豆类淀粉工业化生产及综合利用工艺 一、所属技术领域
本发明属于农副产品深加工技术领域，是一种工业化生产豆类淀粉和豆类分离蛋白的方法。
二、技术背景
豌豆、蚕豆、绿豆等食用豆类是淀粉和蛋白质含量均较高且质量优良的农副产品。我国是食用豆类的主产国，产量较大，特别是西部地区。
在食用淀粉中，豆类淀粉的质量公认超过其他粮食类淀粉。用豆类淀粉制作的粉丝、粉皮、凉粉和芡粉，历来均为淀粉制品中的上品，为国人所推崇。
通常用于淀粉加工的豌豆、蚕豆和绿豆，蛋白含量21~25％，氨基酸构成全面且较均衡，不含胆固醇，属全价优质蛋白。食用豆类是重要的植物蛋白资源之一。
玉米、马铃薯等淀粉早已实现工业化大生产。而资源同样丰富、品质十分优良的豆类淀粉却因加工技术的落后，至今仍处于作坊式生产。
长期以来，豆类淀粉生产都采用“酸浆沉淀法”。用粉水发酵培养出的“大浆”和“小浆”是分离豆类淀粉的主要手段。酸浆质量好坏，浓度大小，用量多少直接关系豆粉的产量和质量。我国地域辽阔，南北温差、四季温差大；即使同一地区、同一季度、同一个月，气温变化也大，酸浆的培养和用量难以有一个规范的标准。大都靠当地“掌门师傅”的手艺掌握。同一地区的师傅，也因操作习惯不同而又有异，更不用说在南方行得通的“手艺”，到北方就不一定行得通了。
正因为“酸浆沉淀法”的诸多不确定性，使豆类淀粉难以实现工业化生产。即使目前在国内已执牛耳的一些豆类粉丝、淀粉企业，也还只是规模大一些的作坊，与现代工业化生产相去甚远；全国星落棋布的大小作坊，其加工总量与资源总量相比，零头而已；至于食用豆类所富含的高价值、多功能蛋白，更是在传统的加工方法中当作“三废”处理了。长此以往，必然制约食用豆类的生产，特别是盛产优质豆类的西部地区的发展。
为告别传统地“酸浆沉淀法”工艺，使豆类淀粉也能像玉米淀粉一样大规模生产，让更多优质淀粉及制品走进万千寻常百姓家；让企业因此而更多地盈利和发展；让西部地区农民也因此而受益，本人积十余年实践经验和研究成果，发明了《豆类淀粉工业化生产及综合利用工艺》，以期对我国农副产品深加工业的发展作出些微贡献。
三、发明内容
本发明的目的就是提供一种投资省、能耗低、成本低，能够实现豆类淀粉工业化生产和综合利用，显著提高豆类淀粉生产效率和经济效益的工艺。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它主要包括以下步骤：
(一)、水磨浸提
1、浸泡。将除杂后的豌豆(或蚕豆、绿豆)浸泡于25℃左右的水中，料水比1∶2.5～3，浸泡时间10～12小时，至豌豆充分吸水膨胀止，排去浸泡水。
2、筛洗。将浸泡好的豌豆加水泵送至平摇筛，喷水筛洗，去除泥沙。
3、磨浆。用粉碎机和针磨联动作业磨浆。豆随清水流动入磨，自始至终徐徐加入少量亚硫酸钠溶液，并添加适量油脚消泡。磨中和浆中加水量累计1∶10～12；亚硫酸钠用量按豆干重计1％，油脚用量约0.1％。
4、浸提。往磨后的混合浆中加水调至1∶16的料水比，浆温维持在25℃以上，徐徐加入氢氧化钠溶液调PH值至9.0，搅拌浸提1小时。搅拌机转速每分钟60～90转。
5、过滤。用不锈钢园形滚筒筛(或旋振筛、曲筛)将浸提后的混合浆进行两级过滤，第一级70目，第二级200目。滤液保留进入下工序；豆渣重新加水1∶6(按豆重计)，加温至50℃，用氢氧化钠溶液调PH值至9.0进行二次浸提，浸提时间1小时，再次作两级过滤。滤渣经压滤干燥作饲料；滤液保留进入下工序。
6、沉淀。过滤后的混合浆静置沉淀1小时。底部沉积出的不溶物为乳白色的淀粉，上部黄色的澄清液为蛋白液。将上部澄清液通过排浆管转入沉析池待处理；底部淀粉冲水搅拌成浓度约10％的淀粉乳，转入洗涤池按下工序处理。
(二)、豆粉制作
1、洗涤。在搅拌下往淀粉乳中加少量稀盐酸调PH值至6.0，静置沉淀0.5小时，排去上清液，重新搅拌成浓淀粉乳。
2、脱水。将洗涤后的浓淀粉乳泵送至离心过滤机连续脱水，形成含水量约38％的湿豆粉。
3、干燥。用气流干燥机将湿豆粉干燥成水份含量10～12％的干豆粉，冷却后定量包装入库。干燥机进风口温度150～160℃，出风口温度约70℃。
(三)分离蛋白制作
1、加酸沉析。将(一)、6中所述已转入沉析池的澄清蛋白液，在搅拌下用稀硫酸调PH值至4.5，静置沉淀2小时，排去上清液，保留底部蛋白浆。
2、脱水浓缩。将蛋白浆泵送至高位贮浆池，自流入分离因素为3500的500 II型卧式螺旋卸料沉降离心机连续脱水浓缩，得含水量70～80％的分离蛋白胶块。
3、板框压滤。往蛋白胶块中依次加入亚硫酸钠(蛋白干重0.1％)，双氧水(蛋白干重20％)和适量温水，充分搅拌，杀菌脱色，调成浓度约20％的可流动浓蛋白浆；维持半小时后，用浓浆泵输入液压式塑料厢式压滤机压滤，并用3倍于浓蛋白浆的40℃热水泵入机内洗涤蛋白，然后用压缩空气将蛋白压滤成含水量小于40％的蛋白饼。压滤机组工作压力≥0.8Mpa.
4、碎饼调整。用不锈钢碎饼机将蛋白饼粉碎成湿粉，定量入刮刀式锥形混合机，加碱和其他符合产品性能要求的助剂调PH值至6.5，拌匀后卸料备烘干。
5、气流干燥。将调整后的湿蛋白粉送入气流干燥机干燥成含水量≤5％的分离蛋白粗粉。干燥机进风口温度150～160℃，出风口温度70℃。
6、磨粉调制。将已干燥的分离蛋白粗粉送入STJ-500A不锈钢粉碎机，粉碎成≤120目的细粉；再按产品用途所要求的不同性能，加入适量的添加剂，在变异系数≤2％的螺旋式锥形混合机中混匀，即为分离蛋白成品，定量包装入库。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下优点：
1、生产流程中各工序均有规范的工艺技术要求，简单明暸，容易掌握，不受地域、气候影响，适宜工业化大生产。
2、产量稳定，质量好。经过浸提沉淀，豆粉与蛋白—固—液，—白—黄，迅速分离得清清爽爽，这是常规法难以办到的。也正因此保证了豆粉与蛋白两大产品的产量和质量。
3、综合利用效益高。常规法加工豆类，提取了豆粉就完事。本工艺则新增了一个价值甚高的分离蛋白产品，使经济效益显著提高。
试以加工豌豆为例：豌豆的豆粉出品率40％，分离蛋白出品率17％。6000公斤豌豆可产豆粉2400公斤，分离蛋白1000公斤。假定豌豆价格2.00元/公斤，豆粉价格7.00元/公斤，分离蛋白按低价计15.00元/公斤。6000公斤豌豆原值12000元。只生产豆粉2400公斤，价值16800元，增值4800元，税后利润1680元；如果同时再产分离蛋白1000公斤，价值15000元，连同豆粉价值，共计31800元，增值19800元，是常规法的4.1倍；税后利润12740元，是常规法利润的7.5倍。
4、投资省、成本低、节约能源，回收期短。整个生产线的固定资产投入仅相当于同类产品投入的40％，税后利润率40％，投资回收期一年。
四、具体实施方式
淀粉、蛋白生产用水较多，应选择供排水和交通方便之地，按生产流程和技术要求设计建厂，且必须配套建设废水处理设施。
生产规模视投资能力和市场开拓能力定。但为发挥规模优势，充分利用设备能力，年产量应适当大一些，如上万吨级。至少也应在年产豆粉3000吨，分离蛋白1250吨以上。
按年产3000吨豆粉，1250吨分离蛋白的规模计，需用地5亩，建厂房3000m2，固定资产投入900万元(不含征地费)。年销售收入4000万元，税后利润1600万元。
生产线建设调试完毕，即可按本发明确定的步骤和工艺要求进行生产：
(一)、水磨浸提
1、浸泡。将除杂后的豌豆(或蚕豆、绿豆)浸泡于25℃左右的水中，料水比1∶2.5～3，浸泡时间10～12小时，至豌豆充分吸水膨胀止，排去浸泡水。
2、筛洗。将浸泡好的豌豆加水泵送至平摇筛，喷水筛洗，去除泥沙。
3、磨浆。用粉碎机和针磨联动作业磨浆。豆随清水流动入磨，自始至终徐徐加入少量亚硫酸钠溶液，并添加适量油脚消泡。磨中和浆中加水量累计1∶10～12；亚硫酸钠用量按豆干重计1％，油脚用量约0.1％。
4、浸提。往磨后的混合浆中加水调至1∶16的料水比，浆温维持在25℃以上，徐徐加入氢氧化钠溶液调PH值至9.0，搅拌浸提1小时。搅拌机转速每分钟60～90转。
5、过滤。用不锈钢园形滚筒筛(或旋振筛、曲筛)将浸提后的混合浆进行两级过滤，第一级70目，第二级200目。滤液保留进入下工序；豆渣重新加水1∶6(按豆重计)，加温至50℃，用氢氧化钠溶液调PH值至9.0进行二次浸提，浸提时间1小时，再次作两级过滤。滤渣经压滤干燥作饲料；滤液保留进入下工序。
6、沉淀。过滤后的混合浆静置沉淀1小时。底部沉积出的不溶物为乳白色的淀粉，上部黄色的澄清液为蛋白液。将上部澄清液通过排浆管转入沉析池待处理；底部淀粉冲水搅拌成浓度约10％的淀粉乳，转入洗涤池按下工序处理。
(二)、豆粉制作
1、洗涤。在搅拌下往淀粉乳中加少量稀盐酸调PH值至6.0，静置沉淀0.5小时，排去上清液，重新搅拌成浓淀粉乳。
2、脱水。将洗涤后的浓淀粉乳泵送至离心过滤机连续脱水，形成含水量约38％的湿豆粉。
3、干燥。用气流干燥机将湿豆粉干燥成水份含量10～12％的干豆粉，冷却后定量包装入库。干燥机进风口温度150～160℃，出风口温度约70℃。
(三)分离蛋白制作
1、加酸沉析。将(一)、6中所述已转入沉析池的澄清蛋白液，在搅拌下用稀硫酸调PH值至4.5，静置沉淀2小时，排去上清液，保留底部蛋白浆。
2、脱水浓缩。将蛋白浆泵送至高位贮浆池，自流入分离因素为3500的500 II型卧式螺旋卸料沉降离心机连续脱水浓缩，得含水量70～80％的分离蛋白胶块。
3、板框压滤。往蛋白胶块中依次加入亚硫酸钠(蛋白干重0.1％)，双氧水(蛋白干重20％)和适量温水，充分搅拌，杀菌脱色，调成浓度约20％的可流动浓蛋白浆；维持半小时后，用浓浆泵输入液压式塑料厢式压滤机压滤，并用3倍于浓蛋白浆的40℃热水泵入机内洗涤蛋白，然后用压缩空气将蛋白压滤成含水量小于40％的蛋白饼。压滤机组工作压力≥0.8Mpa.
4、碎饼调整。用不锈钢碎饼机将蛋白饼粉碎成湿粉，定量入刮刀式锥形混合机，加碱和其他符合产品性能要求的助剂调PH值至6.5，拌匀后卸料备烘干。
5、气流干燥。将调整后的湿蛋白粉送入气流干燥机干燥成含水量≤5％的分离蛋白粗粉。干燥机进风口温度150～160℃，出风口温度70℃。
6、磨粉调制。将已干燥的分离蛋白粗粉送入STJ-500A不锈钢粉碎机，粉碎成≤120目的细粉；再按产品用途所要求的不同性能，加入适量的添加剂，在变异系数≤2％的螺旋式锥形混合机中混匀，即为分离蛋白成品，定量包装入库。