近年來(lái),經(jīng)過(guò)人們不斷的探索,薯類(lèi)作物的利用價(jià)值越來(lái)越大, 其用途也越來(lái)越廣泛,僅就紅薯而言,它就可制做酒精、谷氨酸、有機溶劑、 液體葡萄糖、淀粉、粉條等一系列產(chǎn)品。 鮮薯加工成淀粉每畝經(jīng)濟效益可比加工前增加20%~70%。
紅薯制粉條在整個(gè)紅薯加工產(chǎn)品中占57%以上, 而傳統的手工加工方法,生產(chǎn)率低下,產(chǎn)品質(zhì)量差,難以處理較大數量的鮮薯, 造成了大量鮮薯的腐爛,也制約了農村經(jīng)濟的發(fā)展。因此, 大力發(fā)展薯類(lèi)加工機械已勢在必行?,F將目前我國幾種較為成熟的工藝和機械介紹如下:
一、洗薯對于小型加工設備,投資在5000 元以下的加工機組往往以人工手洗來(lái)完成。這種方法的特點(diǎn)是不需要洗薯設備的投資, 但產(chǎn)量低勞動(dòng)強度大,洗凈度差。機械洗薯則可克服以上缺點(diǎn),是投資在5000 元以上的薯類(lèi)加工設備的必備機具。目前主要有兩種機型:一種是螺旋攪龍洗薯機;另一種是鼠籠式洗薯機。前者適宜于中型機組配套, 而后者適宜于大型機組配套。
螺旋攪龍洗薯機利用螺旋攪龍的原理,攪龍立式布置, 紅薯自攪龍下部進(jìn)入,在波輪的作用下紅薯與水摩擦進(jìn)行初洗, 攪龍的旋轉將紅薯向上輸送,在輸送過(guò)程中, 沿攪龍立式方向布置的噴水管又不斷的注入有一定壓力的潔凈水。紅薯在水的作用下, 在與攪龍葉片的摩擦和紅薯間的互相摩擦下被進(jìn)一步洗凈。洗凈后的紅薯從攪龍上部排出機外, 泥沙由于比重的原因沉積在箱底并被排出機外。這種洗薯機每小時(shí)生產(chǎn)1噸左右。攪龍的直徑為300毫米,葉片節距200毫米,轉速50轉/分。
鼠籠式清洗機它的外形為一個(gè)腰鼓形的鼠籠狀。 除了用圓鋼制做的柵欄外,內部還有用鋼板制做的螺旋片。物料由進(jìn)料端進(jìn)入鼠籠中, 鼠籠在電機和減速機的帶動(dòng)下以每分鐘45轉的速度旋轉。 物料由于螺旋的作用(且進(jìn)料略高于出料端)下緩慢地呈螺旋狀向出料端前進(jìn)。 物料與螺旋片、籠壁、水以及物料間的摩擦, 在清洗過(guò)程中不斷注入的清凈水使物料達到了清潔的目的。清洗過(guò)程中,石塊、泥沙自動(dòng)排出籠外。 這種清洗機結構簡(jiǎn)單、產(chǎn)量大,可適用于多種物料的清洗,每小時(shí)清洗量可達4噸以上。它可為大型加工成套設備配套,是目前國內較理想的清洗機具。
二、破碎是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中最重要的工序, 它直接關(guān)系到紅薯的出粉率和淀粉的質(zhì)量。
破碎的方法有幾種:一種是用普通錘片式粉碎機破碎, 它適用于以薯干為原料的淀粉生產(chǎn),具有生產(chǎn)效率高的特點(diǎn), 但對鮮薯進(jìn)行破碎時(shí)會(huì )影響其出粉率。
另一種破碎方法是刨削。在相同條件下,破碎相同的紅薯時(shí), 比用粉碎機破碎的紅薯淀粉抽提率提高20%左右。 這種方法使用的機器結構由轉鼓、殼體、調節板、機架、電動(dòng)機等構成。 在轉鼓上均勻地呈一定角度布置有若干刨削刀片。刀片用手用鋸條和基片焊接而成, 使用過(guò)程中更換十分方便。其工作原理是:由電機帶動(dòng)轉鼓以1500轉/分鐘的速度旋轉。 物料從進(jìn)料口加入。刨削刀片對物料進(jìn)行刨削,使其成為糊漿狀。 這種方法盡可能地使包裹在纖維中的淀粉顆粒充分暴露并剝離開(kāi)。 被排出的糊漿是由破裂和未破裂的植物細胞、細胞液及淀粉顆粒組成的。 目前這種機型較多使用在薯類(lèi)淀粉設備中。它可以單臺使用,也可以多臺并聯(lián)使用。
還有一種是立式破碎分離機,物料由上部加入, 與高速旋轉的刨削盤(pán)接觸,而被刨削成糊漿狀,然后進(jìn)入打擊筒, 在筒內再次受到高速旋轉打擊錘破碎,并被甩向篩網(wǎng)壁, 淀粉漿穿過(guò)篩網(wǎng)進(jìn)入收集夾層并由出口排出機外,薯渣則由打擊筒下部排出。 這種設備除破碎還具有一定分離功能,但該機耗能較大,且結構較復雜。
三、分離分離的目的是將游離淀粉與其它物質(zhì)盡可能分離開(kāi)來(lái)。 就分離工藝和設備來(lái)說(shuō),一般也有幾種。一種是振動(dòng)篩分離,它由篩體、篩網(wǎng)、曲柄聯(lián)桿機構、盛粉槽等組成。經(jīng)破碎后的物料, 在水和篩體往復運動(dòng)作用下,不斷地向有一定斜度的篩體下方運動(dòng), 在運動(dòng)的過(guò)程中淀粉與纖維分離,并穿過(guò)篩面流向收集池,渣則在篩面上向下運動(dòng)到渣池。 振動(dòng)分離篩一般多個(gè)串聯(lián)使用。粗篩和細篩的篩網(wǎng)目數分別為60目和100目。它的結構簡(jiǎn)單,分離效果較好,但效率較低。另一種為圓筒分離篩, 破碎后的物料從篩筒的一端進(jìn)入,隨著(zhù)篩筒的轉動(dòng)和筒內噴水管的噴淋, 淀粉與纖維分離開(kāi)來(lái),淀粉漿穿過(guò)篩筒上圓周布置的篩網(wǎng)排出機外, 渣從筒體內部的
另一端排向出渣口。
離心分離篩,由錐籃型篩、傳動(dòng)部分、進(jìn)料部分和機架組成。 這種分離篩的原理是利用離心加速度, 隨離心機半徑與旋轉速度平方的乘積而變化。 可以得到較重力加速度數百倍甚至千倍的離心加速度的原理進(jìn)行離心過(guò)濾,它具有分離效果好、生產(chǎn)率高的特點(diǎn)。
錐籃以600轉/分~800轉/分的速度旋轉, 已破碎的粉渣混合物進(jìn)入錐籃后,在離心力作用下,被拋散在襯有尼龍篩網(wǎng)(篩網(wǎng)通常采用粗篩 60目、細篩100目)錐篩壁上,并與篩網(wǎng)產(chǎn)生較高的相對滑移速度。尼龍濾網(wǎng)分離出來(lái)的漿和順著(zhù)尼龍網(wǎng)出來(lái)的渣, 分別沿著(zhù)下機殼和轉鼓濾網(wǎng)進(jìn)入漿管和出渣管。這種離心篩為薄層過(guò)濾,脫水效果好。 物料能在很短時(shí)間內獲得含粉料較高的淀粉漿和含水量較低的濾渣,從而提高出粉率。
四、沉淀在破碎工序和分離工序中, 為了使破碎和分離能正常進(jìn)行,加入了大量的水。為了減少以后各工序的能耗和提高效率, 需要通過(guò)沉淀的辦法去掉其中大量的明水。
沉淀屬于自由沉降,也稱(chēng)離散沉降。 它是一種無(wú)絮凝傾向或弱絮傾向的固體顆粒在稀溶液中的沉降。在重力作用下,使漿液比重大于1的淀粉顆粒下沉,沉淀有兩種方法:一種是用瓦罐或砌池沉淀; 另一種是將沉淀槽修建為迂回曲折有一定坡度的流槽進(jìn)行沉淀。
五、干燥是薯類(lèi)產(chǎn)品深加工和走向商業(yè)化、規?;a(chǎn)的關(guān)鍵。
經(jīng)沉淀后的淀粉在進(jìn)行干燥工序前應進(jìn)行一次離心脫水, 使含水率控制在45%~50%。該工序所用的設備主要是三足離心式分離機。 該設備為已標準化的定型產(chǎn)品。
一套典型的烘干設備,主要是由烘干部分、旋風(fēng)除塵部分、進(jìn)料機構、燃燒爐等組成。
濕物料由進(jìn)料口進(jìn)入,進(jìn)料器阻止外界冷空氣竄入。 將物料送到熱風(fēng)管中,并與燃燒爐來(lái)的熱氣流接觸受熱(熱風(fēng)爐溫度在150℃~225℃左右),通過(guò)風(fēng)機后隨即進(jìn)入干燥器(此時(shí)物料與氣流混合的溫度在75℃~95 ℃左右)進(jìn)行加速干燥。接著(zhù)進(jìn)入一級旋風(fēng)分離器, 被干燥的大部分物料在此與載濕氣體分離,由出料口卸出(其烘后的物料溫度在44℃~50℃左右),載濕氣體兩次經(jīng)過(guò)二級旋風(fēng)分離器,將殘存的物料再次分離。 隨后再次進(jìn)入水浴收集器,將微少的物料經(jīng)水浴洗滌回收后,廢氣排入大氣。 整個(gè)干燥過(guò)程在幾十秒鐘內完成,故屬于瞬間氣流干燥。 這種干燥方法對烘干質(zhì)量有極大的好處。該設備除淀粉干燥外,還可對化工原料、醫藥、 食品等粉狀物品進(jìn)行干燥。
六、粉絲制做紅薯淀粉,可以替代小麥粉漿紗。據工廠(chǎng)試驗:500克紅薯淀粉相當于1500克富強粉效果,紅薯淀粉還可以作為制糖、味精、食品、飼料的添加劑,還可以廣泛用于化工、造紙、鑄造、皮革等行業(yè)。 但目前在農村,尤其是經(jīng)濟欠發(fā)達的地區主要是用以制做粉絲和快餐粉絲為主。
粉絲制做主要分兩步進(jìn)行。首先是和面。 和面機與普通饅頭加工所使用的和面機其結構和原理一樣,它主要由減速機構、箱體、攪拌框、 機架等組成,減速機構帶動(dòng)攪拌框以每分鐘72轉的速度旋轉, 強制將水與物料混合,并將其揉合為含水率適度、韌性高的面團。在和面之前應首先打欠,打欠的適度為粘糊狀即可。欠打好后均勻的加入干淀粉,并不斷攪拌, 面團的含量和結合程度,以用手抓起面團扯拉有400毫米左右的筋絲不斷為宜。揉合好的面團打開(kāi)下部出口自動(dòng)排出機外。
面和好后便可成形。 目前有兩種不同的成形工藝和設備:一種是電熱加熱自熟式成形。它是通過(guò)電熱加熱熟化、擠壓成形、風(fēng)冷老化。 這種工藝生產(chǎn)率高,但對粉絲的質(zhì)量,尤其是耐煮性有大的影響。 另一種成形設備是完全模擬手工成形工藝而設計的成形機。 這種成形方法能使淀粉完全熟化,經(jīng)熟化后又有較長(cháng)時(shí)間的冷卻階段,老化較為充分, 因此此粉絲耐煮、有拉力。
取適量揉合均勻的面團,置于漏粉缽內,將成形機置于鍋臺上, 待鍋中水呈微沸狀態(tài)時(shí),開(kāi)動(dòng)電機,并調節好漏粉缽距水面的距離(一般為300毫米~500毫米),粉缽距水面越高粉絲越細,反之亦然,漏下的粉絲在沸水鍋中熟化,粉絲一旦浮起即可撈出,用冷水迅速冷卻使淀粉回生。
濕粉條晾至初干,再置于含酸漿水1%~2 %的清水中浸泡一夜以便達到漂白的目的。然后撈起晾干、日曬。粉絲的干燥如投資條件許可, 可采用冷凍干燥進(jìn)行,這樣干燥的粉絲,可使淀粉充分老化, 增強凝膠強度,使粉絲的耐煮性、抗拉性以及膠勁等有顯著(zhù)的改善。 也可采用人工自然干燥方法進(jìn)行。干燥地點(diǎn)應選在靠水邊、河邊、海灣等空地上, 保持一定的相對濕度、稍有微風(fēng)、日光又不太強的地方, 以避免粉絲內部水分蒸發(fā)相對緩慢,水分分布不均勻,從而得到較理想的干燥速度, 借以提高干燥品質(zhì)。
加工粉條后,余下的薯渣還可進(jìn)行深加工,鮮薯渣稍加發(fā)酵后呈甜味,做飼料直接喂豬。也可將其干燥后裝袋貯藏。 同時(shí)還可以利用生物方法生產(chǎn)檸檬和甘油,進(jìn)一步使紅薯增值。 以上工藝和設備也適宜于其它含有淀粉的塊莖、根、稈等進(jìn)行淀粉的加工。