以玉米粉为原料生产淀粉糖可节能降耗、降低成本

杨志强 于涛 张春泓

摘要：本文主要论述了以玉米粉为原料采用新技术、新工艺生产淀粉糖比较采用玉米淀粉为原料生产淀粉糖的传统工艺，既可以节能降耗，还可以降低淀粉糖生产成本300元/吨。在解决环保问题的同时为淀粉糖企业提高了经济效益。

关键词：玉米粉 淀粉糖 节能降耗 降低成本

0 引言

我国目前是世界上紧次于美国的第二大玉米生产国，年产玉米1.5亿多吨，东北地区有4500多万吨的玉米产量。除饲料工业每年可消耗大量的玉米外，现在我国已经形成了玉米淀粉、酒精、有机酸、淀粉糖等一系列玉米深加工产品，其中淀粉糖产量2008年已经达到728万吨，液体糖已有518万吨，产量很大。但目前国内生产淀粉糖，原料大都采用淀粉，生产成本高，副产品利用率低，造成资源浪费和环境污染。与湿法玉米淀粉生产技术相比，干法脱胚或改良湿法制备玉米粉可减少环境污染，节约设备投资费，节能节水，降低二氧化碳排放量，生产成本降低。上个世纪80年代，我国曾经有过用玉米粉生产淀粉糖，但由于技术和装备落后，生产的淀粉糖质量差。采用新技术、新装备可以实现从玉米粉生产出高质量的淀粉糖，不但降低了淀粉糖生产成本，提高了淀粉糖质量，而且资源利用率高，环境友好，具有很好的发展潜力，市场前景广阔。

1 淀粉糖生产技术国内外发展现状与趋势

随着淀粉糖行业的飞速发展，淀粉糖行业生产技术也在不断更新，比如，喷射液化技术、连续糖化技术、自动化控制技术、连续结晶技术等技术在淀粉糖生产中的应用，使我国以淀粉为原料生产淀粉糖的技术已经相当成熟[1]，技术水平也已经接近世界先进水平。目前国内外的大型淀粉糖生产企业，大都以淀粉为原料，经调浆、喷射液化、糖化、脱色、离交、浓缩、结晶等技术生产淀粉糖浆或结晶淀粉糖。产品质量的提高和生产成本的降低在没有新技术的引进和支持下，几乎是不可能实现的。早在上个世纪八九十年代我国淀粉糖生产才刚刚起步的时候，大都以玉米粉原料生产淀粉糖，粗质原料再加上生产技术比较落后，根本就无法生产出高品质的淀粉糖。现如今基本上都发展成以大淀粉厂带动淀粉糖厂的发展模式了。以玉米粉为原料生产淀粉糖最大的问题是，液化、糖化效果不好，糖转化率低，糖浆颜色较深，精制比较困难[2]。由于生玉米内其淀粉粒结构，淀粉粒内存在相当比例抗酸抗酶的晶体结构而不利于酶的作用，高温喷射液化能糊化玉米中的淀粉粒，可促使晶体结构不可逆地解体，使淀粉颗粒能被酶充分水解。由于生产淀粉，不用建淀粉车间，所以投资少，可降低淀粉糖生产成本，同时解决了淀粉车间能耗高，用水量大，废水排放量大的问题，因此，节能降碳、节水效果明显。

目前，国内外的淀粉糖精制技术，大都采用活性炭脱色，离子交换精制，但也只能去除颜色、离子等杂质，无法用玉米粉生产出高质量的淀粉糖，而且活性炭回收成本太高，直接排放又造成环境污染。

在科技飞速发展的今天，许多新技术，新材料，新设备不断涌现，使解决以前存在的无法解决的问题成为可能。膜技术作为一种新型的分离技术，具有节能高效的特点，是一种纯物理分离技术，无相变；分子级分离，分离彻底，分离效率高，对分离物质无破坏性[3]；设备结构紧凑，占地小，采用全封闭生产，无二次污染。其在各行业中都有广泛的应用，尤其是在水处理和医药行业的应用已经非常成熟。它是目前大生产中解决清洁生产，提高产品质量，提高产品得率，降低生产成本的一种可靠的技术手段[4]。

目前国内也有一些单位对脱胚玉米粉直接酶法糖化生产淀粉糖进行过研究，但在一些关键技术上如玉米蛋白、脂肪的分离技术未能得到有效地解决，蛋白含量高，使生产的糖浆浑浊，色泽暗，熬温低。脂肪含量高，易产生蚝败。玉米经脱胚后，虽然蛋白质和脂肪含量均有所降低，但仍要采用一些关键技术，最大限度地去除蛋白和脂肪，提高淀粉糖纯度。

2 干法玉米粉和湿法淀粉比较

10万吨湿法淀粉厂，年消耗玉米16万吨，日处理玉米约480-500吨，总投资0.6亿元，每吨淀粉用水5吨，耗电150度，全年耗水450万吨，每天有1000多吨COD值3000mg/L的废水要处理，废水处理装置投资2000万元，达到COD值100mg/L以下标准排放，每吨运行费4-6元，每天共5000元，年支出165万元，还有每天出浓度9-10%的浸泡水约300吨无出路。每吨淀粉用蒸汽2.1吨，折合成标准煤消耗0.284吨，一吨煤燃烧约产生2.7吨的二氧化碳，生产一吨淀粉要排放0.77吨二氧化碳，全年就将排放7.7万吨二氧化碳。

10万吨干法玉米粉，投资减至约1500-2000万元，每吨干法玉米粉只用水80kg，耗电90度，不消耗蒸汽，年总用水量为8000吨，且无污水产生，所以，采用玉米粉生产淀粉糖，能大幅降低投资和节约能源、水资源，降低二氧化碳排放量，并消除湿法生产大量污染源，对淀粉糖生产降低成本，提高效益意义重大。

3 玉米粉生产淀粉糖经济效益分析

传统的麦芽糖浆是以淀粉厂的淀粉乳为原料生产的，每吨麦芽糖（干基）需耗用玉米淀粉（干基）为1吨，目前，长春地区玉米收购平均价为1820元/吨，玉米加工成淀粉，扣除副产品，加上加工费用，现在玉米淀粉生产成本2230元/吨，淀粉乳（干基）的价格约为2510元/吨，那么生产一吨麦芽糖浆（干基）需要原料成本为2510元，采用本工艺以玉米粉生产麦芽糖浆，按70%收率计算，每吨麦芽糖（干基）则需耗用玉米粉1.42吨，以现在的玉米价格1820元/吨计算，精制玉米粉约为1850元/吨，需要原料费为2627元，但是采用新工艺每生产一吨麦芽糖（干基），可获得0.4吨蛋白饲料（干基），总价值约720元。这样，成本变为1910元，但由于新技术糖生产运行成本比传统工艺增加约260元，最终成本为2170元。比淀粉原料成本降低340元。总体计算，通过新技术的使用，至少可降低麦芽糖生产成本300元/吨麦芽糖。

4 社会效益及环境效益分析

由于采用玉米粉为原料，不用生产淀粉，使得麦芽糖生产能耗、水耗大幅降低，同时，二氧化碳排放量也大幅下降。生产一吨麦芽糖可节水3吨左右，节电60kw.h，节汽2吨，降低二氧化碳排放0.7吨。而我国是能源匮乏的国家，淡水资源也不丰富，本工艺通过新技术的使用，最大限度地利用能源和水资源，社会效益明显。

传统的麦芽糖精制技术都采用活性炭脱色，而活性炭回收困难，回收费用高，大都随洗涤水直接排放了，造成环境污染，而本工艺采用了膜分离技术，取代了活性炭的使用，避免了环境污染，又由于膜分离可以去除糖液中的部分离子，大大减轻了离交负荷，使离子交换柱的再生次数减少，酸碱使用量大幅降低，因此，废酸碱的排放也相应减少，减轻了环境污染，由于本工艺采用了干法原料直接生产淀粉糖，不用生产淀粉，所以不但节省了生产淀粉的耗水量，同时，也大幅降低了淀粉糖的废水排放量。可见环境效益也非常显著。

5 结语

“十一五”期间淀粉糖得到了快速发展，但其在“十二五”期间仍然具有良好的发展前景，随着淀粉糖应用范围的不断扩大，其市场需求也会不断增长，而本课题成果不但降低了淀粉糖生产成本，同时经济效益，社会效益，环境效益都非常好，所以，该项目成果未来的应用前景非常广阔。

参考文献：

[1]尤新，赵继湘，王家勤等.淀粉糖品生产与应用手册[M].北京：中国轻工业出版社，1997：71-98.

[2]刘辉.影响无水葡萄糖滤速的因素[J].淀粉与淀粉糖，2008（1）：28.

[3]任建新.膜分离技术及其应用[M].北京：化学工业出版社，2003：45-78.

[4]周建芹，罗发兴.膜在淀粉糖生产中的应用[J].武汉工业学院学报，2000（3）：19-22.