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玉米浸泡水生产菲丁

淀粉厂的玉米浸泡水（未经浓缩的）中含植酸钙镁（菲丁）约为1—1.2% ，理论上，需83—100吨玉米水可生产1吨纯度为100%的菲丁。但一般的工业菲丁的纯度仅为60% ，按此计算，则需50—60吨玉米水。而菲丁产品中，一般含14%水分，这样折算下来，每生产1吨含水分14%、纯度为60%的工业菲丁，约需45—55吨玉米浸泡水。

用玉米浸泡水生产粗制菲丁，生产技术并不太复杂。具体过程可分为四个工序。

1. 沉淀：将从淀粉厂取得的玉米浸泡水放入沉淀池，静置使其中的固体悬浮物沉降。然后抽取上层清液放入中和池。

2. 中和：用新鲜的石灰乳缓慢加入经过澄清的玉米浸泡水中，同时用压缩空气通入浸泡水中不停搅拌，使石灰乳和浸泡水充分混合，并不断检测中和液的PH值，待PH值达到6.5时，停止加石灰乳，继续搅拌10—20分钟。然后，让中和液静置，使生成的植酸钙自然沉降。沉降结束后，将上层清液抽入废水池（废水应经处理后排放）。

石灰乳的制法：将生石灰加10倍的清水消化，然后将消化液经60目筛过滤除去杂质，即可使用。

3. 过滤：将沉降后的植酸钙悬浮液用泵抽入板框压滤机滤除水分，待压滤机加满料后，停止进料。再通压缩空气将压滤机内的水分进一步压出，至压滤机排水管不出水为止。打开压滤机卸料，即得含水份75%左右的植酸钙湿料。

压滤机滤出的废水，也应排入废水池。

4. 干燥：可分为自然干燥和机械干燥两种方法。前者是靠日光将产品晒干，属靠天收。此法需大面积的水泥场地，干燥周期长，且产品干燥不易彻底。如遇阴雨天或冬季，则不便生产。此外，还会使产品混入泥沙等杂质，因此不推荐使用。机械干燥法可用烘房或干燥机，此法可靠且干燥效果好。但需干燥设备，增加投资。将湿料干燥至含水量14%以下，即可得成品。

上述工艺，是目前大部分厂家通行的生产工艺中较为规范的一种工艺。此工艺可操作性较强且产品质量稳定。但须指出，这种工艺生产的产品纯度较低，只能作为生产肌醇或植酸的原料，附加值也有限。若要生产较高或更高纯度的产品，则须采用更精细的工艺或将上述粗品进一步精制才行。当然，高纯度的产品附加值相应也高得多。

菲丁生产过程中要排放大量的废水，而废水处理则是目前该行业的一大难题。

玉米浸泡水中含有6～7％的干物质，其中除植酸钙以外，还有：蛋白质4%左右，乳酸2％左右，植酸钙（菲汀）1.5％左右。提取菲汀后,废水中仍含有大量的蛋白质等有机物,使废水的COD和BOD分别高达7000Mg/L 和1500Mg/L以上，而环保要求的排放标准则分别为150Mg/L和60Mg/L以下，将以上废水直接排放进入自然水体，环保部门肯定是不允许的。

而且，保护环境也是每个公民、特别是相关生产者应尽的社会责任，因此，建上述的植酸钙厂，若要正常和持久生产，废水处理将是一个不可回避的问题。

从技术上讲，将废水处理达标，是毫无问题的。但投资和运行费用也是很可观的，就以上植酸钙厂来说，废水处理的投资大概与生产设备投资相当，每吨废水的处理成本约在2元左右。这是无经济回报的投入，对于生产菲汀这样初级产品的厂家来说可能是不现实的。

那么，有没有比较现实一些的思路呢？如果资金充足，以下方案可供参考。
1. 添置一套多效真空浓缩设备（包括锅炉），将提取过菲汀的废水加入一定量的磷酸盐（补充因菲汀提取后水中磷含量的不足），然后浓缩至固形物含量为45—50%左右，即可作为玉米浆产品出售。这样，生产过程中基本上就无有害废水排放了。玉米浆的销售收益除去浓缩成本，应略有富余。此方案可彻底解决废水排放问题，但经济效益不明显。
2. 将玉米浸泡水中的蛋白先行提出（干燥后可作饲料蛋白出售），然后再提取菲丁。这样，废水的COD、BOD可降低60%以上，废水再经化学氧化即可达排放标准。此方案投资和运行费用均较低。
3. 若条件许可，废水可农作物灌溉用水。本废水中富含氮、磷钾元素，是农作物上好的有机肥源，有报道说，用以作灌溉用水，可使农作物增产10%以上。
这三种方案，均以废水的综合利用为基点，应是解决本项目环保问题的较好思路。

速溶玉米浆干粉的研制与开发项目是河南鑫源食品有限公司于2008年3月开展该项目的研究工作。从试验方案设计优化到小试、中试以及工业化生产历时近一年时间，研制出可以广泛应用于发酵工业酶制剂（淀粉酶、糖化酶等），维生素（Vc、VB2等），氨基酸（味精、赖氨酸、苯丙氨酸等），在生物发酵过程中作水溶性植物蛋白及水溶性维生素等营养元素补充剂；或可以用于抗生素生产，作为微生物生长很普遍应用的有机氮源；或可以用于各种饲料添加，用于各种配合饲料，以增加饲料中的营养成分，改善饲料外观、风味和适口性等玉米浆干粉新产品。该项目于2009年3月圆满完成各项研发内容，达到预期目标，取得较好的经济效益和社会效益。
目前，大多玉米淀粉生产企业用玉米浆直接生产植酸和肌醇，或直接用作酶制剂生产中的氮源。
生产植酸和肌醇的方法主要是沉淀法。从浸泡液中和沉淀取得植酸钙，其中含有蛋白质、糖类等杂质多，在进一步制取植酸和肌醇时，不但得率低，而且会产生糊状结晶物，堵塞管路，在水解锅壁结成硬块，给操作造成极大的不便，而且工序多，投资大。若先从浸泡液中凝乳沉淀出蛋白质，则大部分植酸也被蛋白质络合沉淀，得到含高植酸的蛋白产品，不利于利用。因为蛋白质与植酸络合后，其可溶性下降，从而，蛋白质的粘度、胶凝特性、乳化能力、发泡能力、泡沫稳定性以及在水相中分散度等性质均会受到不同程度的影响，而且，蛋白粉中所含植酸又是抗营养成分，影响机体对Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+、Zn2+等金属离子的吸收，并使蛋白质消化率降低。此外，植酸及植酸盐还会抑制胰蛋白酶、α-淀粉酶等酶的活力。
玉米浆直接用作酶制剂生产中的氮源。由于玉米浆为液态，在存放的过程中容易滋生微生物，降解其中的营养成分，并且难于长距离运输，这给玉米淀粉生产企业和酶制剂生产厂家带来很大的不便。
为此，我们开展了玉米浆的综合利用研究，就是浸泡液在提取完植酸的基础上得到了速溶玉米浆干粉，本项目的技术创新性及创新点归纳如下：

主要技术特点：
1.根据玉米浸泡液中成分含量的不同选用平板超滤膜设备，膜面积为1m2，膜材料为PE，超滤膜相对切割分子量为20KD，孔径为5000道尔顿，对玉米浸泡液进行分离，获得分子量小于5000和大于5000的两部分。
2.分子量小于5000的液体主要成分为植酸，植酸是制备肌醇的原料，采用中和沉淀的方法制备肌醇。
3.通过“四效蒸发”浓缩肌醇制备过程中的上清液和分子量大于5000这部分液体的混合液，而后添加一定量麦芽糊精采用喷雾干燥制备微胶囊化速溶玉米浆干粉。

此项目的创新点：
1.利用滤膜分离技术，分离玉米浸泡液中植酸和大分子物质（蛋白质和淀粉），而后采用离子交换树脂浓缩植酸用于制备肌醇。
2.采用“四效蒸发”浓缩肌醇制备过程中的上清液和分子量大于5000这部分液体的混合液。
3.浓缩后的混合液添加一定量麦芽糊精采用喷雾干燥制备微胶囊化速溶玉米浆干粉。
4.获得的微胶囊化速溶玉米浆干粉，可以长期贮存、运输，不易变质，添加方便，质量稳定。

综上所述，该项成果在膜分离玉米浸泡液不同成分，以及添加麦芽糊精应用喷雾干燥制备速溶玉米浆干粉研究方面有许多优点和技术创新性，在工艺技术上突破常规的大胆革新，并在短时间内取得满意效果。本项技术生产的产品具有出色的物理性能和使用性能，利用玉米淀粉深加工企业生产的副产物玉米浸泡液制作，采用膜分离技术和喷雾干燥技术制备，所得制品很好的应用于酶制剂等行业，解决了玉米浸泡液长期作为玉米淀粉企业难以综合利用的困境。本项目无论在生产工艺还是产品性能方面目前，既符合清洁化生产，又保证产品的环保型和安全性，因此，本项目完全符合我国的产业政策。虽然国内有类似的产品，但都是采用直接喷雾干燥方法，而采用先用膜分离，而后添加麦芽糊精用喷雾干燥技术制备速溶玉米浆干粉国内还没有研究报道，本项目的技术水平在国内处于领先水平。
二、研发单位
【完成单位】 河南鑫源食品有限公司
【单位通讯地址】 河南省孟州市湘子路工业园区
【邮政编码】 454750
【单位电话】 0391-8192790
【单位传真】 0391-8192790
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