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玉米深加工

2020-02-26 06:27
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  玉米深加工是优化产业结构,延长产业链,增加产品附加值的具体表现,也是解决三农问题的一个重要措施。比如可以提炼生物酒精。用玉米做酒精解决能源问题。再如:玉米胚芽粕、酒精胚芽粕饲料、玉米皮喷浆、玉米皮、玉米蛋白粉、麸皮等。

  玉米不仅是人们的口粮和“饲料之王”,也是重要工业原料,可加工成的工业产品达3000多种。来我国玉米工业加工迅速发展,消费的玉米大幅度增加,对我国乃至世界的玉米供求平衡和流通格局都产生了重大的影响。

  全面认识和深入研究玉米工业加工发展的重要作用及其所带来的影响,制定科学的发展对策,对于主动搞好粮食宏观调控,保持玉米供求平衡,促进我国经济健康发展都有着极为重要的意义。

  玉米作为主要的粮食作物,一直以来是商品市场上的大品种,“老玉米”又添加了“新身份”,除了最基本的农业种植以及初级的食品、饲料加工以外,还出现了采用物理、化学方法和发酵工程等工艺技术对玉米进行深度的加工。玉米深加工产品主要有玉米淀粉、玉米蛋白粉变性淀粉、玉米淀粉糖、玉米油、食用酒精燃料乙醇谷氨酸、赖氨酸、聚乳酸木糖醇、化工醇、蛋白饲料、纤维饲料等数千个品种,玉米深加工产品广泛应用于纺织、汽车、食品、医药、材料等行业。 随着加工层次的不断加深,形成玉米经济系统。

  全球有两大著名玉米黄金带,分别位于美国和中国。中国是全球第二大玉米生产国,同时也是全球第二大消费国,曾经局限于食物和饲料为主要消费的玉米如今有了巨大变化,除了稳步增长的饲料消费外,这些年玉米深加工业飞速发展。

  玉米是三大粮食作物中最适合作为工业原料的品种,也是加工程度最高的粮食作物。玉米加工业的特点是加工空间大、产业链长、产品极为丰富,包括淀粉、淀粉糖、变性淀粉、酒精、酶制剂、调味品、药用、化工等八大系列,但主要是淀粉及酒精,其它产品多是这两个产品更深层次的加工品或生产的副产品,这些深层次的加工品或副产品其价值相当高即具有较高的附加值,随之便可带来高利润。

  综上所述,工业玉米消费属于玉米产业中的朝阳行业,是玉米总消费中增长最快的部分,玉米加工在食品、医药、化工等领域得到了很多应用,正处于高速成长期,未来需求前景看好。随着中国玉米加工业程度不断深化,产品链不断拓展和延伸,玉米深加工行业市场规模和潜力巨大。

  除去玉米中的石子、铁丝、草棍等各种杂质,经过直径6毫米的筛子筛分,除去小粒玉米和泥土,得到籽粒大小均匀的玉米。这道工序最好使用清选机,既节省人工,又可得到高质量的玉米籽粒。

  清选过的玉米先进行水分调节,用热蒸汽或90℃以上的热水浸泡3~5分钟。然后用碾米机或卧式脱胚机将玉米碾破,玉米胚和皮脱落下来,用风选机除去。玉米cha用钢磨加工成细玉米面。

  往玉米面中加入适量的水,在搅拌机中搅拌均匀,搅拌的时间不少于15分钟,使水分完全渗透到淀粉颗粒中。

  这是加工玉米米的关键工序。搅拌均匀的玉米面,直接放入玉米米成型机中,经加热挤压膨化成型。在挤压机的出料口,经过切断刀,连续不断地切成米状颗粒。切断刀的转速一定要调整合适,否则玉米米不是过长就是过短,要尽量使玉米米的形状与大米相似。

  从成型机出来的玉米米,含水量仍然很大,容易粘连成块,必须进行冷却,使粘连的米粒散开,然后放入烘干机进行烘干。烘干机内的温度控制在200℃左右,烘至含水量5%以下。

  用孔径1.5毫米的筛子进行筛分,除去粉末、碎米和大颗粒、粘连粒,使米粒整齐均匀。

  经筛选的玉米米立即用塑料袋定量包装,包装规格根据需要而定。可以在玉米面中加入小麦面、豆面等杂粮面,制成富含各种营养的“营养米”。

  先将玉米米用冷水洗一遍。蒸干饭:1千克米加水0.75~0.9千克;焖干饭:1千克米加水1.1~1.3千克,焖至闻到饭香即可;煮稀饭:根据需要酌情 加水,开锅后煮10分钟即可;煮二米饭:待大米开锅时将玉米米下锅,掺匀后盖锅,开锅后用小火再焖20~30分钟。

  以世界上玉米产量和深加工量第一的美国为例,开发玉米产品就有3000多个,深加工消费玉米量从1999年的4810.7万吨增长到2003年的6324.6万吨,平均年递增7.5%,人均消耗玉米更是达到了88公斤。

  中国玉米加工业虽然起步较晚,从20世纪80年代几十万吨消费量到90年代以每年10%的速度快速增长,如今开发了上百个产品,2005年工业消费达1100万吨,所占玉米总消费比例亦从0.5%增长到了13.4%。虽然玉米深加工产品众多,但主要集中于乙醇、淀粉及化工醇等相关领域。

  随着中国淀粉工业的发展,对淀粉的需求正在增长,而淀粉加工业中玉米淀粉所占比重也在不断增加,行业高层人士估计未来五年内,中国玉米淀粉产量料平均年增5-10%,因食品添加剂需求增加。

  淀粉糖是我国食品工业的重要原料,是人们日常消费食糖的有益补充。进入2000年以来,淀粉糖发展形势看好,攀升很快。1999年蔗糖产量880万吨,而淀粉糖仅60多万吨。市场放开后,蔗糖连年亏损局面越来越重,全国糖业连续4年亏损累计人民币100亿元。

  由此国家制定一些措施,促使淀粉糖大幅度增长,我国淀粉糖2000年度约67万吨,主要是液体葡萄糖浆和麦芽糖占到60%以上,果葡糖浆产量很少,实际产量不到1万吨,而且产品都为淀粉糖的初级产品。但是到了2005年,淀粉糖的产量达到了420万吨,而国家农业部预计2006年淀粉糖产量达到520万吨,将替代食糖消费量50万吨左右。淀粉糖甜度和生产成本相对较低,属于国家鼓励发展的行业,其产能正不断扩大,低价淀粉糖产量不断增加。

  变性淀粉是在淀粉具有的固有特性基础上,为改善其性能和扩大其应用范围,而利用物理方法、化学方法和酶法改变淀粉的天然性质,增加其性能或引进新的特性而制备的淀粉衍生物。

  变性淀粉是近几年新发展起来的产品,用途广泛,国外已开发出3000多个品种,而中国只开发出50多个品种。它广泛应用于造纸、纺织、食品、饲料、医药、日化、石油等工业,使用量最大的是造纸、食品和纺织品等行业,前景很好。

  变性淀粉的最大用户是造纸,最有发展前途的是食品。美国是世界变性淀粉最大的生产国,年产约200万吨,主要用于造纸。美国年产纸及纸板7000万吨,使用150万吨的变性淀粉,占纸及纸板重量的2.1%,占美国变性淀粉总产量的3/4。

  中国有丰富的淀粉原料资源,中国已有生产40余万吨变性淀粉的能力,但实际生产只有20余万吨,此外每年还从国外进口几千吨。国内迄今最大的用户是造纸行业,每年用8万多吨变性淀粉,1997年中国纸及纸板年产量已达2700万吨,变性淀粉用量只及纸及纸板的千分之3。

  近几年,国家重点组织了多项玉米变性淀粉技术产业化开发,实现了关键设备国产化,逐步解决中国变性淀粉品种少、系列化程度低,部分产品还需进口的状况。部分产品可替代国外同类产品。2004年,中国变性淀粉实际产量在50万吨左右。中国各业变性淀粉需求量年平均递增速度达到27%,远远高于中国经济发展速度。玉米变性淀粉加工产业化示范项目使玉米生产变性淀粉产品的附加值显著提高,是玉米原值的几十倍,发展变性淀粉产业潜力巨大。随着技术的不断进步与发展创新,变性淀粉是淀粉深加工的必然趋势。

  以玉米为原料生产的燃料酒精价格低廉且环保,而且燃料酒精绝不会引起汽车发动机的不良反应,市场潜力巨大。在中国,汽车喝“酒”——玉米替代石油的时代已来临。

  由于机动车增多造成的碳氧化合物污染严重,乙醇汽油担负环保之责。所谓乙醇汽油,是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成的一种新燃料。2004年年底,东北三省及河南省已经实现或开始全省推广的计划,如今黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省全省将封闭推广乙醇汽油,禁止销售普通汽油。另外湖北9个地市、山东7个地市、江苏5个地市、河北6个地市成为了局部试点城市。按照通知的精神,到2005年底,上述各省、市辖区范围基本实现车用乙醇汽油替代其他汽油。燃料乙醇总产量国家会控制在500万吨到700万吨。也有数据表明,随着能源价格持续高位,中国燃料乙醇需求量每年将以500万吨速度增长。

  不过乙醇汽油仅仅是乙醇运用的第一层次,其行业发展将是跳跃式的。在车用燃料领域,随着国家“乙醇汽油政策”的推出,在未来10年内,其需求量每年将近千万吨,这只是乙醇的初期市场。乙醇的中期市场是作为燃料电池的燃料。乙醇可以分解出氢,可间接或直接用作燃料电池燃料,在低温燃料电池,诸如手机、笔记本电脑以及新一代燃料电池汽车等可移动电源领域有非常广阔的应用前景。

  而乙醇的远期市场是石化工业。在未来20年内,乙醇将顺理成章地进入石化基础原料领域。用乙醇生产乙烯的技术已经成熟,是优良的日用化工基本原料。 因此,乙醇作为一种可再生的循环资源,不仅是一种新兴能源,还可以生产乙烯,支撑“后石油时代”的石化工业,从而成为本世纪新兴基础产业。

  玉米化工醇的地位相当于石油化工中的乙烯。有了玉米化工醇,就能衍生出石油化工醇所能生产的一切产品,比如合成纤维工程塑料、特种树脂、聚氨酯,几乎无所不能。玉米化工醇与石油化工醇具有同样的分子式,同样的用途,唯一的差别就在于原料不同。

  玉米化工醇用在纺织上,着色度更好。玉米化工醇的投产和应用,使玉米深加工的发展空间更加广阔。生产1吨化工醇,需要消耗石油8吨,如用玉米取代石油,仅消耗玉米1.76吨。用石油生产的吨成本是7000元左右,而用玉米生产的吨成本是4200元左右。玉米产业的资源和成本优势由此可见。玉米化工醇生产使玉米深加工科技含量提高,石油化工醇能够生产的产品,玉米化工醇同样能生产出来。

  在国际能源价格居高不下的情况下,玉米作为重要可再生能源的属性更加突出,其市场前景和开发潜力将非常广阔。

  玉米油是玉米深加工的产品之一,我国的玉米含油率一般在3.5%~4%左右,国外培育出的高含油玉米的含油率可达7.2%~7.5%,我国培育出的高油玉米可达8%~10%。在玉米深加工过程中生产的玉米油,可再进一步加工成玉米色拉油,可以使玉米增值。

  玉米油是一种值得大力推广的食用保健植物油,它的不饱和脂肪酸含量高达85%以上,主要有油酸和亚油酸,吸收铝达97%以上,是一种很好的功能性保健食品。长期食用不仅供给人体热量,也是人体营养所必需。玉米油中含有的谷固醇,具有抑制胆固醇增加,减轻动脉硬化,治疗冠心病,促进人体健康的作用。随着人们生活水平的提高,玉米油的市场需求将会越来越大。

  玉米粕是玉米油生产的副产品,是一种以蛋白质为主要成分的营养物质,符合现代营养理念,国内供不应求,市场潜力大,经济效益高,前景广。

  玉米糖化、发酵精馏后的废渣经脱水干燥得到的粉状或加工成颗粒状可制成DDGS蛋白饲料。玉米原料在发酵过程中只消耗淀粉,其它营养成分不仅未减少,而且相对增加,如增加蛋白质,使氨基酸的组成更加合理。DDGS产品经测试表明,它含有18种动物生长所需要的氨基酸,亦有作食品添加剂之用的。国内外大量实验和实际应用表明,DDGS作用牛、鸡、鱼的混配饲料,增重快、产出高、成本低、效益好。我国DDGS生产是近十年发展起来的新型产业,其生产能力较小,据行业协会统计,DDGS年生产能力约25万吨,还没有形成大的生产能力,因此根本满足不了国内饲料业对蛋白饲料的需要。2001年,蛋白饲料的总需求量只满足了50%,市场潜力巨大。

  玉米等农作物中提取的一种水溶液性蛋白,是蛋白质的精华,是超氧化物歧化酶。具有抗衰老作用,可直接被人体迅速吸收、参与调节新陈代谢过程,是护肤、美容化妆品和保健品中必不可少的重要原料,市场需求量大,货源紧缺,价格逐年上升超氧化物歧化酶在国际上更是供不应求。

  玉米是世界上最重要的食粮之一,玉米的营养成分优于稻米、薯类等,缺点是颗粒大、食味差、粘性小。随着玉米加工工业的 发展,玉米的食用品质不断改善。形成了种类多样的玉米食品。玉米能有以下的加工途径,使其变成一个新的事物,增加玉米的价 值。

  (1)特制玉米粉和胚粉:玉米籽粒脂肪含量较高,在贮藏过程中会因脂肪氧化作用产生不良味道。经加工而成的特制玉米粉 ,含油量降低到1%以下,可改善食用品质,粒度较细。适于与小麦面粉掺和作各种面食。由于富含蛋白质和较多的维生素,添加 制成的食品营养价值高,是儿童和老年人的食用佳品。

  (2)膨化食品:玉米膨化食品是70年代以来兴起而迅速盛行的方便食品,具有疏松多孔、结构均匀、质地柔软的特点,不仅 色、香、味俱佳,而且提高了营养价值和食品消化率。

  (3)玉米片:是一种快餐食品,便于携带,保存时间长,既可直接食用,又可制作其他食品,还可采用不同佐料制成各种风 味的方便食品,用水、奶、汤冲泡即可食用。

  (4)甜玉米:可用来充当蔬菜或鲜食,加工产品包括整穗速冻、籽粒速冻、罐头三种。

  (5)玉米啤酒:因玉米蛋白质含量与稻米接近而低于大麦、淀粉含量与稻米接近而高于大麦,故为比较理想的啤酒生产原料 。

  古今中外,无论是贵为帝王将相,还是平民百姓,喜欢吃些玉米类食品的不乏其人,为此,先辈开发了许多种玉米的吃法,为我们留下了宝贵的饮食遗产。营养学家一致公认,在人类所有的主食中,玉米的营养价值和保健作用是最高的。下面给大家分析下玉米深加工的意义。

  玉米所含维生素是稻米、小麦的5-10倍。玉米,又名苞谷、棒子、玉蜀黍。玉米中含有大量的营养保健物质,除了含有碳水化合物、 蛋白质、脂肪、胡萝卜素外,还含有核黄素等。

  专家们对玉米、稻米、小麦等多种主食进行了营养价值和保健作用的各项指标对比,结果发现,玉米中的维生素含量非常高,为 稻米、小麦的5-10倍,而特种玉米的营养价值又高于普通玉米。甜玉米的蛋白质、植物油及维生素含量比普通玉米高1-2倍,“生命元 素”硒的含量则高8-10倍,所含有的17种氨基酸中,有13种高于普通玉米。

  玉米深加工认为,从健康的角度说,人们食用玉米油远比食用花生油及其他植物油的好处要大。在磨得很粗的玉米面中含有大量 白胺酸和麸胱甘肽,能抑制抗癌药物对人体产生的副作用,还能抑制肿瘤生长。因为麸胱甘肽能像枷锁一样锁住致癌物质的生长,使 其失去毒性,最终将其排出体外。

  为推进玉米收储制度改革,促进黑龙江省玉米深加工产业健康发展,省政府决定将全省2015年产品销售收入2000万元及以上或具备年加工能力10万吨及以上,生产淀粉类或酒精类产品的玉米深加工企业在2016年11月1日至2017年4月30日期间收购入库,并于6月30日前加工消耗的省内2016年新产玉米,每吨给予300元补贴(标准水分)。

  2016年10月18日《吉林省玉米深加工企业财政补贴管理办法》发布。该办法规定吉林省将对省内具备10万吨以上玉米年加工能力、就地采购加工且有自建仓储设施,玉米深加工企业收购入库且6月底前实际加工消耗的2016年省内新产玉米,每吨给予200元补贴。补贴时间为2016年11月1日至2017年4月30日。

  玉米深加工综合利用技改项目的生产废水主要包括污冷凝水、设备冲洗废水、车间冲洗水、生活污水、锅炉废水和冷却系统排水,其中锅炉废水和冷却系统排水不需处理,可以直接排放。废水经处理之后需达到污水综合排放标准(GB8978—1996)一级标准。

  玉米深加工行业排水在凸显行业共性的同时,由于其产,话的多样性,废水的成分较为复杂,并且因产品不同,污染程度差别较大,比如,酒精废水的污染程度比其他产品较高,且C/N比失衡;生产过程中的蒸发冷凝液的污染程度相对较低;排水水温相对较高,大部分需进行冷却处理等等。

  污水处理工艺流程为:综合废水一格栅一调节池一UASB一沉淀池一CASS一混凝沉淀池一出水。综合废水由生产车间通过管道输送到污水处理站,经过格栅除去废水中部分悬浮物,自流进入到调节池,均化水质水量,并去除污水中的较大牲径悬浮物。为防止水中悬浮物在调节池中沉淀,影响调节池的正常工作,调节池中设预曝气系统,定时对其进行预曝气处理。

  调节后的污水经潜污泵进入UASB系统,通过厌氧污泥的生物代谢作用,污水中大部分有机污染物被降解,UASB反应器处理后污水自流进入竖流沉淀池,分离去除水中的悬浮性污泥和少量的有机污染物,ag娱乐下载,污水经过沉淀之后自流进入CASS反应池进行好氧生物处理,在好氧污泥的作用下,水中大部分剩余有机污染物被降解去除,CASS出水自流进入混凝沉淀池(二沉池),通过混凝沉淀处理。去除水中悬浮性有机污染物,混凝沉淀后出水排放。

  玉米深加工废水处理工程由预处理系统、物化处理系统、厌氧处理系统和好氧处理系统组成。

  预处理系统包括格栅井和调节池,以去除大块漂浮物,均化水质水量。调节池内设有预曝气的管道系统,利用鼓风机通入压缩空气,将污水充分混合,并使废水中的可溶性染料重新被氧化为不溶性物质,保证后续处理系统连续正常运转。

  厌氧处理厌氧处理中高浓度有机废水具有设备负荷高,营养物需要量少,剩余污泥产量少、不需要曝气、运行成本低并能够回收能量等优点,是处理高浓度有机废水最常用的方法之一。在酵母废水这样高COD废水处理中,厌氧处理的效果决定了整个生化处理的成败。随着生物量提高、抗负荷冲击性、耐毒性的高效反应器的开发.使厌氧处理难降解、高浓度废水应用越来越广泛。在UASB污泥床层与三相分离器之间加入不同的填料层,既具有利用厌氧生物滤床收集悬浮污泥的特点,提高出水水质,又可改善传统UASB反应器悬浮污泥床层处理效率低的问题,有效降低了氨氮及硫酸盐的抑制作用,达到较好的效果.没有发生堵塞。针对UASB上升流速低。残余酵母细胞在污泥床内积累,有置换厌氧污泥的危险及UASB对污染负荷敏感等缺陷,内循环厌氧反应器在酵母废水处理中得到应用,COD去除效率在80%左右。

  好氧生化处理系统采用二级好氧法。第一级采用活性污泥曝气池,中沉池为竖流式沉淀池,中沉池中污泥回流至水解酸化池;第二级采用生物接触氧化池,二沉池采用竖流式沉淀池。这样能相对培养出不同的属性菌种,有利于提高处理效率,和不分段曝气池比较能缩短曝气时间和节省曝气量。而且第二级采用接触氧化法,可提高处理效率,减少占地、节省能耗。二沉池后设快滤池,主要用于去除二沉池出水中的悬浮物(主要为脱落的生物菌膜)。预期二沉池出水各项指标均可达标,故通常无需经快滤池便可直接排放。

  从废水的水质来看,COD浓度较高、呈酸性,易酸化变质。同时为了防止水中悬浮物在调节池中沉淀,影响调节池的正常工作,调节池中设预曝气系统,定时对其进行预曝气处理。采用UASB厌氧反应器可有效提高污泥负荷率,废水在反应器内的水力停留时间较短,因此所需池容大大缩小,设备简单,运行方便,无需设沉淀池和污泥回流装置,不需要充填填料,也不需在反应区内设机械搅拌装置,造价相对较低,便于管理,而且不存在堵塞问题。好氧处理采用CASS工艺,有效抑制了污泥膨胀。在废水流量低于设计值时,CASS系统可以调节液位计的设定值,使用反应池的部分容积,或调节反应时间,从而避免了不必要的电耗。CASS净化过程通过自动控制,劳动强度低,处理费用大大降低。

  UASB反应器污泥床达到稳定所需时间较长,进水负荷过高、过快容易造成系统冲击、污泥流失,容易造成系统冲击;进水负荷跟不上不利于污泥的快速增长与繁殖,因此应延长启动时间。实际运行过程中,由于受生产淡季和旺季的影响,水质、水量都有较大的变化,因此应根据实际情况调整各处理构筑物的运行条件,使出水最终达到排放标准。增加预曝气可有效防止调节池在夏季散发臭味。冬季气温较低时可增加CASS池曝气量,强化生物作用,保证处理效果。

  在废水处理设计时,应该考虑到,针对玉米深加工行业产业链较长,产品组成较为复杂,不同产品的排水水质又有所不同的特点,有针对性地制定处理方案。比如玉米淀粉装置蒸发冷凝液,由于其温度较高,所以其捧水必须先经过冷却塔后才能进入后续处理装置;再如针对淀粉废水中淀粉含量较高,制定经混凝反应进入斜板沉淀器再经板框压滤机压滤脱水后回用的方案。而在调节池、预酸化池、生物法反应器顶部容易散发臭气,其中含有少量的还原性酸硫化合物。为了控制这些气体的污染,由引风机将这些废气通过管道收集系统输入涤气塔,在涤气塔顶端用碱液喷淋吸收废气中的异味物质加以除臭。

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