第四章++淀粉質(zhì)原料蒸煮

1、3.2 淀粉質(zhì)原料的蒸煮淀粉質(zhì)原料的蒸煮 3.2.1 蒸煮的目的蒸煮的目的1、使淀粉由顆粒變成溶解狀態(tài)的糊液，目的是使、使淀粉由顆粒變成溶解狀態(tài)的糊液，目的是使它易受淀粉酶的作用，把淀粉水解成可發(fā)酵性糖。它易受淀粉酶的作用，把淀粉水解成可發(fā)酵性糖。2、滅菌。、滅菌。3、降低原料醪液的黏度。、降低原料醪液的黏度。4、排除原料中含有的低沸點(diǎn)有害物質(zhì)，如甲醇、排除原料中含有的低沸點(diǎn)有害物質(zhì)，如甲醇、氰化物等。氰化物等。3.2.2 蒸煮的理論基礎(chǔ)蒸煮的理論基礎(chǔ) 1、淀粉粒的結(jié)構(gòu)、淀粉粒的結(jié)構(gòu)（1）淀粉粒的結(jié)構(gòu)）淀粉粒的結(jié)構(gòu) 淀粉是由淀粉是由直鏈淀粉、支鏈淀粉直鏈淀粉、支鏈淀粉與與少量的礦物質(zhì)少量的礦物

2、質(zhì)和和脂肪酸脂肪酸等混合形成顆粒狀的淀粉顆粒。等混合形成顆粒狀的淀粉顆粒。 淀粉是白色的微小顆粒，不溶于冷水和有機(jī)溶劑。淀粉是白色的微小顆粒，不溶于冷水和有機(jī)溶劑。淀粉分子鏈淀粉分子鏈氫鍵氫鍵針狀晶體針狀晶體聚集聚集淀粉顆粒淀粉顆粒 淀粉顆粒的形狀可分為圓形、橢圓形和多角形三淀粉顆粒的形狀可分為圓形、橢圓形和多角形三種。一般含水分高、蛋白質(zhì)少的植物顆粒比較大種。一般含水分高、蛋白質(zhì)少的植物顆粒比較大些，形狀比較整齊些，大多數(shù)呈圓形或卵形，如些，形狀比較整齊些，大多數(shù)呈圓形或卵形，如馬鈴薯、木薯的淀粉。馬鈴薯、木薯的淀粉。 淀粉顆粒具有的抵抗外力作用較強(qiáng)的外膜，淀粉顆粒具有的抵抗外力作用較強(qiáng)的外

3、膜，其化學(xué)成分與內(nèi)部淀粉相同，但由于外層其化學(xué)成分與內(nèi)部淀粉相同，但由于外層水分損失和膠粒結(jié)構(gòu)更加緊密，因而其物水分損失和膠粒結(jié)構(gòu)更加緊密，因而其物理性能和內(nèi)部淀粉不同。理性能和內(nèi)部淀粉不同。 （2）淀粉的分子結(jié)構(gòu) 淀粉是由淀粉是由D D葡萄糖葡萄糖基組成的高分子物質(zhì)基組成的高分子物質(zhì) 。 根據(jù)淀粉分子鏈結(jié)構(gòu)的不同可以分為根據(jù)淀粉分子鏈結(jié)構(gòu)的不同可以分為直鏈直鏈淀粉淀粉和和支鏈淀粉支鏈淀粉兩類。兩類。 直鏈淀粉是由直鏈淀粉是由D D葡萄糖基通過(guò)葡萄糖基通過(guò)1,4-1,4-葡萄糖苷鍵葡萄糖苷鍵連接的無(wú)分支的長(zhǎng)鏈組成。直連接的無(wú)分支的長(zhǎng)鏈組成。直鏈淀粉平均含有鏈淀粉平均含有200200980980

4、個(gè)葡萄糖單元，個(gè)葡萄糖單元，分子量相當(dāng)于分子量相當(dāng)于3200032000160000160000。 支鏈淀粉分子結(jié)構(gòu)較直鏈淀粉復(fù)雜，除支鏈淀粉分子結(jié)構(gòu)較直鏈淀粉復(fù)雜，除-1-1，4 4鍵鍵縮合的縮合的葡萄糖鏈以外，還以葡萄糖鏈以外，還以-1-1，6 6鍵鍵使葡萄糖單元縮合，成樹使葡萄糖單元縮合，成樹枝分枝結(jié)構(gòu)，支鏈淀粉分子量較大，平均含有枝分枝結(jié)構(gòu)，支鏈淀粉分子量較大，平均含有60060060006000個(gè)葡萄糖單元，分子量大約為個(gè)葡萄糖單元，分子量大約為10000010000010000001000000 。2、淀粉的膨化和糊化、淀粉的膨化和糊化（1）膨化作用）膨化作用 淀粉是一種親水膠體，

5、當(dāng)?shù)矸叟c水接觸，水就滲透淀粉是一種親水膠體，當(dāng)?shù)矸叟c水接觸，水就滲透薄膜而進(jìn)入到淀粉顆粒里面，淀粉顆粒吸水分后能發(fā)生膨薄膜而進(jìn)入到淀粉顆粒里面，淀粉顆粒吸水分后能發(fā)生膨漲現(xiàn)象，使淀粉的巨大分子鏈發(fā)生擴(kuò)張，因體積膨大，重漲現(xiàn)象，使淀粉的巨大分子鏈發(fā)生擴(kuò)張，因體積膨大，重量增加，這種現(xiàn)象稱為膨化作用。量增加，這種現(xiàn)象稱為膨化作用。（2）糊化作用）糊化作用 在淀粉質(zhì)原料蒸煮的過(guò)程中，當(dāng)溫度升至糊化溫度在淀粉質(zhì)原料蒸煮的過(guò)程中，當(dāng)溫度升至糊化溫度60608080時(shí)，淀粉顆粒體積已膨脹到時(shí)，淀粉顆粒體積已膨脹到5050100100倍，此時(shí)，各倍，此時(shí)，各分子之間的聯(lián)系削弱，使分子之間的聯(lián)系削弱，使淀粉顆

6、粒之間分開淀粉顆粒之間分開，此現(xiàn)象在工，此現(xiàn)象在工藝上叫做淀粉糊化。使淀粉顆粒解體成為溶解狀態(tài)的溫度，藝上叫做淀粉糊化。使淀粉顆粒解體成為溶解狀態(tài)的溫度，稱為糊化溫度。稱為糊化溫度。（3）淀粉的液化）淀粉的液化 糊化后，溫度繼續(xù)上升，當(dāng)達(dá)到糊化后，溫度繼續(xù)上升，當(dāng)達(dá)到130130左右時(shí)，支鏈左右時(shí)，支鏈淀粉也幾乎全部溶解，網(wǎng)狀組織被徹底破壞，淀粉溶液淀粉也幾乎全部溶解，網(wǎng)狀組織被徹底破壞，淀粉溶液變成黏度較低的流動(dòng)性醪液，這種現(xiàn)象稱為液化。變成黏度較低的流動(dòng)性醪液，這種現(xiàn)象稱為液化。（4）淀粉糊化醪的反生（老化）現(xiàn)象）淀粉糊化醪的反生（老化）現(xiàn)象 糊化淀粉重新結(jié)晶所引發(fā)的不溶解效應(yīng)稱為老化。糊

7、化淀粉重新結(jié)晶所引發(fā)的不溶解效應(yīng)稱為老化。 蒸煮醪在溫度降低時(shí)，黏度會(huì)逐步增加，降到蒸煮醪在溫度降低時(shí)，黏度會(huì)逐步增加，降到60時(shí)，變得非常黏，到時(shí)，變得非常黏，到55以下會(huì)變成凝膠，以下會(huì)變成凝膠，時(shí)間一長(zhǎng)，則會(huì)重新產(chǎn)生部分結(jié)晶，這種現(xiàn)象稱時(shí)間一長(zhǎng)，則會(huì)重新產(chǎn)生部分結(jié)晶，這種現(xiàn)象稱為淀粉糊化醪的反生。為淀粉糊化醪的反生。 3、蒸煮過(guò)程中原料的化學(xué)變化、蒸煮過(guò)程中原料的化學(xué)變化（1）淀粉）淀粉（2）糖）糖（3）纖維素（）纖維素（C6H10O5）n和半纖維素和半纖維素 吸水后產(chǎn)生膨脹。吸水后產(chǎn)生膨脹。（4）果膠物質(zhì)）果膠物質(zhì)（5）蛋白質(zhì)）蛋白質(zhì) （6）脂肪）脂肪4、影響蒸煮的主要因素、影響蒸煮的

8、主要因素1）原料的品種及其性質(zhì)）原料的品種及其性質(zhì)2）原料的粉碎程度）原料的粉碎程度3）加水比（）加水比（甘薯原料甘薯原料水水=13.2=13.23.53.5，對(duì)于玉米原料為，對(duì)于玉米原料為12.812.83.0 3.0 ）4）預(yù)熱溫度和時(shí)間）預(yù)熱溫度和時(shí)間5）蒸煮條件：溫度、時(shí)間）蒸煮條件：溫度、時(shí)間6）蒸煮設(shè)備）蒸煮設(shè)備3.2.3 蒸煮的工藝方法蒸煮的工藝方法 1、間歇蒸煮、間歇蒸煮 1）蒸煮設(shè)）蒸煮設(shè)備備 錐形錐形蒸煮鍋（立蒸煮鍋（立式蒸煮鍋）式蒸煮鍋） 2）間歇蒸煮工藝）間歇蒸煮工藝 間歇加壓蒸煮工藝流程：間歇加壓蒸煮工藝流程： 加水加水投料投料升溫升溫蒸煮蒸煮吹醪吹醪加水加水水溫水溫

9、：整粒原料蒸煮水溫一般要求在整粒原料蒸煮水溫一般要求在80左右。左右。 粉狀原料蒸煮水溫一般在粉狀原料蒸煮水溫一般在50左右。左右。加水比：依據(jù)加水比：依據(jù)原料內(nèi)淀粉與水原料內(nèi)淀粉與水的含量，并且根據(jù)所的含量，并且根據(jù)所要求的要求的糖化醪含有糖化醪含有1617干物質(zhì)的濃度干物質(zhì)的濃度來(lái)確來(lái)確定原料的加水比。定原料的加水比。一般粉狀原料，一般粉狀原料，14.014.0；甘薯原料，；甘薯原料，13.213.213.413.4；谷物原料，；谷物原料，12.812.813.013.0。 投料投料n 投料方法：投料方法：l 整粒原料，當(dāng)所投入的原料數(shù)量完畢后，即可關(guān)整粒原料，當(dāng)所投入的原料數(shù)量完畢后，即

10、可關(guān)閉加料蓋，進(jìn)汽，或者可以在投料過(guò)程中同時(shí)通閉加料蓋，進(jìn)汽，或者可以在投料過(guò)程中同時(shí)通入少量蒸氣，便于上下翻動(dòng)，使蒸氣沖擊原料，入少量蒸氣，便于上下翻動(dòng)，使蒸氣沖擊原料，起攪拌作用。起攪拌作用。l 粉狀原料，先在調(diào)漿桶內(nèi)調(diào)勻，送入蒸煮鍋，以粉狀原料，先在調(diào)漿桶內(nèi)調(diào)勻，送入蒸煮鍋，以防原料由于產(chǎn)生粉粒結(jié)塊，引起蒸煮不徹底。防原料由于產(chǎn)生粉粒結(jié)塊，引起蒸煮不徹底。n 投料時(shí)間投料時(shí)間：根據(jù)鍋的容量大小和投料方法而異，：根據(jù)鍋的容量大小和投料方法而異，一般為一般為1520min。升溫升溫關(guān)閉加料口蓋，打開排汽閥門，同時(shí)通入蒸氣，把鍋中的冷空氣完全關(guān)閉加料口蓋，打開排汽閥門，同時(shí)通入蒸氣，把鍋中的冷

11、空氣完全趕凈，以防鍋內(nèi)有冷空氣存在而產(chǎn)生冷壓力。趕凈，以防鍋內(nèi)有冷空氣存在而產(chǎn)生冷壓力。升溫時(shí)間升溫時(shí)間 ：40min40min。蒸煮蒸煮 循環(huán)排氣循環(huán)排氣裝醪量：裝醪量：757580%80%吹醪吹醪蒸煮完畢的醪液，利用蒸煮鍋的壓力從蒸煮鍋排出，并送入到糖化鍋蒸煮完畢的醪液，利用蒸煮鍋的壓力從蒸煮鍋排出，并送入到糖化鍋內(nèi)。內(nèi)。吹醪時(shí)間不得少于吹醪時(shí)間不得少于1015min。3）不同原料的間歇蒸煮工藝條件）不同原料的間歇蒸煮工藝條件4）間歇蒸煮過(guò)程中應(yīng)注意事項(xiàng)）間歇蒸煮過(guò)程中應(yīng)注意事項(xiàng)蒸煮前預(yù)先浸泡原料，要防止低溫浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。蒸煮前預(yù)先浸泡原料，要防止低溫浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。當(dāng)原料投入蒸煮鍋以后，應(yīng)

12、該開大蒸氣攪拌，避免原料當(dāng)原料投入蒸煮鍋以后，應(yīng)該開大蒸氣攪拌，避免原料下沉，并解決浸泡不完全問(wèn)題，但是升溫速度不能太快，下沉，并解決浸泡不完全問(wèn)題，但是升溫速度不能太快，否則原料內(nèi)部來(lái)不及充分吸水，而表面已經(jīng)糊化，形成否則原料內(nèi)部來(lái)不及充分吸水，而表面已經(jīng)糊化，形成內(nèi)部不透水的情況，導(dǎo)致原料糊化不透，產(chǎn)生不熟的蒸內(nèi)部不透水的情況，導(dǎo)致原料糊化不透，產(chǎn)生不熟的蒸煮醪。煮醪。間歇蒸煮中如果采用粉末原料，則必須考慮設(shè)置一個(gè)拌間歇蒸煮中如果采用粉末原料，則必須考慮設(shè)置一個(gè)拌料罐，在粉料投入蒸煮鍋前先調(diào)成分漿，再用泵打入鍋料罐，在粉料投入蒸煮鍋前先調(diào)成分漿，再用泵打入鍋內(nèi)。內(nèi)。蒸煮時(shí)必須充分排除鍋內(nèi)的

13、空氣。蒸煮時(shí)必須充分排除鍋內(nèi)的空氣。 5）間歇蒸煮的缺點(diǎn)）間歇蒸煮的缺點(diǎn)高壓蒸煮時(shí)間長(zhǎng)，蒸汽與原料接觸不均勻，高壓蒸煮時(shí)間長(zhǎng)，蒸汽與原料接觸不均勻，糊化質(zhì)量不夠好。糊化質(zhì)量不夠好。蒸氣消耗大，而且需要量不均衡。蒸氣消耗大，而且需要量不均衡。輔助操作時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備利用率低。輔助操作時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備利用率低。勞動(dòng)強(qiáng)度大。勞動(dòng)強(qiáng)度大。設(shè)備占地面積大。設(shè)備占地面積大。 2、連續(xù)蒸煮工藝、連續(xù)蒸煮工藝 1）鍋式連續(xù)蒸煮）鍋式連續(xù)蒸煮2）管式連續(xù)蒸煮）管式連續(xù)蒸煮3）柱式連續(xù)蒸煮）柱式連續(xù)蒸煮 1）鍋式連續(xù)蒸煮）鍋式連續(xù)蒸煮 工藝流程工藝流程 原料原料斗式升運(yùn)斗式升運(yùn)機(jī)機(jī)料斗料斗錘式錘式粉碎機(jī)粉碎機(jī)螺旋拌螺旋拌

14、料器（即絞龍）料器（即絞龍） 混合桶混合桶 泥泥漿泵漿泵 蒸煮鍋蒸煮鍋 后熟器后熟器 氣氣液分離器液分離器 真真空冷卻空冷卻糖化鍋糖化鍋 鍋式連續(xù)蒸煮流程的特點(diǎn)鍋式連續(xù)蒸煮流程的特點(diǎn)所需要的主要設(shè)備是利用工廠原有的間歇蒸煮所需要的主要設(shè)備是利用工廠原有的間歇蒸煮鍋改造的，改裝時(shí)只需要原有蒸煮鍋串聯(lián)起來(lái)，鍋改造的，改裝時(shí)只需要原有蒸煮鍋串聯(lián)起來(lái)，再增加預(yù)熱器和后熟器即可。再增加預(yù)熱器和后熟器即可。蒸煮質(zhì)量好，糖分損失少。同時(shí)，整個(gè)操作過(guò)蒸煮質(zhì)量好，糖分損失少。同時(shí)，整個(gè)操作過(guò)程是在體積比較大的連續(xù)罐內(nèi)進(jìn)行，對(duì)于帶有程是在體積比較大的連續(xù)罐內(nèi)進(jìn)行，對(duì)于帶有皮殼的原料或纖維等固形物較多的醪液，甚至皮

15、殼的原料或纖維等固形物較多的醪液，甚至對(duì)黏度稍大些的醪液，也不易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。對(duì)黏度稍大些的醪液，也不易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。應(yīng)用此流程可以不需考慮重砌鍋爐房。應(yīng)用此流程可以不需考慮重砌鍋爐房。2）管式連續(xù)蒸煮）管式連續(xù)蒸煮特點(diǎn)：特點(diǎn)： 流速較快，故醪液和蒸汽在管道連續(xù)蒸煮流速較快，故醪液和蒸汽在管道連續(xù)蒸煮器內(nèi)應(yīng)該是混合的較好，因而蒸煮醪的質(zhì)器內(nèi)應(yīng)該是混合的較好，因而蒸煮醪的質(zhì)量也應(yīng)該是較均勻的，但實(shí)際上，并非如量也應(yīng)該是較均勻的，但實(shí)際上，并非如此理想。此理想。 設(shè)備占地面積相應(yīng)的較少，也即是設(shè)備費(fèi)設(shè)備占地面積相應(yīng)的較少，也即是設(shè)備費(fèi)用和建筑費(fèi)用都較節(jié)省。用和建筑費(fèi)用都較節(jié)省。 3）柱式連續(xù)蒸煮）

16、柱式連續(xù)蒸煮4）連續(xù)蒸煮與間歇蒸煮的比較）連續(xù)蒸煮與間歇蒸煮的比較連續(xù)蒸煮較間歇蒸煮具有如下的優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)蒸煮較間歇蒸煮具有如下的優(yōu)點(diǎn)：淀粉利用率高淀粉利用率高設(shè)備利用率高設(shè)備利用率高熱能利用率高熱能利用率高 勞動(dòng)生產(chǎn)率高勞動(dòng)生產(chǎn)率高5）連續(xù)蒸煮工藝流程的比較）連續(xù)蒸煮工藝流程的比較 鍋式連續(xù)蒸煮鍋式連續(xù)蒸煮 其優(yōu)點(diǎn)是可利用原有設(shè)備，不許要較高的壓力蒸汽，并其優(yōu)點(diǎn)是可利用原有設(shè)備，不許要較高的壓力蒸汽，并節(jié)約蒸汽，降低煤耗可達(dá)節(jié)約蒸汽，降低煤耗可達(dá)101015%15%，而且操作簡(jiǎn)單，整個(gè)，而且操作簡(jiǎn)單，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程基本上沒(méi)有堵塞現(xiàn)象，淀粉利用率可提高生產(chǎn)過(guò)程基本上沒(méi)有堵塞現(xiàn)象，淀粉利用率可提高1

17、 12%2%。 其缺點(diǎn)是：設(shè)備占地面積較大，蒸煮時(shí)間較長(zhǎng)，蒸汽與其缺點(diǎn)是：設(shè)備占地面積較大，蒸煮時(shí)間較長(zhǎng)，蒸汽與物料接觸不夠均勻。物料接觸不夠均勻。 管式連續(xù)蒸煮管式連續(xù)蒸煮 其優(yōu)點(diǎn)是粉漿擴(kuò)散面積大，使與蒸汽充分接觸，蒸煮迅其優(yōu)點(diǎn)是粉漿擴(kuò)散面積大，使與蒸汽充分接觸，蒸煮迅速均勻。另外，設(shè)備占地面積小，生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)操速均勻。另外，設(shè)備占地面積小，生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)操作容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，生產(chǎn)管理方便。作容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，生產(chǎn)管理方便。 其缺點(diǎn)：需要較高壓力蒸汽（其缺點(diǎn)：需要較高壓力蒸汽（0.980.98萬(wàn)帕斯卡）和高壓泵，萬(wàn)帕斯卡）和高壓泵，并要求原料處理較細(xì)，否則管道會(huì)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象

18、。同時(shí)，并要求原料處理較細(xì)，否則管道會(huì)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象。同時(shí)，醪液流速快，蒸煮時(shí)間短，使醪液質(zhì)量難以保證。另外，醪液流速快，蒸煮時(shí)間短，使醪液質(zhì)量難以保證。另外，生產(chǎn)不大容易控制，淀粉利用率提高不多生產(chǎn)不大容易控制，淀粉利用率提高不多。 柱式連續(xù)蒸煮柱式連續(xù)蒸煮 其優(yōu)點(diǎn)是由于蒸煮柱直徑較大，物料停留時(shí)間比管道連其優(yōu)點(diǎn)是由于蒸煮柱直徑較大，物料停留時(shí)間比管道連續(xù)蒸煮的時(shí)間長(zhǎng)，因而掌握起來(lái)比較穩(wěn)定，容易操作，續(xù)蒸煮的時(shí)間長(zhǎng)，因而掌握起來(lái)比較穩(wěn)定，容易操作，不易堵塞。還由于蒸煮柱阻力較小，所以，蒸煮時(shí)用的不易堵塞。還由于蒸煮柱阻力較小，所以，蒸煮時(shí)用的壓力較低，酒精工廠不需要壓力較高的鍋爐。壓力較低，酒精工廠不需要壓力較高的鍋爐。 其缺點(diǎn)是：要求掌握操作技術(shù)較高，否則加熱器容易發(fā)其缺點(diǎn)是：要求掌握操作技術(shù)較高，否則加熱器容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。生堵塞現(xiàn)象。 3、 蒸煮新工藝介紹蒸煮新工藝介紹（1）低溫低壓蒸煮）低溫低壓蒸煮工藝流程工藝流程 ： 淀粉酶淀粉酶 木薯干片木薯干片 一級(jí)