级旋流站的溢流分三路排出，每一条线路都有单独的阀门进行控制，即每条路线上分别设置有溢流回筛控制阀、再次分离控制阀和溢流排出控制阀，其目的主要是为了避免淀粉流失，提高淀粉得率和减少耗水量。在整条生产线工作正常的时候第8级旋流器外排口排出的汁水通常很洁净，一般可以通过溢流回筛控制阀使其返回筛分装置，作为前期筛分装置供水之用；当原料出现腐烂等异常状况时，第8级旋流器外排口排出的汁水可能会变混浊，此时可以通过溢流排出控制阀将其直接外排出旋流系统：当整个系统刚启动或稳定性不好的情况下，可以通过再次分离控制阀将第8级旋流器外排口同第1级旋流器进料口连通，重新对其进行分离。在精制单元的精制淀粉乳单元V中，第20级即倒数第二级可以设置旋流器或曲筛，所述的曲筛可以是重力曲筛或者压力曲筛。第19级底流可以通过淀粉泵打入20级旋流器或曲筛，将20级旋流器底流或曲筛的筛下物打入第21级旋流器再进行一次分离，然后将第21级旋流器的底流输送到后续的脱水、干燥装置进行脱水、干燥。

物料从筛分装置进入旋流分离的第1级旋流器进料口，然后按照本发明工艺顺次通过指定的旋流器，实现蛋白、纤维、脂肪等同淀粉之间的分离。大部分纤维通过2、3级旋流器溢流排口排出，由精制分离出来的汁水从第8级排出，可以根据具体情况加以利用或外排。

本发明的淀粉加工方法和设备可降低能耗、提高薯类淀粉质量和得率，尤其具有节水以及在发生异样情况时可对所分离的淀粉汁水进行补救回收的优点。利用本发明可使整条薯类淀粉生产线成品白度达到92-94％，吨淀粉耗水量在20吨左右，淀粉提取率可达到97％，淀粉质量均达到国家标准GB8884-2007优级品。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种淀粉分离方法，包括粉碎、筛分、浓缩、精制、脱水、干燥和包装成品的步骤，其特征在于，所述的浓缩步骤包括浓缩淀粉乳步骤和对所述精制步骤的溢流进行再次分离的二次分离步骤，用多级旋流器以逆流洗涤方式多相分离出汁水、淀粉乳和渣滓，所述的二次分离步骤包括将分离形成的底流输送入所述精制步骤，并将分离排出的溢流分三种情况排出，较清的水返回所述筛分步骤重新利用，较混浊的汁水直接排出旋流系统，含淀粉的汁水再次输送入所述浓缩步骤的第1级重新进行分离，所述的精制步骤包括：

淀粉洗涤步骤，用多级旋流器以逆流洗涤的方式对浓缩加工的淀粉乳进一步分离；

精制淀粉乳步骤，用旋流分离方法或筛分离方法最终分离出精制淀粉乳。

2.如权利要求1所述的淀粉分离方法，其特征在于，所述的浓缩淀粉乳步骤包括粗纤维分离步骤和细渣分离步骤。

3.如权利要求2所述的淀粉分离方法，其特征在于，还包括在细渣分离步骤中加水的步骤。

4.如权利要求1、2或3所述的淀粉分离方法，其特征在于，还包括在精制淀粉乳步骤中加水的步骤。

5.一种用于权利要求1所述的淀粉分离方法的淀粉分离设备，包括粉碎装置、筛分装置、由各个旋流器依次连接而成的浓缩单元和精制单元、脱水装置、干燥装置和包装成品装置，其特征在于，所述的浓缩单元包括浓缩淀粉乳单元和对所述精制单元的溢流进行再次分离的二次分离单元，所述浓缩淀粉乳单元与所述精制单元连接，所述二次分离单元至少包括依次连接的第7、8和第9旋流器，其中第8旋流器上设有多个用于溢流汁水排放的控制阀，所述第7旋流器及所述第9旋流器分别与所述精制单元连接，

所述的精制单元包括：顺序连接的淀粉洗涤单元和精制淀粉乳单元，所述淀粉洗涤单元中的第一级旋流器溢流排口同二次分离单元中的第9旋流器进料口连接，

所述的精制淀粉乳单元至少包括一旋流器和一曲筛，所述曲筛上端同所述淀粉洗涤单元的最后一级旋流器底流口连接，所述曲筛下端同所述精制淀粉乳单元的第一级旋流器进料口连接。

6.如权利要求5所述的淀粉分离设备，其特征在于，所述的浓缩淀粉乳单元包括粗纤维分离单元和细渣分离单元，所述粗纤维分离单元至少包括依次串联的第1和第2旋流器，所述第2旋流器设有溢流排出口；

所述细渣分离单元至少包括依次串联的第3、4、5和第6旋流器，其中第3旋流器设有溢流排出口，所述的第1旋流器底流口同第5旋流器进料口连接，第2旋流器底流口同第6旋流器进料口连接。

7.如权利要求6所述的淀粉分离设备，其特征在于，所述的细渣分离单元中设置有与其中一级旋流器的底流口连接的加水水箱。

8.如权利要求5所述的淀粉分离设备，其特征在于，所述的曲筛可以为重力曲筛或压力曲筛。

9.如权利要求5所述的淀粉分离设备，其特征在于，所述的精制淀粉乳单元中设置有与其中一级旋流器的底流口连接的加水水箱。

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