改進玉米淀粉糖生產工藝的策略探析

◎ 鄒德君，于孝民，陳春霞，王 雷

（中糧生化（成都）有限公司，四川 成都 611435）

淀粉是以葡萄糖為基本單位構成的多糖類物質，淀粉糖是以淀粉為原料衍生出來的一系列單糖或者寡糖，而玉米淀粉糖是以玉米淀粉為原料生產加工出來的一種單糖或者寡糖。近年來，我國的淀粉糖產能得到了持續性提高，這也表明淀粉糖有著較大的市場需求空間。作為淀粉糖中的重要類型，玉米淀粉糖的產能和需求也保持了較快的提升[1]。以2020年7月為例，相關數據顯示，該月我國玉米淀粉糖需求量達到 119萬t，占整體需求比重的57%。雖然持續增加的淀粉糖需求，為淀粉糖的生產創造了龐大的市場空間，但也對淀粉糖的產能提出了更高的要求，一些生產廠商由于生產工藝落后等原因，無法在短時間內提高實際產能，或生產過程中原輔料消耗高，生產成本高，影響了淀粉糖的供給[2]。因此，有必要對淀粉糖的生產工藝進行相應的分析，改進不良生產工藝，提高產能、降低成本。

1 淀粉糖生產工藝概述

目前，淀粉糖的生產原理主要是以含淀粉的糧食、薯類作為原料，通過酸法、酸酶法、酶法制取出相應的麥芽糖、葡萄糖、果葡糖漿等淀粉糖[3]。而玉米淀粉糖主要是通過對玉米胚乳中的玉米淀粉進行相應的加工處理，最終產生各種類型的淀粉糖。在具體的生產工藝上，目前關于從玉米淀粉中獲取諸如結晶葡萄糖、麥芽糖漿、果葡糖漿、麥芽糊精等淀粉糖的方式基本相似，即通過酸法制葡萄糖或者酶解等方式進行水解，最終獲得淀粉糖[4]。

2 改進淀粉糖生產工藝的策略

2.1 細化淀粉糖生產標準

目前，各類生產主體在玉米淀粉糖生產方面主要遵循的是《淀粉糖分類通則》（GB/T 28720—2012）、《淀粉糖衛生標準》（GB 15203—2003）等相關標準，雖然這些標準對玉米淀粉糖生產過程中的分類、衛生安全保障等方面的生產指標進行了明確，但這些標準只是最低“紅線”，以這些標準為生產標準，勢必會降低淀粉糖生產方面的品質要求，導致生產標準過于寬松，容易出現質量問題[5]。并且，相關標準對玉米淀粉糖生產規定過于寬松的情況，容易給生產主體制造“可乘之機”。例如，雖然玉米淀粉糖的整體生產流程符合相關標準的要求，但部分人員在工藝流程中某個環節的操作過于散漫或者加入的原料試劑量未達到生產標準，會導致生產出現偏差，影響最終淀粉糖的純度。因此，有必要在使用技術替代人員的操作基礎上，對那些暫時無法替換的人員的操作標準進行進一步的規范化、標準化，使相關操作更加準確有效。例如，可以對工藝流程中閃蒸、過濾等環節的操作步驟、操作注意事項等進行明確，使操作人員熟練掌握。生產管理人員要對生產工藝中的關鍵環節的相關生產數據進行記錄、儲存、統計，并以最終的生產效益為標準對這些數據進行分析，發現可以直接提高生產效率或者效果的最佳操作方式，將其確定為標準化的生產工藝內容，在生產環節加以統一。考慮到相關生產標準的出臺和實施年份過早，與當前玉米淀粉糖的質量標準要求存在較大差距的實際情況，行業標準制定主體和生產企業要按照2～3年為一個周期，對玉米淀粉糖相關生產標準進行完善和調整，使標準能夠與時俱進，真正達到規范和指導玉米淀粉糖生產的目的。

2.2 引入自動連續離子交換系統

自動連續離子交換系統是將玉米淀粉糖生產流程中的各個樹脂柱使用串聯或者并聯的方式聯結起來，并在各節點配備相應的電磁閥，以保證各個節點都能夠連續地進出料。在生產過程中，主要通過節點處配備的自動閥對節點進行自動化的控制，使進料、出料的位置沿流動相運動方向依次變換，其中，通過進料位置的向前移動來模擬固定相的逆流，提高固定相與流動相的利用率，讓每一個樹脂柱在同一時間段內發揮各自的功能，實現吸附與解吸的連續化[6]。相較于原來采用的固定式離子交換而言，自動連續離子交換系統擁有4個方面的優點。①實現連續性生產，降低了重復性的設備使用，在解吸時，也不需要對設備進行停止運行的操作。②自動連續離子交換系統運行中，樹脂的使用量可以減少40%～70%，可節約35%～60%酸堿用量，減少50%～70%洗滌水用量，有效地減少了生產成本。③設備系統采用模塊化的設計方式，簡化了系統運行的管線復雜程度。④系統工藝參數的準確性得到了明顯的提高，可以最大限度地降低人為失誤造成的生產損失。

2.3 配套使用機械蒸汽再壓縮（MVR）系統

為確保生產的高效性，可以引入MVR技術，該技術的核心是二次蒸汽的熱焓通過機械壓縮，提升其溫度，以作為熱源，替代原來的新鮮蒸汽，即通過外加一部分壓縮機的做功來實現循環性的蒸發，減少對外部新鮮蒸汽的需求，依靠蒸發系統的循環來實現蒸發濃縮的目的。該系統的運行可以使原本要排放的蒸汽得到循環性的利用，回收了余熱，提高了熱效率。同時，初始蒸汽用新鮮蒸汽在管外給熱，將溶液加熱沸騰產生二次蒸汽，并由渦輪增壓風機吸入，經增壓后，二次蒸汽溫度得到提高，作為加熱的熱源進入加熱室進行循環蒸發。相關研究表明，在相同的蒸發條件下，MVR蒸發裝置所需熱量為三效蒸發的24%，這說明MVR系統具有能耗低、工藝簡單、蒸發溫度低等優點，對生產主體實現節能減排和降低成本方面的促進作用更為明顯[7]。

3 結語

淀粉糖作為玉米淀粉消費結構中的重點，在諸多行業中具有基本原料的地位和作用，需求量保持了持續性的增加。在這樣的情況下，通過提高淀粉糖的生產效率來滿足不斷增長的需求是生產主體需要重點思考解決的問題。

目前的情況下，淀粉糖的產能提高主要依賴于兩個途徑。①生產主體主動增加生產線。②對現有的生產工藝和流程進行調整、優化，壓縮生產的時間、原料成本，提高單位時間內的產量和質量。相較于第一種方法而言，第二種方法的性價比更高，需要生產主體投入的成本也更少，因而成為當前一些淀粉糖生產主體的重點選擇。通過本文分析發現，當前的淀粉糖生產工藝的改進要著重通過提高生產過程中的自動化水平和規范化水平來實現，而這也是淀粉糖生產向現代化方向發展的內在要求。