淀粉加工设备equipment for starch production

从谷类、薯类、豆类及其它含淀粉的植物中提取淀粉的成套设备。提取淀粉一般要经原料的清理、浸泡、磨碎、分离、精制、脱水和干燥等工序，才能将原料中的纤维素、油脂、蛋白质和其它非淀粉物质分离开，得到洁白粉末状的淀粉。完成这些工序使用的主要设备有：破碎设备、浆渣分离洗涤设备、淀粉分离和洗涤设备、淀粉脱水设备和淀粉干燥设备等。
破碎设备 有粗破碎机(锉磨机、锤式粉碎机、玉米脱胚磨)和细（精）磨碎机(锥形钢磨、金刚砂轮磨、冲击磨等)两大类。细（精）磨碎机是用于对经过粗破碎后，由淀粉颗粒、麸质、种皮及含有大量淀粉的胚乳碎粒等组成的混合浆料进行精细磨碎。
锉磨机 又称刨丝机。其主要工作部件是一个直径为500～850毫米，宽度为150～350毫米的滚筒。滚筒表面装有许多锯齿钢条，它是由厚度为1～2毫米的具有一定韧性的高硬度合金钢制造，宽25毫米，两面均有齿，可调向使用。齿形近似等腰三角形，每10厘米长有80个齿，齿高2毫米。锯齿钢条间用硬木或钢制的分隔楔隔开，锯齿高出分隔楔面约1～1.5毫米。工作时，利用高速旋转的滚筒，将鲜薯破碎，从而使淀粉颗粒游离出来。滚筒转速一般为960～2000转/分。滚筒外部壳体内装有压紧装置，以控制粉碎程度，滚筒下方还配有孔径为2毫米的筛板。此机能获得较高的淀粉游离率，但锯齿易磨损，维修费用高。
锤式粉碎机 有锤碎机和锤片式粉碎机两种，适用于粉碎鲜薯和薯干片。锤碎机是利用冲击原理粉碎物料的。当薯块被高速旋转的锤头击碎，淀粉乳受离心力的作用，经筛孔流出，汇集到浆液出口处排出。纤维渣从筛筒内落入底部，由渣出口处排出，同时将洗水喷入筛筒中心，兼有洗涤和回收游离淀粉的作用。锤片式粉碎机（亦称万能粉碎机）与饲料粉碎机中的锤片粉碎机类同。
玉米脱胚磨 将浸泡后的玉米粒破碎，使其胚芽从玉米粒中剥离出来的一种设备。有立式和卧式两种。图1是卧式玉米脱胚磨。浸泡的玉米从进料口喂入两个凸齿圆盘之间，其中一个为固定齿盘，另一个为动齿盘，由电机驱动旋转。根据物料粒度及所需破碎程度，调整两齿盘的间隙，可获得较完整的胚芽。

图1 玉米脱胚磨

玉米脱胚磨的生产能力为1.5～8吨/小时，磨盘直径为400～900毫米，转速960～1450转/分，配用动力11～55千瓦。此磨因具有梯形状凸齿，便于改变齿间隙，故胚芽破碎少、收率高。
锥形钢磨 适用于以玉米、薯类和豆类为原料的小型淀粉厂。主要工作部件为安装在同一轴上的两对带斜纹齿的磨头、磨套。当物料从进料斗进入机内，由喂料螺旋将物料强迫送入小磨头和小磨套之间进行第一道磨，紧接着进入大磨头和大磨套之间进行第二道磨。根据物料性质及产量，可调整大磨头与大磨套之间的压力，使被磨物料达到要求后从出料口排出机外。
金刚砂轮磨 利用金刚砂盘之间的挤压、剪切和碾磨作用使物料磨碎的设备。有立式和卧式两种。卧式金刚砂轮磨结构与玉米脱胚磨相似，只是把齿盘换成磨盘。磨盘直径为400～600毫米，转速850～1 300转/分，配备动力7.5～30千瓦。工作时，物料从进料口进入静磨盘和动磨盘之间进行精磨，借助轧距调节手轮来调整两磨盘之间隙，使被磨物料达到所需要求后，从出料口排入分离洗涤工段。
金刚砂轮磨工作时因有砂粒脱落，仅适用于用流槽分离淀粉与蛋白的中、小型淀粉厂，对使用曲筛、碟片离心机、旋流器机组的淀粉厂不宜使用此机。
冲击磨 适用于现代化程度较高的大、中型淀粉厂。它是一种主要靠撞击力来粉碎物料的高速粉碎机，有立式和卧式两种。图2所示为立式冲击磨。物料从进料斗均匀地喂入高速旋转的旋转盘上，在离心力作用下穿越柱销，受连续的撞击作用，最后撞在齿圈上，粉碎物料从底部出料口排出。
冲击磨的主要参数是：转盘直径为φ450～1000毫米，线速最高可达100～110米/秒，配备动力22～110千瓦，处理量为1～5吨玉米/小时。此磨皮渣大，有利于筛分；渣中联结淀粉少，淀粉游离率高，质量好。但动力消耗大。

图2 立式冲击磨

1. 定盘； 2. 动柱销； 3. 定柱销；4. 进料斗； 5. 旋转盘； 6. 轴承座； 7. 齿圈； 8. 传动三角带； 9. 调节螺杆；10. 电机

浆渣分离和洗涤设备 利用筛面从淀粉糊浆中筛洗出游离淀粉，使浆渣分离的设备。有振动平筛、回转圆筛或六角筛、离心筛、射流筛、曲筛等。
离心筛 广泛应用于中、小型淀粉厂，适宜各种淀粉原料的浆渣分离。一般由2～5台串联使用，采用糊浆与清水流向相反的逆流洗涤方法。离心筛有立式和卧式之分。其中卧式应用较多，它的工作部件是一个装在密闭的不锈钢罩壳内的圆锥形筛篮，内衬筛网。淀粉糊浆通过中心进料管进入筛篮底部，在离心力作用下，浆液（粗淀粉乳）通过筛孔甩出，汇集到排出口；粉渣沿筛面向锥形筛篮大端移动，连续排出机外。清洗水经喷管喷洒在筛面物料上，将渣中淀粉粒洗出，以提高分离效果。
卧式离心筛的主要参数：筛理面积为0.5～1.5米²，筛篮大端直径为600～1 000毫米，锥角55°～60°，转速700～960转/分，配备动力3～20千瓦。
曲筛 一种静止的高效筛分设备。有重力式和压力式两种喂料方法，它在大、中型淀粉厂得到广泛的应用。重力曲筛[图3(a)]用作浸泡玉米的脱水、胚芽的筛分和洗涤；压力曲筛[图3 (b)]则用于渣浆的分离和洗涤等。重力曲筛和压力曲筛的工作原理基本相同，如图3 (c)所示。操作时湿物料在适当的速度下，从切线方向引向有一定弧度的凹形筛面，物料与筛缝成直角流过筛面，物料流撞在筛条的锋利刃上，被切割分开，淀粉乳通过长形筛缝流入筛箱中，筛上物继续沿筛面下流时被滤去浆液，从筛面下端排出。
曲筛的规格用筛面所包的圆心角来表示，有45°、50°、120°和300°几种。筛面用不锈钢楔形棒条编成，重力曲筛筛棒间隙为0.35～3毫米，压力曲筛筛棒为0.053～0.297毫米。

图3 曲筛

淀粉分离与洗涤设备 利用淀粉、麸质和水三者的比重差，借助离心力将其分离的设备。
碟片喷嘴型分离机 用于分离淀粉乳中蛋白质或淀粉洗涤浓缩。其分离原理如图4所示。当淀粉乳进入高速旋转的转鼓中心流向碟片时，在离心力作用下，比重较大的淀粉通过转鼓周围的喷嘴排出，含蛋白质的废水，由转鼓组件上部的专用“向心泵”（亦称撇液盘）排出，可直接送入蛋白质（麸质）浓缩离心机或其他分离机。为了清洗淀粉，转鼓内装有清洗水管，轴的下端装有清洗水泵，清洗水由清洗水泵增压，通过空心轴进入转鼓内的排泄孔，有助于排出含淀粉悬浮多的溶液。分离效率和生产能力决定于： ❶转鼓中液体的浓度；
❷清洗水用量；
❸物料在转鼓中停留的时间；
❹物料温度；
❺喷嘴的大小；
❻转鼓的转速。通常该机小时处理量为15～30米3，转鼓直径为445毫米，转速为4 410转/分。

图4 碟片喷嘴型分离机

用于淀粉加工的碟片喷嘴型分离机，根据所起作用不同而结构也有所区别。图4所示的分离机在玉米淀粉生产中用作初级分离蛋白；在小麦淀粉生产中用于A淀粉(淀粉颗粒较大，蛋白质含量较少)精制；在马铃薯和食用木薯淀粉及变性淀粉生产中用于淀粉的洗涤。若去除清洗水泵后就成了浓缩机，在玉米淀粉生产中用于淀粉乳的浓缩；在小麦淀粉生产中作为预浓缩机；在马铃薯淀粉生产中用于汁水分离。若再去除向心泵并增加浓缩物的外部循环装置，则可用于玉米麸质浓缩及小麦B淀粉(淀粉颗粒较小，蛋白质含量较多)的浓缩。
旋液分离器 分离淀粉和蛋白质的一种新型淀粉精制设备，简称旋流器。自20世纪50年代以来被世界各国应用于淀粉行业，由6～15台串联组合成淀粉逆流洗涤系统，每台由数十至数百个直径为8～15毫米的尼龙旋流管并联组成，机壳材质为铸铜或不锈钢，各台之间用泵、不锈钢管、阀等连接而成一个系统。
旋流器工作原理如图5所示。含蛋白质的淀粉乳用泵以600～800千帕的压力从进料口泵入机内，切向进入各旋流管内，在离心力作用下，轻质（蛋白）从溢流口排出，重质（精淀粉乳）从底流口排出。

图5 旋液分离器

旋流器可组合成澄清型和浓缩型两种流程。澄清型主要产品是轻液，如过程水的处理，回收干物质等；浓缩型主要用于浓缩产品，如淀粉乳浓缩等。
卧式螺旋沉降离心机 一种利用离心力来进行固液分离的机器，简称卧螺。该机在玉米淀粉生产中主要用于麸质、纤维的连续脱水；在马铃薯淀粉生产中用于分离汁水、浓缩淀粉和热凝蛋白的脱水；在小麦淀粉生产中用于A淀粉、B淀粉和麸质的分离、淀粉浓缩和细纤维脱水。
卧螺的结构如图6。工作时，悬浮液通过进料管进入螺旋输送器的加料仓内，经螺旋筒体加速，悬浮液从筒体上的出料孔甩到转鼓内，由于转鼓强大离心力场使悬浮液很快在鼓内分为两层，较重的固相物沉降于鼓壁，形成外环固相层，较轻的液相物形成内环液相层；在螺旋输送器以一定的转速差的推力作用下，固相物料沿鼓壁向转鼓小端移动，由于空腔体积逐步缩小而加速排水，当到达小端出渣孔时已干燥到所需的含湿量，受离心力的作用从出渣口甩出。澄清液在离心力的侧压力作用下，由转鼓大端的溢流环口排出。该机是通过改变喂入量、转速和溢流口的孔径来调整固相物和澄清液的要求。为了避免机器因超负荷而毁坏，在差速器的一端装有过载保护装置。转鼓及其它与物料接触的部件均用不锈钢制作。其主要参数：转鼓直径为160～650毫米，转速2 600～6 000转/分，长径比1.6～3.7，配备功率75～110千瓦，生产能力1.5～90米³/小时。

图6 卧式螺旋沉降离心机

1.差速器；2.外壳；3.转鼓；4.螺旋输送器；5.溢流环；6.进料管

淀粉脱水设备 用离心力或真空过滤的办法脱去精制淀粉乳中部分游离水的机器。淀粉行业中通常应用的有三足式离心机、刮刀卸料离心机和真空吸滤机三种。图7是在中国应用最广的卧式刮刀卸料离心机。工作时，从水管进水清洗滤布与滤网，淀粉乳从进料管进入高速运转的转鼓内，在离心力的作用下，淀粉乳中的大部分游离水经滤布、滤网及转鼓壁的小孔甩出，流向排液阀，湿淀粉则被阻留在转鼓内的滤布上，达到要求水分后，由自动刮刀将滤布上的湿淀粉刮下，排出机外。每个操作周期中的洗网、进料、脱水、卸料等操作，是由电器控制液压系统顺序完成的。

图7 卧式刮刀卸料离心机

该机转鼓直径为800～1 200毫米，转速为800～1 400转/分，配备功率为30～45千瓦。与物料接触部分均用不锈钢制作。
淀粉干燥设备 中国淀粉生产厂在20世纪70年代使用较多的是气流式淀粉干燥设备。它将脱水后的湿淀粉(含水分40%左右)混于经净化的高温气流中，瞬间即可干燥到成品淀粉含水量要求。淀粉气流干燥成套设备有一级干燥和二级干燥两种。按输送气流方式可分有正压和负压输送两种。正压输送式一级气流干燥设备是使蒸汽通过翅片式热交换器将冷的净化空气加热至130℃左右，湿粉通过加料器连续均匀加入与热气流混合，由风机的叶片将湿淀粉团块打散并送入干燥管内，干燥的淀粉从旋风分离器中收集装袋。飞粉通过除尘器被回收，废气排入室外空间。在除尘器前再串联一套与上述结构相同的设备，即组合成二级正压气流干燥设备。正压气流干燥系统若风网系统密闭不严，会引起粉尘飞扬。负压式一级气流干燥系统是利用风机产生的负压，将冷空气通过热交换器加热后吸入干燥管内，与由螺旋输送器送入干燥管的湿料相遇。干燥后的物料经旋风分离器排出， 飞粉由风机送入除尘器回收。这种干燥系统可避免粉尘飞扬。正负压结合的两级气流干燥系统， 是把负压干燥排出的热风与飞粉补充部分热量后， 作为一级干燥的热源，能降低排气温度， 热效率高， 飞粉损失少。

淀粉加工设备starch collecting equipment

以谷物、薯类、豆类等为原料制取淀粉的机械和设备。一般有原料清理与清洗设备；原料浸泡设备、粉碎机械；浆渣分离筛、蛋白质分离机械；淀粉洗涤、干燥与整理机械等。卧式玉米脱胚磨，是将浸泡后的玉米粒经两个凸齿圆盘破碎，使其胚芽从玉米粒中剥离出来的一种设备。