Схема производства модифицированного крахмала






Схема производства модифицированного крахмала

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра «Технология пищевых продуктов»

 

Дисциплина: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА

 

                     Специальность: İİ 05.04.05 – «Организация и управление промышленности»

Преподаватель: доц., к.т.н. Эльданиз Энвер оглы Байрамов

 

 

Лекция № 20

Тема: Технологические основы производства крахмала и крахмалопродуктов.

 

              План лекции

1.     Технология крахмала.

2.     Технология крахмальной патоки.

3.     Технология глюкозно-фруктозных сиропов.

4.     Технология модифицированных крахмалов.

5.     Производство сухого крахмала.

 

         Литература.

Богданов В.Д., Дацун В.М., Ефимова М.В. Общие принципы переработки сырья и введение в технологии производства продуктов питания: Учебное пособие.–Петропавловск-Камчатский:КамчатГТУ, 2007.– 213 с., (с.166÷178). Малкина В. Д., Касаткина Г. Д. Общая технология пищевых производств. Учебно-практическое пособие. – М., МГУТУ, 2009.-84 с., (с.50÷61).

 

1. Технология крахмала.

 

Современная крахмалопаточная промышленность – важная отрасль народного хозяйства. Перерабатывая картофель и кукурузу, крахмалопаточные предприятия выпускают сухой крахмал, глюкозу, различные виды крахмальных паток, модифицированные крахмалы, декстрины, глюкозно-фруктозные сиропы и т. д. Ассортимент вырабатываемой продукции составляют десятки наименований. Крахмал и крахмалопродукты используют в различных отраслях пищевой промышленности (кондитерской, хлебопекарной, консервной, молочной, пищеконцентратной и др.).

Характеристика крахмала. Крахмал - резервное питательное вещество растений, необхо­димое им в начале вегетации. В наибольшем количестве он содер­жится в семенах, клубнях и корнях растений. Для промышленно­го получения крахмала в качестве сырья используют именно эти части растений, так как значительное содержание в них крахма­ла делает производство его экономически оправданным.

В настоящее время основное количество крахмала вырабаты­вается из зерна (кукурузы, пшеницы, риса, сорго и др.) и корне-клубневого сырья (картофель, маниока, батат и др.).

По внешнему виду чистый крахмал товарной влажности пред­ставляет собой белоснежный сыпучий порошок, состоящий из мельчайших зерен. Форма, строение и размеры зерен крахмала различны и настолько характерны для каждого растения, что в большинстве случаев по их внешнему виду удается определить сырье, из какого был получен крахмал.

Форма, химический состав и свойства крахмальных зерен, а также толщина слоев внутри зерна в известной степени зависят от среды, которая окружает их в процессе роста.

Повышенная влажность и отсутствие клейких веществ способ­ствуют образованию крупных зерен, более правильных по фор­ме, но более хрупких, как, например, зерна картофельного крах­мала (см. рис. 20.1). В крупных зернах под микроскопом ясно вид­ны бороздки, концентрически размещающиеся вокруг глазка. Сам глазок в виде точки или черточки эксцентрически расположен в узкой части зерна. Слои особенно хорошо видны при окраске зе­рен разбавленной хромовой кислотой.

Глазок является органическим центром, вокруг которого на­слаивается крахмал, образуя зерно.

При высыхании крахмальных зерен внутри их слоистой струк­туры развивается давление. С уменьшением влажности давление увеличивается и на поверхности зерна образуются трещины (бо­роздки). В поляризованном свете зерно картофельного крахмала просвечивается насквозь, за исключением двух темных линий, пересекающихся над глазком. Обычно эти линии из-за эксцентричес­кого расположения глазка имеют Х-образную форму. При раз­давливании зерна картофельного крахмала легче всего разруша­ются по радиальным линиям.

Внешний слой крахмальных зерен по своим свойствам замет­но отличается от внутренних слоев.

Высказывалось предположение, что внешний слой, или обо­лочка крахмального зерна, состоит главным образом из молекул с ветвистым строением (амилопектин). Но большинство исследо­вателей в настоящее время считают, что оболочка крахмального зерна отличается от крахмала, находящегося в более глубоких слоях, лишь физико-химическими свойства-ми (более прочной мо­лекулярной структурой), содержит меньше влаги и более стойка к внешним воздействиям.

Размер и структура крахмальных зерен. Размер крахмальных зерен колеблется от 2 до 150 мкм. Зер­на рисового крахмала мало отличаются по размерам. То же на­блюдается и в кукурузном крахмале. Зато ржаной и пшеничный крахмал имеет как крупные, так и очень мелкие зерна.

Картофельный крахмал.

Крупные зерна картофельного крахмала имеют овальную форму и по внешнему виду напоми­нают раковины (рис. 20.1). Раз­меры зерен колеблются от 15 до 100 мкм. Мелкие зерна имеют круглую  форму,   бороздки и глазок на них слабо заметны.

Для производства наиболее ценны крупные зерна: они легче подвергаются обработке и дают крахмал более высокого каче­ства.

             

Кукурузный (маисовый) крах­мал. Зерна кукурузного крах­мала (рис.20.2) бывают много­гранные - из роговидной части эндосперма - и круглые - из мучнистой части его. Крахмал из кремнистых сортов кукурузы имеет зерна преиму-щественно многогранной формы, из крахмалистых сортов - круглой. Размер зерен различен для каждого вида крахмала, но в среднем равен 15 мкм по наибольшей оси. Обычно в товарном сухом крахмале очень мало мелких зерен  (размером около 5 мкм); размер круп­ных зерен достигает 25÷26 мкм.

В зернах кукурузного крахмала нет бороздок, но имеется большой круглый глазок. В молотом сухом крахмале вместо глазка видно углубление, из которого расходятся трещины. В по­ляризованном свете заметен крест на месте глазка или в геомет­рическом центре зерна.

Крахмал восковидной кукурузы. Крахмальные зерна, полу­ченные из восковидной кукурузы (рис.20.3) по внешнему виду (раз­мерам, форме и характерным особенностям) не отличаются от зе­рен обычного кукурузного крахмала. Длина зерен от 5 до 25 мкм. В центре заметен глазок. В поляризованном свете виден крест правильной формы. При действии раствора йода зерна восковидного крахмала окраши-ваются в красновато-коричневый цвет в отличие от зерен крахмала обычной кукурузы, дающих с йодом синее окрашивание.

Пшеничный крахмал. Зерна пшеничного крахмала (рис.20.4) ха­рактеризуются наличием двух фракций: крупных (от 20 до 35 мкм) и мелких (от 2 до 10 мкм). Плоские эллиптические или круглые по форме, они не имеют бороздок. Расположенный в центре глазок слабо заметен лишь в крупных зернах. В поляри­зованном свете на некоторых зернах видны бледные неясные кре­сты.

                    

Ржаной и ячменный крахмал. Зерна ржаного и ячменного крахмала по внешнему виду похожи на зерна крахмала из пшеницы. Наличие большого количества мелких зерен сильно затруд­няет разделение крахмала и белковой фракции при обработке суспензий на центробежных сепараторах, что снижает выход крах­мала из такого сырья.

Рисовый крахмал. Наиболее мелкие крахмальные зерна - от 3 до 8 мкм - получаются при выработке крахмала из риса (рис.20.5). Однако благодаря большей однородности зерен по размеру получение рисового крахмала связано с меньшими труднос­тями, чем, например, получение пшеничного. Форма зерен много­гранная. Часто они бывают собра-ны в кисти или имеют сложную структуру (конгломераты круглой или многогранной формы). Из-за мелкого размера никаких характерных черт (глазок, борозд­ка и т. д.) в обычном и поляризованном свете в зернах рисового крахмала различить не удается.

Крахмал восковидного сорго. По размеру и форме зерна крахмала восковидного сорго (рис.20.6), особенно вида Red leoti, сходны с зернами крахмала обычной и восковидной кукурузы. Размер зерен в среднем равен 15 мкм (от 6 до 30 мкм). Зерно имеет глазок в центре и ясно различимые радиальные трещины. Бороздки не видны. В поляризованном свете заметен правильный крест. Зерна, как и зерна крахмала из восковидной кукурузы, при действии йода окрашиваются в красновато-коричневый цвет.

Набухание, клейстеризация и ретроградация. Набухание зерен крахмала в воде при повышении темпера­туры с образованием вязкого коллоидного раствора - одно из наиболее важных свойств крах-мала, характеризующее его как гидрофильный высокополимер. Около 6% воды в сухом крахмале связано по первичным гидроксилам водородной связью. При на­бухании вода проникает в макромолекулы, разрушает водород­ные связи и увеличивает объем зерен крахмала.

В процессе нагревания структура суспензированных в воде крахмальных зерен изменяется. Вначале при медленном погло­щении воды происходит ограниченное набухание зерен и повыше­ния вязкости суспензии не наблюдается. Крахмальные зерна со­храняют свой внешний вид и двойное лучепреломление. При ох­лаждении суспензии и высушивании крахмальных зерен каких-либо изменений в них не обнаруживается.

При повышении температуры крахмальной суспензии с 55 до 65°С начинается вторая фаза набухания. Крахмальные зерна увеличиваются в объеме в несколько раз, поглощая большое ко­личество воды и теряя структуру и способность к двойному луче­преломлению. Более крупные зерна всех видов крахмала набуха­ют быстрее и клейстеризуются легче, чем мелкие. Во второй фазе набухания быстро увеличивается вязкость крахмальной суспен­зии.

Некоторая часть крахмала переходит в раствор, что можно обнаружить реакцией с разбавленным раствором йода в осветлен­ной тем или иным способом жидкости.

При дальнейшем нагревании суспензии наступает третья ста­дия набухания крахмальных зерен, когда они разрываются или прекращают увеличиваться в объеме и принимают вид бесфор­менных мешочков, из которых выщелочена более растворимая часть.

Охлаждение полученного коллоидного раствора даже с не­большим содержанием крахмала приводит к образованию проч­ного геля вследствие заполнения всего объема набухшими мешочками из крахмальных зерен. Этот процесс называется к л е й с т е р и з а ц и е й.

Набухание крахмальных зерен можно вызвать не только на­греванием суспензии, но и действием на нее растворов щелочей и солей некоторых металлов при комнатной температуре. Возмож­но регулирование скорости набухания крахмальных суспензий из­менением концентрации действующих реагентов, что представля­ет некоторые удобства при микроскопическом исследовании про­цесса набухания крахмала, а также при различных его модифи­кациях.

Крахмальные зерна, подвергавшиеся обработке кислотами, не способны к набуханию. При последующей обработке горячей во­дой такие зерна распадаются и крахмал переходит в раствор. В процессе растворения макромолекулы крахмала распадаются на фрагменты меньшего размера, уже неспособные образовывать ог­ромные структурные решетки, характерные для набухших крах­мальных зерен.

Кипячением или механической обработкой, например измель­чением в гомогенизаторе разбавленного крахмального клейстера, состоящего в основном из набухших зерен, можно сделать клей­стер более жидким. Прочность концентрированных гелей зависит от степени переплетения крахмальных молекул.

При длительном стоянии крахмальные растворы подвергают­ся р е т р о г р а д а ц и и – постепенному разрушению с выделением нерастворимого осадка, например амилозы. В некоторых услови­ях ретроградации выпавшая в осадок амилоза еще обладает за­метным двойным лучепреломлением. При ретроградации посте­пенно происходит агрегирование части крахмала, сопровождаю­щееся образованием нерастворимого микрокристаллического осадка. Агрегация крахмала делает его недоступным для воздей­ствия ферментов, даже если агрегаты остаются растворенными, т. е. неосажденными.

Замораживание водных растворов крахмала способствует ус­корению процесса ретроградации. Методом замораживания мож­но вызвать ретроградацню даже стабильных крахмальных раст­воров. Необходимо заметить, что растворы некоторых препаратов амилопектина также способны к ретроградации. Легко ретроградирует крахмал, осажденный спиртом и вновь растворенный. Про­цесс ретроградации может быть задержан удалением части вла­ги или с помощью реагентов, вызывающих набухание крахмаль­ных зерен.

Технология получения сырого картофельного крахмала. Технологическая схема получения сырого картофельного крахмала представлена на рис. 20.7.

Сырьем для производства картофельного крахмала служит картофель. Химический состав клубней картофеля колеблется в довольно широких пределах и зависит от сорта картофеля, климатических, почвенных и других условий.

Картофель имеет следующий средний химический состав (в %): вода – 75, сухие вещества – 25, из них крахмал – 18,5, азотистые вещества – около 2, клетчатка – 1, минеральные вещества – 0,9, сахара – 0,8, жир – 0,2, прочие вещества (пектины, пентозаны и др.) – 1,6.

Хранение картофеля. Предприятия, перерабатывающие картофель, работают сезонно. До обработки картофель хранят в буртах при температуре 2÷8оС. На хранение закладывают только здоровые клубни. При хранении картофель дышит. Хранить картофель свыше 5÷7 месяцев нецелесообразно, так как это приводит к значительным потерям сухих веществ, в том числе крахмала.

Рис. 20.7. Технологическая схема получения сырого картофельного крахмала.

 

Доставка картофеля на завод. Картофель подают на производство с помощью гид­равлического транспортера (подачу осуществляют точно так же, как подачу сахарной свеклы в свеклосахарном производстве), при этом частично отделяют легкие примеси, пе­сок и землю.

Мойка и взвешивание картофеля. Этому процессу придается очень большое значе­ние, так как на последующих стадиях картофель не очищают от кожуры, а наличие в крах­мале минеральных примесей недопустимо. Кар-тофель моют в моечных машинах комбини­рованного типа, имеющих камеры с высоким уровнем воды, где отделяют солому и другие легкие примеси: камеры с низким уровнем воды, в которых хорошо оттирают землю: су­хие камеры, в которых вода, не задерживаясь, стекает в грязевую канаву. Моечные маши­ны снабжены ботво-, песко- и камнеловушками. Продолжительность процесса мойки со­ставляет 10÷14 мин, расход воды - 200÷400% к массе картофеля.

Для учета массы переработанного картофеля производится взвешивание отмытых клубней на автоматических весах с откидным днищем.

Измельчение картофеля на терочных машинах - получение кашки. Крахмал содер­жится внутри клеток картофеля в виде крахмальных зерен. Чтобы извлечь его, необходимо разрушить клеточные стенки. Для этого кар-тофель измельчают на терочных машинах, принцип работы которых состоит в истирании клубней поверхностью, набранной из пилок с мелкими зубьями. Измельчение проводят дважды.

Выделение картофельного сока из кашки. Полученная после измельчения карто­фельная кашка представляет смесь, состоящую из разорванных клеточных стенок, крах­мальных зерен и картофельного сока. При получении крахмала важно скорейшее выделе­ние из кашки сока при минимальном его разбавлении. Контакт крахмала с соком ухудшает его качество, вызывая потемнение в связи с окислением тирозина, снижает вязкость крах­мального клейстера, способствует образованию пены, слизи и других нежелательных яв­лений. Картофельный сок выделяют из кашки на осадительных шнековых центрифугах. Сгущенную кашку (40% сухих веществ) получают при минимальных потерях крахмала с картофельным соком (0,1%).

Выделение свободного крахмала из кашки, отделение и промывание мезги. После отде­ления картофельного сока кашку направляют на ситовую станцию. Здесь на различных сито­вых аппаратах от кашки отделяют и промывают круп-ную и мелкую мезгу, осаждают и про­мывают крахмал. Для отмывания свободного крахмала кашку последовательно обрабатывают на барабанно-струйном и центробежно-лопастном ситовых аппаратах и направляют на по­вторное измельчение (перетир), после чего вновь промывают. После выделения мезги на си­товых аппаратах или гидроциклонах крахмальная суспензия содержит некоторое количество мелкой мезги (4÷8%), водорастворимых веществ (0,1÷0,5%) и сильно разбавленного карто­фельного сока. Поэтому ее подвергают рафинированию на центробежных ситах, гидроцик-ло­нах или дуговых ситах. Концентрация крахмальной суспензии, поступающей на рафинирова­ние, должна составлять 12÷14%. а концентрация рафинированной суспензии – 7÷9%.

Рафинирование крахмальной суспензии. Рафинирование на центробежных ситах про­водят в две ступени, после чего крахмальную суспензию подают на пеногасящее устройство, а затем на песковые гидроциклоны для удаления песка. Полученную сгушенную сус­пензию подают в гидроциклоны для промывки крах-мала, которую проводят в три ступени. Далее крахмал обезвоживают на вакуум-фильтрах и сушат.

Выход крахмала зависит от его содержания в сырье и потерь с мезгой и сточными водами. В среднем выход крахмала равен 15,7%, потери крахмала составляют 2,8%.

Сырой картофельный крахмал в зависимости от содержания в нем воды подразделя­ется на две марки: А (с содержанием воды 38÷40%) и Б (с содер-жанием воды 50÷52%). Крахмал каждой марки делится на три сорта. Крахмал I и II сортов должен иметь однород­ный белый цвет и запах, свойственный крахмалу. Наличие постороннего запаха не допус­кается. Крахмал III сорта может быть сероватым, без прожилок и вкраплений, в нем до­пускается слабо-кислый, но не затхлый запах. Показатели качества сырого картофельного крахмала приведены в табл. 20.1.

 

Таблица 20.1/ - Показатели качества сырого картофельного крахмала

Из-за высокого содержания воды сырой картофельный крахмал не может долго хра­ниться - он закисает. Поэтому его перерабатывают в сухой крахмал, бескислотные декст­рины, модифицированные крахмалы, патоку, глюкозу и др.

Использование побочных продуктов. Важнейшими задачами, стоящими перед крахмалопаточной отраслью, являются комплексное и рациональное ис-пользование сухих ве­ществ картофеля при выработке из него крахмала, снижение расхода свежей воды на тех­нологические нужды и, как следствие, уменьшение количества сточных вод, загрязняющих окружающую среду.

Побочные продукты картофелекрахмалъного производства - это мезга и картофель­ный сок. Из 25% сухих веществ картофеля извлекается 15,7% крахмала, остальные 9,3% сухих веществ распределяются примерно поровну между мезгой и картофельным соком. Картофельный сок содержит 5-7% сухих вешеств, в сос-тав которых входит до 40% азоти­стых веществ, 20-25% растворимых углеводов, 9-12% минеральных веществ, 3-5% крах­мала, около 3% жира. Азотистые вещества картофельного сока представлены на 50% бел­ками, а также в соке содержится до 20 аминокислот, в том числе незаменимые (лизин). В состав золы входят оксид калия, соли фосфорной кислоты, кальция и магния. Обнаруже­ны также железо, сера, хлор, цинк и другие элементы.

Сухие вещества мезги состоят из следующих компонентов (в %): крахмала - 45-50, клетчатки - 25-30, растворимых углеводов - 25-30, белков - 5, минеральных веществ - 5-6. С целью рационального использования наиболее перспективно перерабатывать кар­тофельный сок и мезгу в углеводно-белковый гидролизат и белковый корм. Для этого смесь мезги и картофельного сока, содержащую 8-12% сухих веществ, разваривают при температуре выше 100°С. В результате чего около 30-40% белковых веществ сока коагули­рует. Затем смесь охлаждают до температуры 62-64°С, вносят ферментный препарат и ве­дут осахаривание крахмала мезги в течение 2,5-3 ч. Образующиеся редуцирующие веще­ства переходят в жидкую фазу. Смесь фильтруют. Жидкую фазу направляют на уваривание. Процесс длится до тех пор, пока содержание сухих веществ не составит 50%. Полученный углеводно-белковый гидролизат представляет собой густую коричневую жидкость с приятным запахом. В его состав входят глюкоза, мальтоза, сахароза и ряд аминокислот. Гидролизат может быть использован в хлебопечении в качестве заменителя красного ржаного солода, при выпечке некоторых сортов хлеба, а также в качестве биостимулятора при выращивании кормовых дрожжей.

Осадок, полученный при фильтровании (белковый корм), направляют в сушилку, где он высушивается до 10%-ного содержания воды. В настоящее время мезга в сыром и силосованном виде широко используется в качестве корма для животных. Она также может быть использована при комбинированном способе производства крахмала и спирта. Высушенная, размолотая и просеянная сквозь сито с размером ячеек 0,1×0,1 мм мезга содержит 75-76% крахмала и может быть использована для выработки мальтозной патоки, декстринового клея и др.

Технология получения сырого кукурузного крахмала. Принципиальная технологическая схема производства сырого кукурузного крахмала приведена на рис. 20.8.

Сырьем для производства крахмала служит зерно кукурузы. Содержание крахмала в нем составляет 70% к массе сухих веществ. Кроме крахмала в нем содержатся такие пенные в пищевом отношении вещества, как белок (10¸13%) и жир (6,5%), для выделения которых применяются специальные методы и оборудование. Это позволяет выпускать важные для народного хозяйства страны дополнительные продукты - сухие концентриро­ванные белковые корма, кукурузное масло и кукурузный экстракт.

Замачивание кукурузного зерна. Это важнейшая технологическая опе-рация, от кото­рой зависит выход конечного продукта. В эндосперме зерна крахмал прочно удерживается кукурузным белком - глютеном. Целью замачивания является размягчение зерна для ос­лабления и разрыва связей между белком и крахмалом, эндоспермом и зародышем и выве­дение из зерна в замочную воду большей части водорастворимых веществ, затрудняющих выделение и очистку крахмала.

 

Рис. 20.8. Технологическая схема получения сырого кукурузного крахмала.

 

Для замачивания зерна используют слабый раствор сернистой кислоты (концентра­ция SO2 в воде составляет 0,15-0,20%), чтобы исключить прорастание зерна и развитие микроорганизмов.

В процессе замачивания зерна (48-50 ч) происходят различные физико-химические и биохимические процессы. Зерно набухает. Под действием кислоты оболочки зерна стано­вятся проницаемыми, что ускоряет переход водорастворимых веществ, сахаров, декстри­нов, аминокислот, частично белков, пектиновых и других веществ в замочную воду.

Для ускорения химических реакций и повышения скорости диффузии химических соединений замачивание ведут при повышенной температуре (48-50°С). К концу замачи­вания ферменты почти полностью инактивируются, а из микроорганизмов остаются толь­ко термофильные молочнокислые бактерии, сбраживающие сахара до молочной кислоты. Молочная кислота, в свою очередь, способствует размягчению зерна. Всего в замочную воду переходит около 6,5% сухих веществ зерна, из них примерно 70% (от общего содер­жания в зерне кукурузы) приходится на минеральные вещества, 42% - на растворимые уг­леводы и около 16% - на азотистые вещества. При этом зародыш теряет около 60% своей массы, эндосперм - около 13-14%. Процесс замачивания зерна ведут в батарее замочных чанов методом противотока, позволяющим полнее извлечь растворимые вещества из зерна и получить более концентрированный экстракт.

Кукурузное зерно после замачивания может содержать некоторое количество ме­ханических примесей, которые необходимо отделить. Для этой цели используют гидроциклоны.

Дробление зерна. Кукурузное зерно дробят так, чтобы отделить зародыш, не повре­див его. Зародыш - ценная составная часть зерна с содержанием жира 55% от сухого ве­щества. Для того чтобы полнее выделить зародыш, зерно дробят на дисковых дробилках дважды. При первом дроблении освобождается 75-85% зародыша и 20-25% крахмала, при втором дроблении - 15-20% зародыша и еще 15-19% крахмала. После первого дробления кашку процеживают на дуго-вых ситах и направляют в гидроциклоны для выделения заро­дыша. Из гидроциклонов кашка поступает на второе дробление.

Выделение и промывание зародыша. Кашка, полученная после первого и второго дроблений, содержит зародыш, оболочки зерна, крахмал, глютен и водорастворимые ве­щества. Необходимо максимально извлечь зародыш из кашки вместе с суспензией крахма­ла, затем отделить его от суспензии ситованием и далее промыть на ситах для полного удаления свободного крахмала. Для выделения зародыша широко используют гидроциклонные установки. Под действием центробежной силы кашка разделяется на жидкую фракцию, содержа-щую зародыш и суспензию крахмала, и тяжелую фракцию, состоящую из частиц зерна, оболочек и частично суспензии крахмала. Жидкий сход с гидроциклонов направляют на сита отцеживания и промывания зародыша. Для этой цели используют си­товые аппараты различных конструкций.

Помол кукурузной кашки. Полученная после отделения зародыша кашка представляет собой смесь крупных частиц оболочек зерна, связанных с эндоспермом, дробленого чисто­го эндосперма, свободного крахмала и белка. Для полного высвобождения крахмала кашку подвергают тонкому измельчению, предварительно отцедив на дуговых ситах свободный крахмал, глютен и часть мелкой мезги. Полученное крахмальное молоко дважды пропус­кают через капроновые сита и направляют на рафинирование, а сходы - на измельчение.

Тонкий помол кукурузной кашки осуществляют на измельчающих машинах ударно­го действия. Кашка интенсивно измельчается и с большой скоростью отбрасывается на не­подвижные отражательные пальцы. При этом происходит измельчение эндосперма. Затем продукт выходит из машины.

Промывание суспензии. На современных заводах проводят многократное промывание продукта по принципу противотока, что позволяет отмыть минимальным количеством жидкости наибольшее количество свободного крахмала. Отцеживание крупной мезги и ее трехкратное промывание проводят на дуговых ситах с отверстием диаметра 0,5-0,6 мм. Промытая крупная мезга не должна содержать свободного крахмала более 1,5%.

Мелкая мезга отделяется на капроновых ситах, четырехкратно промывается и посту­пает на механическое обезвоживание. Содержание свободного крахмала в ней не должно превышать 4%. Крахмальное молоко поступает на двукратное рафинирование на дуговых ситах, оснащенных капроновой ситовой тканью.

Выделение крахмала из крахмало-белковой суспензии. Рафинированное крахмальное молоко содержит 11-14% сухих веществ, из которых 88-92% составляет крахмал, 6-10% - белок (глютен), 0,5-1,0% - жир, 2,5-5% - растворимые вещества, 0,1 % - мелкая мезга, 0,2-0,4% - минеральные вещества: рН крахмального молока – 3,8-4,2.

Глютен содержится в молоке в виде взвешенных частиц размером 1-2 мкм. Плот­ность его значительно ниже плотности крахмальных зерен. На этом свойстве и основано их разделение. В настоящее время выделение крахмала из крахмало-белковой суспензии проводят на центробежных сепараторах. Основная рабочая часть сепаратора – ротор с па­кетом конических тарелок и частотой вращения около 3000 об/мин. Зазор между тарелка­ми составляет около 1 мм. Таким обра-зом, разделение продукта идет в тонком слое. Крах­мальные зерна, более тяжелые, чем глютен, прижимаются к внутренней поверхности каждой тарелки, сползают в периферийную зону ротора в виде концентрированного крах­мального молока и выбрасываются через разгрузочные сопла (нижний сход). Более мелкие частицы глютена как бы всплывают в уплотненном крахмальном молоке, прижимаются к наружной поверхности каждой тарелки и под давлением новых порций поступающего в ротор продукта вытесняются к его центру, а уже оттуда по вертикаль-ному каналу в виде суспензии низкой концентрации выводятся через сопла в верхней части ротора (верхний сход). Чтобы выделить весь глютен, обработку крахмального молока ведут на нескольких последовательно установленных сепараторах.

Промывание крахмала. Крахмальное молоко после отделения глютена еще содержит некоторое количество примесей. Поэтому крахмал дополнительно промывают на вакуум-фильтрах в две или три стадии. Промытый крахмал содержит (% на сухое вещество): 98,4-98,7 - чистого крахмала и 1,3-1,6 - примесей (белок, жир и пр.). Его используют для производства сухого крахмала, крахмальной патоки, кристаллической глюкозы, модифи­цированных крахмалов и декс-трина.

На предприятии по производству сырого кукурузного крахмала выход крахмала со­ставляет в зависимости от качества сырья, технической оснащенности завода и схемы про­изводства от 60 до 66,6% от массы безводной кукурузы. Коэффициент извлечения крахма­ла колеблется от 86 до 93,5%.

Получение и использование побочных продуктов из кукурузы. Зародыш. В зерне куку­рузы содержится 5-6% (от массы сухого вещества) жира. Почти весь жир сосредоточен в зародыше. Выход зародыша составляет 6-7% от массы безводной кукурузы.

Сырой зародыш сушат до содержания воды не более 2,0-2,5%, после чего измельчени­ем на вальцовых станках получают мятку, которую подвергают первому прессованию на шнековых прессах. Выделенное масло поступает на рафинирование, а оставшийся после прессо­вания жмых дробят, подогревают на жаровнях и вторичным прессованием дополнительно выделяют из него масло. Выход масла составляет 2,8-3,3% от массы безводной кукурузы.

Кукурузный экстракт. При замачивании зерна кукурузы получают кукурузный экс­тракт с содержанием сухих веществ 8-9%, затем его упаривают до содержания сухих ве­ществ 35-40% и используют при производстве кормов, а также при производстве антибио­тиков и для получения хлебопекарных прессованных дрожжей. Для этих целей его предварительно упаривают до 50%-ного содержания сухих веществ.

Глютен. При выделении крахмала из крахмало-белковой суспензии на тарелочных сепараторах в качестве жидкого схода получают белковую суспензию с содержанием су­хих веществ около 1%. На специальном оборудовании полученную суспензию разделяют на частично сгущенный глютен и хорошо осветленную глютеновую воду. Окончательное сгушение глютена (до 12% сухих веществ) ведут на центробежных сепараторах. Далее глютен механически обезвоживают на вакуум-фильтрах. После вакуум-фильтров содержа­ние воды в глютене составляет 68-72%. Глютеновую воду используют для различных тех­нологических целей.

Корма. Для получения кормов используют жмых (остаток после извлечения из заро­дыша масла), крупную и мелкую мезгу, сечку (измельченное зерно), стержни початков ку­курузы, глютен и экстракт. Мезгу и глютен предварительно механически обезвоживают до содержания сухих веществ в пределах 35-42%. Жидкий кукурузный экстракт сгущают до концентрации сухих веществ от 30 до 35%. При производстве кормов используют также фильтрационные осадки, которые получают при производстве патоки и глюкозы. Все ком­поненты смешивают в определенном соотношении, высушивают до 12%-ного содержания воды, просеивают, отделяют ферропримеси и отправляют на склад. Сухой кукурузный корм должен отвечать требованиям соответствующих нормативных документов и содер­жать 18-19% белка, 18-25% крахмала, 7-9% жира, 1-4% минеральных веществ.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ

 

 








Схема производства модифицированного крахмала

Схема производства модифицированного крахмала

Схема производства модифицированного крахмала

Схема производства модифицированного крахмала

Схема производства модифицированного крахмала

Схема производства модифицированного крахмала

Схема производства модифицированного крахмала

Похожие новости: