小麦A淀粉乳制液糖工艺的设计要点分析

王鹏飞

无锡中粮工程科技有限公司 (无锡 214035)

小麦是世界上种植面积最广的作物，全世界1/3的人口以小麦为主食，小麦是全世界获取淀粉及其副产品所需的最重要的原材料，工业化生产小麦淀粉的时候，由于小麦籽粒本身特性，会产生二种结构、纯度不同的淀粉，即小麦A淀粉和B淀粉。小麦A淀粉是经过精制的淀粉，纯度比较高，颗粒直径比较大，蛋白、脂肪等杂质含量少，而这种淀粉也是我们工业化淀粉制糖中首选的原料。

由于小麦淀粉生产工艺的独有特征，目前全世界比较先进的工艺路线主要是以三相卧螺工艺为主，即面粉经过和面、均质、分离、精制而成。而小麦液糖工艺又是以小麦A淀粉乳通过调浆、液化、糖化、过滤、蒸发浓缩[1]而得到的糖浆，该糖浆主要为发酵提供碳源。由于我国的玉米价格比小麦价格便宜，而且玉米比小麦的淀粉生产成本低，所以在我国小麦淀粉及其衍生物的生产规模很小，尤其是小麦淀粉制糖工厂更是少之又少。反之由于白俄罗斯、俄罗斯、哈沙克斯坦等国家独特的地理气候，加上机械化程度高，种植成本低，导致小麦淀粉在其地区的生产优势非常明显，近年来越来越多的小麦淀粉及其衍生物的生产项目接踵而至。笔者根据多年在独联体国家从事小麦淀粉乳制糖工程设计和生产的实践经验，现从以下几个方面对小麦淀粉乳制糖工艺设计要点进行分析，为企业的生产和项目建设提供参考依据。

1 小麦面粉加工工艺的设计要点分析

要想制得髙质量糖浆必须要有优质的小麦淀粉，而髙效生产小麦淀粉首先必须将小麦加工成面粉，因而小麦面粉加工工艺会直接影响到制糖工艺，有些企业对此认识不足，往往没有对面粉工艺提出必需的要求，例如：粉路中未曾设有脱胚提胚工序，成品面粉含胚过多，导致面粉中的脂肪过高，给小麦制糖加工带来麻烦。同样有效去除籽粒的外皮即麸皮也至关重要，小麦通过配麦、润麦、脱胚、提胚、清粉、分层碾磨、刷麸等工艺后，可以保证在破损淀粉水平非常低的同时，得到高产量、高质量的小麦面粉。

表1 小麦A淀粉乳组分技术指标对比 %

随着生产技术的不断提高，三相卧螺法生产小麦淀粉乳工艺已经成为主流工艺。通过表1可知，提胚后的面粉经过三相卧螺法工艺加工成A淀粉乳后，A淀粉乳中粗脂肪含量已经与玉米湿法加工的淀粉乳指标接近，完全满足淀粉制糖的进料条件。而没有提胚后的面粉通过三相卧螺法工艺加工后粗脂肪依然很高，说明小麦淀粉车间在淀粉生产过程中对脂肪的去除是有限的，而影响小麦淀粉乳制糖工艺中过滤效果好坏和小麦淀粉乳液化后层流形态的不同也主要是由脂肪造成的。

2 小麦淀粉乳中pH和温度的设计要点分析

玉米淀粉乳的制备主要是通过湿法加工工艺而得，湿法加工中浸泡是主要环节，在浸泡过程中加入亚硫酸溶液，温度控制在52 ℃左右[2]，使得玉米淀粉在整个生产环节中主要以酸性pH的条件进行的。而温度的控制也不会太低，导致精制后的淀粉乳pH值为4.0～4.5，温度在35 ℃左右[2]。小麦淀粉乳是通过小麦面粉加工而成，小麦面粉进入湿法分离车间第一步就是和面，和面的过程中要加碱、加35 ℃左右的水，这样导致小麦淀粉乳制备的整个生产环节是在微碱性的条件下进行的，而且小麦淀粉乳温度控制的比较低，最后精制完的小麦淀粉乳pH值为7.0～7.5，温度15 ℃左右。

在整个小麦淀粉乳制糖的工艺中，调浆工段所采用的方法不同，为了保证α-高温淀粉酶合适的pH作用范围，需要将小麦淀粉乳从碱性状态下调至合适的范围，即调至pH值4.5～5.0范围内，这样就需要加酸来完成，这是工艺设计中重要的一点。另外在小麦淀粉乳进喷射前的预加热能量计算上，小麦淀粉乳需要从15 ℃加热到55 ℃，温差40 ℃，足足比玉米淀粉预加热温度高出20 ℃。笔者以年加工10万t小麦商品淀粉为例，淀粉乳浓度32%，则该温差下，小麦淀粉乳预热需要的蒸汽消耗比玉米淀粉乳预热每小时多消耗蒸汽(表压6 bar)量约1 t。如果不能准确的进行设计，这是一个很大的能量损失。

3 小麦淀粉乳液化后层流形态的设计要点分析

由于小麦特有的结构形态和小麦淀粉独特的生产工艺，使得小麦A淀粉乳中组分比较复杂，很难避免会掺杂一些B淀粉乳和其它物质，而B淀粉颗粒非常小，这样有利于与蛋白、戊聚糖等物质粘结在一起，会造成液化不彻底，从而影响液化层流效果。当液化喷射结束后，淀粉乳进入层流罐内，随着液化时间的加长，液化层流形态不同，笔者通过生产玉米淀粉液化液和小麦淀粉液化液进行比较可以看出，玉米淀粉液化液颜色发黄，蛋白能够很好的结合在一起，絮凝物比较大，而且很清晰漂浮于层流罐的视镜表面。小麦淀粉液化液颜色比较浅，蛋白絮凝成非常小的团状物，这些小的团状物不能形成大的絮凝物，而是混合在液化液中。造成二种不同液化形态的主要原因是由于小麦A淀粉乳中的脂肪、戊聚糖、纤维等含量相对较高。小麦淀粉液化液这种独有的特性给小麦制糖后期过滤造成很大困难，从而影响产能的提高。为了保证设计产能，在设计初期就要充分考虑过滤滤速的影响，选择合理的过滤设备来进行设计，这也是小麦淀粉乳制糖中的一个重要设计要点。

4 小麦淀粉乳制糖在酶制剂选型上的设计要点分析

小麦淀粉乳与玉米淀粉乳在制糖工艺中酶制剂选型方面略有不同，玉米淀粉乳仅需要加二种酶，即α-耐高温液化酶、复合糖化酶。而小麦淀粉乳制液糖工艺中需要加入3种酶，第一种是α-耐高温液化酶[3]，上文提到小麦A淀粉乳的pH值比较高，约为7.0～7.5之间，将pH调至酸性范围，不仅要考虑液化工段液化酶的pH值，还要综合考虑后面糖化时加入糖化酶的pH值，选择那种更适宜的酶制剂，笔者认为还要根据当地的运行成本来决定。重点是选择不同型号的α-耐高温液化酶，对酸的用量不同，选用的计量泵的流量是不同的，另外玉米淀粉乳是加碱调pH值，小麦淀粉乳是加酸调pH值，在设备的材质选型方面也不同。这是小麦淀粉乳在制糖工艺设计中与玉米淀粉乳的不同之处。第二种是高效复合糖化酶[3]，选择尽量减少复合反应和终点DX值高的糖化酶即可。第三种是溶血磷脂酶[3]，应用小麦淀粉乳为原料生产液糖时，这是一种非常重要的酶。由于小麦淀粉乳其成分含有较多的磷脂类物质，需要溶血磷脂酶通过分裂酯链而从溶血磷脂中有选择地玄除脂肪酸，从而能破坏这些分子的内在乳化能力，有效的提高过滤速度。因此当原料中溶血磷脂水平含最较高时， 它能有效提升糖液的过滤速度，保证我们设计参数的合理性。

5 结束语

通过以上分析，小麦淀粉乳在制糖工艺中与玉米淀粉乳还是有很大差距，我们不但要考虑小麦淀粉乳的原料特性，还要从设计细节上分析要点，为客户提供可靠、经济的设计方案。