Контрольные вопросы

1. Сколько сахара содержится в корнеплоде сахарной свеклы?

2. Из каких этапов состоит технологическая схема производства сахара-песка из сахарной свеклы?

3. Как очищают диффузионный сок?

4. Что представляет собой утфель? Как его получают?

5. Сахар жидкий и сахар рафинад, схемы их получения.

6. Отходы сахарного производства.

Лекция 4 технология крахмала и крахмалопродуктов

Крахмал…, что такое крахмал, какое строение имеет,…

Какой знаете,

Какие способы извлечения известны (кустарные, или технические)

Где используют?

Крахмало-паточная промышленность — важная отрасль народного хозяйства. Перерабатывая картофель и куку­рузу, крахмало-паточные предприятия выпускают сухой крахмал, глюкозу, различные виды крахмальных паток, модифицирован­ные крахмалы, декстрины, глюкозно-фруктозные сиропы и т. д. Ассортимент вырабатываемой продукции составляет десятки на­именований. Крахмал и крахмалопродукты используют в различ­ных отраслях пищевой промышленности: кондитерской, хлебо­пекарной, консервной, молочной, пищеконцентратной и др., а также в других отраслях промышленности (медицинской, текс­тильной, полиграфической, бумажной и т. д.).

Крахмал добывают из картофеля и кукурузы….

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ СЫРОГО КАРТОФЕЛЬНОГО КРАХМАЛА

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. Средний химический состав картофеля (%): 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 и про­чие вещества (пектиновые, пентозаны и др.)— 1,6.

Принципиальная технологическая схема получения сырого картофельного крахмала состоит из следующих этапов:

1.хранение картофеля;

2. доставка картофеля на завод;

3. мойка карто­феля в моечных машинах;

4.взвешивание картофеля;

5.тонкое из­мельчение картофеля на терочных машинах — получение кашки;

6. выделение картофельного сока из кашки;

7.выделение свободного крахмала из кашки;

8.отделение и промывание мезги;

9.рафиниро­вание крахмального молока;

10.промывание крахмала.

Хранение картофеля. Предприятия, перерабатывающие карто­фель, работают сезонно. До подачи на производство убранный картофель хранят в буртах при температуре 2...8 "С. На хранение закладывают только здоровые клубни. При хранении картофель дышит. Хранить картофель свыше 5...7 мес нецелесообразно, так как это приводит к значительным потерям сухих веществ, в том числе 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. Картофель надо хорошо отмыть, т.к. кожуру с него не удаляют, а в крахмале не должно быть минеральных примесей.

На первом этапе надо отделить солому и легкие примеси - для этого мойки применяют моечные машины, имеющие камеры с высоким уровнем воды;

Затем, камеры с низким уровнем воды, в которых хорошо оттирают землю;

Потом сухие камеры, в кото­рых вода, не задерживаясь, стекает в грязевую канаву. Моечные машины снабжены ботво-, песко- и камнеловушками. На круп­ных заводах широкое распространение получила моечная маши­на КМЗ-57М. 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 вскрыть кле­точные стенки. Для этого картофель измельчают на терочных машинах, принцип работы которых состоит в истирании клуб­ней поверхностью, набранной из пилок с мелкими зубьями. Измельчение проводят дважды. При первом измельчении ис­пользуют пилки с высотой зубьев 1,5. ..1,7 мм, для повторного (перетир) — 1,0 мм. Качество измельчения характеризуется ко­эффициентом измельчения К.

К = (А/А+В)х100

где А — содержание свободного крахмала (освобожденного из клеток клубня) в кашке, %: В — содержание связанного крахмала (оставшегося в невскрытых клет­ках картофеля) в кашке, %.

На современных предприятиях коэффициент измельчения до­стигает 85. ..95 %,

Выделение картофельного сока из кашки. Полученная после терочных машин картофельная кашка представляет собой смесь, состоящую из разорванных клеточных стенок, крахмальных зерен и картофельного сока. Задача в том, чтобы поскорее выделить крахмал.

В соке что содержится? Почему надо скорее выделить крахмал?

Контакт сока с крахмалом ухуд­шает качество крахмала, вызывая его 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.

Шнековая осадительная центрифуга типа ОГШ со­стоит из наружного 2 и внутреннего 3 барабанов с приваренным к барабану 3 шнеком. Оба барабана вращаются в одну сторону, причем внутренний с опережением на 15. ..25 с~'. Картофельная кашка, пройдя центрифугу, через трубу 6 и полый вал 4 поступа­ет в пространство между барабанами через окна 7. Здесь под действием центробежной силы происходит ее разделение на две фракции.

Картофельный сок выводится из центрифуги через сливные окна 8, а осадок (тяжелая фракция) за счет разницы во враще­нии барабанов выводится шнеком /, разбавляется водой и удаля­ется через окна 5 в виде крахмального молока определенной плотности.

/ 3 4

Рис. Шнековия осадитсльная центрифуга типа ОГШ

Сгущенную кашку концентрацией сухих веществ до 40 % по­лучают при минимальных потерях крахмала с картофельным соком (0,1 %).

Выделение свободного крахмала из кашки, отделение и промы­вание мезги. После отделения картофельного сока на осадительных центрифугах кашку направляют на ситовую станцию завода. Здесь на различных ситовых аппаратах от нее отделяют и промы­вают крупную и мелкую мезгу, осаждают и промывают крахмал. Для выделения из кашки мезги используют центробежные ситовые аппараты: барабанно-струйные (БСС) или центробежно-лопастные (ЦЛС).

Рис. 53. Барабанно-струйное сито

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 сгущенную суспензию подают в гидроциклоны для промывки крахмала, которую проводят в три ступени. Далее крахмал обез­воживают на вакуум-фильтрах и высушивают.

Рис. 54. Центробсжно-лопастное сито ЦЛС

Рис. Гидроциклон Рис. Слабонапорное дуговое сито марки РЗ-ПРД

Процесс рафинирования крахмальной суспензии ведут в две ступени.

Мелкую мезгу промывают на ситах в три ступени. Чтобы получить крахмальное молоко достаточно высокой концентра­ции, на ситовой станции завода многократно используется раз­бавленное крахмальное молоко, а процесс ведут по принципу противотока.

Выход и коэффициент извлечения крахмала. Выход картофель­ного крахмала — это отношение полученного крахмала к массе переработанного сырья, выраженное в процентах. Выход крахма­ла зависит от его содержания в перерабатываемом сырье и по­терь с мезгой и сточными водами. В среднем выход крахмала равен 15,7 %, потери крахмала составляют 2,8 %.

Отношение массы полученного крахмала к массе крахмала,содержащегося в переработанном сырье, выраженное в процен­тах, называется коэффициентом извлечения крахмала. Он состав­ляет 82...88 % и характеризует качество работы завода.

Качество сырого картофельного крахмала. Сырой картофель­ный крахмал в зависимости от содержания в нем влаги подраз­деляется на две марки: А (содержание влаги 38...40 %) и Б (содержание влаги 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 слабокислый, но незатхлый запах.

Сырой картофельный крах­мал долго не храниться, он закисает. Поэтому его пере­рабатывают в сухой крахмал, бескислотные декстрины, модифи­цированные крахмалы, патоку, глюкозу и др.

Сырой картофельный крахмал хранят некоторое время наливным способом или в складах, утрамбовывая и заливая его водой. Самый надежный способ — хранение его в замороженном состоянии.

Однако при хранении в крахмале про­текают микробиологические процессы, приводящие к появле­нию кислого запаха, увеличению кислотности, нарастанию рас­творимых веществ и снижению сухих веществ крахмала.

Использование побочных продуктов. Естественно у производства есть отходы. Задача в том, чтобы наиболее комплексно и наиболее полное использовать сухие вещества карто­феля при выработке из него крахмала, снизить расход свежей воды на технологические нужды, уменьшить сточные воды.

Побочные продукты картофелекрахмального производства - мезга и картофельный сок.

В картофеле 25 % сухих в-в, из них извлекается 15, 7% крахмала, и9,3 – это мезга и картофельный сок.

Картофельный сок содержит 5...7 % сухих веществ, в состав которых входит до

40 % азотистых веществ, 20...25 % растворимых углеводов, 9...12 % минеральных веществ, 3...5 % крахмала, около 3 % жира. Азотистые вещества картофельного сока на 50 % представлены белками, 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 крахмала — 45...50, клетчатки — 25...30, растворимых углеводов — 25...30, белков -5, минеральных веществ — 5...6.

Картофельный сок и мезгу перерабатывают в углеводно-белковый гидролизат и белковый корм. Технологически этот процесс выглядит следующим образом:

• смесь мезги и картофельного сока с содержанием сухих веществ 8... 12 % 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 до содержания сухих веществ 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 содержания влаги 10 %.

Мезга в сыром и силосованном виде используется как корм для животных; при комбинированном способе произ­водства крахмала и спирта. Кроме того, из нее получают мальтозную патоку, декстриновый клей и др. (сушат, размалывают, просеивают сквозь сито с размером ячеек 0,1x0,1 мм). мезга содержит 75...76 % крахмала.