楊志強(qiáng) 于濤 張春泓

摘要：本文主要論述了以玉米粉為原料采用新技術(shù)、新工藝生產(chǎn)淀粉糖比較采用玉米淀粉為原料生產(chǎn)淀粉糖的傳統(tǒng)工藝，既可以節(jié)能降耗，還可以降低淀粉糖生產(chǎn)成本300元/噸。在解決環(huán)保問題的同時(shí)為淀粉糖企業(yè)提高了經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：玉米粉 淀粉糖 節(jié)能降耗 降低成本

0 引言

我國目前是世界上緊次于美國的第二大玉米生產(chǎn)國，年產(chǎn)玉米1.5億多噸，東北地區(qū)有4500多萬噸的玉米產(chǎn)量。除飼料工業(yè)每年可消耗大量的玉米外，現(xiàn)在我國已經(jīng)形成了玉米淀粉、酒精、有機(jī)酸、淀粉糖等一系列玉米深加工產(chǎn)品，其中淀粉糖產(chǎn)量2008年已經(jīng)達(dá)到728萬噸，液體糖已有518萬噸，產(chǎn)量很大。但目前國內(nèi)生產(chǎn)淀粉糖，原料大都采用淀粉，生產(chǎn)成本高，副產(chǎn)品利用率低，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。與濕法玉米淀粉生產(chǎn)技術(shù)相比，干法脫胚或改良濕法制備玉米粉可減少環(huán)境污染，節(jié)約設(shè)備投資費(fèi)，節(jié)能節(jié)水，降低二氧化碳排放量，生產(chǎn)成本降低。上個(gè)世紀(jì)80年代，我國曾經(jīng)有過用玉米粉生產(chǎn)淀粉糖，但由于技術(shù)和裝備落后，生產(chǎn)的淀粉糖質(zhì)量差。采用新技術(shù)、新裝備可以實(shí)現(xiàn)從玉米粉生產(chǎn)出高質(zhì)量的淀粉糖，不但降低了淀粉糖生產(chǎn)成本，提高了淀粉糖質(zhì)量，而且資源利用率高，環(huán)境友好，具有很好的發(fā)展?jié)摿?，市場前景廣闊。

1 淀粉糖生產(chǎn)技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

隨著淀粉糖行業(yè)的飛速發(fā)展，淀粉糖行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)也在不斷更新，比如，噴射液化技術(shù)、連續(xù)糖化技術(shù)、自動化控制技術(shù)、連續(xù)結(jié)晶技術(shù)等技術(shù)在淀粉糖生產(chǎn)中的應(yīng)用，使我國以淀粉為原料生產(chǎn)淀粉糖的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟[1]，技術(shù)水平也已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平。目前國內(nèi)外的大型淀粉糖生產(chǎn)企業(yè)，大都以淀粉為原料，經(jīng)調(diào)漿、噴射液化、糖化、脫色、離交、濃縮、結(jié)晶等技術(shù)生產(chǎn)淀粉糖漿或結(jié)晶淀粉糖。產(chǎn)品質(zhì)量的提高和生產(chǎn)成本的降低在沒有新技術(shù)的引進(jìn)和支持下，幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。早在上個(gè)世紀(jì)八九十年代我國淀粉糖生產(chǎn)才剛剛起步的時(shí)候，大都以玉米粉原料生產(chǎn)淀粉糖，粗質(zhì)原料再加上生產(chǎn)技術(shù)比較落后，根本就無法生產(chǎn)出高品質(zhì)的淀粉糖。現(xiàn)如今基本上都發(fā)展成以大淀粉廠帶動淀粉糖廠的發(fā)展模式了。以玉米粉為原料生產(chǎn)淀粉糖最大的問題是，液化、糖化效果不好，糖轉(zhuǎn)化率低，糖漿顏色較深，精制比較困難[2]。由于生玉米內(nèi)其淀粉粒結(jié)構(gòu)，淀粉粒內(nèi)存在相當(dāng)比例抗酸抗酶的晶體結(jié)構(gòu)而不利于酶的作用，高溫噴射液化能糊化玉米中的淀粉粒，可促使晶體結(jié)構(gòu)不可逆地解體，使淀粉顆粒能被酶充分水解。由于生產(chǎn)淀粉，不用建淀粉車間，所以投資少，可降低淀粉糖生產(chǎn)成本，同時(shí)解決了淀粉車間能耗高，用水量大，廢水排放量大的問題，因此，節(jié)能降碳、節(jié)水效果明顯。

目前，國內(nèi)外的淀粉糖精制技術(shù)，大都采用活性炭脫色，離子交換精制，但也只能去除顏色、離子等雜質(zhì)，無法用玉米粉生產(chǎn)出高質(zhì)量的淀粉糖，而且活性炭回收成本太高，直接排放又造成環(huán)境污染。

在科技飛速發(fā)展的今天，許多新技術(shù)，新材料，新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，使解決以前存在的無法解決的問題成為可能。膜技術(shù)作為一種新型的分離技術(shù)，具有節(jié)能高效的特點(diǎn)，是一種純物理分離技術(shù)，無相變；分子級分離，分離徹底，分離效率高，對分離物質(zhì)無破壞性[3]；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，采用全封閉生產(chǎn)，無二次污染。其在各行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，尤其是在水處理和醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。它是目前大生產(chǎn)中解決清潔生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品得率，降低生產(chǎn)成本的一種可靠的技術(shù)手段[4]。

目前國內(nèi)也有一些單位對脫胚玉米粉直接酶法糖化生產(chǎn)淀粉糖進(jìn)行過研究，但在一些關(guān)鍵技術(shù)上如玉米蛋白、脂肪的分離技術(shù)未能得到有效地解決，蛋白含量高，使生產(chǎn)的糖漿渾濁，色澤暗，熬溫低。脂肪含量高，易產(chǎn)生蠔敗。玉米經(jīng)脫胚后，雖然蛋白質(zhì)和脂肪含量均有所降低，但仍要采用一些關(guān)鍵技術(shù)，最大限度地去除蛋白和脂肪，提高淀粉糖純度。

2 干法玉米粉和濕法淀粉比較

10萬噸濕法淀粉廠，年消耗玉米16萬噸，日處理玉米約480-500噸，總投資0.6億元，每噸淀粉用水5噸，耗電150度，全年耗水450萬噸，每天有1000多噸COD值3000mg/L的廢水要處理，廢水處理裝置投資2000萬元，達(dá)到COD值100mg/L以下標(biāo)準(zhǔn)排放，每噸運(yùn)行費(fèi)4-6元，每天共5000元，年支出165萬元，還有每天出濃度9-10%的浸泡水約300噸無出路。每噸淀粉用蒸汽2.1噸，折合成標(biāo)準(zhǔn)煤消耗0.284噸，一噸煤燃燒約產(chǎn)生2.7噸的二氧化碳，生產(chǎn)一噸淀粉要排放0.77噸二氧化碳，全年就將排放7.7萬噸二氧化碳。

10萬噸干法玉米粉，投資減至約1500-2000萬元，每噸干法玉米粉只用水80kg，耗電90度，不消耗蒸汽，年總用水量為8000噸，且無污水產(chǎn)生，所以，采用玉米粉生產(chǎn)淀粉糖，能大幅降低投資和節(jié)約能源、水資源，降低二氧化碳排放量，并消除濕法生產(chǎn)大量污染源，對淀粉糖生產(chǎn)降低成本，提高效益意義重大。

3 玉米粉生產(chǎn)淀粉糖經(jīng)濟(jì)效益分析

傳統(tǒng)的麥芽糖漿是以淀粉廠的淀粉乳為原料生產(chǎn)的，每噸麥芽糖（干基）需耗用玉米淀粉（干基）為1噸，目前，長春地區(qū)玉米收購平均價(jià)為1820元/噸，玉米加工成淀粉，扣除副產(chǎn)品，加上加工費(fèi)用，現(xiàn)在玉米淀粉生產(chǎn)成本2230元/噸，淀粉乳（干基）的價(jià)格約為2510元/噸，那么生產(chǎn)一噸麥芽糖漿（干基）需要原料成本為2510元，采用本工藝以玉米粉生產(chǎn)麥芽糖漿，按70%收率計(jì)算，每噸麥芽糖（干基）則需耗用玉米粉1.42噸，以現(xiàn)在的玉米價(jià)格1820元/噸計(jì)算，精制玉米粉約為1850元/噸，需要原料費(fèi)為2627元，但是采用新工藝每生產(chǎn)一噸麥芽糖（干基），可獲得0.4噸蛋白飼料（干基），總價(jià)值約720元。這樣，成本變?yōu)?910元，但由于新技術(shù)糖生產(chǎn)運(yùn)行成本比傳統(tǒng)工藝增加約260元，最終成本為2170元。比淀粉原料成本降低340元?？傮w計(jì)算，通過新技術(shù)的使用，至少可降低麥芽糖生產(chǎn)成本300元/噸麥芽糖。

4 社會效益及環(huán)境效益分析

由于采用玉米粉為原料，不用生產(chǎn)淀粉，使得麥芽糖生產(chǎn)能耗、水耗大幅降低，同時(shí)，二氧化碳排放量也大幅下降。生產(chǎn)一噸麥芽糖可節(jié)水3噸左右，節(jié)電60kw.h，節(jié)汽2噸，降低二氧化碳排放0.7噸。而我國是能源匱乏的國家，淡水資源也不豐富，本工藝通過新技術(shù)的使用，最大限度地利用能源和水資源，社會效益明顯。

傳統(tǒng)的麥芽糖精制技術(shù)都采用活性炭脫色，而活性炭回收困難，回收費(fèi)用高，大都隨洗滌水直接排放了，造成環(huán)境污染，而本工藝采用了膜分離技術(shù)，取代了活性炭的使用，避免了環(huán)境污染，又由于膜分離可以去除糖液中的部分離子，大大減輕了離交負(fù)荷，使離子交換柱的再生次數(shù)減少，酸堿使用量大幅降低，因此，廢酸堿的排放也相應(yīng)減少，減輕了環(huán)境污染，由于本工藝采用了干法原料直接生產(chǎn)淀粉糖，不用生產(chǎn)淀粉，所以不但節(jié)省了生產(chǎn)淀粉的耗水量，同時(shí)，也大幅降低了淀粉糖的廢水排放量?？梢姯h(huán)境效益也非常顯著。

5 結(jié)語

“十一五”期間淀粉糖得到了快速發(fā)展，但其在“十二五”期間仍然具有良好的發(fā)展前景，隨著淀粉糖應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，其市場需求也會不斷增長，而本課題成果不但降低了淀粉糖生產(chǎn)成本，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益，社會效益，環(huán)境效益都非常好，所以，該項(xiàng)目成果未來的應(yīng)用前景非常廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]尤新，趙繼湘，王家勤等.淀粉糖品生產(chǎn)與應(yīng)用手冊[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1997：71-98.

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[3]任建新.膜分離技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：45-78.

[4]周建芹，羅發(fā)興.膜在淀粉糖生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2000（3）：19-22.