董呈祥

摘 要：文章主要闡述了玉米淀粉活性降解機械化設(shè)備以及分解塑料膜的實驗過程，探究玉米深加工產(chǎn)業(yè)化未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：玉米淀粉；活性降解；機械化設(shè)備；分解；塑料膜

中圖分類號：TQ320.72 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）01-0053-02

Abstract： The paper mainly elaborates the mechanized equipment for corn starch activity degradation as well as the experiment process of plastic film decomposition， so as to probe into development trend of deep processing industrialization of corns in the future.

Keywords： corn starch； active degradation； mechanized equipment； decomposition； plastic film

我國的淀粉生產(chǎn)以玉米淀粉為主要生產(chǎn)力，玉米淀粉作為玉米深加工行業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，影響著玉米深加工的發(fā)展，玉米加工企業(yè)要加大使用機械設(shè)備才能提高產(chǎn)品的質(zhì)量，推廣農(nóng)業(yè)機械化成為了提高玉米淀粉生產(chǎn)品質(zhì)的必然選擇，同時也是傳統(tǒng)成產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)向現(xiàn)代生產(chǎn)農(nóng)業(yè)的必然過程。

1 玉米淀粉的生產(chǎn)

用0.3%的亞硫酸對玉米進行浸泡，然后通過碾碎、篩選、沉淀等工序?qū)⒂衩字瞥傻矸?，玉米淀粉中含有少量的蛋白質(zhì)，吸濕性高達30%以上，由單一的葡萄糖組成的多功能葡萄糖。玉米淀粉的提取最重要的方式就是將玉米的籽成分進行分離，濕膜是最好的分離方法之一，由于籽粒的硬度強，需要先浸泡，然后加入SO2，破壞淀粉表面的蛋白質(zhì)，通過一些列的加工程序?qū)崿F(xiàn)不同成分的分離，最后只剩下玉米淀粉。淀粉不容易存儲，容易變質(zhì)，需要利用機械脫水、加熱脫水的方式對玉米淀粉進行干燥。其工藝流程為：將浸泡后的玉米分離后，會進入到破碎與胚芽工序。這道工序需要設(shè)置兩道分離器，每一道分離器胚芽要分成兩級。玉米進入第一級后會分離出純凈的胚芽，二級旋液分離器需要對遺漏的胚芽進行回收，通過一道一級分離出的胚芽需要進行脫水；然后將分離出的胚芽進入到精磨與纖維分離工序，通過六道曲篩洗滌槽將纖維洗凈，然后回收淀粉，然后洗滌淀粉。淀粉乳經(jīng)過洗滌后會有很多麩質(zhì)、淀粉顆粒，中間夾雜了大量的完好的淀粉顆粒，需要通過離心機進行洗滌，然后通過分離系統(tǒng)進行淀粉回收，最后進行干燥提取淀粉。

2 玉米淀粉深加工

2.1 玉米淀粉糖及衍生物

酸解法是最早出現(xiàn)的工業(yè)化淀粉水解方法，以無機酸作為催化劑，在高溫加高壓的情況下對淀粉進行分解，并將其轉(zhuǎn)化為糖。葡萄糖值表示淀粉的分解效果，通過酸水解產(chǎn)生的副作用較多，會影響葡萄糖的產(chǎn)物，如果葡萄糖的值在90左右，將會出現(xiàn)糖化困難；當葡糖糖的值小于30會出現(xiàn)凝固現(xiàn)象；當葡萄糖的值大于55時，會出現(xiàn)大量的降解產(chǎn)品難以根除；雙酶法主要是通過液化酶的方式對淀粉進行液化，使用糖化酶對液化產(chǎn)物進行糖化的生產(chǎn)過程；酸酶法是使用酸水解成低聚糖，然后再使用淀粉酶水解為目標糖的工藝過程。淀粉糖的應用廣泛，在制藥、食品加工中都有涉及，比如淀粉糖漿、果葡糖漿、麥芽糖等。

2.2 淀粉發(fā)酵產(chǎn)品

玉米淀粉發(fā)酵產(chǎn)品有很多的種類，其中使用最為廣泛的有酒精、味精、甘油、維生素C、各種有機酸等，酒精以食用酒精為主，是淀粉發(fā)酵的主要產(chǎn)品之一。

2.3 玉米變性淀粉

變性淀粉主要是通過物理或者化學的手段改變淀粉的分子結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生一種新的淀粉衍生物。影響變形淀粉性能的主要原因有原料、水質(zhì)、分子取代度、工藝溫度、PH值等，變形反應后的需要對過濾、包裝以及干燥等工序進行控制。玉米變性淀粉的生產(chǎn)方法分為濕性與干性，濕性以淀粉乳為主，將淀粉與水或其他的介質(zhì)混合形成淀粉乳，并在一定的條件下與化學試劑發(fā)生變性反應，從而生成變性淀粉。

3 玉米淀粉活性降解機械化設(shè)備及其塑料膜分解過程

3.1 使用的材料

用玉米淀粉作為測試的原材料，有一個前提，玉米淀粉必須要經(jīng)過機械活化，活化大約一個小時左右。還需要甲烷磺酸、乙二醛、聚乙烯醇、乙酸酐、冰醋酸、乙醇、氫氧化鉀、鹽酸、丙三醇等材料。

3.2 所需的設(shè)備

帶有電子分析的天平、帶有磁力的電冰箱、能夠發(fā)熱且進行水循環(huán)的攪拌器、真空泵、粉碎機、真空干燥箱、振蕩器、攪拌器、數(shù)碼相機等。需要注意的是真空泵需要帶有旋片的，干燥箱要有恒溫。

3.3 測試的方法

3.3.1 分解玉米中的醋酸酯

如何分解玉米淀粉中的醋酸酯，需要有具體的方法與步驟。首先在準備的材料中選取11ml的乙酸酐，將乙酸酐放在容納量為50ml的容器中，將容器密封放在冰箱中。當冰箱的溫度降到只有5℃時，取出不含任何水分的玉米淀粉，重量控制在5g左右，將玉米淀粉放在燒瓶中，燒瓶大概有150ml左右，在150ml的燒瓶中倒入8.8ml的冰醋酸，將磁子放入燒瓶中。為了方便提取，在燒瓶中裝上分液漏斗，溫度要控制在25℃左右的室內(nèi)溫度，然后對燒瓶中的液體進行攪拌，大概持續(xù)兩分鐘左右。然后將放在冰箱中的醋酸酐倒入燒瓶中，要在五分鐘之內(nèi)導入燒瓶中。隨后將1ml的冰醋酸攪拌在克重為0.07ml的甲烷磺酸中進行稀釋，十分鐘之內(nèi)的時間將攪拌后的甲烷磺酸倒入燒瓶中，將溫度計放在燒瓶中。在燒杯中裝入蛇形狀的冷凝管，將燒瓶放進具有一定溫度的攪拌器中，調(diào)試好攪拌器的運行速度，隨后記錄溫度與時間。等待這些材料反應結(jié)束后，通過攪拌的方式將反應物倒入去離子的水中，去離子水與反應物容量的分別為10和1，然后將沉淀物篩選，使用離子水將殘渣過濾掉，然后將篩選出來的反應物放置一段時間。最后將反應物放在干燥箱中，溫度為50℃，進行粉碎，然后對反應物進行篩選，裝入袋中，放進干燥器中作為后期實驗備用。

3.3.2 提取玉米淀粉的結(jié)構(gòu)

（1）測試替代度。對玉米淀粉的結(jié)構(gòu)進行提取，通過測試替代度的方式。首先取出1g的玉米淀粉的樣品，放在容量為250ml的容器中，然后在容器中倒入50ml的溶液，隨后將容器密封，并不斷的搖動容器，然后在50℃的溫度下對容器進行保溫，時間為三十分鐘。冷卻后的溫度要與室內(nèi)的溫度保持一致，然后在容器中放入40ml的氫氧化鉀，將容器的瓶口封閉，在室內(nèi)溫度為25℃的條件下放置三天，期間可以偶爾對容器進行放置。（2）測試紅外光與溫度。將實驗的樣品淀粉與不含水的淀粉末進行混合，通過紅外線的照射觀察它們的混合效果。然后將混合后的物體磨細，攪拌均勻后制成壓片，然后使用紅外光一起對物體進行測試。測試時注意溫度。將樣品取出放在4ml的鋁制盒子中，以鋁制盒子作為參照物，對樣品進行升溫，從30℃升溫到350℃，速度控制在10℃/min。（3）觀察顆粒的外形。使用雙面膠將樣品固定，然后進行噴金，將顯示出來的淀粉特征使用相機進行拍攝，進行保存，便于后期的觀察。

3.3.3 分解塑料膜的設(shè)備

分解塑料膜的設(shè)備如何制造，制作的過程為，取出6ml的淀粉，或者90ml的蒸餾水，或者是醋酸酯，然后將取出的物質(zhì)放在燒瓶中，在燒瓶中裝上攪拌器、溫度計、冷凝管，將燒瓶的溫度調(diào)至90℃，時間為一個小時。一個小時后在燒瓶中放入乙烯醇、甘油、乙二醛，快速進行攪拌，溫度調(diào)至85℃，時間為半個小時，等到反應物結(jié)束后，將反應物倒進模具中，在空氣中進行干燥，將凝固后的膜按要求裁剪，并放在貯藏的容器中以備用。

3.3.4 測試性能

（1）測定力學與耐水性。按照國家規(guī)定的相關(guān)測試標準，使用國內(nèi)生產(chǎn)的電子檢測儀進行檢測，對塑料膜的橫向拉力與縱向拉力進行檢測。設(shè)置電子檢測器的距離，將距離控制在105ml～95ml之間，標準距離設(shè)置在50.5ml～49.5ml之間，拉伸的速率設(shè)置在50ml/min，所有的測試完成之后將記錄最大測定值。將淀粉的塑料膜放在蒸餾水中浸泡24小時，溫度是標準的室內(nèi)溫度。膜的水分要擦干，然后對塑料膜的厚度與寬度進行測試，并對測試的數(shù)據(jù)進行記錄，然后與沒有浸入蒸餾水的塑料膜進行對比測試，記錄數(shù)據(jù)[8]。在50℃的條件下，對塑料膜進行24小時的干燥操作，然后分辨種類。在室內(nèi)溫度的條件下在塑料膜中倒入蒸餾水，并浸泡24小時，然后再使用濾紙將表面的水分吸干，對塑料膜的重量進行測試，并記錄數(shù)據(jù)。（2）測試熱水性與分解能力。將長20ml、寬25ml的塑料膜放在燒開的水中，浸泡時間為5min，然后將塑料膜取出，觀察變形的情況，并對塑料膜的受熱性進行對比，然后使用相機進行拍照觀察。將塑料膜的水分過濾掉之后進行稱重，然后在塑料膜的上下部分墊上尼龍紗，將塑料薄膜埋在20cm左右的土壤下，20天之后將塑料膜取出，將塑料膜洗干凈，將水分過濾掉稱重，使用顯微鏡對塑料膜試驗前后的樣品進行觀察，并對塑料膜的分解情況進行對比。

3.4 測試結(jié)果

對醋酸酯進行紅光分解。淀粉進行一小時的活化后，能夠有不同類型的醋酸酯圖形進行代替，根據(jù)時間的逐漸增加，替代度就越強，會出現(xiàn)一個最高峰值，等高峰過后，表示淀粉酯化對于結(jié)晶的結(jié)構(gòu)造成了破壞，伴隨著替代度的增強破壞也越來越強，然后在2.8的位置上，醋酸酯的峰值就會基本消失。使用一小時活化的玉米淀粉設(shè)備替代不同類型的醋酸酯，在測試的過程中，會出現(xiàn)兩個不同情況的峰值，第一個峰值大概出現(xiàn)在50℃～180℃的溫度之間，第二個峰值會出現(xiàn)在270℃～290℃的溫度之間。在升溫的過程中淀粉的水分被蒸發(fā)才會出現(xiàn)溫度在50℃～180℃的高峰值；淀粉分子內(nèi)部受到了來自高溫的破壞會出現(xiàn)270℃～290℃的第二個高峰值。當取代值大于0.5時，如果醋酸酯沒有出現(xiàn)非常明顯的高峰，說明在這樣的環(huán)境下醋酸酯與活化的玉米淀粉相比而言性能更加穩(wěn)定。

此次的試驗主要是對玉米淀粉進行測試，測試的目的就是為分解塑料膜的可能性提供了依據(jù)。通過紅外光儀器、顯微鏡、熱量儀等對醋酸酯的結(jié)構(gòu)進行重構(gòu)，并對穩(wěn)定性與外觀進行了測試，分析酯化的原理，不僅降低了溫度，還提高了醋酸酯的穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]肖兵兵，王猛，張凱，等.活性降解的機械化設(shè)備和分解塑料膜的可行性[J].科技展望，2015（12）.

[2]劉瑾瑾，陸慧玲.玉米淀粉生物降解塑料薄膜的制備及性能研究[J].輕工科技，2017（6）：40-43.