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1、第二节 淀粉质原料的蒸煮,一、 蒸煮的理论基础,（一） 淀粉粒的结构1.淀粉的分子结构 淀粉是由D葡萄糖基组成的高分子物质 。根据淀粉分子链结构的不同可以分为直链淀粉和支链淀粉两类。,直链淀粉是由D葡萄糖基通过1,4-葡萄糖苷键连接的无分支的长链组成。直链淀粉平均含有200980个葡萄糖单元，分子量相当于32000160000。,支链淀粉分子结构较直链淀粉复杂，除-1，4键缩合的葡萄糖链以外，还以-1，6键使葡萄糖单元缩合，成树枝分枝结构，支链淀粉分子量较大，平均含有6006000个葡萄糖单元，分子量大约为1000001000000 。,2、淀粉粒的结构,淀粉是由直链淀粉、支链淀粉与少量的矿物
2、质和脂肪酸等混合形成颗粒状的淀粉颗粒。淀粉是白色的微小颗粒，不溶于冷水和有机溶剂。淀粉颗粒的形状可分为圆形、椭圆形和多角形三种。一般含水分高、蛋白质少的植物颗粒比较大些，形状比较整齐些，大多数呈圆形或卵形，如马铃薯、木薯的淀粉。,淀粉颗粒具有的抵抗外力作用较强的外膜，其化学成分与内部淀粉相同，但由于外层水分损失和胶粒结构更加紧密，因而其物理性能和内部淀粉不同。,（二）蒸煮的目的,1、使淀粉由颗粒变成溶解状态的糊液，目的是使它易受淀粉酶的作用，把淀粉水解成可发酵性糖。2、灭菌。3、降低原料醪液的黏度。4、排除原料中含有的低沸点有害物质，如甲醇、氰化物等。,（三）蒸煮过程中原料的物理化学变化,1、
3、淀粉的膨胀和溶解（1）膨化作用 淀粉是一种亲水胶体，当淀粉与水接触，水就渗透薄膜而进入到淀粉颗粒里面，淀粉颗粒吸水分后能发生膨涨现象，使淀粉的巨大分子链发生扩张，因体积膨大，重量增加，这种现象称为膨化作用。（2）糊化作用 在淀粉质原料蒸煮的过程中，当温度升至糊化温度6080时，淀粉颗粒体积已膨胀到50100倍，此时，各分子之间的联系削弱，使淀粉颗粒之间分开，此现象在工艺上叫做淀粉糊化。使淀粉颗粒解体成为溶解状态的温度，称为糊化温度。,（3）淀粉的液化 糊化后，温度继续上升，当达到130左右时，支链淀粉也几乎全部溶解，网状组织被彻底破坏，淀粉溶液变成黏度较低的流动性醪液，这种现象称为液化。,2、
4、黏度的变化,3、蒸煮过程中原料的化学变化 （1）纤维素（C6H10O5）n 吸水后产生膨胀。（2）半纤维素（3）果胶物质（4）淀粉和糖（5）蛋白质 （6）脂肪,4、淀粉糊化醪的反生（老化）现象蒸煮醪在温度降低时，黏度会逐步增加，降到60时，变得非常黏，到55以下会变成凝胶，时间一长，则会重新产生部分结晶，这种现象称为淀粉糊化醪的反生。,二、 蒸煮的工艺方法,（一）间歇蒸煮 1.蒸煮设备 锥形蒸煮锅（立式蒸煮锅）,2.间歇蒸煮工艺,间歇加压蒸煮工艺流程： 加水投料升温蒸煮吹醪加水水温：整粒原料蒸煮水温一般要求在80左右。 粉状原料蒸煮水温一般在50左右。加水比：依据原料内淀粉与水的含量，并且根据
5、所要求的糖化醪含有1617干物质的浓度来确定原料的加水比。一般粉状原料，14.0；甘薯原料，13.213.4；谷物原料，12.813.0。,投料,投料方法：整粒原料，当所投入的原料数量完毕后，即可关闭加料盖，进汽，或者可以在投料过程中同时通入少量蒸气，便于上下翻动，是蒸气冲击原料，起搅拌作用。粉状原料，先在调浆桶内调匀，送入蒸煮锅，以防原料由于产生粉粒结块，引起蒸煮不彻底。投料时间：根据锅的容量大小和投料方法而异，一般为1520min。,升温关闭加料口盖，打开排汽阀门，同时通入蒸气，把锅中的冷空气完全赶净，以防锅内有冷空气存在而产生冷压力。升温时间 ：40min。蒸煮 循环排气装醪量：7580
6、%吹醪蒸煮完毕的醪液，利用蒸煮锅的压力从蒸煮锅排出，并送入到糖化锅内。吹醪时间不得少于1015min。,3.不同原料的间歇蒸煮工艺条件,4.间歇蒸煮过程中应注意事项,蒸煮前预先浸泡原料，要防止低温浸泡时间过长。当原料投入蒸煮锅以后，应该开大蒸气搅拌，避免原料下沉，并解决浸泡不完全问题，但是升温速度不能太快，否则原料内部来不及充分吸水，而表面已经糊化，形成内部不透水的情况，导致原料糊化不透，产生不熟的蒸煮醪。间歇蒸煮中如果采用粉末原料，则必须考虑设置一个拌料罐，在粉料投入蒸煮锅前先调成分浆，再用泵打入锅内。不再蒸煮时必须充分排除锅内的空气。,5.间歇蒸煮的缺点,高压蒸煮时间长，蒸汽与原料接触不均
7、匀，糊化质量不够好。蒸气消耗大，而且需要量不均衡。辅助操作时间长，设备利用率低。劳动强度大。设备占地面积大。,（一）连续蒸煮工艺,1、锅式连续蒸煮2、管式连续蒸煮3、柱式连续蒸煮,1.锅式连续蒸煮,（1）工艺流程 原料斗式升运机料斗锤式粉碎机螺旋拌料器（即绞龙） 混合桶 泥浆泵 蒸煮锅 后熟器 气液分离器 真空冷却糖化锅,2.锅式连续蒸煮流程的特点,（1）所需要的主要设备是利用工厂原有的间歇蒸煮锅改造的，改装时只需要原有蒸煮锅串联起来，再增加预热器和后熟器即可。（2）蒸煮质量好，糖分损失少。同时，整个操作过程是在体积比较大的连续罐内进行，对于带有皮壳的原料或纤维等固形物较多的醪液，甚至对黏度稍
8、大些的醪液，也不易产生堵塞现象。（3）应用此流程可以不需考虑重砌锅炉房。,2.管式连续蒸煮,特点：流速较快，故醪液和蒸汽在管道连续蒸煮器内应该是混合的较好，因而蒸煮醪的质量也应该是较均匀的，但实际上，并非如此理想。设备占地面积相应的较少，也即是设备费用和建筑费用都较节省。,3.柱式连续蒸煮,4.连续蒸煮与间歇蒸煮的比较,连续蒸煮较间歇蒸煮具有如下的优点：（1）淀粉利用率高（2）设备利用率高（3）热能利用率高（4）劳动生产率高,5、连续蒸煮工艺流程的比较,（1）锅式连续蒸煮其优点是可利用原有设备，不许要较高的压力蒸汽，并节约蒸汽，降低煤耗可达1015%，而切操作简单，整个生产过程基本上没有堵塞现
9、象，淀粉利用率可提高12%。其缺点是：设备占地面积较大，蒸煮时间较长，蒸汽与物料接触不够均匀。,（2）管式连续蒸煮其优点是粉浆扩散面积大，使与蒸汽充分接触，蒸煮迅速均匀。另外，设备占地面积小，生产能力大，生产操作容易实现机械化、自动化，生产管理方便。其缺点：需要较高压力蒸汽（0.98万帕斯卡）和高压泵，并要求原料处理较细，否则管道会出现阻塞现象。同时，醪液流速快，蒸煮时间短，使醪液质量难以保证。另外，生产不大容易控制，淀粉利用率提高不多。,（3）柱式连续蒸煮其优点是由于蒸煮柱直径较大，物料停留时间比管道连续蒸煮的时间长，因而掌握起来比较稳定，容易操作，不易堵塞。还由于蒸煮柱阻力较小，所以，蒸煮
10、时用的压力较低，酒精工厂不需要压力较高的锅炉。其缺点是：要求掌握操作技术较高，否则加热器容易发生堵塞现象。,三、 蒸煮新工艺介绍,（一）低温低压蒸煮工艺流程 ： -淀粉酶 木薯干片 一级粉碎 二级粉碎 螺旋拌料 （1.02.0mm） 55热水粉浆预热至55喷射液化 88液化100min 成熟蒸煮醪,特点：（1）淀粉出酒率高，原料耗用率低；（2）采用蒸煮温度为88，比高温蒸煮节约大量的蒸汽；（3）冷却水用量少。,（二）生料的无蒸煮工艺,生玉米粉无蒸煮工艺工艺流程： 防腐剂酒母玉米原料粉碎 调浆 糖化 发酵 蒸馏成品 工艺条件：粉碎粒度1.52.0mm，加水比：12.02.2，糖化酶用量：50单位每克原料，酵母细胞数106107个/mL。,（三）影响糊化率主要因素的讨论,1、蒸煮醪质量的确定方法（1）感官评定看色泽、尝甜味、摸颗粒。（2）糊化率糊化率（%）=糊精/总糖100%,2、影响糊化率的主要因素,（1）原料的粉碎粒度（2）加水比甘薯原料水=13.23.5，对于玉米原料为12.83.0 （3）预热温度和时间,（4）蒸煮压力、温度与时间（5）循环排汽时间与次数,
