恒压供水在马铃薯淀粉生产工艺中的应用

华国祥

摘 要 马铃薯淀粉生产需要控制工艺水的压力、流量，以往，生产中大都采用手动或电动阀门控制，阐述了恒压供水在马铃薯淀粉生产过程中控制工艺水的应用。

关键词 马铃薯淀粉；薯渣；工艺水；控制器；变频器

中图分类号：TS233 文献标志码：B 文章编号：1673-890X(2014)06-079-03

由于马铃薯淀粉颜色洁白，并伴有晶体状光泽，气味温和，具有高白度、高黏度、糊化温度低等特殊性能。糊后表现出成糊后稳定、晶莹透明、具有较好的黏结性和弹性，还具有较强的吸水和膨胀性等其他淀粉不可比拟的特性。并且，它是国家对生产企业的农产品补贴项目。因此，近十几年许多企业相继上马了马铃薯淀粉的加工项目，但是一些企业的生产工艺却并不完善。本文介绍较为完善的生产工艺流程。

1 生产工艺流程

马铃薯验收→堆放→输送清洗→除石（草）→除铁→清洗→破碎→除铁→除取砂粒→淀粉与纤维分离→淀粉乳浓缩提取细胞液→淀粉乳脱水→淀粉干燥均容→冷却→干淀粉过筛→除铁→自动称重、包装→复称→金属于检测→储存→销售。

2 马铃薯淀粉生产重要步骤的工艺控制要求

2.1 马铃薯验收

质检员对交售的新鲜马铃薯原料认真检查验收，确保新鲜不变质。

2.2 堆放

收购进厂的马铃薯堆放在储存库中，要保持通风良好。

2.3 清洗

采用水力输送马铃薯，在输送过程中将马铃薯表皮及混在马铃薯原料中的泥砂除去，同时，还可清泡马铃薯表皮的泥土。

2.4 除石除草

在水的输送过程中，通过第一级重力除石机除去95%的石块，再经除草钩捡去输送水中的马铃薯秧杆、杂草，并在输送过程中进行除铁，然后再经过第二级重力除石机除去5%的石块。

2.5 马铃薯清洗

马铃薯在输送中经过了清泡，在进入车间要经两级滚筒清洗机进行再次清洗，再次脱水，然后再输送到马铃薯储斗。

2.6 马铃薯磨碎

在储存斗的马铃薯被输送到锉磨机破碎，释放出淀粉颗粒与纤维混合的马铃薯浆料经除铁后再由泵输送到旋流除砂器，除去砂粒。

2.7 马铃薯浆料除砂

浆料进入除砂单元后，经2级旋流除砂器，将混入其中的几乎肉眼看不到的细砂除去。再进入到淀粉提取单元进行淀粉与纤维的分离。

2.8 淀粉与纤维分离

马铃薯浆料经淀粉四级离心分离抽提筛将分离出淀粉乳液。在该单元中要加入浓度在7.5%的亚硫酸溶液，防止马铃薯浆料与空气接触氧化变色，同时促使淀粉颗粒与细胞壁快速分离及杀菌。

2.9 淀粉乳洗涤

淀粉乳液经泵输送进入17级旋流器进行触级浓缩、洗涤提取淀粉颗粒，并分离出不溶性蛋白颗粒、可溶性物质、细纤维等物质，形成被浓缩、洗涤后的纯净淀粉乳送去脱水。

3 马铃薯淀粉生产过程中工艺水的不足之处

马铃薯淀粉生产在我国已有几十年了，但生产工艺并没有随着“工龄”的增长而提高，在淀粉与纤维分离过程中由于工艺水的压力、流量不稳定、分离筛孔堵塞、过载致使物料从筛子溢流孔流出，反应滞后的气动调节阀不能将实时变化的压力、流量控制在一个相对稳定的范围内，经常导致分离筛过载造成停机，伴随停机带来的是署渣、淀粉、工艺水遍地横流，不仅使淀粉收率下降、安全生产得不到保障，而且浪费了大量的水资源。

针对以上问题能否找到一种既经济又实惠的工艺水控制方案势在必行，需要根据以往的成功经验把恒压供水技术应用到马铃薯淀粉生产中去。

4 马铃薯淀粉生产过程中工艺水的控制目标

马铃薯淀粉生产过程中工艺水主管道的压力必须控制在0.06 mPa/cm2≤工艺水压力≤0.07 mPa/cm2。

4.1 以往的控制方式

为保证淀粉乳的纯度在马铃薯淀粉的生产过程中常设有6级筛分工序，这些筛分工序用水都参与工艺水的循环，工艺水中既有来自蓄水罐的新鲜补充水也有分离过程中产生的工艺水，当安装在工艺水主管道上的传感器感受到系统压力有变化时，它就将这种变化传送到控制系统，控制系统又将这种变化传递给气动调节阀，气动调节阀的作用是增加或减少新鲜水的流量从而降低系统压力，但气动调节阀使机械运动反映的速度远远跟不上压力的变化，每当压力流量变化较大时，就伴随着分离筛过载的发生，而有时由于筛孔堵塞而导致的系统压力变化太大，气动调节阀来不及调节系统压力，导致时常发生工艺水遍地横流的现象，所以如何有效地控制系统压力成为马铃薯淀粉生产的关键课题。

4.2 采用恒压供水方式的可行性分析

常用的恒压供水方式是将系统中某一个储罐或某一系统管路作为压力参考点，当实际压力小于设定压力时，提高（新鲜水）给水泵转速，反之则降低（新鲜水）给水泵转速，同时要求这套恒压调节系统反应要快系统要稳定，但马铃薯淀粉生产中工艺水的压力还取决于其他洗涤系统的进给量，而且系统工艺水的压力要比恒压供水压力设计小的多，理论上可行的技术还有待实践的检验。

4.3 采用的控制方式和方法

结合吉林省现代天丰农业集团实际，控制方式采用单泵变频器控制，采购市场上口碑好的供水控制器和国内知名变频器，选用两线制4～20 mPa进口压力传感器，其控制图纸见图1。

4.4 硬件结构及安装方式

将国产变频器、TW2000型专用供水控制器、西门子二线型4～20 mPa输出专用水压传感器、正泰电气元件，按“操作简单、全自动运行”的原则安装到一控制箱中，就位于工艺水泵附近的地面上，同时取消气动调节阀的使用。

4.5 现场调试

启动整个分离系统，用水代替马铃薯淀粉浆按照生产工艺进行测试，将工艺水的压力固定在工艺参数的最高值。运行一个班次观察其效果，又在第2d按照实际生产工艺参数运行1d后投入实际生产。

5 总结

经过整个的生产周期的使用来看，这套装置运行稳定，彻底消除了过去马铃薯淀粉分离生产系统在生产时工艺水遍地横流，署渣堵塞出水口的现象，不仅提高了马铃薯淀粉的收率，而且降低了生产成本，可谓是科技在生产中应用的又一次成功。

（责任编辑：赵中正）