Производство крахмала - Starch production
Производство крахмала - это выделение крахмала из растительных источников. Это происходит на крахмальных заводах. Крахмальная промышленность - это часть пищевой промышленности, которая использует крахмал в качестве исходного материала для производства производных крахмала , гидролизатов, декстринов .
Первоначально сырьем для приготовления крахмала была пшеница. В настоящее время основными источниками крахмала являются:
- кукуруза (в Америке, Китае и Европе) - 70%,
- картофель (в Европе) - 12%,
- пшеница - 8% (в Европе и Австралии),
- тапиока - 9% (Юго-Восточная Азия и Южная Америка),
- рис , сорго и др. - 1%.
Производство картофельного крахмала
Производство картофельного крахмала включает такие этапы, как доставка и разгрузка картофеля, очистка, измельчение клубней , отделение картофельного сока, экстракция крахмала, очистка крахмального молока, обезвоживание очищенного крахмального молока и сушка крахмала .
Цепочка поставок картофельного крахмала существенно различается в зависимости от региона. Например, картофельный крахмал в Европе производят из картофеля, выращенного специально для этой цели. Однако в США картофель не выращивают для производства крахмала, и производители должны получать сырье из потоков отходов кухонного комбайна. Характеристики этих потоков отходов могут значительно различаться и требуют дальнейшей обработки со стороны производителя картофельного крахмала в США, чтобы гарантировать приемлемость функциональности и характеристик конечного продукта.
Доставка и разгрузка картофеля
Картофель на крахмальные заводы доставляется автомобильным или железнодорожным транспортом . Выгрузка картофеля могла производиться двумя способами:
- сухой - на элеваторах и самосвалах ,
- мокрый - сильной струей воды.
Уборка
Грубая очистка картофеля происходит во время транспортировки картофеля в скруббер по каналу. Кроме того, перед скруббер , соломки и камни установлены сепараторы. Основная очистка проводится в скруббере (используются разные узкоспециализированные машины). На этом этапе удаляются оставшиеся камни, шлам и легкие отходы . Затем вода, используемая для мытья, очищается и возвращается в производственный процесс.
Ополаскивание клубней
Чаще всего измельчение клубней картофеля проводят роторной теркой . Цель этого этапа - разрушение клеточных стенок , которые, таким образом, высвобождают крахмал. На практике клетки картофеля не разрушаются полностью, и часть крахмала остается в заторе . Картофель целлюлоза быстро темнеет, потому что тирозин представлены в картофеле окисляется с помощью полифенолоксидазы , который находится в клеточном соке. Поэтому клеточный сок нужно отделить как можно скорее.
Отделение картофельного сока
Это позволяет извлекать полноценный белок из сока и снижает нагрузку на водный сок в виде осадка.
Экстракция крахмала
После отделения сока картофеля мякоть направляется на станцию промывки крахмала для выделения крахмала. Чаще всего используются шайбы, ориентированные на поток. В этих машинах пульпа, разбавленная водой, промывается сильной струей воды, чтобы вымыть молочный крахмал. Контрабанда сусла с водой является побочным продуктом - обезвоженной картофельной мякотью . Крахмальное молоко загрязнено мелкими частицами клетчатки (фрагментами ткани картофеля) и оставшимися компонентами картофельного сока, поэтому его называют сырым крахмальным молоком.
Рафинирование крахмального молока
Сырое крахмальное молоко очищается в процессе рафинирования. Это включает в себя удаление мелких волокон из крахмального молока, а затем удаление сока, воды и конденсата крахмального молока. Для этого обычно используются грохоты и гидроциклоны . Гидроциклоны из-за малой производительности (примерно 0,3 кубометра в час) подключаются параллельно и работают как мультигидроциклоны. Для удаления песка из крахмального молока используются бигидроциклоны. Для предотвращения ферментативного потемнения картофельного сока химическая очистка крахмала проводится с использованием серной кислоты . Рафинированное крахмальное молоко имеет плотность около 22 ° Be , что составляет около 38% крахмала.
Обезвоживание очищенного крахмального молока и сушка крахмала
Это суспензия крахмала в воде, которую необходимо обезвоживать до 20% влаги . Это эквивалентно содержанию влаги в товарном крахмале при хранении. В этом процессе нельзя использовать высокие температуры из-за опасности клейстеризации крахмала, которая разрушает гранулированную структуру. Это может привести к значительным изменениям функциональных свойств крахмала. Следовательно, удаление излишков воды из молока должно производиться только в условиях, предотвращающих желатинизацию крахмала.
Обезвоживание очищенного крахмального молока осуществляется в два этапа. На первом этапе излишки воды удаляются с помощью ротационного вакуумного фильтра . Во-вторых, сушат влажный крахмал без приклеивания крахмала. Для этого используется пневматическая сушилка. В этом аппарате влажный крахмал (с содержанием воды 36-40%) плавает в сильном и горячем (160 ° C) потоке воздуха, а затем сушится в течение 2-3 секунд. Затем крахмал отделяется от горячего воздуха в циклонах . Из-за короткого времени высокотемпературной сушки и интенсивного испарения воды из гранул крахмала его поверхность нагревается только до 40 ° C.
Сухой крахмал содержит около 21% воды. При пневмотранспорте крахмал теряет дополнительно 1% воды.
Полученный крахмал хранится отдельно в силосах , в джутовых мешках (100 кг) или бумажных мешках (50 кг). Существует три вида крахмала: высший экстра, высший и прима. Различные сорта крахмала зависят от степени чистоты и белизны. Различия между ними заключаются в кислотности и содержании минеральных веществ.
Таблица 1. Характеристика производства картофельного крахмала.
| Обработка | 2.000 т / сутки |
|---|---|
| Коэффициент извлечения крахмала | 87% |
| Расход воды:
- мойка - технологические |
6,5 м 3 / т
2,5 м 3 / т 4,0 м 3 / т |
| Расход водяного пара | 400-500 кг / т крахмала |
|
ТАК 2 расходы |
0,8 кг / т картофеля |
| Урожайность: на тонну картофеля | (16,8%) 175 кг крахмала |
| Потеря:
- потери картофеля (транспортировка и мойка) - потери крахмала в целлюлозе потеря крахмала сочной воды |
около 10%
0,5% 8–9% 1,0% |
Вода, которая используется при производстве крахмала (грязная вода) для транспортировки и очистки, не должна быть полностью чистой. Поэтому использование осветлителя позволяет использовать замкнутый цикл, что значительно снижает количество необходимой для очистки воды. С другой стороны, требования к качеству технологической воды такие же, как и к питьевой (микробиологическое и химическое загрязнение ). Кроме того, этот тип воды должен содержать небольшое количество металлов, таких как: Ca , Mg , Fe , Mn ; который плохо влияет на свойства крахмала.
Отходы
- Картофельный сок - это жидкие отходы, отделяемые от мякоти картофеля после измельчения с помощью центрифуг или декантеров. Она содержит около 5% сухого вещества, в том числе около 2% ценного белка картофеля высокой питательной ценности, минералов , витаминов и других. Современные крахмальные заводы отделяют сок от затора.
- Картофельный белок можно извлечь из сока путем коагуляции при нагревании при низком pH. Таким образом можно получить около 600 кг свернувшегося белка из каждых 1000 кг картофельного белка. Коагулированный белковый продукт содержит около 80% белка (с усвояемостью около 90%), 2,5% минералов, 1,5% жира, 6% безазотистых веществ и 10% воды. Благодаря полному набору экзогенных аминокислот препарат является ценным белковым кормом . Оставшийся картофельный сок используется как удобрение .
- Мякоть картофеля - побочный продукт отмывания крахмала от сусла. Он содержит все нерастворимые в воде некрахмалистые вещества (фрагменты стенки клеток), волокна и связанный крахмал, который невозможно механически отделить от смешанных партий картофеля. Сухое вещество пульпы содержит 30% крахмал, что делает его хорошим источником корма для животных для коров . Мякоть содержит много воды, сухих веществ около 16%, что неудобно при транспортировке и хранении. Именно поэтому его действительно часто сушат и обезвоживают .
- Сочная вода - это жидкий побочный продукт, получаемый после очистки крахмального молока. Это в десять раз разбавленный картофельный сок. Поскольку это отстой и его нельзя сбрасывать в открытую воду. Ее необходимо обрабатывать как сточные воды или использовать в качестве удобрения.
Применение картофельного крахмала
Использование сырого крахмала относительно невелико. В основном крахмал используется в качестве материала как при производстве пищевых, так и непищевых продуктов. В пищевой промышленности много крахмала превращается в гидролизаты крахмала. Также из него получают пудинги , желе , десерты , карамель и другие продукты питания. Кроме того, крахмал перерабатывается в модифицированный крахмал, чтобы изменить свойства материала. Модифицированные крахмалы находят широкое применение во многих отраслях промышленности. Применения крахмала в непищевых секторах включают: производство декстрина и адгезивов, буровых растворов , биоразлагаемых пластиков , гипсовых связующих и многих других. Кроме того, модифицированные крахмалы используются в качестве стабилизаторов эмульсии . Другими важными областями применения крахмала являются текстильные проклеивающие вещества, наполнители в таблетках для фармацевтических препаратов.
Смотрите также
использованная литература
Мечислав Паласинский, 2005. Технология переработки углеводов (на польском языке). Польское общество пищевых технологов, Малопольское отделение, Краков, стр. 63 - 76.