Технология крахмала и крахмалопродуктов – Часть 1

Пищевая промышленность      Постоянная ссылка | Все категории

Светлой памяти старейшего инженера крахмало – паточной промышленности, соавтора Марии Мак­симовны Трегубовой посвящают свой труд авторы.

Предисловие

Четвертое издание учебника «Технология крахмала и крахма – лопродуктов», написанное проф., д-ром техи. наук Н. Н. Тре – губовым, Б. К. Бычковым, Б. А. Векслером, С. Ф. Кравченко и проф. В. А. Смирновым, вышло в свет в 1970 г. С того времени во многом изменились техника и технология ряда производств крахм ало-паточной промышленности, что потребовало значи­тельной переработки и дополнения книги.

Исключено описание устаревших способов производства, та­ких, например, как производство патоки на основе применения серной кислоты с очисткой снропов костяным углем, измельче­ние дробленой кукурузы на жерновах, осаждение крахмала на желобах, высушивание крахмала на барабанных сушилках и т. д.

В настоящем издании учебника приведено изложение новых, перспективных способов производства: технологии крахмала из пшеничной муки, зерна сорго и риса; измельчения дробленой ку­курузы на машинах ударного действия; замены в кукурузокрах – мальном и частично картофелекрахмальном производстве слож­ных в обслуживании и металлоемких сит более простыми и на­дежными дуговыми ситами; обезвоживание крахмала на автома­тизированных центрифугах и высушивание его на пневматических сушилках и др.

Полностью переработаны главы, посвященные сырью для крахм ало-паточной промышленности. Значительно расширен раз­дел, посвященный технологии желирующих, окисленных и набу­хающих модифицированных крахмалов, производство и примене­ние которых значительно возросли.

Подробно описано производство медицинской глюкозы и глю – козно-фруктозных сиропов, использование которых для частичной замены сахарозы дает большой экономический эффект.

Приведены необходимые для курсового и дипломного проек­тирования расчеты продуктов по основным видам производства.

В книге использованы следующие сокращения:

°СА — концентрация сухих веществ, определенная ареомет­ром, градуированным по сахарозе при температуре 20° С (что очень близко к ранее применявшимся градусам Брикса);

% СВ — содержание сухих веществ, найденное методом высуши­вания при температуре 100—105° С.

Содержание учебника соответствует программе специального курса, преподаваемого в вузах пищевой промышленности. Изве-


стная часть изложенных в книге материалов представит интерес для специалистов крахмало-паточной промышленности

Новый коллектив авторов, созданный в связи с тем, что из жизни ушли Б. К – Бычков, Б. А. Векслер и С. Ф. Кравченко, сос­тоит из преподавателей и выпускников кафедры технологии са­харного и крахмало-паточного производств Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института пище­вой промышленности, использовавших при написании нового из­дания свой многолетний педагогический и научно-производствен- ный опыт.

Авторы приносят глубокую благодарность рецензентам: со­трудникам кафедры технологии сахаристых веществ Киевского технологического института пищевой промышленности под руко­водством проф. Н. А. Архиповича м проф. д-ру техн. наук К И. Пазируку за тщательный просмотр рукописи и ценные за­мечания, направленные на улучшение учебника.

Все замечания и предложения по книге будут приняты автора­ми с благодарностью. Просьба направлять их по адресу: 125080,. Москва А-80, Волоколамское шоссе, 11, МТИПП, кафедра техно­логии сахарного и крахмало-паточного производств.

Проф., д-р техн. наук И. Н. ТРЕГУБОЕ.


Введение

ПРИМЕНЕНИЕ КРАХМАЛОГ1РОДУКТОВ И ИХ НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Главный источник энергии для человеческого организма — уг­леводы. В рационе человека на них приходится более 70%. Ос­новной представитель углеводов в питании человека — крахмал. Он же является одной из важнейших составных частей естествен­ных и выпускаемых промышленностью концентрированных кор­мов.

Являясь главнейшим резервным углеводом растений, крахмал принадлежит к числу наиболее распространенных в раститель­ном мире веществ. Образуется он в результате фотосинтеза угле­водов в зеленых частях растений под действием лучей солнца. В зернах пшеницы, ржи, кукурузы, риса содержится до 65—82% крахмала, в клубнях картофеля — до 25%.

Извлечение крахмала из сырья и получение из него крахмало- продуктов осуществляются на предприятиях крахмало-паточной промышленности. Рациональное применение находят здесь и дру­гие составные части сырья. Переработка растительного сырья, со­держащего крахмал, но без его извлечения, производится на предприятиях мукомольной, хлебопекарной, макаронной, конди­терской и других отраслей промышленности.

Крахмалопродукты, полученные из растительного сырья {в основном из кукурузы и картофеля), имеют важное народнохо­зяйственное значение и широко используются для пищевых и тех­нических целей. В пищевой промышленности находят применение как собственно крахмал, так и различные виды крахмалопродук – тов

Патока, например, используется как необходимая составная часть карамели, при изготовлении варенья, джемов, алкогольных и безалкогольных напитков (ликеров, сиропов, фруктовых вод и др.). В карамели она предотвращает кристаллизацию сахарозы и делает ее однородной и прозрачной. Патока с более высоким содержанием редуцирующих веществ {до 70%) применяется вместо части сахара для улучшения качества хлебопекарных из­делий и консервов

Чистая глюкоза в кристаллической форме широко использует­ся в медицине как лечебное средство, применяемое внутривенно или как добавка к диетическому питанию для тяжелобольных и выздоравливающих. Она легко и непосредственно усваивается ор­ганизмом и быстро поступает в кровь, в то время как для усвое­ния крахмала и сахарозы требуется их предварительное расщеп – леи не до моносахаридов. Глюкоза используется также в произ­водстве антибиотиков, ферментных препаратов, витаминов, при изготовлении мороженого, шоколада, мягких конфет, пралиновых начинок, кексов, различных сладких блюд.

Сухой крахмал используется До1Я приготовления киселей, пу­дингов, соусов, добавляется к тесту (до 10%) при выработке бис­квитов, пирожных и других изделий, находит применение в мака­ронном производстве, а также при изготовлении некоторых сор­тов колбас, служит формовочным материалом при отливке по мадных и ликерных сортов конфет.

Растет производство крахмалопродуктов для непосредствен­ного употребления в пищу, таких, как готовые пудинги, столовые сиропы, крахмальное саго, кристаллическая глюкоза и пр

Технология многих производств предусматривает кратковре менпое, длительное или постоянное связывание, проклеиваиие и скрепление самых разнообразных материалов. Особые свойства крахмала позволяют в результате его модификации и добавления небольшого количества некоторых веществ получать клеящие и вязкие материалы с ценными технологическими свойствами, что значительно расширяет сферу техническою применения произ­водных крахмала.

Сейчас трудно найти производство, в котором не применялся бы клей из различных модификаций крахмала. Для получения более сильных и быстро схватывающих клеев крахмал обрабаты­вают при нагреве различной продолжительности и с добавлением или без добавления кислот.

Особенно широко крахмал и крахмалопродукты (приготов­ляемые из модифицированных крахмалов клейстер, крахмальные пасты) используются в текстильной промышленности для шлих­тования и аппретирования тканей, загустки печатных красок.

Крахмал и его производные широко применяются в бумажной промышленности при изготовлении мелованной бумаги, картона и бумажной тары, в производстве асбеста, сухих элементов, кра­сок, спичек, а также в кожевенной, фармацевтической, полигра­фической, табачной и других отраслях промышленности, в строи­тельстве при м ал ярно-отделочных работах и т. д. В литейном производстве при проведении наиболее ответственных плавок до сих пор применяют декстрин и набухающий крахмал, несмотря на наличие дешевых заменителей

Перспективно использование крахмала и его модификаций при флотационном способе обогащения руд, рафинировании алю­миниевых руд, бурении нефтескважин, мокром обогащении угля (в качестве осадителя мелкой угольной пыли при повторном ис­пользовании воды) и т. д.

Приведенные примеры применения крахмалопродуктов дают лишь некоторое представление о многообразном, все более расши­ряющемся использовании их в многочисленных отраслях народного хозяйства.

РАЗВИТИЕ КРАХМАЛО-ПАТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Производство крахмала было известно в глубокой древности. По свидетельству ряда античных писателей, пшеничный крахмал получали на островах Средиземного моря, в Древней Греции и Риме. Начало производства крахмала из пшеницы в других евро­пейских странах относится к XVI в., а в XVII в. почти одновре­менно с распространением культуры картофеля, завезенной из Америки, стали получать картофельный крахмал. Более широко распространилось производство картофельного крахмала почти во всех странах Европы в конце XVIII в. после изобретения ручной терки.

В России в первой половине XVIII в. имелись предприятия, вырабатывающие пшеничный крахмал, а к концу XVIII в было уже пемало картофелекрахмальных предприятий. В 1811 г. адъ­юнкт Российской Академии наук К. С. Кирхгоф впервые осуще­ствил превращение крахмала в смесь Сахаров с помощью серной кислоты. Это крупное научное открытие послужило основой для быстрого развития производства патоки и глюкозы из крахмала как в России, так и в других странах. В 1812 г. Д. И. Устинов по­строил первый паточный завод в Ярославской губернии, а в 1852 г. был основан Волжский паточный завод, который в течение долгого времени был самым крупным паточным заводом в Ев­ропе.

В 1842 г. по предложению американца Т. Кингсфорда впер­вые начали вырабатывать крахмал из кукурузы. С тех пор в США развилась наиболее крупная кукурузокрахмало-паточная промышленность, так называемая индустрия мокрого помола.

В классической работе В. И. Ленина «Развитие капитализма в России» указывается, что крахмало-паточное производство сы­грало определенную роль в развитии торгового земледелия и крестьянской буржуазии. Приводимые В. И. Лениным данные с 1863 по 1890 г показывают, что за этот период крахмальное про­изводство увеличилось в 4,5 раза по числу заводов и в 10,75 ра­за по сумме вырабатываемого продукта*.

Несмотря на такой рост производства, спрос на крахмал не удовлетворялся, о чем свидетельствовало возрастание привоза крахмала из-за границы Бурный рост текстильной промышлен­ности в пореформенную эпоху предъявлял все больший спрос иа крахмал. В. И. Ленин указывает, что «в развитии крахмального производства необходимо отличать два процесса: с одной сторо­ны, появление новых мелких заводиков и рост крестьянского про­изводства, с другой стороны, концентрацию производства на крупных паровых фабриках. Напр., в 1890 г. было 77 паровых за­водов, сосредоточивающих 52% всего числа рабочих и 60% сум­мы производства. Из этих заводов только 11 основаны до 1870 го­да…» [1].


Развитие крахмального производства выразилось вначале в замене ручных терок барабанными, приводимыми в движение от конного, а впоследствии и от механического привода, улучшении качества очистки крахмала, что повысило и качество патоки. За­тем наметился постепенный переход на паровой способ варки па­токи, стали использовать костяной уголь для очистки паточных сиропов и устанавливать вакуум-аппараты для окончательного уваривания. К 1914 г. общее число крахм ало-паточных предприя­тий достигло двух тысяч. Сосредоточены они были главным обра­зом в Ярославской, Владимирской, Тамбовской, Рязанской и Пен­зенской губерниях.

В 1909 г. было организовано производство кукурузного крах­мала на Северном Кавказе, когда начали работать 1-й и 2-й Осе­тинские заводы, перерабатывавшие всего по 10 т кукурузы в сут­ки. Несколько мелких предприятий вырабатывали пшеничный и рисовый крахмал.

После Великой Октябрьской социалистической революции зна­чительное количество мелких кустарных крахмальных заводов было ликвидировано, а некоторые более крупные заводы подверг­лись реконструированию и обновлению с целью увеличения мощ­ности. В РСФСР, Белорусской ССР и Украинской ССР строились новые картофелетерочные и крахмалосушильные заводы. На Яро­славском комбинате (б. Волжский завод) в 1924—1925 гг. было организовано в крупном масштабе производство кукурузного крах­мала и патоки из него, а также производство кукурузного масла и сухих кормов.

За годы довоенных пятилеток было реконструировано боль­шинство паточных заводов, построено и расширено крупное пред­приятие — Беслаиский маисовый (кукурузокрахмальный и паточ­но – глюкозный) комбинат, перерабатывающий в настоящее время до 190 тыс. т зерна в год

В послевоенные годы наряду с восстановительными работами большое внимание уделялось реконструкции предприятий, внед­рению новой техники и укреплению теплосилового хозяйства за­водов. В 1956 г. был пущен в строй новый кукурузопаточный за­вод в Молдавской ССР, в 1962 г. закончено строительство куку – рузокрахмало-паточного комбината в г. Верхнеднепровске. В на­стоящее время комбинат перерабатывает около 180 тыс. т куку­рузы в год; запланировано увеличение его мощности до 300 тыс. т. Рост производства крахмалопродуктов в нашей стране, по дан­ным Министерства пищевой промышленности СССР, представлен в табл. 1.

В настоящее время крахмало-паточная промышленность СССР вырабатывает продукции больше, чем любая другая страна, кро­ме США. Однако потребность народного хозяйства СССР в крахмалопродуктах удовлетворяется еще далеко не полностью. Недостаточно вырабатывается из крахмалсодержащего сырья са­харистых веществ. Поэтому крахмало-паточное производство по­стоянно расширяется.


Таблица 1. Производство крахмалопродуктов в СССР (в тыс. т)

Годы

Основные крахмало-

1912*

1940

1956

1965

1970

1975

1979

1980

(план)

Сухой крахмал Патока (все виды) Глюкоза

21 57 54.2 1,4

107 140

0,6

85 165 3,5

236,7 312,4 11,8

221,1 323,8 15,9

268,8 369,0 18,5

263 185,6»« 383 369,9 19,7 20,8

275 392 23


Итого: 77,17 247,6 253,5 560,9** 560,8 656,3 665,7 576,3 690




картофеля, а в 1973 г.— уже 2,2 млн. т, что делает перспектив­ным (но опыту Польской Народной Республики и других стран) строительство более крупных предприятий с суточной переработ­кой более 1000 т картофеля. На таких предприятиях можно ор­ганизовать рентабельное использование всех сухих веществ кар­тофеля (мезги, клеточного сока), выпуск денных белковых кор­мов, полиостью ликвидировать спуск сточных вод в водоемы. Это не исключает и строительства мелких предприятий в колхозах и совхозах со сдачей выработанного сырого крахмала государст­венным предприятиям.

Техническое перевооружение крахмало-паточной промышлен­ности идет по пути освоения комплексной механизации всех про­изводственных процессов (включая и подсобные операции на складах сырья, готовой продукции и вспомогательных материа­лов), автоматизации отдельных видов аппаратуры и целых стан­ций, внедрения нового, прогрессивного оборудования (центрифуг различного назначения, новых ситовых аппаратов, непрерывных осахаривателей и нейтрализаторов, новых видов измельчающих машин и т. д.), что обеспечивает повышение производительности труда, увеличение фондоотдачи и снижение себестоимости про­дукции. Особое значение имеет комплексная переработка сырья с максимальным выделением крахмала высокого качества и полным использованием сухого вещества сырья.

Во Всесоюзном научно-исследовательском институте крахмало­продуктов (ВНИИК), на технологических кафедрах Московского, Киевского и других институтов пищевой промышленности, подго­тавливаются к внедрению прогрессивные технологические схемы, конструируются и осваиваются новые виды оборудования, разра­батываются проблемы перспективного развития крахмало-паточ­ной промышленности.

Внедрение новой техники, модернизация существующей, строи­тельство новых предприятий, а также подготовка и повышение квалификации инженерных кадров дадут возможность резко уве­личить объем производства различных крахмалопродуктов и до­вести его до размеров, необходимых для полного удовлетворения потребностей народного хозяйства СССР.

СОВРЕМЕННЫЙ КАРТОФЕЛЕКРАХМАЛЬНЫЙ ЗАВОД

Производство крахмала из картофеля имеет сезонный харак­тер и длится 5—7 мес: с сентября по январь — март. Начиная с апреля содержание крахмала в картофеле даже при хороших ус­ловиях хранения уменьшается значительно быстрее, чем в зимние месяцы, что снижает экономичность его переработки.

В СССР производительность большинства картофелекрах – мальиых заводов относительно небольшая: 60—100 т картофеля в сутки Имеется лишь несколько заводов (Климовскнй, Казац кий, Новлянский и др ), перерабатывающих 300—600 т картофе­ля в сутки. 10

Из хранилищ картофель передается на завод при помощи гид­равлических транспортеров, на которых устанавливают соломо – и камнеловушки для отделения примесей. На заводе картофель поступает в корытообразную мойку, снабженную горизонтальным валом с насаженными на него по винтовой линии билами. Здесь поверхность клубней отмывается от земли. Затем картофель по­дают на автоматические весы, откуда он через бункер и шнек по­падает на измельчение в барабанные картофелетерки.

Задача этой важнейшей операции — разорвать максимальное количество клеток картофельного клубня, чтобы высвободить (извлечь) свободно плавающие внутри вакуолей зерна крахмала. Современные терочные барабаны вращаются со скоростью не ме­нее 50 м/с и набраны пилками с выступающими зубьями высотой 1,2 мм в количестве не менее 7 на 1 см длины каждой пилки.

Полученная после терки картофельная кашка разбавляется жидким крахмальным молоком[2] и поступает на ситовые аппара­ты, где процеживается через металлическое сито Продукт, отде­ленный на сите, вторично разбавляется и вновь процеживается. Затем отмытая кашка вторично измельчается на картофелетерке, называемой перетиром.

Окончательно измельченный продукт два-три раза промывают на ситах и при содержании в нем свободного (неотмытого) крах­мала не более 3% на сухое вещество выводят из производства. В сухом веществе этого продукта, так называемой мезге (кормовой отход), содержится от 30 до 50% крахмала. После обезвожива­ния она является ценным углеводным кормом.

Для отделения разбавленного клеточного сока (соковой воды) крахмальное молоко со всех сит пропускают между двумя бара­банами осадительной центрифуги. Здесь, в поле действия центро­бежных сил, крахмал оседает и соскребается шнеком, а соковая вода уходит через сливные окна

Крахмал, непрерывно выходящий из центрифуги, разводится чистой водой, и крахмальное молоко поступает на рафинирова­ние, т. е. отцеживание на ситовых аппаратах, имеющих тонкую капроновую сетку, с помощью которой отделяется мелкая мезга. Далее мезгу промывают на ситовых аппаратах с капроновой сет­кой и выводят из производства. Жидкое крахмальное молоко по­сле промывания мелкой мезги обычно направляют лля разбавле­ния кашки после первой терки.

Рафинированное (очищенное) крахмальное молоко поступает на промывание, цель которого — окончательно отделить от крах­мала нерастворимые и растворимые примеси.


Промывание производится в гидроциклонах или мультигидро – циклонах — небольших цилиндроконичсских сосудах, собранных в батарею. В них под действием центробежной силы поступающее под давлением крахмальное молоко разделяется на чистый крах­мал и примеси. Обработка молока на мультигидроциклонах про­изводится последовательно не менее трех раз, после чего полу­чается чистое крахмальное молоко.

При выработке сухого крахмала густое молоко обезвожива­ют на центрифугах с автоматическим управлением типа ФГН и получают сырой крахмал влажностью 38—40%.

Центрифугированный крахмал подается транспортными уст­ройствами в пневматическую сушилку и высушивается в восходя­щем токе подогретого воздуха. Температура самого крахмала в процессе высушивания не должна превышать 40—45е С, что в ус­ловиях такой сушилки «мгновенного действия» обеспечивается при температуре сушильного агента (воздуха) не выше 180— 200° С. Высушепный крахмал проходит отделку — просеивается на ситовых аппаратах с тонкой капроновой сеткой и фасуется в двойные джутовые или многослойные бумажные (крафт) мешки.

Влажность сухого картофельного крахмала должна быть 20%, что обеспечивает его хорошее качество при длительном хранении.

На современных картофелекрахмальных заводах весь процесс производства непрерывен, непродолжителен и полностью механи­зирован. От поступления картофеля в производство до получения сухого крахмала проходит всего 1—1,5 ч. Роль рабочих и инже­нерно-технического персонала сводится к контролю за ходом тех­нологического процесса, остановке и пуску отдельных видов обо­рудования, уходу за ним (смена ситовых рам, замена износивших­ся деталей и др.). Особое внимание уделяется достижению макси­мального выхода[3] крахмала и обеспечению его высокого качест­ва.

СОВРЕМЕННЫЙ КУКУРУЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЙ КОМБИНАТ

В СССР современные комбинаты перерабатывают по 500— 600 т кукурузы в сутки при товарной влажности ее 12—18%, что равно вместимости 25—30 железнодорожных вагонов грузоподъ­емностью 20 т. Ежесуточно вырабатывается примерно такое же количество готовой продукции в виде сухого крахмала, патоки, кристаллической глюкозы, кукурузного масла, кукурузного экст­ракта, декстрина и гидрола. Работа подобных комбинатов пред­ставляет собой хороший пример полного комплексного использо­вания сырья.

Комбинаты, перерабатывающие кукурузное зерно, работают непрерывно (круглосуточно) и в продолжении почти всего года, за исключением кратковременной — на 20—30 дней — остановки для капитального ремонта и модернизация оборудования.


Такая интенсификация производства по уровню техники и ко­эффициенту использования оборудования ставит кукурузоперера – •батывающие комбинаты в один ряд с предприятиями химической, нефтехимической, металлургической и других подобных отраслей промышленности.

Весь процесс переработки кукурузного зерна полностью меха­низирован, а на отдельных станциях автоматизирован. На пере­довых предприятиях все производственные процессы, за исклю­чением замачивания кукурузного зерна, осуществляются непре­рывно.

Кукурузное зерно из железнодорожного или автомобильного транспорта поступает в приемники элеваторов, а затем с по­мощью горизонтальных ленточных транспортеров и вертикальных ковшовых элеваторов (норий) подается сначала иа зерноочисти­тельные машины, а затем после взвешивания иа автоматических весах в бункера перед замочным отделением. Вместимость каж­дого бункера равна вместимости одного замочного чана. Кукуру­за из бункеров засыпается в очередной чан замочной батареи, со­стоящей из 8—14 и ‘более больших чанов, вмещающих по 25— 75 т и более кукурузного зерна каждый. Все чаны соединены коммуникациями, обеспечивающими циркуляцию замочной воды в чане н перекачивание ее из чана в чаи.

Процесс замачивания происходит при температуре 48—50° С в растворе сернистой кислоты с начальной концентрацией S02 0,25—0,3%. В зависимости от сорта и влажности зерно замачи­вается в течение 36—55 ч. В замочном чане осуществляются следующие операции:

загрузка зерна и заливка его прошедшей всю батарею замоч­ной водой;

отбор части жидкости — кукурузного экстракта, ко­торый далее идет на уваривание и с содержанием 48—50% сухнх веществ отгружается как сырье для медицинской и микробиоло­гической промышленности;

длительный процесс собственно замачивания при последова­тельном перекачивании замочной воды из чана в чан; подача жидкости, содержащей сернистую кислоту; промывание замоченной кукурузы; выгрузка зерна для дальнейшей переработки. Так как примерно 2/з растворимых веществ зерна диффунди­рует в замочную воду, которая противотоком перекачивается из чана в чан, процесс такого замачивания называется диффу­зионным или протнвоточным.

Замоченное зерно размягчается и направляется на дробление и выделение зародыша, содержащего основную массу жира. Из зародыша после высушивания и прессоваиня получают куку – рузноемасло.

Получаемая после дробления зерна и выделения зародыша кашка подвергается тонкому измельчению на измельчающих ма – шинах, после которых содержание связанного в ней крахмала не должно превышать 14—16%.

Для отделения и промывания крупной мезги применяют преимущественно дуговые сита. Промытую крупную мезгу обез­вреживают и используют в качестве корма. Молоко после отделе­ния крупной мезги четыре раза последовательно пропускают через ситовые аппараты с постепенно уменьшающимися отверстиями капроновой сетки. При этом отделяется мелкая мезга, kotoj рая промывается и используется в производстве корма.

Рафинированное (очищенное) крахмальное молоко направля­ют на станцию центробежных сепараторов, где его последова­тельно 3—4 раза обрабатывают для отделения от крахмала бел­ка. Эти современные машины делают от 4500 до 6200 об/мии. По­лученный г лютен, состоящий в основном из нерастворимого бел­ка и мелких зерен крахмала, должен содержать около 70% про­теина (Nx6,25) и не более 15—17% крахмала, Глютен обезвожи­вается и используется как сырье для производства корма.

После сепараторов в крахмалы-юм молоке должно быть не бо­лее 0,6—0,7% протеина и обнаруживаются еще заметные количе­ства растворимых веществ (0,2—0,3%), Содержание их увеличи­вается при применении старого, замкнутого процесса (по Видма – ру). Поэтому крахмал дополнительно промывают, обрабатывая на вакуум-фильтрах (2—3 раза) или гидроциклонах (8—11 раз).

Из чистого крахмального молока вырабатывают готовую про­дукцию: сухой крахмал, патоку, глюкозу, декстрин и пр. Из мезги, глютена с добавлением жмыха и отходов получают сухой концентрированный корм влажностью 10—12%, содержащий не менее 20% протеина.

Производства крахмальной патоки и кристалли­ческой глюкозы после гидролиза крахмала имеют сходные схемы очистки сиропов. Прежде всего крахмальное молоко под­вергают химической обработке — гидролизу в присутствии глав­ным образом соляной кислоты как катализатора прв температу­ре 140—145°С. Подогрев крахмального молока осуществляется паром под определенным давлением в конверторах или непрерыв­ных осахарнвателях. Для получения патоки осахариваиие обыч­но доводят до 38—42%-ного содержания редуцирующих веществ (РВ)[4] в пересчете па сухое вещество. Для получения глюкозы применяют более жидкое крахмальное молоко и проводят более глубокий гидролиз (до 90% РВ и выше). Полученные гидролиза – ты нейтрализуют раствором соды (Na2C03) до рН 4,7 и направ­ляют на механическую фильтрацию для отделения взвешенных примесей. Для ускорения очистки добавляют кизельгур, перлит и другие порошки. В сироп добавляют активный уголь типа норит (15% всего применяемого количества) и после контакции с углем сироп также фильтруют. Очищенный жидкий сироп выпаривают до концентрации 55—57° Са в трехкорпусиой выпарке. Густой сироп вновь дважды обрабатывают активным углем (первый раз отра­ботавшим после последней фильтрации, второй раз свежим) и дважды фильтруют. На все три фильтрации дают до 1 % активного угля к массе сухих веществ сиропов. Чистый густой сироп оконча­тельно уваривают в вакуум-аппаратах, прн этом в паточных си­ропах содержание сухих веществ доводят до 78%. После охлаж­дения в холодильниках готовую патоку перекачивают в же­лезнодорожные цистерны или баки для хранения.

Глюкозные сиропы уваривают до содержания 75% сухих веществ, охлаждают и направляют в кристаллизаторы, где остав­ляют примерно 7з утфеля [5] от предыдущего оборота в качестве затравки. Постепенным медленным понижением температуры в кристаллизаторах с 48 до 25° С регулируют скорость кристаллиза­ции. Первый продукт кристаллизуется в течение 4—5 сут. Гото­вый утфель центрифугируют в автоматизированных центрифугах с перфорированным барабаном и сеткой. При частоте вращения барабана до 1500 об/мин под действием центробежных сил меж­кристальный раствор (первый оттек – зеленая патока) отделяется, оставляя на сетке кристаллы. Кристаллы на сетке про­мывают конденсатом и получают второй оттек — белую па­току. Затем кристаллы выгружают нз центрифуг и транспорти­руют в сушилку, просеивают и готовую кристаллическую гидратиую глюкозу фасуют в бумажные мешкн.

Первый оттек подвергают дополнительному гидролизу с соля­ной кислотой. Затем нейтрализуют, очищают и уваривают анало­гично описанному выше. В кристаллизаторе II продукта процесс идет значительно дольше (10—11 сут), так как доброкачествен­ность[6] этого продукта ниже, чем I продукта. Утфель II про­дукта центрифугируют, но не промывают. Получающийся оттек называется гидролом, содержит 68—72% РВ и используется в медицинской промышленности и других отраслях народного хо­зяйства. Кристаллы II продукта — желтый сахар смешива­ют с белой патокой и комочками, отсеянными от готовой глюко­зы, растворяют в горячем конденсате н клеровку возвращают на линию I продукта, увеличивая общий выход глюкозы.

Производство сухого кукурузного крахмала из сырого анало­гично производству сухого картофельного крахмала, но из-за меньшей гигроскопичности его высушивают до влажности 13%.

На современных комбинатах выход крахмала из кукурузы до­стиг 66—67%, масла — 2,8—3,2%. Новые схемы производства кристаллической глюкозы позволяют значительно увеличить вы­ход и этого продукта. Отсюда ясно, насколько велики возмож­ности дальнейшего увеличения объема крахмалопродуктов, полу­чаемых из кукурузы.


ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ПРОИЗВОДСТВО КРАХМАЛА

Глава I. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА КРАХМАЛА

1. 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. 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 зериа Слои особенно хорошо видны при окраске зе­рен разбавленной хромовой кислотой.

Глазок является органическим центром, вокруг которого на­слаивается крахмал, образуя зерно. В 1956 г. было доказано, что при введении меченого углерода С-14 радиоактивность сосредо­точивается во вновь образованном слое зерна. Это свидетельст­вует о том, что новые слои крахмала образуются на поверхности крахмальных зерен и в дальнейшем не изменяются.

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 зерпо картофельного крахмала просвечивается насквозь, за исключением двух темных линий, пе-

ресекающихся 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 свойствами (более прочной мо­лекулярной структурой), содержит меньше влаги и более стойка к внешним воздействиям.

Пищевая промышленность      Постоянная ссылка | Все категории
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника