一種從芭蕉芋中連續提取芭蕉芋澱粉的加工工藝及其專用設備的製作方法

2024-03-28 21:13:05

本發明涉及澱粉加工技術領域，具體是以芭蕉芋為原料連續提取芭蕉芋澱粉的加工工藝及其專用設備, 並達到工業化生產程度。

背景技術：

澱粉是含澱粉的植物根莖、籽粒經過加工提取的。馬鈴薯、甘薯和芭蕉芋等均是根莖類作物，其提取澱粉的一般流程如下：原料（包括馬鈴薯、甘薯等）由水力輸送，進行清洗，輸送到粉碎，而後經過篩分、除砂，再濃縮精製，採用真空脫水成溼澱粉，經過氣流乾燥，然後是成品、包裝。

中國專利號為201110240788.X的馬鈴薯澱粉生產工藝專利包括以下步驟：（1）將新鮮馬鈴薯經過幹篩篩分，去除雜質，然後存放在儲料池，然後在水流的作用下輸送到除石機，然後經絞龍提升到洗薯機，進行徹底清洗；（2）將徹底清洗的馬鈴薯經螺旋輸送機提升或輸送到銼磨機，將製得的漿與水混合後經離心機分離後，輸入到精製旋流站；（3）將從精製旋流站輸出的物料脫水後，經乾燥、篩分，即得成品。

中國專利號為201220140252.0的馬鈴薯大顆粒澱粉加工系統的實用新型專利包括第一旋流器機組和第二旋流器機組。第一旋流器機組包括兩個或兩個以上大顆粒旋流器。在離心力作用下，比重大的澱粉由管道輸入到大顆粒澱粉乳罐，比重小的澱粉由管道輸入到第二旋流器機組，由第二旋流器機組輸入到小顆粒澱粉乳罐。由第二旋流器機組的澱粉漿輸出管道上設置一個節點，形成兩條澱粉漿輸出管道，在每條澱粉漿輸出管道上分別安裝閥門，控制該條澱粉漿輸出管道所連接到的大顆粒澱粉乳罐和小顆粒澱粉乳罐。通過控制澱粉漿輸出管道上的閥門，經過旋流器反覆分離，實現將大顆粒澱粉和小顆粒澱粉分離提取的技術效果。

中國專利號為201310375656.7的馬鈴薯澱粉生產工藝專利提供一種馬鈴薯加工技術。原料馬鈴薯，清洗，破碎，澱粉提取，濃縮，澱粉洗滌，經濃縮的澱粉乳被泵送至12級澱粉洗滌系統，在這裡澱粉和細小的纖維分離，澱粉脫水，乾燥，成品澱粉用螺旋輸送機和鬥提機送至成品倉，進行包裝。

以上馬鈴薯澱粉加工工藝雖各有特點，但對於芭蕉芋澱粉加工卻不完全適用，主要是：芭蕉芋澱粉顆粒大，其分子量也很大，纖維大、果膠質含量大，澱粉沉澱快，使用旋流器進行精製時極易產生堵塞，不能維持整個系統的穩定運行。

技術實現要素：

本發明的目的正是基於上述現有技術狀況而專門設計的一種連續從芭蕉芋中提取芭蕉芋澱粉的加工工藝及其專用設備，該工藝可以順利解決芭蕉芋澱粉顆粒大，加工中澱粉沉澱快，易堵塞的問題。該工藝改進對系統來說不增加任何動力，穩定生產，保證質量，相對可以降低動力消耗和運營成本。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種從芭蕉芋中連續提取芭蕉芋澱粉的加工工藝，包括清洗去雜、銼磨、篩分、濃縮、精製、脫水、乾燥、包裝步驟，其中：在精製步驟，通過多級旋流器實現澱粉乳的分離，將進入後一級旋流器的料流分出一部分，回流引入到前一級旋流器的底部內腔中，與底流匯合。這樣，使進入後一級的料流量減少，能夠順利進行分離；進入到前一級旋流器的底部內腔的物料流量增加，底流壓力也增大，就能保持料流暢通，防止物料沉積和堵塞，逐步達到物料動態平衡，確保系統處於穩定運行狀態。

所述多級旋流器分為8級，從第三級旋流器的進料流中分出一部分通入第二級旋流器底部內腔中，從第四級旋流器的進料流中分出一部分通入第三級旋流器底部內腔中，以此類推。設置的級數也可根據需要適當減少。

更具體的說，將進入後一級旋流器的進料流分出一部分回流引入到前一級旋流器的底部內腔中，對向底流出口處。

該加工工藝也適用於土豆、紅薯類等原料中的澱粉連續提取。

本發明為適應上述加工工藝專門設計了相應的精製分離專用設備，該設備包括依次串聯的的多級旋流器，其中：在進入後一級旋流器的進料管上設置有一通入前一級旋流器下部內腔的分料回流管和控制閥門，且分料回流管出口對向旋流器底流出口處。

多級旋流器分為8級，從第三級旋流器的進料管上設有一通入第二級旋流器下部內腔的分料回流管和控制閥門，從第四級旋流器的進料管上設有一通入第三級旋流器下部內腔的分料回流管和控制閥門，以此類推。設置的級數也可根據需要適當減少。

分料回流管直徑≤進料管的三分之一，並在該分料回流管上安裝有流量控制閥門。

分料回流管與旋流器的連通位置距旋流器底端距離為100-160mm。

本發明依據的科學原理是：芭蕉芋澱粉乳在一定壓力下，被送入旋流器的進口。澱粉乳在旋流管進口處，沿旋流管的切線方向進入旋流管內部，在旋流管內物料各組分按螺旋線作旋轉運動，而產生離心力，當物料下行到圓錐部分時，由於各組分的相對密度（比重）不同、粒度大小、形狀不同而產生離心力不同，相對密度大的組分主要是澱粉，獲得離心力較大，則沿外螺旋運動被拋向錐體內壁而沿壁下降至底流口排出；而相對密度小的蛋白和水獲得的離心力較小，則在內螺旋運動下降到接近錐體下部時受到底流口的阻力而形成逆旋轉方向的內螺旋渦流上行至頂流口排出，從而達到了各組分分離的目的。但是當底流的澱粉因顆粒大、濃度高而流動不暢，就會形成堵塞，造成系統運行不穩定。在每一級旋流器的進料管加裝一根回流管，將部分澱粉乳引回到前一級旋流器的底流處，使進入後一級的料流量減少，該級旋流器能夠順利進行分離。。引回到前一級旋流器的底流處的澱粉乳壓力較高，加上前一級原有的底流，流量增加了，壓力也提高了，使底流的流動性更好，因此就不會產生堵塞。通過旋流器泵後，進入下一級旋流器的流量和壓力都有所增加，達到動態平衡後，整個旋流器系統消除了堵塞問題，進入良性穩定運行狀態。芭蕉芋澱粉精製旋流器的各級旋流器都依次解決了堵塞問題。整個加工過程，運行流暢，產品質量得到保障，產量也能夠保持穩產。

本發明的優點如下：

1）針對芭蕉芋澱粉的顆粒大，加工中澱粉沉澱快，易堵塞的問題，提出進料分流，回流加壓，逐步達到系統動態平衡，完全解決了芭蕉芋澱粉加工中沉澱快，易堵塞的問題，保證了生產的連續性和穩定性；

2）達到同樣效果情況下，不增加帶有動力消耗，有利於降低生產成本，提高企業經濟效益。

附圖說明

圖1是芭蕉芋澱粉加工工藝流程框圖。

圖2為現有技術中多級旋流器依次串聯的結構示意圖。

圖3為本發明專用的多級旋流器依次串聯的結構示意圖。

圖2、圖3中：1、進料管，2、旋流器，3、輸送泵，4、分料回流管， 5、控制閥門。

具體實施方式

本發明以下結合附圖做進一步描述：

一種從芭蕉芋中連續提取芭蕉芋澱粉的加工工藝，包括清洗去雜、銼磨、篩分、濃縮、精製、脫水、乾燥和包裝步驟(參見圖1)，其中：在精製步驟，通過八級旋流器實現澱粉乳的分離，從第三級旋流器的進料流中分出一部分通入第二級旋流器底部內腔中，從第四級旋流器的進料流中分出一部分通入第三級旋流器底流中，以此類推。也就是說將進入後一級旋流器的料流分出一部分，回流引入到前一級旋流器的底部內腔中，增大底流壓力和流量，保持料流暢通，防止沉積和堵塞，達到物料動態平衡後，確保系統處於良性的穩定運行狀態。

本發明為適應上述加工工藝專門設計了相應的精製分離專用設備，參見圖3：該設備包括依次串聯的多級旋流器2，其中：在進入後一級旋流器的進料管1上設有一通入前一級旋流器下部內腔的分料回流管4和流量控制閥門5。

多級旋流器分為8級，從第三級旋流器的進料管1上設有一通入第二級旋流器下部內腔的分料回流管管4和控制閥門5，從第四級旋流器的進料管上設有一通入第三級旋流器下部內腔的分料回流管管4和控制閥門5，以次類推。

更具體的說，分料回流管4從旋流器2下部進入旋流器內腔，且分料回流管出口對向底流出口位置。分料回流管4與旋流器2的連通位置距旋流器底端距離為100-160mm。

本發明的工作過程結合圖3描述如下：芭蕉芋澱粉乳在輸送泵3推動下，被送入旋流器2的進口。澱粉乳乳從旋流管進口處，沿旋流管的切線方向進入旋流管內部，在旋流管內物料各組分按螺旋線作旋轉運動，而產生離心力，當物料下行到圓錐部分時，由於各組分的相對密度（比重）不同、粒度大小、形狀不同而產生離心力不同，相對密度大的組分主要是澱粉，獲得離心力較大，則沿外螺旋運動被拋向錐體內壁而沿壁下降至底流口排出；而相對密度小的蛋白和水獲得的離心力較小，則在內螺旋運動下降到接近錐體下部時受到底流口的阻力而形成逆旋轉方向的內螺旋渦流上行至頂流口排出，從而達到了各組分分離的目的。為防治旋流器底部芭蕉芋澱粉沉澱快、易堵塞的問題，在每一級旋流器2的進料管1加裝一根分料回流管4。分料回流管直徑不大於進料管的三分之一，且安裝有流量控制閥門5。加裝的回流管，將部分澱粉乳引回到前一級旋流器的底流處，使進入後一級的料流量減少，該級旋流器能夠順利進行分離。引回到前一級旋流器的底流處的澱粉乳壓力較高，加上前一級原有的底流，流量增加了，壓力也提高了，使底流的流動性更好，因此就不會產生堵塞。經過旋流器泵後，進入下一級旋流器的流量和壓力都有所增加，達到動態平衡後，整個旋流器系統消除了堵塞問題，進入良性穩定運行狀態。